沖裁模具設(shè)計(jì)教案

1、教學(xué)目標(biāo)（以能力描述的目標(biāo)）通過本情境的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備以下能力：1、 單工序落料模具設(shè)計(jì)；2、 單工序沖孔模具設(shè)計(jì)；3、 沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì)。重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 排樣設(shè)計(jì)；2. 沖壓力及壓力中心計(jì)算；3. 沖壓設(shè)備選擇；4. 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算；5. 工作零件設(shè)計(jì)；6. 定位零件設(shè)計(jì)；7. 卸料及推出裝置設(shè)計(jì)；8、模架及導(dǎo)向零件選擇9、連接及固定零件設(shè)計(jì)教學(xué)方法設(shè)計(jì)：講授法、引導(dǎo)文法、現(xiàn)場(chǎng)（示范）教學(xué)法、案例教學(xué)法等教學(xué)資源：多媒體、課件、投影儀、黑板、動(dòng)畫、圖片、塑料模具或教具、注塑件學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)成果：相框注射模設(shè)計(jì)：繪制模具裝配圖及零件圖課時(shí)分配：課堂教學(xué)環(huán)節(jié)課堂組織課前復(fù)習(xí)講解新課鞏

2、固新課布置作業(yè)時(shí)間分配（分）授課班次：課程執(zhí)行情況：學(xué)習(xí)單元（行動(dòng)任務(wù)） 沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)單元任務(wù)：1掌握沖裁模具結(jié)構(gòu)各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的理論知識(shí)；2沖孔落料復(fù)合模具結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)及選用；任務(wù)要求：大批量生產(chǎn)；材料：45鋼；厚度：2mm學(xué)習(xí)成果：繪制沖壓模具結(jié)構(gòu)草圖沖壓模具設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和步驟確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式根據(jù)所確定的工藝方案和沖壓件的形狀特點(diǎn)、精度要求、生產(chǎn)批量、模具制造條件、操作方便及安全的要求，以及利用現(xiàn)有通用機(jī)械化、自動(dòng)化裝置的可能，選定沖模類型及結(jié)構(gòu)草圖。選擇工件定位方式1.工件在模具中的定位主要考慮定位基準(zhǔn)，上料方式，操作安全可靠等因素。2.選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

3、重合，如果不重合，就需要根據(jù)尺寸鏈計(jì)算，重新分配公差，把設(shè)計(jì)尺寸換算成工藝尺寸。不過，這樣將會(huì)使零件的加工精度要求提高。當(dāng)零件是采用多工序分別在不同模具上沖壓時(shí)，應(yīng)盡量使各工序采用同一基準(zhǔn)。3.為使定位可靠，應(yīng)選擇精度高、沖壓時(shí)不發(fā)生變形和移動(dòng)的表面作為定位表面。4.沖壓件上能夠用做定位的表面隨零件的形狀不同而不同，平板零件最好用相距較遠(yuǎn)的兩孔定位，或者一個(gè)孔和外形定位；彎曲件可用孔或形體定位；拉深件可用外形、底面或切邊后的凸緣定位。選擇卸料方式為了沖壓后卡在凸模上、凸凹模上的制件或廢料卸掉，將制件從凹模中推出來（凹模在上模）或頂出來（凹模在下模），以保證下次沖壓正常進(jìn)行，設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須正確

4、選擇卸料方式和設(shè)計(jì)卸料裝置。在選用壓料、卸料裝置的形式時(shí)，應(yīng)考慮操作方式，即板料送進(jìn)和定位是手動(dòng)操作還是自動(dòng)化操作；出料方式是上出料，還是下出料。壓料、卸料裝置根據(jù)沖壓件平整度要求或料的厚薄來決定。一般情況對(duì)于沖裁較硬、較厚且精度要求不高的工件，可選擇剛性卸料方式；對(duì)于沖裁料厚在1.5mm 以下，且要求沖裁件比較平整的制件，可選擇彈性卸料方式；對(duì)于彎曲、拉深等成形零件的卸料方式選擇及卸料裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮既不損壞成形部位，又能滿足卸料要求的卸料裝置。卸料裝置設(shè)計(jì)的正確與否，直接影響工件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和操作安全程度。進(jìn)行必要的模具設(shè)計(jì)計(jì)算1.排樣設(shè)計(jì)。2.沖壓力及模具壓力中心計(jì)算，確定壓力機(jī)噸

5、位，初選壓力機(jī)型號(hào)。確定模具受力中心的位置，防止模具因受偏心負(fù)荷作用影響模具精度和壽命。3.確定凸、凹模的間隙，計(jì)算凸凹模工作部分尺寸。4.計(jì)算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、墊板、凸模）的外形尺寸，并確定標(biāo)準(zhǔn)模架以及卸料橡膠或彈簧的自由高度等。 5.校核壓力機(jī)壓力機(jī)的選擇，必須滿足以下要求：Hmax -5mm Hm Hmin +10mm式中Hmax,Hmin-分別為壓力機(jī)的最大、最小裝模高度，單位mm；Hm-模具閉合高度，單位mm。當(dāng)多副模具聯(lián)合安裝到一臺(tái)壓力機(jī)上時(shí)，多副模具應(yīng)有同一個(gè)閉合高度。壓力機(jī)的公稱壓力Fg必須大于沖壓計(jì)算的總壓力F總。即FgF總。壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓

6、件的成形要求。對(duì)于拉深工藝為了便于放料和取件，其行程必須大于拉深件高度的22.5 倍為了便于安裝模具，壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具尺寸，一般每邊大5070mm 。工作臺(tái)墊板應(yīng)保證沖壓件或廢料能漏下繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖根據(jù)上述分析、計(jì)算及方案論證后，繪制模具總裝配圖及零件圖。教學(xué)過程：項(xiàng)目學(xué)生工作內(nèi)容教學(xué)組織資訊明確設(shè)計(jì)任務(wù)，分析設(shè)計(jì)要求，查詢相關(guān)資料，準(zhǔn)備相關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)及標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。1講授法引導(dǎo)行動(dòng)的知識(shí)指導(dǎo)學(xué)生制定沖壓模具設(shè)計(jì)流程、確定模具結(jié)構(gòu)方案，并提出修改意見。布置任務(wù)，提出設(shè)計(jì)要求，安排學(xué)生分組，分配任務(wù)，進(jìn)行資料準(zhǔn)備，為學(xué)生講解相關(guān)知識(shí)，為學(xué)生提供咨詢服務(wù)。決策計(jì)劃

7、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，確定沖壓工藝流程，確定沖壓成型模具結(jié)構(gòu)方案，制定工作任務(wù)，及各階段的檢驗(yàn)手段及方法。2學(xué)中做指導(dǎo)性的方法，教授解釋行動(dòng)的知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生的工作過程，幫助學(xué)生分析沖壓成型工藝流程及模具結(jié)構(gòu)方案是否合理，確定正確的工藝流程及模具結(jié)構(gòu)方案。實(shí)施進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具總裝圖及模具零件圖的繪制。3任務(wù)設(shè)計(jì)教學(xué)法，教師指導(dǎo)，學(xué)生自主，在做中學(xué)中反思行動(dòng)的知識(shí)。對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行指導(dǎo)，審查學(xué)生的模具總裝圖及零件圖。對(duì)容易出錯(cuò)的問題進(jìn)行總結(jié)。檢查評(píng)價(jià)對(duì)完成的最終圖紙進(jìn)行小組評(píng)價(jià)和老師評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行評(píng)價(jià)，組織學(xué)生進(jìn)行小組制件相互評(píng)價(jià)，形成評(píng)價(jià)意見及最終評(píng)價(jià)結(jié)果，并對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)

8、。教學(xué)資源：知識(shí)點(diǎn)教育屬性專業(yè)技術(shù)屬性媒體屬性名稱格式名稱格式名稱格式模具結(jié)構(gòu)的選擇1.教學(xué)課件、教案2.教學(xué)設(shè)計(jì)3.任務(wù)單、工作單4.考核評(píng)價(jià)單5.案例6.習(xí)題wordppt單工序落料模具結(jié)構(gòu)動(dòng)畫單工序沖孔模具結(jié)構(gòu)動(dòng)畫沖孔落料復(fù)合模具結(jié)構(gòu)動(dòng)畫swf圖片沖壓工藝計(jì)算工作零件的設(shè)計(jì)沖針，凹模實(shí)物工作零件類型圖片動(dòng)畫定位零件的設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷，擋料銷實(shí)物定位零件類型圖片彈性卸料裝置的設(shè)計(jì)彈簧，卸料螺釘實(shí)物卸料裝置類型動(dòng)畫剛性推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出系統(tǒng)類型圖片標(biāo)準(zhǔn)模架標(biāo)準(zhǔn)模架手冊(cè)pdf標(biāo)準(zhǔn)模架類型圖片連接及固定零件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模架沖壓標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)沖壓標(biāo)準(zhǔn)零件類型圖片板書設(shè)計(jì)：教學(xué)內(nèi)容教學(xué)組織與教學(xué)方法以案例為載體

9、介紹沖壓模具的理論知識(shí)和復(fù)合沖裁模設(shè)計(jì)過程。 零件名稱：墊片 設(shè)計(jì)要求 生產(chǎn)批量：大批量 未注公差取IT14精度 材料：45鋼 厚度：2mm任務(wù)：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引導(dǎo)性教學(xué)一、 模具結(jié)構(gòu)的選擇1沖裁基本工序如圖1-1所示，當(dāng)壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)凸模向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，板料就受到凸、凹模的剪切作用而沿一定的輪廓互相分離。當(dāng)以封閉曲線以內(nèi)的部分作為沖裁件時(shí)，稱為落料；當(dāng)以封閉曲線以外的部分作為沖裁件時(shí)，則稱為沖孔。圖1-1 普通沖裁示意圖1凸模 2凹模 3板料2. 單工序模只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。模具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低；當(dāng)一個(gè)工件需要多道工序成形時(shí)，需要多副模具，生產(chǎn)效

10、率低，精度低。（1） 單工序落料模圖2-11凹模；2凸模；3凸模固定板；4凸模墊板；5固定卸料板；6導(dǎo)料板；7承料板；8模柄；9下模座；10上模座；11導(dǎo)套；12導(dǎo)柱；13、14、15螺釘；16、17、18銷釘；19固定擋料銷（2） 單工序沖孔模圖2-21凹模；2凸模；3凹固定板；4凸模固定板；5凸模墊板；6彈壓卸料板；7定位板；8模柄；9下模座；10上模座；11、12導(dǎo)柱；13、14導(dǎo)套；15、16、17螺釘；18卸料螺釘；19、20、21、22銷釘；23彈簧3. 沖孔落料復(fù)合模只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成

11、本高；當(dāng)一個(gè)工件需要多道工序成形時(shí)，一副模具即可完成，生產(chǎn)效率高，精度高。圖2-3 倒裝式復(fù)合模1-下模座2-導(dǎo)柱 3、20-彈簧 4-卸料板 5-活動(dòng)擋料銷 6-導(dǎo)套 7-上模座 8-凸模固定板 9-推件塊 10-連接推桿 11-推板 12-打桿 13-模柄 14、16-沖孔凸模 15-墊板17-落料凹模18-凸凹模 19-固定板 21-卸料螺釘 22-導(dǎo)料銷 在實(shí)際生產(chǎn)中，一般按產(chǎn)品生產(chǎn)批量的大小來選定模具結(jié)構(gòu)，如表2-1 所示。知識(shí)的應(yīng)用：1、 以實(shí)際案例分組討論模具結(jié)構(gòu)的選擇，見圖2-3、2-4和2-4。 圖2-3 圖2-4 圖2-5二、沖裁工藝計(jì)算1排樣設(shè)計(jì)條料是沖裁中最常用的的坯料

12、，沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣。排樣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括選擇排樣形式、確定搭邊數(shù)值、計(jì)算條料寬度、步距及材料利用率、畫出排樣圖。1 確定排樣形式2確定搭邊值排樣時(shí)沖裁件與沖裁件之間及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料稱為搭邊。搭邊過大，浪費(fèi)材料；搭邊過小，起不到搭邊作用。過小的搭邊還可能被拉入凸、凹模之間的縫隙中，使模具刃口破壞。設(shè)計(jì)時(shí)可參考表2-3確定板料沖裁時(shí)的合理搭邊值。3確定送料步距、條料寬度、材料利用率（1）送料步距S條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距（簡稱步距或進(jìn)距）。每個(gè)步距可以沖出一個(gè)制件，也可以沖出幾個(gè)制件。每次只沖一個(gè)制件的步距S的計(jì)算公式為 （1-1）式中 a1沖裁

13、件之間的搭邊值；L沖裁件沿送進(jìn)方向的最大輪廓尺寸。（2） 條料寬度B條料是由板料（或帶料）剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定條料寬度B的上偏差為零，下偏差為負(fù)值（-）。圖2-6 條料寬度的確定a）有側(cè)壓裝置時(shí) b）無側(cè)壓裝置時(shí)模具的導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度按下式計(jì)算（圖2-6a）： （1-2）式中 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊；條料寬度下偏差（見表2-4）。當(dāng)條料在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，條料寬度按下式計(jì)算（圖2-6b）： （1-3）式中：b 條料與導(dǎo)料板之間的間隙（見表2-5）。如圖1-8所示，一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率可按式（1-4）計(jì)算： （1-4

14、）式中 沖裁件面積； 條料寬度； 送料步距。整張條料的材料利用率可按式（1-5）計(jì)算： （1-5）式中 -條料上實(shí)際沖裁的零件數(shù)； 沖裁件面積；-條料寬度；-條料長度。4繪制排樣圖如圖2-7所示，排樣圖應(yīng)反映出條料（帶料）寬度及公差、送料步距及搭邊a，a1值，并習(xí)慣以剖面線表示沖壓位置，沖裁時(shí)各工步先后順序與位置，以及條料（帶料）的軋制方向。圖2-7 排樣圖知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)。 2、沖壓力計(jì)算1）沖裁力的計(jì)算規(guī)范沖裁力是在沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。通常所說的沖裁力是指作用于凸模上的最大抗力，沖裁力可按式（1

15、-6）計(jì)算 （1-6）式中 沖裁力；沖裁件受剪切周邊長度（mm）；沖裁件的料厚（mm）；材料抗剪強(qiáng)度（MPa），值可查附錄A1得到。在一般情況下，材料。為計(jì)算方便，沖裁力也可用式（1-7）計(jì)算 （1-7）式中 材料的抗拉強(qiáng)度。2）卸料力、推件力、頂件力計(jì)算規(guī)范沖裁時(shí)材料在分離前存在著彈性變形，一般情況下，沖裁后的彈性恢復(fù)使落料件或沖孔廢料卡在凹模內(nèi)，而板料或沖孔件則緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須及時(shí)將箍在凸模上的板料或沖孔件卸下，將卡在凹模內(nèi)的落料件或沖孔廢料向下推出或向上頂出。 圖2-9卸料力、推件力、頂件力 圖2-10 圓弧線段壓力中心從凸模上卸下板料或沖孔件所需的力稱為卸料力

16、FX；從凹模內(nèi)向下推出落料件或廢料所需的力稱為推件力；從凹模內(nèi)向上頂出落料件或沖孔廢料所需的力稱為頂件力。如圖2-9所示。在生產(chǎn)實(shí)踐中，F(xiàn)X、FT和FD常用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：FX = KXF （1-8）FT = nKTF （1-9）FD = KDF （1-10）式中： F沖裁力；KX卸料力系數(shù)；KT 推件力系數(shù)；KD頂件力系數(shù)；n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖件數(shù)n=h/t；h 凹模直壁洞口的高度,t為料厚。當(dāng)采用錐形洞口時(shí),因無落料件卡在洞口內(nèi),故可不計(jì)推件力。 KX、KT和KD可分別由表2-6查取。當(dāng)沖裁件形狀復(fù)雜、沖裁間隙較小、潤滑較差、材料強(qiáng)度高時(shí)，應(yīng)取較大值；反之則應(yīng)取較小值。3）總沖壓力計(jì)算規(guī)

17、范采用剛性卸料裝置和下出料方式的總沖壓力為： （1-11）采用彈性卸料裝置和下出料方式的總沖壓力為： （1-12）采用彈性卸料裝置和上出料方式的總沖壓力為： （1-13）根據(jù)查沖壓手冊(cè)可確定沖壓所需的壓力機(jī)的噸位。4）模具壓力中心的確定模具的壓力中心就是總的沖裁力的作用點(diǎn)。為保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。（1）簡單幾何圖形壓力中心的位置1）對(duì)稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。2）沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。3）沖裁如圖2-11所示的圓弧線段時(shí)，其壓力中心的位置，按式（1-14）計(jì)算 （1-14）（2）多凸模模具的壓力中心如

18、圖1-12所示，先將各凸模的壓力中心確定后，再計(jì)算模具的壓力中心，步驟如下：圖2-11 多凸模壓力中心圖2-12 復(fù)雜沖裁件壓力中心1）按比例畫出每一個(gè)凸模刃口的輪廓位置。2）在適當(dāng)位置畫出坐標(biāo)軸x,y 。3）分別計(jì)算各凸模刃口輪廓的壓力中心的坐標(biāo)x1、x2、x3、xn和y1、y2、y3、yn。4）分別計(jì)算凸模刃口輪廓的周長L1、L2、L3、Ln。5）根據(jù)力學(xué)原理，可得模具壓力中心坐標(biāo)（x0、y0）（1-16）（1-15） （3）復(fù)雜形狀零件模具壓力中心如圖2-12所示，復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的計(jì)算原理與多凸模沖裁壓力中心的計(jì)算原理相同。具體步驟如下：1）在適當(dāng)位置畫出坐標(biāo)軸x,y 。2）將

19、組成圖形的輪廓?jiǎng)澐譃槿舾啥?，求出各段長度L1、L2、L3、Ln。3）確定各段重心坐標(biāo)x1、x2、x3、xn和y1、y2、y3、yn。4）按公式（1-15）,(1-16)計(jì)算出模具壓力中心坐標(biāo)（x0、y0）知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組進(jìn)行沖壓力及壓力中心計(jì)算。 3、 曲柄壓力機(jī)的選用規(guī)范1）曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理圖2-13所示的是工作臺(tái)可傾的開式曲柄壓力機(jī)實(shí)物圖片，圖2-14所示的是其結(jié)構(gòu)簡圖。曲柄壓力機(jī)主要由床身、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和上模緊固裝置組成。床身是壓力機(jī)的支架，是其他零部件的安裝基礎(chǔ)。傳動(dòng)系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)變成滑塊連接的模具的往復(fù)沖壓運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)的傳遞路線為：電動(dòng)機(jī)小

20、帶輪傳動(dòng)帶大帶輪傳動(dòng)軸小齒輪大齒輪離合器曲軸連桿滑塊上模。制動(dòng)系統(tǒng)可確保離合器脫開時(shí)，滑塊比較準(zhǔn)確地停止在曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的上死點(diǎn)位置。上模緊固裝置將模具的上模部分固定在滑塊上，由壓塊、緊固螺釘?shù)冉M成，通過壓住模柄來進(jìn)行固定。 圖2-13 可傾式曲柄壓力機(jī)實(shí)物 圖2-14 可傾式曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖2）曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)確定方法選用壓力機(jī)時(shí)，必須考慮下列主要技術(shù)參數(shù)。（1）公稱壓力：為保證有足夠的沖壓力，沖裁時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的總沖壓力大30%左右。（2）行程長度：取大于工件高（或料厚）510mm。（3）行程次數(shù)：應(yīng)根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來考慮。（4）工作臺(tái)面尺寸：工作臺(tái)面長、寬、尺寸應(yīng)

21、大于模具下模座尺寸，并每邊留出60100mm，以便固定模座。（5）滑塊模柄孔尺寸：模柄孔尺寸要與模柄直徑相適應(yīng)，模柄孔深度應(yīng)大于模柄長度約15mm。（6）壓力機(jī)閉合高度：如圖2-15所示，壓力機(jī)閉合高度應(yīng)保證：Hmin-H1+10mmHHmax-H1-15mm （1-15）式中 模具閉合高度；壓力機(jī)的最小閉合高度；壓力機(jī)的最大閉合高度；墊板厚度。 圖2-15 模具閉合高度與裝模高度的關(guān)系知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組進(jìn)行沖壓設(shè)備的選擇。 4沖裁間隙選用規(guī)范如圖2-16所示，沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的尺寸之差。單邊間隙用Z/2表示，雙邊間隙用Z表示。圖2-16 沖裁間隙

22、沖裁模雙邊間隙為 （1-16）式中 沖裁模凸模刃口尺寸，單位為mm；沖裁模凹模刃口尺寸，單位為mm?？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(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，所謂合理的間隙，就是指采用這一間隙進(jìn)行沖裁時(shí)，能夠得到令人滿意的工件斷面質(zhì)量，較高的尺寸精度和使沖裁力（卸料力和推件力）最小，并使模具有較長的使用壽命。這個(gè)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。由于模具在使用過程中會(huì)逐步磨損，設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。 生產(chǎn)實(shí)際中，根據(jù)材料種類及厚度查表2-7和可以得到合理沖裁間隙。表2-7 沖裁模初始雙面間隙值Z （mm）材料名稱45T7、T8（退火）

23、65Mn（退火）磷青銅（硬）鈹青銅10、15、20鋼硅鋼H62、H65（硬）LY12Q215、Q225鋼08、10、15鋼紫銅（硬）磷青銅、鈹青銅*H62、H68H62、H68（軟）紫銅（軟）L21LF2防銹鋁硬鋁LY12（退火）銅母線、鋁母線力學(xué)性能HBS190sb600MPaHBS70sb300MPa板料厚度t始用間隙ZZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.20.0250.0450.0150.0350.010.03*0.50.080.10.060.080.040.060.0250.0450.80.130.160.100.130.070.100.0450.075

24、1.00.170.200.130.160.100.130.0650.0951.20.210.240.160.190.130.160.0750.1051.50.270.310.210.250.150.190.100.141.80.340.380.270.310.200.240.130.172.00.380.420.300.340.220.260.140.182.50.490.550.390.450.290.350.180.243.00.620.680.490.550.360.420.230.293.50.730.810.580.660.430.510.270.354.00.860.940.680

25、.760.500.580.320.404.51.001.080.780.860.580.660.370.455.01.131.230.91.000.650.750.420.526.01.401.501.101.200.820.920.530.638.02.002.121.601.721.171.290.760.88注：1Zmin應(yīng)視為公稱間隙。2 有*處均系無間隙。知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組確定沖裁間隙。 5凸、凹刃口尺寸計(jì)算規(guī)范1）分別加工法分別加工法即根據(jù)沖裁零件尺寸和凸、凹模的最小間隙值分別計(jì)算出凸模和凹模的尺寸，然后按計(jì)算出的尺寸分別加工出凸、凹模，即可保證合理間隙。分

26、別加工法適用于形狀簡單（如圓形，矩形）的凸、凹模尺寸的計(jì)算，可按式(1-17)(1-24)計(jì)算凸、凹模刃口尺寸。(1-17)（1) 落料凹模刃口尺寸：(1-18)凸模刃口尺寸：（2）沖孔(1-19)凸模刃口尺寸：(1-21)(1-20)凹模刃口尺寸：（3）孔心距:（4) 沖模的制造公差與沖裁間隙之間應(yīng)滿足：（1-22）（1-23）（1-24）或式中： 落料凹?；境叽?mm)；落料凸?；境叽?mm)； 落料件最大極限尺寸(mm)；沖孔凹?；境叽?mm)； 沖孔凸模基本尺寸(mm)； 沖孔的最小極限尺寸(mm)； 凹?？仔木嗷境叽?mm)； 制件孔心距基本尺寸(mm)； 制件公差(mm)；

27、 凸模、凹模最小初始雙面間隙(mm)； 、凸模、凹模的制造偏差(mm),見表2-8；系數(shù)，與工件制造精度有關(guān)，按下列規(guī)定取值，公差等級(jí)為IT1IT10時(shí)，?。划?dāng)制件公差等級(jí)為IT11IT13時(shí)，?。划?dāng)制件公差等級(jí)為IT14或以下時(shí)，取。表2-8 規(guī)則形狀沖裁模凸、凹模制造公差 （mm）基本尺寸pd基本尺寸pd18-0.020+0.020180260-0.020+0.0451820-0.020+0.025260260-0.025+0.0502080-0.020+0.020260500-0.040+0.06080120-0.025+0.025500-0.050+0.07020180-0.020+0

28、.0402）配作法配作法適用于形狀復(fù)雜的凸，凹模刃口尺寸的計(jì)算，先按零件尺寸和公差計(jì)算并制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)(基準(zhǔn)件)，然后以此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配作另一件。因此，配作法 只需計(jì)算基準(zhǔn)件（沖孔時(shí)為凸模，落料時(shí)為凹模）基本尺寸及公差，另一件不需標(biāo)注尺寸，僅注明“相應(yīng)尺寸按凸模（或凹模）配作，保證雙面間隙在ZminZmax之間”即可。應(yīng)用配作法時(shí)需先分析凸、凹模刃口尺寸經(jīng)磨損后的變化規(guī)律，然后可按式(1-25)(1-27)計(jì)算凸、凹模刃口尺寸。（1）磨損后變大的尺寸，（圖1-18中的ap1;ap2；圖1-19中的Ad1,Ad2,Ad3.），采用分開加工時(shí)的落料凹模尺寸計(jì)算公式。(1-25)

29、Aj=(Amax-)+1/40 （2）磨損后變小的尺寸，（圖1-18中的bp1；bp2;bp3； 圖1-19中的Bd1；Bd2 ），采用分開加工時(shí)的沖孔凸模尺寸計(jì)算公式。(1-26)Bj=(Bmin+)+1/40（3）磨損后不變的尺寸，（圖1-18中的cp1；cp2; 圖1-19中的Cd1、Cd2；），采用分開加工時(shí)的孔心距尺寸計(jì)算公式。(1-27)Cj=(Cmin+1/2)1/8（4）刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取。對(duì)于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（）。圖1-18 孔及沖孔凸模磨損情況圖2-17 落料件及落料凹模磨損情況知識(shí)的應(yīng)用：以

30、實(shí)際案例（如下圖所示），分組確定凸、凹模刃口尺寸。 三、工作零件設(shè)計(jì)規(guī)范1凸模（1）圓凸模圓凸模結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化，分A型和B型兩種，A型凸模多用于刃口直徑D3mm情形。設(shè)計(jì)時(shí)可查附錄E1、E2選購，也可按圖2-18、表2-9的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，相關(guān)模板的尺寸見表2-10。圖2-18 圓凸模結(jié)構(gòu)及尺寸表2-9 標(biāo)準(zhǔn)圓凸模規(guī)格凸模類型B型凸模A型凸模凸模尺寸d=f3.5d=f 4d=f 5d=f 6df 8df 4f 4df 5f 5df 6f 6df 8Df 3.5f 4f 5f 6df 4f 5f 6f 8dddddD1f 6f 6f 7f 8f（D+3）（四舍五入）f 6f 7f 8f 11注：（1

31、）d值是指沖孔直徑，（一般以0.1mm為一階，例f 3.4、f 3.5等，但在產(chǎn)品圖上有特殊公差要求的圓孔除外）。（2）L取值為40、50、60、70，在選擇模板厚度時(shí)，要考慮配相應(yīng)的L值。（3）A型凸模的W取值與模板的M取值一起保證開模時(shí)能良好導(dǎo)向，閉模時(shí)R10圓弧段與模板導(dǎo)向部分（M段）不干涉。（4）D1值：Df 8時(shí)，D1=（D+2）；Df 8時(shí)，D1=（D+3），（D1四舍五入成整數(shù)）。表2-10 相關(guān)模板的尺寸模板名稱凸模固定板PP卸料背板SB卸料板SP凹模板DB下墊板CB下模座DD模板尺寸ABJCPMNEKbFG基本尺寸（繪圖尺寸）D1+2D5.5D+2d5D+2d3.0（2.0）

32、1.0d+2d+3（2）異形凸模異形凸模是指非圓形凸模，根據(jù)凸模截面尺寸大小可分為普通凸模、大凸模及細(xì)小異形凸模。除細(xì)小異形凸模外，一般均采用線切割加工成型。1）普通凸模固定方式B2020時(shí)，凸模采用內(nèi)六角螺釘固定，如圖2-19（b）所示，（攻牙深K=25mm）。 AB2020用1個(gè)M8內(nèi)六角螺釘固定。 AB5020用2個(gè)M8內(nèi)六角螺釘固定。 AB5050用4個(gè)M8內(nèi)六角螺釘固定。以上可適當(dāng)增加內(nèi)六角螺釘數(shù)量固定凸模。圖2-19 異形沖子固定方式（3）凸模長度計(jì)算圖 1-27 凸模長度計(jì)算(1-28)當(dāng)采用固定卸料板和導(dǎo)料板時(shí)，如圖1-27a)所示，凸模長度按式(1-28) 計(jì)算： 當(dāng)采用彈壓

33、卸料板時(shí)，如圖1-27b)所示，凸模長度按式(1-29)計(jì)算：(1-29)式中：L 凸模長度(mm)； 凸模固定板厚度(mm)；卸料板厚度(mm)； 導(dǎo)料板厚度(mm)；材料厚度(mm)；增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度（0.51mm）、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取1020mm。2凹模（1）圓形刃口凹模圓形刃口凹模結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A型與B型兩種，如圖1-28所示。B型凹模用于沖裁力較大的情形?？筛鶕?jù)附錄E3設(shè)計(jì)圓凹模的結(jié)構(gòu)參數(shù)。圖1-28 圓形凹模襯套對(duì)于B型凹模一般采用臺(tái)肩固定，對(duì)于A型凹模一般采用H7/m6或H7/r6的配合關(guān)系將凹模直接壓入固定板固定，如圖

34、1-29所示。圖1-29 凹模襯套固定（2）異形凹模異形凹模刃口結(jié)構(gòu)形式如圖1-30所示。圖1-30 異形凹模刃口結(jié)構(gòu)圖1-30（a）所示結(jié)構(gòu)，刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變，常用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求較高的。取3，刃口高度h部分一般可按材料厚度選取：t0.5mm時(shí)，h=35mm。t0.55mm時(shí)，h=510mm。t510mm時(shí)，h=10150mm。圖1-30（b）所示結(jié)構(gòu)，刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸無變化，加工簡單，工件容易漏下，適合沖裁直徑小于5mm、厚度1mm以下的工件，取35mm。圖1-30（c）所示結(jié)構(gòu)，沖裁件容易漏下，但刃口強(qiáng)度不高，修磨后，刃口有變大的趨勢(shì)，適于沖制自然漏料

35、、精度不高、形狀簡單的工件。a 角在采用電加工時(shí)，取a =420（落料模0.81.51.533540202522282432283640502228243228363040507028363040324235457090324235453848405290120354540524254455812015040524254455848623 凸凹模 凸凹模是復(fù)合模中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件, 它的內(nèi)外緣均為刃口，如圖1-33、圖1-34所示。內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件相應(yīng)部位的尺寸。設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)必須要保證凸凹模有足夠的強(qiáng)度，防止壁部太薄而在沖壓時(shí)開裂。復(fù)合模最小壁厚應(yīng)大于表2-

36、13中的規(guī)定值，小于此數(shù)值時(shí)一般不宜采用復(fù)合模沖裁。 圖1-33 倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)示意圖 圖1-34 凸凹模結(jié)構(gòu)示意圖表2-13 倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚簡 圖材料厚度t0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚d1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚度t2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚d6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組確定沖孔凸模、落料凹模、凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸。 四、彈壓卸料裝置設(shè)計(jì)規(guī)范彈壓卸料裝置既起卸料作用又起

37、壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。因此，當(dāng)板料較薄，工件平直度要求較高時(shí)，一般采用彈壓卸料裝置。1彈壓卸料板的結(jié)構(gòu)及尺寸彈壓卸料板的有關(guān)尺寸見圖1-35。導(dǎo)向孔高度可取35mm，與凸模的單邊間隙C的數(shù)值見表2-14，厚度H值見表2-15。在模具開啟狀態(tài)，卸料板頂面應(yīng)高出模具工作零件刃口0.30.5mm，以便順利卸料。沖裁結(jié)束時(shí)，在垂直方向應(yīng)保證卸料板與導(dǎo)料板之間的最小距離大于（0.10.3）t。圖1-35 采用彈簧的彈壓卸料裝置 1上模座；2卸料螺釘；3卸料板；4凸模表2-14 單邊間隙C經(jīng)驗(yàn)值 （mm）料厚t單邊間隙C0.050.100.0050.0100.10.30.0120.0

38、250.30.50.0350.0500.51.00.0600.101.02.00.150.202.03.00.250.35表2-15 彈性卸料板的厚度H經(jīng)驗(yàn)值 （mm）料厚t彈性卸料板寬度505080801251252002002502503153154004.75303030362彈簧選用彈簧是模具中廣泛應(yīng)用的彈性零件，主要用于卸料、壓料、推件和頂出等工作。根據(jù)荷重不同，分為輕小荷重、輕荷重、中荷重、重荷重、極重荷重五種，對(duì)應(yīng)顏色分別為黃色、藍(lán)色、紅色、綠色和棕色。彈簧實(shí)物如圖1-36所示，各種彈簧規(guī)格、荷重及壓縮比見沖壓手冊(cè)。圖1-36 彈簧實(shí)物(1) 選用原則 1) 彈簧長度選擇一般保證

39、:在開模狀態(tài)時(shí)彈簧的預(yù)縮量一般取值24mm(如遇特殊情況需加大預(yù)壓時(shí)，視需要來確定壓縮值);閉模狀態(tài)彈簧壓縮時(shí)小于或等于最大壓縮量(最大壓縮量 LA=彈簧自由長L*最大壓縮比取值).2) 復(fù)合模外脫板用紅色彈簧，內(nèi)脫板用錄(棕)色彈簧。3) 沖孔模和成形模用錄色或棕色彈簧。4) 活動(dòng)定位銷一般選用8.0頂料銷，配10.0*1.0圓線彈簧和M12.0*1.5止付螺絲。5) 彈簧規(guī)格優(yōu)先選用30.0;在空間較小區(qū)域考慮選用其它規(guī)格(如25.0,20.0,18.0.)。(2) 分布原則1) 彈簧分布排列時(shí)，應(yīng)保證彈簧過孔中心到模板邊緣距離大于外徑D,與其它過孔距離保持有5mm以上實(shí)體壁厚。2) 彈簧

40、排列首先考慮受力重點(diǎn)部位，然后再考慮整個(gè)模具受力均衡平穩(wěn)。受力重點(diǎn)部位是指:復(fù)合模的內(nèi)脫料板外形和沖頭的周圍;沖孔模的沖頭周圍;成形模的折彎邊及有抽牙成形的地方。 (3) 模板加工孔1) 彈簧在模板上的過孔，根據(jù)彈簧外徑不同取值不一樣。直徑25.0時(shí)，過孔取單邊大1.0mm,如30.0的彈簧，在模板的過孔為32.0;直徑25.0時(shí)，過孔取單邊大0.5mm,如20.0的彈簧，在模板的過孔為21.0。2) 彈簧過(沉)孔位置尺寸可不用標(biāo)注;直徑尺寸則在注解處說明，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。3 卸料螺釘選用卸料螺釘屬標(biāo)準(zhǔn)件，分為圓柱頭卸料螺釘（如圖1-37（a）所示）和圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（如圖1-37（

41、b）所示）兩種，卸料螺釘規(guī)格見附錄L1和附錄L2。一般優(yōu)先選用M8或M10的卸料螺釘，如果空間不夠，可選用M6的卸料螺釘。卸料螺釘長度按表2-16中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，如果卸料螺釘長度不是標(biāo)準(zhǔn)長度，則選用稍長的卸料螺釘，此時(shí)必須在備注欄里注明卸料螺釘之工作長度，由裝配現(xiàn)場(chǎng)自行加工。圖1-37 卸料螺釘結(jié)構(gòu)表2-16 卸料螺釘裝配尺寸 （mm）dM6M8M10M12d18101216d28.510.51315D13.5162026D112.5151824h1圓頭5679h1內(nèi)六角8101216hmin鑄鐵模座：hd鋼制模座：h0.75dhx1015mm（模具刃磨量46mm+安全余量510mm）h2卸

42、料板行程h3墊板厚度h4固定板厚度h5卸料板與固定板安全距離L螺桿長度說明 若模座開通孔，則h為零 若采用橡膠墊做彈性元件，h5尺寸即為橡膠墊壓縮后的高度 凸模刃口刃磨后，重新安裝卸料板時(shí)，需要在螺釘頭部添加墊圈，墊圈的厚度與刃磨量相等知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組確定卸料板、卸料彈簧、卸料螺釘?shù)囊?guī)格。 五 剛性推件裝置設(shè)計(jì)規(guī)范1剛性推件裝置工作原理對(duì)于小型倒裝式復(fù)合模，通常由剛性推件裝置將卡在凹模中的工件推出。如圖1-38（a）所示，壓力機(jī)滑塊中間有一橫孔，孔中放置有一橫梁。在壓力機(jī)滑塊兩側(cè)的床身上有兩個(gè)高度可調(diào)的限位擋塊。壓力機(jī)滑塊位于最低位置時(shí)，沖裁結(jié)束，這時(shí)橫梁被推桿（打桿

43、）頂起?；瑝K回程時(shí)，滑塊帶動(dòng)推桿、橫梁、凹模等向上運(yùn)動(dòng)。橫梁碰到限位擋塊時(shí)，橫梁停止向上運(yùn)動(dòng)，橫梁迫使推桿也停止運(yùn)動(dòng)。隨著滑塊等繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，推桿就推動(dòng)推件塊將工件從凹模中推出，如圖1-38（b）所示。圖1-38 剛性推件裝置結(jié)構(gòu) 1-推桿（打桿）；2-推件塊2推件塊設(shè)計(jì)規(guī)范（1）結(jié)構(gòu)形式 推件塊是直接與制件接觸的零件，截面形狀一般與制件相同，但是設(shè)計(jì)時(shí)需要注意防止其從凹模內(nèi)脫出，所以一般其結(jié)構(gòu)都是帶掛臺(tái)的凸緣式，如圖1-39所示。圖1-39 推件塊結(jié)構(gòu)1-推桿；2-卸料塊；3-凹模（2）配合尺寸與公差要求 凹模直壁段內(nèi)要能存留有34片制件的安全高度空間（即：h1=34t），以防出件失靈時(shí)，能

44、有足夠的時(shí)間停機(jī)。 推件塊在工作行程內(nèi)不能脫離凹模的直壁段，應(yīng)有至少約4mm的配合段（即h2=4mm）。 推件塊在下極點(diǎn)位置時(shí)要保證能伸出凹模面0.5mm左右，這種設(shè)計(jì)可以使推出的制件與凹模徹底脫離，同時(shí)，為修磨方便，應(yīng)保證h3至少大于5.0mm，即h3=h1+0.5mm5mm 推件塊的凸緣高度可取2mm（h4=2mm），凸緣寬度可取5mm（即w=5mm）。 推件塊與凹模、凸模的配合間隙查附錄D2確定。3推桿設(shè)計(jì)規(guī)范推桿（又稱打桿），已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A、B兩種型號(hào)，結(jié)構(gòu)如圖1-40所示。推桿的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于確定其長度。設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮其能被壓力機(jī)滑塊中的橫梁撞擊到，又不能過長而影響打板的行程。設(shè)計(jì)時(shí)一般選取打桿超出模柄30mm左右即可，打桿直徑比模柄孔徑小0.51mm。根據(jù)其直徑與長度查附錄J2選取標(biāo)準(zhǔn)件。圖1-40 推桿知識(shí)的應(yīng)用：以實(shí)際案例（如下圖所示），分組確定推件塊、打桿的規(guī)格。 六、活動(dòng)式擋料銷設(shè)計(jì)規(guī)范如圖1-41所示，對(duì)于小型倒裝式復(fù)合模，一般采用活動(dòng)式擋料銷來定位板料。該類擋料銷安裝在彈壓卸料板上，與卸料板采用H8/d9配合，如圖1-41、圖1-42所示?；顒?dòng)式擋料銷的尺寸見附錄H6。 （a） （b）圖1-41 彈簧彈頂擋料銷 圖1-42 活動(dòng)擋料銷 當(dāng)板料較厚時(shí)，也可采用固定擋料銷代替活動(dòng)擋料銷。固定擋料銷如圖1-43，可查附錄H7確定其參數(shù)。七、小型標(biāo)準(zhǔn)沖模模架及