腳手架沖孔模具的研制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論 -----------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　第二章 簡(jiǎn)介 ------------------------------------------------

2、-----------------------------2</p><p>　　2.1模具及模具的類型-------------------------------------------------------------------3</p><p>　　第三章 模具材料的分析和熱處理--------------------------------------------------

3、--3</p><p>　　3.1 模具用鋼------------------------------------------------------------------------------4</p><p>　　3.2 鋼制熱塑模的熱處理---------------------------------------------------------------5</p&

4、gt;<p>　　第四章 沖裁模的結(jié)構(gòu)類型及其應(yīng)用-------------------------------------------------5</p><p>　　4.1沖裁模零件的類型-------------------------------------------------------------------5</p><p>　　4.2 沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-

5、-----------------------------------------------------------------6</p><p>　　4.3 沖裁模結(jié)構(gòu)圖例---------------------------------------------------------------------8</p><p>　　第五章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算------------

6、----------------------------------------9</p><p>　　5.1沖裁力的計(jì)算------------------------------------------------------------------------10</p><p>　　5.2 壓力機(jī)公稱壓力的選取------------------------------------

7、----------------------10</p><p>　　5.3 降低沖裁力的措施----------------------------------------------------------------12</p><p>　　5.4 沖壓模具壓力中心的確定-------------------------------------------------------13

8、</p><p>　　第六章 精密沖裁工藝與精沖模具簡(jiǎn)介--------------------------------------------13</p><p>　　6.1 精密沖裁概述----------------------------------------------------------------------16</p><p>　　6.2 精密

9、沖裁的工藝方法-------------------------------------------------------------18</p><p>　　第七章 模具裝配、使用壽命--------------------------------------------------------19</p><p>　　小 結(jié) -----------------------------

10、-------------------------------------------------------20</p><p>　　致 謝--------------------------------------------------------------------------------------20</p><p>　　參考文獻(xiàn)----------------------

11、-----------------------------------------------------------20</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們意識(shí)的提高，使我們國(guó)家模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段。在工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加的同時(shí)，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)式樣及外觀等項(xiàng)目提出新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。這就使得

12、模具制造技術(shù)處在不斷更新和發(fā)展之中。為了掌握模具制造技術(shù)，具備良好的實(shí)際生產(chǎn)能力，就必須深刻理解模具制造技術(shù)的工作性質(zhì)和應(yīng)用特點(diǎn)。</p><p>　　在這次腳手架沖孔模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們對(duì)沖孔模有了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)與理解。知道這次設(shè)計(jì)沖孔模需要兩工作部分的力達(dá)到同步作用在工件上，才能完成沖孔的要求。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們制造一個(gè)簡(jiǎn)單的沖孔模，是對(duì)知識(shí)的一個(gè)鞏固。</p><p>　　最后

13、，我們感謝老師這些天來(lái)對(duì)我們的指導(dǎo)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：同步、中心高度、沖裁力</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　沖壓加工是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)模具里的板料施加變形力，使板料在模具里產(chǎn)生變形，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)。由于沖壓加工經(jīng)常在材料的冷狀態(tài)下進(jìn)行，為此也稱冷沖

14、壓。冷沖壓是金屬壓力加工方法之一，是建立在金屬塑性變形理論基礎(chǔ)上的材料成型工程技術(shù)。沖壓加工的原材料一般為板料或帶料，故也稱板料沖壓。沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法（各種沖壓工序的總和）和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，沖壓模具是指將板料加工成沖壓零件的專用工藝裝備。</p><p>　　沖裁是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。根據(jù)變形機(jī)理的差異，沖裁可分為普通沖裁和精密沖裁。</p><p&

15、gt;　　我所設(shè)計(jì)的腳手架沖孔模，作為沖裁模，重要的就是沖裁力的大小。本模具要求的就是沖頭兩端沖裁力大小相同，做到對(duì)零件沖裁的同步。模具材料的選用和熱處理也關(guān)系著模具的使用壽命等等因素。</p><p><b>　　第二章 簡(jiǎn) 介</b></p><p>　　2.1 模具及模具的類型</p><p>　　模具是由機(jī)械零件構(gòu)成，在與相應(yīng)的壓力成形

16、機(jī)械（如沖床、塑料注射機(jī)、壓鑄機(jī)等）相配合時(shí)，可直接改變金屬或非金屬材料的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)，使之成形為合格制件或半成品的成形工具。</p><p>　　模具的種類很多，按材料在模具內(nèi)成形的特點(diǎn)，模具可分為冷沖模及型腔模兩大類型。</p><p>　　沖裁模就屬于冷沖模。通常說(shuō)的沖裁指普通沖裁，包括落料、沖孔、切口、剖切、修邊等。沖裁所使用的模具稱為沖裁模，如落料模、沖孔模、切邊模

17、、沖切模。</p><p>　　沖裁工藝與沖裁模在生產(chǎn)中使用廣泛，它可為彎曲、拉深、成形、冷擠壓等沖壓工序準(zhǔn)備毛坯，也可直接制作零件。</p><p>　　沖孔模是在落料板材或成形沖件上，沿封閉的輪廓分離出廢料得到帶孔制件的沖模。</p><p>　　1.沖單孔的沖孔模  其結(jié)構(gòu)大致與落料模相同。沖孔模的凸模、凹模類似于落料模。但沖孔模所沖孔與工件外緣或工

18、件原有孔的位置精度是由模具上的定位裝置來(lái)決定的。常用的定位裝置有定位銷、定位板等。 2.沖多孔的沖孔模  圖1是印制板沖孔模，用于沖裁印制板小孔，孔徑為φ1.3mm，材料為復(fù)銅箔環(huán)氧板，厚1.5mm。為得到較大的壓料力，防止孔壁分層，上模采用六個(gè)矩形彈簧。導(dǎo)板材料為CrWMn，并淬硬至50～54HRC，凸模3采用彈簧鋼絲，拉好外徑后切斷、打頭，即可裝入模具中使用。凸模與固定板動(dòng)配合。下模為防止廢料脹死，漏料孔擴(kuò)大，工件

19、孔距較近時(shí)，漏料孔可以相互開(kāi)通。</p><p>　　圖1 印制板沖孔模 1-矩形彈簧 2-導(dǎo)板 3-凸模 4-凸模固定板  5-凹模</p><p>　　3.深孔沖模  當(dāng)孔深化t/D（料厚/孔徑）≥1，即孔徑等于或小于料厚時(shí)，采用深孔沖模結(jié)構(gòu)。圖2是凸模導(dǎo)向元件在工作過(guò)程中的始末情況，該結(jié)構(gòu)給凸模以可靠的導(dǎo)向。主要的特點(diǎn)是導(dǎo)向精度高，凸模全長(zhǎng)導(dǎo)向以

20、及在沖孔周圍先對(duì)材料加壓。</p><p>　　圖2 凸模導(dǎo)向元件在工作行程中的始末情況    a)沖孔開(kāi)始  b)沖孔結(jié)束</p><p>　　第三章 模具材料的分析和熱處理</p><p>　　模具的壽命除了取決于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其使用與維護(hù)情況外，最根本的問(wèn)題是制模材料的基本性能是否和模具加工要求與使用條件相適應(yīng)。因此，

21、根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和使用情況，合理選用制模材料是模具設(shè)計(jì)人員的重要任務(wù)之一。</p><p>　　目前，制模材料仍以鋼為主，包括沖壓模、塑料模、壓鑄模、鍛模等。</p><p><b>　　3.1 模具用鋼</b></p><p><b>　　一、基本要求</b></p><p>　　制造模具所采用的鋼材

22、應(yīng)具備下列基本性能：</p><p>　　1、加工性能良好，熱處理后變形小</p><p><b>　　2、拋光性良好</b></p><p><b>　　3、耐磨性良好</b></p><p><b>　　4、較好的淬透性</b></p><p>&l

23、t;b>　　5、耐腐蝕性好</b></p><p>　　二、常用模具用鋼材品種</p><p>　　1、碳素鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼</p><p>　　2、合金鋼：合金工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼</p><p>　　3.2 鋼制熱塑模的熱處理</p><p>　　一、熱塑模主要零件的熱處理工序</p

24、><p>　　1、采用冷擠壓成型的模具熱處理工序安排</p><p>　　鍛造—正火或退火—粗加工—冷擠壓型腔（多次擠壓時(shí)中間退火）—加工成型—滲碳或碳氮共滲等—淬火與回火—鉗修拋光—鍍鉻—鉗工裝配。</p><p>　　1、接淬硬的熱處理工序安排</p><p>　　鍛造—退火—粗加工—調(diào)質(zhì)或高溫回火—精加工—淬火與回火—鉗修拋光—鍍鉻—鉗工裝

25、配。</p><p>　　3、精加工在調(diào)質(zhì)后的熱處理工序安排</p><p>　　鍛造—退火—粗加工—調(diào)質(zhì)—精加工—鉗修拋光—鍍鉻—鉗修裝配</p><p>　　4、采用合金滲碳鋼制作模具的熱處理工序安排</p><p>　　鍛造—正火+高溫回火—精加工—滲碳—淬火與回火—鉗修拋光—鍍鉻—鉗工裝配</p><p>　　

26、二、滲碳鋼的預(yù)熱處理工藝</p><p>　　1、正火 2、安全退火</p><p>　　鋼的熱處理就是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)鋼進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。</p><p>　　通過(guò)熱處理，不僅可以充分發(fā)揮材料的潛力，顯著提高力學(xué)性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，而且能夠消除毛坯缺陷，改善工藝性能，有利于進(jìn)行冷、熱加工。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)床制

27、造中，有60%~70%的零件需要進(jìn)行熱處理；在汽車、拖拉機(jī)制造中，70%~80%的零件需要進(jìn)行熱處理；各類工具幾乎100%需要熱處理。因此，熱處理在機(jī)械制造業(yè)中占有十分重要的地位。熱處理方法雖然很對(duì)，但都是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成。</p><p>　　本模具的材料有45鋼，65Mn，Cr12。45鋼屬中碳鋼。有較高的強(qiáng)度和硬度。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后，能獲得較好的綜合力學(xué)性能，主要用來(lái)制作受力較大的機(jī)械零件。65

28、Mn屬高碳鋼，有較高的強(qiáng)度、硬度和彈性。Cr12是一種常用的冷作模具鋼，這種鋼具有較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。</p><p>　　第四章 沖裁模的結(jié)構(gòu)類型及其應(yīng)用</p><p>　　4.1沖裁模零件的類型</p><p>　　盡管沖裁模有簡(jiǎn)單的，也有復(fù)雜的，但總是分為上模與下模。上模固定在壓力機(jī)滑塊上，并隨滑塊一起運(yùn)動(dòng)，稱為沖模的活動(dòng)部分；下模固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)

29、上，稱為沖模的固定部分。</p><p>　　4.2 沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　沖裁模是沖裁工序所用的模具。沖裁模的結(jié)構(gòu)型式很多，為研究方便，對(duì)沖裁?？砂床煌奶卣鬟M(jìn)行分類。</p><p>　　1、按工序性質(zhì)可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等；</p><p>　　2、按工序組合方式可分為單工序模、復(fù)合

30、模和級(jí)進(jìn)模；</p><p>　　3、按上、下模的導(dǎo)向方式可分為無(wú)導(dǎo)向的開(kāi)式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模等。</p><p>　　4、按凸、凹模的材料可分為硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、鋅基合金沖模、聚氨脂沖模等；</p><p>　　5、按凸、凹模的結(jié)構(gòu)和布置方法可分為整體模和鑲拼模，正裝模和倒裝模。</p><p>　　6、按自動(dòng)化

31、程度可分為手工操作模、半自動(dòng)模、自動(dòng)模。</p><p>　　4.3 沖裁模結(jié)構(gòu)圖例</p><p>　　沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般落料模相似。但沖孔模有其自己的特點(diǎn)，特別是沖小孔模具，必須考慮凸模的強(qiáng)度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。在已成形零件側(cè)壁上沖孔時(shí)，要設(shè)計(jì)凸模水平運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　1、單工序沖孔模</b>&

32、lt;/p><p>　　1）帶固定卸料板的沖孔模 襯套經(jīng)淬火、磨削后壓入固定卸料板內(nèi)，其內(nèi)孔與凸?；?，以保護(hù)凸模，防止折斷和提高沖孔精度。沖孔時(shí)，卸料板不能壓住板料，否則沖裁件容易變形，平整度較差，該模具適用于沖小直徑的孔。</p><p>　　2）帶彈壓卸料板的沖孔模 彈壓卸料板裝于上模。沖孔時(shí)，彈壓卸料板始終壓住板料，所以沖孔件比較平整。因模具的彈壓卸料板的寬度與凹模寬度相同，工作時(shí)，容

33、易發(fā)生壓手事故。</p><p>　　3）彈壓卸料板裝在下模的沖孔模 相比板料壓緊方式相同。沖裁時(shí)，零件變形很小，平整度高。該模具適用于沖孔精度要求高的沖裁件，缺點(diǎn)是零件和廢料同時(shí)落在壓料板上，每次沖壓后，必須同時(shí)取件和清理廢料。</p><p>　　2、側(cè)壁沖孔模 沖壓圖2.7.4b)零件側(cè)壁孔，a)圖是依靠固定在上模的斜楔1來(lái)推動(dòng)滑塊4，使凸模5作水平方向移動(dòng)，完成零件側(cè)壁沖孔

34、（也可或沖槽、切口等）。斜楔的返回行程運(yùn)動(dòng)是靠橡皮或彈簧完成。斜楔的工作角度α以 40°～45°為宜。40°的斜楔滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率最高，45°時(shí)滑塊的移動(dòng)距離與斜楔的行程相等。需較大沖裁力的沖孔件，α可采用 35°，以增大水平推力。此種結(jié)構(gòu)凸模常對(duì)稱布置，最適宜壁部對(duì)稱孔的沖裁。圖c)是采用的是懸臂式凹模結(jié)構(gòu)，可用于圓筒形件的側(cè)壁沖孔、沖槽等。毛坯套入凹模體3，由定位環(huán)7控制軸向位置。

35、此種結(jié)構(gòu)可在側(cè)壁上完成多個(gè)孔的沖制。在沖壓多個(gè)孔時(shí)，結(jié)構(gòu)上要考慮分度定位機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。╝） 　　　　　　（b） 　 　　?。╟）</p><p>　　圖2.7.4 側(cè)壁沖孔模</p><p>　　3、單工序多凸模沖孔?！　D2.7.5所示為單工序多凸模沖孔模，電機(jī)轉(zhuǎn)子片37個(gè)槽孔全部均在一次沖程中完成。沖孔前將毛坯套在定位塊14上，模具采用雙導(dǎo)向裝

36、置。模具靠導(dǎo)柱6與導(dǎo)套7對(duì)上、下模導(dǎo)向,同時(shí),卸料板通過(guò)導(dǎo)套8與導(dǎo)套7滑配,使卸料板以導(dǎo)套為導(dǎo)向,增加了工作的可靠性與穩(wěn)定性。推件采用推件力較大的剛性裝置，對(duì)于多孔沖?；蛐读狭^大的工件,能可靠地卸下沖件。</p><p>　　1-上模座；2-標(biāo)記槽凸模；3-凸模墊板；4-凸鏌固定板；5-槽形凸模；6-導(dǎo)柱；7、8-導(dǎo)套；9-卸料板；10-凹模；11凹模套圈；I2-下墊板；13-下模座；14-定位塊；15-推桿螺

37、釘；16-推板；17-打桿</p><p>　　圖2.7.5(單工序)多凸模沖孔模</p><p>　　4、沖小孔模 (圖2.7.6) 　　這副模具沖制的工件如圖右上角所示。工件板厚4mm，最小孔徑為0.5㎜。模具結(jié)構(gòu)采用縮短凸模長(zhǎng)度的方法來(lái)防止其在沖裁過(guò)程中產(chǎn)生彎曲變形而折斷。采用這種結(jié)構(gòu)制造比較容，凸模使用壽命也較長(zhǎng)。這副模具采用沖擊塊5沖擊凸模進(jìn)行沖裁工作。小凸模由小壓板7進(jìn)行導(dǎo)

38、向，而小壓板由兩個(gè)小導(dǎo)柱6進(jìn)行導(dǎo)向。當(dāng)上模下行時(shí)，大壓板8與小壓板7先后壓緊工件，小凸模2、3、4上端，露出小壓板7的上平面，上模壓縮彈簧繼續(xù)下行，沖擊塊5沖擊凸模2、3、4對(duì)工件進(jìn)行沖孔。卸件工作由大壓板8完成。厚料沖小孔模具的凹模洞口漏料必須通暢，防止廢料堵塞損壞凸模。沖裁件在凹模上由定位板9與1定位，并由后側(cè)壓塊10使沖裁件緊貼定位面。</p><p>　　 </p>

39、;<p>　　圖 2.7.6 超短凸模的小孔沖模</p><p>　　第五章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算</p><p><b>　　5.1沖裁力的計(jì)算</b></p><p>　　本模具裝配好以后，壓力機(jī)向下用力，把上模上的斜滑塊5壓下，碰到滑塊11，利用斜面和彈簧座7限定位，用沖頭14對(duì)套在芯棒16上的圓管零件進(jìn)行沖裁。這就需要斜

40、滑塊沖下去的力度要保持一致，使滑塊上前端固定的兩個(gè)沖頭同時(shí)沖到芯棒上，如果不是同步的話，兩邊力的大小不一樣，芯棒就有可能會(huì)斷裂。要想保證兩個(gè)沖頭的同步，就必須計(jì)算沖裁力的大小。</p><p>　　計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。普通平刃沖裁模 ，其沖裁力 P一般可按下式計(jì)算：</p><p>&l

41、t;b>　　FP＝KptLτ</b></p><p>　　式中τ—— 材料抗剪強(qiáng)度 ，見(jiàn)附表 (MPa)；</p><p>　　L——沖裁周邊總長(zhǎng)(mm)；</p><p>　　t——材料厚度(mm)</p><p>　　系數(shù) Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、 凸模與 凹模間隙之波動(dòng)(數(shù)值的變化或分布不均)、潤(rùn)滑情況

42、、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取 13。 當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 τ時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度σ b代替τ，而取Kp＝1的近似計(jì)算法計(jì)算。當(dāng)上模完成 一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性 收縮而緊箍在 凸模上 。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的材料料刮下 ,將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力 ；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢

43、料所需的力，稱為推料力；從凹模內(nèi)向上頂出制件需的力，稱為 頂件力 (圖2.4.1)。影響卸料力、推料力和 頂件力 的因素很多，要精確地計(jì)算是困難的。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn) 公式計(jì)算：</p><p>　　卸料力FＱ＝ＫFＰＮ( 2.4.2)</p><p>　　推料力FＱ1＝nＫ1FＰ （ 2.4.3)</p><p>　　頂件力 FＱ２＝Ｋ２FＰ （ 2.4

44、.4 ）</p><p>　　 圖 2.4.1 工藝力示意圖</p><p>　　式中 P——沖裁力(N)；</p><p>　　K——卸料力系數(shù)，其值為0.02～0.06(薄料取大值， 厚料取小值)；</p><p>　　K１——推料力系數(shù)，其值為0.03～0.07(薄料取大

45、值， 厚料取小值)；</p><p>　　K2—— 頂件力系數(shù)，其值為0.04～0.08(薄料取大值， 厚料取小值)；</p><p>　　n——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n＝h/t);</p><p>　　h——直刃口部分的高(mm)；t——材料厚度(mm)。卸料力和 頂件力還是 設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件的依據(jù)。</p><

46、p>　　5.2 壓力機(jī)公稱壓力的選取</p><p>　　沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。</p><p>　　采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時(shí)：</p><p>　　FP總 ＝FＰ＋FＱ＋FＱ１ (2.4.5)</p><p>　　采用彈壓卸料裝置和上出件的模具時(shí)：</p><p

47、>　　FP總 ＝FＰ＋FＱ＋Ｑ2 (2.4.6)</p><p>　　采用剛性卸料裝置和下出件模具時(shí)：</p><p>　　FP總＝FＰ＋FＱ１ (2.4.7)</p><p>　　5.3 降低沖裁力的措施</p><p>　　在沖壓高強(qiáng)度材料、厚料和大尺寸沖壓件時(shí)，需要的沖裁力較大，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)壓力機(jī)的噸位不足時(shí)，為不影響生產(chǎn)，可

48、采用一些有效措施降低沖裁力。</p><p>　　1.凸模的階梯布置 　 圖2.4.2凸模階梯布置</p><p>　　凸模階梯布置由于各凸模工作端面不在一個(gè)平面，各凸模沖裁力的最大值不同時(shí)出現(xiàn)，從而達(dá)到降低沖裁力的目的。當(dāng)凸模直徑有較大差異時(shí)，一般把小直徑凸模做短一些，高度差H=(0.5～1 )t。凸模的階梯布置會(huì)給刃磨造成一定困難，僅在小批量生產(chǎn)采用。</p><p

49、>　　圖2.4.3 斜刃沖裁</p><p>　?。╝）、（b）落料凹模為斜刃；（c）、（d）、（e）、沖孔凸模為斜刃；（f）用于切口或切斷的單邊斜刃</p><p>　　斜刃沖裁（圖2.4.3）　　斜刃是將沖孔凸模或落料凹模的工作刃口作成斜刃，沖裁時(shí)刃口不是全部同時(shí)切入，而是逐步地將材料分離，能顯著降低沖裁力，但斜刃刃口制造和刃磨都比較困難，刃口容易磨損，沖件也不</p&g

50、t;<p>　　夠平整。為了能得到較平整的工件，落料時(shí)斜刃做在凹模上；沖孔時(shí)斜刃做在凸模上?！?另外，加熱沖裁使金屬抗剪強(qiáng)度降低，也能降低沖裁力。</p><p>　　5.4 沖壓模具壓力中心的確定</p><p>　　模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。對(duì)于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)

51、通過(guò)模柄的軸心線。否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 沖模的壓力中心，可按下述原則來(lái)確定： （1）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 （3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。 解析法的計(jì)算依

52、據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該坐標(biāo)軸力矩。求出合力作用點(diǎn)的座標(biāo)位置 O0(x0, y０)，即為所求模具的壓力中心(圖2.4.4)。</p><p>　　圖 2.4.2 解析法求壓力中心</p><p>　?。╝）復(fù)雜零件沖壓壓力中心; （b）多凸模沖壓壓力中心</p><p>　　計(jì)算公式為： （2.4.8）</p>&l

53、t;p>　　（2.4.9）   因沖裁力與沖裁周邊長(zhǎng)度成正比， 所以式中的各沖裁力 FP1、FP2、FP3…FPn，可分別用各沖裁周邊長(zhǎng)度L1、L2、L3…Ln代替，即： （2.4.10） （2.4.11）</p><p>　　第六章 精密沖裁工藝與精沖模具簡(jiǎn)介</p>

54、<p>　　6.1 精密沖裁概述</p><p>　?。?）精密沖裁的工作原理及過(guò)程</p><p>　　精密沖裁屬于無(wú)屑加工技術(shù)，是在普通沖壓技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種精密沖壓方法，簡(jiǎn)稱精沖。它能在一次沖壓行程中獲得比普通沖裁零件尺寸精度高、沖裁面光潔、翹曲小且互換性好的優(yōu)質(zhì)沖壓零件，并以較低的成本達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的改善。</p><p>　　為了能更好地

55、應(yīng)用精沖技術(shù)，必須充分了解和掌握其基本要素： 精沖機(jī)床、精沖模具、精沖材料、精沖工藝及精沖潤(rùn)滑等。圖 2.9.1所示為普通沖裁和精沖兩種工藝方法的比較。</p><p>　　 圖 2.9.1 普通沖裁的精沖的區(qū)別</p><p>　　1-落料凸模；2-凹模；3-沖孔凸模；4-頂件板；5-頂桿；6-壓板；7-壓桿；</p>

56、<p>　　8-齒圈；9-精沖材料；10-精沖件；11-內(nèi)形廢料；c-沖裁間隙</p><p>　　圖 2.9.2 精沖過(guò)程示意圖</p><p>　　精沖是塑性剪切過(guò)程。是在專用( 三動(dòng) )壓力機(jī)上，借助于特殊結(jié)構(gòu)的精沖模，在強(qiáng)力的作用下使精沖材料產(chǎn)生塑性剪切。圖2.9.2所示的沖裁過(guò)程中落料凸模1接觸材料9之前，通過(guò)壓力FR使V形齒圈8將材料壓緊在凹模上，從而在V形齒的內(nèi)面

57、產(chǎn)生橫向側(cè)壓力，以阻止材料在剪切區(qū)內(nèi)撕裂和金屬的橫向流動(dòng)。在沖孔凸模壓入材料的同時(shí)，利用頂件板4的反壓力FG，將材料壓緊；并在壓緊狀態(tài)中，在沖裁力FS作用下進(jìn)行沖裁。剪切區(qū)內(nèi)的金屬處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，從而提高了材料的塑性。此時(shí)，材料就沿著凹模的刃邊形狀，呈純剪切的形式?jīng)_裁零件。</p><p>　　1—齒圈壓板　2—凹模(落料)　3—凸凹模　4—頂板　5 —材料　 6—零件　　7—沖孔廢料</p>

58、<p>　　圖 2.9.3 精沖過(guò)程 </p><p>　　a)模具初始位置　b)齒圈壓入　c)沖裁　d)沖裁過(guò)程結(jié)束　e)模具開(kāi)啟</p><p>　　f)卸出沖孔廢料　g)頂出零件及卸出帶料　h)排出零件和廢料，向前送料</p><p>　　(二)普通沖裁與精密沖裁的工藝特點(diǎn)對(duì)比(表2.9.1)</p><p>　　表 2.

59、9.1 普通沖裁與精沖的工藝特點(diǎn)</p><p>　　根據(jù)表2.9.1分析可知，要實(shí)現(xiàn)精密沖裁，工藝上必須采取一些特殊措施</p><p>　　（1）采用帶齒圈的壓板，產(chǎn)生強(qiáng)烈壓邊作用力，使塑性剪切變形區(qū)形成三向壓應(yīng)力狀態(tài)，且增加變形區(qū)及其鄰域的靜水壓力。</p><p>　?。?）凹模(或凸模)刃尖處制造出0.02～0.2mm左右的小圓角，抑制剪裂紋的發(fā)生，限制

60、斷裂面的形成，有利工件斷面的擠光作用。</p><p>　?。?）采用較小的間隙，甚至為零間隙。使變形區(qū)的拉應(yīng)力盡量小，壓應(yīng)力增大。</p><p>　?。?）施加較大的反頂亞壓力，減小材料的彎曲，同時(shí)起到增加壓應(yīng)力的作用。</p><p>　　圖9 .2.3所示為一帶強(qiáng)力齒圈壓板精沖模精沖過(guò)程。</p><p>　　6.2 精密沖裁的工藝方

61、法</p><p>　　沖裁工藝除上述帶強(qiáng)力齒圈壓板的精沖方法外，還有一些通過(guò)工藝措施來(lái)提高沖裁質(zhì)量的工藝方法，這些變形條件要求不高，主要有：</p><p><b>　　1. 整修</b></p><p>　　它是將普通沖裁后的毛坯放在整修模中，進(jìn)行一次或多次的整修加工，除去粗糙不平的沖裁斷面和錐度，從而得到光滑平整的斷面。經(jīng)整修后，零件的

62、尺寸精度可達(dá)IT6～7 級(jí)；表面粗糙度可達(dá)Ra＝0.4～0.8μm。常用的修整方法主要有外緣整修、內(nèi)孔整修、疊料整修和振動(dòng)整修。圖 2.9.4為外緣整修，圖2.9.4b)為內(nèi)孔整修。</p><p><b>　　</b></p><p>　　1—凹?！?—切屑　3—凸?！?—工件</p><p>　　圖 2.9.4 整修</p>

63、<p><b>　　2. 光潔沖裁</b></p><p>　?。?）小間隙圓角刃口沖裁</p><p>　　小間隙圓角刃口沖裁 (圖2.9.5)與普通沖裁相比，其差別在于為廖6加強(qiáng)了沖裁區(qū)的靜水壓，起到了抑制裂紋的作用，采用了小圓角刃口和極小的沖裁間隙。落料時(shí)，凹模帶有小圓角刃口 (圖a)；沖孔時(shí)，凸模帶有小圓角刃口(圖b)。小圓角半徑的數(shù)值。一般可取

64、材料厚度的10%，模具間隙可取0.01～0.02mm。此方法適用于塑性較好的材料，如軟鋁、紫銅、軟黃銅、05F和08F等。制件公差可達(dá)IT11～8級(jí)，粗糙度Ra可達(dá)1.6~0.4μm。但沖裁力比普通時(shí)沖裁力大50%左右。</p><p><b>　　</b></p><p>　　圖２.9.5 小間隙圓角刃口沖裁</p><p>　　(a)落料

65、 (b)沖孔</p><p>　?。?）負(fù)間隙沖裁(圖2.9.6)</p><p>　　負(fù)間隙沖裁的機(jī)理與小間隙圓角刃口沖裁基本相同。負(fù)間隙沖裁的凹模也帶有小圓角刃口，其半徑可取材料厚度的5～10％，而凸模刃口保持鋒利。由于采用了凸模刃口尺寸比凹模刃口尺寸大，</p><p>　　間隙為負(fù)值；沖裁時(shí)小圓角刃口凹模處?kù)o水壓作用很強(qiáng)。沖裁時(shí)，凸模工作端面在下止點(diǎn)位

66、置不能與凹模面接觸，而應(yīng)保持0.1～0.2mm的距離，工件雖未全部擠入凹模，但可借助下一個(gè)工件沖裁時(shí)將它全部擠入并推出凹模。因此，沖裁力比普通沖裁大得多(沖裁鋁件時(shí)，大30～60%；沖裁軟黃銅時(shí)，大2.25～2.8倍)，凹模也容易開(kāi)裂。為防止開(kāi)裂，可采用多層組合凹模；沖裁時(shí)，保持良好潤(rùn)滑，可延長(zhǎng)模具壽命。</p><p>　　負(fù)間隙沖裁時(shí)，由于凸模比凹模尺寸大，沖裁過(guò)程中出現(xiàn)的裂紋方向與普通沖裁相反，形成間隙沖裁

67、可認(rèn)為是落料與整修復(fù)合的工序。該工藝適用于沖壓塑性較好的鋁、銅和軟鋼。</p><p>　　 圖 2.9.6 負(fù)間隙沖裁</p><p>　　3. 對(duì)向凹模精沖法</p><p>　　目前，在精沖工藝中，常用強(qiáng)力壓板精沖來(lái)獲得工件的光潔沖裁面。然而，其靜水壓力大。凸模、凹模間的間隙小, 影響模具壽命

68、；材料的金相組織要求高，精沖前需對(duì)材料球化處理；且搭邊較寬，降低了材料的利用率；而塌角和毛刺也難以消除。</p><p>　　對(duì)向凹模精沖法，是利用與負(fù)間隙整修相似的“準(zhǔn)切削機(jī)理”，將沖裁廢料(搭邊)向外擠壓流動(dòng)的同時(shí)，而進(jìn)行沖裁的方法。</p><p>　　第七章 模具裝配、使用壽命</p><p>　　一、模具裝配的技術(shù)要求</p><p&g

69、t;　　制造模具的目的是要生產(chǎn)制品，因而模具完成裝配后必須滿足規(guī)定的技術(shù)要求，不僅如此，還應(yīng)按照模具驗(yàn)收的技術(shù)條件進(jìn)行試模驗(yàn)收。</p><p>　　模具裝配的技術(shù)要求，包括模具的外觀和安裝尺寸、總體裝配精度兩大方面。</p><p><b>　　二、沖模的使用壽命</b></p><p>　　模具的使用壽命是指模具從開(kāi)始使用到完全失效而不能正

70、常工作的期間內(nèi)所能完成制件加工的次數(shù)。若模具在使用中需刃磨或翻修，則模具總壽命為N=Σni。其中，N表示模具壽命，ni表示模具在相鄰兩次刃磨或翻修間隔內(nèi)完成制件加工的次數(shù)。</p><p>　　使模具失效而結(jié)束壽命，通常表現(xiàn)為兩種情況：一是正常磨損，二是事故損壞。影響模具使用壽命的因素很多，應(yīng)從制造材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝和使用維護(hù)等諸多方面進(jìn)行分析，并根據(jù)宏觀失效的類型，結(jié)合微觀失效的機(jī)理來(lái)確定模具失效的原因。

71、</p><p><b>　　小 結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)本次沖孔模具的設(shè)計(jì)，我們把以前學(xué)過(guò)的課程又重新回顧了一次，并且有了更深刻的了解，同時(shí)也得到了很好的鞏固，但是我們只是理論上的鞏固，只是一個(gè)步行的起點(diǎn)。</p><p>　　以前，我們不了解模具的設(shè)計(jì)，只是印象上有個(gè)形象意識(shí)，通過(guò)這次的模具設(shè)計(jì)，使我們對(duì)模具有了一定的了解，知

72、道了模具定義、分類、結(jié)構(gòu)組成、模具的發(fā)展、未來(lái)的動(dòng)向。它在工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我得到了很大的收獲。這與老師的耐心指導(dǎo)是分不開(kāi)的，由于我們是初學(xué)者，雖然查閱了很大一部分的資料，但對(duì)于真正的模具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是有限的，是欠缺的。</p><p>　　在我的設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書(shū)中，存在著很多不足之處，希望老師在審閱時(shí)，給予指證，幫助我更好的進(jìn)步。<

73、/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中為本人做出指導(dǎo)管敏策老師和同學(xué)，從課題的選擇以及后來(lái)的制作，都付出了辛勤的汗水，在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我很大的幫助，謝謝。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 胡石玉?！赌＞咧圃旒夹g(shù)》。沈陽(yáng)

74、：東北大學(xué)出版社，1997</p><p>　　[2] 黃毅宏、李明輝?！赌＞咧圃旃に嚒?。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3] 王季琨、沈中偉?！稒C(jī)械制造工藝學(xué)》。天津：天津大學(xué)出版社，1998</p><p>　　[4] 薛彥成。《公差與技術(shù)測(cè)量》。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[5] 成虹。《沖