簡單沖裁模設(shè)計及模具壽命分析

簡單沖裁模設(shè)計及模具壽命分析1.

選題背景：

在世界工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)，機械零件粗加工的75%和精加工的50%都可以用模具來完成，模具制造技術(shù)已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一，不僅如此，許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上都取決于工業(yè)的發(fā)展水平，如此，模具制造業(yè)正逐步成為機床工業(yè)并駕齊驅(qū)的獨立還有，成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分和工藝發(fā)展方向，成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而冷沖壓模具在莫具生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)處于佼佼者，因此，沖裁模的設(shè)計和制造已成為當今社會的熱門話題。2.

設(shè)計思路：

冷沖模是冷沖壓加工中必不可少的工藝裝備，沒有先進的莫具技術(shù)，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)，本論文先講了沖裁模各結(jié)構(gòu)零件，再以簡單的沖裁模設(shè)計實例說明沖裁模的具體設(shè)計步驟及沖裁模的工作過程和工作流程，從而發(fā)現(xiàn)模具工作時的影響失效形式，進而對其進行分析，以便在以后能夠改進。3.

論文結(jié)構(gòu)：

本論文總共分為九章，第一章切入課題，講了沖壓模的概論、特點、應(yīng)用、現(xiàn)狀和發(fā)展方向，第二章到第七章主要講了沖裁模各結(jié)構(gòu)零件的作用、材料及選用，為一個簡單沖裁模設(shè)計的前期做準備，也是本文的主體部分，第八章講了沖裁模具體設(shè)計步驟及一些簡單沖裁模的設(shè)計實例，第九章主要講了莫具的影響失效形式及影響模具壽命的一些因素。

摘要：

沖裁模具按工序組合程度可分為：簡單沖裁模.連續(xù)沖裁模.復(fù)合沖裁模

簡單沖裁模即敞開模，及在一次沖裁中只能完成沖孔或落料的一個工序，他按導(dǎo)向方式可分為無導(dǎo)向單工序模.導(dǎo)板式簡單沖裁模.導(dǎo)柱式簡單沖裁模.其中無導(dǎo)向單工序模的特點是結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，尺寸小，模具制造容易，成本低廉，但沖裁模使用安裝時麻煩，模具壽命低，沖裁件精度差，操作也吧安全，適用于精度要求不高.形狀簡單.批量小或試制多重才件；導(dǎo)板式簡單沖裁模精度高.壽命長.使用安裝幀.操作安全，但制造比較復(fù)雜，一般用于形狀較簡單.尺寸不大的工件；導(dǎo)柱式簡單沖裁模模具準確可靠，能保證沖裁間隙的工件精度高，模具壽命長，而且在沖床上安裝使用方便，因此，導(dǎo)柱式簡單沖裁模是應(yīng)用最廣泛的一種莫具，適用于大批量生產(chǎn)。

本文主要介紹了簡單沖裁模的設(shè)計及影響模具壽命的一些常見因素。通過對簡單沖裁模結(jié)構(gòu)及其零部件進行拋析，以簡單沖裁模的設(shè)計實例來進一步說明沖裁模各零部件在沖模結(jié)構(gòu)中的作用，及一個簡單沖裁模的具體工作過程及工作流程，進而對影響模具壽命的一些因素進行分析，以便在莫具設(shè)計時能盡量減小這些因素對莫具壽命的影響，從而延長模具壽命。由于本人學(xué)識淺薄.水平有限.經(jīng)驗不足等諸多原因，在論文的選題和編寫中可能存在這樣那樣的問題，希望老師和同學(xué)提出寶貴意見和建議，以利于我在以后不斷改進，謝謝！關(guān)鍵詞：模具、沖裁模具、摸座、模具壽命、模具使用壽命

目

錄第一章

緒論

1.1沖壓的概念.特點及應(yīng)用…………………（6）

1.2沖壓的基本工序及模具…………………（8）

1.3沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向……………（8）第二章

沖壓模的分類及其零部件

2.1沖模的分類………………（13）

2.1.1根據(jù)工藝性質(zhì)分………（13）

2.1.2根據(jù)工序組合程度分…………………（13）

2.2沖模的零部件……………（13）第三章

沖壓工藝概述第一章

3.1沖裁工藝性………………（15）

3.2沖裁件的工藝性…………（15）

3.3沖裁件的尺寸精度與表面粗糙度………

（15）

3.4沖裁件的尺寸標注…………（15）

3.5沖裁工藝的選用……………（17）

3.5.1沖裁工序的組合…………（18）

3.5.2沖裁順序的安排…………

（18）

3.5.3多工序沖裁件用單工序沖裁時的順序安排……………

（18）第四章沖壓工藝基礎(chǔ)

4.1選擇模具的結(jié)構(gòu)形式………

（20）

4.2單工序沖裁模………………

（20）

4.2.1落料?！?/p>

（20）

4.2.1.1無導(dǎo)向單工序落料?！?0）

4.2..1.2導(dǎo)板式單工序落料?！?1）

4.2.1.3導(dǎo)柱式單工序落料?！?1）

4.2.2沖孔?！?1）

4.2.2.1導(dǎo)柱式?jīng)_孔?！?1）

4.2.2.2沖側(cè)孔?！?1）

4.2.2.3小孔沖?！?1）

4.3多工位.多工序沖裁?！?2）

4.3.1級進?！?2）

4.3.1.1用導(dǎo)料銷定位的級進模…………………（22）

4.3.1.2側(cè)刃定距的級進?！?2）

4.3.1.3排樣……………………（22）

4.3.2復(fù)合膜………（23）

4.3.2.1正裝式復(fù)合膜……………（23）

4.3.2.2倒裝式復(fù)合膜……（23）第五章

沖裁工藝計算

5.1沖裁排樣計算…………

（24）

5.1.1材料利用率計算……（24）

5.1.2條料排樣的分類……（25）

5.1.3搭邊的確定…………（26）

5.1.4條料的寬度與導(dǎo)板間距離的計算…（27）

5.2排樣圖…………………（28）

5.2.1沖裁力的計算………（28）

5.2.2卸料力.推件力及頂件力的計算……（30）

5.2.3降低沖裁力的方法…………………

（30）

5.3沖裁模間隙值的確定……（31）

5.4凸模與凹模刃口尺寸的確定……………（32）

5.4.1刃口尺寸確定的原則……（33）

5.4.2刃口尺寸的確定方法……（33）第六章

沖壓設(shè)備的選用

6.1沖壓設(shè)備類型的選擇………（40）

6.2沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇………（40）

6.2.1公稱壓力…………………

（40）

6.2.2滑塊行程長度………………（41）

6.2.3滑塊行程次數(shù)………………（41）

6.2.4沖壓工作臺面尺寸…………（41）

6.2.5滑塊模柄孔尺寸……………（41）

6.2.6閉合高度…………………

（41）

6.3壓力機的選型及其規(guī)格………（42）第七章

沖裁模主要零部件的選擇

7.1定位零件………（43）

7.1.1導(dǎo)料銷.導(dǎo)料板………………（43）

7.1.2側(cè)壓裝置……………………（43）

7.1.3擋料銷………（44）

7.1.4側(cè)刃…………（44）

7.1.5導(dǎo)正銷………（45）

7.1.6定位板和定位銷……………（45）

7.2卸料裝置與推件頂件裝置……（47）

7.2.1卸料裝置……………………（47）

7.2.2推件和頂件裝置…………（48）

7.3模架及其組成零件的選用…………………（49）

7.3.1模架…………（49）

7.3.2模座…………（50）

7.3.3導(dǎo)柱和導(dǎo)套零件……………（50）

7.3.4連接于固定裝置……………（51）

7.4凸模與凹?！?2）

7.4.1凸?！?2）

7.4.2凹模…………（53）第八章

模具壽命及其影響因素8.1模具壽命……………（58）

8.1.1模具正常壽命……………（58）

8.1.2模具失效形式及機理………（58）

8.2模具壽命的影響因素………（59）

8.2.1模具結(jié)構(gòu)的影響……………（59）

8.2.2模具工作條件的影響………（59）

8.2.3模具材料性能的影響………（60）

8.2.4模具制造過程的影響………（60）

8.2.5沖裁間隙的影響……………（60）結(jié)束語……………（62）致謝詞……………（63）參考文獻…………（64）

第一章

緒

論1.緒論板料沖壓是金屬加工的一種基本方法，他用以生產(chǎn)各種板料零件，具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、重量輕、成本低并易于實現(xiàn)機械化和自動化等特點。在現(xiàn)代汽車、拖拉機、電器電機、電子儀表、日用生活用品、航空航天以及國防工業(yè)等各個工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位。沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面還是在經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點，其生產(chǎn)出來的工件具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗的特點，是其他加工方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于進行沖壓成型加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集新產(chǎn)品，其制造是單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點。所以只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成型加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟效益。由于沖壓加工具有上市突出的優(yōu)點，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)機密用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。沖壓工序根據(jù)材料的變形特點可分為分離工序和變形工序兩類。分離工序是指坯料再沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達到強度極限以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序包括：切斷、落料、沖孔、切口、切邊、剖邊等。成型工序是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達到屈服極限，但未達到強度極限，是坯料發(fā)生塑性變形，成為居于有定形狀尺寸與精度制件的加工工序。成型包括：彎曲、拉深、翻邊、旋轉(zhuǎn)、校平、壓花等。

如今面對廿一世紀的國內(nèi)建設(shè)形勢，企業(yè)要適應(yīng)市場經(jīng)濟的發(fā)展，作為國家支拄產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)將加大輕、微、轎車的產(chǎn)量，因而對模鍛件的精度提出了更高的要求。在生產(chǎn)過程中，提高模具壽命是一個復(fù)雜的綜合性問題。所有鍛壓工藝，特別是凈形和近似凈形加工工藝，在很大程度上取決于模具的精度和品質(zhì)，取決于模具的技術(shù)水平。模具技術(shù)反映在模具設(shè)計和制造上，而模具壽命除與上述兩個環(huán)節(jié)有關(guān)外，還與使用環(huán)節(jié)有關(guān).提高模具壽命有極大的經(jīng)濟效益，一般在試生產(chǎn)階段模具工裝費用占生產(chǎn)成本的25%左右，而定型生產(chǎn)時僅為10%.模具的早期失效形式，多為凸模斷裂、模膛邊緣堆塌、飛邊遭橋部龜裂、模腔底部發(fā)生裂紋。影響模具壽命的因素較多，涉及面廣，模具設(shè)計是模具壽命的基礎(chǔ)。模具設(shè)計環(huán)節(jié)是指模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、成形模腔設(shè)計和確定模具鋼種、模具硬度等。模具制造環(huán)節(jié)是指制模工藝、熱處理規(guī)范和表面處理技術(shù)等。1.1沖壓的概念、特點及應(yīng)用1.沖壓的概念沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以，被稱之為冷沖壓或板料沖壓，簡稱沖壓。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。2.冷沖壓工藝的特點冷沖壓生產(chǎn)靠壓力機和模具完成加工過程，與其他加工方法相比，在技術(shù)與經(jīng)濟方面具有下列特點：（１）冷沖壓是少、無切屑加工方法之一，所獲得的沖壓件一般無需再加工。（２）普通壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾十件，高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)千件以上，是一種高效率的加工方法。（３）沖壓件的尺寸精度由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。（４）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，為其他加工方法所不能替代。另外，冷沖壓加工不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費用較低。由于具有上述突出特點，冷沖壓在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。全世界的鋼材中，有６０％～７０％是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公器械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。冷沖壓可加工各種類型的產(chǎn)品，尺寸從小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁、覆蓋件；沖切厚度已達２０ｍｍ以上，加工尺寸幅度大，適應(yīng)性強。3沖壓的應(yīng)用與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農(nóng)機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計，自行車，縫紉機，手表里有80%是沖壓件；電視機，收錄機，攝像機里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益的。當然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現(xiàn)在沖壓加工時產(chǎn)生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發(fā)生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，隨著機電一體化技術(shù)的進步，這些問題一定會盡快二完善的得到解決。1.2沖壓的基本工序及模具（1）分離工序：沖壓工件與板料沿要求的輪廓線相互分離。（2）成形工序：毛在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，獲得防需形狀，尺寸和精度的加工方法。（3）沖壓模具：沖壓模具--在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計與制造技術(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志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。1.3沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

近十多年來，隨著對發(fā)展先進制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動了先進沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。本文著重結(jié)合汽車工業(yè)的發(fā)展需求，討論沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。1.沖壓技術(shù)發(fā)展的特征沖壓技術(shù)的真正發(fā)展，始于汽車的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀初，美國福特汽車的工業(yè)化生產(chǎn)大大推動了沖術(shù)的研究和發(fā)展。研究工作基本上在板料成形技術(shù)和成形性兩方面同時展開，關(guān)鍵問題是破裂、起皺與回彈，涉及可成形性預(yù)估、成形方法的創(chuàng)新，以及成形過程的分析與控制。但在20世紀的大部分時間里，對沖壓技術(shù)的掌握基本上是經(jīng)驗型的。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)理論，能求解的問題十分有限。研究的重點是板材沖壓性能及成形力學(xué)，遠不能滿足汽車工業(yè)的需求。60年代是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要時期，各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)。尤其是成形極限圖（fld）的提出，推動了板材性能、成形理論、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)發(fā)展，成為沖壓技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑。由于80年代有限元方法及cad技術(shù)的先期發(fā)展，使90年代以數(shù)值模擬仿真為中心的和計算機應(yīng)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域得以迅速發(fā)展并走向?qū)嵱没蔀椴牧献冃涡袨檠芯亢凸に囘^程設(shè)計的有力工具。汽車沖壓技術(shù)真正進入了分析階段，傳統(tǒng)的板成形技術(shù)開始從經(jīng)驗走向科學(xué)化。縱觀上世紀的發(fā)展歷程可見：（1）沖壓性能的研究和改進是與沖壓技術(shù)的發(fā)展相輔相承的。（2）汽車、飛機等工業(yè)的飛速發(fā)展，以及能源因素都是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要推動力。進入新世紀，環(huán)境因素及相關(guān)的法律約束日益突出，汽車輕量化設(shè)計和制造成為當前的重要課題。（3）成形過程數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展，推動傳統(tǒng)沖壓技術(shù)走向科學(xué)化，進入先進制造技術(shù)行列。（4）沖壓技術(shù)的發(fā)展涉及材料、能源、模具、設(shè)備等各方面。工藝方法的創(chuàng)新及其過程的科學(xué)分析與控制是技術(shù)發(fā)展的核心；模具技術(shù)是沖壓技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，是決定產(chǎn)品制造周期、成本、質(zhì)量的重要因素。2、先進成形技術(shù)的發(fā)展沖壓技術(shù)的發(fā)展與材料和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。預(yù)計未來10-15年，環(huán)境要求和日益嚴格的環(huán)保法律，將促使汽車材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。為了減少城市co2的排放量，汽車力求輕量化，其最突出的發(fā)展方向是提高所用材料的比強度和比剛度及發(fā)展高效的輕量化結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)中，高強度鋼約占25%。目前在繼續(xù)開發(fā)超高強度鋼的同時，結(jié)合發(fā)展新的“高效結(jié)構(gòu)”和制造技術(shù)，爭取使車身重量減少20%以上。但更引人關(guān)注的努力方向是擴大鋁、鎂等低密度合金材料在汽車上的應(yīng)用。

歐美正在研究開發(fā)未來型的鋁車身家用小汽車，可使重量減輕40-50%，耗油僅為現(xiàn)行小汽車平均值的三分之一。目前的主要問題是開發(fā)低成本鋁合金，發(fā)展新結(jié)構(gòu)和高效制造方法，以及改進回收技術(shù)。一旦成本問題解決了，鋁合金可能成為汽車的主要結(jié)構(gòu)材料。自1991年以來，鎂的產(chǎn)量每5年增加1倍，是很有前途的未來材料，預(yù)計2003年后鎂的應(yīng)用將有明顯上升，包括大的車身外部零件。復(fù)合板材料在汽車、飛機、醫(yī)藥、食品、化工、日用品等方面也均有廣闊應(yīng)用前景。此外烘烤硬化板、表面改性板等改性材料。80年代，歐美研究鍍鋅板的沖壓技術(shù)；90年代，重點研究激光拼焊板的沖壓及各種擠壓管坯型材的精密成形技術(shù)。鋁型材骨架件的用量也在不斷增加。結(jié)構(gòu)整體化是重要的發(fā)展趨勢，不僅對于飛機，未來汽車也將擴大應(yīng)用。隨著新材料和新結(jié)構(gòu)的擴大應(yīng)用，迫切需要發(fā)展相應(yīng)的低成本沖壓成形技術(shù)。當前的研究重點：鋁合金覆蓋件等車身零件的沖壓技術(shù)。國外已有實用的工藝及模具設(shè)計數(shù)據(jù)資料。（2）多種厚度激光拼焊板坯的沖壓技術(shù)。（3）擠壓管坯的內(nèi)高壓成形技術(shù)。（4）復(fù)合板的成形技術(shù)等。對于飛機工業(yè)來說，鈦合金、鋁鋰合金復(fù)雜形狀零件及鋁合金特殊結(jié)構(gòu)件的成形技術(shù)是當前的研究重點。以液體直接或間接作為半?；騻鞲袘?yīng)介質(zhì)的各種液壓成形技術(shù)，屬于半模成形或軟模成形，有很多優(yōu)點（已有近60年歷史），是飛機鈑金零件的主要制造方法。近十多年來在高壓源及高壓密封問題解決后，得以迅速發(fā)展，在汽車工業(yè)中獲得重要應(yīng)用。液壓成形包括液壓橡皮囊成形、充液拉深成形和內(nèi)高壓脹管成形。液壓橡皮成形已從航空工業(yè)的傳統(tǒng)應(yīng)用擴大到汽車的復(fù)雜內(nèi)外板件的成形，在100-140mpa的壓力下，成形質(zhì)量很好，適用于試制和小批量生產(chǎn)。新興的內(nèi)高壓成形技術(shù)已經(jīng)實用化、工業(yè)化，生產(chǎn)發(fā)動機的支架、排氣管、凸輪軸及框架件等，達到了很好的效率和效益預(yù)計液壓成形、拼焊毛坯沖壓成形及激光焊接裝配將是未來汽車輕量化的三項關(guān)鍵技術(shù)。此外粘介質(zhì)壓力成形、磁脈沖成形，以及各種無模成形技術(shù)的研究也有很大進展，顯現(xiàn)出越來越多的工藝柔性。3.數(shù)字化成形技術(shù)的發(fā)展先進成形技術(shù)是在傳統(tǒng)成形技術(shù)的基礎(chǔ)上，以計算機為支柱，綜合利用信息、電子、材料、能源、環(huán)境工程等各項高新技術(shù)及現(xiàn)代管理技術(shù)，有利于最終實現(xiàn)產(chǎn)品全生命期綜合優(yōu)化的沖壓成形技術(shù)，是能越大程度地達到“精、省、凈”目標，獲得高綜合效益的成形技術(shù)。

發(fā)展先進成形技術(shù)的關(guān)鍵在于：大力發(fā)展沖壓成形過程的計算機分析仿真技術(shù)（cae）。（2）并行工程（ce）、并行工作模式逐步取代傳統(tǒng)的串行順序式工作模式。計算機輔助過程分析仿真（cae）是20世紀后期對于金屬成形最具重大意義的技術(shù)進步之一，其核心是有限元分析技術(shù)。以有限元法為基礎(chǔ)的沖壓成形過程中計算機仿真技術(shù)或數(shù)值模擬技術(shù)，以沖壓模具設(shè)計、沖壓過程設(shè)計與工藝參數(shù)優(yōu)化提供了科學(xué)的新途徑，將是解決復(fù)雜沖壓過程設(shè)計和模具設(shè)計的最有效手段。國外大型企業(yè)的應(yīng)用步伐非常迅速，而汽車工業(yè)走在前列，現(xiàn)已逐漸成熟，用于模具設(shè)計和試模的時間減少50%以上。美國gm居世界領(lǐng)先地位。數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢可概括如下：進一步提高模擬計算的精度和速度。重點突破回彈精確預(yù)測；發(fā)展快速有限元模擬技術(shù)，實現(xiàn)“當天工程”、甚至“2小時工程”；同時加強基礎(chǔ)研究，解決復(fù)雜變形路徑等基礎(chǔ)性問題。（2）降低軟件對人員專業(yè)素質(zhì)的要求。目前市場軟件功能強大，主要面向分析師，買了先進軟件系統(tǒng)，不一定能獲得好的模擬結(jié)果。面向中小企業(yè)，推廣更加困難。（3）降低軟件對硬件平臺的要求。目前，幾乎著名的沖壓模擬軟件都已完成向微機版的轉(zhuǎn)化。（4）加強初始化設(shè)計環(huán)節(jié)的研究。初始化設(shè)計環(huán)節(jié)（初始方案），作為計算分析的起點和修改的基礎(chǔ)，至今仍需要靠有經(jīng)驗的人員完成。迫切需要發(fā)展知識庫工程（kbe），將專家系統(tǒng)（es）、人工智能技術(shù)（ai）與有限元模擬軟件相結(jié)合，實現(xiàn)智能化初始工作，減少對工藝專家的依賴。（5）加強基礎(chǔ)試驗。材料性能本構(gòu)關(guān)系、摩擦狀態(tài)、缺陷判據(jù)等數(shù)據(jù)來自試驗，其真實性、準確性是限制模擬分析達到可靠精度的重要因素。（6）進一步向產(chǎn)品沖壓制造系統(tǒng)擴展，實現(xiàn)制造全過程、全生命期的綜合優(yōu)化。目前，成形過程分析，仍重在解決成“形”問題。未來，將同時向改“性”發(fā)展，實現(xiàn)變形方式、成形過程及成形后性能的綜合優(yōu)化。（7）普及cae技術(shù)勢在必行。cad技術(shù)經(jīng)過5-10年的大力普及，基本解決了手工繪圖問題。未來5-10年，cae技術(shù)的普及將勢在必行。中小機械制造企業(yè)70多萬家，沖壓、模具企業(yè)為數(shù)甚大，以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的任務(wù)十分艱巨，結(jié)合產(chǎn)業(yè)調(diào)整，統(tǒng)籌規(guī)劃，需要提上日程。4、沖壓成形技術(shù)的發(fā)展趨勢進入90年代以來，高新技術(shù)全面促進了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進成形技術(shù)的形成和發(fā)展。21世紀的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求。?）沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化。科學(xué)化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。

第二章

沖壓模具的分類及其零部件2.1沖模分類2.1.1根據(jù)工藝性質(zhì)可分為：沖裁模、彎曲模、拉深模、成型模。（1）沖裁模是指沿封閉或長空的輪廓線使材料產(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）彎曲模是指板料毛坯或其他坯料沿著直線或彎曲線產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度或形狀的工件的磨具。（3）拉深模是把板料毛坯制成開口空心件進一步改變形狀和尺寸的模具；成型模具是指將毛坯或半成品工件按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。2.1.2根據(jù)工序組合程度分，可分為單工序模、復(fù)合模、和級進模。（1）單工序模是指在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。（2）復(fù)合模是指只有一個工位，在壓力機的一次行程中，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）級進模又稱連續(xù)模，是指在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，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。2.2沖模的零部件通常模具由兩類零件組成，一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；另一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括?dǎo)向零件、緊固零件、標準件及其他零件等。目前我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達國家上有相當大的差距，導(dǎo)致我國模具在使用壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、精密、更新速度快等變化特點，沖壓模具正向高效精密、長壽命、大型化方向發(fā)展，為適應(yīng)市場變化，隨著計算機技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)正由手工設(shè)計，依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機制加工技術(shù)向以計算機輔助設(shè)計、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。至今，我國模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過機床工業(yè)。有關(guān)板料沖壓技術(shù)方面的問題愈來愈為人們所關(guān)注，相應(yīng)的沖壓工藝理論的研究及沖壓加工機理的探討也隨之不斷深化，如何從沖壓工序基本應(yīng)力與變形狀態(tài)的分析著手，改善沖件的質(zhì)量精度，并提高模具的使用壽命也就顯得愈為重要。為此我進行了一次典型沖壓模具的設(shè)計，并獨立完成設(shè)計的全過程。由于本人經(jīng)驗不足，設(shè)計中難免出現(xiàn)錯誤和問題，希望老師能夠多家批評指正。本次設(shè)計為墊圈的設(shè)計，具體要求如下：零件簡圖：如圖3-1所示．名稱：墊圈生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235鋼材料厚度：2mm

要求設(shè)計此工件的沖裁模。

圖3-1零件圖

第三章

沖壓工藝概述3.1沖裁工藝性沖裁工藝設(shè)計包括沖裁件的工業(yè)性和沖裁工藝方案的確定。良好的公益性和合理的工藝方案，可以用最少的材料，最少的工序和工時，使得模具結(jié)構(gòu)簡單且模具壽命長，能夠穩(wěn)定的獲得合格沖件，所以勞動量和沖裁件成本是衡量沖裁工藝設(shè)計合理性的主要指標。沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高，成本較低的情況下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大影響。3.2沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）沖裁件的形狀：形狀應(yīng)力求簡單、對稱，有利于材料的合理利用。（2）沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角：內(nèi)外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損。（3）沖裁件上凸出的懸臂和凹槽：盡量避免沖裁件上過長的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽寬度也不易過小。（4）沖裁件的孔邊距與孔間距：為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小。（5）在彎曲件或拉伸件上沖孔時，空邊與直臂之間應(yīng)保持一定距離，以免沖孔時凸模收水平推力而折斷。（6）沖孔時，因受凸模強度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎。3.3裁件的尺寸精度與表面粗糙度沖裁件的精度一般可分為精密級與經(jīng)濟級兩類。精密級是指沖壓工藝在技術(shù)上所允許的最高精度；而經(jīng)濟級是指模具達到最大許可磨損時，其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實現(xiàn)而在經(jīng)濟上有最合理的精度。為降低沖壓成本，獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果，再不影響沖裁件使用要求的前提下，應(yīng)盡可能采用經(jīng)濟精度。（1）沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于IT11級，一般要求落料件公差等級最好低于IT10級，沖孔件最好低于IT9級。（2）沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)等有關(guān)。當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra一般可達12.5~3.2μm。3.4沖裁件尺寸標注沖裁件尺寸的基準應(yīng)盡可能與其沖壓時定為基準重合，并選擇在沖裁過程中基本上下不變動的面或線上。其標注如下圖所示：3.5沖裁工藝的選用在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點確定沖裁件的工藝方案。確定沖裁工藝方案首先要考慮的問題是確定沖裁的工序數(shù)，沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排。沖裁工序數(shù)一般容易確定，關(guān)鍵點確定沖裁工序的組合與工序順序。

3.5.1沖裁工序的組合沖裁工序的組合方式可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進沖裁。所使用的模具對應(yīng)為單工序模、復(fù)合模、級進模。一般組合沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)效率高，加工的精度等級高。沖裁工序的組合方式可根據(jù)下列因素確定：（1）根據(jù)生產(chǎn)批量來確定。一般來說，小批量和試制生產(chǎn)采用單工序模，中、大批量生產(chǎn)采用復(fù)合?；蚣夁M模。（2）根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級來確定。復(fù)合沖裁得到的尺寸精度等級高，避免了多次單工序沖裁的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進行壓料，沖裁件較平整。級進沖裁比復(fù)合沖裁精度等級低。（3）根據(jù)對沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來確定。沖裁件的尺寸較小時，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，常采用復(fù)合沖裁。對于尺寸中等的沖件，由于制造多副單工序模的費用比復(fù)合模昂貴，則采用復(fù)合沖裁；當沖裁件上的孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離過小，不宜采用復(fù)合沖裁或單工序沖裁，宜采用級進沖裁。所以級進沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形沖裁件，且可沖裁的材料厚度比復(fù)合沖裁時要大，但是級進沖裁受壓力機工作臺面尺寸與工序數(shù)的限制，沖裁件尺寸不宜太大。（4）根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定。對復(fù)雜形狀的沖裁件來說，采用復(fù)合沖裁比采用級進沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調(diào)整比較容易，且成本低。（5）根據(jù)操作是否方便與安全來確定。復(fù)合沖裁出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，級進沖裁較安全。綜上所述，對一個沖裁件，可以得出多種工藝方案。必須對這些方案進行比較，選取在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的前提下，模具制造成本較低、模具壽命較高、操作較方便及安全的工藝方案。3.5.2沖裁順序的安排（1）先沖孔或沖缺口，最后落料或切斷，將沖裁件與調(diào)料分離。首先沖出的孔可作后工序的定位孔。當定位要求較高時，則可沖裁專供定位用的工藝孔。（2）采用定距側(cè)刃時，定距側(cè)刃切邊工序安排與首次沖孔同時進行，以便控制送料定距。采用兩個定距側(cè)刃時，可以安排成一前一后，也可并列安排。3.5.3多序沖裁件用單工序沖裁時的順序安排（1）先落料使坯料與調(diào)料分離，再沖孔或沖缺口。后繼工序的定位基準要一致，以避免定位誤差和尺寸鏈換算。（2）沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔后沖小孔。工藝方案確定后，需要進行必要的工藝計算和粗選設(shè)備，為模具設(shè)計提供必要的依據(jù)。本次沖壓件的工藝分析：該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的．由表2-10、2-11查得，沖裁件內(nèi)外所能達到的經(jīng)濟精度為IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.2mm．將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認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)正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進行加工.方案一采用復(fù)合模加工。復(fù)合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。方案二采用級進模加工。級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。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)與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進模加工。

第四章

沖壓工藝基礎(chǔ)4.1選擇模具的結(jié)構(gòu)形式te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:34>

沖裁方案確定后，模具類性選擇單工序模。因此便可以再選擇模具的結(jié)構(gòu)。在進行模具結(jié)構(gòu)的選擇時，還應(yīng)考慮模具維修、保養(yǎng)和吊裝的方案，同時還需要在各個細小的環(huán)節(jié)盡可能考慮到操作者的安全等。良好的模具結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)工藝方案的可靠保證。沖壓零件的質(zhì)量好壞和精度高低，主要決定于沖裁模的質(zhì)量和精度。沖裁模結(jié)構(gòu)是否合理、先進，又直接影響到生產(chǎn)效率及沖裁模本身的使用壽命和操作的安全、方便性等。由于沖裁件形狀、尺寸、精度和生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件不同，沖裁模的結(jié)構(gòu)類型也不同，這里主要講典型的沖裁模類型和結(jié)構(gòu)特點。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:39>4.2單工序沖裁模單工序沖裁模是指在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模，如落料模、沖孔模、切邊模、切口模等。4.2.1落料模te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:40>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:40>4.2.1te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:40>.1無導(dǎo)向單工序落料模這種模具具有一定的通用性，通過更換凸模和凹模，調(diào)整導(dǎo)料板、定位板、卸料板位置，可以沖裁不同零件。另外，改變定位零件和卸料零件的結(jié)構(gòu)，還可用于沖孔，即成為沖孔模。無導(dǎo)向沖裁模的特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低。但安裝和調(diào)整凸、凹模之間間隙較麻煩，沖裁件質(zhì)量差，模具壽命低，操作不夠安全。因而，無導(dǎo)向簡單沖裁模適用于沖裁精度要求不高、形狀簡單、批量小的沖裁件。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:42>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:42>4.2.1te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:42>.2導(dǎo)板式單工序沖裁模這種沖模的沖裁過程如下：當條料沿導(dǎo)板送到擋料銷時，凸模由導(dǎo)板導(dǎo)向而進入凹模，完成了首次沖裁，沖下一個零件。條料繼續(xù)送至擋料銷時，進行第二次沖裁，第二次沖裁時落下兩個零件。此后，條料繼續(xù)送進，其送進距離就由擋料銷來控制了，而且每一次沖壓都是同時落下兩個零件，分離后的零件是靠凸模從凹模洞口中依次沖出的。這種沖模的主要特點是凸凹模的正確配合是依靠導(dǎo)板導(dǎo)向。為了保證導(dǎo)向精度及導(dǎo)板使用壽命，工作過程不允許凸模離開導(dǎo)板，為此，要求壓力機的行程較小。根據(jù)這個要求，選用行程較小且可調(diào)節(jié)的偏心式?jīng)_床較合適。在結(jié)構(gòu)上，為了拆裝和調(diào)整間隙的方便，固定導(dǎo)板的兩排螺釘和銷釘內(nèi)緣之間距離應(yīng)大于上模相應(yīng)的輪廓寬度。導(dǎo)板模比無導(dǎo)向簡單模的精度高，壽命也較長，使用時安裝較容易，卸料可靠，操作較安全，輪廓尺寸也不大。導(dǎo)板模一般用于沖裁形狀比較簡單、尺寸不大、厚度大于0.3mm的沖裁件。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:44>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:44>4.2.1te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:44>.3導(dǎo)柱式單工序沖裁模導(dǎo)柱式?jīng)_裁模的導(dǎo)向比導(dǎo)板模的可靠，精度高，壽命長，使用安裝方便，但輪廓尺寸較大，模具較重、制造工藝復(fù)雜、成本較高。它廣泛用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:46>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:46>4.2.2沖孔模沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般落料模相似，但沖孔模有其特點，沖孔模的對象是已經(jīng)落料或其他沖壓加工后的半成品，所以沖孔模要解決半成品在模具上如何定位、如何是半成品放入模具以及沖好后取出既方便又安全；而沖小孔模具，必須考慮凸模的強度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)；成形零件上側(cè)壁孔沖壓時，必須考慮凸模水平運動方向的轉(zhuǎn)換機構(gòu)。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:48>4.2.2te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:48>.1導(dǎo)柱式?jīng)_孔模這種模具采用彈性卸料裝置，除卸料作用外，該裝置還可以保證沖孔零件的平整，提高零件的質(zhì)量。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:50>4.2.2te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:50>.2沖側(cè)孔模te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:50>

這種模具結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，但在壓力機一次行程中只沖一個孔，生產(chǎn)率低，如果孔較多，孔距累積誤差較大。因此，這種沖孔模主要用于生產(chǎn)批量不大、孔距要求不高的小型空心件的側(cè)面沖孔或沖槽。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:50>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:50>工序件以內(nèi)形定位，為了保證沖孔位置的準確，彈壓板在沖孔之前就把工序件壓緊。其生產(chǎn)率高，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，輪廓尺寸較大。這種沖模主要用于沖空心件或彎曲件等成形零件的側(cè)孔、側(cè)槽、側(cè)切口等。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:51>4.2.2te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:51>.3小孔沖模te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:51>

該模與一般沖孔模的區(qū)別是：凸模在工作行程中除了進入被沖材料內(nèi)的工作不分外，其余全部得到不間斷的導(dǎo)向作用，因而大大提高凸模的穩(wěn)定性和強度。該模具的特點是（1）導(dǎo)向精度高。該模具的導(dǎo)柱不但在上下模之間進行導(dǎo)向，而且對卸料板也導(dǎo)向。在沖壓過程中，導(dǎo)柱裝在上模座上，在工作行程中上模座、導(dǎo)柱、彈壓卸料板一同運動，嚴格的保持與上、下模座平行裝配的卸料板中的凸模護套精確地與凸?；?，當凸模受側(cè)向力時，卸料板通過凸模護套承受側(cè)向力，保護凸模不致發(fā)生彎曲。為了提高導(dǎo)向精度，排除壓力機導(dǎo)軌的干擾，這副模具采用了浮動模柄的結(jié)構(gòu)。但必須保證在沖壓過程中，導(dǎo)柱始終不脫離導(dǎo)套。（2）凸模全長導(dǎo)向：該模具采用凸模全長導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。沖裁時，凸模由件凸模護套全長導(dǎo)向，伸出護套后，即沖出一個孔。（3）在所沖孔周圍先對材料加壓：從圖中可見，凸模護套伸出于卸料板，沖壓時，卸料板不接觸材料。由于凸模護套與材料的接觸面積上的壓力很大，使其產(chǎn)生了立體的壓應(yīng)力狀態(tài)，改善了材料的塑性條件，有利于塑性變形過程。因而，在沖制的孔徑小于材料厚度時，仍能獲得斷面光潔孔。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:51>te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:51>4.3te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:52>多工位、多工序te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:53>沖裁模te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:53>4.3.1級進模級進模是一種工位多、效率高的沖模。整個沖件的成形是在連續(xù)過程中逐步完成的。連續(xù)成形是工序集中的工藝方法，可使切邊、切口、切槽、沖孔、塑性成形、落料等多種工序在一副模具上完成。根據(jù)沖壓件的實際需要，按一定順序安排了多個沖壓工序（在級進模中稱為工位）進行連續(xù)沖壓。它不但可以完成沖裁工序，還可以完成成形工序，甚至裝配工序，許多需要多工序沖壓的復(fù)雜沖壓件可以在一副模具上完全成形，為高速自動沖壓提供了有利條件。

由于級進模工位數(shù)較多，因而用級進模沖制零件，必須解決條料或帶料的準確定位問題，才有可能保證沖壓件的質(zhì)量。根據(jù)級進模定位零件的特征，級進模有以下幾種典型結(jié)構(gòu)：te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:54>4.3.1te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:54>.te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:56>1用導(dǎo)料銷定位的級進模這種定距方式多用于較厚板料，沖件上有孔，精度低于ITl2級的沖件沖裁。它不適用于軟料或板厚t＜0.3mm的沖件，不適于孔徑小于1.5mm或落料凸模較小的沖件。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:54>4.3.1te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:54>.te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:56>2側(cè)刃定距的級進模te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:55>

這種模具用于沖壓零件尺寸小而復(fù)雜、需要保護凸模的場合。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:55>在實際生產(chǎn)中，對于精度要求高的沖壓件和多工位的級進沖裁，采用了既有側(cè)刃（粗定位）又有導(dǎo)正銷定位（精定位）的級進模?？傊?，級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:56>4.3.1te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:56>.3排樣應(yīng)用級進模沖壓時，排樣設(shè)計十分重要，它不但要考慮材料的利用率，還應(yīng)考慮零件的精度要求、沖壓成形規(guī)律、模具結(jié)構(gòu)及模具強度等問題。下面討論這些因素對排樣的要求。

①零件的精度對排樣的要求零件精度要求高的。除了注意采用精確的定位方法外，還應(yīng)盡量減少工位數(shù)，以減少工位積累誤差；孔距公差較小的應(yīng)盡量在同一工步中沖出。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:57>

②模具結(jié)構(gòu)對排樣的要求零件較大或零件雖小但工位較多，應(yīng)盡量減少工位數(shù)，可采用連續(xù)一復(fù)合排樣法，以減少模具輪廓尺寸。③模具強度對排樣的要求孔間距小的沖件，其孔要分步?jīng)_出；工位之間凹模壁厚小的，應(yīng)增設(shè)空步；外形復(fù)雜的沖件應(yīng)分步?jīng)_出，以簡化凸、凹模形狀，增強其強度，便于加工和裝配；側(cè)刃的位置應(yīng)盡量避免導(dǎo)致凸、凹模局部工作而損壞刃口；側(cè)刃與落料凹模刀口距離增大0.2~0.4mm就是為了避免落料凸、凹模切下條料端部的極小寬度。④零件成形規(guī)律對排樣的要求需要彎曲、拉深、翻邊等成形工序的零件，采用級進模沖壓時，位于成形過程變形部位上的孔，一般應(yīng)安排在成形工步之后沖出，落料或切斷工步一般安排在最后工位上。

全部為沖裁工步的級進模，一般是先沖孔后落料或切斷。先沖出的孔可作后續(xù)工位的定位孔，若該孔不適合于定位或定位精度要求較高時，應(yīng)沖出輔助定位工藝孔（導(dǎo)正銷孔）te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:57>。套料級進沖裁時，應(yīng)按由里向外的順序進行沖裁。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:58>4.3.2復(fù)合模te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:58>

復(fù)合模是一種多工序的沖模。是在壓力機的一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道分離工序的模具。復(fù)合模的設(shè)計難點是如何在同一工作位置上合理地布置幾對凸凹模。它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模。在壓力機滑塊的每次行程中，在同一副模具的相同位置，同時完成兩道或兩道以上不同沖壓工序的沖模叫復(fù)合模。它結(jié)構(gòu)上的特點是具有一個即能充當凸模又充當凹模的工作零件---凸凹模。按其安裝的位置，復(fù)合模又分為倒裝、順裝式復(fù)合模。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:58>4.3.2te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:58>.1正裝式復(fù)合模（又稱順裝式復(fù)合模）正裝式復(fù)合模的凸凹模安裝在上模部分，制件用彈性卸料裝置從下模部分頂出，上模采用彈性卸料裝置，因此制件的精度和平面度相對比較高，但模具的結(jié)構(gòu)相對倒裝復(fù)雜。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:58>4.3.2te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:58>.2倒裝式復(fù)合模。凸凹模安裝在下模部分時，叫做倒裝式復(fù)合模。它采用鋼性頂料裝置，因此制件的平面度會比較底，沖裁時，不能將條料壓住，因此制件的精度會相對降低，故只適用用于對之間精度和平面度要求相對較底時使用，但其結(jié)構(gòu)相對正裝簡單，在實際中應(yīng)用更為廣泛。從正裝式和倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)分析中可以看出，兩者各有優(yōu)缺點。正裝式較適用于重制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。而倒裝式不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單、又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸件可靠，便于操作，并為機械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:59>

復(fù)合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的嗎、內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸小，但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高度沖裁件。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:59>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:59>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T22:59>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T23:00>第五章te=mailto:XdateTime=2009-10-19T23:00>

te=mailto:XdateTime=2009-10-19T23:00>沖裁工藝計算te=mailto:XdateTime=2009-10-19T23:00>5.1沖裁te=mailto:XdateTime=2009-10-19T23:00>排樣設(shè)計

沖裁件在條料、帯料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本、保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。te=mailto:XdateTime=2009-10-19T23:01>5.1.1材料利用率

η=(nA/BL*100%

式中：n——一張板料（或帯料、條料）上沖件的數(shù)目A——一個沖裁件的實際面積L——板料長度B——板料寬度η值越大材料的利用率就越高，在沖裁件的成本中材料費用一般占60%以上，可見材料利用率是一項很重要的經(jīng)濟指標。提高材料利用率的方法：

沖裁所產(chǎn)生的廢料可分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是由沖件的形狀特點產(chǎn)生的；另一類是由于沖件之間和沖件與條料側(cè)邊之間的搭邊，以及料頭、料尾和邊余料而產(chǎn)生的廢料，稱為工藝廢料。要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是：設(shè)計合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件等。對一定形狀的沖件，結(jié)構(gòu)廢料是不可避免的，但充分利用結(jié)構(gòu)廢料是可能的。當兩個不同沖件的材料和厚度相同時，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。如電機轉(zhuǎn)子硅鋼片，就是在定子硅鋼片的廢料中取出的，這樣就使結(jié)構(gòu)廢料得到了充分利用。另外，在使用條件許可下，當取得零件設(shè)計單位同意后，也可以改變零件的結(jié)構(gòu)形狀，提高材料利用率.

廢料種類5.1.2條料排樣的分類根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種

（1）有廢料排樣。沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。

（2）少廢料排樣。沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。

(3）無廢料排樣。沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。另外，當送進步距為兩倍零件寬度時，一次切斷便能獲得兩個沖件，有利于提高勞動生產(chǎn)率。采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時，由于模具單邊受力（單邊切斷時），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此，排樣時必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。對有廢料排樣，少、無廢料排樣還可以進一步按沖裁件在條料上的布置方法加以分類。對于形狀復(fù)雜的沖件，通常用紙片剪成3~5個樣件，然后擺出各種不同的排樣方法，經(jīng)過分析和計算，決定出合理的排樣方案。在沖壓生產(chǎn)實際中，由于零件的形狀、尺寸、精度要求、批量大小和原材料供應(yīng)等方面的不同，不可能提供一種固定不變的合理排樣方案。但在決定排樣方案時應(yīng)遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)條件要求的零件，同時要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)情況等，總之要從各方面權(quán)衡利弊，以選擇出較為合理的排樣方案。5.1.3搭邊的確定排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊的作用一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產(chǎn)率；同時，搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉人模具間隙，從而提高模具壽命。

搭邊值對沖裁過程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響，因此一定要合理確定搭邊數(shù)值。搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小時，搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。根據(jù)生產(chǎn)的統(tǒng)計，正常搭邊比無搭邊沖裁時的模具壽命高50％以上。影響搭邊值的因素:（1）材料的力學(xué)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。（2）材料厚度材料越厚，搭邊值也越大。（3）沖裁件的形狀與尺寸零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。（4）送料及擋料方式用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。（5）卸料方式彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。下表為最小搭邊值：中小工件的合理搭邊值

卸料板形式

條料厚度t（mm）搭邊值R＞2tL≤50L＞50aa1aa1aa1

固定卸料板＞0.5~1.01.00.81.51.21.5~2.5＞1.0~1.51.21.01.81.21.8~2.8＞1.5~2.01.51.22.01.52.0~3.0＞2.0~2.51.81.52.21.82.2~3.2＞2.5~3.02.01.82.52.22.5~3.5＞3.0~3.52.22.02.82.52.8~3.8＞3.5~4.02.52.23.02.83.0~4.0＞4.0~5.02.82.53.53.03.5~4.5＞5.0~120.6t0.5t0.7t0.6t（0.75~0.9）t

5.1.4條料寬度與導(dǎo)板間距離的計算在排樣方案和搭邊值確定之后，就可以確定條料的寬度，進而確定導(dǎo)料板間的距離。由于上節(jié)確定的a值已經(jīng)考慮了剪料公差所引起的減小值，所以條料寬度的計算一般采用下列的簡化公式。（1）有側(cè)壓裝置時條料的寬度與導(dǎo)料板間距離有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進，故按下式計算：條料寬度：B=(L+2a-△導(dǎo)料板間距：A=B+C=+2a+C（2）無側(cè)壓裝置時條料的寬度與導(dǎo)料板間距離側(cè)壓裝置的模具，應(yīng)考慮在送料過程中因條料的擺動而使側(cè)面搭邊減少。為了補償側(cè)面搭邊的減少，條料寬度應(yīng)增加一個條料可能的擺動量，應(yīng)按下式計算：條料寬度：B=(L+2a-C-△導(dǎo)料板間距離：A=B+Z=L+2a+C-△+Z式中：L——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a——側(cè)搭邊值；△——條料寬度的單向（負向）偏差；

C——導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙；（3）用側(cè)刃定距時條料的寬度與導(dǎo)料板間距離當條料的送進步距用側(cè)刃定位時，條料寬度必須增加側(cè)刃切去的部分，故按下式計算：條料寬度：B=L+1.5a+nb-△式中——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a——側(cè)搭邊值；n——側(cè)刃數(shù)；b——側(cè)刃沖切的料邊寬度；

C——沖切前的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙；y——沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙；5.2排樣圖在確定條料寬度之后，還要選擇板料規(guī)格，并確定裁板方法(縱向剪裁或橫向剪裁。值得注意的是，在選擇板料規(guī)格和確定裁板法時。還應(yīng)綜合考慮材料利用率、纖維方向(對彎曲件、操作方便和材料供應(yīng)情況等。當條料長度確定后，就可以繪出徘樣圖。一張完整的排樣圖應(yīng)標注條料寬度尺寸、條料長度L、板料厚度t、端距l(xiāng)、步距S、工件間搭邊和側(cè)搭邊a。并習(xí)慣以剖面線表示沖壓位置。

排樣圖是排樣設(shè)計的最終表達形式。它應(yīng)繪在沖壓工藝規(guī)程卡片上和沖裁?？傃b圖的右上角。5.2.1沖裁力的計算沖裁力計算包括：沖裁力、卸料力、推件力及頂件力的計算。沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進人材料的深度(凸模行程而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算：F=KLtC

式中：F——沖裁力；L——沖裁周邊長度；

t——材料厚度；

C——材料抗剪強度；

K——系數(shù)；系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K＝1.3。卸料力、推件力及頂件力的系數(shù)表：有側(cè)刃的沖裁如圖：表2.6卸料力、推件力、頂件力系數(shù)材料及厚度

銅≤0.10.065~0.0750.10.14＞0.1~0.50.045~0.0550.0630.08＞0.5~2.50.04~0.050.0550.06＞2.5~6.50.03~0.040.0450.05＞6.50.02~0.030.0250.03鋁、銅合金0.025~0.080.03~0.07紫銅、黃銅0.02~0.060.03~0.095.2.2卸料力、推件力及頂件力的計算在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向彈性恢復(fù)和彈性翹曲的回復(fù)）及摩擦的存在，將使沖落部分的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凹模上卸下箍這的料所需要的力稱為卸料力；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具卸料裝置傳遞的。所以在選擇設(shè)備的公稱壓力或設(shè)計沖模時，應(yīng)分別予以考慮。影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、材料的厚度、模具間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等。所以要準確的計算出這些力是比較困難的，生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式計算。卸料力、推件力和頂件力分別為：卸料力：F1=K1F

推件力：F2=KnF頂件力：F3=K3F試中：F——沖裁力；n——同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)；K1——卸料力系數(shù)；K2——推件力系數(shù)；K3——頂件力系數(shù)；F1——卸料力；F2——推件力；F3——頂件力；壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和。的計算應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)分別對待。卸料裝置的選擇將在下一章進行，在此選用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模。（1）采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時總沖壓力為：

F=F+F2+F3（2）采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時總沖壓力為F=F+F1+F3

（3）采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時總沖壓力為F=F+F25.2.3降低沖裁力的方法：為實現(xiàn)小設(shè)備沖裁大工件，或使沖裁過程平穩(wěn)以減少壓力機震動。常用下列方法來降低沖裁力。（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?；虬寄Ｈ锌谄矫孀龀膳c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，這就相當于把沖裁件整個周邊長分成若干小段進行剪切分離，因而能顯著降低沖裁力。斜刃沖裁時，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，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度是一定的，但當金屬材料加熱到一定溫度后，其抗剪強度顯著降低，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)用較小間隙值，間隙由減小凸模尺寸獲得，沖孔時凸模尺寸為工件要求尺寸，間隙值由增大凹模尺寸獲得。5.3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行計算。合理間隙：Z=2(t-btanβ=2t(t-t/btanβ式中：t——材料厚度；

b——產(chǎn)生裂紋時凸模擠入的材料深度；

b/t——產(chǎn)生裂紋時凸模擠入材料的相對深度；

β——剪切裂紋與垂線間的夾角；由上式可見，影響間隙值的主要因素是材料性質(zhì)和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需間隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，所需間隙Z值就越小。由于理論計算法在生產(chǎn)中計算不方便，故目前廣泛采用的是經(jīng)驗數(shù)據(jù)。（2）經(jīng)驗確定法根據(jù)研究與實際生產(chǎn)經(jīng)驗，間隙值可按要求分類查表確定。對于尺寸精度、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。需要指出的是，當模具采用線切割加工，若直接從凹模中制取凸模，此時凸凹模間隙決定于電極絲直徑，放電間隙和研磨量，但其總和不能超過最大單面初始間隙值。5.4凸模與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)計中的一項重要工作。規(guī)則形狀沖裁時凸凹模的制造公差表

基本尺寸凸模

偏

差凹模

偏

差

基本尺寸凸

模偏

差凹模偏

差≤１８０.０２００.０２０＞１８０～２６００．０３００．０４５＞１８～３００.０２００.０２５＞２６０～３６００．０３５０．０５０＞３０～８００.０２００.０３０＞３６０～５０００．０４００．０６０＞８０～１２００.０２５０.０３５＞５０００．０５００．０７０＞１２０～１８００.０３００.０４０

5.4.1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準。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，凹模輪廓越磨越小，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，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，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)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。一般沖模精度較工件精度高2~4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6~IT7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