畢業(yè)設(shè)計（論文）-調(diào)焦導(dǎo)向盤側(cè)向沖孔模設(shè)計（全套圖紙）

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書</p><p>　　題 目 調(diào)焦導(dǎo)向盤側(cè)向沖孔模設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 生 </p><p>　　系 別 機 電 工 程 系 </p><p>　　

2、專 業(yè) 班 級 材料成型及控制工程 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　四 川 理 工 學(xué) 院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p>

3、<p>　　設(shè)計（論文）題目：調(diào)焦導(dǎo)向盤側(cè)向沖孔模設(shè)計 </p><p>　　系： 機電工程系 專業(yè)： 材控 班級：03級1班 學(xué)號：030130114 </p><p>　　學(xué)生： 指導(dǎo)教師： </p><p>　　接受任務(wù)時間 2007.03.05 </p>

4、<p>　　教研室主任 （簽名）　</p><p>　　系主任 （簽名）</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求</p><p>　　內(nèi)容：調(diào)焦導(dǎo)向盤側(cè)向沖孔模設(shè)計；產(chǎn)品工件圖：見附圖；生產(chǎn)批量：批量</p><p>　　要求：要求有目錄、設(shè)計

5、任務(wù)書及產(chǎn)品圖。</p><p><b>　　工件工藝性分析</b></p><p>　　根據(jù)工件圖，分析其形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量裝配關(guān)系等要求。根據(jù)生產(chǎn)批量，決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。</p><p>　　分析工件所用材料是否符合沖壓工藝要求。</p><p>　　確定合理的工藝方案：應(yīng)有兩個以上的工藝方案比較

6、分析。</p><p>　　根據(jù)工藝分析，確定基本的工序性質(zhì)。如：落料—拉深</p><p>　　根據(jù)工藝計算，確定工序數(shù)目。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（材料、設(shè)備、工件精度）確定工序組合。如：復(fù)合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序</p><p><b>　　工藝計算</b></p><p>

7、　　計算毛坯尺寸，合理排樣，繪排樣圖，計算材料利用率。</p><p>　　計算沖壓力，如：沖裁力、彎曲力、拉伸力、卸料力、推件力、壓邊力等以便確定壓力機。</p><p>　　計算壓力中心，防止模具受偏心負荷，受損。</p><p>　　計算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）外形尺寸及彈性元件的自由高度。</p><p>

8、　　確定凸凹模間隙，計算凸凹模工作部分尺寸。</p><p>　　確定拉深模壓邊圈、拉深次數(shù)、各中間工序模具尺寸分配及半成品尺寸計算等。</p><p><b>　　模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定結(jié)構(gòu)件形式和標準。</p><p>　　繪制模具總體結(jié)構(gòu)草圖，初步計算并確定模具閉合高度

9、，概算模具外形尺寸。</p><p><b>　　選擇沖壓設(shè)備</b></p><p>　　根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備及要完成的沖壓工序性質(zhì)、沖壓加工所需的變形力、變形功和模具的閉合高度、輪廓尺寸等因素，選用壓力機的型號、規(guī)格。</p><p><b>　　模具圖樣設(shè)計</b></p><p><b&g

10、t;　?。?）繪制模具總圖</b></p><p>　　主視圖：常取模具的工作位置，采用剖面畫法。</p><p>　　俯視圖或仰視圖：一般是將上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模俯視）可見部分。</p><p>　　側(cè)視圖和局部視圖等：必要時畫。</p><p>　　制件圖：常畫在圖樣的右上角，要注明其材

11、料、規(guī)格、制件本身的尺寸、公差、技術(shù)要求等。</p><p>　　排樣圖：必須在制件圖下面繪制。應(yīng)標明料寬、步距、搭邊值。</p><p>　　技術(shù)要求及說明：一般在標題的上面寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標記所選設(shè)備型號等其他要求。</p><p><b>　　列出零件明細表。</b></p><p>　?。?

12、）繪制非標準零件圖：</p><p>　　零號總裝圖一張；模具工作部分零件圖5—6張（包括機繪圖） （3）編寫相應(yīng)技術(shù)文件：</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計說明書一份，包括自選的專題論述內(nèi)容，論文字數(shù)不少于2萬字，用電腦打印。</p><p><b>　?。?）審核</b></p><p>　　按規(guī)定時間完成，上繳本課

13、題設(shè)計資料進行審核，并答辯。</p><p>　　2．指定查閱的主要參考文獻及說明</p><p>　　1）《實用模具設(shè)計與制造手冊》，許發(fā)樾主編 機械工業(yè)出版社 2000.10</p><p>　　2）《沖模設(shè)計手冊》,《沖模設(shè)計手冊》編寫組編注 機械工業(yè)出版社 1999.06</p><p>　　3）《實用沖壓技術(shù)手冊》，

14、王孝培主編 機械工業(yè)出版社 2001.03</p><p>　　4）《沖壓工藝與模具設(shè)計》,姜奎華主編 機械工業(yè)出版社1999.1</p><p>　　5）《互換性與技術(shù)測量》,廖念創(chuàng)等 計量出版社 1998.02 </p><p>　　6）《金屬材料及熱處理》,上海工大史美堂主編 上?？萍汲霭嫔纾?980.07</p&

15、gt;<p><b>　　3．進度安排</b></p><p><b>　　四．畢業(yè)設(shè)計附圖</b></p><p>　　名稱：調(diào)焦導(dǎo)向盤工件圖</p><p><b>　　材料技術(shù)要求：</b></p><p>　?。?） 厚度 </p>&

16、lt;p><b>　　牌號 15</b></p><p>　?。?） 表面質(zhì)量： 平整</p><p><b>　　2.批量生產(chǎn)</b></p><p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　摘 要：闡述了沖壓簡單模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理。利用靠模板與滑動

17、銷釘?shù)南鄬\動，轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動滑塊（其上裝有沖孔凸模）作徑向直線運動，實現(xiàn)將工件的圓周側(cè)面上沖出4個互為90度的腰形孔，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定模具類型。沖孔凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，廢料從凹模的中心漏斗孔漏出。本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。</p><p>　　關(guān)鍵詞：沖壓；側(cè)向沖孔；簡單模；模具結(jié)構(gòu)；沖裁力。</p><p

18、>　　Chinese abstract</p><p>　　abstract: Elaborated the ramming Jan single model structural design and the principle of work.Using depends on the template and the glide feather piece relative motion, transf

19、orms for the turntable rotary motion, thus the impetus slide (above is loaded with punch holes raised mold) to make the radial direction translation, realizes overshoots the work piece circumference side 4 is mutually 90

20、 degree waist shape hole, through computations and so on blanking force, kicking force, ex-denning streng</p><p>　　Key word: Ramming; Lateral punch holes; Jan single model; Mold structure; Blanking force.<

21、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 冷沖壓與模具設(shè)計簡介1</p><p>　　1.2 冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 沖壓模具市場情況3</p>&

22、lt;p>　　1.4未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.5 本次設(shè)計的意義5</p><p>　　第2章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定6</p><p>　　2.1 材料分析6</p><p>　　2.2 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析6</p><p>　　2.3 沖裁件尺寸精度和表面粗

23、糙度要求8</p><p>　　2.4 沖裁件的尺寸基準8</p><p>　　2.5 沖裁件經(jīng)濟性分析8</p><p>　　2.6 沖裁方案的確定9</p><p>　　第3章 沖壓工藝力的計算10</p><p>　　3.1沖裁力的計算10</p><p>　　3.1.1 沖壓

24、力的行程曲線10</p><p>　　3.1.2 沖裁力的計算公式10</p><p>　　3.1.3 降低沖裁力的方法11</p><p>　　3.2 卸料力、推件力、和頂件力的計算12</p><p>　　3.3 沖壓壓力中心的計算13</p><p>　　第4章 沖壓設(shè)備的選擇15</p>

25、<p>　　4.1沖壓設(shè)備類型的選擇15</p><p>　　4.2確定設(shè)備的規(guī)格15</p><p>　　第5章 沖裁模具工作部分設(shè)計計算17</p><p>　　5.1沖裁間隙17</p><p>　　5.1.1沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響17</p><p>　　5.1.2 沖裁間隙對模具壽

26、命的影響18</p><p>　　5.1.3 沖裁間隙對沖裁力、卸料力的影響19</p><p>　　5.2合理間隙的選用19</p><p>　　5.3 模具刃口尺寸的計算的原理21</p><p>　　5.4凸、凹刃口設(shè)計計算23</p><p>　　第6章 模具總體設(shè)計25</p>&l

27、t;p>　　6.1 模具類型的選擇25</p><p>　　6.2 確定送料方式25</p><p>　　6.3 定位方式的選擇25</p><p>　　6.4 卸料、出件方式的選擇25</p><p>　　6.5 模具工作原理25</p><p>　　第7章 主要零部件設(shè)計26</p>

28、<p>　　7.1模具材料的選擇26</p><p>　　7.1.1模具材料與熱處理26</p><p>　　7.1.2 T10A鋼的化學(xué)成分和機械性能26</p><p>　　7.2凹模設(shè)計26</p><p>　　7.2.1凹模刃口形式26</p><p>　　7.2.2凹模外形和尺寸的確定

29、27</p><p>　　7.3凸模長度設(shè)計其強度校核27</p><p>　　7.3.1凸模長度計算27</p><p>　　7.3.2凸?？箯澞芰π：?7</p><p>　　7.3.3凸模承壓能力的校核28</p><p>　　7.4靠模板斜槽計算29</p><p>　　第8章

30、 標準件的選擇30</p><p>　　8.1模具閉合高度的校核30</p><p>　　8.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇30</p><p>　　8.3卸料螺釘30</p><p>　　8.4頂桿的選擇30</p><p>　　8.5螺釘?shù)倪x擇30</p><p>　　第9章 總圖及零件圖的

31、繪制31</p><p>　　第10章 結(jié)論32</p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1冷沖壓與模具設(shè)計

32、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)下進行，因此也稱冷沖壓。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方面的問題。根據(jù)通用的分類方法，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

33、型工序又包括彎曲、卷圓、扭曲、拉深、變薄拉深、翻孔、翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴口、縮口、旋壓、校形等。</p><p>　　沖壓加工作為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占相當大的比重，尤其在汽車、電機、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、機身等均需沖壓加工。&

34、lt;/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，機械強度有所提高，所以，沖壓件具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點。</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，而小零件的高速沖壓則每分鐘可生產(chǎn)千件以上。由于沖壓加工的毛

35、坯是板材或卷材，一般又在冷狀態(tài)下加工，因此輕易實現(xiàn)機械化和自動化，比較適宜配置機械人而實現(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)計和制造開始。</p><p>　　沖壓加工的材料利用率較高，一般可達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，所以沖壓件呈批量生產(chǎn)時，其成本比較低，經(jīng)濟效益較高。</p>&l

36、t;p>　　綜上所術(shù)，沖壓加工與其他機械加工相比具有以下特點：</p><p>　　在壓力機的簡單沖擊下，能得到其他加工方法不能或難以得到的復(fù)雜、精度一致的制件。</p><p>　　操作簡便，勞動強度低，生產(chǎn)效率高，適合批量生產(chǎn)，便于實現(xiàn)機械化和自動化。</p><p>　　尺寸穩(wěn)定，制件精度高，互換性好。</p><p>　　材料利

37、用率高，制件重量輕，剛性好、強度高，在批量生產(chǎn)的條件下成本底。</p><p>　　在生產(chǎn)過程中，材料表面不易遭受破壞，制件表面質(zhì)量好，通過塑性變形后，還可以使制件的力學(xué)性能有所提高。</p><p>　　當然，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，模具價格偏高。因此，對小批量、多品種生產(chǎn)時采用昂貴的沖模，經(jīng)濟上不合算，目前為了解決這方面的問題，正在努力

38、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通用組合沖模、鋼皮模等，同時也在進行沖壓加工中心等新型設(shè)備與工藝的研究。</p><p>　　采用沖壓與焊接或膠接等復(fù)合工藝，可以使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更加方便，成本更易降低，這是制造復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的發(fā)展方向之一。</p><p>　　1.2冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的

39、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)一直以15%左右的增長速度快速發(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)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 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)越來越認識到產(chǎn)品

40、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)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(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，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNA

41、FORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 </p><p>　　以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。

42、 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 </p><p>　　雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國

43、家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進口。 1.3沖壓模具市場情況</p><p>　　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，但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進

44、口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。</p><p>　　現(xiàn)將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下：</p><p>　　據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元.</p><p>　　根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料,2004年我國

45、共進口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元.其中國內(nèi)市場需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,市場滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須說明:一是進口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)

46、含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的竟爭力,因此其在國際市場前景看好,2005年沖壓模具出口達到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點;三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。</p><p>　　1.4、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢

47、模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)

48、、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型

49、或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快</p><p>　　本次設(shè)計一個簡單的側(cè)向沖孔單工序模。單工序模是指在一副模具中只完成一個工序。如落料模，沖孔模，彎曲模，拉深模。單工序模具有以下優(yōu)缺點：</p><p><b>　　沖壓精度較底。</b></p><p>　　生產(chǎn)效率底，一次沖壓只完成一道沖壓

50、工序。</p><p>　　實現(xiàn)自動化可能性較容易，尤其適合在多工序壓力機上實現(xiàn)自動化。</p><p>　　生產(chǎn)通用性好，適合中小批量及大型沖壓零件沖制。</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短。</p><p><b>　　模具成本低。</b></p><p>　　在無自動送料機構(gòu)條件下

51、，需采取安全技術(shù)措施。</p><p>　　沖壓工藝與模具設(shè)計的理論性和實用性均很強。從理論與實踐相結(jié)合的角度來研究、探討，并側(cè)重加強工程實踐能力這點應(yīng)該得到重視。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是一個重要的專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)，這個教學(xué)環(huán)節(jié)的目的：</p><p>　　（1）幫助學(xué)生具體運用和鞏固《模具設(shè)計與制造》課程及相關(guān)的理論知識，了解設(shè)計沖壓模的一般程序。<

52、/p><p>　　（2）是使學(xué)生能夠熟練地運用有關(guān)技術(shù)資料，如《冷沖模國家標準》、《模具設(shè)計與制造簡明手冊》、《冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊》及其它有關(guān)規(guī)范等。</p><p>　　（3）訓(xùn)練學(xué)生初步設(shè)計冷沖壓模具的能力，為以后的工作打下初步的基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定</p><p>　　沖裁件的工藝性，是指沖裁

53、件對沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對沖裁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)要求等。沖裁件的工藝性合理與否，直接影響到制件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率等設(shè)計中應(yīng)盡可能提高其工藝性。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序數(shù)量和工時，穩(wěn)定的獲得符合要求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并使模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命提高，因而可以減少勞動量和沖裁成本。</p><p><b>　　2

54、.1材料分析</b></p><p>　　沖裁材料為15鋼。查文獻[1]：：吳宗澤，羅圣國主編《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》（第二版）（以下簡稱“文獻[1]”）P25表2-7優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB699-88摘錄），該鋼種是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。含碳量為0.12—0.19%，屈服點σs=225MPa，抗拉強度σb=375MPa，延伸率不小于27％，斷面收縮率不小于55％，塑性好，焊接性好，適合沖裁。其主要用于受力不

55、大韌性要求較高的零件、滲碳零件、緊固件、沖模鍛件及不需要熱處理的底負荷零件，如螺栓、螺釘、拉條、法蘭盤及化工貯器、蒸汽鍋爐等。</p><p>　　2.2沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計成少、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&g

56、t;　　沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴禁尖角如圖2-1。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?shù)膱A角相連，以利于模具制造和提高模具壽命。該工件直線連接處是圓角，并非直角。故在此擬采用鑲拼模結(jié)構(gòu)，以利于模具制造和提高壽命。</p><p>　　沖裁件凸出或凹進的部分不能太窄，盡可能避免過長的懸臂和窄槽，如圖2-2所示。最小寬度b一般不小于1.5t，若沖裁材料為高碳鋼，b

57、 </p><p>　　≥2t,Lmax≤5b，當材料厚度t<1mm時，按1mm計算。該</p><p>　　圖2-2 沖裁件凸出的懸臂和凹槽</p><p>　　沖裁件的孔徑因受沖孔凸模和剛度的現(xiàn)在，不宜太小，否則容易折斷和壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學(xué)性能，凸模強度和模具結(jié)構(gòu)。</p

58、><p>　　沖孔件上孔與孔、孔與邊緣間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或材料易被拉入凹模而影響模具壽命。一般孔邊距?。簩A孔為（1～1.5）t。對矩形孔為（1.5～2）t，如圖2-3。。</p><p>　　圖2-3 最小孔邊距離的確定</p><p><b>　　表1-1最小孔間距</b></p><p>　　在

59、彎曲件或拉深件上沖孔時，為避免凸模受水平推力而折斷，孔壁與工件直壁之間應(yīng)保持一定距離，如圖2-4示使L≥R+0.5t。</p><p>　　圖2-4 彎曲件或拉深件沖孔位置</p><p>　　2.3沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求</p><p>　　沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟精度的范圍內(nèi)，對于普通沖裁件，其經(jīng)濟精度不高于IT11級，沖孔件比落料件高一級。沖裁外形與

60、內(nèi)孔尺寸公差有一定的要求。查文獻[2]P76表2-21：沖孔外形公差為0.03mm，內(nèi)孔公差為0.02mm， </p><p>　　2.4沖裁件的尺寸基準</p><p>　　沖裁件的尺寸基準應(yīng)盡可能和制模具時的定位基準重合，以避免產(chǎn)生基準不重合誤差。孔位尺寸基準應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的面上，切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。如圖，a)圖尺寸不合理，圖b)的標注，兩孔的孔心距才

61、不會受磨損的影響，比較合理。本次設(shè)計的工件圖標注符合這點要求，所以尺寸基準合理。</p><p>　　2.5 沖裁件經(jīng)濟性分析</p><p>　　所謂經(jīng)濟性，就是以盡可能少的生產(chǎn)消費獲得盡可能大的經(jīng)濟效益，在進行沖壓工藝設(shè)計時，應(yīng)該運用經(jīng)濟分析的方法找到降低成本，取得優(yōu)異經(jīng)濟效果的工藝途徑。沖裁件的制造成本 C總＝Ｃ材＋Ｃ工＋Ｃ模</p><p>　　式中 C材

62、：材料費；C工∶加工費(工人工資、設(shè)備折舊費、管理費等 )；C模：模具費。上述成本中，模具費、設(shè)備折舊費一般與產(chǎn)量無關(guān)，加工費中的工人工資和其它經(jīng)費只要在一定時間內(nèi)，基本上也是不變的，因此，叫做固定費用。 而材料費、外購件費等，將隨生產(chǎn)量大小而變化，屬可變費用 .</p><p>　　這樣，產(chǎn)品制造成本由固定費用和可變費用兩部分組成。設(shè)法降低固定費用或可變費用，都能使成本降低、利潤增加并積累資金。</p&

63、gt;<p>　　本設(shè)計所用的工件材料是15鋼,屬于常見鋼種,價格便宜。由此，可變費用將得到有效降低。</p><p>　　結(jié)論：材料經(jīng)濟性比較好。</p><p>　　2.6沖裁方案的確定</p><p>　　工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線，主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序的順序安排等，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批

64、量、形狀、尺寸等多方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理的方案。</p><p>　　沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進沖裁。</p><p>　　復(fù)合沖裁是在壓力機的一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的工序；級進沖裁是把一個沖裁件的幾個工序，排列成一定順序，組成級進模，在壓力機的一次行程中，模具的不同位置同時完成兩個或兩個以上的工序，除最初

65、幾次沖程外，每次沖程都可完成一個沖裁件。該工件是半成品加工，只是沖孔一道工序，根據(jù)其工作時的方式有以下兩個方案</p><p>　　方案一：采用靠模板與滑動銷釘?shù)南鄬\動來帶動沖孔凸模的直線運動。</p><p>　　方案二：采用斜楔式滑塊側(cè)向沖孔 </p><p>　　以上兩個方案，方案一更能實現(xiàn)側(cè)向沖孔，故采用方案一進行模具設(shè)計。</p><

66、p>　　第三章 沖裁工藝力的計算</p><p><b>　　3.1沖裁力的計算</b></p><p>　　沖裁力計算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計算。</p><p>　　沖裁力是凸模與凹模相對運動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)計模具、選擇壓力機的重要參數(shù)。計算

67、沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標稱壓力必須大于所計算的沖裁力，所設(shè)計的模具必須能傳遞和承受所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 </p><p>　　3.1.1沖壓力的行程曲線</p><p>　　圖3-1 沖裁力-凸模行程曲線</p><p>　　在沖裁過程中，沖裁力的大小是不段變化的，圖3-1為沖裁時沖裁力-凸模行程曲線

68、。圖中AB段相當于沖裁的彈性階段，凸模進入材料后，載荷急劇上升，但當凸模刃口一旦擠入材料，即進入塑性變形階段，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，沖裁力就繼續(xù)上升，當兩者達到相當?shù)挠绊懙乃查g，沖裁力達最大值，即圖中C點。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)生裂紋并迅速擴張，沖裁力急劇下降，如圖中CD

69、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>　　3.1.2沖裁力的計算公式</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>　　F=KLTτ 見文獻[2]P50式（2-1）</p>

70、<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，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=1.6

71、5;3.14+2×0.9=6.82</p><p>　　材料的抗剪強度（MPa）查文獻[1]P25表2-7：取σb=375 MPa</p><p>　　一般情況下，材料的σb=1.3τ</p><p>　　其中單個孔的沖裁力為：</p><p>　　F=LTσb=6.82×0.75×375=1918.13N<

72、;/p><p>　　式中σb——材料的抗拉強度（MPa）。</p><p><b>　　所以總的沖裁力為：</b></p><p>　　F=4F×=4×1918.13=7672.52N</p><p>　　3.1.3降低沖裁力的方法</p><p>　　在沖裁高強度材料或厚度大、周

73、邊長時，所需的沖裁力較大。如果超過現(xiàn)有壓力機噸位，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></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，從而減少沖裁力。這種模具的缺點是長凸模插入凹模較深，容易磨損，修磨刃口也比較麻煩。<

74、;/p><p><b>　　（二）斜刃口沖裁</b></p><p>　　在用平刃口模具沖裁時，整個刃口同時與沖裁件周邊接觸，同時切斷，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，沖裁時刃口就不是同時切入，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、振動和噪聲，對于大型沖壓件，斜刃沖裁用的比較廣泛。<

75、/p><p>　　斜刃沖裁降低了沖裁力，使壓力機性能在比較柔和、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，因為材料在加熱狀態(tài)的抗剪強度有明顯下降。但材料加熱后產(chǎn)生氧化皮，且因為要加熱，勞動條件差。另外，在保證沖裁件斷面質(zhì)量的前提下

76、，也可適當增大沖裁間隙等方法來降低沖裁力。</p><p>　　3.2卸料力、推件力、和頂件力的計算</p><p>　　當沖裁完成后，由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，在板材上沖裁出的廢料（或工件）孔徑沿徑向發(fā)生彈性收縮，會箍在凸模上。而沖裁下來的工件或（廢料）徑向會擴張， 因此會卡在凹模內(nèi)，為了使沖裁過程連續(xù)，操作方便，就需要把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料推出。

77、</p><p>　　從凸模上將零件或廢料卸下來的力稱卸料力，順著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔推出的力稱推件力，逆著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔內(nèi)頂出的力稱。</p><p>　　卸料力、推件力、頂件力是由壓力機和模具的卸料、頂件裝置獲得的。影響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況等。在此用經(jīng)驗公式計算：</p>

78、<p>　　=0.04F=0.04×7672.52=306.9N</p><p>　　=0.055F=0.055×7672.52=421.99N</p><p>　　卸料力、推件力、頂件力系數(shù)查表3-1。</p><p>　　表3-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p><p>　　注：卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、

79、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值。</p><p>　　沖裁時，所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機時是否要考慮進去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。</p><p>　　采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為</p><p>　　采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為</p><p>　　采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力

80、為</p><p>　　因為工件厚0.75mm，相對較薄，卸料力也比較小，故采用彈性卸料裝置上出料方式，總沖壓力F總：</p><p>　　F總=F沖+F卸+F頂=7672.52+306.90+421.99=8401.41N≈9KN</p><p>　　3．3沖壓壓力中心計算</p><p>　　沖裁時的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作

81、用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機的使用壽命。</p><p>　　計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖3-2所示。為了減少計算，坐標設(shè)在和上，此時=0，=0，可少算兩個數(shù)。如圖所示，將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心上，用解析法求得該模具的壓力中心C點的坐標（20.85，21.65）。</p>

82、<p>　　圖3-2壓力中心的計算</p><p>　　表3-1沖裁件各部分壓力中心的計算</p><p><b>　　其計算公式如下：</b></p><p><b>　　=20.85</b></p><p><b>　　=21.65</b></p>

83、<p>　　式中 x1、x2……xn——各圖形沖裁力的x軸坐標（mm）；</p><p>　　y1、y2……yn——各圖形沖裁力的y軸坐標（mm）；</p><p>　　、……——各圖形沖裁周邊長度（mm）。</p><p>　　第四章 沖壓設(shè)備的選擇</p><p>　　4.1沖壓設(shè)備類型的選擇</p><

84、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、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設(shè)備類型。</p><p>　　開式曲柄壓力機雖然剛度差，降低了模具壽命。但是它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點廣泛適用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。</p><p>　　閉式曲柄壓力機剛度好、精度高，只能兩個方向操作，適用于大型復(fù)雜沖壓件的生產(chǎn)。</p><p>

85、;　　雙動曲柄壓力機有兩個滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。</p><p>　　高速壓力機或多工位自動壓力機適用于大批量生產(chǎn)。</p><p>　　液壓機沒有固定的工作行程，不會因板厚超差而過載，全行程中壓力恒定，但是壓力機的速度低、生產(chǎn)效率低。適用于小批量，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。</p><p>　　摩擦壓力機結(jié)構(gòu)簡單、造價低、不易發(fā)生

86、超負荷損壞。在小批量生產(chǎn)中用來完成彎曲、成型等沖壓工作。</p><p>　　肘桿式精壓機剛度大、滑塊行程小，在行程末端停留時間長，適用于校平、校正和整形等類沖壓工序。</p><p>　　考慮到以上的因素，選用開式曲柄壓力機比較合適。</p><p>　　4.2確定設(shè)備的規(guī)格</p><p>　?。?）壓力機的行程大小，應(yīng)該能保證成型零件的

87、取出和毛坯的放進，例如拉深所用的壓力機行程，至少應(yīng)大于成型零件高度兩倍以上。</p><p>　?。?）壓力機工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需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，工作臺的受力條件也是不利的。</p><p>　　（3）所選壓力機的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。</p><p>　　模具的閉合高度H0是指上模在最低工作位置

88、時，下模板的底面到上模板的頂面的距離。</p><p>　　壓力機的閉合高度H是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長 度能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大的閉合高度,最小閉合高度。</p><p>　　設(shè)計模具時，模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式</p><p>　　無特殊情況H0應(yīng)取上限值，即最好取在：（L見圖），

89、這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積小而壓壞。如果模具閉合高度實在太小，可以在壓床下面加墊板。</p><p>　?。?）沖壓力與壓力機能的配合關(guān)系：當進行沖裁等沖壓加工時，由于其施力行程較小，近于板材的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機滑塊上所有力的總和F總選取壓力機。通常取壓力機的名義噸位比F總大20%～30%。</p><p>　　當拉深行程較大，特別是采用落料拉深復(fù)合沖壓時，不

90、能簡單地將落料力和拉深力疊加去選擇壓力機。因為曲柄壓力機的標稱壓力上指滑塊下死點（或接近下死點）時發(fā)生的。因此，應(yīng)該注意曲柄壓力機的允許壓力曲線。否則，很可能會由于過早地出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機超載損壞。見圖4-1。</p><p>　　由于復(fù)合模的特點，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力F壓≥（1.6～1.8）F總</p><p>　　選擇壓力機。考慮到制件的精度要求，參考文獻[3]： P49

91、初選J11-3壓力機，其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　公稱壓力： 30KN 圖4-1壓力曲線</p><p>　　滑塊行程： 40mm</p><p>　　滑塊行程次數(shù)（次/分）： 110</p><p>　　滑塊中心線至床身的距離：

92、95mm</p><p>　　封閉高度調(diào)節(jié)量： 30mm</p><p>　　工作臺尺寸（前后×左右）：165mm×300mm</p><p>　　墊塊厚度： 20mm</p><p>　　模柄孔尺寸（直徑×深度）：Φ25mm×30mm</p>

93、<p>　　第五章 沖裁模工作部分設(shè)計計算</p><p><b>　　5.1沖裁間隙</b></p><p>　　沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分為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。</p><p>　　間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計中一個極其重要

94、的工藝參數(shù)。</p><p>　　5.1.1對沖裁件質(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?。粺o裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。零件表明應(yīng)盡可能平整。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍內(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，間隙值的大小與分布的均勻性是

95、主要因素。</p><p>　　沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實際尺寸與標稱尺寸的差值（δ），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，會產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負

96、的。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。</p><p>　　當間隙較大時，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，而沖孔件的尺寸則大于凸模尺寸。當間隙較小時，凸模壓入板料接近擠壓狀態(tài)，材料受凸、凹模擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。</p><p>　　此外，尺寸變

97、化量的大小還與材料力學(xué)性能、厚度、軋制方向、沖裁件形狀等因素有關(guān)。材料軟，彈性變形量小，沖裁后彈性恢復(fù)量就小，零件的精度也就高。材料硬，彈性恢復(fù)就大。</p><p>　　上述討論的是模具在制造精度一定的前途下進行的，間隙對沖裁件精度的影響比模具本身制造精度的影響要小得多，若模具刃口制造精度低，沖裁出的工件精度也就無法得到保證。模具的制造精度與沖裁件精度之間的關(guān)系見表5-1。</p><p&g

98、t;　　表5-1 沖裁件精度</p><p>　　模具的磨損及模具刃口在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形也會影響到間隙及沖裁件應(yīng)力狀態(tài)的改變，對沖裁件的質(zhì)量會產(chǎn)生綜合性影響。</p><p>　　5.1.2 對模具壽命的影響</p><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的總壽命。沖裁過程模具的損壞有磨損、崩刃、折斷、啃壞等

99、多種形式。</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主要因素。</p><p>　　因為在沖裁過程中，模具端面受到很大的垂直壓力和側(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，這就意味著即使整個模具在許用壓應(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

100、使沖裁模具和板材的接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當接觸面發(fā)生相對滑動時，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、相對滑動距離成正比，與材料屈服強度成反比。它被認為</p><p>　　是模具磨損的主要形式。當模具間隙</p><p>　　減小時，接觸應(yīng)力（垂直力、側(cè)壓力、</p><p>　　摩擦力）會隨之增大，摩擦距離隨之</p>

101、<p>　　增長，摩擦發(fā)熱嚴重，因此模具磨損</p><p><b>　　加?。▓D5-1），</b></p><p>　　圖5-1 間隙與磨損的關(guān)系</p><p>　　甚至使模具與材料之間發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象。而接觸壓力的增大，還會引起刃口等異常損壞。這些都導(dǎo)致模具壽命大大降低。因此適當增大模具間隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料間的摩擦減小，并

102、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，板料的彎曲拉伸相應(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，間隙過大，卸料力會隨之增大，也會增加模具的磨損。所以間隙是影響模具壽命的有一個重要因素。</p><p>　　從圖5-1可看出，凹模端面的磨損比凸模大，這是由于凹模端面上材料的滑</p><p>　　動比較自由，而凸模下面的

103、材料沿板面方向的移動受到限制的原因，而圖中所看到凸模側(cè)面的磨損最大，是因為從凸模上卸料，長距離，摩擦加劇了側(cè)面的磨損，若采用較大的間隙可使孔徑在沖裁后因彈性回彈增大，卸 料時減少與凸模的摩擦，從而減小凸模側(cè)面的磨損。</p><p>　　模具刃口的磨損，帶來刃口的鈍化和間隙的增加，使制件尺寸精度降低，沖裁能量增大，斷面粗糙。刃口的鈍化會使裂紋發(fā)生點由刃口端面向側(cè)面移動，發(fā)生在刃口磨損部分終止處，從而產(chǎn)生大小和磨損

104、量相當?shù)拿蹋ㄍ鼓Ｈ锌谀モg，毛刺產(chǎn)生在落料件上，凹模刃口磨鈍，毛刺產(chǎn)生在孔上），所以必須注意盡量減小模具磨損。為提高模具壽命，一般需要增大間隙，使2/t達到15%～25%，模具壽命可提高3～5倍，若采用小間隙，就必須提高模具硬度與模具制造精度，在沖裁刃口進行充分的潤滑，以減小磨損。</p><p>　　5.1.3 對沖裁力、卸料力的影響</p><p>　　當間隙減小，凸模壓入板材的情況接

105、近擠壓狀態(tài)，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，板料不易產(chǎn)生裂紋，因此最大沖裁力增大；當間隙增大，板料所受拉應(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，會發(fā)生二次斷裂，沖裁力下降變緩（圖5-2）。</p><p>　　間隙大小對卸料力的影響可見圖5-3。間隙增大時，而沖裁件光滑帶窄，落料件尺寸偏差為負，沖孔件尺寸偏差為正，因此使卸料力、推件力或頂件力減小。間隙繼續(xù)增大時

106、，而毛刺增大，卸料力、頂件力迅速增大。</p><p>　　圖5-2間隙大小對沖裁力的影響 圖5-3間隙大小對卸料力的影響</p><p>　　5.2合理間隙的選用</p><p>　　由以上分析可知，凸、凹模間隙是沖裁過程最重要的工藝參數(shù)，它對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力和卸料力等都有很大的影響。因此，設(shè)計模具時，一定要選擇一個合理的間隙，

107、使沖裁件的斷面質(zhì)量好，尺寸精度高，模具壽命長，所需沖裁力小。但嚴格來說，并不存在一個同時滿足所有理想要求的合理間隙?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個適當?shù)姆秶?，就可以基本滿足以上各項要求，沖出合格制件。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙，最大值稱為最大合理間隙。考慮到模具在使用過程中的逐步磨損，設(shè)計和制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙。 圖5-4合理沖裁間隙的確定

108、</p><p>　　確定合理間隙的方法主要有理論計算法和查表選取法兩種。</p><p><b>　?。ㄒ唬├碚撚嬎惴?lt;/b></p><p>　　確定間隙時理論計算的依據(jù)主要是：在合理間隙的情況沖裁時，材料在凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋成直線會合。從圖5-4所示的幾何關(guān)系可得出計算合理間隙的公式：

109、 </p><p>　　式中 ——產(chǎn)生裂紋時的凸模壓入深度（mm）；</p><p><b>　　——料厚（mm）；</b></p><p>　　——最大切應(yīng)力方向與垂線間夾角（即裂紋方向角）。</p><p>　　由上式可知，間隙Z一板材厚度、相對壓入深度、裂紋方向角β有關(guān)。而、β又與材料性質(zhì)有關(guān)，

110、表5-2為常用材料的與β的近似值。由表中可以看到，影響間隙值的主要因素是板材力學(xué)性能及其厚度。板材越厚、越硬或塑性越差，值越小，合理間隙值越大。材料越軟，值越大，合理間隙值越小。材料硬化后，之比值較表中值要小10%左右。式中，令，稱為材料的品質(zhì)系數(shù)。</p><p>　　由于這種方法用起來不方便，所以目前生產(chǎn)上普遍使用的是查表選取法。</p><p><b>　　表5-2 與β值

111、</b></p><p><b>　?。ǘ┎楸磉x取法</b></p><p>　　如上所述，間隙的選取主要與材料的種類、厚度有關(guān)，但由于各種沖壓件對其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，以及生產(chǎn)條件的差異，在生產(chǎn)實踐中就很難有一種統(tǒng)一的間隙數(shù)值，各種資料中給的間隙值并不相同，有的相差較大，選用時應(yīng)按使用要求分別選取。對于斷面質(zhì)量和尺寸精度要求高的工件，應(yīng)選用小

112、的間隙值，而對于精度要求不高的工件，則應(yīng)盡可能采用大間隙，以利于提高模具壽命、降低沖裁力。同時還必須結(jié)合生產(chǎn)條件，根據(jù)沖裁件尺寸和形狀、模具材料和加工方法、沖壓方法及生產(chǎn)率等，靈活掌握、斟情增減。本模具設(shè)計沖裁間隙的選取，參考表5-3選取</p><p>　　。表5-3 沖裁模具初始雙面間隙Z （mm）</p><p>　　本模具所沖裁的材料為15鋼，材料厚度為0.75mm，查表得：

113、=0.04mm，</p><p><b>　　=0.07mm.</b></p><p>　　5.3 模具刃口尺寸的計算</p><p>　　沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理的間隙的數(shù)值也必須依靠模具刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸及其公差是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。</p><p><b

114、>　?。ㄒ唬┯嬎阍瓌t</b></p><p>　　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，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用過程中，落料件是以大端尺寸為 基準，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準。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)果使間隙越用越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：<