【正文】 凸 = (d﹢ xΔ )0??凸 （ 2－ 3） d 凹 = (d 凸 ﹢ Zmin)0??凹 （ 2－ 4） 式中 d 凸 、 d 凹 —— 沖孔凸、凹?；境叽纾?mm）； Δ —— 工件制造公差（ mm)； x —— 磨損系數(shù)，其值可查表 2－ 6。由于基準(zhǔn)件凹模 的刃口尺寸在磨損后會(huì)增大，因此應(yīng)使凹模的基本尺寸接近工件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值 Zmin。 設(shè)工件尺寸為 D0?? ， 其計(jì)算式如下： D 凹 =（ D－ x△） 0??凹 （ 2－ 5） 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 12 D 凸 =（ D 凹 － Zmin） 0??凸 （ 2－ 6） 式中： D 凹 、 D 凸 —— 落料凹、凸?；境叽?(mm)。此方法是先加工好其中的一件 (凸?；虬寄?)作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。 （ 2） 尺寸標(biāo)注簡(jiǎn) 單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅需要標(biāo)注基本尺寸并注明配合所留間隙值。 由于復(fù)雜工件形狀，各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸需要按不同方法計(jì)算。 同理，對(duì)于圖 2－ 3Ⅱ 的沖孔件， 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，可根據(jù)凸模的磨損情況，按圖示方法將尺寸分為 A、 B、 C 三類。因此，對(duì)于復(fù)雜形狀的落料件或沖孔件，其模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸均可按下式計(jì)算。 8? （ 2－ 7） 式中： Aj 、 Bj 、 Cj —— 基準(zhǔn)件尺寸（ mm）； Amax 、 Bmin、 Cmin—— 工件極限尺寸（ mm）； △ —— 工件公差（ mm）。 另外，如果由于加工的需要，希望對(duì)落料件以凸模為基準(zhǔn)件，對(duì)沖孔件以凹模為基準(zhǔn)件，則模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸可按式 2－ 8 計(jì)算： A 類： Aj＝ （ Amax﹣ x△﹣ Zmin） 04?? B 類： Bj＝ （ Bmin＋ x△＋ Zmin） 40?? C 類： Cj＝ （ Cmin﹢ △）177。查表 2－ 4得最大、最小合理間隙值： Zmax＝ mm ， Zmin＝ mm。 較核： Zmax－ Zmin＝ － ＝ mm，δ 凸 －δ 凹 ＝ mm。 查表 2－ 6 得磨損系數(shù) x： x＝ 。 根據(jù)式 （ 2－ 3）和（ 2－ 4）得 ： d 凸 =（ d1 + x△ ）10??凸＝（ 11＋ ） ? mm ＝ ? mm d 凹 ＝（ d 凸 ＋ Zmin ） 10??凹 ＝（ ＋ ） ? mm ＝ ? mm 同理，對(duì)于孔 Ф 9 ? mm： d 凸 =（ d2 + x△ ） 0??凸2＝ (9＋ ) ? mm ＝ ? mm d 凹 ＝（ d 凸 2＋ Zmin ） 0??凹2 ＝ (+) ? mm = ? mm 對(duì)于孔心距 （ 30177。Δ /8 =（ + ）177。 （ mm） 2）落料時(shí)凸、凹模刃口 部分尺寸 由于托板落料形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下： 根據(jù)計(jì)算原則，以凹模為基準(zhǔn)件，因凹模磨損后，刃 口部分尺寸都增大，因此屬于 A 類尺寸。 按式 （ 2－ 7） 中： Aj ＝（ Amax－ x△） 40?? 得： 60 凹 ＝（ 60－ 1 ） ? mm = ? mm 50 凹 ＝（ 50－ 1 ） ? mm 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 15 = ? mm 30 凹 ＝（ 30－ 1 ） ? mm ＝ ? mm 117 凹 ＝（ 117－ 1 ） ? mm ＝ ? mm 托板排樣 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。排樣是否合理，直接影響到材料利用率、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、沖模結(jié)構(gòu)與壽命等，所以，排樣工作的好壞是左右沖裁經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。 也可用一張板料上總的材料利用率η 總 來(lái)表示，其計(jì)算公式如下： η 總 = ALBn總 100% （ 2－ 10） 式中 η 總 —— 一張板料上沖裁件總數(shù)目； L —— 板料長(zhǎng)（ mm）。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 16 搭邊值的確定 排樣中工件之間，以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊。搭邊還可以保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，便于送料，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件剪切表面質(zhì)量。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： 1）材料的力學(xué)性能：一般來(lái)說(shuō)，硬材料的搭邊值可小些，而軟材料、脆性材料的搭邊值要略大一些。 3）材料厚度：材料較厚的工件搭邊值應(yīng)取大一些。 5）卸料方式：彈性卸料比剛性卸料的 搭邊值要小一些。表 2－ 7列出了沖裁時(shí)的最小搭邊值。 確定托板排樣方法 常用的沖裁件的排樣方法分為三類。這種排樣的缺點(diǎn)就是：材料的利用率低。 2） 少?gòu)U料排樣 少?gòu)U料排樣是指模具只沿工件部分外行輪廓沖裁，只是局部有搭邊的存在，這樣一來(lái)就提高了材料的利用率。 少、無(wú)廢料排樣的缺 點(diǎn)是工件質(zhì)量較差，模具的壽命不高。并且，工件必須具備一定的形狀特征才能采用少、無(wú)廢料排樣。根據(jù)零件的對(duì)稱性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此設(shè)計(jì)的排樣圖采用直對(duì)排有廢料排除，其排樣圖如圖 2－ 4所示。中性層半徑的計(jì)算公式為： r = R + Kt （ 2－ 11） 式中： r—— 中性層半徑； R—— 彎曲內(nèi)半徑， R=； K—— 中性層位置因素，由表 2－ 8查得； t—— 材料厚度， t=。= 于是， 托板的展開(kāi)長(zhǎng)度為： L=（ 80－ － ）＋（ 40－ － ）＋ =≈ 117mm 表 2— 8 中性層位置因素 K與 R/ t 比值的關(guān)系 R/t K 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 19 條料寬度的確定 在排樣方式和查得的最小搭邊值之后，根據(jù)條零件的排樣方法和展開(kāi)長(zhǎng)度就可以確定條料的寬度，進(jìn)而可 以確定導(dǎo)料板間間距。 由排樣圖 24 中，我們可以得到條料的寬度和送進(jìn)步距如下： 條料寬度 ： b =50 2＋ 67＋ 2＋ (mm) = (mm) ； 送進(jìn)步距： h=60＋ 2 5 (mm) =70 (mm)。不管凸模的結(jié)構(gòu)形狀如何，其基本結(jié)構(gòu)均由兩部分組成：一是工作部分，用以成形沖件；二是安裝部分，用來(lái)使凸模正確地固定在模座上。本次設(shè)計(jì)選用的凸模結(jié)構(gòu)是整體式圓形凸模。 圓形凸模已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其固定方式 見(jiàn)圖 2－ 6。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 2－ 6 凸模固定形式 2） 凸模的長(zhǎng)度 對(duì)采用彈性卸料板的沖裁模，其凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定。凸模的長(zhǎng)度按下示計(jì)算。 此次設(shè)計(jì)采用的是彈性卸料裝置，故其凸模長(zhǎng)度根據(jù)凹模厚度、凸模固定板厚度和模具的總體設(shè)計(jì)要求確定，尺寸見(jiàn)零件圖。但是對(duì)于 對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；虬辶虾穸容^大的情況下，應(yīng)進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的校 核，檢查其危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足強(qiáng)度要求。 凹模 1） 凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 凹模的結(jié)構(gòu)形式也有很多種，按凹模的刃口形式可分為平刃和斜刃；按外行可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模、錐形孔口凹模；按凹模的結(jié)構(gòu)可分為整體式凹模和鑲拼式凹模。因?yàn)椴捎玫氖堑寡b結(jié)構(gòu)，故凹模采用六角螺釘和圓柱銷釘固定，其形式見(jiàn)復(fù)合模的裝配圖。沖裁件或廢料容易通過(guò)，凹模磨損后的修磨量較小。適用于形狀簡(jiǎn)單，精 度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 21 (Ⅰ ) (Ⅱ ) 本文檔由優(yōu)秀排骨整理，由于百度愛(ài)問(wèn)文庫(kù)很難上傳 CAD 圖紙超大附件，需要的同學(xué)請(qǐng)聯(lián)系 ：1940527833 圖 2－ 8 凹模外形尺寸 由圖 2－ 8 得：凹模厚度的確定式見(jiàn)（ 2－ 13） 。 c=(～ 2)H （小型凹模） c=(2～ 3)H （大型凹模） （ 2－ 14） 式中： b—— 凹?？椎淖畲髮挾?mm； K—— 因數(shù)，見(jiàn)表 2－ 9； H—— 凹模厚度； c—— 凹模壁厚 。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)式可以得知， H=Kb＝ 117 mm＝ mm； c== = mm。 則根據(jù)上面得到的凹模厚度跟壁厚，凹模的外形尺寸： 長(zhǎng)度： L=b+2 c=117+2 35=187mm； 由于零件的形狀左 右兩邊的尺寸不對(duì)等，從節(jié)約材料的角度出發(fā)，故我們?cè)诖擞?jì)算兩個(gè)寬度，其計(jì)算如下： 寬度： B1=b1ˊ＋ 2 c=30＋ 70=100 mm； B2=b2ˊ ＋ 2 c=60＋ 70=130 mm。 凸凹模外型結(jié)構(gòu) 凸凹模是復(fù)合模中的主要工作零件，工作端的內(nèi)外緣都是刃口，一般內(nèi)緣與凸模刃口的結(jié)構(gòu)形式相同，外緣與凹模刃口形式相同，用凸、凹模刃口形式的計(jì)算方法可以得到其外形尺寸 。 由于凸凹模內(nèi)外緣之間的壁厚是由沖件孔邊距決定的，所以當(dāng)沖件孔邊距離較小時(shí)，必須考慮凸凹模強(qiáng)度，強(qiáng)度不夠時(shí)就不能采用復(fù)合模沖裁。 凸凹模的最小壁厚值 目前 一般可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，本次設(shè)計(jì)采用的是倒裝復(fù)合模，其最小壁厚的選取查表 2－ 10。壓力中心應(yīng)與沖床滑塊中心線重合，以保證沖裁模具的正確、平穩(wěn)的工作，防止滑塊承受偏心載荷，使得模具歪斜，造成凸、凹模之間的間隙不均勻，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常模損，降低沖床和模具的壽命。 沖裁件的壓力中心與沖裁件的重心不同，壓力中心是沖裁合力的中心，與沖裁力的大小和作用位置有關(guān)，而重心則取決于工件形狀和質(zhì)量分布，只有當(dāng)工件具有中心對(duì)稱形狀時(shí)，壓力中心才和中心重合。因沖裁件以 X 軸對(duì)稱，所以 Y0 = 0。沖壓力是選擇壓力機(jī)、設(shè)計(jì)沖裁模和校核模具強(qiáng)度的重要依據(jù)?，F(xiàn)分別介紹如下： 1） 沖裁力計(jì)算 沖裁力是沖裁時(shí)凸模沖穿板料所需的壓力。同時(shí)，沖裁間隙、刃口鋒利程度、沖裁速度、潤(rùn)滑情況等都對(duì)沖裁力有影響。 考慮到凸、凹模刃的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化以及材料厚度等因素，實(shí)際所需的沖裁力還需增加 30%，故選擇沖床時(shí)的沖裁力可用以下公式計(jì)算： F＝ F1≈ L tσ b (2－ 16) 式中 σ b—— 為材料的抗拉強(qiáng)度， Mpa 在此次設(shè)計(jì)的托板落料沖孔復(fù)合模中，沖裁力包含落料力和沖孔力。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上和卡在凹模內(nèi)的材料（沖件或廢料）卸下或推出。 卸料力、推件力和頂出力是從壓力機(jī)和模具的卸料、推件和頂件裝置中獲得的，所以選擇壓力機(jī)的公稱壓力和設(shè)計(jì)沖模以上裝置時(shí)，應(yīng)分別予以計(jì)算。在實(shí)際計(jì)算中，卸料力、推件力和頂出力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)式（ 2－ 17）。 表 2－ 11 卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 沖件材料 K 卸 K 推 K 頂 鋼 料厚 /（ mm） 約 ~ ~ ~ ~ ~ 于是，卸料力： F 卸 =K 卸 F 落 =（ 206） KN = 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 26 推件力：沖孔凹模刃口直壁高度 h=6mm，則 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù) n＝th＝＝ 4 F 推 =n K