【正文】 主要零部件的設(shè)計(jì) ? 2. 定位零件 ? 沖模定位零件的作用是保證所沖裁材料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置，從而保證沖壓件的質(zhì)量及沖壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 （ 4）刃口凸出或凹進(jìn)的部分易磨損，應(yīng)單獨(dú)做成一塊拼塊，以便于加工和更換（圖 363a、 e、 k）；圓弧部分盡量單獨(dú)分塊，拼接線而離切點(diǎn) 4～ 7mm的直線處；大圓弧和長直線可以分為幾塊；拼接線應(yīng)與刃口垂直，而且不宜過長，一般為 12～ 15mm。 （ 2）如工件有對稱線，應(yīng)按對稱線分割鑲拼（圖 363c、 d）；對于外形為圓形的凹模，應(yīng)盡量按徑向分割（圖 363d）。 12341－下模座 2－墊板 3－凹模固定框 4－彎曲凹模 （ a） （ b） （ c） （ d） （ h） （ g） （ f） （ e） 四、凸、凹模鑲拼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） （ g） （ h） （ i） （ j） （ k） 設(shè)計(jì)鑲拼結(jié)構(gòu)的一般原則如下： （ 1）凹模的尖角部分可能由于應(yīng)力集中而開裂，因而應(yīng)在刃口的尖角處或轉(zhuǎn)角處拼接，拼塊的角度 ≥ 90176。 （ a） （ b） （ c） 1234 551－下模座 2－墊板 3－凹模 4－凹模固定板 5－鑲塊 凹模的固定方法 一般采用圖 233（ a）所示的螺釘銷釘固定法。 適用于形狀簡單、精度要求不高的制件的沖 裁。 適用于沖制自然漏料、精度要求不高、形狀 簡單的制件。 多用于有頂出裝置上出料的模具。 適用于沖裁小直徑制件。 常用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求較高的制件。如果小于允許的最小值，就不宜采用復(fù)合模進(jìn)行沖裁?？拙嗟淖钚≈悼蓞⒖急?314。當(dāng)凸模無導(dǎo)向時(shí)（圖 359a、圖 359b）），可視為一端固定一端自由的壓桿，取 ＝ 2； 當(dāng)凸模導(dǎo)向時(shí)，可視為一端固定另一端鉸支的壓桿，取 ＝ 。2mi n2ma x nZFEIL???由此可得： 式中： maxF―― 凸模允許的最大壓力（ KN）； ―― 凸模所受的總壓力（ KN）； 39。mi n ?ZFA ? 2ma x2mi n2ma x Ln ?? EIF ＝凸模縱向?qū)嶋H總壓力應(yīng)小于允許的最大壓力 ma x39。 〕〔＝ bcmi n39。一般取 10～ 20mm。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) hhhh 321 ＋＋＋＝L h3h2h1L式中 h1―― 凸模固定板厚度（ mm）； h2―― 固定卸料板厚度（ mm）； h3―― 導(dǎo)料板厚度（ mm）； h―― 增加長度（ mm）。圖 235(c)采用鉚接固定，圖 235(d)采用黏結(jié)固定，黏結(jié)劑一般使用低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹脂，為了黏結(jié)得牢靠，在凸模的固定端或固定板相應(yīng)的孔上應(yīng)開設(shè)一定的槽形。圖 235(c)和圖 235(d)為直通式。由于工作部分截面是非圓形的，而固定部分是圓形的，所以必須在固定端接縫處加防轉(zhuǎn)銷。 ? 圖 235(a)和圖 235(b)為臺階式。圖 234(e)為用于大直徑?jīng)_裁的凸模，它采用螺釘?shù)跹b在固定板上，為了減少磨削面積，其外徑和端面都做成凹形。這種結(jié)構(gòu)采用鉚接方式固定，適用于卸料力較小的場合。這兩種結(jié)構(gòu)都是采用階梯式，凸模強(qiáng)度剛性較好，裝配修磨方便，其安裝部分做成臺肩，便于固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出，適用于卸料力較大的場合。 ? 常見的圓形凸模如圖 234所示。模具上、下模之間沒有直接導(dǎo)向關(guān)系。 ? 圖 227為無導(dǎo)向簡單落料模。 項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級進(jìn)模 工件尺寸精度 較低 IT9IT11 IT11IT13 工件形位公差 工件不平整，同軸度、對稱度及位置度誤差大 工件平整，同軸度、對稱度和位置度誤差小 不太平整，有時(shí)需要校平，同軸度、對稱度和位置度誤差較大 送料方式 手動、自動送料均可 不適合自動送料 適合自動送料 沖壓速度 可以實(shí)現(xiàn)高速 不宜高速 適宜高速 生產(chǎn)效率 低 低 高 材料要求 對條料寬度要求不高， 可以用邊角料 條料寬度要求不高 條料或帶料寬度要求嚴(yán)格 安全性 差 差 好 模具制造難度 結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，成本低 形狀復(fù)雜的工件，復(fù)合模比級進(jìn)模制造難度低 形狀簡單的工件，級進(jìn)模比復(fù)合模制造難度低 模具類型的確定 ? 2. 沖裁模的典型結(jié)構(gòu) ? (1) 單工序沖裁模 ? 單工序沖裁模在壓力機(jī)的一次行程中只能完成一個(gè)沖裁工序。此外，沖裁模的結(jié)構(gòu)類型還可按送料方式、卸料與出件方式、凸模和凹模材料進(jìn)行分類。 ? 通常，對于一個(gè)沖裁件，可能有多種沖裁工藝方案，設(shè)計(jì)時(shí)必須對這些方案進(jìn)行綜合分析比較，最終選擇一個(gè)符合實(shí)際生產(chǎn)的最佳工藝方案。 ? (5) 若多工序沖裁件采用復(fù)合模沖裁時(shí)，沖孔和落料往往同時(shí)進(jìn)行，以提高沖孔和落料的位置精度。 工藝方案的確定 圖 226 工藝孔在級進(jìn)沖裁時(shí)的應(yīng)用 工藝方案的確定 ? (4) 若采用定距側(cè)刃的級進(jìn)模沖裁時(shí)，定距側(cè)刃切邊工序應(yīng)與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距。 ? (3) 若多工序沖裁件采用級進(jìn)模沖裁時(shí)，為了便于送料和定位，應(yīng)先沖孔或沖缺口，然后以沖出的孔為后續(xù)工序定位，最后進(jìn)行落料或切斷，將沖裁件與條料分離。 ? (1) 先沖裁部分要為后面的沖裁工序提供可靠的定位，后沖裁部分不能影響先沖裁部分的質(zhì)量。因此，確定工藝方案關(guān)鍵是確定沖裁工序的順序。確定沖裁工序的組合，也就是確定采用單工序沖裁還是采用連續(xù)沖裁或復(fù)合沖裁。 模 具 設(shè) 計(jì) ? 工藝方案的確定 ? 模具類型的確定 ? 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 工藝方案的確定 ? 確定工藝方案的主要任務(wù)是確定沖裁工序的性質(zhì)和數(shù)目、沖裁工序的組合以及沖裁工序的順序。 ? 精密沖裁根據(jù)其沖裁機(jī)理的不同，可分為齒圈壓板精密沖裁和半精密沖裁兩大類。如果采用精密沖裁，可以直接從板料上獲得精密零件，并且生產(chǎn)率高，可以滿足精密零件批量生產(chǎn)的要求。一般來說，硬材料的搭邊值比軟材料、脆材料的搭邊值要小一些；制件形狀大而復(fù)雜、圓角半徑較小時(shí)，搭邊值取大些；材料越厚，搭邊值越應(yīng)大些；用手工送料，有側(cè)壓裝置時(shí)，搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些；彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小時(shí)，搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差，確保沖出合格的制件；二是保證條料具有一定的剛度，便于條料送進(jìn)，從而提高勞動生產(chǎn)率。 沖裁排樣 沖裁排樣 沖裁排樣 沖裁排樣 續(xù)表 搭邊值和條料寬度的確定 ? 1. 搭邊 ? 排樣時(shí)制件之間以及制件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。因此，對設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何排樣，必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。但是，因受條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，使沖裁件的質(zhì)量和精度較低。材料利用率最高。 ? (3) 無廢料排樣：如圖 217(c)所示。沿制件部分外形切斷或沖裁，只在制件與制件之間或制件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。由于具有搭邊，定位時(shí)存在的誤差可由搭邊來補(bǔ)償，制件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，并且模具壽命也高，但材料利用率低。 ? (1) 有廢料排樣：如圖 217(a)所示。合理排樣對于提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及提高模具壽命具有十分重要的意義，是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。 二、沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 ? 普通沖裁件內(nèi)、外形尺寸的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于 IT11級，落料件精度最好低于 IT10級，沖孔件最好低于 IT9級。 一、沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 1．沖裁件的形狀應(yīng)力求簡單、規(guī)則； 2．沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧過渡； 3．盡量避免沖裁件上過于窄長的凸出懸臂和凹槽； 4．沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小，如果沖孔尺寸太小必須對凸模采取保護(hù)措施。良好的沖裁工藝性是指在滿足沖裁件使用要求的前提下，能用普通的沖裁方法，在生產(chǎn)率較高、模具壽命較長、成本較低的條件下穩(wěn)定地獲得合格質(zhì)量的沖裁件。 2． 確定多凸模模具的壓力中心 確定多凸模模具的壓力中心 ， 是將各凸模的壓力中心確定后 ， 再計(jì)算模具的壓力中心 。 3） 沖裁圓弧線段時(shí) ， 其壓力中心的位置 ， 按下式計(jì)算： bRsRy //sin180 ?? ??? 復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的計(jì)算原理與多凸模沖裁壓力中心的計(jì)算原理相同 。 1． 簡單幾何圖形壓力中心的位置 1） 對稱沖件的壓力中心 ， 位于沖件輪廓圖形的幾何中心上 。否則，沖壓時(shí)滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 式中 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 Fz 三、壓力機(jī)公稱壓力的確定 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)： TXZ FFFF ???采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時(shí)： DXZ FFFF ???采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)： TZ FFF ?? 壓力中心計(jì)算 ? 模具的壓力中心也就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。 卸料力 推件力 頂件力 FKF XX ? FnK TT FKF DD ?—— 卸料力 、 推件力 、 頂件力系數(shù) n—— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件 (或廢料 )數(shù) 。 將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力。計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同而分別對待。 沖壓力計(jì)算 圖 212 卸料力、推件力和頂件力 沖壓力計(jì)算 ? 3. 壓力機(jī)公稱壓力的確定 ? 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力 (FZ)。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。它是在模具設(shè)計(jì)時(shí)選擇沖壓設(shè)備和校核模具強(qiáng)度的重要依據(jù)。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況。 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 圖 28 零件圖 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (a) 沖裁件 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (b) 凹模 圖 29 落料時(shí)的沖裁件和凹模 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (a) 沖裁件 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (b) 凸模 圖 210 沖孔時(shí)的沖裁件和凸模 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ? 例 22 沖裁如圖 211所示的制件，材料為 10鋼，料厚 ，用配作方法加工沖模，試確定落料模具刃口尺寸和公差。 mma 0 ?? mmb 0 ??c 35? mme 0 ?? mmZmmZ m a xm in ?? ，落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸 由公差表查得： 尺寸 80mm，選 x = ；尺寸 15 mm，選 x = 1；其余尺寸均選 x = 。試計(jì)算沖裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。 )mm 校核： + = （ 不能滿足間隙公差條件 ） 因此 ， 只有縮小 ， 提高制造精度 ， 才能保證間隙在合理范圍內(nèi) ， 由此可取： 落料： dL ? ? mmmmxDD AA 0 x )( ??? ??????? ?? ? mmmmZDtAT0 0 0 n )( ??? ????? ?≤ = = = = T? ? ?m inmax4. ZZ ?A≤ ? ?故： mmD A 0 ??T 0 0 ??如圖 ，其中 例 2 d = 22177。 =18177。 由沖孔同時(shí)獲得。 。 例 1 解：由圖可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。 沖制圖示零件，材料為 Q235鋼，料厚 t=。對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的 1/8并冠以 （ 177。 磨損后不變的尺寸 ， 采用分開加工時(shí)的孔心距尺寸計(jì)算公式 。 磨損后變大的尺寸 ， 采用分開加工時(shí)的落料凹模尺寸計(jì)算公式 。 模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核 2．凸模與凹模配作法（續(xù)） （ 1）根據(jù)磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口尺寸類型 ：磨損后變大，變小還是不變?；蛉? AT ?? ?