【正文】 的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍以內(nèi)，對于普通沖裁件．其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11 級，沖孔件比落料件高一級。如果工件精度高于上述要求，則需在沖裁后整修或采用精密沖裁。對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的 IT14 級精度來處理，圓形件一般按 IT10 級精度來處理，工件尺寸公差按“入體”原則標(biāo)注為單向公差 ，既落料件正公差為零，只標(biāo)負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只表正公差，如上圖 23 所示。一般用普通沖裁方式?jīng)_ 2mm 以下的金屬板材料，其斷面粗糙度 aR 可達(dá) ～ m? ，毛刺允許高度 ～ 。排樣圖既表達(dá)排樣方式，又用陰影線說明模具類型 (單工序模．復(fù)合模、級進(jìn)模 )，還能說明零件的成型過程、定距方式 (側(cè)刃定距的要畫出側(cè)刀沖切條料的位置 )，還應(yīng)標(biāo)有搭邊、步距、料寬及料寬公 差，有時還標(biāo)有紋向?，F(xiàn)將有關(guān)設(shè)計內(nèi)容分別敘述如 下： 排樣圖設(shè)計 排樣圖是以排樣為基礎(chǔ)的 。 根據(jù)材料的經(jīng)濟(jì)實(shí)用程度，排樣方法可分為有 廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣 3種；根據(jù)制件在 板 (帶 )料上的布置形式．可以分為直排、對排、混合排、多排等 [3]?，F(xiàn)在初步設(shè)計三 種排樣圖設(shè)計如： （圖 3— 1 至圖 3— 3） 圖 3— 1 單排 經(jīng)簡單的計算和分析，以上三種排樣方案的優(yōu)缺點(diǎn) 分析 如下： 圖 3— 1：結(jié)構(gòu)簡單，很基礎(chǔ)的排樣方式，對模具的結(jié)構(gòu)要求不復(fù)雜。但單排在板料上裁取條 料時相對于另兩種方案的搭邊廢料較多，材料利用率在三者中是最低的。同時模具設(shè)計時需同時布置兩組，一次沖下兩個工件，相應(yīng)也提高了生產(chǎn)效率。亦可布置一組模具，一次沖一個工件，待一邊沖裁完畢后在將條料翻轉(zhuǎn)過來沖另一邊。 圖 3— 2 雙排 圖 3— 3：多排設(shè)計，使材料利用率得到了更大的提升。但是模具結(jié)構(gòu)在三種方案中是最復(fù)雜 的， 模具制造成本 最高，因此經(jīng)濟(jì)性也是最不好的。因此綜合考慮以上 三 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 12 種排樣方案，只有單排的模具結(jié)構(gòu)簡單，綜合經(jīng)濟(jì)性較好，故選用 圖 3— 1 所示的排樣方案。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證制件質(zhì)量和送料方便。搭邊值通常是由經(jīng)驗(yàn)定的： 料厚為 2mm，卸料方式為固定卸料， 查參考文獻(xiàn) 【 1】 表 213 可得側(cè)搭邊 1a =，前后搭邊 a=。按照有側(cè)搭邊時條料寬度計算公式計算如下： 一般料寬計算公式： 01( 2 )B L a ???? （ 3— 1） 式中： B 為料寬基本尺寸 (mm)。 查 參考文獻(xiàn) 【 6】 取剪 切條 料 的寬度 公差 ? =，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得： 000. 20 0. 20( 50 2 1. 5 ) 53B ??? ? ? ? （ 3— 2） 條料在模具在每次送進(jìn)的距離，通常稱為步距 A A=B+a 得 A=50mm+= 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，確定排樣圖如下：（圖 3— 4） 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 13 圖 3— 4 排樣圖 材料利用率計算 合理排樣對節(jié)約材料、提高經(jīng)濟(jì)效益有很重要的實(shí)際意義；衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的尺度是材料利用率，通常以一個步距內(nèi)制件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率 ? 來表示： 0FF?? ?100%= FLB? ? 100% （ 3— 3） 式中， F 為一個 布距 內(nèi)制件的實(shí)際面積 ( 2mm )； 0F 為一個步距所需毛坯面積 ( 2mm )。L 為條料的長度（ mm）。 落料件面積 0S ： 20SR?? =? 25? 25= 2mm 中心圓孔面積 1S ： 21SR?? =? 9? 9= 2mm 邊緣弧形孔周長 L 和面積 2S ： 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 14 由于這是個不規(guī)則的孔 ,并無特定的計算公式 ,通過計算機(jī)輔助設(shè)計 ,在 PRO/E 上分析得知 L=, 2S = 2mm 工件的實(shí)際面積 S: S= 0S 1S 3? 2S =? = 2mm 材料利用率計算 一個步距的材料利用率 1? : 1? =? ? 100％ =％ 計算沖裁力 沖裁工藝力包括分離材料所需的沖裁力以及卸料力、推件力和頂件力。 沖裁力的計算 生產(chǎn)中常用平刃口模具沖裁，其沖裁力 F（ N）可 按下式計算： F=KLt? （ 3— 5） F 一 — 平刃口沖裁力； L 一 — 沖裁周長 (mm)； t —— 材料厚度 (mm)； ? 一 — 材料抗剪強(qiáng)度 (Mpa)； K 一 — 系數(shù)，考慮到模具刃口磨損變鈍、凸模與凹模間隙不均勻、材料性能變化及厚度 偏差波動等因素，一般取 K＝ 。 查文獻(xiàn) 【 7】 可知， 10 鋼的抗剪強(qiáng)度 ? =255— 393Mpa,取值 300Mpa。它會塞在凹模洞口內(nèi)。從凸模徑上將廢料 (或工件 )卸下來作用力叫卸料力；從凹模內(nèi)順著沖裁方向把工件 (或廢料 )推出的力叫推件力；逆著沖裁方向?qū)⒐ぜ?(或廢料 )從凹模內(nèi)頂出的力叫頂出力。而這些因素的影響規(guī)律也很復(fù)雜。實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式 [1]計算 F卸 =K卸 F （ 3— 7） F推 =n? K推 F （ 3— 8） F頂 =K頂 F （ 3— 9） 式中 F—— 沖裁力（ N）； n F卸 、 F推 、 F頂 —— 分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值見下表 3— 1。查表根據(jù)料厚為 2mm，取 推 件力系數(shù)為 ， F推 =nK推 F =4? ? = （ N） 總的沖壓工藝力： F=F總 +F推 =+ =（ N） =339（ KN） 計算壓力中心 沖裁時合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 17 (解析法或圖解法 )確定模具的壓力中心。參見圖 3— 5，具體步驟 [3]如下。選取落料型孔的對稱軸為計算坐標(biāo)軸。求出各線段或各型孔的壓力中心對坐標(biāo)軸的距離（ x1,y1） ,(x2,y2),(x3,y3)??。由排樣圖 中的步距大小可知， x1=? 2=。由于沖裁力與沖裁長度成正比，故可用被沖裁線段長度或各型孔工作周邊長度 L1， L2，L3??代替沖裁力 F，求出壓力中心坐標(biāo)值（ x0,y0）。 即壓力中心坐標(biāo)：（ ， 0）。為了保證沖裁間隙在合理范圍內(nèi)，需滿足下列關(guān)系式： m a x m i n| | | |pd ZZ??? ? ? （ 3— 11） 或?。? m a x m i nm a x m i n0 . 6 ( )0 . 4 ( )dpZZ?? ?? （ 3— 12） （ 1）落料 m a x 0()ddD D x ??? ? ? （ 3— 13） 00m i n m a x m i n( ) ( )ppPD D Z D x Z????? ? ? ? ? ?凹 （ 3— 14） （ 2）沖孔 0m i n()ppd d x ??? ? ? （ 3— 15） m i n 0 m i n m i n 0( ) ( )dddpd d Z d x Z????? ? ? ? ? ? （ 3— 16） 式中： Dd—— 落料凹?；境叽?(mm)； Dmax—— 落料件最大極限尺寸 (mm)； dmin—— 沖孔件 孔的最小極限尺寸 (mm)， D 凹 —— 同一工步中凹?？拙嗷境叽?(mm)； Zmin—— 凸凹模最小初始雙面間隙 (mm)； 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 19 δp —— 凸模下偏差 查參考文獻(xiàn) 【 1】 表 210； δd —— 凹模上偏差 查參考文獻(xiàn) 【 1】 表 210； x—— 系數(shù) 。 dd—— 沖孔凹模摹本尺寸 (mm)。 落料時刃口尺寸計算： 因?yàn)楣ぜ某叽缇纫蟛桓撸嗜锌诘碾p面間隙按汽車拖拉機(jī)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)選取 [1]。 工件落料尺寸為 ? ? ，根據(jù)以上原則和計算公式可知， 0. 03 0 0. 03 000000. 02 0 0. 02 0( 50 ) 49 .9( 49 .9 46 ) 49 .65 4dpDD????? ? ?? ? ? 沖中心圓孔時刃口尺寸計算： 查相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可取 Zmax=,Zmin= ZmaxZmin== 查參考文獻(xiàn) 【 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(biāo)注，取系數(shù) x=1。 由計算公式 Rp=（ R+XΔ） 0δp 和 Rd=（ Rp+zmin/2） +δd0 得計 Rp= , Rd=+ Rp=, Rd=+ Rp=, Rd=+ 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 21 4. 主要零部件的設(shè)計及計算 工作零件的設(shè)計與計算 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核 凸模一般分成為兩部 分，一部分為用作沖裁的刃口部分，一部分作為連接的固定部分。 凸模有時也稱沖頭，基本上是一種軸類零件。 只要凸模強(qiáng)度、剛度 好，一般采用此法。若刃口為非圓形，固定端多用方、矩形，常用仿形銑或數(shù)控銑加工之后，再用成形磨削加工。 在沖裁模中常見有一下幾種機(jī)構(gòu)形式： 圖 4— 1 凸模的結(jié)構(gòu)形式 圖 4— 1a 是沖小扎用的 凸模 形式之一。采用護(hù)套結(jié) 構(gòu)，既可以提高抗縱向彎曲的能力，又能節(jié)省模具鋼而達(dá)到降低模具成本的目的。 圖 4— 1b— d 是沖制一般孔用的幾種 凸模 形式。一般在中間做成圓弧過渡形與階梯形，且是整體式結(jié)構(gòu)。多為組合式結(jié)構(gòu)，常用螺栓與沖頭固定板組合。 根據(jù)設(shè)計要求，考慮加工的方便和工件的形狀結(jié)構(gòu)，將落料凸模和中心圓孔凸模設(shè)計成圓形階梯形狀，邊緣弧形孔凸模按直通式設(shè)計。它沒有固定的數(shù)值。根據(jù)設(shè)計可知， H1=22mm, H2=18mm,H3=10mm, H4=2mm,H=18mm,所以凸?？傞L度為： L=22+18+10+2+18=70mm 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 25 圖 46 凸模的固定方式 凸模固定到固定板中的配合或間隙：對不要求常拆換的凸模用 N7／ m6 或 M7／m6(雙邊 過盈 )．需要經(jīng)常更換的凸模一般用 H7／ h6(雙邊 的間隙 )，彈壓導(dǎo)板模中凸模與固定板成 。就是將固定板的型孔倒角（ 145? ）后，在將反鉚后的凸模裝入，最后一起磨平。 (2)臺肩固定法：一般用作圓形小截面的臺階式凸模的固定。 (3)粘接固定法：對形狀復(fù)雜的零件和多凸模沖模，廣泛采用低熔點(diǎn)合金或高分子塑料的接方法，使模具制造和裝配大為簡化，這種方法是在固定板與凸模聯(lián)接處留有空槽。 如圖 4— 6 c、 d 所示。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計 26