第二章沖裁模設(shè)計(新)

1、2-2 沖裁模典型結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計與制造一、 沖裁模的分類 u按工序性質(zhì)：落料模、沖孔模、切邊模等。u按工序組合方式：單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模。u按上、下模導(dǎo)向方式：無導(dǎo)向模、導(dǎo)柱模、 導(dǎo)板模等。u按凸、凹模所用材料：硬質(zhì)合金沖模、鋅基合金沖 模、聚氨酯沖模等。模具設(shè)計與制造二、 沖裁模典型結(jié)構(gòu) u單工序沖裁模單工序沖裁模無導(dǎo)向式單工序沖裁模無導(dǎo)向式單工序沖裁模 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；缺點：安裝、調(diào)試、操作麻煩適用場合：精度低、形狀簡單、批量小的試制模具 壓力機一次行程中：只一個工位，完成一道工序 模具設(shè)計與制造特點：導(dǎo)板起卸料、導(dǎo)正作用， 開模時，要求凸模與導(dǎo) 板不能脫開；優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡

2、單二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) 導(dǎo)板式單工序沖裁模導(dǎo)板式單工序沖裁模 缺點：導(dǎo)板與凸模配合精度高， 加工困難。適用場合：材料較厚，工件精 度要求不太高。 模具設(shè)計與制造特點：靠導(dǎo)柱、導(dǎo)套起導(dǎo)向作用優(yōu)點：導(dǎo)向精度高，安裝、操作方便；缺點：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) 導(dǎo)柱式單工序沖裁模 適用場合：工件精度要求高、大批量生產(chǎn)。 模具設(shè)計與制造二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) u連續(xù)沖裁模（又稱級進(jìn)模、跳步模 ）壓力機一次行程中：至少2個工位，完成至少2道工序 模具設(shè)計與制造二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) u連續(xù)沖裁模優(yōu)點：生產(chǎn)效率高，模具強度高，凸模全部裝在上模，制件 和廢料均可實現(xiàn)向下的自然落料，自動化程度高。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制

3、造較困難，模具成本較高；工序分散， 定位多，制件的精度不太高。適用場合：批量大，精度要求不太高的制件 模具設(shè)計與制造u復(fù)合沖裁模：壓力機一次行程中：只1個工位，完成至少2道工序 特點：有一個即作凸模又作凹模的凸凹模零件 二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計與制造u復(fù)合沖裁模：倒裝式復(fù)合模 ：凸凹模裝在下模二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計與制造二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) u復(fù)合沖裁模：正裝式復(fù)合模 ：凸凹模裝在上模模具設(shè)計與制造二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) u復(fù)合沖裁模優(yōu)點：沖裁件平直，尺寸精度高，形位誤差小；模具結(jié)構(gòu)緊 湊，體積較小，生產(chǎn)效率高。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，模具成本較高。適用場合：批量大，精度要求高的制件 模

4、具設(shè)計與制造 總結(jié)：不同結(jié)構(gòu)總結(jié)：不同結(jié)構(gòu)沖裁模比較沖裁模比較比 較 項 目單工序沖裁模連續(xù)沖裁模復(fù)合沖裁模沖裁模的工位數(shù)121一次行程內(nèi)完成的工序數(shù)122模具復(fù)雜程度簡單復(fù)雜最復(fù)雜模具外形尺寸小最大稍大工序順序先落料后沖孔先沖孔后落料同時操作安全性差好差沖壓件精度低中等高沖壓件生產(chǎn)批量中、小大大二、沖裁模典型結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計與制造應(yīng)用：沖裁工藝方案的確定（1）生產(chǎn)批量：中小批量，單工序沖裁； 大批量，復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。（2）工件尺寸公差等級：復(fù)合沖裁精度高，級進(jìn)沖 裁稍低。（3）對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性： 工件尺寸較小，宜用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。 中等尺寸，宜用復(fù)合沖裁。 孔間距過小，宜采用級

5、進(jìn)沖裁。 工件尺寸大，宜用單工序沖裁，不宜用級進(jìn)沖裁。二、 沖裁模典型結(jié)構(gòu) 2-5 沖裁模零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 定位裝置沖裁模零部件結(jié)構(gòu)工作零件卸料推件裝置合模導(dǎo)向裝置固定連接裝置模具設(shè)計與制造 一. 工作零件設(shè)計 沖裁模工作零件是指實現(xiàn)沖裁變形、使條料正確分離、保證沖裁件形狀的零件。凸模凹模凸凹模工作零件模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計從結(jié)構(gòu)上分：整體式 鑲拼式從形狀上分： 圓 形 非圓形l凸模結(jié)構(gòu)形式1.凸模設(shè)計模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凸模結(jié)構(gòu)形式u圓形凸模結(jié)構(gòu)形式a.特小型凸模：b.小型凸模：適于沖制2的工件適于沖制25的工件模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計d.大型凸模c.中型凸模：

6、適于沖制530的工件適用于沖制較大的工件e.快換凸模模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計u非圓形凸模結(jié)構(gòu)形式a.臺階式b.直通式鑲拼式整體式模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凸模固定方法臺階式固定法 模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計螺釘及銷釘固定法 鉚接式固定法 模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計澆注粘接式固定法 模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凸模尺寸計算刃口尺寸計算 凸模長度尺寸計算 a.彈性卸料機構(gòu) L=h1+A+h2+t模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計b.剛性卸料機構(gòu) L=h1+A+h2+h3A：刃口修模量； 凸模進(jìn)入凹模深度； 安全值； 經(jīng)驗取值1020模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l

7、凹模結(jié)構(gòu)形式 整體式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，強度好，制造精度高。缺點：非工作部分也用模具鋼制造，制造成本較高。適用范圍：中小型及尺寸精度要求高的制件。2.凹模設(shè)計模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計 組合式優(yōu)點：只有工作部分采用模具鋼制造，制造成本低， 維修方便。缺點：結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，制造精度比整體式有所降低。適用范圍：大中型及精度要求不太高的制件。模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計 鑲拼式優(yōu)點：加工方便，降低復(fù)雜模具 加工難度，易損部分易更 換，維修費用低。缺點：精度低，裝配要求高。適用范圍：窄壁制件，形狀復(fù)雜、大型制件。模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凹模刃口形式 直筒式 優(yōu)點：加工方便；刃口強度高；刃口

8、有修磨量，質(zhì)量穩(wěn)定。缺點：沖落制件或廢料不易排除，其聚集易引起凹模脹裂適用范圍：適用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求高的制件。 模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計 錐形優(yōu)點：沖落工件或廢料易于排出， 凸模對凹?？妆谀ゲ良皦毫π∵m用范圍：適用于形狀簡單、精度要求不高的薄壁 或非金屬材料的制件。缺點：刃口為銳角，強度差，修磨 后尺寸增大，沖裁間隙增大模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凹模固定方法 模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凹模尺寸計算 凹模厚度 H=Kb （15）b最大孔口尺寸；k厚度修整系數(shù)，可查下表求得。b料 厚 t0.5123350501001002002000.30.20.150.10.35

9、0.220.180.120.420.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計l凹模尺寸計算 凹模壁厚 大型：c=（23）H 30小型：c=（1.52）H 30模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計外形參考凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計外形參考凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)形參考凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)形參考凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 l凸凹模最小壁厚m (1)不積聚廢料： 沖裁硬材料：m1.5t 沖裁軟材料：mt積聚廢料時以上數(shù)值加大。3.凸凹模設(shè)計模具設(shè)計與制造 一.工作零件設(shè)計（2）經(jīng)驗數(shù)值以上都不滿足時，不能采用復(fù)合模！模具設(shè)計與制造 二. 定位裝置設(shè)計 確定條料或半成品在模具中的位

10、置，以保證沖壓件質(zhì)量和沖壓生產(chǎn)連續(xù)順利進(jìn)行的裝置。 條料定位定位裝置縱向定位：控制條料送料進(jìn)距，如： 擋料銷、導(dǎo)正銷、定距側(cè)刃橫向定位：控制條料送進(jìn)方向，如： 導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷半成品定位：定位板、定位釘模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計 卸去沖裁后緊箍在凸模外面的帶孔部分（制件或條料）l卸料裝置卸料裝置剛性卸料裝置彈性卸料裝置模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計u剛性卸料裝置 特點： 優(yōu)點：卸料力大。缺點：沖裁時，板料沒有受到壓料力作用，因此沖 裁后的帶孔部分有明顯的翹曲現(xiàn)象。適用場合： 常用于材料較硬、厚度較大、精度要求不太高的工件的沖裁。（當(dāng)t3時，一般都采用剛性卸料）模具

11、設(shè)計與制造u彈性卸料裝置 特點： 優(yōu)點：沖裁時彈性卸料板對條料有預(yù)壓作用，因此 沖裁后的帶孔部分表面平整，精度較高。 缺點：卸料力小。適用場合： 常用于材料較薄（t2 ）、硬度較小、精度要求高的工件的沖裁。模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計l推件裝置 推件裝置安裝在上模部分，利用壓力機橫梁或模具內(nèi)彈性元件，通過推桿、推板等，將制件或廢料從凹模型腔內(nèi)推出。模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計u剛性推件裝置 利用壓力機橫梁，通過安裝在模柄內(nèi)的打桿進(jìn)行推件。 特點： 模具緊湊； 推件力大、可靠。 模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計u彈性推件裝置 利用安裝在模具內(nèi)部的彈性元

12、件完成推出動作。 特點： 壓平使沖裁件質(zhì)量較好； 但模具較厚；推件力小。 模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計u推件裝置材料及熱處理 推桿和推板：45鋼，淬火：4348HRC。u推件裝置設(shè)計注意事項 推桿分布要均勻 推桿長度要一致 模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計l頂件裝置 頂件裝置安裝在下模，多用于正裝復(fù)合模或平面要求平整的落料模。 模具設(shè)計與制造三. 卸料與推件、頂件裝置設(shè)計u彈性元件安裝在模具內(nèi)部u彈性元件安裝在模具外部 模具設(shè)計與制造四. 固定零件的設(shè)計固定零件模架模柄固定板墊板緊固件 模具設(shè)計與制造u組成 l模架上模座下模座導(dǎo)柱導(dǎo)套u作用 沖模的基礎(chǔ)、骨架，模具所

13、有零件都直接或間接地安裝在模架上構(gòu)成完整的沖模。 四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造u結(jié)構(gòu)形式 l模柄u作用： 將上模與壓力機滑塊連接，滑塊運行帶動上模運動進(jìn)行沖裁。a壓入式模柄： 用于精度不高的中小型級進(jìn)模、落料模；四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造b旋入式模柄： 用于精度不高、上模座較薄的復(fù)合模和小型模具。注意：設(shè)計防轉(zhuǎn)銷。c凸緣模柄：用于精度不高的中大型沖模；四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造l固定板u作用 固定凸模、凹?；蛲拱寄?，之后再和模座相連接。四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造l墊板u作用 直接承受和擴(kuò)散凸模或凸凹模傳遞過來的壓力，以減小模座所承受的單位壓力，保護(hù)凸模、凸凹模頂面

14、處的模座平面不被壓陷損壞。四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造l墊板u尺寸設(shè)計外形尺寸：與凸模固定板的外輪廓尺寸一致厚度Hd：取512mmu材料及熱處理8、T10，淬火5256HRC。45鋼，淬火HRC4348。四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造u加設(shè)墊板的條件根據(jù)模座承受的單位面積上的壓應(yīng)力大小來決定。模座承受單位面積上壓應(yīng)力的計算公式為： y Fy / S 式中：y模座承受的單位壓力； Fy凸模的沖壓力； 凸模頂面的面積。其中y為模座的許用壓應(yīng)力當(dāng)yy時，就需在凸模、凸凹模與模座之間加設(shè)墊板。四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造u螺釘：連接固定l緊固件 由于頭部埋入模板內(nèi)，占用空間小，拆裝方便

15、，外形美觀，因此模具連接都選用內(nèi)六方螺釘（GB/T70.1-2000）。u銷釘：定位圓柱銷GB/T119.1-2000四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造u設(shè)計注意事項螺釘擰入最小深度：H1.5d（d為螺釘公稱尺寸） 螺釘沉孔深度：H1d+1銷釘最小配合深度：H2d（d為圓柱銷直徑）模板中螺釘孔、銷孔均為通孔。四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造使用銷釘定位時，銷釘數(shù)量只能為2個，且距離盡量 遠(yuǎn)一些。螺釘和銷釘間距離不能太小，否則會降低模具強度。螺釘規(guī)格、數(shù)量、布置方式及螺釘、銷釘間的距離， 可參考國標(biāo)中冷沖模典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。四. 固定零件的設(shè)計模具設(shè)計與制造五.沖裁件的工藝性l沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝

16、性 u形狀力求簡單、規(guī)則，利于選取少廢料、無廢料排樣。 沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和精度等，對沖裁工藝的適應(yīng)性稱為沖裁件的工藝性。模具設(shè)計與制造五.沖裁件的工藝性u內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處避免尖角 尖角會給模具加工、熱處理帶來困難和危害，模具使用中也容易損壞。 沖裁件的最小過渡圓角半徑?jīng)_裁件的最小過渡圓角半徑rmin零件種類黃銅、純銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料90 900.18t0.35t0.35t0.70t0.25t0.50t 0.25mm 0.50mm沖孔90900.20t0.40t0.45t0.90t0.30t0.60t 0.30mm 6mm模具設(shè)計與制造五.沖裁件的工藝性u避免過長的懸壁與狹槽 目的：

17、降低模具制造難度，增加模具強度。允許的懸壁與狹槽尺寸：有色金屬和低碳鋼板料： 寬度b1.5t，深度h5b。中、高碳鋼鋼板：b2t模具設(shè)計與制造五.沖裁件的工藝性u孔間距、孔邊距不能太小 目的：增加模具強度。允許的孔間距、孔邊距尺寸：矩形孔：c、c 1.5t；圓形孔：c、ct。在彎曲和拉深件上沖孔時 模具設(shè)計與制造五.沖裁件的工藝性u沖孔時，孔徑不能太小。 不帶保護(hù)套凸模沖孔的最小孔徑 模具設(shè)計與制造五.沖裁件的工藝性帶保護(hù)套凸模沖孔的最小孔徑 可稍小一些 模具設(shè)計與制造l沖裁件尺寸精度和表面粗糙度五.沖裁件的工藝性u尺寸精度金屬沖裁件經(jīng)濟(jì)精度不低于IT11級。 非金屬沖裁件經(jīng)濟(jì)精度不低于IT14級。 模具設(shè)計與制造l沖裁件尺寸精度和表面粗糙度五.沖裁件的工藝性u表面粗糙度模具設(shè)計與制造l沖裁件的尺寸標(biāo)注五.沖裁件的工藝性選擇不變的線或面作為尺寸基準(zhǔn)模具設(shè)計與制造本章小結(jié) 本章對沖裁工藝及沖裁模具設(shè)計進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述，包括沖裁變形過程、沖裁件工藝性、排樣設(shè)計、沖裁間隙、壓力中