過濾網(wǎng)沖壓模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　過濾網(wǎng)的沖壓模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1冷沖壓與模具設(shè)計(jì)簡介</p><p>　　沖壓是通過模具對板材施加壓力或拉力,使板材塑性成型,有時(shí)對板材施加剪切力而使板材分離,從而獲得一定尺寸、形狀和性能的一種零件加工方法。由于沖壓加工經(jīng)常在材料冷狀態(tài)下進(jìn)行，因此也稱冷沖

2、壓。沖壓加工的原材料一般為板材或帶材，故也稱板材沖壓。沖壓加工需要研究沖壓工藝與模具兩個(gè)方面的問題。沖壓工藝可以分為分離工序和成形工序。而分離工序又有落料、沖孔、切斷、切邊、剖切等工序；成型工序又包括卷圓、扭曲、拉深、變薄拉深、翻孔、翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴(kuò)口、縮口、旋壓、校形等。</p><p>　　沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的加工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)行業(yè)中均占相當(dāng)大的比重，尤其在

3、汽車、電機(jī)、儀表、軍工、家用電器等方面所占的比重更大。沖壓加工的應(yīng)用范圍極廣，從精細(xì)的電子元件、儀表指針到重型汽車的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭以及航天器的蒙皮、機(jī)身等均需沖壓加工。</p><p>　　沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，一般情況下，可以直接滿足裝配和使用要求。此外，在沖壓過程中由于材料經(jīng)過塑性變形，金屬內(nèi)部組織得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高，所以，沖壓件具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀

4、等特點(diǎn)。</p><p>　　沖壓加工是一種套高生產(chǎn)率的加工方法，如汽車等大型零件每分鐘可生產(chǎn)幾件，而小零件的高速?zèng)_壓則每分鐘可生產(chǎn)千件以上。由于沖壓加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷狀態(tài)下加工，因此輕易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，比較適宜配置機(jī)械人而實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)。特別是適用于定型產(chǎn)品的中大批生產(chǎn)?！皼_壓要發(fā)展，模具是關(guān)鍵”，提高模具的效率需從沖模設(shè)計(jì)和制造開始。</p><p>　　沖壓加工的

5、材料利用率較高，一般可達(dá)70%~85%，沖壓加工的能耗低，由于沖壓生產(chǎn)具有節(jié)材、節(jié)能和高生產(chǎn)率等特點(diǎn)，所以沖壓件呈批量生產(chǎn)時(shí)，其成本比較低，經(jīng)濟(jì)效益較高。</p><p>　　當(dāng)然，沖壓加工與其他加工方法一樣，也有其自身的局限性，例如，沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具價(jià)格偏高。因此，對小批量、多品種生產(chǎn)時(shí)采用昂貴的沖模，經(jīng)濟(jì)上不合算，目前為了解決這方面的問題，正在努力發(fā)展某些簡易沖模，如聚氨脂橡膠沖模、低合金沖模以及采用

6、通用組合沖模、鋼皮模等，同時(shí)也在進(jìn)行沖壓加工中心等新型設(shè)備與工藝的研究。</p><p>　　1.2冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。 1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間 ，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具 。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在

7、走過了溫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元, 各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。</p><p>　　改革開放之后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直大幅度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；</p><p>　　近年許多模具企業(yè)加大了用于

8、技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。</p><p>　　隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到

9、產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。模具在日本被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”，在德國被成為“金屬加工業(yè)中的帝王”。</p><p>　　1.2.1、模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年

10、共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)研制的模具CAD/CAM系統(tǒng)。華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身

11、與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。</p><p>　　21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。&

12、lt;/p><p>　　模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模

13、具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。</p><p>　　在沖壓成型CAE軟件方面，除引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。</p><p>　　快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精

14、度低，樣樣制作難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。</p><p>　　1.2.2、模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況</p><p>　　在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。</p>

15、<p>　　然而，我國的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。</p><p>　　標(biāo)志

16、沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。</p><p>　　但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。</p><p>　　模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以

17、進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。</p><p>　　模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用</p><p>　　從技術(shù)角度來看

18、，模具制造（包括設(shè)計(jì)和加工）技術(shù)大致可分為五個(gè)發(fā)展階段：手工操作階段、手工操作加機(jī)械化（普通通用機(jī)床與工具）階段、數(shù)字控制階段、計(jì)算機(jī)化階段和CAD/CAE/CAM信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化，我國目前主要以數(shù)字控制階段為主。</p><p>　　就沖模的結(jié)構(gòu)和類型而言，目前國內(nèi)在定型的機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)中，至今仍然是單工序沖模多，復(fù)合模與多工位連續(xù)模、復(fù)合模占的比例很小，多工位連續(xù)模則更少見。近年來在儀表行業(yè)的調(diào)研統(tǒng)計(jì)表明：在

19、較先進(jìn)、經(jīng)營形式良好的企業(yè)中，按沖模分類具有套數(shù)比，只能達(dá)到單工序模：復(fù)合模：多工位連續(xù)模=5.5:3:1.5,沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)僅為:7.2:2:0.8,內(nèi)地決大多數(shù)企業(yè)只用單工序模,多數(shù)為沒有模架的的敞開模.</p><p>　　第二章 沖壓件工藝性分析</p><p>　　圖1.1 零件圖 (過濾網(wǎng))</p><p>　　2.1分析技術(shù)要求是否合理</p&g

20、t;<p>　　2.1.1工件的尺寸精度：</p><p>　　沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi)（所謂經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下，采用符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級工人、不延長加工時(shí)間所能保證的加工精度），對于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級，沖孔比落料件高一級。對與本次設(shè)計(jì)，未標(biāo)注有尺寸精度，考慮到成本，按照一般精度要求來加工應(yīng)該可以滿足其工作性能，本工件要求內(nèi)精度，故除特別要求

21、工件精度等級選取IT14。</p><p>　　2.1.2 熱處理要求：</p><p><b>　　沒有熱處理要求。</b></p><p>　　2.2審查零件材料選用是否得當(dāng)</p><p>　　考慮到產(chǎn)品成本和零件的使用性能，選用常用材料08F，是 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，，屈服強(qiáng)度180MPa，抗拉強(qiáng)度280~390MP

22、a，抗剪強(qiáng)度200~310延伸率32％，適宜沖壓選擇。</p><p>　　2.3沖裁件工藝性分析</p><p>　　一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求。沖裁件的工藝性合理與否、，影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率等，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能提高其工藝性。</p><p>　　沖裁件的形狀盡可能簡單、對稱、避免復(fù)

23、雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無廢料排樣的形狀，以減少廢料。矩形孔兩端宜用圓弧連接，以利于模具加工。</p><p>　　沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)，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。沖裁減凸出或凹入部分不能太窄，盡可能避免過長的懸臂和窄槽。最小寬度b一般 不小于1.5t，若沖裁材料為高碳鋼時(shí)，b≥2t，Lmax≤5b

24、，當(dāng)材料厚度t<1mm時(shí)，按t=1mm計(jì)算。沖裁件的孔徑因受孔凸模剛度和強(qiáng)度的限制，不宜太小，否則容易折斷或壓彎，沖孔的最小尺寸取決與沖壓材料的力學(xué)性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。沖孔件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)，該零件是軸對稱件，沖裁結(jié)構(gòu)較為簡單，厚度僅為0.5mm，沖裁性能較好，工藝性容易滿足材料。</

25、p><p>　　2.4翻邊工藝性分析 </p><p>　　一般情況下，圓孔翻邊時(shí)的孔緣在單向拉應(yīng)力作用下，切向伸長變形引起的厚度減薄最大，最容易破裂，由于材料性質(zhì)不均勻，孔緣各處允許的切向延伸率不一樣，一旦孔緣某處的伸長變形超過了該處延允許的材料伸率，該處就會(huì)因厚度減薄過大而破裂。翻邊時(shí)的變形區(qū)基本上限制在凹模圓角區(qū)之內(nèi)，凸模底部材料為只要變形區(qū)，處于切向、徑向二向受拉伸的應(yīng)力狀態(tài)。切向應(yīng)

26、力在孔邊緣最大，徑向應(yīng)力在孔邊緣為零。</p><p>　　圖1.2圓孔翻邊時(shí)的應(yīng)力與變形情況</p><p>　　圓孔翻邊時(shí)的變形程度用翻邊系數(shù)K表示：</p><p>　　式中 d——毛坯上圓孔的初始直徑；</p><p>　　D——翻邊后豎邊的中徑。</p><p>　　影響圓孔翻邊成形極限的因素如下：&l

27、t;/p><p>　?、?材料伸長率和硬化指數(shù)n大，小，成形極限大。</p><p>　?、瓶拙壢鐭o毛刺和無冷作硬化時(shí)，較小，成形極限較大。為了改善孔緣狀況，可采用鉆孔代替沖孔，或在沖孔后進(jìn)行整修，有時(shí)還可在沖孔后退火，以消除孔緣表面的硬化。</p><p>　?、怯们蛐?、錐形和拋物線凸模翻邊時(shí)，變形條件比平底凸模優(yōu)越，較小。在平底凸模中，其相對圓角半徑/t越大，極限翻

28、邊系數(shù)可越小。</p><p>　?、劝宀南鄬穸仍酱?，越小，成形極限越大。</p><p><b>　　毛坯尺寸的計(jì)算：</b></p><p>　?。?）毛坯翻邊預(yù)制孔直徑 由參考文獻(xiàn)1）式（6-4）P195</p><p>　　式中 D——翻邊直徑（按中線計(jì)）（mm）；</p><p>

29、　　H——翻邊高度（mm），H=4mm；</p><p>　　R——豎邊與凸緣的圓角半徑（mm），r=0.5mm；</p><p>　　R——料厚（mm），t=1.5mm。</p><p>　　則： 已知預(yù)制孔直徑為19.6mm</p><p><b>　?。?）毛坯的直徑</b></p><p>

30、;　　當(dāng)零件的彎曲角為時(shí)，則毛坯的展開長度為：</p><p>　　=（41.98+0.92）*2</p><p><b>　　=85.8mm</b></p><p>　　第三章 沖壓工藝方案的確定</p><p>　　考慮到需落料、沖孔、落料，拉深、翻邊成形四道工序，可以有以下種方案：</p><

31、p>　　方案一：先落料沖孔，后拉深翻邊成形，采用單工序生產(chǎn)。。</p><p>　　方案二：落料-沖孔-翻邊-拉深復(fù)合模，采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：落料-沖孔-翻邊-拉深級進(jìn)模，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩副模具才能完成，效率較低，且精度不易保證。如此浪費(fèi)了人力，物力，財(cái)力。從經(jīng)濟(jì)角度考慮不妥當(dāng)，難

32、以滿足大批量生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二只需一副模具即可成型，該工藝特點(diǎn)首先進(jìn)行落料，再?zèng)_孔，翻邊，拉深成型。采用這種方法加工的工件外觀平整、毛刺小、產(chǎn)品質(zhì)量高，而且大大的提高了生產(chǎn)效率，也解決了操作者將手放入模具內(nèi)的不安全因素，復(fù)合模能在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，完成落料、沖孔、及拉深、翻邊數(shù)道工序。在完成這些工序的過程中，沖件材料無須進(jìn)給移動(dòng)。</p><p>　　復(fù)合模具具有以下

33、主要特點(diǎn)：</p><p>　　沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對位置一直性好。</p><p><b>　　沖件表面較為平整。</b></p><p>　　適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。</p><p>　　可從充分利用短料和邊角余料。、</p><p>　　沖裁件內(nèi)孔和外緣的相對

34、位置精度容易保證，而且板料的定位精度要求比級進(jìn)模低</p><p><b>　　沖模面積較小。</b></p><p>　　復(fù)合模也存在一定的問題，如凸凹模內(nèi)、外形間的壁厚，或內(nèi)形與外形間</p><p>　　壁厚，都不能過薄，以免影響強(qiáng)度。另外，沖件不能漏下，需要解決出件問題。同時(shí)，復(fù)合模具結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜。</p><p&

35、gt;　　同樣用復(fù)合模生產(chǎn)可分為采用筒形料加工和板料加工。</p><p>　　筒形料加工：工件厚度不能保證。</p><p>　　板料加工：模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。</p><p>　　方案三：級進(jìn)模是在壓力機(jī)一次行程中完成多個(gè)工序的模具，它具有操作安全的顯著特點(diǎn)，模具強(qiáng)度較高，壽命較長。使用級進(jìn)模便于沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化，可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)，也只需要一副模具，制造精度較

36、高，先落料后沖孔，再進(jìn)行拉伸翻邊成形，但是級進(jìn)模較難保證內(nèi)、外相對位置的一直性，材相對生產(chǎn)周期長，其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，料的定位與送進(jìn)是級進(jìn)模設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。</p><p>　　通過上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的板料加工為佳。</p><p>　　第四章 排樣及材料利用率的計(jì)算</p><p><b>　　4.1排樣的設(shè)計(jì)&l

37、t;/b></p><p>　　沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等，因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。</p><p>　　沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料利用率。要提高材料利用率

38、，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料，可分為兩種情況。</p><p>　　結(jié)構(gòu)廢料 由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料稱為結(jié)構(gòu)廢料，它取決于工件的形狀，一般不能夠改變。</p><p>　　工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式。因此，提高材料利用率要從減

39、少工藝廢料著手，同一個(gè)工件，可以有幾種不同的排樣方法。</p><p>　　根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可以有三種：</p><p><b>　?。?）有廢料排樣</b></p><p>　　沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料，如圖a所示。</p><p&g

40、t;<b>　?。?）少廢料排樣</b></p><p>　　沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在，如圖b所示。</p><p><b>　　（3）無廢料排樣</b></p><p>　　工件與工件之間。工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。如圖c所示。<

41、;/p><p><b>　　圖 </b></p><p>　　a) 有廢料排樣 b) 少廢料排樣 c)無廢料排樣 </p><p><b>　　4.2排樣方法 </b></p><p>　　有廢料的排樣法材料利用率較低，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于工

42、件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。</p><p>　　少、無廢料排樣法的材料利用率較高，在無廢料排樣時(shí)只有料頭、料尾損失，材料利用率可達(dá)85%～95%，少廢料排樣法也可達(dá)70%～90%。少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個(gè)工件，可以提高生產(chǎn)率。由于這種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但是，少、無廢料排樣的應(yīng)用范圍有一定的局限性，受到工件形狀結(jié)構(gòu)的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與

43、定位所產(chǎn)生的誤差，會(huì)直接影響工件尺寸而使工件的精度降低。在幾個(gè)工件的匯合點(diǎn)容易產(chǎn)生毛刺。由于采用單邊剪切，也會(huì)加快模具磨損而降低沖模壽命，并直接影響工件的斷面質(zhì)量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。</p><p>　　有廢料、少廢料或無廢料排樣。按工件的外形特征、排樣的形式又可分為</p><p>　　直排、斜排、對排、混合排、多排和裁搭邊等</p><

44、p>　　考慮到造作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計(jì)。搭邊值要合理確定。搭邊值過大，材料利用率低。搭邊值小，材料利用率雖高，但過小時(shí)就不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)候還會(huì)被拉入凸模和凹模間隙，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值過小，會(huì)使作用在凸模側(cè)表面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長的分布不均勻，引起模具刃口的磨損。</p><p>　　影響搭邊值的因素主要有以

45、下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.材料的力學(xué)性能 塑性好的材料，搭邊值要大一些，硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值可小些。</p><p>　　2.材料的厚度 材料越厚，搭邊值也越大。</p><p>　　3.工件的形狀和尺寸 工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。</p><p>　　4.排樣的形式 對排的搭邊值大雨直排的搭邊。<

46、/p><p>　　5.送料及擋料的方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。</p><p>　　查參考文獻(xiàn)1）P72表2-13查得搭邊值=1.5mm，=2.1mm。</p><p>　　條料送進(jìn)步距h=85.8+1.5=87.3mm </p><p><b>　　排樣圖如下：</b></p><

47、p>　　4.3材料利用率的計(jì)算</p><p>　　一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 </p><p>　　式中 A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（）</p><p>　　——一個(gè)步距內(nèi)的沖件數(shù)目；n取1</p><p>　　B——條料寬度（mm）；</p><p><b>　　h——進(jìn)距（mm）&l

48、t;/b></p><p>　　A=3.14×85.8/2×85.8/2=5779（）</p><p><b>　　=74.8%</b></p><p>　　第五章 各部分工藝力的計(jì)算</p><p><b>　　5.1沖裁力的計(jì)算</b></p><

49、p>　　沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。</p><p>　　沖裁力是凸模與凹模相對運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離的力，其大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 &

50、lt;/p><p>　　5.1.1沖壓力的行程曲線</p><p>　　在沖裁過程中，沖裁力的大小是不段變化的，圖4-1為沖裁時(shí)沖裁力-凸模行程曲線。圖中AB段相當(dāng)于沖裁的彈性階段，凸模進(jìn)入材料后，載荷急劇上升，但當(dāng)凸模刃口一旦擠入材料，即進(jìn)入塑性變形階段，載荷的上升就緩慢下來，如BC段所示。雖然由于凸模擠入材料使承受沖裁力的材料面積秒減小，但只要材料加工硬化的影響超過受剪切面積小的影響，沖裁

51、力就繼續(xù)上升，當(dāng)兩者達(dá)到相當(dāng)?shù)挠绊懙乃查g，沖裁力達(dá)最大值，即圖中C點(diǎn)。此后，受剪面積的減少超過硬化的影響，于是沖裁力下降。凸模再繼續(xù)下壓，材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴(kuò)張，沖裁力急劇下降，如圖中CD段所示，此為沖裁的斷裂階段。此后所用的力僅是克服摩擦阻力,推出已分離的料。</p><p>　　5.1.2沖裁力的計(jì)算公式</p><p>　　沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長

52、度有關(guān)?？紤]到成本和沖裁件的質(zhì)量要求，此用平刃口模具沖裁，沖裁力F（N）：</p><p>　　（4-1） </p><p>　　式中 L——沖裁件周邊長度（mm）；</p><p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；</p>&l

53、t;p>　　K——系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取系數(shù)K=1.3。</p><p>　　沖裁件周邊長度L=3.14×85.8=269.4mm,取270mm</p><p>　　材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）查文獻(xiàn)[1]P25表2-7：取τb=310 MPa</p><p>　　一般情況下，材料的σb

54、=1.3τ，故沖裁力F（N）</p><p>　　F1=LTσb=229.6×1.5×310=163215N</p><p>　　=0.04×163215=65284N</p><p>　　=0.063×163216=10282.5N</p><p>　　F1=163215+65284+10282.5=

55、180026N</p><p>　　式中σb——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）。</p><p>　　5.1.3降低沖裁力的方法</p><p>　　在沖裁高強(qiáng)度材料或厚度大、周邊長時(shí)，所需的沖裁力較大。如果超過現(xiàn)有壓力機(jī)噸位，就有必須采取措施降低沖裁力，主要有以下幾種方法：</p><p><b>　?。ㄒ唬╇A梯凸模沖裁</b&g

56、t;</p><p>　　在多凸模沖裁模具中，為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn)，可根據(jù)凸模尺寸的大小，做成不同高度，形成階梯布置，從而減少?zèng)_裁力。這種模具的缺點(diǎn)是長凸模插入凹模較深，容易磨損，修磨刃口也比較麻煩。</p><p><b>　?。ǘ┬比锌跊_裁</b></p><p>　　在用平刃口模具沖裁時(shí)，整個(gè)刃口同時(shí)與沖裁件周邊接觸，同時(shí)

57、切斷，所需沖裁力大。若采用斜刃口模具沖裁，也就是將凸模（或凹模）刃口做成有一定斜度的斜刃，沖裁時(shí)刃口就不是同時(shí)切入，而是逐步切入材料，逐步切斷，這樣，所需的沖裁力可以減小，并能減小沖擊、振動(dòng)和噪聲，對于大型沖壓件，斜刃沖裁用的比較廣泛。</p><p>　　斜刃沖裁降低了沖裁力，使壓力機(jī)性能在比較柔和、平穩(wěn)的條件下工作。但模具制造與修磨比較復(fù)雜，增加了困難，刃口容易磨損，工件不夠平整，一般只用于大型工件沖裁及厚板

58、沖裁。</p><p>　　除上述兩種方法外，將材料加熱沖裁也是一種行之有效的降低沖裁力的方法，因?yàn)椴牧显诩訜釥顟B(tài)的抗剪強(qiáng)度有明顯下降。但材料加熱后產(chǎn)生氧化皮，且因?yàn)橐訜?，勞?dòng)條件差。另外，在保證沖裁件斷面質(zhì)量的前提下，也可適當(dāng)增大沖裁間隙等方法來降低沖裁力。</p><p><b>　　5.2沖孔力的計(jì)算</b></p><p>　　式中

59、 L——沖裁件周邊長度（mm）；</p><p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；</p><p>　　K——系數(shù)，考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。</p><p>　　所以，一般情況下，上式也可以寫成</p><

60、;p>　　L=3.14*19.6=61.5mm </p><p><b>　　=310MPa</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　=1.36×1.5×1. 5×310=37176.8N</p><p><b>　　

61、推件力： </b></p><p>　　式中 ——推件力因素，由參考文獻(xiàn)1）表2-2查得 =0.063；</p><p>　　n——工件卡的凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取n=1。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　=0.065×37176.8=2416.5N</p>

62、<p>　　F2=37176.8+2416.5=39513N</p><p><b>　　5.3翻邊力的計(jì)算</b></p><p>　?。▍⒖嘉墨I(xiàn)1）P196 式6-12）</p><p>　　式中 ——翻邊后豎邊的中徑（mm），=29mm；</p><p>　　——圓孔初始直徑（預(yù)制孔）（mm），=19.

63、6mm；</p><p>　　——毛坯厚度（mm），=1.5mm；</p><p>　　——材料屈服點(diǎn)（MPa）。查參考文獻(xiàn)8）P108表8-4 10#鋼</p><p><b>　　=180MPa</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　

64、F3==1.1×3.14（32-19.6）×1.5×180=11564N</p><p><b>　　5.4淺拉深成形力</b></p><p>　　式中 d——拉深件的直徑（mm），d=71.5mm；</p><p>　　——材料抗拉強(qiáng)度（MPa），由參考文獻(xiàn)8）P108 表8-4得</p><

65、;p><b>　　=390MPa</b></p><p>　　t——材料厚度（mm），t=1.5mm</p><p>　　m=d/D=71.5/85.8=0.82</p><p>　　K——修正系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1）P158表4-20 取K=0.8。</p><p><b>　　則 </b&g

66、t;</p><p>　　F4==0.8×3.14×71.5×1.5×390=10507.72</p><p>　　5.5總的沖裁力的計(jì)算</p><p>　　因此，總的沖裁力為：</p><p>　　=F1+F2+F3+F4</p><p>　　=180026+105070.7

67、2+11564+39513</p><p>　　=336173.72N</p><p>　　5.6壓力中心的計(jì)算</p><p>　　沖裁時(shí)的合力作用點(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。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法（解析法

68、或圖解法）確定模具的壓力中心。</p><p>　　本模具由于制件為軸對稱零件，所以其壓力中心及為零件的幾何中心。 </p><p>　　第六章 沖壓設(shè)備的選擇</p><p>　　沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品制造、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要的問題。對于中小型沖裁件、彎曲件或淺拉深件多用具有C形床身的

69、開式曲柄壓力機(jī)。雖然開式壓力機(jī)的剛度差，并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布，降低了沖模的壽命和沖裁件的質(zhì)量。但是，它卻具有操作空間三面敞開，操作方便，容易安裝機(jī)械話的附屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前仍是中小件生產(chǎn)的主要設(shè)備。</p><p>　　確定設(shè)備的規(guī)格時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：</p><p>　　1）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成形零件的取出與毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用壓力機(jī)的行程，

70、至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。</p><p>　　2）壓力機(jī)工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還需要留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模時(shí)，工作臺的受力條件也是不利的。</p><p>　　3）所選壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適應(yīng)。</p><p>　　模具的閉合高度H0是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的距離

71、。</p><p>　　壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)的連桿長短能調(diào)節(jié)，也既壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大閉合爆肚Hmax和最小閉合高度Hmin。</p><p>　　設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具閉合高度H0的數(shù)值應(yīng)滿足下式：</p><p>　　4）沖壓力與壓力機(jī)力能的配合關(guān)系：當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí)，由于其施力行程較小

72、，近于板材的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和F總選取壓力機(jī)。</p><p>　　根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓家的幾何尺寸和精度要求等來選定設(shè)備類型。由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力選擇壓力機(jī)。根據(jù)參考文獻(xiàn)8）P49表2-2選取公稱壓力為350kN的開式壓力機(jī)JC23-35。其與模具設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)為：</p><p>　　公稱壓力：

73、350kN</p><p>　　滑塊行程：80 mm、</p><p>　　最大閉合高度：280mm</p><p>　　封閉高度調(diào)節(jié)量：60 mm</p><p>　　工作臺孔徑：380mm610mm</p><p>　　模柄孔尺寸：50mm70mm</p><p>　　第七章 主要工作部分

74、尺寸計(jì)算</p><p><b>　　7.1沖裁間隙</b></p><p>　　沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分單邊間隙和雙邊間隙，單邊間隙用C表示，雙邊間隙用Z表示。間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力大小的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。</p><p>　　7.1.1沖裁間隙對沖裁

75、件質(zhì)量的影響</p><p>　　沖裁件的質(zhì)量主要是指斷面質(zhì)量、尺寸精度和形狀誤差。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角小；無裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。零件表面應(yīng)盡可能平整。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定公差范圍之內(nèi)影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值的大小及其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性能等，其中間隙值大小與分布的均勻程度是主要因素。</p><p>　　沖裁件的尺寸精度是指沖裁

76、件實(shí)際尺寸與標(biāo)稱尺寸的差值（）。差值越小，精度越高。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一 是沖裁件相對凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。</p><p>　　沖裁件相對凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于沖裁過程中，材料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成。。偏差值可能是正的，也可能是負(fù)的。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。間隙大小對沖裁件尺寸偏差的影響規(guī)律

77、可見圖6-1。</p><p>　　當(dāng)間隙較大時(shí)，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸。當(dāng)間隙較小時(shí)，凸模壓入板料接近于擠壓狀態(tài)，材料手凸、凹模擠壓力大。沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增打發(fā)，而沖孔件的孔徑則變小。</p><p>　　7.1.2沖裁間隙對模具壽命的影響</p>

78、;<p>　　沖裁模具的壽命以沖出合格制品的沖裁次數(shù)來衡量，分兩次刃磨間的壽命與全部磨損后總的壽命，沖裁過程中，模具的損壞有磨損、崩刃、折斷、啃壞等多種式。 </p><p>　　影響模具壽命的因素很多，有模具間隙；模具制造材料和精度、表面粗糙度；被加工材料特性；沖裁件輪廓形狀和潤滑條件等。模具間隙是其中的一個(gè)重要因素。</p>

79、<p>　　因?yàn)闆_裁過程中，模具端面受到很大的垂直壓力與側(cè)壓力，而模具表面與材料的接觸面僅局限在刃口附近的狹小區(qū)域，這就以為著即使整個(gè)模具在許用壓應(yīng)力下工作，但在模具刃口處所受的壓力也非常大。這種高的壓力會(huì)使沖裁模具和板材的接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑動(dòng)時(shí)，附著部分便發(fā)生剪切而引起磨損——附著磨損。其磨損量與接觸壓力、相對滑動(dòng)距離成正比，與材料屈服強(qiáng)度成反比。它被認(rèn)為是模具磨損的主要形式。當(dāng)模具間隙減小時(shí)，

80、接觸壓力（垂直力、側(cè)壓力、摩擦力）會(huì)隨之增大，摩擦距離隨這增長，因此模具磨損加劇（圖6-1），甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。因此適當(dāng)增大模具間隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料見摩擦減小，并減緩間隙不均勻的不利因素，從而提高模具壽命。但間隙過大時(shí)，半了的彎曲拉伸相應(yīng)增大，使模具刃口端面上的正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形使磨損加劇，降低模具壽命，同時(shí)，間隙過大卸料力會(huì)隨之增大，也會(huì)增加模具的磨損，所以間隙是影響模具壽命的一個(gè)重要因素。

81、</p><p>　　7.1.3 沖裁間隙對沖裁力及卸料力的影響</p><p>　　當(dāng)間隙減小時(shí)，凸模壓入板材的情況接近于擠壓狀態(tài)，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，板料的易產(chǎn)生裂紋，因此最大沖裁力增大。當(dāng)間隙增大時(shí)，材料所受拉應(yīng)力增大，材料容易產(chǎn)生裂紋，因此沖裁力減小，繼續(xù)增大間隙值，凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋不相重合，會(huì)發(fā)生二次斷裂（圖6-2），沖裁力下降變緩。</p>&l

82、t;p>　　間隙大小對卸料力的影響見圖6－3，當(dāng)間隙增大時(shí)沖裁</p><p>　　件光亮帶窄，落料件尺寸偏差為負(fù)，沖孔見尺寸偏差為正，因而使卸料力、推件力或頂件力減小。間隙繼續(xù)增大時(shí)，制件毛刺增大，卸料力、頂件力迅速增大。</p><p>　　7.2 沖孔刃口尺寸計(jì)算 </p><p>　　7.2.1計(jì)算原則 </p><p>　　

83、由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料見的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔見的小斷尺寸等與凸模尺寸，在測量與使用中，落料件都是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大，因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則：</p><p>　?。?） 落料模先確定凹模r刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或

84、等與制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個(gè)最小合理間隙。</p><p>　?。?）沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于之間的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的空。凹模人口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大個(gè)億最小合理間隙。</p><p>　?。?）選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)

85、系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，一般沖模精度較工件精度高2~3級。若零件沒有標(biāo)注公差，則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，圓形件可按IT10級精度要求來處理，工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料尸體方向單向標(biāo)注，即：落料件正公差為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔見負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差。</p><p><b>　　

86、7.2.2計(jì)算方法</b></p><p>　　模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算方法與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。</p><p>　　1.凸模與凹模分開加工 凸、凹模分開加工，是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間隙小于最大合理間隙，不僅凸、凹模分別標(biāo)注公差（凸模，凹模），而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件:<

87、;/p><p><b>　　或取</b></p><p>　　也就是說，新制造的模具應(yīng)該是，如圖6-5所示。否則制造的模具間隙已超過允許的變動(dòng)范圍~，影響模具的使用壽命。</p><p>　　2.凸模與凹模配合加工 對于沖制件形狀復(fù)雜或薄板制件的模具,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模（或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)

88、際尺寸，配作凹模（或凸模），使他們保持一定距離。因此，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差，另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸，并注明“××尺寸按凸模（或凹模）配作，保證雙面間隙”。這樣?？煞糯蠡鶞?zhǔn)件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸、凹模間的間隙。</p><p>　　由于復(fù)雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化趨勢不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸計(jì)算方法也不相同&

89、lt;/p><p>　　7.2.3沖孔刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P58表2-7查得沖裁刃口雙面間隙Zmin=0.08mm，Zmax=0.12mm。未注公差的零件尺寸按IT14級精度計(jì)算，查表6-1可知P64表2-11查得x=0.5。</p><p>　　表6-1 沖裁和拉深件未注公差尺寸的極限偏差</p><p>　　沖

90、孔凸、凹模的制造公差可由下表查出：</p><p>　　表6-2 規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時(shí)凸模、凹模的制造偏差（mm）</p><p>　　從上表可知： ，-0.52</p><p><b>　　校核： </b></p><p>　　因此，凸、凹模采用配合加工方法。</p><p>　　則凸

91、模刃口尺寸由下式計(jì)算：（參考文獻(xiàn)1）P63式2-8）</p><p>　　凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保證其雙間隙為0.08~0.12mm。</p><p>　　7.2.4淺拉深成形工作部分尺寸計(jì)算</p><p>　　拉深起伏見未注公差按IT14級計(jì)算，其偏差值可查表6-1，得其極限偏差為。則凸、凹模的制造公差可按IT10級計(jì)算，其值可查得0.14mm。</

92、p><p>　　拉深成形模的單邊間隙；</p><p>　　磨損因素由參考文獻(xiàn)1）P64表2-11查得x=0.75</p><p>　　翻邊凸，根據(jù)入體原則，則先計(jì)算凹模尺寸：</p><p>　　凸模尺寸根據(jù)凹模尺寸配制，凸、凹模采用配合加工方法： </p><p>　　成形件凸、凹模，根據(jù)入體原則，也先計(jì)算凹模：<

93、;/p><p>　　凸模尺寸根據(jù)凹模尺寸配制，凸、凹模采用配合加工方法：</p><p>　　凸凹模刃口尺寸計(jì)算：</p><p>　　7.2.5落料刃口尺寸計(jì)算：。</p><p>　　落料件尺寸Φ85.8mm的極限偏差由表6-1查出=0.87mm。磨損因數(shù)由參考文獻(xiàn)1）P64表2-11查出x=0.5。凹模的制造公差：</p>&

94、lt;p>　　則：凹模尺寸為： </p><p><b>　　凸模尺寸:</b></p><p>　　第八章 模具總體設(shè)計(jì)</p><p>　　8.1模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，所以模具類型為復(fù)合模具。</p>&

95、lt;p><b>　　8.2確定送料方式</b></p><p>　　模具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式，還是采用從右往左的橫向送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸。如L（送料方向的凹模長度）＜B（垂直于送料方向的凹模寬度）時(shí)，采用縱向送料方式；L＞B時(shí)，則采用橫向送料方式；L=B時(shí)，縱向或橫向均可。就本模具而言，L=B其送料方式應(yīng)采用橫向送料。</p><

96、p>　　8.3定位方式的選擇</p><p>　　由于該模具采用的是條料，控制條料送進(jìn)方向采用導(dǎo)料柱和擋料銷協(xié)調(diào)作用?？刂茥l料送進(jìn)步距采用擋料銷。而第一件工件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。</p><p>　　8.4卸料、出件方式的選擇</p><p>　　模具是采用彈壓卸料板，還是采用固定卸料板，取決于卸料力的大小，其中材料料厚是主

97、要考慮因素。由于彈壓卸料模具操作時(shí)比固定卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作，且彈壓卸料板卸料時(shí)對條料施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，因此實(shí)際設(shè)計(jì)中盡量采彈壓卸料板，而只有在彈壓卸料板卸料力不足時(shí)，才改用固定卸料板。</p><p>　　8.5導(dǎo)向方式的選擇</p><p>　　如采用縱向送料方式，適宜采用中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架（對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架也可）；橫向送料適宜采用對角導(dǎo)柱導(dǎo)

98、套模架：而后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架有利于送料（縱橫向均可且送料較順暢），但工作時(shí)受力均衡性和對稱性比中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架及對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架差一些；四角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架則常用于大型模具；而精密模具還須采用滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，因?yàn)橄驒M向送料方式較適宜</p><p>　　第九章 沖模主要零件設(shè)計(jì)</p><p>　　9.1模具材料的選擇</p><p>　　9.

99、1.1模具材料的處理</p><p>　　一模具材料的選擇是否正確不僅影響到模具使用壽命，也影響著制件的生產(chǎn)質(zhì)量。應(yīng)該根據(jù)模具制造條件、模具工作條件、模具材料的基本性能等相關(guān)因素，來選擇經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)、適用的模具材料。選材時(shí)必須兼顧模具使用性能要求。對于冷沖模應(yīng)主要考慮鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。強(qiáng)度與韌性以及韌性與耐磨性之間往往此消彼長。當(dāng)模具的主要失效方式是脆性開裂時(shí)可考慮選擇強(qiáng)度較低但韌性更好的材料或制訂合理的熱處

100、理工藝以改善鋼的韌性，亦可根據(jù)實(shí)際情況選擇同時(shí)具有高強(qiáng)度與高韌性的高級合金鋼。從兼顧韌性和耐磨性的角度除了整體合理選材外，亦可考慮在保證韌性的同時(shí)，采用合理的表面處理以改善模具的耐磨性。塑料模具鋼選用時(shí)要兼顧其在塑料成形溫度下的強(qiáng)度、耐磨性和耐蝕性，同時(shí)還應(yīng)考慮其加工性能和鏡面度。</p><p>　　熱處理不當(dāng)是導(dǎo)致模具早期失效的重要因素。熱處理對模具壽命的影響主要反映在熱處理技術(shù)要求不合理和熱處理質(zhì)量不良兩個(gè)

101、方面。統(tǒng)計(jì)資料表明，由于選材和熱處理不當(dāng)，致使模具早期失效的約占70％。</p><p>　　9.1.2 Cr12鋼的性能</p><p>　　Cr12 鋼C含量0.9%～1.05%,Mn含量0.8%～1.1%,Si含量0.15%～0.35%，Cr含量0.9%～1.2%，淬火溫度820～840℃，HRC不低于62，回火溫度140～160℃，HRC60～64（查文獻(xiàn)[5]：儲(chǔ)凱，許斌，李先民

102、，李維民主編《機(jī)械工程材料P126表8-11》）。具有高淬透性、高硬度和耐磨性，淬火尺寸穩(wěn)定性好，變形小，并有效好的韌性。</p><p>　　由于鎢形成碳化物，這種鋼在淬火和低溫回火后具有比鉻鋼和 9SiCr 鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，鎢還有助于保存細(xì)小晶粒，從而使鋼獲得較好的韌性。所以由Cr12鋼制成的刃具，崩刃現(xiàn)象較少，并能較好地保持刀刃形狀和尺寸。</p><p&g

103、t;　　但是，Cr12 鋼對形成碳化物網(wǎng)比較敏感，這種網(wǎng)的存在，就使工具刃部有剝落的危險(xiǎn)，從而使工具的使用壽命縮短，因此，有碳化物網(wǎng)的鋼，必須根據(jù)其嚴(yán)重程度進(jìn)行鍛壓和正火。這種鋼用來制造在工作時(shí)切削刃口不劇烈變熱的工具和淬火時(shí)要求不變形的量具和刃具，例如制作刀、長沖裁模的工作零件對材料性能特殊要求，沖裁模的刃口在工作時(shí)受到強(qiáng)烈的摩擦和沖擊，所以其模具材料應(yīng)該具有高的耐磨性、沖擊韌性以及耐疲勞斷裂性能。 </p><p

104、>　　由于該模具是用來沖裁復(fù)雜形狀的工件，采用材料Cr12，熱處理HRC58～60</p><p>　　9.2沖孔凸凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　9.2.1凸模、凹模的固定形式</p><p>　　如圖8—1所示、圖a、b、g、h是直接固定在模板上的，其中圖b、h一般用于小型和大列零件，圖a、s常用于沖壓數(shù)量較少的簡單模；圖c、i所示凸模(凹模)與固走板用H

105、7/m6配合．上面留有臺階，這種形式多在零件形狀簡單、板材較厚時(shí)采用；固d所示是采用鉚接，凸模上無臺階，全部長度尺寸形狀相同，裝配時(shí)上面鉚開然后磨平。這種形式適用于形狀較復(fù)雜的零件，加工凸模時(shí)便于全長—起磨削，圖J所示是僅靠H7/r6配合固緊，一般只在沖壓小件時(shí)使用；圖e、f、k所示是快速更換凸模(凹模)的固定形式。對多凸模(凹模)沖模，其巾個(gè)別凸模(凹模)特別易根．需經(jīng)常更換，此時(shí)采用這種形式更換易損凸模(凹模)較方便。</p&

106、gt;<p>　　圖9-1 凸模、凹模的固定形式</p><p>　　9.2.2落料凹模刃口形式</p><p>　　凹模刃口通常有如圖9-2所示的幾種形式。</p><p>　　圖9-2凹模的刃口形式</p><p>　　圖a的特點(diǎn)是刃邊強(qiáng)度較好該刃口形式的特點(diǎn)是刃邊強(qiáng)度較好，刃磨后工作部分尺寸不變,但洞口易積存廢料或制件,推

107、件力大且磨損撒,刃磨時(shí)磨去的尺寸較多。一般刃磨后工作部分尺寸不變，但洞口積存廢料或制件，推件力大且磨損大，刃磨時(shí)磨去的尺寸較多。一般用于形狀復(fù)雜和精度要求較高的制件,對向上出件或出料的模具也采用此刃口形式。</p><p>　　圖b的特點(diǎn)不易積存廢料或制件,對洞口磨損及壓力很小,但刃邊強(qiáng)度差。且刃磨后尺寸稍有增大,不過由于它的磨損小,這種增大不會(huì)影響模具壽命。一般適用于形狀較簡單、沖裁制件精度要求不高、制件或廢料

108、向下落的情況。</p><p>　　圖c、d與圖b相似,圖c適用于沖裁較復(fù)雜的零件;圖d適用于沖裁薄料和凹模厚度較薄的情況。</p><p>　　圖e 與圖a相似,適用于上出件或上出料的模具。</p><p>　　圖f 適用于沖裁0.5mm以下的薄料，且凹模不淬火或淬火硬度不高（35～40HRC），采用這種形式可用手錘打斜面以調(diào)整間隙，直到試出滿意的沖裁件為止<

109、;/p><p>　　9.2.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖9-3 沖孔凸模</b></p><p><b>　　圖9-4凹模</b></p><p><b>　　圖9-5 凸凹模</b></p><p><b>　　十、標(biāo)準(zhǔn)件的

110、選擇</b></p><p>　　10.1模架及模柄的選擇</p><p>　　根據(jù)主要零件的結(jié)構(gòu)、外形尺寸及卸料裝置的尺寸，選取后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)《冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 2851.6—1990 取凹模周界D0=160mm*250mm，始用最小閉合高度180mm，最大閉合高度225mm。上模板厚H=45mm，下模板厚H=55mm，材料HT200。</p>&l

111、t;p>　　根據(jù)凸模的形式及卸料的要求，根據(jù)JB/T7646.3選擇凸緣模柄。</p><p>　　圖9-1 后側(cè)導(dǎo)柱模架</p><p>　　10.2導(dǎo)料柱的選擇</p><p>　　考慮P〈料厚，所以根據(jù)JB71-85選擇M10×80 選用材料為普通鋼。 </p>&l

112、t;p><b>　　10.3推桿的選擇</b></p><p>　　按照J(rèn)b2867.3-81選擇帶肩推桿B8×110 JB/T7650.1</p><p>　　10.4導(dǎo)柱，導(dǎo)套的選擇</p><p>　　根據(jù)選擇的模架來選擇導(dǎo)柱，導(dǎo)套。導(dǎo)柱，導(dǎo)套為配合選擇</p><p>　　導(dǎo)柱：GB2861.1-

113、81 導(dǎo)套：GB2861.1-81</p><p><b>　　10.5彈簧的選擇</b></p><p>　　根據(jù)總的卸料力來選擇彈簧C-8301</p><p><b>　　10.6模柄的選擇</b></p><p>　　根據(jù)所選擇的壓力機(jī)來選擇模柄GB2862.8-81 </p