《模具設計》課件第2章

1、教學提綱沖裁工藝與沖裁模具設計2彎曲工藝與彎曲模具設計3拉深工藝與拉深模具設計41冷沖壓成形工藝概論其他成形工藝與模具設計52.沖裁工藝及沖裁模具設計沖裁是使材料的一部分相對另一部分發(fā)生分離，是沖壓加工的基礎工序。沖孔工序落料工序2.沖裁工藝及沖裁模具設計它既可以直接沖壓出所需的成形零件，又可以為其他沖壓工序制備毛坯。材料經(jīng)過沖裁后，被分離為兩部分，一般為沖落部分和帶孔部分。若沖裁的目的是為獲取一定外形輪廓和尺寸的沖落部分，則稱為落料工序，剩余的帶孔部分就成為廢料；反之，若沖裁的目的是為獲取一定形狀和尺寸的內孔，則沖落部分為廢料，帶孔部分為工件，稱為沖孔工序。根據(jù)沖裁變形機理的不同，可分為普通

2、沖裁和精密沖裁。通常說的沖裁指普通沖裁。但一般來說，沖裁工藝主要是指沖孔和落料工序。2.沖裁工藝及沖裁模具設計典型案例（1）墊圈 墊圈是標準化的零件，具有通用性和互換性，材料一般為普通碳素鋼（如Q215），屬于大批量生產。 t=1mm2.沖裁工藝及沖裁模具設計典型案例（2）電機轉子與電機定子 要求其具有較好的形狀一致性，不存在（或存在較小的）毛刺，材料一般為電工硅鋼（如D31），屬于大批量生產。2.沖裁工藝及沖裁模具設計典型案例（3）錄音機機芯暫停桿材料一般為優(yōu)質碳素結構鋼（如10F），屬于成批生產。錄音機機芯2.沖裁工藝及沖裁模具設計沖裁模沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少的工藝

3、裝備。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1 沖裁基本概念2.1.1 沖裁變形過程圖2-1 沖裁變形過程a)彈性變形階段 b）塑性變形階段 c）斷裂分離階段 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1 沖裁基本概念2.1.1 沖裁變形過程(1)彈性變形階段(3)斷裂分離階段(2)塑性變形階段F凸模拱度彈變 恢復上翹2.沖裁工藝及沖裁模具設計1)彈性變形階段凸模的壓力作用，使材料產生彈性壓縮、彎曲和拉伸（ABAB）等變形，并略被擠入凹模腔內。此時，凸模下的材料略呈拱度（鍋底形），凹模上的材料略有上翹，間隙越大，穹彎和上翹越嚴重。在這一階段中，因材料內部的應力沒有超過彈性極限，處于彈性變形狀態(tài)，當凸模卸載后，材料

4、即恢復原狀。2.1.1 沖裁變形過程2.沖裁工藝及沖裁模具設計2)塑性變形階段凸模繼續(xù)下壓，材料內的應力達到屈服強度，材料開始產生塑性剪切變形，同時因凸、凹模間存在間隙，故伴隨有材料的彎曲與拉伸變形(間隙越大，變形亦愈大)。隨著凸模的不斷壓入，材料變形抗力不斷增加，硬化加劇，變形拉力不斷上升，刃口附近產生應力集中，達到塑變應力極限(等于材料的抗剪強度)，材料發(fā)生塑性變形。2.1.1 沖裁變形過程F凸模Z/2塑性剪切變形彎曲拉伸應力 強度集中 極限2.沖裁工藝及沖裁模具設計3)斷裂分離階段當刃口附近應力達到材料破壞應力時，凸、凹模間的材料先后在靠近凹、凸模刃口側面產生裂紋，并沿最大切應力方向向材

5、料內層擴展，使材料分離。2.1.1 沖裁變形過程破壞應力裂紋擴展重合 分離F凸模2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.2 沖裁斷面特征零件的斷面與零件平面并非完全垂直，而是帶有一定的錐度；除光亮帶以外。其余均粗糙無光澤、并有毛刺和塌角。圖2-2 沖裁斷面特征2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.2 沖裁斷面特征塌角帶(又稱圓角帶)：板料在彈性變形時，刃口附近的板料被牽連，產生彎曲和拉深變形而形成的。它在彈性變形時產生，塑性變形時定形。軟材料比硬材料的圓角帶大。大小與材料塑性和模具間隙有關。光亮帶(又稱剪切帶)：板料在塑性剪切變形時，凸、凹模刃口側壓力將毛料壓平而形成的光亮垂直的斷面，是斷面質量最好的區(qū)

6、域，其光亮且垂直端面，普通沖裁約占整個斷面的1/31/2以上。板料的塑性越好，沖裁間隙越大，光亮帶的寬度就越寬。 斷裂帶：由刃口處的微裂紋在拉應力作用下不斷擴展而形成的撕裂面，在斷裂階段產生的。斷裂帶是斷面質量較差的區(qū)域，表面粗糙，且有斜度。塑性越差，沖裁間隙越大，斷裂帶越寬且斜度越大。毛刺：毛刺是因為微裂紋產生的位置不是正對刃口，而是在刃口附近的側面上，加之凸、凹模之間的間隙及刃口不鋒利等因素，使金屬拉斷成毛刺而殘留在沖裁件上。成豎直環(huán)狀，是模具拉擠的結果。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.2 沖裁斷面特征 從圖中可以看出，兩端沖裁間隙大處（圖中所示），斷面圓角帶較大，光亮帶窄，斷裂帶寬，有

7、較大錐度并產生較粗毛刺；中間沖裁間隙小處（圖中所示），斷面較直，光亮帶寬并出現(xiàn)雙光亮帶，斷面周邊有較薄毛刺；只有沖壓件兩側約1/4處（圖中所示）沖裁間隙較為合適，斷面質量好，光亮帶約占料厚的1/31/2，沖裁效果達到了制件要求。 不同沖裁間隙沖壓件的斷面情況 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.3 沖裁間隙與沖裁斷面質量的關系1.模具間隙定義：沖裁間隙是指沖裁的凸模與凹模刃口之間的間隙。凸模與凹模每一側的間隙，稱為單邊間隙；兩側間隙之和稱為雙邊間隙。如無特殊說明，沖裁間隙是指雙邊間隙計算公式：沖裁間隙的數(shù)值等于凹模刃口與凸模刃口尺寸之差。式中 Z沖裁間隙(mm); Dd凹模刃口尺寸(mm); D

8、p凸模刃口尺寸(mm)。從沖裁過程分析可知，凸、凹間隙對沖裁斷面質量有極其重要的影響。此外，沖裁間隙對沖裁件尺寸精度、模具壽命、沖裁力、卸料力和推料力也有較大的影響。因此，沖裁間隙是一個非常重要的工藝參數(shù)。圖2-3 凸凹模間隙2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.3 沖裁間隙與沖裁斷面質量的關系2.間隙對沖裁件斷面質量的影響(1)選用中等間隙時(普通沖裁合理間隙)當沖裁間隙合理時，如圖2-4b所示，能夠使材料在凸、凹模刃口處產生的上下裂紋相互重合于同一位置。這樣，所得到的沖裁件斷面光亮帶區(qū)域較大，而塌角和毛刺較小，斷裂錐度適中，零件表面較平整。沖裁件可得到較滿意的質量。圖2-4 沖裁裂紋與斷面變化

9、a）間隙過??；b）間隙合理；c）間隙過大(2)選用較小間隙時選用較小間隙時光亮帶增加，塌角、毛刺、斷裂帶均減小;如果間隙過小，會使上、下兩裂紋不重合，隨著凸模的下降產生二次剪切，形成第二條光亮帶，如圖2-4a所示，毛刺也將進一步拉長，使斷面質量變差。(3)選用較大間隙時如果間隙過大，材料隨凸模下降受到很大拉伸，最后被撕裂拉斷。沖裁件斷面上出現(xiàn)較大的斷裂帶，使光亮帶變小，毛刺和錐度較大，塌角有所增加，斷面質量更差。如圖2-4c所示。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.3 沖裁間隙與沖裁斷面質量的關系2.間隙對沖裁件斷面質量的影響圖2-4 沖裁裂紋與斷面變化a）間隙過??；b）間隙合理；c）間隙過大較

10、高質量的沖裁件斷面，應該是：光亮帶較寬，約占整個斷面的1/3以上，塌角、斷裂帶、毛刺和錐度都很小，整個沖裁零件平面無穹彎現(xiàn)象。但是，影響沖裁斷面質量的因素十分復雜，材料不同，它隨材料的性能不同而變化。塑性差的材料，斷裂傾向嚴重，光亮帶、塌角及毛刺均較小，而斷面大部分是斷裂帶。塑性好的材料與此相反，其光亮帶所占的比例較大；塌角和毛刺也較大，而斷裂帶較小。對于同一種材料來說，光亮帶、斷裂帶、塌角和毛刺這四個部分在斷面上所占的比例也不是固定不變的，它與材料本身的厚度、刃口間隙、模具結構、沖裁速度及刃口鋒利程度等因素有關。其中，影響最大的是刃口間隙。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.4 合理間隙值的確

11、定定義：合理間隙，就是指采用這一間隙進行沖裁時，能夠得到令人滿意的沖裁件的斷面質量，較高的尺寸精度和較小的沖壓力，并使模具有較長的使用壽命。具體設計取值原則：當沖裁件尺寸精度要求不高，或對斷面質量無特殊要求時，為了提高模具使用壽命和減小沖壓力，從而獲得較大的經(jīng)濟效益，一般采用較大的間隙值。當沖裁件尺寸精度要求較高，或對斷面質量有較高要求時。應選擇較小的間隙值。在設計沖裁模刃口尺寸時，考慮到模具在使用過程中的磨損，會使刃口間隙增大，應按最小間隙值來計算刃口尺寸。確定沖裁模具間隙時，目前廣泛使用的是經(jīng)驗公式與圖表。(1)經(jīng)驗確定法 當t3mm時軟鋼、純鐵 Z=(6-9)%t Z=(15-19)%t

12、銅、鋁合金 Z=(6-10)%t Z=(16-21)%t硬鋼 Z=(8-12)%t Z=(17-25.)%t注：沖裁件質量要求較高時，其間隙應取小值；反之，應取大間隙，以降低沖壓力及提高模具壽命。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.4 合理間隙值的確定(2)查表法表中類適用于斷面質量和尺寸精度均要求較高的制件，但使用此間隙時，沖壓力較大，模具壽命較低。類適用于一般精度和斷面質量的制件，以及需要進一步塑性變形的坯料，類適用于精度和斷面質量要求不高的制件，但模具壽命較高。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.1.4 合理間隙值的確定由于各類間隙值之間沒有絕對的界限，因此，還必須根據(jù)沖件尺寸與形狀，模具材料和

13、加工方法、沖壓方法以及速度等因素酌情增減間隙值。例如：在相同條件下，非圓形比圓形間隙大，沖孔比落料間隙大。直壁凹模比錐口凹模間隙大。高速沖壓時，模具易發(fā)熱，其間隙應增大，當行程次數(shù)超過200次/min時，間隙值應增大10%左右。冷沖時比熱沖時間隙要大。沖裁熱軋硅鋼板比冷軋硅鋼板的間隙大。用電火花加工的凹模，其間隙比用磨削加工的凹模小0.5%-2%。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2 沖裁模設計與有關工藝計算2.2.1 沖裁件的工藝分析首先要根據(jù)生產批量、零件圖樣及零件的技術要求進行工藝性分析，從而確定其進行沖裁加工的可能性及加工的難易程度。沖裁件工藝性的幾點要求：沖裁件工藝性是指該工件在沖裁加工

14、中的難易程度。良好的沖裁工藝性應保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結構簡單且壽命長、產品質量穩(wěn)定、操作安全方便等。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.1 沖裁件的工藝分析1.沖裁件的形狀和尺寸1)沖裁件的形狀應盡可能的簡單、對稱。2)沖裁件上應避免有過長的懸壁和狹槽，其最小寬度為b2t，l5t。如圖2-5所示。3)沖裁件上的孔與孔、孔與邊緣間的距離b1、b2不能太小，一般取b11. 5t, b12t。如圖2-6所示。4)沖裁件的外形或內孔的轉角處，應避免清角，應有適當圓角過渡，以減少熱處理的應力集中及沖裁時的破裂現(xiàn)象。5)為了防止沖裁時凸模折斷，沖孔的尺寸不能太小，普通沖裁模的沖孔最小孔徑一般應大

15、于材料厚度。圖2-5 沖裁件懸臂與窄槽尺寸圖2-6 孔邊最小距離2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.1 沖裁件的工藝分析2.沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度普通沖裁件的尺寸精度一般在IT1011級以下。表面粗糙度低于Ra6.3m，沖孔精度比落料精度高一級。3.沖裁材料沖裁材料取決于零件的要求，但應盡可能以“廉價代貴重.薄料代厚料，黑色代有色”為原則，采用國家標準規(guī)格材料，以保證沖裁件質量及模具壽命。金屬材料（鋼、鋁、各種貴重金屬及各種合金）非金屬材料（紙板、塑料板、膠合板等)復合材料（涂層板、復合板等）2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.1 沖裁件的工藝分析4.典型案例分析（1）墊圈：無懸臂狹槽，孔邊

16、距較大，無尖銳轉角，孔徑較大；制件尺寸精度較低，無粗糙度要求；材料為普通碳素鋼，沖裁性能較好，但容易產生毛刺。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.1 沖裁件的工藝分析4.典型案例分析（2）電機轉子：制件結構復雜，形狀對稱，無懸臂狹槽，孔邊距較大；轉子軸孔10的公差為0.027mm（IT8級）；外圓47.2的公差為0.05mm（IT9級）； 毛刺高度應小于0.05mm；材料為電工硅鋼，材料具有一定的脆性。90的轉角處 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.1 沖裁件的工藝分析4.典型案例分析（3）電機定子：分析同電機轉子電機定子外形R3圓弧處銳角2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.1 沖裁件的工藝分析4

17、.典型案例分析（4）錄音機機芯暫停桿展開件：制件結構復雜，形狀不對稱；制件A部為一懸臂（1.48.65）；孔邊距較??；制件轉角未注半徑為0.3mm。錄音機機芯暫停桿展開件 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算1.凸、凹模刃口尺寸計算原則根據(jù)沖裁特點，落下來的料和沖出的孔都是帶有錐度的。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凸模尺寸。在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。即沖裁件的尺寸是以測量光亮帶尺寸為基礎的。沖裁時，凸、凹模將與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，從而導致凸、凹模間隙愈用愈大。圖2-7 凸、凹模

18、刃口尺寸計算a）落料；b）沖孔2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算1.凸、凹模刃口尺寸計算原則圖2-7所示為凸、凹模刃口尺寸計算關系圖，在確定刃口尺寸及制造公差時應遵循下述原則:1）落料時，落料件尺寸決定于凹模尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上，沖裁間隙通過減小凸模刃口的尺寸來獲得。2）沖孔時，沖孔件尺寸決定于凸模尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口的尺寸來取得。圖2-7 凸、凹模刃口尺寸計算a）落料；b）沖孔2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算1.凸、凹模刃口尺寸計算原則圖2-7所示為凸、凹模刃口尺寸計算關系圖，在確定刃口尺

19、寸及制造公差時應遵循下述原則:1）落料時，落料件尺寸決定于凹模尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上，沖裁間隙通過減小凸模刃口的尺寸來獲得。2）沖孔時，沖孔件尺寸決定于凸模尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口的尺寸來取得。3)確定沖模刃口制造公差時, 應與沖裁件的尺寸精度相適應，偏差值按“入體”原則標注單向公差。4）初始設計模具時，沖裁間隙一般采用最小合理間隙值。5）模具制造方法的不同，其刃口尺寸的計算方法亦不同。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.凸、凹模刃口尺寸的計算2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算(1) 凹模采用互換加工時，凸、凹模刃口尺寸的計算凸、凹模采用互換加工時，設計

20、時需在圖樣上分別標注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。1)落料 2)沖孔3)孔心距為了保證沖裁間隙在合理范圍內，需滿足下列關系式:落料凹模基本尺(mm) ; 落料凸?；境叽?m) ; 料件最大極限尺寸 (mm) ; 沖孔凸模基本尺寸(m) ; 沖孔件孔的最小極限尺寸mm) ; 沖孔凹?；境叽?mm) ;Ld 同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm ; 制件公差 凸凹模最小初始雙向間隙(mm) ;p 凸模下偏差按IT6IT7級選取;d 凹模上偏差按IT6IT7級選取; x 磨損系數(shù)。其值與沖裁件制造精度有關。一般 當沖裁件精度在IT10以上時，x=1; 當沖裁件精度在IT11一IT13時，x=0.75

21、;當沖裁件精度在IT14時,X=0.52.沖裁工藝及沖裁模具設計(2)凸模與凹模配合加工時，凸凹模刃口尺寸的計算2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算配合加工方法，是先按照工件尺寸計算出基準件凸模(或凹模)的公稱尺寸及公差，然后配做另一個相配件凹模(或凸模)，這樣很容易保證沖裁間隙，而且可以放大基準件的公差，也無需要校核。這種方法適用于非圓形等復雜形狀的沖裁件，與圓形凸凹模刃口尺寸計算不同之處是凸、凹模各組成尺寸磨損后的變化情況不同，計算時要分析凸、凹模各尺寸磨損變化情況。磨損后增大的尺寸應減去一個備磨量；磨損后減小的尺寸應加上一個備磨量；磨損后即不增大也不減小的尺寸可不考慮備磨量。原理：2.沖裁工

22、藝及沖裁模具設計沖制如圖2-8a所示工件，凸、凹模各組成尺寸磨損后的變化情況如圖2-8b、c所示。1)落料時：以凹模為基準件，分析凹模各尺寸磨損變化情況。 磨損后增大的尺寸稱A類尺寸。 2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算磨損后減小的尺寸稱B類尺寸。凹模尺寸磨損后不變的尺寸稱C類尺寸。對應凸模尺寸是在凹模尺寸的基礎上加上或減去雙邊間隙Z即可。亦可直接在凸模工作圖上標注凹模名義尺寸，在技術要求中注明凸模尺寸按凹模實際尺寸配制保證雙邊間隙Xmm。 凹模尺寸 圖2-8 工件和落料凹模尺寸a）工件尺寸；b）落料凹模尺寸；c）沖孔凸模尺寸2.沖裁工藝及沖裁模具設計沖制如圖2-8a所示工件，凸、凹模各組成尺寸

23、磨損后的變化情況如圖2-8b、c所示。 2.2.2 凸、凹模刃口尺寸計算圖2-8 工件和落料凹模尺寸a）工件尺寸；b）落料凹模尺寸；c）沖孔凸模尺寸2)沖孔時：以凸模為基準件。分析凸模各尺寸磨損變化情況；同樣存在著磨損后變大、變小和不變的三種磨損情況，凸模的刃口尺寸計算，仍可用以上公式進行計算。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣沖裁件在板料或條料的布置方法稱為排樣。合理的排樣應是在保證制件質量、有利于簡化模具結構的前提下，以最少的材料消耗沖出最多數(shù)量的合格制件。沖裁排樣有兩種分類方法:一是從廢料角度來分，可分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種；另一種是按

24、制件在材料上的排列形式來分，可分為直排法、斜排法、對排法、混合排法、多排法和沖裁搭邊法等多種形式。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣 （1）有廢料排樣：指排樣時，制件與制件之間、制件與條料邊緣之間均有余料存在。 特點：沖裁件質量完全由沖模保證，精度高，且搭邊保護模具，但材料利用率低。 （2）少無廢料排樣：指制件與制件之間、制件與條料邊緣之間存在較少或沒有余料。 特點：模具結構簡化、沖裁力降低、材料利用率提高，但受板料和定位影響，工件精度降低，且凸模單邊受力，易被破壞，加劇模具磨損，影響沖裁件的斷面質量。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1

25、.沖裁排樣1.有廢料排樣（a）2.少廢料排樣（b）3.無廢料排樣（c、d）2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣 沖裁所產生的廢料： 一類是結構廢料，另一類是工藝廢料 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣 減少工藝廢料的措施： 1)設計合理的排樣方案 2)選擇合適的板料規(guī)格 3)合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料） 4)利用廢料作小零件等 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣利用結構廢料的措施：1)當材料和厚度相同時，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。2)在使用條件

26、許可下，也可以改變零件的結構形狀，提高材料利用率。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣沖壓件排樣實物2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣排樣主要形式的分類2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣排樣主要形式的分類2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣排樣主要形式的分類2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣案例分析：電機轉子（1）少廢料排樣2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣案例分析：電機定子（1）有廢料排樣2.沖

27、裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣（2）少廢料排樣2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣直排法：適用于外形為方、矩形沖件。案例分析：電機定子2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣斜排法：適用橢圓形、T形、L形、S形沖件。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣直對排法：適用于梯形、三角形、半圓形、T形、形、形沖件。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣案例分析：電位器接線片2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣斜對排：適

28、用T形沖件，且比直對排節(jié)省材料。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣混全排法：適用于材料與厚度相同的兩種以上不同形狀沖件的套排。案例分析：電機定子、電機轉子2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件1.沖裁排樣多行排法：適用于大批量生產中尺寸不大的圓形、六角形、方形、矩形等沖件。案例分析：電機轉子2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件2.搭邊值的確定搭邊是指沖裁時制件與制件之間、制件與條(板)料邊緣之問的余料。搭邊的作用是：1）補償定位誤差，保證沖出合格的制件；2）保持條料具有一定的剛性，便于送料；3）保護模具，以免模具過早地磨損

29、而報廢。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件2.搭邊值的確定搭邊值的大小決定于制件的形狀、材質、料厚、及板料的下料方法。搭邊值大小影響材料的利用率。一般由經(jīng)驗確定或查表。影響搭邊值的因素 材料的力學性能 硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、脆材料的搭邊值要大一些。材料厚度 材料越厚，搭邊值也越大。 沖裁件的形狀與尺寸 零件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。送料及擋料方式 用手工送料，有側壓裝置的搭邊值可以小一些；用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。卸料方式 彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。 2.沖裁工藝及沖裁模具設計3.定位元件與條料寬度尺寸的確定2.2.3 沖裁排樣與

30、定位元件圖2-9 側壓裝置(1)擋料釘定位的條料寬度B有側壓裝置的條料寬度B，側壓裝置用來消除條料寬度誤差的，裝在導料板一側上、如圖2-9所示。這樣，條料總是被壓向另一側稱之為基準導尺的定位面上，則無側壓裝置的條料寬度B式中：L條料寬度方向沖裁件的最大尺寸;條料的寬度公差；a側面搭邊值；C導料板與最寬條料的間隙。2.沖裁工藝及沖裁模具設計3.定位元件與條料寬度尺寸的確定2.2.3 沖裁排樣與定位元件(2)擋料釘與側面導尺模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能有正確的位置。毛坯在模具中的定位有兩個內容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進距， 如圖2-10中所示的銷a；二是在與送料方向垂直方

31、向上的定位，通常稱為送進導向，如圖2-10所示的銷b、c。圖2-10 圓柱銷定位2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件圖2-11 固定擋料銷及活動擋料銷 a）、b）固定擋料銷；c）活動擋料銷圖2-11a、b所示為固定擋料銷，送進時，需要人工抬起條料送進，并將擋料銷套入下一個孔中，使定位點靠緊擋料銷。其中圖2-11a,所示是圓柱式擋料銷，擋料銷的固定部分和工作部分的直徑差別較大，不至于削弱凹模的強度，并且制造簡單，使用方便。其一般固定在凹模上，適用于帶料板的沖模。圖2-11b所示是鉤形擋料銷，其固定部分的位置可離凹模的刃口更遠一些，有利于提高陰模強度。但此種擋料銷由于形狀不對稱

32、，為防止轉動需另加定向裝置。適用T-加工較大、較厚材料的沖壓件。1)擋料銷:擋料銷的作用是保證條料送進時有準確的送進距。其結構形式可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件圖2-11c所示為活動擋料銷。擋料銷在送進方向帶有斜面，送進時當搭邊碰撞斜面使擋料銷跳越搭邊而進入下一個孔中，然后將條料后拉，檔料銷便抵住搭邊而定位。每次送料都應先送后拉。適用于厚度大于0.8mm的沖壓材料，因為廢料需有一定的強度，如料太薄，則不能帶動擋料銷活動。圖2-11 固定擋料銷及活動擋料銷 a）、b）固定擋料銷；c）活動擋料銷1)擋料銷:擋料銷的作用是保證條

33、料送進時有準確的送進距。其結構形式可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件圖2-12 始用擋料銷圖2-12所示為始用擋料銷。擋料銷用于條料送進時的首次定位。使用時，用手壓出擋料銷。條料定位后，在彈簧的作用下?lián)趿箱N自動退出。1)擋料銷:擋料銷的作用是保證條料送進時有準確的送進距。其結構形式可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2)導正銷：為了保證級進模沖裁件各部分的相對位置精度，在級進模中的定位可采用如圖2-13所示的導正銷口導正銷安裝在上模，沖裁時導正銷先插入已沖好的定位孔內，以確定前后工位的相對位

34、置，消除送料和導向中產生的誤差。2.2.3 沖裁排樣與定位元件圖2-13 導正銷1-導正銷；2-擋料銷12設計有導正銷的級進模，擋料銷的位置應保證導正銷在導正條料過程中條料活動的可能。擋料銷的位置e可由下式計算。式中c條料進距(mm); D落料凸模直徑(mm); d擋料銷頭部直徑(mm); 0. 1導正銷往前推的活動余量(mm)。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件3)導料板：采用條料或帶料沖裁時，一般選用導料板或導料銷來導正材料的送進方向。導料板常用于單工序模和級進模，其結構形式如圖2-14所示。導料銷是導料板的簡化形式。多用于有彈性卸料板的單工序模。導料板的厚度根據(jù)條料

35、的厚度、質量情況和工件的定位形式而定。兩側導料板定位部分之間的距離，應等于條料寬度加上0.21.0mm的間隙，如果條料寬度公差過大，則需一側導料板上裝側壓裝置，來消除條料的寬度誤差，圖2-14 導料板 a）分離式導料板；b）整體式導料板2.沖裁工藝及沖裁模具設計(3)采用側刃裝置的條料寬度B2.2.3 沖裁排樣與定位元件側刃是以切去條料旁側少量材料來限定送料進距的。圖2-15 側刃斷面形狀 a）長方形側刃；b）成形側刃；c）尖角側刃側刃斷面的長度等于步距，側刃前后導料板兩側之間的距離不等，尺寸相差a，所以只有用側刃切去長度等于步距的料邊后，條料才有可能向前送進一個步距。側刃定距準確可靠，生產效

36、率較高，但增大了總沖裁力、降低了材料利用率。側刃一般用于級進模的送料定距，適用的材料厚度為0.51.5mm。根據(jù)斷面形狀。常用的側刃可分為三種，如圖2-15所示。其中圖2-15a為長方形側刃，該種側刃制造簡單，但當側刃刃部磨鈍后，會使條料邊緣處出現(xiàn)毛刺而影響正常送進。圖2-15b的齒形側刃可克服上述缺點，但制造較復雜，同時也增大了切邊寬度，材料利用率降低。圖2-15c的尖角形側刃需與彈簧擋銷配合使用，側刃在條料邊緣沖切角形缺日，條料送進缺口滑過彈簧擋銷后，反向后拉條料至擋銷卡住缺口而定距。其優(yōu)點是不浪費材料，但操作麻煩，生產效率低。2.沖裁工藝及沖裁模具設計(3)采用側刃裝置的條料寬度B2.2

37、.3 沖裁排樣與定位元件采用側刃時的條料寬度B式中 L制件垂直于送料方向的基本尺寸（mm ） ; n側刃數(shù); 條料的寬度公差; a側面搭邊值; F側刃裁切條料的切口寬，一般F取F=1.5-2t;2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件4.排樣圖一張完整的排樣圖應標注條料寬度尺寸B、條料長度L、板料厚度t 、端距l(xiāng)、步距S、工件間搭邊和側搭邊a。并習慣以剖面線表示沖壓位置。 2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.3 沖裁排樣與定位元件5.材料利用率的計算一般常用的計算方法是：一個進距內制件的實際面積與所需板料面積之比的百分率。一般用表示:式中 A在送料方向.排樣圖中相鄰兩個制件對應點

38、的距離(mm) ; B條料寬度(mm) ; F一個步距內制件的實際面積(mm2) ; F0一個步距所需毛坯面積(mm2) 。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.4 沖壓力沖壓力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。1.沖裁力式中P沖裁力(N); 材料抗剪強度(MPa); L沖裁件周邊長度(mm); t材料厚度(mm); K系數(shù)，取K=1.3。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.4 沖壓力 2.卸料力、推料力、頂料力的計算圖2-16 卸料力、推料力、頂料力卸料力。卸料力是將箍在凸模上的材料卸下時所需的力。推料力。推料力是將落料件順著沖裁方向從凹模洞門推出時所需的力。 頂料力口頂料力是將落料件逆著沖

39、裁方向頂出凹模刃口時所需的力。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.4 沖壓力 2.卸料力、推料力、頂料力的計算2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.4 沖壓力 3.沖壓力的計算2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.5 模具壓力中心的計算模具的壓力中心是指沖壓力合力的作用點。計算壓力中心的目的是：1)使沖裁中心與沖床滑塊中心想重合，避免產生偏彎矩，減少模具導向機構的不均勻磨損。2)保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍，提高沖裁件的質量和模具的使用壽命。3)合理布局凹模型孔位置。對稱形狀的零件，其壓力中心位于刃口輪廓圖形的幾何中心上。等半徑的圓弧段的壓力中心，位于任意角2角平分線上（為弧度），且距

40、離中心為x0的點上。1.簡單形狀工件壓力中心的計算x0=rsin壓力中心位于角平分線上x0點2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.2.5 模具壓力中心的計算2.復雜工件或多凸橫沖裁件壓力中心的計算可根據(jù)力學中力矩平衡原理進行計算，即各分力對某坐標軸力矩之和等于其合力對該坐標軸的力矩，其計算步驟如下：根據(jù)排樣方案，按比例畫出排樣圖（或工件的輪廓圖）。根據(jù)排樣圖，選取特征點為原點建立坐標系x、y（或任選坐標系x、y，選取坐標軸不同，則壓力中心位置也不同）。將工件分解成若干基本線段l1、l2等，,并確定各線段長度（因沖裁力與輪廓線長度成正比關系，故用輪廓線長度代替P）。確定個線段長度幾何中心的坐標。計算個基

41、本線段的重心到y(tǒng)軸的距離xi和到x軸的距離yi，則根據(jù)力矩原理可得壓力中心的計算公式為2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.3 模具主要零部件的結構設計2.3.1 凸模的結構設計與標準化1.凸模結構常見凸模有以下幾種形式:臺肩式凸模。這種凸模結構主要用于橫斷面簡單的，如圓形、方形等，裝配修磨方便，具有較好的固定性和工作穩(wěn)定性。故在模具結構中經(jīng)常采用，如圖2-18。圖2-18 臺肩式凸模直通式凸模。即凸模沿軸線方向橫斷面尺寸相同。這種凸模結構對于沖制非圓形制件時非常實用。主要是可用數(shù)控線切割機床加工或成形磨削，如圖2-19。圖2-19 直通式凸模圖2-20 側刃斷面形狀a）臺肩式；b）鉚接式；c）螺釘?shù)?/p>

42、裝式；d）橫銷固定式2.凸模的固定方式主要是臺肩固定式，鉚接式固定兩大類。此外還有螺釘?shù)跹b，橫銷固定等形式。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.3.1 凸模的結構設計與標準化圖2-21 臺肩式凸模結構以臺肩式凸模結構為例說明結構參數(shù)的確定，如圖2-21。3.凸?；窘Y構參數(shù)的確定(1)凸模橫斷面參數(shù)的確定，按公式計算值式中d刃口尺寸。(2)凸模軸向參數(shù)的確定式中 h1固定板厚度(mm); h2卸料板厚度(mm); h3側面導板厚度(mm)。4.凸模強度的校核在一般情況下，凸模強度是足夠的，無需校核。但對于特別細長的凸?；虬辶虾穸容^大的情況，應對模進行壓應力和彎曲應力的校核。檢查其危險斷面尺寸和自由長

43、度是否滿足強度要求。(1)壓應力的校核 (2)彎曲應力的校核5.凸模結構標準化在依據(jù)上述推薦參數(shù)和模具結構的特點構思一凸模結構，在構思的基礎上選擇標準凸模結構。查國標JB/T8057.1-3選取標準尺寸。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.3.2 凹模的結構設計與標準化1.凹模洞孔形式圖2-22 凹模洞孔形式a）圓柱形孔口；b）錐形孔口；c）具有過渡圓柱形孔口(1)圓柱形孔口(圖2-22a)這種結構工作刃口的強度較高，刃磨后工作部分的尺寸不變。主要用于沖制料較厚、形狀較復雜的制件。柱部高度h及錐部a的推薦取值范圍?？卓谙路降腻F部是為了漏料的方便。其斜角a可取35。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.3.2

44、 凹模的結構設計與標準化1.凹模洞孔形式圖2-22 凹模洞孔形式a）圓柱形孔口；b）錐形孔口；c）具有過渡圓柱形孔口(2)錐形孔口(圖2-22b)這種結構工作刃口刃磨后工作部分的尺寸會變大。主要用于沖制精度較低、形狀較簡單的制件。錐角a的推薦取值范圍。(3)具有過渡圓柱形孔口(圖2-22c)具有圓柱形孔口的特點，并且制造方便，是生產中常用的一種結構。h值可參照圓柱形孔口的h確定。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.凹模結構2.3.2 凹模的結構設計與標準化凹模常用的基本結構外形有矩形、圓形板類結構及柱形結構。設計時按JB/T 7643. 1-1994、JB/T 7643.4-1994、JB/T 80

45、57.4-1995選用，其中以板類凹模應用最普遍。凹模的固定方法是用螺釘、銷釘直接固定在底座上。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.3.2 凹模的結構設計與標準化圖2-23 凹模外形尺寸3.凹模外形尺寸的確定以矩形凹模為例，凹模外形尺寸:(符合含義見圖2-23)凹模厚度H:式中 K系數(shù)，查表2-5; b1垂直于送料方向度量的凹模洞孔間最大距離。凹模長度L:式中L1平行于送料方向度量的凹模洞孔間最大距離; l1凹模孔壁至邊緣的距離，查表2-6。 凹模寬度B:2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.3.3 凸、凹模的最小壁厚凸凹模的內、外緣均為刃口，內、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強度，凸凹模

46、應有一定的壁厚。凸凹模的最小壁厚m一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定，不積聚廢料的凸凹模最小壁厚值：沖裁硬材料時m=1.5t ；沖裁軟材料時m=t。積聚廢料的凸凹模，由于脹力大，故最小壁厚值要比上述數(shù)據(jù)適當加大。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4 模具結構設計2.4.1 工藝方案的確定在分析沖裁件工藝性的基礎上，確定沖裁工藝方案。沖裁工藝方案的確定，應滿足沖裁變形規(guī)律，在保證零件質量、經(jīng)濟性以及操作安全等方面的要求下，盡量減少工序數(shù)目。確定沖裁工藝方案，亦即確定沖壓該產品零件所需工序的性質、數(shù)量和順序，擬訂幾種可能的沖裁工藝路線，經(jīng)分析比較，確定出最佳方案。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.2 模具類型的確定在

47、已確定的沖裁方案的基礎上考慮模具結構類型。沖裁模常見類型分為單工序模(如落料模、沖孔模、切斷模、切邊模等)、復合模(如落料沖孔復合模、落料拉深復合模等)和級進模(如落料沖孔級進模、落料彎曲級進模等)。確定模具類型時，要根據(jù)沖裁精度要求、生產批量、模具加工能力等條件來選擇，參照表2-7及表2-8確定。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.2 模具類型的確定在已確定的沖裁方案的基礎上考慮模具結構類型。沖裁模常見類型分為單工序模(如落料模、沖孔模、切斷模、切邊模等)、復合模(如落料沖孔復合模、落料拉深復合模等)和級進模(如落料沖孔級進模、落料彎曲級進模等)。確定模具類型時，要根據(jù)沖裁精度要求、生產批量、

48、模具加工能力等條件來選擇，參照表2-7及表2-8確定。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.3模具結構及主要部件設計1.單工序沖裁模(1)無導向單工序沖裁模圖2-24是無導向簡單落料模。該沖裁模的結構主要由:工作零件凸模2和凹模5，定位零件為兩個導料板4和定位板7，導料板對條料送進起導向作用，定位板是限制條料的送進距離。卸料零件為兩個固定卸料板3，支承零件為上模座(帶模柄)1和下模座6等零件組成。此外還有起連接緊固作用的螺釘和銷釘?shù)?。圖2-24 無導向簡單落料模1-帶模餅上模座；2-凸模；3-固定卸料板；4-導料板；5-凹模；6-下模座；7-定位板該模具的沖裁過程如下:條料沿導料板送至定位板后，上

49、模在壓力機滑塊帶動下，使凸模進人凹?？讓崿F(xiàn)沖裁，分離后的沖件積存在凹模洞口中被凸模依次推出。箍在凸模上的廢料由固定卸料板刮下。照此循環(huán)，完成沖裁工作。該模具具有一定的通用性，通過更換凸模和凹模，調整導料板、定位板卸料板位置，可以沖裁不同沖件。另外，改變定位零件和卸料零件的結構，還可用于沖孔，即成為沖孔模。無導向沖裁模的特點是結構簡單(有的比圖2-24還要簡單)、質量輕、尺寸小、制造簡單、成本低，但使用時安裝調整間隙麻煩，沖裁件質量差，模具壽命低，操作不夠安全。因而無導向簡單沖裁適用于沖裁精度要求不高、批量小的沖裁件。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.3模具結構及主要部件設計(2)導柱式簡單沖裁

50、模圖2-25是導柱式簡單沖裁模。該模是利用導柱14和導套13實現(xiàn)上、下模精確導向定位。凸、凹模在進行沖裁之前，導柱已經(jīng)進人導套，從而保證在沖裁過程中凸模和凹模之間的間隙均勻一致。上、下模座和導柱、導套裝配組成部件稱為模架。這種模具的結構特點是:導柱與模座孔為H7/r6(或R7/h6)的過盈配合;導套與上模座孔也為H7/r6過盈配合。其主要目的是防止工作時導柱從下模座孔中被拔出和導套從上模座中脫落下來。為了使導向準確和運動靈活，導柱與導套的配合采用H7/h6的間隙配合。沖模工作時，條料靠導料板15和固定擋料銷5實現(xiàn)正確定位，以保證沖裁時條料上的搭邊值均勻一致。這副沖模采用了剛性卸料板6卸料，沖出

51、的工件在凹?？斩粗?，由凸模逐個頂出凹模直壁處，實現(xiàn)自然漏料。由于導柱式?jīng)_裁模導向準確可靠，并能保證沖裁間隙均勻穩(wěn)定，因此，沖裁件的精度比用導板模沖制的工件精度高，沖模使用壽命長，而且在沖床上安裝使用方便。與導板沖模相比，敞開性好、視野廣，便于操作。卸料板不再起導向作用，單純用來卸料。導柱式?jīng)_模目前使用較為普遍，適合大批量生產。導柱式?jīng)_模的缺點是:沖模外形輪廓尺寸較大。結構較為復雜，制造成本高，目前各工廠逐漸采用標準模架，這樣可以人人減少設計時間和制造周期。模架標準查國標GB/T 2851一1990、GB/T 2852-1990。圖2-25 無導向簡單落料模1、8-螺釘；2、11-圓柱銷；3-下

52、模座；4-上模座；5-定位銷；6-卸料板；7-凸模定位板；9-凸模；10-模柄；12-凹模；13-導套；14-導柱；15-導料板2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.3模具結構及主要部件設計(3)剛性卸料板剛性卸料板適用于沖壓厚度在0.5mm以上的條料，尤其適用干簡單的彎曲模和拉深模。圖2-26所示為剛性卸料板。其中圖2-26a、b是封閉式剛性卸料板。圖2-26c是懸臂式剛性卸料板，適用于窄而長的毛坯。圖2-26d是鉤形剛性卸料板。剛性卸料板用螺釘和銷釘固定在下模上，能承受較大的卸料力，其卸料可靠、安全，但操作不便，生產效率不高。剛性卸料板與凸模間的單邊間隙一般取0.10. 5mm。剛性卸料板的厚

53、度取決于卸料力大小及卸料尺寸，一般取512mm。圖2-26 剛性卸料板2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.3模具結構及主要部件設計2.級進沖裁模級進沖裁模又稱級連續(xù)或跳步模。這種沖裁模是按照一定的沖裁程序，在沖床滑塊一次行程中?？稍跊_模的不同工位上完成兩種以上的沖裁工序。由于級進模工位數(shù)較多，因而級進模沖制零件，必須解決條料或帶料的準確定位問題，才有可能保證沖壓的質量。按照級進模定位的特征，級進模可分為以下幾種典型結構:(1)固定擋料銷和導正銷定位的級進模(2)側刃定距的級進模(3)彈性卸料板3.復合沖裁模復合模和級進模一樣也是多工序模，但與級進模不同的是，復合模是在沖床滑塊一次行程中，在沖模的

54、同一工位上能完成兩種以上的沖壓工序。在完成這些工序過程中不需要移動沖壓材料。在復合模中，有一個一身雙職的重要零件就上凸凹模。(1)正裝復合模(2)倒裝式復合模(3)推件裝置2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.4.3模具結構及主要部件設計4.導向及支承固定零件(1)導柱和導套對生產批量大、要求模具壽命長、工件精度較高的沖模，一般采用導柱、導套來保證上、下模的精確導向。導柱、導套的結構形式有滑動和滾動兩種。(2)上、下模座模座分帶導柱和不帶導柱兩種，根據(jù)生產規(guī)模和產品要求確定是否采用帶導柱的模座。帶導柱標準模座的常用形式及導柱的排列方式，如圖2-35所示。(3)模柄模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的

55、滑塊上。在設計模柄時，模柄的長度不得大于沖床滑塊內模柄孔的深度，模柄直徑應與壓力機滑塊上的模柄孔徑一致。圖2-33 滑動導柱、導套 圖2-35 帶導柱標準模座 圖2-36 常用的模柄2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.5 沖模的設計步驟及實例2.5.1 沖模的設計步驟1.分析產品的制件的工藝性，擬定工藝方案先審查產品制件是否合乎沖裁結構工藝性以及沖壓的經(jīng)濟性。擬定工藝方案，在分析工藝性的基礎上，確定沖壓件的總體工藝方案，然后確定沖壓加工工藝方案。它是制定沖壓工藝過程的核心。在確定沖壓工藝方案時，先確定制件所需的基本工序性質、工序數(shù)目、以及工序的順序，再將其排隊組合成若干種可行方案。最后對各種的工藝方

56、案進行分析比較，綜合其優(yōu)缺點，選一種最佳方案。在分析比較方案時，應考慮制件精度、批量、工廠條件，模具加工水平及工人操作水平等方面的因素，有時還需必要的工藝計算。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.5.1 沖模的設計步驟2.沖壓工藝計算及設計排料及材料利用率的計算，選擇合理的排料方式，決定出搭邊值，確定出條料的寬度，并力求取得最佳的材料利用率。刃口尺寸的計算，如前所述，確定出凸、凹模的加工方法，按其不同的加工方法分別計算出凸、凹模的刃口尺寸。沖壓力、壓力中心的計算及沖壓設備的初步選擇，如前所述，計算出沖壓力及壓力中心，并根據(jù)沖壓力初步選定沖壓設備。此時僅按所需方面壓力選擇設備的類型及規(guī)格。2.沖裁工藝

57、及沖裁模具設計3.沖模結構設計2.5.1 沖模的設計步驟確定凹模尺寸，在計算出凹模的刃口尺寸的基礎上，再計算出凹模的壁厚，確定凹模外輪廓尺寸，在確定凹模壁厚時要注意三個問題。第一須考慮凹模上螺孔、銷孔的布置;第二應使壓力中心與凹模的幾何中心基本重合;第三應盡量按國家標準選取凹模的外形尺寸。根據(jù)凹模的外輪廓尺寸及沖壓要求。從沖模標準中選出合適的模架類型，并查出相應標準，畫出上、下模板、導柱、導套的模架零件。畫沖模裝配圖。畫沖模零件圖。編寫技術文件。2.沖裁工藝及沖裁模具設計3.沖模結構設計2.5.1 沖模的設計步驟圖2-37 模具總體設計尺寸圖1-下模座；2、15-銷釘；3-凹模；4-套；5-導

58、柱；6-導套；7-上模座；8-卸料板；9-橡膠；10-凸模固定板；11-墊板；12-卸料螺釘；13-凸模；14-模柄；16、17-螺釘2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.5.2 沖裁模設計實例圖2-38 沖裁件工作圖 零件簡圖：如圖2-38所示鎮(zhèn)流器固定夾展開毛坯。生產批量：大批量材料：08鋼材料厚度：0.8mm制件精度：IT14級1. 沖裁件的工藝分析設計模具時，首先要根據(jù)生產批量、零件圖紙及零件的技術要求進行工藝性分析，從而確定其進行沖裁加工的可能性及加工的難易程度。對不適合沖裁或難以保證加工要求的部位提出改進建議與設計人員協(xié)商解決。圖2-38所示工件符合沖裁工藝要求。2.沖裁工藝及沖裁模具設計

59、2.5.2 沖裁模設計實例圖2-38 沖裁件工作圖 2.確定合理的沖裁工藝方案在工藝分析的基礎上，擬定出可能的沖裁方案。再根據(jù)上件的形狀、差要求、材料性能、生產批量、沖壓設備、模具加工條件等多方面的因素，進行全面的分析研究，比較其綜合的經(jīng)濟效果。在滿足工件質量要求的前提下，以最大限度的降低生產成本為目的，選擇確定一個合理的沖壓工藝方案。圖2-38工件的沖裁方案落料-沖孔單工序沖壓； 沖孔-切口-落料組合工序沖壓。根據(jù)工件特點，其形狀簡單，尺寸較小宜采用第二種方案。2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.5.2 沖裁模設計實例3.凸凹模刃口尺寸計算(1)沖孔：以凸模為基準，且凸模在實際工作中磨損后減小，為

60、使模具具有一定使用壽命應加上一個備磨量X。工件公差查GB/T1800.2-1998、GB/T1800.3-1998、GB/T1800.4-1999，IT14，=0.3，X=0.5，Zmin=10%=0.08凸模凹模2.沖裁工藝及沖裁模具設計2.5.2 沖裁模設計實例3.凸凹模刃口尺寸計算(2)落料凸凹模刃口尺寸計算落料以凹模為基準，為使模具具有一定的使用壽命應考慮加、減備磨量X。圖2-39 凹模磨損示意圖非圓形與圓形凹模刃口尺寸計算不同之處是凹模各組成尺寸磨損后的變化情況不同，計算時要分析凹模各尺寸磨損變化情況。如圖2-39所示。磨損后增大的尺寸應減去一個備磨量;磨損后減小的尺寸應加上一個備磨