第二章 沖裁工藝與沖裁模具設(shè)計(jì)

1、第第2章章沖裁工藝與沖裁模基礎(chǔ)概概 述述是利用模具將板料的一部分沿一定輪廓形狀與另是利用模具將板料的一部分沿一定輪廓形狀與另一部分分離的沖壓工序。（注意廣義和狹義的區(qū)別）一部分分離的沖壓工序。（注意廣義和狹義的區(qū)別）若是為了獲取具有所需內(nèi)孔形狀的零件，若是為了獲取具有所需內(nèi)孔形狀的零件，則稱為沖孔。沖下來(lái)的是廢料，得到的是則稱為沖孔。沖下來(lái)的是廢料，得到的是工件。工件。若是為了獲取具有所需外形輪廓的零件，若是為了獲取具有所需外形輪廓的零件，則稱為落料。沖下來(lái)的是工件，剩余的是廢則稱為落料。沖下來(lái)的是工件，剩余的是廢料。料。沖裁模沖裁模沖裁變形過(guò)程：沖裁變形過(guò)程：1 彈性變形階段彈性變形階段 下

2、沉，上翹下沉，上翹初始塌角；初始塌角； 撤撤力后恢復(fù)。力后恢復(fù)。3 斷裂分離階段斷裂分離階段 上下裂紋重上下裂紋重合，斷裂合，斷裂2 塑性變形階段塑性變形階段屈服極限之上，曲屈服極限之上，曲線前段；直至微裂紋線前段；直至微裂紋出現(xiàn)。出現(xiàn)。三個(gè)階段：三個(gè)階段：沖裁基本概念：沖裁基本概念：圓角帶圓角帶發(fā)生在彈性變形后發(fā)生在彈性變形后期和塑性變形初期，期和塑性變形初期，由金屬的彎曲和拉伸由金屬的彎曲和拉伸而形成。其大小與材而形成。其大小與材質(zhì)有關(guān)。質(zhì)有關(guān)。光亮帶光亮帶產(chǎn)生于塑性變產(chǎn)生于塑性變形階段，斷面主形階段，斷面主要受剪應(yīng)力和壓要受剪應(yīng)力和壓應(yīng)力作用。斷面應(yīng)力作用。斷面平整、光滑。通平整、光滑。

3、通常占整個(gè)區(qū)域的常占整個(gè)區(qū)域的1/21/3，與材質(zhì)，與材質(zhì)有關(guān)。有關(guān)。斷裂帶斷裂帶產(chǎn)生于沖裁變形的第產(chǎn)生于沖裁變形的第三階段，受拉應(yīng)力作用，三階段，受拉應(yīng)力作用，得到表面粗糙無(wú)光澤且得到表面粗糙無(wú)光澤且有一定斜度和表面。有一定斜度和表面。毛剌區(qū)毛剌區(qū)是由于沖裁間隙的存是由于沖裁間隙的存在而產(chǎn)生，該區(qū)域一般在而產(chǎn)生，該區(qū)域一般不可避免。不可避免。影響因素：材質(zhì)、模具間隙、刃口狀態(tài)。影響因素：材質(zhì)、模具間隙、刃口狀態(tài)。沖裁斷面特征：沖裁斷面特征：沖裁間隙沖裁間隙概概 念：念：沖裁間隙是凸、凹模刃口尺寸之差。（其值可正可沖裁間隙是凸、凹模刃口尺寸之差。（其值可正可負(fù)，但通常為正值）負(fù)，但通常為正值）

4、 單邊間隙：?jiǎn)芜呴g隙： Z/2 =（DdDp）/2 雙邊間隙：雙邊間隙： Z=（DdDp）凸模凸模凹模凹模沖裁板料沖裁板料單邊間隙單邊間隙間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響間隙合理但不均勻時(shí)，間隙小的一邊出現(xiàn)間隙合理但不均勻時(shí)，間隙小的一邊出現(xiàn)a圖特征，間隙大圖特征，間隙大的一側(cè)將出現(xiàn)的一側(cè)將出現(xiàn)c圖的斷面特征。圖的斷面特征。材料塑性好時(shí)，則沖裁的斷面光亮帶多且圓角大；反之，材料塑性好時(shí)，則沖裁的斷面光亮帶多且圓角大；反之，材料塑性差時(shí)，沖件易裂，且斷面光亮帶少、圓角小、毛剌多；材料塑性差時(shí)，沖件易裂，且斷面光亮帶少、圓角小、毛剌多；刃口鈍時(shí)，沖件斷面毛剌相對(duì)增多。刃口鈍時(shí)，沖件斷面毛剌

5、相對(duì)增多。間隙對(duì)彎曲的影響間隙對(duì)彎曲的影響通常間隙越大，則沖裁件就彎曲越嚴(yán)重。通常間隙越大，則沖裁件就彎曲越嚴(yán)重。間隙對(duì)沖裁力的影響間隙對(duì)沖裁力的影響一般情況下，間隙越小，則所需的沖裁力越大；但沖裁間隙一般情況下，間隙越小，則所需的沖裁力越大；但沖裁間隙在一定范圍內(nèi)增大時(shí)，沖裁力也相對(duì)減小。在一定范圍內(nèi)增大時(shí)，沖裁力也相對(duì)減小。間隙對(duì)模具壽命的影響間隙對(duì)模具壽命的影響間隙越小，摩擦越嚴(yán)重，模具壽命就越短；而較大的間隙，可間隙越小，摩擦越嚴(yán)重，模具壽命就越短；而較大的間隙，可以相對(duì)地提高模具壽命。以相對(duì)地提高模具壽命。合理沖裁間隙值的確定：v工件斷面質(zhì)量無(wú)嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)取大間隙值；工件斷面質(zhì)量無(wú)

6、嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)取大間隙值；v工件的斷面質(zhì)量和制造精度較高時(shí)，應(yīng)取較小間隙值；工件的斷面質(zhì)量和制造精度較高時(shí)，應(yīng)取較小間隙值；v在設(shè)計(jì)沖模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)考慮模具摩損因素，沖裁在設(shè)計(jì)沖模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)考慮模具摩損因素，沖裁間隙應(yīng)取最小值。間隙應(yīng)取最小值。方法方法1：理論確定法：理論確定法如右圖所示，可得沖裁間隙為：如右圖所示，可得沖裁間隙為：tan)/1 (2tan)(200ththtZ方法方法2：查表法：查表法見(jiàn)教材見(jiàn)教材 P27 表格表格方法方法3：經(jīng)驗(yàn)公式法：經(jīng)驗(yàn)公式法軟材料：軟材料：t1mm，Z=（0.060.08）t ； t = 13mm，Z=（0.10.16）t ； t = 35mm，

7、Z=（0.160.20）t ；硬材料：硬材料：t1mm，Z=（0.080.10）t ； t = 13mm，Z=（0.120.16）t ； t = 38mm，Z=（0.160.26）t ；是沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性能，即沖裁件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、是沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性能，即沖裁件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工件精度等在沖裁時(shí)的難易程度。工件精度等在沖裁時(shí)的難易程度。沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性形狀：形狀：簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角：無(wú)尖角（導(dǎo)圓角）無(wú)尖角（導(dǎo)圓角）Rmin 孔徑：孔徑：dmin 搭邊：搭邊： 2t 懸臂和槽：懸臂和槽：避免細(xì)長(zhǎng)避免細(xì)長(zhǎng)端弧：端?。篟B/2沖裁件的精度一

8、般可分為沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)精密級(jí)與與經(jīng)濟(jì)級(jí)經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。兩類。（1 1）沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于）沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11IT11級(jí)，一般要求落料件公級(jí)，一般要求落料件公差等級(jí)最好低于差等級(jí)最好低于IT10IT10級(jí)，沖孔件最好低于級(jí)，沖孔件最好低于IT9IT9級(jí)。級(jí)。 （2 2）沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、）沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、刃口銳鈍以及沖模結(jié)構(gòu)等有關(guān)。當(dāng)沖裁厚度為刃口銳鈍以及沖模結(jié)構(gòu)等有關(guān)。當(dāng)沖裁厚度為2 mm2 mm以下的金屬以下的金屬板料時(shí)，其斷面粗糙度板料時(shí)，其斷面粗糙度RaRa一般可達(dá)一般可達(dá)12.512

9、.53.2 3.2 m m。 沖裁件尺寸的基準(zhǔn)應(yīng)盡可沖裁件尺寸的基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與其沖壓時(shí)定位能與其沖壓時(shí)定位基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)重合，并選擇在沖裁過(guò)程中基本上下并選擇在沖裁過(guò)程中基本上下不變動(dòng)的面或線上不變動(dòng)的面或線上。 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算尺寸尺寸計(jì)算計(jì)算的原的原則：則：重要性：重要性：前提：前提：沖模刃口處的尺寸及制造公差直接影響工件的尺寸沖模刃口處的尺寸及制造公差直接影響工件的尺寸精度，合理的沖裁間隙也靠其保證。精度，合理的沖裁間隙也靠其保證。因沖裁間隙的存在，落下的料和沖出的孔都帶有錐因沖裁間隙的存在，落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸與凹模刃口尺寸相近，沖

10、出度，且落料件的大端尺寸與凹模刃口尺寸相近，沖出的孔的小端尺寸與凸模尺寸相近。在實(shí)測(cè)中，落料件的孔的小端尺寸與凸模尺寸相近。在實(shí)測(cè)中，落料件以大端為準(zhǔn)，沖出的孔以小端為準(zhǔn)。以大端為準(zhǔn)，沖出的孔以小端為準(zhǔn)。區(qū)分沖裁方式區(qū)分沖裁方式使模具刃口的基本尺寸具有最大實(shí)體狀態(tài)使模具刃口的基本尺寸具有最大實(shí)體狀態(tài)刃口尺寸偏差采用單向注向金屬實(shí)體原則刃口尺寸偏差采用單向注向金屬實(shí)體原則沖模刃口尺寸、制造公差的大小主要取決于沖模刃口尺寸、制造公差的大小主要取決于沖裁件的形狀和精度。沖裁件的形狀和精度。刃口尺寸的計(jì)算方法刃口尺寸的計(jì)算方法1. 凸、凹?；Q加工時(shí)的刃口計(jì)算凸、凹?；Q加工時(shí)的刃口計(jì)算沖模刃口沖模刃

11、口尺寸公差帶尺寸公差帶分析圖分析圖運(yùn)用該方法必須使模具的制造公差與間隙滿足運(yùn)用該方法必須使模具的制造公差與間隙滿足dpZmaxZmin或或p 0.4（ZmaxZmin）d 0.6（ZmaxZmin）根據(jù)刃口尺寸的計(jì)算原則，互換加工時(shí)凸、凹模刃口尺寸根據(jù)刃口尺寸的計(jì)算原則，互換加工時(shí)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算公式如下：的計(jì)算公式如下：沖孔沖孔（設(shè)工件的尺寸為（設(shè)工件的尺寸為0d0min0()()pdpdddxddxZ min(0.5 )/8dLL 若在同一工步?jīng)_制兩個(gè)以上的孔，其凹模型孔中心距若在同一工步?jīng)_制兩個(gè)以上的孔，其凹模型孔中心距Ld：落料落料（設(shè)工件的尺寸為（設(shè)工件的尺寸為0D00min(

12、)()dpdpDDxDDxZ 該方法的優(yōu)點(diǎn)是凸、凹模具有互換性，便于模具成批加工；缺點(diǎn)是為了解該方法的優(yōu)點(diǎn)是凸、凹模具有互換性，便于模具成批加工；缺點(diǎn)是為了解保證合理間隙，需較高的模具制造等級(jí)，使模具成本增加，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。保證合理間隙，需較高的模具制造等級(jí)，使模具成本增加，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。），以凸模為基準(zhǔn)計(jì)算凹模，），以凸模為基準(zhǔn)計(jì)算凹模，），以凹模為基準(zhǔn)計(jì)算凸模，），以凹模為基準(zhǔn)計(jì)算凸模，2. 凸模和凹模配合加工時(shí)的刃口尺寸計(jì)算凸模和凹模配合加工時(shí)的刃口尺寸計(jì)算方法：方法：先加工基準(zhǔn)件（落料時(shí)為凹模，沖孔時(shí)為凸模，然后以基準(zhǔn)件先加工基準(zhǔn)件（落料時(shí)為凹模，沖孔時(shí)為凸模，然后以基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸配做另

13、一件，并在另一件上修出最小合理間隙值）的實(shí)際尺寸配做另一件，并在另一件上修出最小合理間隙值）v采用此方法時(shí)，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)準(zhǔn)尺寸及公差，另一件上只注基本尺采用此方法時(shí)，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)準(zhǔn)尺寸及公差，另一件上只注基本尺寸，并注明寸，并注明“該件按基準(zhǔn)件配制，且保證配合間隙該件按基準(zhǔn)件配制，且保證配合間隙”。分析：分析：不論是沖孔還是落料，可將工件尺寸按模具磨損后的情況不論是沖孔還是落料，可將工件尺寸按模具磨損后的情況分為三種：分為三種：工件尺寸變大、變小、不變。模具磨損使得工件尺工件尺寸變大、變小、不變。模具磨損使得工件尺寸變大的相當(dāng)于孔，應(yīng)使其具有最小尺寸；模具磨損使得工件寸變大的相當(dāng)于孔，

14、應(yīng)使其具有最小尺寸；模具磨損使得工件尺寸變小的相當(dāng)于軸，應(yīng)使其具有最大尺寸；而尺寸不變的應(yīng)尺寸變小的相當(dāng)于軸，應(yīng)使其具有最大尺寸；而尺寸不變的應(yīng)具體分析。具體分析。（1）沖孔模刃口尺寸的計(jì)算）沖孔模刃口尺寸的計(jì)算（沖孔時(shí)，仍依照前面的計(jì)算準(zhǔn)則，以凸模為基準(zhǔn)配制凹模）（沖孔時(shí)，仍依照前面的計(jì)算準(zhǔn)則，以凸模為基準(zhǔn)配制凹模）沖孔工件沖孔工件凸模凸模工件尺寸增工件尺寸增大的是大的是A類；類；減小的是減小的是B類；類；尺寸不變的是尺寸不變的是C 類類凸模磨損后凸模磨損后配合加工時(shí)，凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算公式見(jiàn)下表：配合加工時(shí)，凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算公式見(jiàn)下表：（2）落料模刃口尺寸的計(jì)算）落料模刃口尺寸的

15、計(jì)算（落料時(shí)，依照前面的計(jì)算法則，以凹模為基準(zhǔn)配制凸模）（落料時(shí)，依照前面的計(jì)算法則，以凹模為基準(zhǔn)配制凸模）凹模磨損后：凹模磨損后：工件尺寸增大工件尺寸增大的是的是A類；尺寸減類；尺寸減小的是小的是B類；尺寸類；尺寸不變的是不變的是C類。類。配合加工時(shí)，凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算公式見(jiàn)下表：配合加工時(shí)，凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算公式見(jiàn)下表：落料工件落料工件凹模凹模沖裁件的排樣沖裁件的排樣概概 念：念：沖裁件在條料、板料或帶料上的布置方式。（其是否沖裁件在條料、板料或帶料上的布置方式。（其是否合理直接關(guān)系到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率、工件合理直接關(guān)系到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率、工件成本和模具壽

16、命等）成本和模具壽命等）材料的利用率材料的利用率條料條料工件工件h B一個(gè)進(jìn)距內(nèi)材料的利用率：一個(gè)進(jìn)距內(nèi)材料的利用率：= （nS/Bh）100%一張板料總的利用率：一張板料總的利用率： = （NA/AL）100%從上可知，材料的利用率越高，則產(chǎn)生的廢料就越少。從上可知，材料的利用率越高，則產(chǎn)生的廢料就越少。廢廢 料料1）設(shè)計(jì)廢料，是工件的各內(nèi)孔產(chǎn)生的，它處決于工件的形狀，一）設(shè)計(jì)廢料，是工件的各內(nèi)孔產(chǎn)生的，它處決于工件的形狀，一般不能改變。般不能改變。2）工藝廢料，是因工件間的搭邊、工件與條料的側(cè)邊的搭邊、板）工藝廢料，是因工件間的搭邊、工件與條料的側(cè)邊的搭邊、板料的料頭料尾而產(chǎn)生的，它處決于

17、沖壓方式和排樣方式。料的料頭料尾而產(chǎn)生的，它處決于沖壓方式和排樣方式。工件工件設(shè)計(jì)廢料設(shè)計(jì)廢料工件工件工藝廢料工藝廢料在滿足工件使用要求的前提下，在滿足工件使用要求的前提下，可以適當(dāng)改變工件的結(jié)構(gòu)形狀來(lái)提高可以適當(dāng)改變工件的結(jié)構(gòu)形狀來(lái)提高材料的利用率。材料的利用率。排樣方法排樣方法無(wú)廢料排樣無(wú)廢料排樣沿工件全部外形沖裁，工件間、工件與板料邊沿工件全部外形沖裁，工件間、工件與板料邊都有搭邊。材料利用率低，但能保證沖裁件質(zhì)量，都有搭邊。材料利用率低，但能保證沖裁件質(zhì)量，模具壽命較高。模具壽命較高。模具只沿工件部分外形輪廓沖裁，只有局部有模具只沿工件部分外形輪廓沖裁，只有局部有搭邊。廢料較少，工件質(zhì)

18、量不高，模具摩損快。搭邊。廢料較少，工件質(zhì)量不高，模具摩損快。工件間、工件與條料間均沒(méi)有搭邊的存在。模具刃工件間、工件與條料間均沒(méi)有搭邊的存在。模具刃口沿板料依次切下獲取工件。材料利用率高，工件質(zhì)量口沿板料依次切下獲取工件。材料利用率高，工件質(zhì)量差，模具易損壞。差，模具易損壞。有廢料排樣有廢料排樣少?gòu)U料排樣少?gòu)U料排樣搭搭 邊邊（排樣時(shí)，工件間及工件與條料側(cè)邊間的余料稱搭邊。其作用（排樣時(shí)，工件間及工件與條料側(cè)邊間的余料稱搭邊。其作用是補(bǔ)償定位誤差和保證條料有一定的剛度，以便送料。它的選是補(bǔ)償定位誤差和保證條料有一定的剛度，以便送料。它的選取應(yīng)合理）取應(yīng)合理）選取搭邊值應(yīng)考慮以下因素：選取搭邊值

19、應(yīng)考慮以下因素：材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能搭邊搭邊工件的形狀與尺寸工件的形狀與尺寸材料的厚度材料的厚度送料方式及擋料方式送料方式及擋料方式（搭邊值的選取可參考表（搭邊值的選取可參考表23，P33）條料寬度的確定條料寬度的確定A）有側(cè)壓時(shí)，條料寬度：）有側(cè)壓時(shí)，條料寬度：B）無(wú)側(cè)壓時(shí)，條料寬度：）無(wú)側(cè)壓時(shí)，條料寬度：C）有側(cè)刃時(shí)，條料寬度：）有側(cè)刃時(shí)，條料寬度：B=（D+2a+）-B=D+2（a+c）-B=（B2+nb）=（D+2a+nb）-ABC裁板裁板縱裁縱裁橫裁橫裁聯(lián)合裁聯(lián)合裁排樣圖排樣圖 一張完整的排樣圖應(yīng)一張完整的排樣圖應(yīng)標(biāo)注條料寬度尺寸標(biāo)注條料寬度尺寸0B、條料長(zhǎng)度、條料長(zhǎng)度L、板

20、料厚度、板料厚度t 、端距端距l(xiāng)、步距、步距S、工件間搭、工件間搭邊和側(cè)搭邊邊和側(cè)搭邊a。并習(xí)慣以。并習(xí)慣以剖面線表示沖壓位置。剖面線表示沖壓位置。 沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算概概 念：念：是沖裁時(shí)壓力機(jī)應(yīng)具有的最小壓力，是完成分離是沖裁時(shí)壓力機(jī)應(yīng)具有的最小壓力，是完成分離所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、頂料力）所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、頂料力）的總和。它是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。的總和。它是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算使板料發(fā)生分離的力稱為沖裁力。一般平刃沖裁模的沖裁使板料發(fā)生分離的力稱為沖裁力。一般平刃沖裁

21、模的沖裁力力P可用下式計(jì)算：可用下式計(jì)算：KLtp （K系數(shù)，取系數(shù)，取1.3）bLtP（對(duì)于同一材料，（對(duì)于同一材料，b = 1.3）卸料力、頂件力、推件力的計(jì)算卸料力、頂件力、推件力的計(jì)算卸料力卸料力Px： Px = KxP頂件力頂件力Pt：Pt = nKtP推件力推件力Pd： Pd = KdP沖壓工藝力的計(jì)算：沖壓工藝力的計(jì)算：（它是選取壓力機(jī)噸位的主要依據(jù)，具體計(jì)算要考慮模具的結(jié)構(gòu)型式）（它是選取壓力機(jī)噸位的主要依據(jù)，具體計(jì)算要考慮模具的結(jié)構(gòu)型式）采用剛性卸料自然漏料方式：采用剛性卸料自然漏料方式：PzP+Pt = P +nKtP采用剛性打料、彈性卸料的倒裝結(jié)構(gòu)方式：采用剛性打料、彈性

22、卸料的倒裝結(jié)構(gòu)方式：PzP + Px = P + KxP采用彈性卸料和彈性頂料方式：采用彈性卸料和彈性頂料方式：PzP + Px + Pd = P + KxP + KdP采用彈性卸料自然漏料方式：采用彈性卸料自然漏料方式：PzP + Px + Pd = P + KxP + nKdP（選擇壓力機(jī)時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力（選擇壓力機(jī)時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力N必須大于或等于必須大于或等于Px）壓力中心的計(jì)算壓力中心的計(jì)算（沖裁力合力作用點(diǎn)稱為壓力中心）（沖裁力合力作用點(diǎn)稱為壓力中心）（壓力中心應(yīng)與沖床滑塊中心重合，以保證沖裁模正常工作；在設(shè)計(jì)模（壓力中心應(yīng)與沖床滑塊中心重合，以保證沖裁模正常工作；在設(shè)計(jì)模具

23、時(shí)應(yīng)使模具的壓力中心通過(guò)模柄的軸線，從而保證壓力中心和沖床滑塊中具時(shí)應(yīng)使模具的壓力中心通過(guò)模柄的軸線，從而保證壓力中心和沖床滑塊中心重合）心重合）v對(duì)稱形狀的工件，其壓力中心對(duì)稱形狀的工件，其壓力中心O位于工件輪廓圖形的幾何中心位于工件輪廓圖形的幾何中心（注意：沖裁件的壓力中心與沖裁件的重心的區(qū)別）（注意：沖裁件的壓力中心與沖裁件的重心的區(qū)別）v復(fù)雜形狀的工件或多凸模沖裁復(fù)雜形狀的工件或多凸模沖裁件的壓力中心可用件的壓力中心可用計(jì)算法計(jì)算法和和作圖法作圖法求解，求解，但作圖法不準(zhǔn)確，而且也較但作圖法不準(zhǔn)確，而且也較復(fù)雜。復(fù)雜。v沖裁圓弧線段時(shí)，其壓力中心沖裁圓弧線段時(shí)，其壓力中心為：為：bRs

24、aaRy/14. 3/sin180計(jì)算法計(jì)算法原理：是平行力系合力作用點(diǎn)的方法。即合力對(duì)于原理：是平行力系合力作用點(diǎn)的方法。即合力對(duì)于一個(gè)坐標(biāo)軸的力矩等于分力對(duì)該軸力矩之和。一個(gè)坐標(biāo)軸的力矩等于分力對(duì)該軸力矩之和。計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：1）按比例畫(huà)出工件（凸模橫斷）按比例畫(huà)出工件（凸模橫斷面）的輪廓形狀面）的輪廓形狀2）在其輪廓外（或內(nèi)）任意）在其輪廓外（或內(nèi)）任意處，作坐標(biāo)軸處，作坐標(biāo)軸XY3）將圖形輪廓分成幾部分，計(jì)算）將圖形輪廓分成幾部分，計(jì)算各段長(zhǎng)度各段長(zhǎng)度L1、L2Ln，求各部，求各部分重心位置的坐標(biāo)（分重心位置的坐標(biāo)（X1、Y1）、）、（X2、Y2）4）沖模壓力中心坐標(biāo)：）沖模壓力中

25、心坐標(biāo)：X0=（P1X1+P2X2+PnXn）（）（P1+ +Pn）Y0=（P1Y1+P2Y2+PnYn）（）（P1+ +Pn）經(jīng)轉(zhuǎn)換：經(jīng)轉(zhuǎn)換：X0=（L1X1+L2X2+LnXn）（）（L1+ +Ln）Y0=（L1Y1+L2Y2+LnYn）（）（L1+ +Ln）20012014026060XrL1L2L3L4L5L6L7L8模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11 11 螺釘螺釘10 10 凸模凸模9 9 緊固螺釘緊固螺釘8 8 墊板墊板7 7 凸模固定板凸模固定板6 6 上模座上模座5 5 卸料彈簧卸料彈簧4 4 卸料板卸料板3 3 凹模鑲塊凹模鑲塊2 2 凹模凹模1 1 下模座下

26、模座12 12 模柄模柄 13 13 螺釘螺釘 14 14 限位拉桿限位拉桿 15 15 導(dǎo)套導(dǎo)套 16 16 導(dǎo)柱導(dǎo)柱 凸凸 模模（工作零件）（工作零件）凸模結(jié)構(gòu)形式凸模結(jié)構(gòu)形式v圓凸模圓凸模A型型B型型（整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式；截（整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式；截面形狀有圓形和非圓形）面形狀有圓形和非圓形）快換型快換型護(hù)套型護(hù)套型裝配型裝配型凸模的固定方法（非圓形）凸模的固定方法（非圓形）其固定部其固定部分通常為形分通常為形狀簡(jiǎn)單的圓狀簡(jiǎn)單的圓形截面，臺(tái)形截面，臺(tái)肩固定，并肩固定，并加止轉(zhuǎn)銷。加止轉(zhuǎn)銷。固定部分固定部分也為形狀簡(jiǎn)也為形狀簡(jiǎn)單的圓形截單的圓形截面

27、，鉚接固面，鉚接固定，加止轉(zhuǎn)定，加止轉(zhuǎn)銷。銷。直通式凸模，可采用線切割直通式凸模，可采用線切割或成形加工完成，一般為復(fù)雜或成形加工完成，一般為復(fù)雜形面凸模所采用。形面凸模所采用。v非圓凸模非圓凸模凸模的固定方法（圓形）凸模的固定方法（圓形）用于平面尺寸大用于平面尺寸大于于80mm的凸模，的凸模，銷釘定位、螺栓連銷釘定位、螺栓連接。接。與凸模固與凸模固定板部分采用定板部分采用H7/m6、H7/n6過(guò)渡配合。過(guò)渡配合。小直徑凸模，小直徑凸模，用于沖裁力和用于沖裁力和卸料力大的場(chǎng)卸料力大的場(chǎng)合。合?？鞊Q凸模、快換凸模、維護(hù)方便維護(hù)方便凸模的長(zhǎng)度計(jì)算凸模的長(zhǎng)度計(jì)算當(dāng)當(dāng)采用固定卸料板和導(dǎo)料板采用固定卸料

28、板和導(dǎo)料板時(shí)，其凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算：時(shí)，其凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 4321hhhhL當(dāng)采用當(dāng)采用彈壓卸料板彈壓卸料板時(shí)，其凸時(shí)，其凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算：模長(zhǎng)度按下式計(jì)算：hthhL21凸模強(qiáng)度的校核凸模強(qiáng)度的校核（1）壓應(yīng)力校核）壓應(yīng)力校核4FAtd圓凸模：圓凸模：4FAtd非圓凸模：非圓凸模：AminF/（2）失穩(wěn)彎曲校核）失穩(wěn)彎曲校核2max.4EJLnF凸模的技術(shù)要求凸模的技術(shù)要求凸模刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。凸模刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡(jiǎn)單且模具壽命要求不高因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡(jiǎn)單且模具壽命要求不

29、高的凸模可選用的凸?？蛇x用T8AT8A、T10AT10A等材料等材料; ;形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選的凸模應(yīng)選Cr12Cr12、Cr12MoVCr12MoV、CrWMnCrWMn等制造，等制造，HRCHRC取取585862;62;要求高要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。 凹模凹模（工作零件）（工作零件）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式整體式整體式組合式組合式鑲拼式鑲拼式凹模的刃口形式凹模的刃口形式凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸凹模厚度凹模厚度：H = Kb （15mm）凹模壁厚凹模壁厚：C=（1.52）H（30mm）刃口

30、輪廓為直線：刃口輪廓為直線：C=C21.5H刃口輪廓為平滑曲線時(shí)：刃口輪廓為平滑曲線時(shí)：C=C11.2H刃口輪廓為復(fù)雜形狀或類角時(shí)：刃口輪廓為復(fù)雜形狀或類角時(shí)：C=C32.0Ha、b、c為直壁刃口，特點(diǎn)：制造方便，強(qiáng)度高，刃磨后尺寸不變，沖為直壁刃口，特點(diǎn)：制造方便，強(qiáng)度高，刃磨后尺寸不變，沖壓質(zhì)量高；壓質(zhì)量高；de為斜刃口，內(nèi)壁磨損小，刃口強(qiáng)度差，刃磨后尺寸有變化。為斜刃口，內(nèi)壁磨損小，刃口強(qiáng)度差，刃磨后尺寸有變化。凹模外形結(jié)構(gòu)及其固定方法凹模外形結(jié)構(gòu)及其固定方法凹模外形：圓形、矩形凹模外形：圓形、矩形1凹模凹模;2模板（座）模板（座）;3凹模固定板凹模固定板;4墊板墊板 凸凹模凸凹模v其內(nèi)

31、外緣都是刃口，它們間的尺寸取決于工件尺寸；其內(nèi)外緣都是刃口，它們間的尺寸取決于工件尺寸；v從自身強(qiáng)度考慮，凸凹模壁厚有最小值限制；從自身強(qiáng)度考慮，凸凹模壁厚有最小值限制；定位零件定位零件由導(dǎo)料裝置、擋料及導(dǎo)正裝置、定位裝置組成由導(dǎo)料裝置、擋料及導(dǎo)正裝置、定位裝置組成作用：作用：保證材料的正確送進(jìn)和在沖模中的正確位置保證材料的正確送進(jìn)和在沖模中的正確位置導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、承料板、側(cè)壓裝置承料板、側(cè)壓裝置擋料銷、定距擋料銷、定距側(cè)刃側(cè)刃定位板、定位銷定位板、定位銷導(dǎo)料板導(dǎo)料板（有與卸料板分離和聯(lián)成整體兩種）（有與卸料板分離和聯(lián)成整體兩種）導(dǎo)料板間距離：導(dǎo)料板間距離：B0 = D +

32、2（b + ）+ F導(dǎo)料板厚度導(dǎo)料板厚度 H 可依據(jù)材料厚度可依據(jù)材料厚度t和擋料銷高度和擋料銷高度 h 而定而定 導(dǎo)料板長(zhǎng)度取凹模板長(zhǎng)度或取凹模板長(zhǎng)度加上承料板長(zhǎng)度導(dǎo)料板長(zhǎng)度取凹模板長(zhǎng)度或取凹模板長(zhǎng)度加上承料板長(zhǎng)度導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷導(dǎo)料銷導(dǎo)料銷（通常為兩個(gè)，有固定式和活動(dòng)式兩種，一般用于單工序模和復(fù)合（通常為兩個(gè)，有固定式和活動(dòng)式兩種，一般用于單工序模和復(fù)合模）模）承料板承料板（加長(zhǎng)沖壓板（加長(zhǎng)沖壓板料的支撐長(zhǎng)度，以便送料的支撐長(zhǎng)度，以便送料）料）側(cè)壓裝置側(cè)壓裝置（其作用是將板材推向基準(zhǔn)板一（其作用是將板材推向基準(zhǔn)板一側(cè)，以消除條料寬度誤差）側(cè)，以消除條料寬度誤差）擋料銷擋料銷（用來(lái)限制條料送進(jìn)距

33、離，抵住條料搭邊或輪廓，起定位作用）（用來(lái)限制條料送進(jìn)距離，抵住條料搭邊或輪廓，起定位作用）固定擋料銷固定擋料銷活動(dòng)擋料銷活動(dòng)擋料銷初始擋料銷初始擋料銷側(cè)刃側(cè)刃（通過(guò)在條料側(cè)邊切去少許材料從而達(dá)到限定條料送進(jìn)距離）（通過(guò)在條料側(cè)邊切去少許材料從而達(dá)到限定條料送進(jìn)距離）側(cè)刃數(shù)量為側(cè)刃數(shù)量為12個(gè)，可對(duì)稱或?qū)遣贾?，其設(shè)計(jì)原則可依照沖孔模方法；個(gè)，可對(duì)稱或?qū)遣贾?，其設(shè)計(jì)原則可依照沖孔模方法；側(cè)刃長(zhǎng)度側(cè)刃長(zhǎng)度S = 步距值步距值 + （0.050.1 ）mm，其寬度為，其寬度為610mm，制造公差，制造公差取負(fù)值；取負(fù)值；常用于連續(xù)模，沖裁薄板和不宜用導(dǎo)正銷的場(chǎng)合。常用于連續(xù)模，沖裁薄板和不宜用導(dǎo)

34、正銷的場(chǎng)合。導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷（為了獲取內(nèi)孔與外緣相對(duì)位置精度）（為了獲取內(nèi)孔與外緣相對(duì)位置精度）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料的方式有兩種：一是直接利用沖件上的孔導(dǎo)正，另一種導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料的方式有兩種：一是直接利用沖件上的孔導(dǎo)正，另一種是利用條料上設(shè)置的工藝孔導(dǎo)正。（工藝孔：是利用條料上設(shè)置的工藝孔導(dǎo)正。（工藝孔：310mm）a圖中：圖中：e=AD/2+d/2+0.1mmb圖中：圖中：e=A+D/2d/2+0.1mm以下幾種情況不宜采用導(dǎo)正銷：以下幾種情況不宜采用導(dǎo)正銷：條料太?。ㄐ∮跅l料太薄（小于0.5mm），這時(shí)導(dǎo)正銷會(huì)使孔邊彎曲。），這時(shí)導(dǎo)正銷會(huì)使孔邊彎曲。沖孔直徑太小。沖孔直徑太小。落料凸

35、模尺寸太小，導(dǎo)正銷會(huì)削弱凸模強(qiáng)度，此時(shí)可改用側(cè)刃。落料凸模尺寸太小，導(dǎo)正銷會(huì)削弱凸模強(qiáng)度，此時(shí)可改用側(cè)刃。定位板和定位銷定位板和定位銷常用作單個(gè)毛坯的定位，以保證前后工序相對(duì)位置精度或工件內(nèi)孔與外常用作單個(gè)毛坯的定位，以保證前后工序相對(duì)位置精度或工件內(nèi)孔與外形間的位置精度。采用過(guò)定位方式。形間的位置精度。采用過(guò)定位方式。結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式定位板（銷）以毛坯內(nèi)孔定位定位板（銷）以毛坯內(nèi)孔定位定位板（銷）以毛坯外輪廓定位定位板（銷）以毛坯外輪廓定位卸料零件卸料零件作用：作用：把板料從凸模上卸下，也可以起壓料或?yàn)橥鼓?dǎo)向把板料從凸模上卸下，也可以起壓料或?yàn)橥鼓?dǎo)向的作用。的作用。類型：類型：剛性卸料板

36、剛性卸料板彈性卸料板彈性卸料板（彈性元件：橡皮、彈簧）（彈性元件：橡皮、彈簧）推件零件推件零件作用：將工件從凹模中推出。作用：將工件從凹模中推出。類型：彈性推件器（用于薄料的落料）類型：彈性推件器（用于薄料的落料）剛性推件器（用于厚而硬的工件）剛性推件器（用于厚而硬的工件）剛性（推件）：剛性（推件）：打桿推板推桿推打桿推板推桿推塊塊 安裝在上模板安裝在上模板彈性（頂件）：彈性（頂件）：頂塊頂桿托板頂塊頂桿托板彈性件彈性件 安裝在下模板安裝在下模板導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件作用：保證沖壓時(shí)上、下模有精確的位置關(guān)系。作用：保證沖壓時(shí)上、下模有精確的位置關(guān)系。導(dǎo)向裝置：導(dǎo)板、導(dǎo)向裝置：導(dǎo)板、滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套滑動(dòng)導(dǎo)

37、柱導(dǎo)套、滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套、滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套2 2個(gè)或個(gè)或4 4個(gè)個(gè)布置形式布置形式：后側(cè)、中側(cè)、對(duì)角、四角：后側(cè)、中側(cè)、對(duì)角、四角（對(duì)平衡導(dǎo)向和送料的影響）（對(duì)平衡導(dǎo)向和送料的影響）按標(biāo)準(zhǔn)（查手冊(cè)）相互配合（按標(biāo)準(zhǔn)（查手冊(cè)）相互配合（H7/h6H7/h6）和分別與上下模板配合）和分別與上下模板配合(H7/r6)(H7/r6)要有足夠耐磨和韌性，要有足夠耐磨和韌性，2020鋼，表面滲碳淬火處理鋼，表面滲碳淬火處理導(dǎo)柱長(zhǎng)度：導(dǎo)柱長(zhǎng)度：常用于高速、精常用于高速、精密或硬質(zhì)合金沖裁。密或硬質(zhì)合金沖裁。固定、連接零件固定、連接零件（包括（包括模柄，上、下模板，凸、凹模固定模柄，上、下模板，凸、凹模固定板，墊板，

38、螺釘和銷釘板，墊板，螺釘和銷釘?shù)龋┑龋┠１１c上模座的連接形式：與上模座的連接形式： 直徑和長(zhǎng)度與沖床模柄孔匹配；直徑和長(zhǎng)度與沖床模柄孔匹配； 材料：材料：A3A3、A5A5、4545鋼鋼旋入式：螺紋連接旋入式：螺紋連接壓入式：壓入式：H7/m6H7/m6過(guò)渡配合過(guò)渡配合凸緣式：凸緣式：3-43-4個(gè)螺釘固個(gè)螺釘固定定浮動(dòng)式：球面相連浮動(dòng)式：球面相連模模 座座上模座上模座下模座下模座導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置模架模架模架類型模架類型模座類型模座類型模具設(shè)計(jì)時(shí)，常按標(biāo)準(zhǔn)選用合適的模架或模座，只有在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的模具設(shè)計(jì)時(shí)，常按標(biāo)準(zhǔn)選用合適的模架或模座，只有在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的情況下才進(jìn)行模板設(shè)計(jì)。情況下才進(jìn)

39、行模板設(shè)計(jì)。（圓形模板的外形應(yīng)比圓形（圓形模板的外形應(yīng)比圓形凹模直徑大凹模直徑大3070mm，以便安，以便安裝固定。）裝固定。）（矩形模板的長(zhǎng)度應(yīng)比凹模長(zhǎng)度大（矩形模板的長(zhǎng)度應(yīng)比凹模長(zhǎng)度大4070mm，而寬度取凹模寬度值或稍大。），而寬度取凹模寬度值或稍大。）v下模板的輪廓尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)漏料孔每邊至少大下模板的輪廓尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)漏料孔每邊至少大4050mm;上、上、下模板的厚度可參考凹模厚度估算，一般取凹模厚度的下模板的厚度可參考凹模厚度估算，一般取凹模厚度的11.5倍左右。倍左右。v上、下模座上的孔采用同鏜法配合加工；同時(shí)上、下模座板間有嚴(yán)格上、下模座上的孔采用同鏜法配合加工；同時(shí)上、下模座板間有嚴(yán)格的平行度的要求。的平行度的要求。凸模固定板凸模固定板（安裝凸模，其厚度為凹模厚度的（安裝凸模，其厚度為凹模厚度的0.60.8倍，與凸模間采用倍，與凸模間采用H7