【正文】 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資源共享 ) 第 11 頁(yè) 共 27 頁(yè) 表 沖裁時(shí)凸凹模的制造公差 公稱尺寸 凸模δ p 凹模δ d 公稱尺寸 凸模δ p 凹模δ d ≤ 18 180～ 260 18～ 30 260～ 360 30～ 80 360～ 500 80～ 120 500 120～ 180 表 系數(shù) x 材料厚度t/mm 非圓形 圓形 1 工件公差Δ /mm 1 ～ ≥ ≥ 1～ 2 ～ ≥ ≥ 3～ 2 ～ ≥ ≥ 4 ～ ≥ ≥ 對(duì)于如圖 1中所示的工件，由于工件精度一般不高于 IT11級(jí)，根據(jù)工件的基本尺寸，選取 IT13即可。（小間隙應(yīng)該用配作法才能得到保證，不過(guò)它的計(jì)算與分開加工時(shí)的計(jì)算方法類似） 計(jì)算公式見(jiàn)表 ： 表 凸、凹模分開加工時(shí)，其工作部分尺寸的計(jì)算 工作性質(zhì) 沖件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 D0△ Dp=(DxΔ z)0δ p Dd=( DxΔ )0+δ d 沖孔 d0△ dp=(d+xΔ )0δ p dd=(d+ xΔ + z)0+δ d 注意：計(jì)算時(shí)，先將沖件尺寸化成 D0△ 、 d0△ 的形式。 凸模和凹模分別加工時(shí)的尺寸的計(jì)算：尺寸計(jì)算原則 ,沖裁件的凸模和凹模的尺寸及公差分布狀態(tài)得出下列公式 D凹 =(Dmax一 x△ )+∮ D凸 =(D凹一 Zmin)=(Dmax一 x△一 Zmin) 刃口尺 寸的計(jì)算方法 由于模具加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可分為兩種情況，它們分別是：凸模與凹模分開加工，凸模與凹模配合加工。 ，在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。 確定凸凹模刃口尺寸的原則 ，落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，因此沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來(lái)保證合 理間隙。另一種是單配加工法 ,用凸模和凹模相互單配的方法來(lái)保證合理間隙，加工后 ,凸模和凹模必須對(duì)號(hào)入座 ,不能互換 。這種加工方法須把模具的制造公差控制在間隙的變動(dòng)范圍之內(nèi) ,使模具制造難度增加，這種方法主要用于沖裁件的形狀簡(jiǎn)單 ,間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。 。對(duì)于沖孔件 ,凸模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn) ,間隙應(yīng)由增大凹模尺寸來(lái)取得 .由于間隙在模具磨損后會(huì)增大 ,所以在設(shè)計(jì)凸模和凹模時(shí)取初始間隙的最小值 Zmin。 ，凹模磨損后會(huì)增大落料件的尺寸 ,凸模磨損后會(huì)減小沖孔的尺寸，為了提高模具壽命 ,在制造新模具時(shí)應(yīng)把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸 ,把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸。 沖裁間隙的合理數(shù)值應(yīng)在設(shè)計(jì)凸模和凹模工作部分尺寸時(shí)給予保證 ,同時(shí)在模具裝配時(shí)必須保證間隙沿封閉輪廓的分布均勻 ,保證取得滿意的效果。材料愈薄 ,塑性愈好 ,則間隙愈小。 材料塑性好 ,光亮帶所占的相對(duì)寬度 b/t大 ,間隙數(shù)值就小，而塑性差的硬材料 ,間隙數(shù)值就大一些， b/t還與 板料的厚度有關(guān)，對(duì)同一種材料來(lái)說(shuō) ,薄料沖裁的 b/t比厚料沖裁的 b/t大 ,薄料沖裁的間隙更要小一些。 Z=2(tb )tanb=2t(1b/t)tanb 合理間隙值取決于 t,b/t,b等三個(gè)因素，由于 b值的變化不大 ,影響合理間隙值的大小主要取決于前二個(gè)因素 ,影響間隙值的主要因素是板料厚度和材料性質(zhì)。 在沖裁過(guò)程中 ,由于 材料的彎曲變形 ,使凸模和凹模端面與板料的接觸寬度僅限制在刃口附近 ,所以垂直的壓力 F主要集中在刃口部分，間隙小時(shí) ,沖裁過(guò)程的作用加劇 ,沖裁力 F與摩擦力 uF增大 ,使刃口所受壓應(yīng)力增大 ,造成刃口變形與端面磨損加劇 ,嚴(yán)重時(shí)甚至崩刃，而側(cè)向壓力 N與摩擦力 uF以及在沖裁后由卸料與推件產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦都隨間隙的減小而增大 ,使凸模和凹模的側(cè)面摩損加大 ,加之過(guò)小間隙的二次剪切所產(chǎn)生的金屬碎屑因摩擦發(fā)熱粘附在凸模和凹模上又加劇了刃口的摩損，過(guò)小間隙會(huì)使模具壽命降低，小間隙還使模具制造的難度增加，因此，沖裁間隙是保證合理沖裁過(guò)程的 是防要的工藝參數(shù)。 ?？紤]原則大致如下： ，非圓形制件間隙較圓形制件間隙大，沖孔較落料間隙大。 表 沖裁單面間隙比值（ C/t） 100% 材料類別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資源共享 ) 第 8 頁(yè) 共 27 頁(yè) 低碳鋼 08F,10F,10,20,B2 硬鋁 LY12CZ ～ ～ ～ 中碳鋼 45 不銹鋼 1Cr18Ni9Ti,4Cr13 膨脹合金 4J29 ～ ～ ～ 表中： C— 模具單面間隙； t— 材料厚度 另外，表 適用于 t≤ 10mm 的金屬材料，考慮到料厚對(duì)間隙比值的影響，將料厚分成分成四檔 :～ ,～ ,～ ,～ 10。一般可用兩種方法確定模具的合理間隙，即理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法，由于理論確定法在生產(chǎn)實(shí)際中使用不便，故目前廣泛使用經(jīng)驗(yàn)確定法和圖表。 表 間隙對(duì)磨損的影響 沖裁件 模 具 無(wú) 潤(rùn) 滑 間隙（ %t） 沖裁次數(shù) 凸模 /μ m2 凹模 /μ m2 5 2570 10 30000 3600 250 15 10000 120 25 20 30000 570 80 間隙值的確定 從以上分析可知，設(shè)計(jì)模具時(shí)選擇一個(gè)合理的間隙值，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度等，就顯得十分重要。間隙小時(shí)，沖裁件梗塞在凹模洞口的脹裂力也增大。但當(dāng)間隙 繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響到模具磨損。間隙減小，沖裁條件差，磨損就大。 此外，間隙對(duì)卸料力和推件力亦有影響，間隙增大后，從凸模上卸料或者從凹模孔中推件都將省力。 不同材料都對(duì)應(yīng)著一個(gè)沖裁力較小的相對(duì)間隙范圍，此范圍即合理間隙范圍。 沖裁力隨間隙減小而增大。 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資源共享 ) 第 7 頁(yè) 共 27 頁(yè) 如果間隙過(guò)大，沖裁時(shí)拉伸變形大，沖裁后的彈性恢復(fù)使落料尺寸縮小，沖孔孔徑變大。它主要包括兩個(gè)方面的偏差：一是沖裁件與凸?；虬寄３叽绲钠?；二是模具本身的制造偏差。 沖裁件的尺寸精度主要是指沖裁件的實(shí)際尺寸和公稱尺寸的差值。上裂紋表面壓入凹模時(shí)，受到凹模壁擠壓，出現(xiàn)第二光亮帶，部分材料被擠出表面形成毛刺或齒狀邊緣。間隙過(guò)小時(shí)，上、下剪裂紋不重合。間隙合理時(shí)，則材料會(huì)由于上、下剪裂紋相遇合而分離。沖裁間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)的一個(gè)極其重要的參數(shù)。 Z=D 凹 D 凸 沖裁間隙一般是指雙邊間隙，沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程有著很大的影響，在上面已經(jīng)分析了間隙對(duì)沖裁件的質(zhì)量起著決定性的作用，間隙對(duì)模具壽命也有較大的影響。落料的光亮柱體部分 ,近 似等于凹模尺寸，對(duì)于板料孔 ,決定與軸類零件配合性質(zhì)的是它的最小尺寸 ,即光亮柱體部分尺 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資源共享 ) 第 6 頁(yè) 共 27 頁(yè) 寸 。 第 3 章 沖裁工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算 本章主要介紹以下一些內(nèi)容：凸、凹模間隙值的確定；凸凹模刃口尺寸的確定；排樣的設(shè)計(jì)及計(jì)算；沖裁力的計(jì)算；確定模具壓力中心。 3是斷裂帶，是由沖裁時(shí) 所產(chǎn)生的裂紋擴(kuò)張而形成，斷裂帶表面粗糙 ,并帶有 4—6度的斜度 .凸模和凹模的間隙愈大 ,則斷裂帶高度愈大 ,且斜度也增大。 2是光亮帶 ,是由于凸模切入板料 ,板料被擠入凹模而產(chǎn)生塑性剪切變形所形成的。 在正常的沖裁工作條件下 ,由凸模刃口出發(fā)的剪裂縫與由凹模刃口出發(fā)的剪裂縫是重合的，這時(shí)可以得到的沖裁件斷面 ,它具有明顯的四個(gè)特征區(qū)。 由上述沖裁變形過(guò)程的分析可知 ,沖裁過(guò)程的變形是很復(fù)雜的，沖裁變形區(qū)為凸、凹模刃口連線的周圍材料部分 ,其變形性質(zhì)是以塑性剪切變形為主 ,還伴隨有拉伸、彎曲與橫向擠壓等變形，所以 沖裁件及廢料的平面常有翹曲現(xiàn)象。當(dāng)凸模開始接觸板料并下壓時(shí) ,凸模與凹模刃口周圍的板料產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象 ,使材料產(chǎn)生彈性壓縮、彎曲、拉伸等復(fù)雜的變形，凸模下的材料略有彎曲 ,凹模上的材料則向上翹，間隙愈大 ,彎曲和上翹愈嚴(yán)重，隨著凸模繼續(xù)壓入 ,直到材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到彈性極限，當(dāng)凸模繼續(xù)壓入 ,板料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn) ,板料與凸模和凹模的接觸處產(chǎn)生塑性剪切變形，凸模切入板料 ,板料擠入凹模洞口，在板料剪切面的邊緣由于彎曲、拉伸等作用形成塌角 ,同時(shí)由于塑性剪切變形 ,在切斷面上形成一小段光亮且與板面垂直的斷面，纖維組織 產(chǎn)生更大的彎曲和拉伸變形，隨著凸模的下壓 ,應(yīng)力不斷加大 ,直到分離變形區(qū)的應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度 ,塑性變形階段結(jié)束。 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資源共享 ) 第 5 頁(yè) 共 27 頁(yè) 沖裁過(guò)程是在瞬間完成的，為了控制沖載的質(zhì)量 ,研究沖裁的變形機(jī)理 ,就需要分析沖裁時(shí)板料分離的實(shí)際過(guò)程。 沖裁是沖壓工藝的基本工序之一，在沖壓加工中應(yīng)用極廣，它可以直接沖出成品零件 ,也可以作為彎曲、拉深和擠壓等其它工序的坯料 ,還可以在已成形的工件上進(jìn)行再加工。從板料上沖下所需形狀的工件稱為落料，在工件上沖 出所需形狀的孔為沖孔。 了解了產(chǎn)品零件的材料特性之后，我們知道 20鋼價(jià)格便宜 ,很適合冷沖壓加工成形，是普通冷沖壓零件的首選材料之一。一般用 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)中 20鋼價(jià)格便宜 ,但淬透性低，故滲碳淬火后心部強(qiáng)度低 ,表層強(qiáng)度及耐磨性也不夠高 ,淬火時(shí)變形開裂傾向大。 中國(guó)最大的管理資源中心 (大量免費(fèi)資源共享 ) 第 4 頁(yè) 共 27 頁(yè) 在我國(guó)合金結(jié)構(gòu)鋼中 ,主加元素一般為錳、硅、鉻、硼等 ,它對(duì)提高淬透性和力學(xué)性能起主導(dǎo)作用，輔加元素主要有鎢、鉬、釩、鈦、鈮等。合金元素以化學(xué)符合表示 。這種鋼含碳量很低，其 Wc 100=， Wsi 100=， Wmn 100=， Wp 100=， Ws 100=， Wni100≤ ， Wcr 100=， Wcu 100=，其牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，兩位 數(shù)字表示鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍 ,它按含錳量不同分為普通含錳量為 %%,及較高含錳量 %%兩組，含錳較高的一組 ,在其牌號(hào)數(shù)字后加 “Mn”a字，若是沸騰鋼 ,則在牌號(hào)末尾加 “F”字，合金結(jié)構(gòu)鋼通