模具設(shè)計基礎(chǔ)沖裁

模具設(shè)計基礎(chǔ)沖裁第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日模具設(shè)計基礎(chǔ)第二章沖裁工藝及沖裁模具設(shè)計第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日

1.

掌握沖裁模刃口尺寸計算方法和排樣設(shè)計；

本章學(xué)習(xí)要求：

2.

掌握沖裁工藝性分析、工藝設(shè)計和工藝計算；3.

掌握沖裁模典型結(jié)構(gòu)的特點和模具主要零部件的設(shè)計；4.

熟悉沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟；5.

了解沖裁變形規(guī)律和沖裁件質(zhì)量的影響因素；第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日沖壓分為哪幾大工序?

分為二大工序：分離工序（沖裁）變形工序(彎曲、拉深)沖裁?是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的沖壓工序落料、沖孔工序?沖裁按其成形機理分為精密沖裁和普通沖裁。常說的沖裁為普通沖裁如落料、沖孔、切斷等沖模?沖裁使用的模具又稱沖裁模沖裁概述第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日

沖裁從廣義上說是分離工序的總稱，包括落料、沖孔、切斷、修邊、切舌等多種工序。但一般來說，沖裁工藝主要是指落料與沖孔兩大工序。根據(jù)不同機理：

普通沖裁（沖裁）

沖裁

精密沖裁（精沖）

分離工序（落料、沖孔）沖壓工序

變形工序（彎曲、拉深）

沖裁概述第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.沖裁變形過程1)彈性變形階段2)塑性變形階段3)斷裂分離階段

2.1沖裁基本概念第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日2.沖裁斷面特征1)圓角帶2)光亮帶3)斷裂帶4)毛刺

在上述四個特征區(qū)中，光亮帶質(zhì)量最好，各部分所占比例，隨性能、厚度、間隙、刃口狀態(tài)等條件的不同而變化。2.1沖裁基本概念第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.沖裁間隙與沖裁斷面質(zhì)量的關(guān)系1)模具間隙2.1沖裁基本概念沖裁間隙：指凸模與凹模刃口橫向尺寸差值，用z表示。Z＝D凹–d凸

式中Z——雙面間隙(mm)D凹——凹模直徑尺寸(mm)d凸——凸模直徑尺寸(mm)第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.沖裁間隙與沖裁斷面質(zhì)量的關(guān)系2)間隙對沖裁件斷面質(zhì)量的影響2.1沖裁基本概念

間隙過小斷面質(zhì)量不好（上下裂紋不重合）間隙過大斷面質(zhì)量不好（毛刺增大）間隙適中斷面質(zhì)量好3）材料的性能對斷面質(zhì)量的影響

塑性好的材料：裂紋出現(xiàn)較遲，材料被剪切的深度較大（得到的光面比例大）

塑性差的材料：剪切開始不久即被拉裂，斷面光亮帶少。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日4.合理間隙值的確定

確定原則

精度、斷面質(zhì)量不高，大間隙

精度、斷面質(zhì)量高，小間隙

設(shè)計時取最小合理間隙

還需根據(jù)尺寸與形狀、模具材料和加工方法、沖壓方法及速度等因素酌情增減。（P27）1）經(jīng)驗確定法2.1沖裁基本概念

P262）查表法

P26表2-1第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日2.2沖裁模設(shè)計與有關(guān)工藝計算2.3模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日2.5沖模的設(shè)計步驟1.分析制件的工藝性，擬定工藝方案2.沖壓工藝計算及設(shè)計1）確定排樣方案，計算材料利用率，選定板料規(guī)格，繪出排樣圖。2）計算刃口尺寸。3）計算沖壓力，確定壓力中心，初選壓力機。4）填寫沖壓工藝卡。3.沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計1）確定凹模其它尺寸：壁厚、螺孔、銷孔尺寸及間距，按標(biāo)準(zhǔn)選取外形尺寸。2）按標(biāo)準(zhǔn)選擇模架。3）畫裝配草圖。4）校核壓力機（閉合高度、行程、滑塊及工作臺尺寸等）。5）畫零件圖。6）畫正式裝配圖。7）編寫技術(shù)文件（略）。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日課程設(shè)計制件名稱：托架材料：08冷軋鋼板料厚：1.5mm制件尺寸精度IT14生產(chǎn)批量：2萬件第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日一、確定工藝方案制成該零件所需的基本工序為沖孔、落料和彎曲。其中沖孔和落料屬于簡單的分離工序彎曲成形的方式可以有三種：

a---一道工序彎成

b---二道工序彎成

c---二道工序彎成第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日

1.工藝性分析

⑴該零件上有兩種共５個孔。

（零件上的孔，盡量在毛坯上沖出，以簡化模具結(jié)構(gòu)，便于操作。）確認孔邊距是否滿足要求。

Ф10孔L=6>t=1.5(mm)

彎曲時不會引起孔變形，可在壓彎前沖出，沖出的Ф10孔可以做后續(xù)工序定位孔用。

4-Ф5孔L=（36-28-5）/2-1.5=0<t=1.5(mm)

彎曲時易發(fā)生孔變形，故應(yīng)在彎后沖出。

⑵彎曲半徑

r=1.5>rmin=0.8t=0.8×1.5=1.2(mm)第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日

2.工藝方案的確定⑴完成該零件的成形，可能的工藝方案有以下幾種：方案一：1)落料、沖Ф10孔復(fù)合，見圖（a）

2)壓彎外部兩角并使中間兩角預(yù)彎45o，見圖（b）

3)壓彎中間兩角，見圖（c）

4)沖4-Ф5孔，見圖(d)第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案二：1)落料、沖Ф10孔復(fù)合2)壓彎外部兩角，見圖（a）3)壓彎中間兩角，見圖（b）4)沖4-Ф5孔(工序1、4同方案１)第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案三：1)落料、沖Ф10孔復(fù)合2)壓彎四角，見圖3)沖4-Ф5孔(工序1、３同方案１)第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案四：1)沖Ф10孔，切斷及彎曲外部兩角級進，見圖（a）2)壓彎中間兩角，見圖（b）3)沖4-Ф5孔(工序３同方案１)．第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案五：1)沖Ф10孔、切斷(落料)及壓彎四個角連續(xù)沖壓，見圖2)沖4-Ф5孔(工序２同方案１)．第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案六：全部工序組合采用帶料連續(xù)沖壓如下圖所示的排樣圖

第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日⑵各工藝方案的分析比較方案一

優(yōu)點：①模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快；②工件的回彈容易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量高；③各工序（除第一道工序外）都能利用Ф10孔和一個側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計基準(zhǔn)重合，操作也比較簡單方便。缺點：工序分散，需用壓床、模具及操作人員多，勞動量大。方案二優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡單，投產(chǎn)快壽命長缺點:回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，且工序分散，勞動量大，占用設(shè)備多。方案三

優(yōu)點：工序比較集中，占用設(shè)備和人員少優(yōu)點：但模具壽命短，制件質(zhì)量（精度與表面粗糙度）低。第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日方案四優(yōu)點:工序比較集中,從工件成形角度看,本質(zhì)上與方案二相同缺點:模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜方案五

本質(zhì)上與方案三相同，只是采用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的級進模方案六優(yōu)點:工序最集中，只用一副模具完成全部工序。由于它實質(zhì)上是把方案一的各工序分別布置到連續(xù)模的各工位上，所以它還具有方案一的各項優(yōu)點。缺點:模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修困難、制造周期長。

綜上所述，考慮到該零件的批量不大，為保證各項技術(shù)要求選用方案一①落料和沖Ф10孔；②壓彎端部兩角；③壓彎中間兩角；④沖4-Ф5孔。第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、工藝計算1.計算毛坯長度r/t=1.5/1.5=1>0.5毛坯總展開長度L0L0=2（l1+l2+l3+l4）+l5由圖：l1=7.5；l3=27；l5=11l2=π/2·

(R+Xt)=3.14/2×

(1.5+0.42×1.5)=3.34(mm)l4=l2l0=2×

(7.5+3.34+27+3.34+11)=104.37≈104(mm)第二十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日2．排樣及材料利用率

由于毛坯尺寸較大，并考慮操作方便與模具尺寸，采用單排取搭邊a=2a1=1.8則進距h=30+1.5=31.5mm條料寬度B=104+2×(2+0.7)+0.3=109.7（取110mm）板料規(guī)格選用1.5×1100×1800(mm)