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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
1 緒論
1.1 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用
沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（ 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(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)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。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)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(gè)沖件。
（2）沖壓時(shí)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(zhǎng),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(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。
（4）沖壓一般沒(méi)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。
但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)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(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。
2 沖壓沖裁件的工業(yè)分析
圖2-1零件示意圖
沖壓技術(shù)要求:
1. 材料:10鋼
2. 材料厚度:1mm
3. 生產(chǎn)批量:大批量
4. 未注公差:按IT14級(jí)確定.
5. 經(jīng)退火及時(shí)效處理，具有較高的強(qiáng)度、硬度，適合做中等強(qiáng)度的零件。
6. 尺寸精度；形狀尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件的公差。
7. 經(jīng)公差表，各尺寸公差為:φ4 +0.30 0 φ8+0.36 0 19 0 -0.52 20 0 -0.52 四孔的位置公差10+ 0.18 - 0.18 9+ 0.18 - 0.18
8. 工件的結(jié)構(gòu)形狀:制件需要進(jìn)行落料、沖孔、彎曲三道基本工序，尺寸較小。
9. 結(jié)論：該制件可以進(jìn)行沖裁。
10. 制件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證模具的復(fù)雜程度和算命。
3 確定工藝方案
根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三道基本工序，按其先后順序組合，可以如下幾種方案;
(1) 落料——彎曲——沖孔；單工序模沖壓。
(2) 落料——沖孔——彎曲；單工序模沖壓。
(3) 沖孔——落料——彎曲；連續(xù)模沖壓。
(4) 沖孔——落料——彎曲；復(fù)合模沖壓。
方案1.2.屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)。完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。
方案4只需要一副模具，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大。沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。
方案3也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。
通過(guò)對(duì)上述4種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用連續(xù)沖壓，所以模具類型為連續(xù)模。
采用定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷定距。
卸料方式的選擇
因?yàn)楣ぜ虾駷?mm，相對(duì)較薄，卸料力不大，故可采用彈性卸料裝置卸料。
導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
4 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 模具類型
根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。.
4.2 定位方式
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無(wú)側(cè)壓裝置?？丶l料的送進(jìn)步距采用固定當(dāng)料銷定距。
4.3 卸料與出件方式
因?yàn)楣ぜ穸葹?mm，相對(duì)較薄，卸料力也不大，故采用彈性卸料裝置卸料。
4.4 導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件的質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)采用側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
5 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算
5.1 計(jì)算毛胚尺寸
圖5-1計(jì)算展開(kāi)示意圖
相對(duì)彎曲半徑；R/t=1/1=1＞0.5
式中；R——彎曲半徑（mm）
t----材料厚度（mm）
由于相對(duì)彎曲半徑大于0.5，可見(jiàn)制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先求變形區(qū)中性層曲率半徑。
L=L1+L2+L3+1/2π(ro+xt)*2 (公式1)
式中:ro——內(nèi)彎曲半徑
t---- 材料厚度
k---- 中性層系數(shù)
表5-1板料彎曲中性層系數(shù)
X=r/t
r/t
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
1,2
x
0.21
0,22
0.23
0.24
0.25
0.26
0.28
0.3
0.32
0.33
r/t
1.2
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
>8
x
0.34
0.36
0.38
0.39
0.4
0.42
0.44
0.46
0.48
0.5
查表得X=0.32
L=L1+L2+L3+1/2π(ro+xt)*2=19+6+19+0.5×π（1+0.32×1）×2=44.14mm
根據(jù)計(jì)算得：工件的展開(kāi)尺寸為20×44.14mm,如圖5-2所示。
圖5-2制件尺寸展開(kāi)示意圖
5.2 排樣
根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料，少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排，斜排，對(duì)排，混合排，多排等多重形式。
采用少，無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。
由于設(shè)計(jì)的零件是距形零件，且四個(gè)孔均有位置公差要求，所以采用有廢料直排法--少?gòu)U料直排法。
5.3 搭邊值的確定
排樣式時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝佘料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。反搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸，凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命，同時(shí)有可能會(huì)影響送料工作。
搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表2所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。
搭邊是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增邊刃口磨損。表2給出了10鋼的搭邊值如下：
表5-2搭邊a和a1數(shù)值
經(jīng)查表得：兩工件之間的搭邊al=1.2
5.4 條料寬度與步距的確定
計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；
1有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
2無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
3有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。
有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料送進(jìn)。
無(wú)測(cè)壓裝置的模具，其條料寬度要考慮在送料過(guò)程中因條料的擺動(dòng)使側(cè)面搭邊減小，為了補(bǔ)償面搭邊值的減小部分，條料寬度因增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量。故條料寬度為B=45.34mm 故步距為H=45.34mm
5.5 材料利用率的計(jì)算
沖裁零件的面積為：
F=長(zhǎng)×寬=20×44.14=882.8（mm2）
毛坯規(guī)格為：
800×2000（mm）
送料步距為：h=D+a1=44.14+1.2=45.34mm
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：
N11=Nf/(Bh)×100%
N為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。
N11=Nf/(Bh)×100%=1×882.8/(20×45.34)×100%=97.35%
橫裁時(shí)的條料數(shù)為：
N1=2000/20=100 可沖100條
每條件數(shù)為：
N2=(800-a)/h=(800-1.2)/45.34=17.64 可沖17件
板料可沖總件數(shù)為：n=n1×n2=100×17=1700（件）
板料利用率：
N12=nF/(800×2000)=1700×882.8/(800×2000)×100%=93.80%
縱裁時(shí)的條料數(shù)為：
N1=800/20=40 可沖40條
每條件數(shù)為：
N2=(2000-a)/h=(2000-1.2)/45.34=44.1 可沖44件
板料可沖總件數(shù)為：n=n1×n2=40×44=1760（件）
板料利用率：
N12=nF/(800×2000)=1760×882.8/(800×2000)×100%=97.1%
因?yàn)榭v裁時(shí)的材料利用率大于橫裁時(shí)的材料利用率
所以該零件采用橫裁法
圖5-3排樣圖
6 沖壓力與彎曲力計(jì)算
6.1 計(jì)算沖裁力的公式
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FP按公式（4）計(jì)算：
（4）
式中 ——材料抗剪強(qiáng)度（）
——沖裁周邊總長(zhǎng)（）
——材料厚度（）
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、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。在此模具中KP取1.3。
表6-1抗剪強(qiáng)度
材料名稱
材料牌號(hào)
材料狀態(tài)
力學(xué)性能
抗剪
抗拉
屈服強(qiáng)度
伸長(zhǎng)率
彈性模量E/MPa
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
10F
已退火
216～333
275～410
186
30
15F
245～363
315～450
28
08
255～333
275～410
196
30
186
10
255～353
295～430
206
29
194
15
265～373
335～470
225
26
198
20
275～392
355～500
245
25
206
25
314～432
390～540
275
24
195
30
353～471
440～590
294
22
197
35
392～511
490～635
315
20
197
40
412～530
510～650
333
18
209
45
432～549
540～685
353
16
200
根據(jù)表5查出10的抗剪強(qiáng)度為255～353（）
取350（）
材料厚度＝1
總沖裁力F=F1+F2
落料周邊總長(zhǎng)為L(zhǎng)=45.34×2+20×2=130.68
由公式（4）
=1.3×1×130.68×350
=59.45(KN)
即沖裁力為59.45K
2 沖孔力的計(jì)算
沖孔周邊總長(zhǎng)為L(zhǎng)=4×3.14×4+3.14×16=100.48mm
沖孔力由公式（4）計(jì)算：
=1.3×1×100.48×350
=45.72(KN)
即總沖裁力F=59.45+45.72=105.17(KN)
在沖模結(jié)束時(shí)，由于材料彈性回復(fù)（包括徑向彈性回復(fù)和彈性翹曲的回復(fù)）及摩擦的存在，將沖落部分材料強(qiáng)塞到凹模內(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(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需力稱卸料力，將強(qiáng)塞到凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力。因此，需要有推件力和卸料力和頂件力的作用。
卸料力 （5）
推件力 （6）
式中 ： ——沖裁力（）
——卸料力系數(shù)，其值為0.02～0.06（薄料取大值，厚料取小值）
——推料力系數(shù)，其值為0.03～0.07（薄料取大值，厚料取小值）
K2 ---頂件力系數(shù)，其值為0.04～0.08（薄料取大值，厚料取小值）
卸料力、推料力的系數(shù)通過(guò)查表6確定，卸料力系數(shù)取K=0.05，推件力系數(shù)取＝0.055。
由公式（5）得卸料力
=0.05×118.91
=5.95(KN
由公式（7）得頂件力 F2=K2Fp
=0.06×118.91
=7.15（KN）
表6-2 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)
材料厚度
鋼
≤0.1
0.065――0.075
0.1
0.14
＞0.1――0.5
0.045――0.055
0.063
0.08
＞0.5――2.5
0.04――0.05
0.055
0.06
＞2.5――6.5
0.03――0.04
0.045
0.05
＞6.5
0.02――0.02
0.025
0.03
鋁、鋁合金、黃銅
0.025――0.08 0.02――0.06
0.03――0.07 0.03――0.09
0.03――0.07 0.03――0.09
6.2 彎曲力FC的計(jì)算
為了選擇彎曲時(shí)所需要的壓力和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，需要計(jì)算確定彎曲力。影響彎曲力的因素很多，如材料的性能、彎曲方式、模具結(jié)構(gòu)等等此外，模具間隙和模具工作表面質(zhì)量也會(huì)影響彎曲力的大小。因此，理論分析的方法很難精確計(jì)算。在生產(chǎn)實(shí)際中，通常根據(jù)板料的性能以及厚度、寬度，按照經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。
自由彎曲時(shí)的彎曲力
1、 V行彎曲件公式
FV自=0.6KBt2δb/r+t
2、 U形彎曲件公式
FU自=0.7kKBt2δb/r+t
式中：
FV自、FU自——沖壓行程結(jié)束時(shí)，不經(jīng)受校正時(shí)的自由彎曲力（N）；
B——彎曲件的寬度（mm）
t——彎曲件的厚度（mm）
r——內(nèi)圓彎曲半徑（等于凸模圓角直徑）（mm）
δb——彎曲材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）
K——安全系數(shù)，一般取1.3
從公式可以看出，對(duì)于自由彎曲，彎曲力隨著材料的抗拉強(qiáng)度的增加而增大，而且彎曲力和材料的寬度和厚度成正比。增大凸模圓角半徑雖然可以降低彎曲力，但是將會(huì)使彎曲件的回彈增大。
對(duì)設(shè)置頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取自由彎曲力的30%~80%,即
FQ=(0.3~0.8)F自
3、L形彎曲件
L形件的直角垂直彎曲，相當(dāng)于彎曲U形件的一半，而且應(yīng)設(shè)置壓料裝置，所以可近似的取其彎曲力為:
FL=(FU自+FQ)/2
即由圖可知
FU自=0.7kKBt2δb/r+t
=0.7×1.3×20×12×350/1+1
=6.37(KN)
FQ=(0.3~0.8)F自
=0.5×6.37
=3.19（KN）
FL=(FU自+FQ)/2
=(6.37+3.19)/2
=4.78(KN)
4.壓彎時(shí)的沖壓力包括：彎曲力和校正力F
F=QA
式中：
Q-單位面積上的校正力（MPa）
A-彎曲件被校正部分的投影面積（mm2）
由圖可知A=20×20=400mm2
由表7可得Q=80 Mpa
表6-3單位面積上的校正力(N)
材料
料厚
材料
料厚
~3
3~10
~3
3~10
鋁
30~40
50~60
10#~20#鋼
80~100
100~120
黃銅
60~80
80~100
25#~35#鋼
100~120
120~150
表3-5 單位面積上的校正力（N）
即F校=400×80=32000(N)
=30(KN)
6.3 總的沖壓力的計(jì)算
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力：F=F沖 +F卸 +F推 +FL+F校
=105.37+5.95+7.15+4.78+30
=153.14(KN)
為保證沖壓力足夠，一般沖裁 彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大百分之30左右。
根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)：開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25
7 模具壓力中心與計(jì)算
模具壓力中心是指諸沖壓中心的作用點(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。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)軌間產(chǎn)生過(guò)大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。
模具的壓力中心，可按以下原則來(lái)確定：
1、 對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。
2、 工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。
3、 各分力對(duì)某坐標(biāo)軸為力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置o，o(x=0,y=0),即為所求模具的壓力中心。
X0=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln
Y0=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln
圖7-1壓力中心示意圖
如圖可知壓力中心Y0=10
X0=X1F1+X2F2+X3F3+X4F4/F1+F2+F3+F4
22.67×59.45+56.54×22.86+76.84×11.43+85.68×11.43/59.45+22.86+11.43+11.43
=42.77
壓力中心（42.77,10）
8 沖裁模間隙的確定
設(shè)計(jì)模具是一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但從分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求雪頂?shù)暮侠黹g隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍之內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍內(nèi)的最小值稱為最小合理間隙Cmin,最大值稱為最大合理間隙Cmax?？紤]到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。
沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。
根據(jù)實(shí)用間隙表8查得材料10的最小雙面間隙2Cmin=0.100mm，最大雙面間隙2Cmax=0.140mm
表8-1 沖裁模初始用間隙2C(mm)
材料厚度
08、10、35、09Mn、Q235
16Mn
40、50
65Mn
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
小于0.5
極小間隙
0.5
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.6
0.048
0.072
0.048
0.072
0.048
0.072
0.048
0.072
0.7
0.064
0.092
0.064
0.092
0.064
0.092
0.064
0.092
0.8
0.072
0.104
0.072
0.104
0.072
0.104
0.064
0.092
0.9
0.092
0.126
0.092
0.126
0.092
0.126
0.092
0.126
1.0
0.100
0.140
0.100
0.140
0.100
0.140
0.092
0.126
1.2
0.126
0.180
0.132
0.180
0.132
0.180
1.5
0.132
0.240
0.170
0.240
0.170
0.240
1.75
0.220
0.320
0.220
0.320
0.220
0.320
2.0
0.246
0.360
0.260
0.380
0.260
0.380
2.1
0.260
0.380
0.280
0.400
0.280
0.400
2.5
0.260
0.500
0.380
0.540
0.380
0.540
2.75
0.400
0.560
0.420
0.600
0.420
0.600
3.0
0.460
0.640
0.480
0.660
0.480
0.660
3.5
0.540
0.740
0.580
0.780
0.580
0.780
4.0
0.610
0.880
0.680
0.920
0.680
0.920
4.5
0.720
1.000
0. 680
0.960
0.780
1.040
5.5
0.940
1.280
0.780
1.100
0.980
1.320
6.0
1.080
1.440
0.840
1.200
1.140
1.500
6.5
0.940
1.300
8.0
1.200
1.680
9 刃口尺寸的計(jì)算
9.1 刃口尺寸計(jì)算的基本原則
沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口尺寸的精度，模具的合力間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是審計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn):
由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，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的尺寸。
在尺量與使用中，落料件事以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。
沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果時(shí)間隙越來(lái)越大。
由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差是需要考慮一下原則：
落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙區(qū)在凹模上。
考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹?；境叽绻罘秶妮^小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凹模磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。
確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)?。?，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大）則生產(chǎn)出來(lái)的制件有能不合格，會(huì)使模具壽命降低。若工件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件按國(guó)家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則可按IT11級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按IT17~IT19級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體原則”標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。
9.2 刃口尺寸的計(jì)算方法
沖裁模凹、凸模刃口尺寸計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分開(kāi)加工和配做加工兩種方法。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場(chǎng)合，后者用于形狀復(fù)雜或薄板工件的模具。
對(duì)于該工件厚度1mm屬于薄板零件，為了保證凸凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)，然后以此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來(lái)配合加工另一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準(zhǔn)上標(biāo)注尺寸制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸并證明配做所留的間隙值。這δp與δd就不在受間隙限制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，普通模具的制造公差一般可取δ=Δ/4(精密模具的制造公差可選4~6um)。這種方法不僅容易保證凸凹模間隙值很小。而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個(gè)凸模或凹模上會(huì)同時(shí)存在三種不同磨損性質(zhì)的尺寸，這時(shí)需要區(qū)別對(duì)待。
第一類：凸模或凹模磨損后會(huì)增大的尺寸；
第二類：凸?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸；
第三類：凸模或凹模磨損后基本不變的尺寸；
9.3 計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸
1.凹模磨損后變大的尺寸，按一般落料凹模公式計(jì)算，即
Aa=(Amax-xΔ)
2.凹模磨損后變小的尺寸，按一般沖孔凹模公式計(jì)算，因它在凹模上相當(dāng)于沖孔凹模尺寸，即
Ba=(Bmax+xΔ)
3.凹模磨損后無(wú)變化的尺寸，其基本計(jì)算公式為Ca=(Cmax+0.5Δ)±0.5δA為了方便使用，隨工件尺寸的標(biāo)注方法不同，將其分為三種情況：
工件尺寸為C+Δ0 時(shí)
Ca=(C+0.5Δ)±0.5δA
工件尺寸為C-Δ 0時(shí)
Ca=(C-0.5Δ)±0.5δA
工件尺寸為C±Δ時(shí)
Ca=C±δA
式中：
Aa、Ba、Ca——相應(yīng)的凹模刃口尺寸；
Amax——工件的最大極限尺寸
Bmax——工件的最小極限尺寸
C——工件的基本尺寸
Δ——工件公差
X——系數(shù)為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸（落料時(shí)偏向最小尺寸，沖孔時(shí)偏向最大尺寸），x值在0.5~1之間,與工件精度有關(guān)可查表3—7或按下面關(guān)系選取。
工件精度IT10以上 x=1
工件精度IT11~IT13 x=0.75
工件精度I4 x=0.5
表9-1系數(shù)x
料厚t(mm)
非圓形
圓形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差Δ／㎜
1
＜0.16
0.17～0.35
≥0.36
＜0.16
≥0.16
1~2
＜0.20
0.21～0.41
≥0.42
＜0.20
≥0.20
2~4
＜0.24
0.25～0.49
≥0.50
＜0.24
≥0.24
＞4
＜0.30
0.31～0.59
≥0.60
＜0.30
≥0.30
圖9-1計(jì)算刃口尺寸示意圖
圖上的尺寸均無(wú)公差要求，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)IT14級(jí)公差要求處理，查公差表得
φ4 +0.30 0 φ8+0.36 0 45.34 0 -0.62 20 0 -0.52
如圖1所示的零件圖，計(jì)算凸凹模刃口尺寸。選用配合加工凸凹模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況，落料時(shí)應(yīng)以凹模的實(shí)際尺寸按間隙要求來(lái)配作凸模，沖孔時(shí)應(yīng)以凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求來(lái)配制凹模。
落料凹模的尺寸從圖1可知，A,B為磨損后變大的尺寸，屬于第一類尺寸，計(jì)算公式為：Aa=(Amax-xΔ)
查表8得：2Cmin=0.100（mm），2Cmax=0.140（mm）
查表9得X1=X2=X3=0.5;
落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下：
Aa=Ab =(Amax-xΔ)
=（45.34-0.5×0.62 ）+0.25×0.62 0
=45.01+0.155 0（mm）
Ba=(Bmax-xΔ)
=(20-0.5×0.52)+0.25×0.52 0
=19.74+0.13 0（mm）
2凸模按凹模尺寸配制，保證雙面間隙（0.100～0.140）（mm）
沖孔凸模的尺寸沖圖1可知，五個(gè)沖孔凸模的尺寸在磨損過(guò)程中將變小，屬于第二類尺寸，計(jì)算公式為：Ba=(Bmax+xΔ)
查表8得：2Cmin=0.100（mm），2Cmax=0.140（mm）
查表9得X3=0.5
沖孔凸模的刃口尺寸計(jì)算如下：
Ba=(Bmax+xΔ)
=（4.30+0.5×0.3） 0 -0.25×0.30
=4.45 0 -0.075（mm）
Bb=(Bmax+xΔ)
=（8.36+0.5×0.36） 0 -0.25×0.36
=8.54 0 -0.09（mm）
有四個(gè)孔凸模尺寸一樣，都為4.45 0 -0.075（mm）
凹模按凸模尺寸配制，保證雙邊間隙（0.246~0.360）（mm）
4．沖裁刃口高度
表9-2刃口高度
料厚
≤0.5
＞0.5～1
＞1～2
＞2～4
＞4
刃口高度h
≤6
＞6～8
＞8～10
＞10～12
≥14
查表3—9，刃口高度為h＞6~8（mm），取h=7（mm）
10 彎曲件結(jié)構(gòu)與工藝分析
10.1 最小相對(duì)彎曲半徑rmin/t
彎曲時(shí)彎曲半徑越小，板料外表面的變形程度越大，若彎曲半過(guò)小，則板料的外表面將超過(guò)材料的變形極限，而出現(xiàn)裂紋或拉裂。在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生裂紋的條件下，彎曲件外表面所能行成的最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑。彎曲件的最小彎曲半徑不宜過(guò)大和過(guò)小，過(guò)大時(shí)因受到彈復(fù)的影響，彎曲件的精度不宜保證；過(guò)小時(shí)彎曲容易產(chǎn)生裂紋，因此彎曲件的最小彎曲半徑應(yīng)不小于最小彎曲半徑。
最小彎曲半徑與彎曲件厚度的比值rmin/t稱為最小相對(duì)彎曲半徑，又稱為最小彎曲系數(shù)，是衡量彎曲變形的一個(gè)重要指標(biāo)。
設(shè)中性層半徑為p，則最外層金屬的伸長(zhǎng)率為：
Δ外=(R-ρ)/ ρ
設(shè)中性層位置在半徑為ρ=r+t/2處，且彎曲厚度保持不變，則有R=r+t,故有δ外=1/(2r/t+1)
如將δ外以材料斷后伸長(zhǎng)率δ帶入，則有r/r轉(zhuǎn)化為rmin/t,且有
rmin/t=(1-δ)/2δ
根據(jù)公式就可以算出最小彎曲半徑
最外層金屬的伸長(zhǎng)率為：
δ外=1/(2r/t+1)
=1/(2×2/1+1)
=0.2
最小彎曲半徑為：
rmin/t=(1-δ外)/2δ外
=(1-0.2)/2×0.2
=0.08
該制件最小的彎曲半徑為1mm>0.08mm，所以滿足彎曲要求，可以進(jìn)行彎曲。
彎曲部分工作尺寸的計(jì)算
10.2 彎曲件的回彈
由工藝分析可知，固定夾彎曲回彈影響最大的部分是最大半徑處，r/t=2/1=2<5。此處屬于小圓角L形彎曲，故只考慮回彈值。查表的，回彈角為３°，由于回彈值很小，故彎曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸標(biāo)注，在試模后稍加修磨即可。
表10-1剛材料校正彎曲回彈
材料
ｒ／ｔ
材料厚度ｔ／ｍｍ
＜０.８
０.８～２
＞２
軟鋼δｂ＝３５０ＭＰＡ
黃銅δｂ＝３５０ＭＰＡ
鋼和鋅
＜１
４°
２°
０°
１￣５
５°
３°
１°
＞５
６°
４°
２°
10.3 彎曲件的孔邊距
當(dāng)彎曲有孔的毛坯時(shí)，如果孔位于彎曲區(qū)附近，則彎曲時(shí)孔的形狀會(huì)產(chǎn)生變形。為了避免這種缺陷的出現(xiàn)，必須使孔處于變形區(qū)外，從孔邊到彎曲半徑r中心的距離L取為：
當(dāng)t＜2mm時(shí)，L≥t:
當(dāng)t≥2mm時(shí)，L≥2t。
如果孔邊距至彎曲半徑r中心的距離過(guò)小不能滿足上述條件時(shí)，可在彎曲件上制工藝孔，以防止再?gòu)澢鷷r(shí)變形。
該制件t=1mm,L=2.5，L＞2t，符合要求。
10.4 彎曲件直邊高度
在進(jìn)行直邊彎曲時(shí)，若彎曲的直邊高度過(guò)短，彎曲過(guò)程中不能產(chǎn)生足夠的彎曲距，將無(wú)法保證彎曲件的直邊平直。所以必須使彎曲件的直邊高度H>2t，若H<2t，則須先開(kāi)槽再?gòu)澢蛳仍黾又边吀叨龋瑥澢笤偃コ嘤嗟牟糠帧?
該制件直邊高度H=6>2t，所以滿足工藝要求不需要開(kāi)槽等工序。
10.5 彎曲件的幾何形狀
如果彎曲件的幾何形狀不對(duì)稱或者左右彎曲半徑不一致，彎曲時(shí)板料將會(huì)因?yàn)槟Σ磷枇Σ痪鶆蚨a(chǎn)生滑動(dòng)偏移。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)在模具上設(shè)置壓料裝置或利用彎曲件上的工藝孔采用定位銷定位。
該制件形狀不對(duì)稱，所以采用彎曲件上的壓邊圈定位。
11 彎曲部分模具設(shè)計(jì)
11.1 彎曲件的工序安排
彎曲件的工序安排應(yīng)根據(jù)工件的復(fù)雜程度、精度要求的低、生產(chǎn)批量的大小以及材料的機(jī)械性能等因素進(jìn)行考慮，如果彎曲工序安排的合理，可以減少工序，簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，提高工件的質(zhì)量和生產(chǎn)。反之，安排不當(dāng)，工件質(zhì)量低劣、廢品率高。彎曲件工序安排一般方法是：
1、對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的彎曲件，如V形、U形、Z形件等，可以采用一次彎曲成形。
2、對(duì)于形狀復(fù)雜的彎曲件，一般要采用二次或多次壓彎成形，但對(duì)于某些尺寸小、材料薄、形狀較復(fù)雜的彈性接觸件，最好采用一次復(fù)合彎曲成形較為有利。如采用多次彎曲，則定位不易準(zhǔn)確，操作不方便，同時(shí)材料經(jīng)過(guò)多次彎曲也易失去彈性。
3、對(duì)于大批量尺寸的彎曲件，為了提高生產(chǎn)效率，可以采用多工序的沖裁、壓彎、切斷連續(xù)工藝成形。
4、彎曲件本身帶有單面幾何形狀時(shí)，如單用彎曲毛坯容易產(chǎn)生偏移，故可以采用成對(duì)彎曲成形，彎曲后再切開(kāi)。
因?yàn)樵撝萍樾螤詈?jiǎn)單的，毛坯厚度薄，精度要求低，所以可采用一次壓彎成形。
11.2 彎曲部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
彎曲部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)在選定彎曲件工藝方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行，為了達(dá)到工件的求，在進(jìn)行彎曲部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：
1、坯料放在模具上因保證可靠的定位。
2、在彎壓的過(guò)程中，應(yīng)防止毛坯滑動(dòng)。
3、為了消除彈復(fù)，在沖裁結(jié)束時(shí)應(yīng)使工件在模具中得到校正。
4、彎曲部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮到制造與維護(hù)中消除彈復(fù)的可能。
5、毛坯放入到模具上和壓彎后從模具中取出工件要方便。
該制件的彎曲部分采用彈簧頂桿是為了防止壓彎時(shí)板料偏移而采用的壓料裝置，此外，還起到了彎曲后頂出工件的作用。
11.3 彎曲部分工作尺寸的計(jì)算
11.3.1凹模具圓角半徑
1）凸模的圓角半徑rp
當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，凸模圓角半徑等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，但不能小于材料所允許的最小彎曲半徑rmin。若彎曲件的r/t小于最小相對(duì)彎曲半徑，則應(yīng)取凸模圓角半徑 rp > rmin，然后增加一道整形工序，使整形模的凸模的圓角半徑rp=r。
當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較大（r/t>10），精度要求較高時(shí)，必須考慮回彈的影響，根據(jù)回彈值的大小對(duì)凸模圓角半徑進(jìn)行修正。
因?yàn)閺澢南鄬?duì)彎曲半徑r/t=1/1=1mm，所以取凸圓角半徑rp= r=1mm。
2）凹模的圓角半徑rd
凹模入口處圓角半徑rd 的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響，過(guò)小的凹模圓角半徑會(huì)使彎矩的彎曲力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑入時(shí)阻力增大，彎曲力增加，并易使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。
在生產(chǎn)中，通常根據(jù)材料厚度選取凹模的圓角半徑。
當(dāng)t≤2mm, rd =(3～6)t
t=2～4mm, rd =(2～3)t
t>4mm, rd =2t
因?yàn)椴牧系暮穸萾=1mm，所以取凹模圓角半徑rd =4t=3×1=4mm。
11.3.2 彎曲凸、凹模間隙
彎曲v形件時(shí)，不需要在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)確定間隙。對(duì)于U形件的彎曲，必須選擇合理的模具間隙，彎曲V形件時(shí)，凸、凹模間隙時(shí)用調(diào)整沖床的閉合高度來(lái)控制合適的間隙，間隙過(guò)小，會(huì)使邊部壁厚變薄，降低模具的壽命。間隙過(guò)大則回彈大，降低制件精度凸、凹模單邊間隙Z一般可按下式計(jì)算：
Z=t+Δ+Cxt
式中：Z——彎曲凸凹模單邊間隙
t——材料的厚度
Δ——材料厚度的正偏差
C——間隙數(shù)
查表得：Δ=0.18 C=0.05
根據(jù)公式 Z=t+Δ+Cxt
=1+0.18+0.05×1
=1.23（mm）
表11-1薄鋼板、黃銅板（帶）、鋁板
厚度
材料
薄鋼板
黃銅板（帶）
鋁板
10
H62,H68,HP-1
2A11、2A12
B級(jí)公差
C級(jí)公差
冷扎帶
冷軋板
最小公差
最大公差
0.2
±0.04
±0.06
－0.03
－0.03
－0.02
－0.04
0.3
±0.04
±0.06
－0.04
－0.04
－0.02
－0.05
0.4
±0.04
±0.06
－0.07
－0.07
－0.03
－0.05
0.5
±0.05
±0.07
－0.07
－0.07
－0.04
－0.12
0.6
±0.06
±0.08
－0.07
－0.08
－0.04
－0.12
0.8
±0.08
±0.10
－0.08
－0.10
－0.04
－0.14
1.0
±0.09
0.12
－0.09
－0.12
－0.04
－0.17
1.2
±0.11
±0.13
－0.10
－0.14
1.5
±0.12
±0.15
－0.10
－0.16
－0.10
－0.27
2.0
±0.15
±0.18
－0.12
－0.18
－0.10
－0.28
2.5
±0.17
±0.20
－0.12
－0.18
－0.20
－0.30
3.0
±0.18
±0.22
－0.14
－0.20
－0.25
－0.35
3.5
±0.20
±0.25
－0.16
－0.23
－0.25
－0.36
4.0
±0.22
±0.30
－0.18
－0.23
－0.25
－0.37
4.5
－0.20
－0.26
5.0
－0.20
－0.26
－0.30
－0.37
11.3.3 凸、凹模橫向尺寸的確定
彎曲模的圖走沒(méi)工作部分尺寸確定比較復(fù)雜，不同的工件形狀其橫向工作尺寸的確定方法不同。
工件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，按磨損原則應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，先計(jì)算凹模，間隙取在凸模上。
當(dāng)工件為雙向?qū)ΨQ偏差時(shí)，凹模尺寸為：LA=(L-2/1Δ) 公式（22）
當(dāng)工件為單向偏差時(shí)，凹模實(shí)際尺寸為：LA=(L-3/4Δ) 公式（23）
凸模為:LT=(LA-Z) 公式（24）
或者凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配置，保證單向間隙Z/2
表11-2彎曲件凸凹模間隙系數(shù)c值
彎曲件邊長(zhǎng)L／mm
B≦2L
B＞2L
材料厚度t／mm
＜0.5
0.6~2
2.1~4
4.1~5
＜5.0
0.6~2
2.1~4
4.1~7.5
7.6~12
10
0.05
0.05
0.04
0.10
0.10
0.08
20
0.05
0.05
0.04
0.03
0.10
0.10
0.08
0.06
0.06
35
0.07
0.05
0.04
0.03
0.15
0.10
0.08
0.06
0.06
50
0.10
0.07
0.05
0.04
0.20
0.15
0.10
0.06
0.06
70
0.10
0.07
0.05
0.05
0.20
0.15
0.10
0.10
0.08
100
0.07
0.05
0.05
0.15
0.10
0.10
0.08
150
0.10
0.07
0.05
0.20
0.15
0.15
0.10
200
0.10
0.07
0.07
0.20
0.15
0,15
0.10
式中：
L——彎曲件的基本尺寸（mm）
LT、LA——凸模、凹模工作部分尺寸（mm）
Δ——彎曲件公差
δT、δA——凸、凹模制造公差，選用IT7~IT9級(jí)精度，亦可按δt=δa=Δ/4選??；
2/Z——凸模與凹模的單向間隙
工件外形尺寸為：20+0.520 0。由于工件為單項(xiàng)偏差，所以凹模的實(shí)際尺寸為L(zhǎng)A=(L-3/4Δ) 。凸、凹制造公差，δt=δa=Δ/4=0.520÷4=0.130。
根據(jù)公式（23）凹模尺寸為： LA=(L-3/4Δ)
=（20－ 3/4 ×0.52）+0.130 0
=19.61+0.130 0（mm）
根據(jù)公式（24）凸模尺寸為： LT=(LA-Z)
=（19.61－1.23） 0 -0.130
=18.38 0 -0.130（mm）
根據(jù)工件的尺寸要求，凸、凹模刃口處都應(yīng)該有相應(yīng)的圓角，為保證彎曲件的尺寸精度，圓角應(yīng)按實(shí)際尺寸配置。
12 主要零部件的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適合采用線切割加工圖模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔德同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。
12.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
12.1.1 凹模的設(shè)計(jì)
凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。
模具厚度的確定公式為：
H=Kb
式中：
K——系數(shù)值，考慮板料厚度的影響；
b——沖裁件的最大外形尺寸；
按上式計(jì)算后，選取的H值不應(yīng)小于（15~20）mm；
表2-1系數(shù)值K
材料料寬
材料厚度
≤1
>1～3
>3～6
≤50
0.30～0.40
0.35～0.50
0.45～0.60
>50～100
0.20～0.30
0.22～0.35
0.30～0.45
>100～200
0.15～0.20
0.18～0.22
0.22～0.30
>200
0.10～0.15
0.12～0.18
0.15～0.22
查表得：K=0.35
即H=0.35×41.14=14.49mm
取H=18mm
模具壁厚的確定公式為：
C=(1.5~2)H=1.5×18~2×18=27~36mm
凹模壁厚取C=35mm
凹模寬度的確定公式為：
B=b+2C=41,14+2×35=111.14mm
取B=160mm
凹模長(zhǎng)度L的確定：L=b +2C=20+2×35=90mm
凹模輪廓長(zhǎng)度要考慮導(dǎo)料銷發(fā)揮的作用，保證算了送料粗定位精度。查表取標(biāo)準(zhǔn)L=125
凹模輪廓尺寸為160mm×125×18mm.。凹模材料選用Gr12,熱處理60~64HRC.。
表12-2矩形凹模的外形尺寸
矩形凹模寬度和長(zhǎng)度B×L
矩形凹模厚度H
63×50 63×63
10 12 14 16 18 20
80×63 80×80 100×63 100×80 100×100 125×80
12 14 16 18 20 22
125×100 125×125 140×80 140×80
14 16 18 20 22 25
140×125 140×140 160×100 165×125 160×140 200×100 200×125
16 18 20 22 25 28
12．1．2 凸、凹模的設(shè)計(jì)
凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。
12.1.3 外形凸模的設(shè)計(jì)
因?yàn)樵撝萍螤畈皇呛軓?fù)雜，但有彎曲部分，所以將落料模設(shè)計(jì)成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機(jī)床加工?？梢灾苯佑?個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，凸模與奧模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、導(dǎo)料板的厚度的總和，外形凸模下部設(shè)置一個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件上的孔作為導(dǎo)正孔。外形凸模長(zhǎng)度為：
L=H1+H3+(15~20)mm
式中：
H1——凸模固定板厚度；得H1=0.8H凹=0.8×18=9.6mm（標(biāo)準(zhǔn)為18 mm）
H3——卸料板厚度；查表10-5 得H3=12mm
(15~25)——附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。（附加長(zhǎng)度取24）
L=18+12+24=54mm
導(dǎo)正銷的直線部分應(yīng)為（0.5~0.8）t，導(dǎo)正銷伸入位空是板料處于自由狀態(tài)。在手工送料時(shí)，板料以自由擋料銷定位，導(dǎo)正銷將工件導(dǎo)正的過(guò)程將板料向后拉回0.2 mm。必須在卸料壓板壓緊板料之前完成導(dǎo)正。所以導(dǎo)正銷直線部分的長(zhǎng)度為：
L導(dǎo) =0.8×1=0.8 mm
12.1．4 內(nèi)孔凸模設(shè)計(jì)
因?yàn)閮?nèi)控凸模時(shí)圓凸模，仍然選用直通式凸模，采用線切割加工。與凸模固定板采用H7/r6配合。凸模長(zhǎng)度與外形凸模長(zhǎng)度相等為和49mm。凸模材料應(yīng)選T10A，熱處理56~60HRC，凸模與卸料板之間的間隙見(jiàn)表15查得凸模與卸料板的間隙選為0.030mm
表12-3凸模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙
序號(hào)
模具沖裁間隙Z
卸料板與凸模間隙Z1
輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙Z2
1
＞0.015~0.025
＞0.005~0.007
約為0.003
2
＞0.025~0.05
＞0.007~0.015
約為0.006
3
＞0.05~0.10
＞0.015~0.025
約為0.01
4
＞0.10~0.15
＞0.025~0.035
約為0.02
12.1.5 卸料板的設(shè)計(jì)
本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對(duì)內(nèi)孔凸模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與奧模的邊界