墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計—沖孔--課程設(shè)計(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上成人高等學(xué)歷教育 課程設(shè)計說明書 墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計沖孔 辦學(xué)單位： 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 班 級：機(jī)械工程及自動化專業(yè)2008級專升本函授學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 講師 提交日期： 2009 年 12 月 31 日 專心-專注-專業(yè)課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書茲發(fā)給 機(jī)械工程及自動化專業(yè)2008級專升本函授 班學(xué)生 魏媚媚 課程設(shè)計任務(wù)書，內(nèi)容如下：1. 課程設(shè)計題目： 墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計沖孔 2. 課程設(shè)計內(nèi)容：(1) 圖示零件沖壓工藝性的分析；(2) 分析比較后，確定零件的沖壓工藝方案；(3) 零件的沖壓工藝計算；(4) 選擇和確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式；(

2、5) 設(shè)計沖孔工序的模具(繪制總裝圖及凸、凹模圖)；(6) 編寫上述內(nèi)容的設(shè)計計算說明書。3. 主要參考資料： (1) 王孝培 主編. 沖壓設(shè)計資料. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983. (2) 夏琴香，袁寧 編著. 模具設(shè)計及計算機(jī)應(yīng)用. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2008；(3) 李天佑 主編. 沖模圖冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990；(4) 吳詩惇 主編.沖壓工藝及模具設(shè)計.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002. 4. 本設(shè)計任務(wù)書于2009年 10 月 11 日發(fā)出，應(yīng)于2009 年 12 月 31 日前完成，然后進(jìn)行答辯。專業(yè)教研室、研究所負(fù)責(zé)人 夏琴香 審核 2009 年 10 月

3、 10 日指導(dǎo)教師 袁寧 簽發(fā) 2009 年 10 月 11 日摘 要沖壓加工可以很高效率對板材實(shí)施塑性成形加工。此外，與其他加工方法相比較，具有生產(chǎn)效率高，材料利用率高、零件互換性好及成形零件機(jī)械性能好的特點(diǎn)。由于沖壓加工方法具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，在制造領(lǐng)域中的利用越來越廣泛，在航天航空、兵器、船舶、汽車、電氣、儀表等生產(chǎn)中，沖壓加工技術(shù)以及成為不可缺少的重要加工方法之一。目前，沖壓加工及其模具技術(shù)的發(fā)展主要集中早金屬塑性成形理論與工藝研究，沖壓加工過程中的計算機(jī)輔助分析，開發(fā)研制成形新工藝及新型模具，以及生成自動化和柔性化等方面。本次設(shè)計了一套沖孔、落料的模具。首先要對墊圈進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過

4、工藝分析和對比確定模具架及壓力機(jī)，確定壓力機(jī)的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計的模具。得出將設(shè)計的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計過程表達(dá)出來。在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計的意義，對沖壓件的工藝分析，工藝方案的確定。通過，對零件排樣圖的設(shè)計，完成了材料利用率的計算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設(shè)計計算。最后對主要零部件的設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設(shè)計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。關(guān)鍵字：墊圈 沖壓工藝 落料沖孔 模具結(jié)構(gòu)AbstractT

5、he punching process can carry out plastic deformation to panel with great efficiency. Additionally, comparing with other processing method, this process possesses a great number of advantages, such as high production efficiency, high utilization ratio of material, good interchangeability of componen

6、ts as well as excellent mechanical property of shaped components.Because of its unique technical superiority, the punching process is used widely in manufacturing field and becomes one of the most important processing methods in production of aircraft, weapon, watercraft, automobile, electricity and

7、 meter. At present, the development of punching process and die technique are focus on metal plastic deformation theory and technology research, CAA in process of punching, new technology of molding and new type of die. A molding tool for designing a set ofly hurtling bore, falling anticipating.Want

8、 to proceed the craft analysis to the washer first, analyze through craft with contrast certain molding tool a model number for and pressure machine, making sure pressure machine.Analyze again to wash to press a molding tool for processing apply the type the choice a molding tool for needing design.

9、Get a molding tool for will designing type empress expresses out each work zero parts design process of the molding tool.In text file the first part, described to wash the development condition that press the molding tool primarily, explain to wash the importance that press the molding tool and the

10、meaning of this design, to craft that washing and pressing the piece analyzes, the craft project really settles.Pass, line up the design of the kind diagram to the spare parts, complete the calculation of the material utilization.Proceed again the calculation that wash cut the craft dint with wash t

11、o cut mold work part of designs calculation.Finally to the design of the main the parts of zero with the choice of the standard piece, draw for this design molding tool to take shape the offering with the molding tool according to, and for assemble each size of diagram offering according to.The desi

12、gn project passing before draws an each spare parts of molding tool diagram with assemble the diagram.Key word: washer 、punching technology 、blank punching 、die structure目錄第一章 緒論1.1 選題背景及意義我國模具工業(yè)從起步到飛速發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)。近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計與制造水平有了較大提高。但是，由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間，處于本廠的配套地位。目

13、前我國模具工業(yè)的技術(shù)水平和制造能力，是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的瓶頸?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。一般模具國內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長壽命的多工位級進(jìn)模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，近年來模具進(jìn)口量已超過國內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具質(zhì)量及附加值的高低，取決于模具專業(yè)人才的技術(shù)水平。隨著產(chǎn)品市場的國際化，如何降低生產(chǎn)成本以

14、適應(yīng)競爭的激烈和殘酷越來受關(guān)注，產(chǎn)品制造的批量化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化，就越來越顯得十分重要了。我國把模具行業(yè)納人高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域,另一方面，沖壓工藝廣泛應(yīng)用于民用、航空航天、汽車和工藝品等領(lǐng)域，在產(chǎn)品組件中所占的比例也越來越大。但由于我國模具工業(yè)起步較晚，起點(diǎn)較低，加工制造手段落后，尤其是技術(shù)應(yīng)用人才缺乏，技術(shù)水平落后，制約了該產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已使之成為制約其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。因此，模具專業(yè)應(yīng)義不容辭，肩負(fù)起大力培養(yǎng)模具專業(yè)人才的重任，積極推動我國模具工業(yè)的發(fā)展。為了適應(yīng)市場對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具業(yè)將有如下發(fā)展趨勢：(1)愈來愈高的模具精度；(2)模具日趨

15、大型化；(3)擴(kuò)大應(yīng)用熱流道技術(shù)；(4)進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具； (5)增大塑料模具比例；(6)日漸推廣應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)化；(7)大力發(fā)展快速制造模具。我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，給模具人才培養(yǎng)、培訓(xùn)單位提出了新的課題，尤其是針對行業(yè)的職業(yè)技術(shù)教育。怎樣培養(yǎng)出適應(yīng)我國模具工業(yè)發(fā)展“適銷對路”的應(yīng)用型專門人才，將是今后一段時期高職院校模具設(shè)計及制造專業(yè)教育工作者應(yīng)認(rèn)真思考的問題。1.2 沖壓模的分類沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類：121根據(jù)工藝性質(zhì)分類（1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。（2）彎曲模 使板料

16、毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。（3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。（4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。122根據(jù)工序組合程度分類（1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。（2）復(fù)合模 只有一個工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。（3）級進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中

17、，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。1.3 沖壓模的設(shè)計要點(diǎn)和步驟131沖壓模的設(shè)計要點(diǎn)在滿足制件使用性能的前提下，盡量使用模具的結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、材料消耗少、制件成本底，既要保證模具壽命，又要考慮經(jīng)濟(jì)性。它包括：（1）沖裁件的工藝性分析，擬定工藝方案。（2）最佳工藝方案的確定。（3）選擇模具的結(jié)構(gòu)形式（4）確定模具壓力中心。（5）模具的閉合高度（模具與壓力機(jī)的關(guān)系）132沖壓模的設(shè)計步驟（1）對沖裁件進(jìn)行工藝分析。（2）根據(jù)現(xiàn)有條件確定沖裁的最佳工藝方案。（3）選擇模具的結(jié)構(gòu)形式。（4）進(jìn)行必要的工藝計算。有關(guān)排樣的設(shè)計與計算。確定壓力。確定模具壓力中心。計算凸、凹模刃口

18、部分尺寸并確定其其制造公差。選用彈簧或橡膠彈簧等彈性元件，并通過計算驗(yàn)證是否達(dá)到要求。必要時，校核凸模、凹模等模具主要零部件的強(qiáng)度。（5）確定模具主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸。（6）選擇壓力機(jī)。（7）繪制模具總裝圖。（8）畫出非標(biāo)零件圖。第二章 零件沖壓工藝分析以及方案確定2.1 零件沖壓工藝分析 零件尺寸公差無要求，故按IT14級選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。材料為鋼板，厚度為0.5mm。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(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用利用導(dǎo)正

19、銷進(jìn)行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進(jìn)行加工.2.1.1方案比較一、采用復(fù)合模加工復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)（1）制件精度高。由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成數(shù)道沖壓工序。因而不存在累積定位誤差。使沖出的制件內(nèi)外形相對位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料。（2）生產(chǎn)效率高。（3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)（1）凸凹模璧厚不能太?。ㄍ庑闻c內(nèi)形、內(nèi)形與內(nèi)形），以免影響強(qiáng)度。（2）凸凹模刃磨有時不方便。尤其是在凸凹模即沖裁，又成形的情況時。（如生產(chǎn)批量大，條件許可時，可將凸凹模刃口部分和盛開部分分開設(shè)計）。 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的選用原則綜上所述可知，只

20、有當(dāng)制件精度要求高，生產(chǎn)批量大，表面要求平整時，才選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。二、采用級進(jìn)模加工1)級進(jìn)模是多工序沖模，在一副模具內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形和拉深等多種多道工序，具有比復(fù)合模更高的勞動生產(chǎn)率，也能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的沖壓件；2)級進(jìn)模操作安全，因?yàn)槿耸植槐剡M(jìn)入危險區(qū)域；3)級進(jìn)模設(shè)計時，工序可以分散。不必集中在一個工位，不存在復(fù)合模中的“最小壁厚”問題。因而模具強(qiáng)度相對較高，壽命較長。4)級進(jìn)模易于自動化，即容易實(shí)現(xiàn)自動送料，自動出件，自動疊片；5)級進(jìn)模可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)，因?yàn)楣ぜ蛷U料可以直接往下漏；6)使用級進(jìn)?？梢詼p少壓力機(jī)，減少半成品的運(yùn)輸。車間面積和倉庫面積可大大減小。級進(jìn)模

21、的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長，成本高。因?yàn)榧夁M(jìn)模是將工件的內(nèi)、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內(nèi)、外形相對位置的一次性。但精度高的零件，并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形相對位置要求都高，可以在沖內(nèi)形的同一工位上，把相對位置要求高的這部分輪廓同時沖出，從而保證零件的精度要求。三、比較方案一與方案二對于所給零件，由于兩小孔比較接近邊緣，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面相對較難實(shí)現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進(jìn)模加工。2.2 零件排樣因素的考慮 排樣問題是指需要開料的工件在板料上的布置和開切方式。選擇合理的排樣布局方式，是提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本和保

22、證工件質(zhì)量的有效措施。排樣起先是指沖裁件在條料、帶料、板料上的布置方式。選擇合理的排樣方式和適當(dāng)?shù)拇畋阒担翘岣卟牧侠寐?、降低生產(chǎn)成本和保證工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。根據(jù)沖裁件在板料上的布置方式，排樣形式有直排、單行排、多行排、斜排、對頭直排和對頭斜排等 多種排列方式。在沖壓零件的成本中，材料費(fèi)用約占 60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用具有非常重要的意義。沖壓件在條料或板料上的布置方法稱為排樣。不合理的排樣會浪費(fèi)材料，衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是材料的利用率。 可用下式計算 ： 一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率：A/A0nA/h 式中材料利用率； 工件的實(shí)際面積； A0所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；

23、 h 送料進(jìn)距 (相鄰兩個制件對應(yīng)點(diǎn)的距離)； B條料寬度。 n-一個進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目。 從上式可看出 ，若能減少廢料面積，則材料利用率高。廢料可分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種(圖1）。搭邊和余料屬工藝廢料，這是與排樣形式及沖壓方式有關(guān)的廢料；結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀特點(diǎn)決定，一般不能改變。所以只有設(shè)計合理的排樣方案，減少工藝廢料，才能提高材料利用率。 1-結(jié)構(gòu)廢料； 2-工藝廢料圖 1 廢料分類 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)與壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，排樣時應(yīng)考慮如下原則： 提高材料利用率 (不影響制件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變制件形

24、狀)。 排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動強(qiáng)度小且安全。 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。 保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 2.3排樣設(shè)計及計算 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)與壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，排樣時應(yīng)考慮如下原則： 提高材料利用率 (不影響制件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變制件形狀)。 排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動強(qiáng)度小且安全。 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。 保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 排樣方法 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣又可分為直排、 斜排 、對排

25、、混合排、多排等多種形式。 圖 2 排樣 有廢料排樣法：如圖 2a)所示，沿制件的全部外形輪廓沖裁，在制件之間及制件與條料側(cè) 邊之間 ，都有工藝余料 (稱搭邊)存在。因留有搭邊，所以制件質(zhì)量和模具壽命較高，但材料利用率降低。 少廢料排樣法：如圖 2b)所示。沿制件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在制件之間(或制件與條料側(cè) 邊之間 )留有搭邊，材料利用率有所提高。 無廢料排樣法：無廢料排樣法就是無工藝搭邊的排樣，制件直接由切斷條料獲得。圖 2c)是步距為兩倍制件寬度 的一模兩件 的無廢料排樣。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力但是，

26、因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以沖裁件的公差等級較低。同時，因模具單面受力 (單邊切斷時)，不但會加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。為此排樣時必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。表 1為排樣形式分類示例。 表 1排形式分類示例(1)、排樣方案 為提高材料的利用率，采用直排的排列方案，如圖2-1所示。 (2)、 步距 H=28.2+1.2=29.4(mm)條料寬度 B=28.2+1.52=31.2(mm)(3)沖壓件毛坯面積 A=(28.2/2)2=624.3(mm2)(4)一個步距材料利用率： =A/BH100%=624.3/31.229.4100

27、%=68.06% 第三章 凸、凹模的設(shè)計 3.1 凸、凹模的設(shè)計原則 沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則：設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在

28、磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用x、表示，其中為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值在0.之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選取：工件精度IT10以上 X=1工件精度IT11IT13 X=0.75工件精度IT14 X=0.5不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)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24級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按級來選??；對于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選?。粚τ谌锌诔叽缒p后無變化的制

29、造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（）。工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差3.2 沖裁間隙的選用 沖裁間隙是指凸凹模刃口間縫隙的距離。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設(shè)計中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和力能的消耗。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需要合理的選用。沖裁間隙有雙面間隙和單面間隙之分，未注單面的即為雙面間隙。3.2.1沖裁間隙對沖裁的重要影響間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)

30、。（1）間隙對沖裁件質(zhì)量的影響間隙是影響沖裁件質(zhì)量的主要因素之一。（2）間隙對沖裁力的影響試驗(yàn)證明，隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但當(dāng)單面間隙介于材料厚度的520范圍內(nèi)時沖裁力的降低不超過5l0。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不很大。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15一25時，卸料力幾乎降到零。但間隙繼續(xù)增大會時毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。（3）間隙對模具壽命的影響模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。刃磨壽命是用兩次刃磨之間的合格制件數(shù)表示?？倝勖怯媚＞呤橹沟目偟暮细裰萍?shù)表示。模具失效的原因

31、一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。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，就必須提高模具硬度、精度、減小模具粗糙度、良好潤滑，以減小磨損。3.2.2沖裁間隙選用依據(jù)沖裁間隙的大小主要與材料性能及厚度有關(guān)，材料越硬，厚度越大，則間隙值應(yīng)越大。由于生產(chǎn)中對沖裁件質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，因此沖裁間隙值的確定應(yīng)在保證沖裁件尺寸精度和滿足剪切面質(zhì)量的前提下，考慮模具壽命、模具結(jié)構(gòu)、沖裁件尺寸和形狀、生產(chǎn)條件等因素綜合分析后確定。3.2.3沖模間隙值的確定由以上分析可見，間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力模具壽命等都有很大的影響。但很難

32、找到一個固定的間隙值，能同時滿足沖裁件質(zhì)量最佳、沖模壽命最長、沖裁力最小等各方面的要求。因此在沖壓實(shí)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也三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值。只要間隙在這個范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。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，最大值稱為最大合理間隙?？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。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)法兩種。（1）理論確定法主要是根據(jù)凸凹模刃口產(chǎn)生的裂紋相互重合進(jìn)行計算合理間隙。（2）經(jīng)驗(yàn)確定法根據(jù)研究與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，間隙值可按要求分類查表確定。對于

33、尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值，這時沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。對于對于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求都前提下，應(yīng)以降低沖裁力，提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值。3.3 沖裁凸、凹模刃口尺寸的確定凸模與凹模刃口尺寸和公差，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公差來保證。因此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(xiàng)重要工作。 表3.1 常用金屬材料的沖裁模初始雙面間隙值Z mm板料厚度軟鋁純銅、黃銅、軟鋼WC=0.08%0. 2%中等硬度WC=0.3%0. 4%硬鋼WC=0.5%0. 6%ZminZmaxZm

34、inZmaxZminZmaxZminZmax1.50.0750.1050.0900.1200.1050.1350.1200.1501.80.0900.1260.1080.1440.1260.1620.1440.1802.00.1000.1400.1200.1600.1400.1800.1600.2002.20.1320.1760.1540.180.1760.2200.1980.2422.50.1500.2000.1750.2250.2000.2500.2250.2753.3.1刃口尺寸確定的原則由于凸凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度，而在沖裁件尺寸的測量和使用中，都以光亮帶的尺寸為基

35、準(zhǔn)。落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸。落料件的光亮帶是因凹模刃口擠切材料而產(chǎn)生的，而沖孔件的光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凹模尺寸。沖裁過程中，凸凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大，因此確定凸凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔，并遵循如下原則：（1）設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即重裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來獲得。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上，重裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。（2）根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)

36、律，設(shè)計落料模時，凹模基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸凹模在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。（3）不管落料還是沖孔，其間隙一般選用最小合理間隙值。（4）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度和模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證又合理的間隙值。3.3.2刃口尺寸的決定方法由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。按凸模與凹模圖樣分別加工發(fā)這種方法主要適用于圓形或簡單形狀的工件，因沖裁次類工件的凸凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計時需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和

37、凹模刃口尺寸及制造公差。凸凹模分別加工發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是，凸凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相對較高。（2）凸模與凹模配作法采用凸凹模分開加工時，為了保證凹凸模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差。因此，造成沖裁制造困難。對于沖制薄材料的沖裁，或沖制復(fù)雜形狀的工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的方法加工。3.3.3刃口尺寸的計算由于總裁件的形狀簡單，沖模加工方法采用凸模與凹模圖樣分別加工的方法。查表6-3 得間隙Zmin=0.140mm Zmax=0.180mm，(1)、查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)

38、值表得，14.8的IT14的自由公差為:=+0.43mm制造公差為：p=0.43/4=0.1075mm d=0.43/4=0.1075mm dd=(d+x) 0 -p=(14.8+0.50.45) 0 -0.1075=15.025 0 -0.1075(mm) dp=（d+x+Zmin) +p 0 =(14.8+0.50.45+0.14) +0.1075 0=15.165+0.1075 0(mm)(2)、查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表得，28.2 IT14的自由公差為:=+0.52mm制造公差為：p=0.52/4=0.13mm d=0.52/4=0.13mm Dp=(D-x- Zmin) 0 -p=(28.2

39、-0.50.52-0.035) 0 -0.13=27.905 0 -0.13(mm)Dd=(D-x) +p 0 =(28.2-0.50.52)+0.13 0 =27.94+0.13 0(mm)3.4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和固定 （1）凸模的固定方法由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等。凸模的固定方法有臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。（2）凸模的結(jié)構(gòu)形式（見附圖SJ001、SJ002）3.5 凹模的設(shè)計 （1）凹模的

40、結(jié)構(gòu)類型及固定方法凹模類型由整體式、帶臺肩的沖圓孔凹模、無臺肩的沖圓孔凹模、沖非圓孔形凹模、臺肩式?jīng)_非圓孔的圓凹模等十余種類型。在這里我們主要選用整體式或組合式凹模。固定方式采用直接聯(lián)結(jié)，其特點(diǎn)是用螺釘、銷釘直接緊固凹模，緊固可靠，應(yīng)用廣泛。（2）凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式（見附圖SJ003）第四章 沖壓力的計算及壓力機(jī)的選擇 4.1 沖壓力的計算 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和。計算應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)分別對待。4.1.1確定沖壓力（1）沖孔力P1=KLtBb=1.314.82350=42.290103(N)（2）落料力 P2= KLtBb=1.328.22350=80.5791

41、03(N)（3）落料時的卸料力Ps= KsP2=0.05580.5791034.43(N) (查表6-14得Ks取0.055)（4）落料時的卸料力Pp= nKpF1 根據(jù)凹模刃口形式，并查表6-6得，刃口直壁部分h=4mm，則 n=h/t=4/2=2 查表6-14, Kp=0.1,所以Pp= nKpF1=20.142.2901038.46(N) 選擇沖床時的總沖壓力為： P總=P1+P2+PS+PP=42.290103+80.579103+4.43+8.46=135.759103(N)4.1.2低沖裁力的方法為實(shí)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(jī)震動。常用下列方法來降低沖裁力。（

42、1）階梯凸模沖裁中，將凸模設(shè)計成不同長度，使工作端面呈階梯式布置，這樣各凸模沖裁力的最大峰值不同時出現(xiàn)，從而達(dá)到降低沖裁力的目的。在幾個凸模直徑相差較大，相距又很大的情況下，為能避免小直徑凸模由于承受材料流動的側(cè)壓力而產(chǎn)生折段或產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象，應(yīng)該采用階梯布置，即將小模做的短一些。其沖裁力計算時，一般只按產(chǎn)生最大沖裁力的那個階梯進(jìn)行計算。（2）斜刃沖裁用平刃口模具沖裁時，沿刃口整個周邊同時沖切材料，故沖裁力較大。若將凸模或凹模刃口平面做成與其軸線傾斜一個角度的斜刃，則沖裁時刃口就不是全部同時切入，而是逐漸的將材料切離，這就相當(dāng)于把沖裁件整個周邊長分成若干小段進(jìn)行剪切分離，因而能顯著降低沖裁力。斜

43、刃沖裁時，會使板料產(chǎn)生彎曲，因而斜刃配置的原則是：必須保證工件平整，只允許廢料產(chǎn)生彎曲變形。因此，落料時凸模應(yīng)為平刃，凸模為斜刃。沖孔時則凹模應(yīng)為平刃，凸模為斜刃。斜刃還應(yīng)當(dāng)對稱布置，以免沖裁時模具承受單向壓力而發(fā)生偏移，啃傷刃口。向一邊傾斜的斜刃，只能用于切舌或切開。斜刃沖裁雖有降低沖裁力使沖裁過程平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，但模具制造復(fù)雜，刃口易磨損，修模困難，沖件不夠平整，且不適于沖裁外形復(fù)雜的沖件，因此在一般情況下盡量不用，只用于大型沖件或厚板的沖裁。最后應(yīng)當(dāng)指出，采用斜刃沖裁或階梯凸模沖裁時，雖然減低了沖裁力，但凸模進(jìn)入凹模較深，沖裁行程增加，因此這些模具省力而不生功。（3）加熱沖裁金屬在常溫時其抗剪強(qiáng)度是一定的，但當(dāng)金屬材料加熱到一定溫度后，其抗剪強(qiáng)度顯著降低，所以加熱沖裁能降低沖裁力。但加熱沖裁易破壞工件便面質(zhì)量，同時會產(chǎn)生熱變形，精度低，因此應(yīng)用較少 4.2 沖壓壓力中心的計算沖模對工件施加的沖壓力合力的中心稱為沖壓壓力中心。沖裁模對工件施加的沖裁力合力的中心為沖裁壓力中心，拉伸模對工件施加的拉深力合力的中心成為拉深壓力中心。為了保證壓力機(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。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