【正文】 ienceamp。 Design。 Die Structure 1 前言 沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。 2 近年來，中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展為模具工業(yè)發(fā)展提供了巨大動力。另外，結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，大型、 精密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力快速增加。 另外，隨著車輛和 電機(jī) 等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展，壓鑄模的數(shù)量、 壽命和復(fù)雜程度要求將更高；隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的不斷提高，塑料模的比例、精度和復(fù)雜度也將隨著相應(yīng)提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50多噸的模具。精度達(dá)到 1~2μm ，壽命 2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。 我國模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低， 模具自產(chǎn)自配比例過高。這就對專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布，而往往取決于主要投資者的決策。 沖壓模具未來的發(fā)展重點與展望 沖壓模具共有 7 小類，并有一些按其服務(wù)對象來稱呼的一些種類。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。因此從設(shè)計技術(shù)來說，發(fā)展重點在于大力推廣 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計算機(jī)模擬分析技術(shù)。 3 2 沖壓件工藝分析 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性 ,即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的要求。一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。 零件介紹 圖 1 所示為卡板零件，材料： 1Crl8Ni9Ti，抗剪強(qiáng)度τ =460～ 520 MPa，抗拉強(qiáng)度b? =580～ 640 MPa，屈服強(qiáng)度 s? =200 MPa，厚度為 1mm。該工件結(jié)構(gòu)簡單，也無復(fù)雜形狀的曲線。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時，都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角相連，以利于模具制造和提高模具壽命。該件結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是零件寬度尺寸 10+/ mm要求較嚴(yán)，而且翻孔尺寸為 mm，導(dǎo)致預(yù)沖孔尺寸較小。經(jīng)綜合分析，最后確定用 8 工位級進(jìn)模在 J23— 63 沖床上生產(chǎn)卡板。采用單排排樣，條料寬 76 mm，為了增強(qiáng)兩側(cè)沖裁凸模的強(qiáng)度，步距定為 14 mm。不僅提高了材料的利用率，且由于 2 個單向彎曲設(shè)計在同一工位，抵消了彎曲而產(chǎn)生的側(cè)向力，使彎曲時受力合理，以導(dǎo)正釘精確定距，保證步距精度。 圖 2 排樣圖 Fig2 Layout 主要工藝參數(shù)的確定 確定毛坯尺寸 由零件可知主要是圓弧處尺寸展開的精確性決定毛坯展開的精度，因該零件有 4 處R1 的 此處已刪除 5 沖裁模刃口尺寸的計算 （ 1）沖直徑為 3mm 的圓形孔：采用凹、凸配合加工，則應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模。 表 6 規(guī)則形狀 (圓形、方形件 )沖裁時凸模、凹模的制造公差 (mm) Table 6 Shape ( circular, square pieces) during blanking punch, die manufacturing tolerances ( mm ) 公稱尺寸 凸模δ p 凹模δ p 公稱尺寸 凸模δ p 凹模δ p ≤ 18 ＞ 180~260 ＞ 18~30 ＞ 260~360 ＞ 30~80 ＞ 360~500 ＞ 80~120 ＞ 500 ＞ 120~180 表 7 系數(shù) x Table 7 Coefficient X 材料厚度 t /mm 非圓形 圓形 1 工件公差△ /mm 1 ＜ ~ ≥ ＜ ≥ 1~2 ＜ ~ ≥ ＜ ≥ 2~4 ＜ ~ ≥ ＜ ≥ ＞ 4 ＜ ~ ≥ ＜ ≥ 查表 6 p? =， ?? mm；查表 7 x=。 （ 2） 沖直徑為 的圓形孔：同（ 1），則 pA = ? 凹模尺寸按凸模配做，保證雙面間隙為 。 （ 3）切斷（落料）：采用凹、凸模分開加工。 6 凸模 寬度應(yīng)適當(dāng)加寬，可以每邊加寬 。 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 ax m in| | | |pd ZZ??? ? ? （ 30） 或取： m ax m inm ax m in0 .6 ( )0 .4 ( )dpZZ?? ?? （ 31） 落料 m ax 0()ddD D x ??? ? ? （ 32） 00m i n m a x m i n( ) ( )ppPD D Z D x Z????? ? ? ? ? ?凹 （ 33） 式中： Dd—— 落料凹?；境叽?(mm)； Dmax—— 落料件最大極 限尺寸 (mm)； Zmin—— 凸凹模最小初始雙面間隙 (mm)； δ p —— 凸模下偏差； δ d —— 凹模上偏差； x—— 磨損系數(shù)， Dp—— 落料凸模基本尺寸 (mm)； ? —— 制件公差。用于沖模定位零 件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板（導(dǎo)料尺）、 7 擋料銷、定位板（釘）、導(dǎo)向銷、定位側(cè)刀和側(cè)壓裝置等。坯料在模具中的定位有兩個內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料。 【 8】 擋料銷的選擇 擋料銷用于限定條料送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。除上述擋料銷外，存級進(jìn)模中．首次沖壓條料 時還使用始用擋料銷?；虍?dāng)擋料位置與凹模刃口太近會影響凹模強(qiáng)度時采用初始擋料銷。 始用擋料銷 (b)型圖 13。 擋料銷一般用 45 鋼制造，熱處理硬度 44 55HRC。 圖 13 始用擋料銷 Figure 13 The beginning of sales using the backgauge 定位板的設(shè)計 單個毛坯進(jìn)行沖裁時，一般采用定位板。一般定位板厚度取 t+1mm。 導(dǎo)料板的設(shè)計 條料沿導(dǎo)尺送進(jìn)保證了送進(jìn)方向。 8 導(dǎo)料板（導(dǎo)料尺 )的作用是導(dǎo)正材料的送進(jìn)方向。導(dǎo)料板一般用兩個，壓裝在凹模上的為固定式，在卸料板上的為活功式。為便條料順利通過，導(dǎo)料板與條料間隙，當(dāng)無側(cè)壓板取 ，有側(cè)壓板取 5 8mm。導(dǎo)料板之間在張開的時候距離為 23mm,導(dǎo)料板一般采用 45 鋼，下表面應(yīng)磨削以便與凹模裝配，工作側(cè)面粗糙度 aR m? 以下。 圖 13 導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)圖 Figure 13 Guide plate structure 卸料裝置的設(shè)計 卸料板的設(shè)計 卸料板的作用的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。 可取 H= dH =?25=20mm 但卸料板有一小部分要下行壓料，取寬度為帶料寬度 20mm,厚度參照導(dǎo)料板與料厚選取，取凸出厚度為 10mm，那么卸料板最寬處為 30mm。 （ 4）卸料板安裝尺寸，計算中要考慮凸模有 4 6mm 的刃磨量。 圖 14 彈性卸料板結(jié)構(gòu)圖 Figure 14 Elastic unloading hardening position 卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。彈性卸料板卸料力小，但具有壓料作用，所以沖裁件比較平整。在沖裁時可以不需要增添別的壓料裝置，定位裝置，減少機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，減小機(jī)構(gòu)體積，節(jié)約成本等。 10 彈性卸料板孔形尺寸如下圖 15所示， 卸料板孔與凸模的單邊間隙 2Z = ,取 2Z =。選擇標(biāo)準(zhǔn)彈簧時應(yīng)滿足以下要求： （ 1）壓力要足夠，即 P預(yù) ? （ 35） 式中 P預(yù) —— 彈簧預(yù)壓力， N； P卸 —— 卸料力， N； n —— 彈簧根數(shù)。 （ 3）符合模具結(jié)構(gòu)空間的要求。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定彈簧根數(shù)為 4，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為 P預(yù) ? = 4? = 根據(jù) P預(yù) ? 和模具結(jié)構(gòu)尺寸，可選序號為 57 61 的彈簧，其 P預(yù) =1120N? . 其圖 16 為負(fù)荷 —— 行程曲線，可得下列有關(guān)數(shù)據(jù)： 圖 16 負(fù)荷 —— 行程曲線 Figure 16 Load stroke curve 序號 64 67 的彈簧均滿足 1F ? F