【正文】 IT 10 IT11 IT 12 IT 13 IT 14 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 2 3 4 5 7 8 9 10 2 3 4 4 5 6 8 10 12 13 15 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27 6 8 9 9 13 16 19 22 25 29 32 36 40 10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250 60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400 5 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。 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。單工序沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。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。 其三種工序的性能見表 31。 6 （ 2） 只需一副模具，沖壓件的形位公差精度和尺度精度容易保證，且生產(chǎn)效率也高。 （ 3） 也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，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。 為提高生產(chǎn)率，根據(jù)上述方案的分析與比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用第二種為佳。 表 41 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 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。 送料 方式的選擇 由于零件的生產(chǎn)批量是大批量，選用手動(dòng)送料 方式比較合理。由于毛坯選擇的是條料，零件的精度不高，且采用的是手動(dòng)送料方式，所以可以采用固定擋料銷進(jìn)行送料方向的定位，采用導(dǎo)料銷進(jìn)行垂直方向的導(dǎo)料。常用于較硬、較厚且精度要求不高 的工件沖裁后卸料。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。又因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。 方案 三 ： 采用 四導(dǎo)柱模架。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 。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。 （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） （ 1） 下模座 （ 2） 導(dǎo)柱 （ 3） 導(dǎo)套 （ 4） 上模座 圖 41 導(dǎo)柱模架 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。即方案 二 最佳。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。因此有下列三種方案： 方案一：有廢料排樣。 方案二：少廢料排樣。其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命。 方案三：無廢料排樣。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，故應(yīng)采用方案一。 如 圖 51 圖 51 直排徘樣 10 搭邊值 的 確定 排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。 如表 51 所示：根據(jù)此表和工件外形可知 L50mm，可確定搭邊值 a 和 a1，a 取 、 a1取 。 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置的作用是用于壓緊送進(jìn)模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊），使條料不至于側(cè)向竄動(dòng)，以利于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。 故按下式計(jì)算： 0m ax )2( ???? aDB (51) 式中 : B條料寬度； Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； A沖裁件之間的搭邊值； 可參考表 51； △ 條料寬度 的單向（負(fù)向）偏差，見表 52。 關(guān)于材料利用率，可用下式表示： η=A/BS100% (52) 式中 : A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面； B條料寬度； S步距。/360176。 系數(shù) Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng) （ 數(shù)值的變化或分布不均 ） 潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) Kp， 一般取 1～ 3。 由于 35鋼的力學(xué)性能查表 54可得：抗剪強(qiáng)度 τ取 450MPa 13 表 54 部分材料抗剪強(qiáng)度 τ/MPa 總沖裁力 的計(jì)算 由于沖裁模具采用 彈 性卸料裝置和自然落料方式。 落料周長為： L1=+2+2+ = 沖孔周長為： L2=22+47 = 落料沖裁力 由公式 (53)得 ： F1=KptL1τ =1450 = 沖孔沖裁力 由公式 (53)得 ： F2=KptL2τ =1450 = 所以可求總沖裁力 由公式 (54)得 ： F 沖 = F1+F2=+ = 材料名稱 牌號(hào) 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 τ/MPa 碳素結(jié)構(gòu)鋼 10 已退火 260~340 15 270~380 20 280~400 35 400~520 45 440~560 14 卸料力、推件 力 的計(jì)算 當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而會(huì)緊箍在凸模上。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力。 表 55 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) mm 料 厚 /mm K 卸 K 推 K 頂 鋼 ≤ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ~ ~ ~ ~ 鋁及鋁合金 紫銅、黃銅 ~ ~ ~ ~ 注：卸料力系數(shù) K 卸 在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值。考慮到經(jīng)濟(jì)性能、加工要求和操作方便在此選開式壓力機(jī)。 表 56 開式雙柱可傾 壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù) 型號(hào) J2310 J2316 J2325 J2335 J2340 公稱壓力 /KN 100 160 250 350 400 滑塊行程 /mm 45 55 65 100 100 最大閉合高度 /mm 180 220 270 290 330 閉合高度調(diào)節(jié) /mm 35 45 55 60 65 滑塊中心線至床身 距離 /mm 130 160 200 200 250 滑塊底面尺寸 /mm 前后 150 180 220 220 260 左右 170 200 250 250 300 工作臺(tái)板厚度 /mm 35 40 50 290 65 模柄孔尺寸 /mm 直徑 30 40 40 40 50 深度 35 60 60 60 70 16 壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓合力的作用點(diǎn)的位置。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)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 （ 2） 工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 首先給零件設(shè)一個(gè)坐標(biāo)系 0（ 0， 0）如圖 53，其次算出各組成線段的壓力中心，弧線的壓力中心公式 57，合力的壓力公式 58 和 59。 17 表 57 各個(gè)參數(shù)之間的坐標(biāo)值 基本要素長度 L/mm 各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值 x y L1= L2= L3= 0 L4= L5= L6= 0 0 L7=7 L8= 0 L9=7 L10= 0 L11= 30 0 合計(jì) = 0 由上表 57 可以得出零件的壓力中心 為（ ， 0）。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。 設(shè) 計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高 。間隙大小主要對(duì)模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響 ,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。一般間隙為（ 10%～ 15%） t 時(shí)的磨損最小，模具壽命較高。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，使模具壽命達(dá)到最長。本套模具采用查表法予以確定其間隙植。 表 61 沖裁模初始雙邊間隙值 mm 材料 厚度 0 3 09Mn、 35 16Mn 50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于 極小間隙 (或無間隙 )