沖壓工藝與模具設(shè)計.ppt

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1、第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計,（時間：4次課，8學(xué)時）,第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計,教學(xué)目標(biāo)： 本章介紹冷沖壓模具設(shè)計的重要內(nèi)容，也是最基礎(chǔ)的內(nèi)容。通過本章的學(xué)習(xí)，將達到能設(shè)計中等復(fù)雜程度沖裁模具的水平。為此，應(yīng)了解沖裁變形過程及沖裁端面的特征；掌握沖裁間隙對沖裁件精度和模具的影響；掌握確定合理沖裁間隙的方法；掌握排樣方法，學(xué)會確定條料寬度；掌握沖裁力及壓力中心的計算。,第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計,教學(xué)重點和難點： 各種模具及其組成零件的結(jié)構(gòu)及特點； 沖裁模的設(shè)計步驟及模具刃口尺寸的計算。,第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計,案例導(dǎo)入： 要大批量沖制如下圖所示的工件(材料為08F，材料厚度為2mm，制件

2、精度為IT14級)，應(yīng)選擇何種模具？如何提高板料的材料利用率？凸模和凹模的間隙應(yīng)是多少？如何計算凸模和凹模刃口尺寸和公差？模具主要零件的結(jié)構(gòu)及尺寸如何設(shè)計？如何選擇標(biāo)準模架和選用壓力機？,第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計,,第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計,2.1 沖裁變形過程分析 2.2 沖 裁 間 隙 2.3 沖裁模刃口尺寸計算 2.4 沖壓力及壓力中心計算 2.5 沖裁件的工藝性 2.6 排 樣 2.7 精 密 沖 裁 2.8 模 具 設(shè) 計 2.9 沖裁模的設(shè)計步驟 2.10 沖裁模設(shè)計實訓(xùn) 習(xí)題與練習(xí),2.1 沖裁變形過程分析,2.1.1 沖裁變形過程 2.1.2 沖裁斷面特征,,2.1 沖裁變

3、形過程分析,沖裁是利用模具在壓力機上使板料沿一定輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切口、切邊、剖切等多種工序。 落料和沖孔是兩種最基本的沖裁形式。 從板料上沖下所需形狀的零件(或毛料)叫落料； 在工件上沖出所需形狀的孔(沖去部分為廢料)叫沖孔。,2.1 沖裁變形過程分析,,圖2-1 平板墊圈,2.1.1 沖裁變形過程,如圖2-2所示變形過程: 如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下3個階段。 1.彈性變形階段 見圖2-2(a)。在凸模和凹模壓力的作用下，板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸和彎曲變形。 2.塑性變形階段 見圖2-2(b)。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。 3.斷裂分離階

4、段 見圖2-2(c)、(d)、(e)。,2.1.1 沖裁變形過程,,2.1.2 沖裁斷面特征,斷面分析：圓角帶；光亮帶；斷裂帶；毛刺區(qū)。,2.1.2 沖裁斷面特征,圓角帶a：當(dāng)凸模刃口壓入材料時，刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙，形成圓角帶。材料的塑性越好、凸模和凹模的間隙越大，圓角帶也越大。 光亮帶b：當(dāng)刃口切入材料后，材料受到凸模和凹模剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的作用而形成光亮垂直的斷面。通常光亮帶占整個斷面的1/21/3。 斷裂帶c：是由刃口附近的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴展而形成的撕裂面。 毛刺區(qū)d：毛刺。,2.2 沖 裁 間 隙,2.2.1 沖裁間隙對沖裁件斷面質(zhì)量的影響 2

5、.2.2 沖裁間隙對沖裁件尺寸精度的影響 2.2.3 沖裁間隙對沖裁力、卸料力、推料力、頂件力的影響 2.2.4 沖裁間隙對模具壽命的影響 2.2.5 合理間隙值的確定,,2.2 沖 裁 間 隙,沖裁模凸模與凹模刃口部分橫向尺寸之差成為沖裁間隙，用Z表示： 式中：Z-沖裁間隙（mm）； Dd-凹模尺寸（mm） ； Dp-凸模尺寸（mm） 。,2.2 沖 裁 間 隙,,圖2-4 沖裁間隙,2.2.1 沖裁間隙對沖裁件斷面質(zhì)量的影響,在4個特征區(qū)中，光亮帶越寬，斷面質(zhì)量越好。 塑性較差的材料容易斷裂，材料被剪切不久就會出現(xiàn)裂紋、分離，使斷裂帶增寬，而光亮帶和圓角帶所占的比例較小，毛刺也較小

6、。 材料塑性較好，沖裁時裂紋出現(xiàn)得較晚，材料被剪切的深度較大，光亮帶所占的比例就大，圓角和毛刺也大。 沖裁間隙對沖裁件斷面的影響如圖2-5所示。 在設(shè)計和制造模具時，應(yīng)使沖裁間隙保持在一個合理的范圍之內(nèi)。,2.2.1 沖裁間隙對沖裁件斷面質(zhì)量的影響,圖2-5 沖裁間隙對沖裁件斷面的影響,2.2.2 沖裁間隙對沖裁件尺寸精度的影響,沖裁件的尺寸精度，是指沖裁件的實際尺寸與圖紙上的基本尺寸之差。差值越小，精度越高。這個差值包括兩方面的偏差： 一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠?， 二是模具本身的制造偏差。,2.2.3 沖裁間隙對沖裁力、卸料力、推料力、頂件力的影響,隨著間隙的增大，材料在沖裁時所受

7、的拉應(yīng)力將增大，材料容易斷裂分離，沖裁力有一定程度的降低。但在正常情況下，間隙對沖裁力的影響并不很大。 間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。一般當(dāng)單面間隙增大到材料厚度的15%25%時，卸料力幾乎降到零。但間隙繼續(xù)增大時會引起毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。,2.2.4 沖裁間隙對模具壽命的影響,沖模失效的形式一般有磨損、崩刃、變形、脹裂和折斷。 沖裁力主要集中在凸模和凹模的刃口部分。刃口變形和端面磨損加劇，甚至崩刃。 所以為了減少凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。若采用小間隙，就必須提高

8、模具的硬度和耐磨性，提高模具的制造精度，沖裁時采用良好的潤滑，以減小磨損。,2.2.5 合理間隙值的確定,因此，在沖壓實際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值。這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙(Zmin)，最大值稱為最大合理間隙(Zmax)?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙Zmin。 確定合理間隙值有理論確定法和經(jīng)驗確定法兩種。 1.理論確定法 2.經(jīng)驗確定法,2.3 沖裁模刃口尺寸計算,2.3.1 凸、凹模刃口尺寸計算原則 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,,2.3

9、沖裁模刃口尺寸計算,凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。所以，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計中的一項重要工作。,2.3.1 凸、凹模刃口尺寸計算原則,沖裁件的斷面帶有錐度，在沖裁件尺寸的測量和使用中，都是以光面的尺寸為基準。 在模具的使用過程中，凸模和凹模的刃口會產(chǎn)生磨損，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大。所以，在計算凸模和凹模的刃口尺寸時，落料和沖孔應(yīng)區(qū)別對待，遵循的原則如下。,,(1)由于落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔件孔的尺寸由凸模尺寸決定，故設(shè)計落料模時，先確定凹模刃口尺寸，再以凹模為基準

10、，間隙取在凸模上，即凸模尺寸以凹模尺寸減去沖裁初始間隙來確定；設(shè)計沖孔模時，先確定凸模刃口尺寸，再以凸模為基準，間隙取在凹模上，即凹模尺寸以凸模尺寸減去沖裁初始間隙來確定。,,(2)考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取制件尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。不論是落料還是沖孔，沖裁間隙都取最小合理間隙值。,,(3)確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。一般來說，模具制造精度比制件精度高34級。沖壓件的尺寸公差和沖模刃口尺寸公差都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，即落料件和凸模刃口尺寸上偏差為零，下偏差為負；沖孔件和

11、凹模刃口尺寸上偏差為正，下偏差為零。若磨損后不變化的尺寸(如兩孔中心距等)，應(yīng)按雙向?qū)ΨQ標(biāo)注。,2.3.1 凸、凹模刃口尺寸計算原則,,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩種情況。,對于沖孔工序,孔尺寸為,:,:,,:,對于落料工序,工件尺寸為,:,,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,例2-1 沖制如圖2-8所示的工件，其材料為08鋼，料厚t=1mm，試計算凸模和凹模刃口尺寸和公差。,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,,圖2-8 零件圖,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,,(a) 沖裁件,2.3.2 凸、凹模刃口尺

12、寸的計算,,圖2-9 落料時的沖裁件和凹模,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,,(a) 沖裁件,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,(b) 凸模,圖2-10 沖孔時的沖裁件和凸模,2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計算,例2-2 沖裁如圖2-11所示的制件，材料為10鋼，料厚0.8mm，用配作方法加工沖模，試確定落料模具刃口尺寸和公差。 解：因為制件的沖裁屬于落料，故先確定凹模的刃口尺寸，然后再以凹模為基準件配作凸模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況。,2.4 沖壓力及壓力中心計算,2.4.1 沖壓力計算 2.4.2 壓力中心計算,,2.4 沖壓力及壓力中心計算,平刃沖裁： F-沖裁力(N) L-

13、沖裁輪廓總長(mm)， t-材料厚度(mm), -材料抗拉強度(MPa),,,2.4.1 沖壓力計算,沖壓力是指沖裁過程中沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。它是在模具設(shè)計時選擇沖壓設(shè)備和校核模具強度的重要依據(jù)。 1.沖裁力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進入材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。,2.4.1 沖壓力計算,2.卸料力、推件力和頂件力的計算 為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱卸料力，用FX表示；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力，用FT表示；逆沖裁方向

14、將料從凹模內(nèi)頂出所需要的力稱頂件力，用FD表示，如圖2-12所示。,,k系數(shù),2.4.1 沖壓力計算,,圖2-12 卸料力、推件力和頂件力,2.4.1 沖壓力計算,3.壓力機公稱壓力的確定 沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力(FZ)。FZ為沖裁力和與沖裁力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。,2.4.2 壓力中心計算,模具的壓力中心也就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。所以

15、，在設(shè)計模具時，必須要確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與壓力機滑塊中心重合。,2.5 沖裁件的工藝性,沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。良好的沖裁工藝性是指在滿足沖裁件使用要求的前提下，能用普通的沖裁方法，在生產(chǎn)率較高、模具壽命較長、成本較低的條件下穩(wěn)定地獲得合格質(zhì)量的沖裁件。因此，在開始設(shè)計沖裁模之前，首先應(yīng)進行沖裁件的工藝性分析，審查沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度要求、材料性能及厚度等方面是否符合沖裁的工藝要求，力求使其具有良好的沖裁工藝性。,2.6 排 樣,2.6.1 沖裁排樣 2.6.2 搭邊值和條料寬度的確定 2.6.3 材料利用率的計算,,

16、2.6 排 樣,制件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理排樣對于提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及提高模具壽命具有十分重要的意義，是模具設(shè)計的重要內(nèi)容之一。,2.6.1 沖裁排樣,根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為3種，如圖2-17所示。 (1)有廢料排樣：圖2-17(a) 。沿制件全部外形沖裁，制件與制件之間、制件與條料側(cè)邊之間都留有搭邊廢料。因此精度高，并且模具壽命也高，但材料利用率低。 (2)少廢料排樣：圖2-17(b) 。沿制件部分外形切斷或沖裁，只在制件與制件之間或制件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。材料利用率較高。 (3)無廢料排樣：圖2-17(c) 。制件周圍無任何搭

17、邊，制件由切斷條料直接獲得。材料利用率最高。,2.6.1 沖裁排樣,,2.6.1 沖裁排樣,,2.6.1 沖裁排樣,,2.6.1 沖裁排樣,,續(xù)表,,2.6.2 搭邊值和條料寬度的確定,1.搭邊 排樣時制件之間以及制件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。 搭邊的作用一是補償定位誤差，確保沖出合格的制件；二是保證條料具有一定的剛度，便于條料送進，從而提高勞動生產(chǎn)率。 一般來說，硬材料的搭邊值比軟材料、脆材料的搭邊值要小一些；制件形狀大而復(fù)雜、圓角半徑較小時，搭邊值取大些；材料越厚，搭邊值越應(yīng)大些；用手工送料，有側(cè)壓裝置時，搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些；彈性卸料比剛性卸料

18、的搭邊小一些。,2.6.2 搭邊值和條料寬度的確定,2.條料寬度 1）送料時在一側(cè)導(dǎo)料板裝有側(cè)壓裝置時，計算公式如下：,,,2.6.2 搭邊值和條料寬度的確定,,圖2-18 有側(cè)壓裝置的條料寬度計算,2.6.2 搭邊值和條料寬度的確定,2）在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時，條料可能會產(chǎn)生左右擺動或轉(zhuǎn)動，因此，條料寬度應(yīng)增加一個條料可能的擺動量，,,,,,2.6.3 材料利用率的計算,材料利用率是指沖裁制件的實際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量是否已合理利用材料的經(jīng)濟性指標(biāo)，也是檢驗排樣是否合理的重要參數(shù)。,,2.6.3 材料利用率的計算,若考慮料頭和料尾的材料消耗，則可按下式計算：,,一般來

19、說,所用材料價格高或生產(chǎn)批量較大時,應(yīng)選擇材料利用率較高的排樣;而生產(chǎn)批量較小時,則應(yīng)盡可能選擇比較簡單的排樣,以便于模具制造。,2.7 精 密 沖 裁,精密沖裁之所以能獲得尺寸精度高、斷面質(zhì)量好的沖裁件，其機理主要是改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓力，使板料處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，抑制材料裂紋的產(chǎn)生。 精密沖裁根據(jù)其沖裁機理的不同，可分為齒圈壓板精密沖裁和半精密沖裁兩大類。半精密沖裁包括小間隙圓角刃口沖裁、負間隙沖裁、上下往復(fù)沖裁等。,2.8 模 具 設(shè) 計,2.8.1 工藝方案的確定 2.8.2 模具類型的確定 2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.1 工藝方案的確定,確定工藝方案的主

20、要任務(wù)是確定沖裁工序的性質(zhì)和數(shù)目、沖裁工序的組合以及沖裁工序的順序。一般來說，確定工藝方案關(guān)鍵是確定沖裁工序的順序。 在確定沖裁工序的順序時，應(yīng)考慮沖裁件的結(jié)構(gòu)特點、形狀尺寸、精度等級以及生產(chǎn)批量等因素，還要考慮沖裁模具的類型、坯料在模具上的定位等問題，一般按下列原則來確定。,,(1)先沖裁部分要為后面的沖裁工序提供可靠的定位，后沖裁部分不能影響先沖裁部分的質(zhì)量。 (2)若多工序沖裁件采用單工序模沖裁時，應(yīng)先落料使坯料與條料分離，再以落料所得的工序件外輪廓定位進行沖孔或沖缺口，并且后繼工序的定位基準要前后一致，以免出現(xiàn)定位誤差。 (3)若多工序沖裁件采用級進模沖裁時，為了便于送料和定位，應(yīng)先沖

21、孔或沖缺口，然后以沖出的孔為后續(xù)工序定位，最后進行落料或切斷，將沖裁件與條料分離。當(dāng)定位要求較高時，還可首先沖裁兩個工藝孔，再以工藝孔定位完成后續(xù)工序，如圖2-26所示。,2.8.1 工藝方案的確定,,圖2-26 工藝孔在級進沖裁時的應(yīng)用,2.8.1 工藝方案的確定,(4)若采用定距側(cè)刃的級進模沖裁時，定距側(cè)刃切邊工序應(yīng)與首次沖孔同時進行，以便控制送料進距。采用兩個定距側(cè)刃時，可以安排成一前一后，也可并列安排。 (5)若多工序沖裁件采用復(fù)合模沖裁時，沖孔和落料往往同時進行，以提高沖孔和落料的位置精度。 (6)沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔和一般精度的孔，后沖小孔和精度

22、較高的孔。,2.8.2 模具類型的確定,1.模具類型的確定 沖裁模的結(jié)構(gòu)類型按工序性質(zhì):落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等； 按工序組合程度:單工序模(又稱簡單模)、級進模(又稱連續(xù)模)、復(fù)合模； 按沖模有無導(dǎo)向:無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模。 最終選擇的模具結(jié)構(gòu)類型，不僅要滿足沖裁件精度和生產(chǎn)率的要求，還應(yīng)滿足制造容易、使用方便、操作安全、成本低廉等要求。,2.8.2 模具類型的確定,2.沖裁模的典型結(jié)構(gòu) 單工序沖裁模 單工序沖裁模在壓力機的一次行程中只能完成一個沖裁工序。它結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，成本低廉，但生產(chǎn)率和沖裁精度都較低。 圖2-27為無導(dǎo)向簡單落料模。該模具

23、的上模部分由上模座1和凸模2組成，凸模2采用螺釘直接安裝在上模座1上；下模部分由卸料板3、導(dǎo)料板4、凹模5、下模座6、定位板7組成，凹模5靠上壓側(cè)頂?shù)姆绞桨惭b在下模座6上，條料靠左右導(dǎo)料板4導(dǎo)向，由前向后送料，送料方向靠定位板7定位，沖裁后廢料箍在凸模上，由左右兩個卸料板3卸下。模具上、下模之間沒有直接導(dǎo)向關(guān)系。,2.8.2 模具類型的確定,,圖2-27 無導(dǎo)向簡單落料模 1上模座；2凸模；3卸料板；4導(dǎo)料板；5凹模；6下模座；7定位板,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,1.工作零件 (1)凸模 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法 凸模按截面形狀不同分為圓形凸模和非圓形凸模； 按結(jié)構(gòu)分為整體式、鑲拼式

24、、階梯式、直通式和帶護套式等；按凸模的固定方法分為臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。,,常見的圓形凸模如圖2-34所示。圖2-34(a)為用于較小直徑的凸模，圖2-34(b)為用于較大直徑的凸模。 這兩種結(jié)構(gòu)都是采用階梯式，凸模強度剛性較好，裝配修磨方便，其安裝部分做成臺肩，便于固定，保證工作時凸模不被拉出，適用于卸料力較大的場合。,,圖2-34(c)為用于較小直徑的凸模，為了改善凸模強度，在其中部增加了過渡階梯。這種結(jié)構(gòu)采用鉚接方式固定，適用于卸料力較小的場合。 圖2-34(d)為護套式凸模，用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。 圖2-34(e)為用于大直徑?jīng)_裁的凸模，它采用螺釘

25、吊裝在固定板上，為了減少磨削面積，其外徑和端面都做成凹形。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,,凸模與凸模固定板通常采用過渡配合H7/m6或H7/n6制造。 圖2-35(a)和圖2-35(b)為臺階式。圖2-35(a)采用臺肩固定，圖2-35(b)采用鉚接固定。 由于工作部分截面是非圓形的，而固定部分是圓形的，所以必須在固定端接縫處加防轉(zhuǎn)銷。根據(jù)工作部分截面的形狀，臺階式的固定部分也可采用矩形結(jié)構(gòu)。,,圖2-35(c)和圖2-35(d)為直通式。這種結(jié)構(gòu)便于采用線切割加工或成形銑、成形磨削加工，截面形狀復(fù)雜的凸模廣泛應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)。 圖2-35(c)采用鉚接固定，圖2-35(d)采用黏結(jié)固定，

26、黏結(jié)劑一般使用低熔點合金或環(huán)氧樹脂，為了黏結(jié)得牢靠，在凸模的固定端或固定板相應(yīng)的孔上應(yīng)開設(shè)一定的槽形。黏結(jié)固定法可以簡化凸模固定板的加工工藝，便于凸模的裝配。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,,,2 凸模長度的確定,若采用卸料板和導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，凸模的長度應(yīng)該為：L=h1+h2+h3+(1520)mm 若采用彈壓卸料板，凸模的長度為： L=h1+h2+t+(1520)mm 式中：h1、h2、h3、t分別為凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板、材料的厚度。1520mm為附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板之間的安全距離。,,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,2.定位零件 沖

27、模定位零件的作用是保證所沖裁材料的正確送進及在模具中的正確位置，從而保證沖壓件的質(zhì)量及沖壓生產(chǎn)的順利進行。 使用條料時，條料在模具中必須保證兩個方向的位置：一是在送料方向上的定位，用來控制條料每次送進的步距，通常稱為擋料，常用的零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等；二是在與條料送進方向垂直的方向上的定位，目的是保證條料沿正確的方向送進，通常稱為送料導(dǎo)向，常用的零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。對于塊料或工序件的定位，往往也要保證這兩個方向上的位置，常用的定位零件有定位銷、定位板等。,,(1)擋料銷 根據(jù)工作特點及作用，擋料銷可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種。 固定擋料銷又分為圓頭擋料銷(見圖

28、2-41(a))和鉤形擋料銷(見圖2-41(b))兩種。圓頭擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距。當(dāng)定位銷孔離凹?？卓谔鼤r，為了保證凹模有足夠的強度，應(yīng)采用鉤形擋料銷。但為了防止鉤頭在使用過程發(fā)生轉(zhuǎn)動，需考慮防轉(zhuǎn)。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,活動擋料銷的常見結(jié)構(gòu)如圖2-42所示。圖2-42(a)為彈簧彈頂擋料銷，通常裝在彈壓卸料板上，沖壓前起擋料作用，沖壓時被壓入卸料板孔內(nèi)，上模回程時由彈簧復(fù)位；圖2-42(b)為回帶式活動擋料銷，其銷頭對著送料方向帶有斜面，送料時條料搭邊碰撞斜面使擋料銷抬起，當(dāng)搭邊越過后，彈簧使擋料銷復(fù)

29、位，將條料后拉，使搭邊抵住擋料銷而定位?；貛交顒訐趿箱N常用于具有固定卸料板的模具上。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,3.卸料裝置與出件裝置 1)卸料裝置 按結(jié)構(gòu)的不同，卸料裝置分為剛性卸料裝置和彈壓卸料裝置兩種。 剛性卸料裝置的常見結(jié)構(gòu)形式如圖2-51所示。圖2-51(a)為封閉式，廣泛用于沖裁板料較厚、平直度要求不很高的零件；圖2-51(b)為懸臂式，主要用于窄而長零件的沖孔和切口。 剛性卸料裝置一般安裝在下模上，其結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大，卸料可靠。采用剛性卸料裝置時，如果板料較薄，會引起板料翹曲，使沖件不平，嚴重時還會損壞模具。因此，剛性卸料裝置不宜于

30、沖裁材料較軟、料厚小于0.8mm的制件。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,當(dāng)卸料板僅起卸料作用時，卸料板與凸模的單邊間隙一般取0.20.5mm，板料薄時取小值，板料厚時取大值。 當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時，導(dǎo)板與凸模之間一般按H7/h6配合制造，但導(dǎo)板與凸模之間間隙應(yīng)小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。,,彈壓卸料裝置的常見結(jié)構(gòu)形式如圖2-52所示。 彈壓卸料裝置由卸料板、彈性元件(彈簧或橡膠)、卸料螺釘?shù)攘慵M成。 圖2-52(a)的卸料板裝在上模上，常用于正裝式的單工序沖裁模；圖2-52(b)的卸料板裝在下模上，常用于倒裝式的復(fù)合模；

31、圖2-52(c)為帶小導(dǎo)柱的彈壓卸料裝置，用于彈壓卸料板給凸模作導(dǎo)向時,彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁件質(zhì)量較好，平直度較高。因此，質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。,,設(shè)計時，彈壓卸料板與凸模之間應(yīng)有合適的間隙，當(dāng)彈壓卸料板無精確導(dǎo)向時，它與凸模之間的單邊間隙可取0.050.15mm。為了確保卸料可靠，裝配模具時，彈壓卸料板的壓料面應(yīng)超出凸模端面0.20.5mm。當(dāng)彈壓卸料板有精確導(dǎo)向時，它與凸模按H7/h6配合制造。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,2)出件裝置 出件裝置的作用是將卡在凹模中的沖件或廢料推下或頂出。向下推出的機

32、構(gòu)稱為推件機構(gòu)，一般裝在上模內(nèi)；向上頂出的機構(gòu)稱為頂件機構(gòu)，一般裝在下模內(nèi)。 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種。 剛性推件裝置如圖2-53所示，它由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成。其工作原理是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r，利用壓力機滑塊上的打料桿，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板(塊)，將凹模內(nèi)的工件推出，其推件力大，工作可靠。 彈性推件裝置如圖2-54所示，它不僅起推件作用，還兼起壓料作用。由于采用彈性元件，故推件力較小，但推件力均勻，出件平穩(wěn)，多用于沖壓薄板大件以及工件平整度要求較高的模具。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,圖2-53 剛性推件裝置 1打桿；2推板；3推桿；4推件塊,2

33、.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,(a),(b),圖2-54 彈性推件裝置 1橡膠；2推板；3連接推桿；4推件塊,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,4.模架 模架一般由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套四部分組成。模架及其組成零件現(xiàn)已標(biāo)準化，設(shè)計時可根據(jù)模具要求按國標(biāo)規(guī)定的技術(shù)條件進行選用。 根據(jù)導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合性質(zhì)的不同，模架分為滑動導(dǎo)向模架和滾動導(dǎo)向模架兩種?；瑒訉?dǎo)向模架的導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，加工、裝配方便，應(yīng)用非常廣泛；滾動導(dǎo)向模架在導(dǎo)套內(nèi)鑲有成行的滾珠，導(dǎo)柱通過滾珠與導(dǎo)套實現(xiàn)微量過盈配合(過盈量一般為0.010.02mm)，從而使導(dǎo)向精度高，運動平穩(wěn)，使用壽命長，主要用于高精度、高壽命的硬質(zhì)合金

34、模、薄材料的沖裁模以及高速精密級進模。,,滑動導(dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式如圖2-58所示。 圖2-58(a)為對角導(dǎo)柱模架，它的兩個導(dǎo)柱、導(dǎo)套位于模具的對角線上，沖裁時受力均衡，不易引起模具偏斜，并且能實現(xiàn)縱向和橫向送料，常用于一般精度的沖裁模和級進模； 圖2-58(b)為后側(cè)導(dǎo)柱模架，它的兩個導(dǎo)柱、導(dǎo)套位于模具的后側(cè)，操作方便，能實現(xiàn)縱向和橫向送料，但由于導(dǎo)柱、導(dǎo)套偏置，易引起模具偏斜，適用于沖裁一般精度、沖件較小的模具，不宜于大型模具；,,圖2-58(c)為后側(cè)導(dǎo)柱窄型模架，其特點與后側(cè)導(dǎo)柱模架相同，適用于窄長零件的沖裁； 圖2-58(d)為中間導(dǎo)柱模架，它的兩個導(dǎo)柱、導(dǎo)套位于模具的左右對稱線上，

35、沖裁時受力均衡，導(dǎo)向精度較高，但只能沿前后單方向送料，常用于復(fù)合模； 圖2-58(e)為中間導(dǎo)柱圓形模架，主要用于沖裁圓形制件的模具； 圖2-58(f)為四角導(dǎo)柱模架，它具有四個沿四角分布的導(dǎo)柱、導(dǎo)套，沖裁時受力均衡，導(dǎo)向精度高，并且模具剛性好，適用于大型模具。,,上、下模座是模具的基礎(chǔ)件，設(shè)計時必須具有足夠的強度和剛度，尺寸規(guī)格也應(yīng)滿足一定的要求。為了便于安裝和固定，對于圓形模座，其外徑應(yīng)比圓形凹模直徑大3070mm，矩形模座的長度應(yīng)比凹模長度大4070mm，其寬度可以略大或等于凹模的寬度。模座的厚度可參照凹模板厚度估算，通常為凹模板厚度的1.01.5倍，以保證有足夠的強度和剛度。下模座的最

36、小輪廓尺寸，應(yīng)比壓力機工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大4050mm。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,為了正常使用和保持導(dǎo)向精度，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配也應(yīng)當(dāng)注意。如圖2-59所示，當(dāng)模具處于閉合位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座的上平面之間應(yīng)留1015mm距離，以保證凸、凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度減小后，導(dǎo)柱仍能正常工作；導(dǎo)柱下端面與下模座下平面之間應(yīng)留23mm距離，以保證模具在壓力機工作臺上的安裝固定；導(dǎo)套上端面與上模座的上平面之間的距離應(yīng)大于23mm，同時在上模座上開橫槽，以便排氣。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般按配合H7/r6分別壓入下

37、模座和上模座的安裝孔中，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/h6或H6/h5的間隙配合，但其配合間隙必須小于沖裁間隙。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,圖2-59 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的安裝(H模具閉合高度),2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,5.其他零件 (1)模柄 中、小型模具一般都是通過模柄將上模固定在壓力機滑塊上，因此模柄的直徑和長度應(yīng)與所選壓力機的滑塊尺寸相一致。 常見的標(biāo)準模柄如圖2-60所示。圖2-60(a)為旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接，上端兩平行平面供扳手旋緊用，騎縫螺釘用于防止模柄轉(zhuǎn)動，這種模具拆裝方便，但模柄軸線與上模座的垂直度較差，多用于有導(dǎo)柱的中、小型沖模；圖2-60(b)為壓入式

38、模柄，它與模座孔采用過渡配合H7/m6，并加騎縫銷防止轉(zhuǎn)動，這種模柄可較好地保證軸線與上模座的垂直度，適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常見；,,圖2-60(c)為凸緣模柄，其凸緣與上模座的沉孔采用H7/js6過渡配合，用34個內(nèi)六角螺釘緊固于上模座，多用于大型的模具或上模座中開設(shè)推板孔的中、小型模具；圖2-60(d)和圖2-60(e)為通用模柄和槽型模柄，優(yōu)點是凸模更換方便，均用于直接固定凸模，主要用于簡單模和彎曲模中；圖2-60(f)為浮動模柄，主要特點是壓力機的壓力通過凹球面模柄和凸球面墊塊傳遞到上模，以消除壓力機導(dǎo)向誤差對模具導(dǎo)向精度的影響。主要用于硬質(zhì)合金模等精密導(dǎo)柱模；圖2-60(g

39、)為推入式活動模柄，模柄接頭1與活動模柄3之間加一個凹球面墊塊2，使模柄與上模座采用浮動連接，避免了壓力機滑塊由于導(dǎo)向精度不高對模具導(dǎo)向裝置的不利影響。主要用于精密模具上。,,(2)固定板 固定板的作用是將凸?；虬寄＿B接固定在模座的正確位置上。凸模固定板有圓形和矩形兩種，其平面尺寸除了保證能安裝凸模外，還應(yīng)該能夠正確地安裝定位銷釘和緊固螺釘。 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，與凸模采用H7/m6或H7/n6的過渡配合制造，壓裝后將凸模尾部與固定板一起磨平。,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,(3)墊板 墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳來的壓力，降低模座單位面積上所受的壓力，防止

40、模座被壓陷損傷。在模座與凸模固定板之間是否需要加裝墊板，要根據(jù)凸模端面對模座單位壓力的大小進行判斷。如果凸模端面上的單位壓力大于模座材料的許用壓應(yīng)力時，就應(yīng)加裝墊板；如果凸模端面上的單位壓力小于模座材料的許用壓應(yīng)力時，則可以省略墊板。墊板厚度一般取38mm，外形與固定板相同。,,(4)緊固件 模具上的緊固件包括定位銷釘和連接螺釘。銷釘常采用圓柱銷，一般使用2個。螺釘最好采用內(nèi)六角螺釘，其優(yōu)點是緊固牢靠，螺釘頭沉入模板內(nèi)，模具外形比較美觀。 設(shè)計時螺釘?shù)奈恢靡鶆?，相互距離以及與內(nèi)外邊緣距離不應(yīng)過近，以防強度降低。螺釘?shù)囊?guī)格可根據(jù)凹模厚度來確定，具體可參見表2-28。,2.8.3 模具主要零部件

41、的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.8.3 模具主要零部件的設(shè)計,,2.9 沖裁模的設(shè)計步驟,在進行沖裁模設(shè)計時，設(shè)計人員必須遵循這樣的原則：在保證能沖裁出符合圖紙質(zhì)量要求的制件的前提下，力求使模具結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長，并且操作方便、安全可靠。 設(shè)計沖裁模的基本步驟如下。 (1)進行沖裁件工藝性分析。 在設(shè)計模具之前，首先應(yīng)進行沖裁件工藝性分析，也就是分析沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、所用材料等是否符合沖裁的工藝要求，從而確定進行沖裁的可能性。若沖裁件工藝性較差，則應(yīng)建議設(shè)計部門或人員做必要的修改。,,(2)確定沖裁工藝方案。 在工藝分析的基

42、礎(chǔ)上，確定沖裁件的工序性質(zhì)、數(shù)量、工序組合以及先后順序。當(dāng)可能存在幾個沖裁方案時，要通過認真分析比較，最后確定其中比較符合生產(chǎn)實際并且成本最低的一種方案。 (3)選擇模具的結(jié)構(gòu)形式。 根據(jù)生產(chǎn)批量、尺寸大小、精度要求、形狀復(fù)雜程度和實際的生產(chǎn)條件，合理確定模具的結(jié)構(gòu)形式，即確定采用單工序模還是采用級進?；驈?fù)合模進行沖裁。 (4)進行必要的工藝計算。 包括條料寬度和導(dǎo)料板間距的計算、材料利用率的計算、合理間隙值的確定、凸模和凹模刃口尺寸與公差的計算等。,,(5)選擇和確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸。 主要包括確定凸模和凹模的結(jié)構(gòu)和尺寸、選擇坯料的定位方式和所用定位零件、確定卸料和出件方式、選擇

43、和設(shè)計彈性元件、選擇模架的結(jié)構(gòu)以及確定模具主要零件的材料和熱處理等。,2.9 沖裁模的設(shè)計步驟,(6)計算總沖裁力、閉合高度、壓力中心，選擇壓力機的型號。 總沖裁力是指沖裁過程中沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。它是在模具設(shè)計時選擇沖壓設(shè)備的重要依據(jù)。在確定了卸料和出料方式以后，總沖裁力可根據(jù)有關(guān)公式進行計算(參見2.4.1)。 模具的閉合高度應(yīng)與壓力機的閉合高度相適應(yīng)，以便于模具的安裝和調(diào)試。 沖裁時的壓力中心應(yīng)與壓力機的滑塊幾何中心重合，特殊情況下可有一定偏差，但不能超出滑塊允許的偏差值。 根據(jù)計算得到的總沖裁力來選擇合適的壓力機噸位，同時，還要統(tǒng)籌考慮閉合高度、工作臺尺寸、卸料和出料

44、等要求，最終選擇適合實際生產(chǎn)的壓力機型號。,,(7)繪制模具總裝圖。 盡可能按11比例繪制符合國家機械制圖標(biāo)準規(guī)定的模具總裝圖，繪制時還要考慮模具的特點，采用一些常用的模具習(xí)慣畫法。,2.9 沖裁模的設(shè)計步驟,主視圖一般應(yīng)按剖視圖繪制。上、下?？梢援嫵砷]合狀態(tài)，也可以畫成開啟狀態(tài)，當(dāng)模具為左右對稱時，可將主視圖畫成半剖，上模被剖的一半畫成閉合狀態(tài)，上模未剖的一半畫成開啟狀態(tài)。為了看圖方便，主視圖中條料和工件的剖切面最好涂紅或涂黑。在主視圖的左側(cè)應(yīng)標(biāo)注模具的閉合高度。 俯視圖一般是表示模具下模的上平面。對于左右對稱的模具，可以一半表示上模的上平面，一半表示下模的上平面。對于非對稱的模具，如果需要

45、，上、下模俯視圖可以分別畫出。俯視圖需標(biāo)注下模座的輪廓尺寸。 側(cè)視圖應(yīng)盡量不畫。當(dāng)模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、局部表達不清楚時，可采用局部視圖。 總之，在繪制總裝圖時，應(yīng)力求以最少的視圖將結(jié)構(gòu)表達清楚。,,模具總裝圖繪制完畢后，習(xí)慣上要在圖幅的右上角畫出沖壓件圖和排樣圖。 沖件圖用來表達該沖模沖壓后所得沖件的形狀及尺寸。沖件圖應(yīng)嚴格按比例畫出，其方向應(yīng)盡量與沖壓方向一致，假如不能一致，必須用箭頭注明。在沖件圖上要注明沖件的名稱、材料牌號、板料厚度及有關(guān)技術(shù)要求。 在排樣圖上，主要應(yīng)表達清楚沖裁的輪廓形狀和順序，同時也能表示出凸模的截面形狀和凹模形孔的形狀、數(shù)量及位置。在一張完整的排樣圖上，還應(yīng)標(biāo)注條料寬

46、度、條料長度、板料厚度、端距、步距、搭邊值(見圖2-61)。,2.9 沖裁模的設(shè)計步驟,,圖2-61 排樣圖,2.9 沖裁模的設(shè)計步驟,對總裝圖的技術(shù)要求，一般是應(yīng)注明本模具所使用的壓力機型號、模具總體的形位公差及裝配、安裝、調(diào)試等要求。 (8)繪制模具零件圖。 對模具總裝圖中的非標(biāo)準零件，均應(yīng)按國家機械制圖標(biāo)準規(guī)定繪制零件圖。繪制時應(yīng)盡量按該零件在總裝圖中的方位畫出，視圖要能夠清楚地表達零件的結(jié)構(gòu)，尺寸標(biāo)注、公差配合、形位公差、表面粗糙度、材料牌號、熱處理要求以及其他技術(shù)要求均應(yīng)齊全、合理，不得遺漏。,,(9)整理并書寫模具設(shè)計說明書。 模具設(shè)計說明書的內(nèi)容一般包括下列方面： 設(shè)計的題目；

47、沖裁件的工藝性分析； 沖裁工藝方案的確定； 必要的工藝計算(主要包括排樣方式確定、坯料尺寸及材料利用率的計算、凸模和凹模工作部分尺寸的計算、沖壓力和壓力中心的計算、彈性元件的選用與計算等)； 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(包括模具結(jié)構(gòu)形式的確定、卸料和出料方式的確定、定位和導(dǎo)向方式的確定、凸模和凹模結(jié)構(gòu)與固定方式的確定、主要結(jié)構(gòu)零件材料和精度的確定等)； 其他需要說明的內(nèi)容； 主要參考資料。,2.10 沖裁模設(shè)計實訓(xùn),2.10.1 實訓(xùn)(一) 2.10.2 實訓(xùn)(二),,2.10 沖裁模設(shè)計實訓(xùn),通過沖裁模的設(shè)計實訓(xùn)，掌握模具設(shè)計的基本流程和步驟，沖裁件的工藝性分析和沖裁方案的確定方法，模具結(jié)構(gòu)形式的選定和

48、工藝計算方法及計算過程；掌握沖壓力、壓力中心、模具閉合高度的計算，標(biāo)準模架及壓力機的查找與選用。,2.10.1 實訓(xùn)(一),1.實訓(xùn)內(nèi)容 沖裁件如圖2-62所示。 材料：08F。 材料厚度：2mm。 生產(chǎn)批量：大批量。 制件精度：IT14級。 根據(jù)沖裁件尺寸及精度要求設(shè)計一套模具，并選擇一種合適的壓力機進行生產(chǎn)。,2.10.1 實訓(xùn)(一),,圖2-62 制件圖,2.10.1 實訓(xùn)(一),2.實訓(xùn)過程 (1)沖裁件工藝分析 零件的尺寸精度分析：該沖件尺寸精度等級為IT14，用一般沖裁模就能達到，不需要采用精沖或整修等特殊沖裁方式。 工件結(jié)構(gòu)工藝性分析：沖裁件外形和內(nèi)孔應(yīng)盡量避免有尖銳的角，在各直

49、線或曲線連接處，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角。為提高模具壽命，建議將所有直角改為半徑等于1mm的圓角。 沖裁件材料分析：08F鋼含碳量低、塑性好、易成形，具有良好的可沖壓性能。 結(jié)論：根據(jù)以上分析，此產(chǎn)品沖壓工藝性能較好，可以選擇沖裁方法進行加工。 (2)確定工藝方案 由工藝分析知，該沖件具有尺寸精度要求不高、尺寸較小、生產(chǎn)批量較大等特點，工藝包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案。,2.10.1 實訓(xùn)(一),方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：“落料-沖孔”復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：“沖孔-落料”連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 采用方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具

50、，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的大批量加工要求；采用方案二，只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。采用方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳?？紤]到?jīng)_裁件的結(jié)構(gòu)特點和沖裁生產(chǎn)率的要求，模具采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)，上模采用打桿裝置推件，下模采用彈性卸料裝置卸料，沖孔的廢料通過凸凹模的內(nèi)孔從沖床臺面孔漏下。,2.10.1 實訓(xùn)(一),,2.1

51、0.1 實訓(xùn)(一),,圖2-63 排樣圖,2.10.2 實訓(xùn)(二),1.實訓(xùn)內(nèi)容 零件簡圖：如圖2-68所示。 材料：Q235鋼。 材料厚度：2mm。 生產(chǎn)批量：大批量。 要求設(shè)計此工件的沖裁模并選用合適的壓力機進行生產(chǎn)。,2.10.2 實訓(xùn)(二),,圖2-68 零件圖,2.10.2 實訓(xùn)(二),2.實訓(xùn)過程 1)沖壓件工藝分析 該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外所能達到的經(jīng)濟精度為IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.2mm。將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求

52、，故決定采用利用導(dǎo)正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進行加工。 方案一：采用復(fù)合模加工。復(fù)合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案二：采用級進模加工。級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 比較方案一與方案二，對于所給零件，由于兩小孔比較

53、接近邊緣，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進模加工。,習(xí)題與練習(xí),1.填空題 (1)從廣義來說，利用沖模使材料________叫沖裁。它包括________________等工序。 (2)沖裁變形的過程大致可分為________、________、________三個階段。 (3)沖裁件的切斷面由________、________、________、________四個部分組成。 (4)圓角帶是由于沖裁過程中刃口附近的材料________的結(jié)果，光亮帶是緊挨圓角帶并與________的光亮部分，它是在塑性變形過程中凸模與凹模擠壓切入

54、材料，使其受到________和擠壓應(yīng)力的作用而形成的，沖裁毛刺是在刃口附近的側(cè)面上材料出現(xiàn)________時形成的。 (5)塑性差的材料，斷裂傾向嚴重，________增寬，而________所占比例較少，毛刺和圓角帶________；反之，塑性好的材料，光亮帶________。 (6)增大沖裁件光亮帶寬度的主要途徑為________、________、對凸模下面的材料用________施加反向壓力，此外，還要合理選擇塔邊、注意潤滑等。 (7)減小塌角、毛刺和翹曲的主要方法有_______________________________等措施。,習(xí)題與練習(xí),(8)沖裁凸模和凹模之間的____

55、____，不僅對沖裁件的質(zhì)量有極重要的影響，而且還影響模具________、________、________和推件力等。 (9)沖裁間隙過小時，將增大_________力、_________力、_________力以及縮短模具壽命。 (10)沖裁間隙越大，沖裁件斷面光亮帶區(qū)域越________，毛刺越________；斷面上出現(xiàn)二次光亮帶是因間隙太________而引起的。 (11)導(dǎo)致沖裁件毛刺增大的原因是________、間隙大。 (12)間隙過大時，致使斷面光亮帶________，塌角及斜度________，形成________的拉長毛刺。 (13)所選沖裁間隙值的大小，直接影響沖裁件

56、的________和________精度。 (14)影響沖裁件尺寸精度的因素有兩大方面，一是________，二是沖裁結(jié)束后沖裁件相對于________________尺寸的偏差。影響沖裁件尺寸精度的因素有________、材料________、工件的________、材料的________等，其中________起主導(dǎo)作用。 (15)當(dāng)間隙值較大時，沖裁后因材料的彈性回復(fù)使________凹模尺寸；沖孔件的孔徑________________。,習(xí)題與練習(xí),(16)當(dāng)間隙較小時，沖裁后因材料的彈性回復(fù)使落料件尺寸________，沖孔件的孔徑________________。 (17)對于比

57、較軟的材料，彈性變形量________，沖裁后的彈性回復(fù)值________，因而沖裁件的精度________；對于較硬的材料則________。 (18)間隙過小，模具壽命會________，采用較大的間隙，可________模具壽命。 (19)凸、凹模磨鈍后，其刃口處形成圓角，沖裁件上就會出現(xiàn)不正常的毛刺，凸模________，在落料件邊緣產(chǎn)生毛刺；________刃口磨鈍時，在沖孔件孔口邊緣產(chǎn)生毛刺；凸、凹模刃口均磨鈍時，則__________均產(chǎn)生毛刺。消除凸(凹)模刃口圓角的方法是________________。 (20)沖裁間隙的數(shù)值，等于_____________________

58、___之差。 (21)在設(shè)計和制造新模具時，應(yīng)采用________的合理間隙。 (22)材料的厚度越大，塑性越低的硬脆性材料，則所需間隙________；而厚度越薄、塑性越好的材料，所需間隙________。 (23)在沖壓實際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件的________、________和________三個因素給間隙規(guī)定一個范圍值。,習(xí)題與練習(xí),(24)落料件的尺寸與________刃口尺寸相等，沖孔件的尺寸與________尺寸相等。 (25)凸、凹模分別加工的優(yōu)點是凸、凹模具有________性，制造周期短，便于________。其缺點是________小、模具制造________。 (2

59、6)配作加工法就是先按________加工一個基準件(凸?；虬寄?，然后根據(jù)基準件的________再按間隙配作另一件。 (27)落料時，應(yīng)以________為基準配作________，凹模刃口尺寸按磨損的變化規(guī)律分別進行計算。沖孔時，應(yīng)以________為基準配作________，凸模刃口尺寸按磨損的變化規(guī)律分別進行計算。 (28)沖裁件的經(jīng)濟公差小于等于________，一般落料件公差最好低于________級，沖孔件最好低于________級。 (29)沖裁件在條料、帶料或板料上的________叫排樣。 (30)排樣是否合理將影響到材料的________、________、______

60、__、模具的________等。 (31)沖裁產(chǎn)生的廢料可分為兩類，一類是________，另一類是________。 (32)減少工藝廢料的措施是：設(shè)計合理的________，選擇合理的________和合理的搭邊值；利用________________。,習(xí)題與練習(xí),(33)無廢料排樣是沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無任何________，沖裁件的質(zhì)量要差一些，但材料的________高。 (34)搭邊是一種________廢料，但它可以補償________誤差和________誤差，確保制件合格；搭邊還可________，提高生產(chǎn)率；此外還可避免沖裁時條料邊緣的毛刺被________，

61、從而提高模具壽命。硬材料的搭邊值可________；軟材料、脆材料的搭邊值要________。沖裁件尺寸大或者有尖突復(fù)雜形狀時，搭邊值取________；材料厚的搭邊值要取________。 (35)在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，將使沖落部分的材料梗塞在________，而沖裁剩下的材料則緊箍在________________。 (36)從凸?；虬寄Ｉ闲断碌膹U料或沖件所需的力稱________，將梗塞在凹模內(nèi)的廢料或沖件順沖裁方向推出所需的力稱________，逆沖裁方向?qū)_件從凹模內(nèi)頂出所需的力稱________。 (37)采用彈壓卸料裝置和下出件方式?jīng)_裁時，沖壓力等于___

62、_____、________、________之和；采用剛性卸料裝置和下出料方式?jīng)_裁時，沖壓力等于________、________之和；采用彈性卸料裝置和上出料方式?jīng)_裁時，沖壓力等于____________________之和。 (38)為了實現(xiàn)小設(shè)備沖裁大工件或使沖裁過程平穩(wěn)以減少壓力機的震動，常用________法來降低沖裁力。,習(xí)題與練習(xí),(39)采用斜刃沖裁時，為了保證沖件平整，落料時應(yīng)將________做成平刃；沖孔時應(yīng)將________________做成平刃。 (40)按工序組合程度分，沖裁?？煞譃開_______、________和________等幾種。 (41)在壓力機的

63、一次行程中，________沖壓工序的沖模稱為單工序模。在條料的送進方向上，具有________________，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上完成________的沖壓工序的沖模稱為級進模。在壓力機的一次行程中，在模具的________，完成________，叫復(fù)合模。 (42)組成沖模的零件有________零件、________零件、________零件、壓料、________零件，________零件，緊固及其他零件等。 (43)級進模中，典型的定位結(jié)構(gòu)有________和________等兩種。 (44)無導(dǎo)向單工序沖裁模的特點是結(jié)構(gòu)________，制造成本低，但使用時安裝

64、調(diào)整凸、凹模間隙較________，沖裁件質(zhì)量________，模具壽命________，操作不安全。因而只適用于精度________的沖裁件的沖壓。 (45)復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有________________________的凸凹模。 (46)復(fù)合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外形的相對位置精度高 ，板料的定位精度高，沖模的外形尺寸________，但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，成本高。所以一般用于生產(chǎn)________________的沖裁件。,習(xí)題與練習(xí),(47)直刃壁孔口凹模，其特點是刃口強度________，修磨后刃口尺寸不變，制造________。但是在廢料或沖件向下推

65、出的模具結(jié)構(gòu)中，廢料會積存在________，凹模脹力________，刃壁磨損快，且每次修磨量________。斜刃壁孔口凹模，其特點是孔口內(nèi)不易________，每次修磨量小，刃口強度較差。修磨后刃口尺寸會________，這種刃口一般用于________的沖件沖裁，并一般用于________的下出件的模具。 (48)條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位，一是在與________方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進，稱為送進導(dǎo)向。二是在送料方向上的限位，控制________，稱為送料定距。 (49)屬于條料導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板，屬于送料定距的定位零件有始用擋料銷、擋

66、料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，屬于塊料或工序件的定位零件有________等。 (50)使用導(dǎo)正銷的目的是消除________和________或________等粗定位的誤差。導(dǎo)正銷通常與________配合使用，也可以與________配合使用。,習(xí)題與練習(xí),2.判斷題(正確的打，錯誤的打) (1)沖裁間隙過大時，斷面將出現(xiàn)二次光亮帶。( ) (2)沖裁件的塑性差，則斷面上毛面和塌角的比例大。( ) (3)形狀復(fù)雜的沖裁件，適于用凸、凹模分開加工。 ( ) (4)對配作加工的凸、凹模，其零件圖無需標(biāo)注尺寸和公差，只說明配作間隙值。( ) (5)利用結(jié)構(gòu)廢料沖制沖件，也是合理排樣的一種方法。( ),習(xí)題與練習(xí),(6)采用斜刃沖裁或階梯沖裁，不僅可以降低沖裁力，而且也能減少沖裁功。( ) (7)沖裁力是由沖壓力、卸料力、推料力及頂料力四部分組成。 ( ) (8)模具的壓力中心就是沖壓件的重心。 ( ) (9)沖裁規(guī)則形狀的沖件時，模具的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 ( ) (10)在壓力機的一次行程中完成兩道或兩道以上沖孔(或落料)的沖模稱為復(fù)合模。 ( ) (11)在沖模中，直接對毛坯和板