【正文】 刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù) 在確定沖模凸模和凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則： （ 1）根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn)，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凹模尺寸，故沖孔 以凹模為基準(zhǔn)件，用增大凹模尺寸來保證合理間隙 ； （ 2）根據(jù)凸、凹模刃口的磨損規(guī)律，凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凹模刃口磨損后使沖孔件孔徑減小，故應(yīng)使刃口尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸 ； （ 3）凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理的間隙 ； （ 4）凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng) 。本套模具采用查表法予以確定其間隙值。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最長(zhǎng)。一般間隙為（ 10%～ 15%） t 時(shí)的磨損最小，模具壽命較高。間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。沖裁過程中模具的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模刃口脹裂四種。 沖裁間隙 沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸，如圖 61 所示。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 16 6 刃口尺寸的計(jì)算 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 15 表 52 落料件的壓力中心計(jì)算數(shù)據(jù) 線段長(zhǎng)度（ mm） y L1=20 L2=40 L3=30 L4=40 L5=50 L6= L7= 23 13 3 7 17 7 13 落料凸模的壓力中心坐標(biāo)： LnLLL n Y nYLYLYn . .. .. ./. .. .. . 212211 ????? = 故得模具壓力中心的坐標(biāo)值為（ 0， ）。 (2)把刃口輪廓分為 7 段，并確定各段長(zhǎng)度，具體數(shù)值列于下表 51 中。 nnno LLLXLXLXLX ????? 212211 / nnno LLLYLYLYLY ????? 212211 / 下面用解析法確定與計(jì)算模具的壓力中心： 圖 52 壓力中心 (1)按比例畫出凸模刃口的輪廓形狀，選坐標(biāo) XOY。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 14 加速磨損，降低模具和壓力機(jī) 的使用壽命。壓力機(jī)主要參數(shù)經(jīng)查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《沖壓模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)》、《沖壓手冊(cè)》得表 51。 則 落卸 FKF X? =52 = （ 4） 沖孔時(shí)的推件力的計(jì)算 沖推 FnKF T? 式中 ： 推F 推料力（ N）； K1推料系數(shù)，查《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 311，其值為 ； n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量， n=h/t， h 為刃口部分的高（ mm），t 為材料厚度（ mm），其中， h=6mm， t=1mm，取 n=6， 則 沖推 FnKF T? =6 = 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各沖裁工藝力的總和 推卸沖孔落總 FFFFF ???? 式中： 沖裁力 落F =52KN， 沖孔F =，卸料力 卸F =，推料力 推F = 則 推卸沖孔落總 FFFFF ???? = 沖壓設(shè)備的選擇 計(jì)算得總沖壓力是 ，所選壓力機(jī) 的公稱壓力必須大于或等 于總沖壓力 的 倍 。由查表， 360MPa? ? 。一般可按下公式計(jì)算： ?LtFP ? (53) 式中 ： FP沖裁力（ N）； 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 11 L沖裁周邊長(zhǎng)度（ mm）； t沖裁料厚 (mm)； τb 抗剪強(qiáng)度（ MPa）； （ 1）落料力計(jì)算 ?LtF ?落 (54) 式中 ： F 落 落料力（ N）； L工件外輪廓周長(zhǎng)（ mm）； t材料厚度（ mm） ； τ材料抗剪強(qiáng)度（ MPa） 。 計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 τ時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度 σb代替 τ，而取Kp=。 送料步距與條料寬度的計(jì)算 采用直對(duì)排的排樣方案，如圖 31 所示： 送料步距 A：送料步距的大小應(yīng)為條料上沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離，每次沖 1 個(gè)零件的步距按式： 1aWA ?? ， A＝ 40+＝ 條料寬度 B： aLB 2?? =（ 50+2） mm= 圖 51 排樣圖 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 10 沖壓件的毛坯面積 的計(jì)算，利用 cad 測(cè)量得面積為 1400mm2。一般板料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復(fù)雜，則搭邊值也應(yīng)愈大。對(duì)于利用搭邊自動(dòng)送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進(jìn)。 確定搭邊值 搭邊起補(bǔ)償條料的剪裁誤差，送料步距誤差以及補(bǔ)償于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 9 5 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算 排樣 設(shè)計(jì) 由于產(chǎn)量大，材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，要提高材料利用率就必須減小廢料面積，條料在沖裁過程中翻動(dòng)要少，使工人操作方便、安全，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，排樣應(yīng)保證沖裁件 的質(zhì)量，無論是采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法有直排、斜排、對(duì)排、多排等多種形式的排列方式，可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選出用。由于前面和左、右不受限制，能滿足工件成型的要求。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。 方案三：采用四導(dǎo)柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較 方便。常用 于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 導(dǎo)向方式的選擇 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 7 彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在 2mm 及以下厚度的板料，卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（ ～ ） t，若彈性卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙性小于沖裁間隙，常用作落料模、沖孔模、癥狀復(fù)合模的卸料裝置。 當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙，此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。 卸料、出件方式的選擇 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。控制條料的送進(jìn)布局采用擋料銷定距。 送料方式的選擇 由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定，合理安排生產(chǎn)可采用前后自動(dòng)送料方式。 綜上所述，該制件結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，精度要求較低，孔邊距較大，宜采用倒裝式復(fù)合模。 正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。綜上所述，該制件結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，精度要求較低，孔邊距較大，宜采用倒裝式復(fù)合模。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 5 沖裁結(jié)構(gòu)的選取 按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種，兩種的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍見表 32： 表 32 正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍 比較項(xiàng)目 正裝（順裝）式復(fù)合模 倒裝式復(fù)合模 結(jié)構(gòu) 凸凹模裝在上模，落料凹模和沖孔 凸模裝在下模 凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔 凸模裝在上模 優(yōu)點(diǎn) 沖出的沖件平直度較高 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖件容易被嵌入邊料中 影響操作 不宜沖制孔邊距離較 小的沖裁件 適用范圍 沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛 通過對(duì)正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍的分析比較，正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。 其三種工序的性能見表 31： 表 31 單工序沖裁、級(jí)進(jìn)沖裁和復(fù)合沖裁性能 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 生產(chǎn)批量 小批量 中批量和大批量 中批量和大批量 沖壓精度 較低 較高 較高 沖壓生產(chǎn)率 低，壓力機(jī)一次行程內(nèi) 只能完成一個(gè)工序 較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成二個(gè)以上工序 高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)能完成多個(gè)工序 實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化的可能性 較易，尤其適合于多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化 制件和廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作 容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 生產(chǎn)通用性 通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn) 通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn) 通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn) 沖模制造復(fù)雜性和價(jià)格 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低 沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低 沖裁較簡(jiǎn)單零件時(shí)低于復(fù)合模 復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，板料的定位精度要求比級(jí)進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。 復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序。 沖裁工藝方法的選擇 沖裁工序分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 4 3 沖裁方案的確定 沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定工藝方案。 表 22 常見零件公差等級(jí)表 公差等級(jí) IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 基本尺寸 /mm /μm /mm ≤3 3～ 6 6～ 10 10～ 18 18～ 30 30～ 50 50～ 80 80～ 120 120～ 180 180～ 250 250～ 315 315～ 400 400～ 500 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20