【正文】 6】 表 314 ? =300Mpa， ? 壓 =168Mpa 根據(jù)凸模 壓應(yīng)力 校核公式：][ t4d 壓??? （ 43） 可得： 30024d ???? d：為凸模的允許最 小 工作尺寸，而設(shè)計中，凸模的工作尺寸為 18mm，所以壓應(yīng)力 得以校核 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 沖模工作時，與沖頭直接相關(guān)或相配合的零件是凹模。校核的依據(jù)是材料力學(xué)中的壓桿穩(wěn)定理論。 按照的整體式結(jié)構(gòu)而設(shè)計的 凸模 ，在一般情況下其強度是足夠的，沒有必要進行強度校核。用此法固定時，固定板上無型孔，凸模長度短，既省工又省料。 (4)形或非圓形小截面直通式凸模的另一種固定方法：在凸模的尾部加工一橫孔后穿入一橫銷，在固定板的背面 (與墊板接觸的面 )銑出一橫銷讓位臺階，將帶有橫銷的凸模裝入固定板型孔后，將凸模尾部和 固定板背面 — 起磨平．如圖 4— 7 所示。裝配時將凸模與凹模的間隙調(diào)整好，然后在空槽上倒入低熔點合金，當(dāng)合金冷卻后體積膨脹即把凸模緊固。使固定板的型孔與模具固定部分形狀一致，如圖 4— 6 a 所示。如圖 4— 6 b 所示。 凸模一般常用 以 下幾種固定方式： (1)鉚接固定法：一般用作非圓形小截面直通式凸模的固定 。一般按圖 4— 5 所示的結(jié)構(gòu)計算，沖頭長度應(yīng)為： L=H1+ H2 +H3 +H4 +H (4— 1) 式中 H1—— 凸模 固定板厚度； H2—— 卸料板厚度； H3—— 導(dǎo)尺或坯料厚度； H4— 凸模 進入凹模的深度： 對分離工序可取為坯料厚度，對成形工序取為工件高度； H—— 附加長度．主要考慮 凸模 總修量及模具閉合狀態(tài)下卸料板到 凸模 固定板間的安全距離。 落料凸模結(jié)構(gòu)： 圖 4— 2 落料凸模結(jié)構(gòu)圖 中心圓孔凸模結(jié)構(gòu)： 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 23 圖 4— 3 中心圓孔凸模結(jié)構(gòu)圖 腰形 孔凸模結(jié)構(gòu)： 圖 4— 4 弧形孔凸 模結(jié)構(gòu)圖 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 24 凸模 的長度應(yīng)由模具的類型和結(jié)構(gòu)而定。工廠一般兩端都 設(shè)計刃口，壞了一端調(diào)用另一端，經(jīng)濟性好。 圖 4— 1e 是沖裁較大直徑零件用的結(jié)構(gòu)形式之一。為了避免應(yīng)力集中和保證強度與剛度允許的要求。 工程上所說的“冷沖模具鋼”主要是指模具工作零件 (即沖頭與凹模 )所用的鋼材，包 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 22 括碳素工具鋼和合金工具鋼，如 T8A、 T10A 及 C r1 C r12Mo、 C r12MoV 等，熱處理硬度達 60HRC。所渭小孔指孔徑與板料厚度尺寸相近的孔。若工作部分為非圓形．固定部分為圓形，則要加止轉(zhuǎn)銷。 (2)階梯式：一般用作凸模截面較小、強度不好的凸模，若工作部分為圓形，其固定部分也為圓形，只是由刃口到固定端的直徑逐漸加大，圓形階梯式凸模常用車、磨加工。按工作部分與固定部分是否相同分為兩種： (1)直通式：其工作部分與固定部分的形狀和尺寸完全相向．此類凸模可用線切割或成形銑、磨加工；其沖裁工作部分 (全長的 1／ 3 左右 )淬火，固定部分不淬火 (也可以整體淬火后，將固定部分局部退火 )而反鉚；凸模加工長度比設(shè)計長度要長 1mm 左右有。凸模工作部分的截面形狀應(yīng)與相對應(yīng)的凹模型孔一致。 工件沖孔尺寸為 ? ，根據(jù)以上原則和計算公式可知， 000. 02 0 0. 02 00. 02 0 0. 02 0(1 8 1 0 .0 7 ) 1 8 .0 7(1 8 .0 7 0 .2 4 6 ) 1 8 .3 1 6pddd ????? ? ? ?? ? ? 腰形孔凸凹模刃口尺寸的計算 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 20 腰形孔凸、凹模也采用分開加工， +， 尺寸轉(zhuǎn)換 +, 尺寸轉(zhuǎn)換 +。查相應(yīng)的標準可取 Zmax=,Zmin= ZmaxZmin== 查參考文獻 【 1】 表 210 得凸凹模制造公差： δp= δd= δd+δp=+=≤ZmaxZmin 由于工件按 IT10 級精度標注，取系數(shù) x=1。 △ —— 制件公差。 與工件制造精度有關(guān)，可查參考文獻 【 1】 表 211； Dp—— 落料凸模基本尺寸 (mm)； dp—— 沖孔 凸?；境叽?(mm)。 計算凸凹模刃口尺寸 中心圓孔凸、凹模刃口尺寸的計算 中心圓孔凸、凹模采用分開 加工時，凸 、凹模刃口尺寸的計算 ， 這種方法適用于圓形等簡單形狀的沖裁件．設(shè)計時需在圖紙上分別標注凸凹模刃口尺寸及制造公差。 1 1 2 2 3 301 2 31 1 2 2 3 31 2 311........................nnnnnnniiiniiP x P x P x P xxP P P Pl x l x l x l xl l l llxl??? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? （ 3— 10） 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 18 1 1 2 2 3 301 2 31 1 2 2 3 31 2 311........................nnnnnnniiiniiP y P y P y P yyP P P Pl y l y l y l yl l l llyl??? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? 沖孔力 F1=+= 落料力 F2=122460N 則： F2? x0= F1? （ x1 x0） 代入數(shù)據(jù)求得 x0=。 第三步：根據(jù)合力矩等于分力矩的代數(shù)和，即可求出總壓力中心的坐標位置（ x0,y0）。 根據(jù)圖形可知，落料型孔的壓力中心就在其幾何中心，其坐標（ 0， 0），三個邊緣弧形孔和中心圓孔的壓力中心也在其幾何中心，其坐標（ x1,0） ,因為三個邊緣弧形孔是均勻分布的。 第二步：對形狀復(fù)雜的型孔求出每一線段或多孔凹模每一型孔的的沖裁力 F1，F(xiàn) ,F3??。 第一步：建立坐標系。 由于本次設(shè)計的模具包含有四個沖孔凸模和一個落料凸模，屬于多凸模結(jié)構(gòu)的 圖圖 3— 5 解析法求壓力中心 模具，常用解析 法計算其壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機滑塊中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 表 31 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 （ mm） K 卸 K 推 K 頂 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 16 鋼 ≤ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 鋁 鋁合金 紫銅 黃銅 ～ ～ ～ ～ 注：卸料力系數(shù) K 卸 在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值 由于這次模具設(shè) 計采用的是固定卸料結(jié)構(gòu)，因此只需計算推件力即可，且有F=F總 +F推 。要準確地從數(shù)量上反應(yīng)這些力的大小是很難的。 影響這些力的因素很多，主要是材料的力學(xué)性能和厚度、模具間隙、工件形狀尺寸以及潤滑條件等。同樣，廢料 (或工件 )上沖出的孔會因彈性收縮而緊箍在凸模上。 中心圓孔沖裁力 F=KLt? =? ? 18? 2? 300 =（ N） 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 15 F=3KLt? =3? ? ? 2? 300 =（ N） F=KLt? =? ? 50? 2? 300 =122460（ N） F總 =++122460 =（ N） 推件力和頂件力的計算 沖裁后，沖下的工件 (或廢料 )由于彈性恢復(fù)而擴張。 一般情況下，材料 b? =? ，為計算方便，也可用下式計算沖裁力 F（ N） F=Lt b? （ 3— 6） 式中 b? —— 材料的抗拉強度（ Mpa）。計算沖裁工藝力的目的是為選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計模具提供依據(jù)。 排樣中的工件面積計算 工件的實際面積 S： 由零件圖可知，工件的實際面積就是落料件圓形面積減去中心圓孔和三個邊緣弧形孔的面積。 準確的材料利用率．應(yīng)考慮到料頭與料尾的材料消耗情況，此時可用板料的總利用率 0? 來表示： 0 100nFLB? ????％ （ 3— 4） 式中， n 為條料上實際沖裁的制件的數(shù)量 (mm)。 L 為條料寬度方向制件輪廓最大尺寸 (mm)； ? 為條料剪切公差 .。 (2)條料寬度的確定： 在排樣方案和搭邊值確定之后，條料寬度就可以確定了。搭邊過大，浪費材料；擴邊太小，沖裁時容易翹曲或拉斷，不僅會增大沖件的毛刺，有時還會拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命，或影響送料工作。 搭邊及條料寬度的確定 （ 1） 搭邊：排樣時制件之間以及制件與條 料側(cè)邊之間留下的連接部分稱為搭邊。 圖 3— 3 三排 綜 合三種排樣方案的優(yōu)缺點，經(jīng)過簡單計算得知，單排的材料利用率最低，但經(jīng)濟性是最好的，三排的材料利用率最高，但經(jīng)濟性最不好，雙排則材料利用率和經(jīng)濟性居中，且材料里用率僅較單排時提高 3℅左右，且不便于自動送料。但是一次需設(shè)置三組模具，一次沖 出三個工件，大大提高了生產(chǎn)效率。這樣就需設(shè)置初始擋料銷重新定位工件， 定位誤差較大，影響材料利用率， 這給操作帶來不 便 ，不利于自動化送料。但是這樣使模 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 11 具的結(jié)構(gòu)相對與上一種方案較復(fù)雜，造價更高，經(jīng)濟性不如上單排。 圖 3— 2：錯排減少了工藝廢料，雙排相對與上一種方案提高了材料利用率。沖裁時定位比較容易，便于實現(xiàn)自動化操作。 根據(jù)零件的外形輪廓可知，圓形工件比較適合采用多排的方式。 所以在研究排樣圖中的排樣時，應(yīng)根據(jù)沖件的精度要 求保證的質(zhì)量，提高材 料利用率，降低成本，使模具制造簡單并且強度好 (在級進模中當(dāng)凹模洞口壁厚距離小于 5mm 時，要空步 )．操作方便．生產(chǎn)率高。 排樣圖既要在冷沖壓工藝規(guī)程中反映出來，以指導(dǎo)沖壓生產(chǎn)，又要在模具裝配圖的右邊反映出來，在模具加工和裝配中起參考作用，故畫排樣圖是冷沖壓工藝和模具設(shè) 計中極為重要且技術(shù)性很強的設(shè)計工作。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 10 3. 主要工藝參數(shù)計算 排樣圖設(shè)計與計算 沖件在條 (帶 )料上的布置方法稱為排樣。 【 1】 沖裁件的斷 面粗糙度及毛刺高度與模具間隙、刃口利鈍、材料的力學(xué)性能、模具結(jié)構(gòu) 、型孔的粗糙度、 材料厚度等因素有關(guān)。從零 件圖（圖 2— 1） 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 9 來看，工件并沒有標注，由此說明工件的精度要求不高，計算和模具制造的公差就按未注公差來選取。沖裁件外形與 內(nèi)孔尺寸公差也應(yīng)按相應(yīng)的標準選取。 因此 ， 相對于 B 方案而言 ， C 方案才是最優(yōu)的方案 。 C： 次方案與前兩種不同的就是將前兩道工序組合在 一起， 然后中間空位 ， 避免出現(xiàn)類似復(fù)合模時的問題 ， 保證了凹模設(shè)計時的壁厚強度 。 這就