【正文】 要求尺寸 ﹐ 擊模為凹模尺寸減去間隙值。 ? 由于擊凹模存在間隙 ﹐ 因此落下的料或沖出的孔都是帶有錐度的 ﹐ 其大端尺寸基本上等于凹模尺寸 ﹐ 小端尺寸基本上等于擊模尺寸。 ? 由于生產(chǎn)中的磨損 ﹐ 在設(shè)計時取最小合理間隙。計算沖裁力是為了合理選擇壓力機(jī)和設(shè)計模具。 ? 考慮到模具刃口的磨損 ﹑ 擊模與凹模間隙不均勻 ﹑ 材料性能的波動和材料厚度偏差等因素 ﹐ 實際所需沖裁力應(yīng)增加 30%﹐ 即 ﹕ F沖 ===Ltσb σ b— 材料的抗剪強(qiáng)度。 ? 在滿足實際沖裁力的同時 ﹐ 還要兼顧本廠設(shè)備條件和沖壓生產(chǎn)線的實際排配情況來選擇沖壓設(shè)備。為了保証產(chǎn)品的平面度 ﹐ 落料時擊模平刃口 ﹐ 凹模斜刃口 ﹔ 沖孔時 ﹐ 擊模做斜刃口 ﹐ 凹模做平。) 材 料 剪切強(qiáng)度 τ (Kg/mm 178。 ? 斜刃沖裁不僅可以降低沖裁力 ﹐ 還可使工件的斷面光潔度有所改善 ﹐ 另外 ﹐ 還可以降低沖裁中的噪聲 ﹐ 改善沖壓加工的工作環(huán)境。 降低沖裁力 2023/2/10 30 沖孔模結(jié)構(gòu) 卸料力 ﹑ 推料力和頂料力 ? 卸料力 Px是將箍在擊模上的板料卸下時所需要的力 ﹔推料力 Pt是將落料件順著沖裁凹模洞口推出時所需的力 ﹔ 頂件力 Pd是將落料件逆著沖裁方向頂出凹模刃口時所需的力。 當(dāng)采用錐形洞口時 ﹐因無落料件卡在洞口內(nèi) ﹐ 故可不計推件力 。 ? 刃口斜度有利於廢料的落下。 ? 刃口斜度有利於減少沖頭與下模的摩損 ﹐ 提高模具的使作壽命。 ? 圖 A主要用于薄材 ﹐ 留有直段 ﹐ 在凹模磨損后研磨凹模 ﹐ 其刃口尺寸不變 ﹔ 圖 B所示在研磨后 ﹐ 尺寸變化甚小 ﹐ 而沖裁時下模磨損較慢 ﹐ 且可以減小推料力 ﹐ 減輕沖子負(fù)荷。 ? 圖 B所示由于其沒有直段 ﹐ 相對來說廢料與下模刃口間基本沒有固著 ﹐ 在沖床快速沖壓時 ﹐由于沖頭磁性 ﹑ 真空負(fù)壓 ﹑ 油膜等因素的影響 ﹐ 易產(chǎn)生跳料 即廢料上行至模面。 刃口斜度 2023/2/10 35 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 在沖壓生產(chǎn)中 ﹐ 沖裁件在板 ﹑ 條料的布置方法稱排樣 ﹐ 排樣是否合理直接影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用。評價排樣的經(jīng)濟(jì)性 ﹐ 合理性的指標(biāo)就是材料利用率。 ? 板料的材料利用率 ﹕ η=nS/bL*100%﹐ 各符號含義同上。 ? 排樣中相鄰沖件間的余料 ﹐ 或沖件與料條邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊不可太小 ﹐ 過小的搭邊剛性不足 ﹐ 有隨擊模進(jìn)入凹模的趨勢 ﹐ 容易使刃口受損。對于有完整和合圖形且沖裁精度不太高的沖件 ﹐ 可用無搭邊排樣。 ? 以上所說的搭邊值為最小工藝搭邊 ﹐ 在設(shè)計排樣時 ﹐ 應(yīng)予以適當(dāng)加大。 ? 少 ﹑ 無廢料排樣沖裁的特點 ﹕ 節(jié)省原材料 ﹔ 模具結(jié)構(gòu)簡單 ﹐ 模具成本降低 ﹔ 一沖程可沖多個產(chǎn)品 ﹐ 提高了勞動生產(chǎn)率 ﹔ 減輕了壓機(jī)負(fù)荷 ﹔ 但條料或卷料的寬度公差直接影響工件精度 ﹔ 在條料的所謂匯合點 (即三個或多個工件相交的一點 )上 ﹐ 可能出現(xiàn)較大的毛刺 ﹔ 整個產(chǎn)品外形上毛邊方向不一致。沖件工藝性對沖裁件質(zhì)量 ﹑ 材料經(jīng)濟(jì)利用 ﹑ 生產(chǎn)率 ﹑ 模具制造及使用壽命等都有很大的影響。 ? 沖件的工藝性主要由以下兩個方面的因素決定 ﹕ 沖裁件的形狀及尺寸 ﹔ 沖件的精度與粗糙度。 ? 沖件的外形和內(nèi)孔盡量避免尖銳的角 ﹐ 在各直線或曲線連接處 ﹐ 應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角。 沖件的工藝性 形狀和尺寸 工序 線段夾角 黃銅 ﹑ 純銅 ﹑ 鋁 軟鋼 合金鋼 落料 ≥90186。 沖孔 ≥90186。 2023/2/10 42 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 沖件上擊出懸臂和凹槽寬度不宜過小 ﹕ 硬鋼為~﹐ 黃銅 ﹑ 軟鋼為 1. 0~ ﹐ 純銅 ﹑ 鋁為~﹐ 當(dāng) t1mm時 ﹐ 按 t=1mm計算。 沖件的工藝性 形狀和尺寸 2023/2/10 43 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 沖孔時 ﹐ 孔徑不宜過小。無導(dǎo)向擊模沖孔的最小尺寸見表 1﹐ 用擊模護(hù)套精密導(dǎo)向沖孔的最小尺寸見表 2 。一般情況下 ﹐ 宜取此間距大于或等于兩倍料厚 ﹐ 并不得小于 3~4mm﹐ 必要時則可取 1~ ﹐ 當(dāng)料厚小于 1mm時 ﹐ 取1~﹐ 但模具壽命則有所下降。 沖件的工藝性 形狀和尺寸 2023/2/10 45 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 留有余量的沖件 ﹐ 可以通過整修提高外形或內(nèi)形的粗糙度和精度。 整修 2023/2/10 46 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 影響整修余量的因素 ﹕ 整修凹模尺寸的制造公差和允許磨損值 ﹔ 整修擊模尺寸的制造公差和允許磨損值 ﹔回彈的變化 ﹔ 落料毛坯在模具中定位誤差。 外形整修 整修余量 材料厚度 t 黃銅 ﹑ 軟鋼 中等硬鋼 硬鋼 最小 最大 最小 最大 最小 最大 ≤ ~3 3~4 4~5 2023/2/10 47 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 普通沖件的斷面由光面和毛面組成。 ? 凹模帶圓角刃口的落料 ﹐ 如下圖 (左 )﹐ 負(fù)間隙落料 ﹐如下圖 (右 )﹕ 光潔沖裁 2023/2/10 48 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 凹模帶圓角刃口的落料。對不規(guī)則形狀 ﹐ 特別是小圓弧突出部分 ﹑ 缺口等 ﹐ 要用較小圓角。 ? 擊模刃口保持鋒利 ﹐ 并固定牢靠 ﹐ 以免在沖裁中彎曲。 對多數(shù)材料及各種厚度 ﹐ 雙面間隙為~﹐ 間隙大了會造成撕裂現(xiàn)象。 ? 此種沖壓方法沖裁力約為普通沖裁力的 110%~150%。沖壓過程帶有部分正擠的性質(zhì) ﹐ 所需沖裁力為普通沖裁力的 ~2倍。 ? 由于擊模大于凹模 ﹐ 模具上應(yīng)有限位柱 ﹐ 保証擊模的最低位置在凹模面上 ~。如下圖 (左 )。 光潔沖裁 2023/2/10 51 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 精密沖裁簡稱精沖。其沖件的斷面粗糙度 ﹑ 尺寸精度擴(kuò)斷面垂直度均比普通沖裁高很多。 精沖 2023/2/10 52 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 精沖的工作部分如下圖所示 ﹕ 1— 沖子 ﹔ 2— 齒圈壓板 ﹔ 3— 板料 ﹔ 4— 凹模 ﹔ 5— 頂出器 精沖 2023/2/10 53 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 齒圈壓板 (V Ring) 精沖的壓料板與普通沖裁不一樣 ﹐它帶有齒圈 ﹐ 起強(qiáng)烈壓邊作用 ﹐ 使之形成三向壓力狀態(tài) ﹐ 增加了變形區(qū)及其鄰域的靜水壓。其 V形環(huán)部分角度為對稱 45186。 精沖特點 材料厚度 t a h R 1~ 1 ~ ~ ~ ~ ~ 2023/2/10 54 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 凹模 (或沖頭 )小圓角 普通沖裁時 ﹐ 模具刃口越尖越好 ﹔ 而精沖時 ﹐ 刃尖仍有 ~ (1~2)%的圓角 ﹐ 抑制了剪裂縫的發(fā)生 ﹐ 限制了剪裂面的產(chǎn)生 ﹐而且對工件斷面的擠光作用更有利。通常 ﹐ 精沖部分的間隙取 ~﹐對一些較薄的板材也可取 (~)%t。 ? 反頂力 施加很大的反頂力 ﹐ 很顯然能減輕材料的彎曲變形 ﹐ 起到增加壓應(yīng)力因素的作用 ﹐ 進(jìn)一步促使其斷裂面的減少 ﹑ 剪切光亮帶的增加 ﹐ 同時 ﹐ 也使工件無彎拱。 2023/2/10 56 沖孔模結(jié)構(gòu) 精沖模設(shè)計要點 ? 精沖排樣基本上和普通沖裁相似 ﹐ 但搭邊應(yīng)加一些。 ? 精沖模刃口尺寸與普通沖裁模類似 ﹐ 落料件仍以凹模為基準(zhǔn) ﹐ 沖孔件以擊模為基準(zhǔn)。 2023/2/10 57 沖孔模結(jié)構(gòu) 精沖力 ? 精沖變形所的總能量比普通沖裁大一倍左右 ﹐ 但僅用于切離材料的沖裁力并不大 ﹐ 可依下式計算 ﹕ F==Ltτ 式中符號與普通沖裁力公式中的意義相同。 ? 生產(chǎn)效率較低 對于多工程完成的產(chǎn)品來說 ﹐ 生產(chǎn)效率相對較低 ﹐ 占用機(jī)臺 ﹑空間和人力較多。 單工序沖模的特點 2023/2/10 60 沖孔模結(jié)構(gòu) 2023/2/10 61 沖孔模結(jié)構(gòu) 典型結(jié)構(gòu) 2023/2/10 62 沖孔模結(jié)構(gòu) 典型結(jié)構(gòu) 編號 模板代號 模板名稱 材質(zhì) 厚度 編號 模板代號 模板名稱 材質(zhì) 厚度 1 HP 上托板 SS41 30 7 SP 上打板 SLD 20 2 BB 上墊腳 SS41 80 8 DB 下模板 SLD 30 3 HH 上模座 SS41 40 9 CB 下墊板 YK30 20 4 BP 上墊板 YK30 20 10 DD 下模座 SS41 50 5 PP 上夾板 SS41 20 11 CC 下墊腳 SS41 90 6 SB 上打背板 YK30 18 12 DH 下托板 SS41 25 2023/2/10 63 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 沖床滑塊帶動上模從開模狀態(tài)時的最高點開始向下運動 ﹐ 此時下上模未有接觸 。 ? 沖床滑塊繼續(xù)向下運動 ,在接近下死點(閉模狀態(tài) )時 ﹐ 沖子完全進(jìn)入下?？變?nèi) ﹐ 完成沖孔。 ? 在沖床經(jīng)過下死點后 ﹐ 沖床滑塊帶動上模開始回升 ﹐ 此時 ﹐ 由於壓力緩解 ﹐ 在上模脫料彈簧力的作用下 ﹐ 上打板把沖件從沖子上頂出 ﹐ 完成脫料。 ? 沖床滑塊帶動上模繼續(xù)上行 ﹐ 回到開模狀態(tài)時的最高點 ﹐ 完成一次沖壓過程 。 ? 適用情況 ﹕ 視沖床的閉模高度來選取 ﹐ 在沖床的閉模高度較小時 ﹐ 可以不用上托板和上墊腳 。 沖孔模的模板 上托板 2023/2/10 66 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ SS41 或 S45C ? 熱處理硬度 : NONE (即不熱處理 ) ? 功能 ﹕ 位於上托板與上模座之間 ﹐ 起墊高作用 ﹐ 根據(jù)需要調(diào)整其高度 ﹐ 可使模具適用於不同的沖壓設(shè)備 ﹐ 並可保証夾模器有足夠的安放空間。因此 ﹐ 應(yīng)排在重點受力部位。 ? 厚度 ﹕ 常用厚度 80MM﹐ 如果夾模時夾模器位置在上模座范圍內(nèi) ﹐ 上墊腳高度不得小于 70MM﹐ 否則 ﹐ 上模座上應(yīng)有夾模器避位。 沖孔模的模板 上墊腳 (二 ) 2023/2/10 68 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ S45C或 SS41 ? 熱處理硬度 ﹕ NONE ? 功能 ﹕ 是上模部分及外導(dǎo)柱或外導(dǎo)套的固定板。 ? 厚度 ﹕ 常用厚度為 30或 40MM 。 ? 功能 ﹕ 承受夾板上沖子的作用力 ,保証彈簧有足夠的壓縮行程。 沖孔模的模板 上墊板 2023/2/10 70 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ S45C或 SS41 ? 熱處理硬度 ﹕ NONE ? 功能 ﹕ 對沖子與內(nèi)導(dǎo)柱起夾持與定位作用。 沖孔模的模板 上夾板 2023/2/10 71 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ S45C或 SS41或 YK30或 SKD11 ? 熱處理硬度 ﹕ NONE或 HRC52﹐ 當(dāng)其支承打板上入子時 ﹐ 應(yīng)選用 YK30或是SKD11并作相應(yīng)的熱處理。 ? 厚度 ﹕ 常用厚度為 18MM或 10MM﹐ 當(dāng)配用 60MM的沖子時 ﹐ 一般選 18MM﹐配 50MM的沖子時 ﹐ 選 用 10MM。 ? 厚度 ﹕ 常用厚度為 18MM或 20MM﹐ 當(dāng)配用 60MM的沖子時 ﹐ 一般選 20MM﹐配 50MM的沖子時 ﹐ 選 用 18MM。 沖孔模的模板 上打板 2023/2/10 73 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ 常用 SKD11或 SLD(建議用 SLD)﹐ 在沖制如 SUS301時 ﹐ 可考慮用 SKH系列高速鋼 ﹐ 如 SKH59。 ? 功能 ﹕ 一般用來作凹模刃口 ﹐ 需要硬度及耐磨損性 ﹐ 是工作模板 。 模板大小應(yīng)參考日立或是大同的標(biāo)準(zhǔn) ﹐ 以便下料時節(jié)省材料并減少加工量。 ? 功能 ﹕ 承力部件 ,保証下模板沖裁刃口強(qiáng)度及對下模板入子的固定與承力 。 模板大小應(yīng)參考日立或是大同的標(biāo)準(zhǔn) ﹐ 以便下料時節(jié)省材料并減少加工量。 ? 厚度 ﹕ 常用厚度為 50MM或是 40MM﹐可根據(jù)實際情況選用 ﹐ 也可用其他厚度的模座。 沖孔模的模板 下墊腳 2023/2/10 77 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 排布 ﹕ 下墊腳排布的位置會影響到整個模具的受力狀況 ﹐ 從而影響各模板的工作質(zhì)量及產(chǎn)品的質(zhì)量 。 沖孔模的模板 下墊腳 2023/2/10 78 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ SS41或 S45C ? 熱處理 ﹕ NONE ? 功能 ﹕ 將模具的下部分通過夾模器連接固定在沖壓設(shè)備的床臺上 。 沖孔模的模板 下托板 2023/2/10 79 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 材質(zhì) ﹕ 通常為 SKD11﹐ 但應(yīng)根據(jù)加工的材料不同 ﹐ 選用不同的材質(zhì)。 ? 功能 ﹕ 通過沖子與凹模對素材及工序件的剪切 ﹐ 沖出產(chǎn)品上所需的孔。 沖孔模的沖子 2023/2/10 80 沖孔模結(jié)構(gòu) ? 沖床的噸位和沖床的結(jié)構(gòu)不同 ﹐ 其適用模高也不相同。 ? 對于 KINFON沖床 ﹐ 其適