凸、凹模刃口尺寸計算-參

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1、模塊二 電機(jī)定子沖裁模,本模塊內(nèi)容,沖裁是冷沖壓,最基本,的工序之一。沖裁件可以是成品，也可以是半成品。沖裁還可以對已成形的工件進(jìn)行再加工，如切邊、切舌、沖孔等。,本模塊介紹了電機(jī)定子的沖裁工藝和沖裁模設(shè)計。涵蓋的沖裁工序的基本知識有：沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、沖裁間隙確定、刃口尺寸計算原則和方法、排樣設(shè)計、沖裁力與壓力中心計算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計方法與步驟等。,本模塊重點,1,沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素；,2,刃口尺寸計算原則和方法；,3,沖裁工藝性分析與工藝方案制定；,4,沖裁模典型結(jié)構(gòu)及特點；,5,沖裁模結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用；,6,沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。,本模塊難點,1,沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素；,2,刃口尺寸計算原則和方法；,3,模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用；,4,沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。,課題一,沖裁模基礎(chǔ),一 落料與沖孔,沖裁：,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。包括落料、沖孔、切斷、修邊、切舌、剖切等。,分類：普通沖裁、精密沖裁。,落料,:,若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以內(nèi)的部分作為沖裁件時，稱為落料,；,落料工序中使用的模具叫落料模。工件的尺寸由沖裁凹模尺寸決定。,沖孔,:,若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以外的部分作為沖

3、裁件時，則稱為沖孔。,沖孔工序中使用的模具叫沖孔模。工件的尺寸由沖孔凸模尺寸決定。,落料沖孔件,1.,沖裁變形時板料變形區(qū)力態(tài)分析,四對力,凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生,彎矩,。,1-,凸模,2-,板材,3-,凹模,二,沖裁變形過程,2.,沖裁變形過程,(1),彈性變形階段,(2),塑性變形階段,(3),斷裂分離階段,二,沖裁變形過程,3.,沖裁件質(zhì)量及其影響因素,指,斷面狀況,、,尺寸精度,和,形狀誤差,。,垂直、光潔、毛刺小,圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi),外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小,二,沖裁變形過程,3.,沖裁件質(zhì)量及其影響因素,（,1,）沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素,A.,斷面組成,圓角帶,a

4、,：,光亮帶,b,：,斷裂帶,c,：,毛刺區(qū),d,：,刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形。,塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。,通常占全斷面,1/3 1/2,。,裂紋形成及擴(kuò)展。,間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大,毛刺,。,二,沖裁變形過程,B.,模具間隙的影響,B.,模具間隙的影響,間隙小，出現(xiàn)二次,剪裂，產(chǎn)生第二,光亮帶,間隙大，出現(xiàn)二次,拉裂，產(chǎn)生二個斜度,C.,模具刃口狀態(tài)的影響,當(dāng)凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；,當(dāng)凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；,當(dāng)凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。,(,2),

5、沖裁件尺寸精度及其影響因素,沖裁件的尺寸精度,：,指沖裁件的實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。,該,差值包括兩方面的偏差,：,一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠?；,二是模具本身的制造偏差。,影響因素：,（,1,）沖模的制造精度（零件加工和裝配）,（,2,）材料的性質(zhì),（,3,）,沖裁間隙,(3),沖裁件形狀誤差及其影響因素,沖裁件的形狀誤差,：,指翹曲、扭曲、變形等缺陷。,翹曲,：,沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異性和卷料未矯正也會產(chǎn)生翹曲。,扭曲,：,沖裁件呈扭歪現(xiàn)象。它是由于材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對材料摩擦不均勻等

6、造成的。,變形,：,由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因，因脹形而產(chǎn)生的。,Z,=,D,A,d,T,三,沖裁間隙,1.,沖裁間隙對沖裁工藝的影響,(1),間隙對沖裁件質(zhì)量的影響：,間隙是影響沖裁件質(zhì)量的主要 因素。,(2),間隙對沖裁力的影響：,隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但影響不是很大。,間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。,(3),間隙對模具壽命的影響：,小間隙將使磨損增加,，,甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象,，并,引起崩刃,、,凹模脹裂,、,小凸模折斷,、,凸凹模相互啃刃等異常損壞。,為了延長模具壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用,較大的間

7、隙值,是十分必要的。,2.,沖裁模間隙值的確定,主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值?？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,Z,min,。,（,1,）理論法確定法,（,2,）表格法,（表,2.3,）,（,3,）經(jīng)驗公式法,刃口尺寸計算的作用,：,凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸大小。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。,1.,凸、凹模刃口尺寸計算原則,(,),設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。,以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。,設(shè)計沖孔模先確定凸模

8、刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。,四 凸模和凹模的刃口尺寸計算,(,),由于凸模在使用中越磨越大，凹模在使用中則越磨越小，因此在設(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?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。,(,),沖裁（設(shè)計）間隙一般選用最小合理間隙值（,Z,min,）。,(,),選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。,(,),工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按,“,入體,”,原則標(biāo)注為單向

9、公差。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。,2.,凸、凹模刃口尺寸計算方法,（,1,）分開加工,具有互換性、制造周期短，但,Z,min,不易保證，需提高加工精度，增加制造難度。,（,2,）配合加工,Z,min,易保證，無互換性、制造周期長。,（,3,）,凸模與凹模分開加工,A.,落料,B.,沖孔,C.,孔心距,=,L,為了保證可能的初始間隙不超過,Z,max,，即,+,Z,min,Z,max,，選取必須滿足以下條件：,凸、凹模的制造公差，可按級來選取。但需校核?；蛉?例,2-,1,如圖所示零件，材料,Q235,鋼，料厚,t=0.5mm,。計算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。,解：該零件屬于

10、無特殊要求的一般沖孔、落料件。,外形,由落料獲得，,和,18,0.09,由沖孔同時獲得。查表,2-4,得，,，則,例,2-,1,（續(xù)）,由公差表查得：,為,IT12,級，取,x = 0.75,；,為,IT14,級，取,x = 0.5,；,設(shè)凸、凹模分別按,IT6,和,IT7,級加工制造，則,沖孔：,校核：,0.008 + 0.012 0.06 - 0.04,0.02 = 0.02,（滿足間隙公差條件）,例,2-,1,（續(xù)）,孔距尺寸：,=L,=18,0.125,2,0.09 = (18,0.023)mm,落料：,校核：,0.016 + 0.025 = 0.04 0.02,（不能滿足間隙公差條件

11、）,因此，只有縮小，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可?。?=0.4,0.02=0.008mm,=0.6,0.02=0.012mm,故：,（,4,）,凸模與凹模配合加工,配合加工就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準(zhǔn)件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。,設(shè)計時，基準(zhǔn)模的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配制件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙技術(shù)要求上注明,:,“,凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證雙面合理間隙值,Z,min,Z,max,”,。,特點：,模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核, 的條件，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造

12、容易。,A.,根據(jù)磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口,尺寸類型,：即：磨損后變大，變小還是不變。,B.,根據(jù)尺寸類型，采用不同計算公式。,磨損后變大的尺寸，采用分開加工時的落料凹模尺寸計算公式。,磨損后變小的尺寸，采用分開加工時的沖孔凸模尺寸計算公式。,磨損后不變的尺寸，采用分開加工時的孔心距尺寸計算公式。,C.,刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的,1/4,來選取。對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的,1/8,并冠以（,）。,例,2-2,如圖所示零件，材料,10,鋼，料厚,t,=1 mm,。,計算沖裁凸、凹模刃口尺寸及制造公差。,d = 22,0.14 mm,解：

13、該沖裁件屬落料件，選凹模為設(shè)計基準(zhǔn)件，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。,由表,2-4,查得：,例,2-2,（續(xù)）,由公差表查得：,尺寸,80 mm,，選,x,=0.5,；尺寸,15 mm,，選,x,=1,；其余尺寸均選,x,=0.75,。,落料凹模的基本尺寸計算如下：,第一類尺寸：磨損后增大的尺寸,例,2-2,（續(xù)）,第二類尺寸：磨損后減小的尺寸,第三類尺寸：磨損后基本不變的尺寸,落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是,79.79 mm,，,39.75 mm,，,34.75 mm,，,22.07 mm,，,14.94 mm,，不必標(biāo)注公差，但要在技

14、術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值,例,2-2,（續(xù)）,1.,沖裁力的計算,用普通平刃口模具沖裁時，,沖裁力,F,一般按下式計算：,注,:,F,沖裁力；,L,沖裁周邊長度；,t,材料厚度；,材料抗剪強(qiáng)度；,K,系數(shù)。一般取,K,1.3,。,五 沖裁力計算和模具壓力中心的確定,2.,輔助力的計算,從凸模上卸下箍著,的料所需要的力。,推件力：,將梗塞在凹模內(nèi)的料順,沖裁方向推出所需要的力。,頂件力,：,逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?內(nèi)頂出所需要的力。,卸料力：,卸料力,推件力,頂件力,卸料力、推件力、頂件力系數(shù)。,n,同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件,(,或廢料,),數(shù)。,式中,h

15、,凹模洞口的直刃壁高度；,t,板料厚度。,上式中,3.,壓力機(jī)公稱壓力的確定,壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和,Fz,采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時：,采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時：,采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時：,4.,降低沖裁力的措施,(,1,),階梯凸模沖裁,(,2,),斜刃沖裁,（,3,）,加熱沖裁（紅沖）,5.,確定模具壓力中心,模具的壓力中心,：,沖壓力合力的作用點。,為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相,重合,。,5.,確定模具的壓力中心（續(xù),）,（,1,）,簡單幾何圖形壓力中心的位置,對稱沖件的壓

16、力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。,沖裁直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。,沖裁圓弧線段時，其壓力中心的位置，按下式計算：,5.,確定模具的壓力中心（續(xù)）,（,2,）,復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的確定,用解析計算法,，,求出沖模壓力中心。解析法的計算依據(jù)是,:,合力對某軸之力矩等于各分力對同軸力矩之代,數(shù)和，則可得壓力中心坐標(biāo)（,）計算公式。,5.,確定模具的壓力中心（續(xù)）,（,3,）確定多凸模模具的壓力中心,確定多凸模模具的壓力中心，是將各凸模的壓力中心確定后，再計算模具的壓力中心。,沖裁件的工藝性是指沖裁件,對沖裁工藝的適應(yīng)性,。,即沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等技術(shù)要求是否符合沖

17、裁加工的工藝要求。工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。,沖裁工藝性好,是指能用普通沖裁方法，在正常模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。,課題二 電機(jī)定子沖裁工藝,一,沖裁件的工藝性,（,1,）沖裁件的形狀,（,2,）沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角,1.,沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性,（,3,）沖裁件上凸出的懸臂和凹槽,（,4,）沖裁件的孔邊距與孔間距,（,5,）在彎曲件或拉深件上沖孔時,1.,沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（續(xù)）,（,6,）沖孔時，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎。,用無導(dǎo)向凸模和有導(dǎo)向的凸模所能沖制的最小孔徑，分別為,無導(dǎo)向凸模最

18、小尺寸,d,:,鋼,:,d,（,1.0,1.5,）,t,銅、鋁,:,d,（,0.8,0.9,）,t,t,沖裁件材料厚度,有導(dǎo)向的凸模最小尺寸,d,:,鋼,:,d,0.5,t,銅、鋁,:,d,（,0.3,0.35,）,t,t,沖裁件材料厚度,1.,沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（續(xù)）,沖裁件的精度一般可分為精密級與,經(jīng)濟(jì)級,兩類。,（,1,）沖裁件的經(jīng)濟(jì)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、刃口銳鈍以及沖模結(jié)構(gòu)等有關(guān)。當(dāng)沖裁厚度為,2 mm,以下的金屬板料時，其斷面粗糙度,Ra,

19、一般可達(dá),12.5,3.2,m,。,2,沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度,沖裁件尺寸的基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與其沖壓時定位,基準(zhǔn)重合,，并選擇在沖裁過程中基本上下,不變動的面或線上,。,3.,沖裁件尺寸標(biāo)注,1,材料利用率,材料利用率：,沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。,一個步距內(nèi)的材料利用率,2.2.2,沖裁件的材料利用率,一張板料,(,或帶料、條料,),上總的材料利用率,1,材料利用率（續(xù)）,一張板料,(,或帶料、條料,),上總的材料利用率,1,材料利用率（續(xù)）,沖裁所產(chǎn)生的廢料：一類是,結(jié)構(gòu)廢料,；另一類是,工藝廢料,。,2,提高材料利用率的方法,減少工藝廢料

20、,的措施有：,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）；,利用廢料作小零件（如表,2-7,中的混合排樣）等。,利用結(jié)構(gòu)廢料,的措施有：,當(dāng)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。,在使用條件許可下，也可以改變零件的結(jié)構(gòu)形狀，提高材料利用率。,2,提高材料利用率的方法（續(xù)）,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（圖,a,）,（,2,）,少,廢料排樣（圖,b,）,（,3,）,無,廢料排樣（圖,c,）,三 沖裁件的排樣,1,排樣方法,搭邊,：,排樣時沖裁件之間以及沖裁件與

21、條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。,搭邊的作用：,一是補(bǔ)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(jìn)，提高勞動生產(chǎn)率；,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。,2,搭邊,（,1,）影響搭邊值的因素,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。,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(fù)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(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。,卸料方式,彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。,2,搭邊（續(xù)）,（,2,）搭邊值

22、的確定,表,2-8,為最小搭邊值的經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一，供設(shè)計時參考。,（,1,）,有側(cè)壓裝置時條料的寬度,條料寬度,：,B,=,（,D,+2,a,+,）,-,B,條料寬度的基本尺寸,mm;,D,條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸,mm;,a,側(cè)面搭邊，查表,2-8,mm;,條料下料剪切公差，查表,2-9,mm,。,3,條料寬度的確定,（,2,）,無側(cè)壓裝置時條料的寬度,條料寬度,：,B,=,D,+2,（,a,+,+,c,）,-,c,條料與導(dǎo)料板,之間的間隙（即,條料的可能擺動量），查表,2-9,mm,。,3,條料寬度的確定（續(xù)）,（,3,）有定距側(cè)刃時條料的寬度,條料寬度,：,B,=,（,B,2,+,n

23、b,）,=,（,D,+2,a,+,nb,）,-,b,側(cè)刃余料，金屬材料取,1,2.5 mm,，非金屬材料取,1.5,4 mm,(,薄材料取小值，,厚料取大值,),;,n,側(cè)刃個數(shù)。,3,條料寬度的確定（續(xù)）,（,3,）有定距側(cè)刃時條料的寬度,導(dǎo)料板之間的距離為,B,01,=,B,+,c,B,02,=,B,2,+,y,=,D,+2,a,+,y,上式中：,y,側(cè)刃沖切后條料與導(dǎo)料板之間的間隙，常取,0.1,0.2 mm,。薄料取小值，厚料,取大值。,3,條料寬度的確定（續(xù)）,、條料長度,L,、板料厚度,t,、端距,l,、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。,一張完整的

24、排樣圖應(yīng)標(biāo)注條料寬度尺寸,4,排樣圖,電機(jī)定子排樣圖,（,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,;,（,2,）按工序組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模,;,（,3,）按上、下模的導(dǎo)向方式可分為無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模 等,（,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、聚氨酯沖模等,;,（,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,;,（,6,）按自動化程度可分為手工操作模、半自動模和自動模。,課題三 電機(jī)定子沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計,一沖裁模簡介,1.,沖裁模分類,單工序沖裁模：,在壓力機(jī)一次

25、行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模。,（,1,）落料模,無導(dǎo)向單工序落料模,導(dǎo)板式單工序落料模,導(dǎo)柱式單工序落料模,（,2,）沖孔模,導(dǎo)柱式?jīng)_孔模,(3),小孔沖模,全長導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的小孔沖模,2.,單工序沖裁模,2.,單工序沖裁模,（,1,）落料模,無導(dǎo)向單工序落料模,2.,單工序沖裁模,（,1,）落料模,導(dǎo)板式單工序落料模,2.,單工序沖裁模,（,1,）落料模,導(dǎo)柱式單工序落料模,2.,單工序沖裁模,（,2,）沖孔模,導(dǎo)柱式?jīng)_孔模,小孔沖模,全長導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的小孔沖模,級進(jìn)模,(,又稱連續(xù)模、跳步模,),：,壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的沖模。,1,用導(dǎo)正銷定位

26、的級進(jìn)模,2,側(cè)刃定距的級進(jìn)模（雙側(cè)刃定距的沖孔落料級進(jìn)模）,優(yōu)點,：,級進(jìn)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。,缺點,：,級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高。,適用,：,大批量生產(chǎn)小型沖壓件。,3.,級進(jìn)模,3.,級進(jìn)模,（,1,）用導(dǎo)正銷定位的級進(jìn)模,3.,級進(jìn)模,（,2,）,雙側(cè)刃定距的沖孔落料級進(jìn)模,復(fù)合模：,只有一個工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，同時完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。,設(shè)計難點,：,如何在同一工作位置上合理地布置好幾對凸、凹模,結(jié)構(gòu)上的,主要特征,：,有一個既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模,優(yōu)點,：,生產(chǎn)率高，

27、沖裁件的內(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(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。,缺點,：,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高,缺點,：,生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件,4.,復(fù)合模,（,1,）,正裝式復(fù)合模,（又稱順裝式復(fù)合模）,優(yōu)點,：,沖出的沖件平直度較高,缺點,：,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作。,適用,：,沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，,可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。,（,2,）,倒裝式復(fù)合模,優(yōu)點,：,結(jié)構(gòu)簡單,缺點,：,不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件,4.,復(fù)合模,（,1,）,正裝式復(fù)合模,（又稱順裝式復(fù)合模）,（,2,）,倒裝式復(fù)合模,1.,沖裁模零

28、部件的分類,沖裁模零部件,工藝零件,結(jié)構(gòu)零件,工作零件,定位零件,卸料與推件,零部件,模架,連接與固定零件,課題三 電機(jī)定子沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計,二 模具零件設(shè)計,（,1,）凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法,圓形凸模：,階梯式,、,快換式,臺肩固定,、,螺釘壓緊,非圓形凸模：,階梯式、,直通式,臺肩固定、,鉚接,、,粘結(jié)劑澆注法固定,二,模具零件設(shè)計,2.,凸模及凸模組件設(shè)計,小孔：,d,t,或,d,1 mm,的圓孔和面積,A,1 mm,2,的異形孔。,提高其強(qiáng)度和剛度的措施：,沖小孔凸模加保護(hù)與導(dǎo)向,:,加保護(hù)套,采用短凸模的沖孔模,在沖模的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造上采取保護(hù)小凸模措施,提高模架剛度和精度；,

29、采用較大的沖裁間隙；,保證凸、凹模間隙的均勻性并減小工作表面粗糙度等；,采用,斜刃壁凹模,以減小沖裁力。,沖小孔凸模,沖小孔凸模（續(xù)）,當(dāng),采用固定卸料板和導(dǎo)料板,時，其凸模長度按下式計算：,當(dāng),采用彈壓卸料板,時，其凸模長度按下式計算：,凸模長度尺寸計算,凸模長度尺寸計算（續(xù)）,凸模刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。,形狀簡單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用,T8A,、,T10A,等材料,;,形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選,Cr12,、,Cr12MoV,、,CrWMn,等制造，,HRC,取,58,62;,要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合

30、金材料。,凸模技術(shù)要求,凸模的圖紙技術(shù)規(guī)范,凸模承載能力校核,:,=,F,/,A,min,F,凸?？v向總壓力，,N;,A,min,凸模最小斷面面積，,mm,2,圓形凸模,d,min,4,t,/,非圓凸模,A,min,F,/,d,min,凸模最小直徑，,mm;,t,沖裁材料厚度，,mm;,沖裁材料抗剪強(qiáng)度，,MPa,。,凸模強(qiáng)度和剛度,凸?？故Х€(wěn)彎曲能力校核,:,凸模沖裁時穩(wěn)定性校核采用桿件受軸向壓力的歐拉公式。,凸模分類：無導(dǎo)向裝置和有導(dǎo)向裝置的凸模,無導(dǎo)向裝置凸模,有導(dǎo)向裝置凸模,對于其他各種斷面的凸模,：,max ,凸模不失穩(wěn)彎曲的最大自由長度，,mm;,d,凸模的最小直徑，,mm;,F,

31、沖裁力，,N;,凸模最小斷面的慣性矩，,mm,4,，直徑為,d,的圓凸模,I,=,d,4,/64,I,凸模無導(dǎo)向裝置,對于其他各種斷面的凸模,：,l,max,凸模不失穩(wěn)彎曲的最大自由長度，,mm;,d,凸模的最小直徑，,mm;,F,沖裁力，,N;,I,凸模最小斷面的慣性矩，,mm,4,，直徑為,d,的圓凸模,I,=,d,4,/64,凸模有導(dǎo)向裝置,（,1,）凹模刃口形式：,直筒形、錐形,3.,凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計,外形,：,圓形、矩形,1,凹模,;2,模板（座）,;3,凹模固定板,;4,墊板,（,2,）,凹模外形結(jié)構(gòu)及其固定方法,（,3,）,凹模外形尺寸,凹模厚度,H :,H,=,Kb,1,（,15

32、mm,）,垂直于送料方向的凹模寬度,B,:,B,=,b,1,+,（,2.5,4,）,H,送料方向的凹模長度,L,:,L,=,L,1,+2,C,b,1,垂直于送料方向的凹?？妆陂g最大距離,mm;,K,系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表,2-10;,L,1,送料方向的凹?？妆陂g最大距離,mm;,C,送料方向的凹?？妆谂c凹模邊緣的最小距,mm,，查表,2-11,。,凹模材料選擇一般與凸模一樣，但熱處理后的硬度應(yīng)略高于凸模，,HRC,取,60,64,。,凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上下平面應(yīng)保持平行。,?？椎谋砻嬗写植诙鹊囊?Ra,=0.8,0.4,m,。,（,4,）凹模技術(shù)要求,4.,凸凹模,凸

33、凹模：復(fù)合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。,凸凹模的最小壁厚值，目前一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定，倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚見表,2-12,。,條料兩個方向的限位,:,送進(jìn)導(dǎo)向,送料定距,（,1,）送料方向的定位零件,:,導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等 。,5.,定位零件的設(shè)計,導(dǎo)料板結(jié)構(gòu),側(cè)壓裝置,分類：,擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃,擋料銷,：,國標(biāo)中常見的擋料銷有三種形式,:,固定擋料銷（圖,2-50,）、活動擋料銷（圖,2-51,）和始用,擋料銷（圖,2-52,）。,（,2,）送料步距的定位零件,固定擋料銷,活動擋料銷,始用擋料銷,分類：,定位銷、定位板,。,定位方式：,外緣定位和內(nèi)孔定位,（,

34、2,）毛坯定位零件,外緣定位,內(nèi)孔定位,（,1,）卸料零件,與卸料方式：,剛性卸料,彈壓卸料,廢料切刀,6.,卸料與推件零件的設(shè)計,1,凸模,;,2,卸料螺釘,;,3,彈性元件,;,4,卸料板,;,5,凹模,;,6,推件塊,;,7,推桿,彈壓卸料,廢料切刀,（,2,）推件、頂件裝置,：,向下推出的機(jī)構(gòu)稱為推件，一般裝在上模內(nèi)。,向上頂出的機(jī)構(gòu)稱為頂件，一般裝在下模內(nèi)。,6.,卸料與推件零件的設(shè)計,1,滑塊,;,2,擋鐵,;,3,橫梁,;,4,推桿,推件裝置,1,頂件塊,;,2,凹模,;,3,托桿,;,4,橡膠,;,5,托板,;,6,支承板,;,7,拉桿,彈性頂件裝置,彈簧屬標(biāo)準(zhǔn)件，在模具中應(yīng)用

35、最多的是圓柱螺旋壓縮彈簧、矩形螺旋壓縮彈簧和碟形彈簧。,彈簧選擇原則,:,所選彈簧必須滿足預(yù)壓力,F,0,的要求,；,所選彈簧必須滿足最大許可壓縮量,H,2,的要求,H,2,H,；,所選彈簧必須滿足模具結(jié)構(gòu)空間的要求,。,7.,彈簧和橡膠的選用,（,1,）彈簧的選用,卸料和頂出裝置：選用較硬的橡膠；,拉深壓邊：選用較軟的橡膠。,模具上安裝橡膠的塊數(shù)、大小一般憑經(jīng)驗。在模具裝配、試模時可根據(jù)試模情況，可增減橡膠。聚氨酯橡膠的總壓縮量一般取小于,35%,，對于沖裁模，其預(yù)壓縮量一般取,10%,15%,。,7.,彈簧和橡膠的選用,（,2,）橡膠的選用,主要指模架及組成零件選用。,1.,模架,:,(1

36、),導(dǎo)柱式模架是由上模座、下模座、導(dǎo)柱及導(dǎo)套組成。,(2),模架形式：,（,a,）對角導(dǎo)柱模架 ；（,b,）后側(cè)導(dǎo)柱模架,（,c,）中間導(dǎo)柱模架 ；（,d,）四導(dǎo)柱模架,課題三 電機(jī)定子沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計,三,模具總體設(shè)計,1.,模架,分類：上模座和下模座。,在選用和設(shè)計時應(yīng) 注意事項,:,（,1,）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架 ；,（,2,）與所選壓力機(jī)的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng) ；,（,3,）模座材料要合理。,2.,模座,后側(cè)導(dǎo)柱上模座,上模座,后側(cè)導(dǎo)柱下模座,下模座,導(dǎo)向零件是用來保證上模相對于下模的正確運動。對生產(chǎn)批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長的模具，一般都采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向裝置。,分：

37、滑動導(dǎo)向（圖,2-61,）和滾動導(dǎo)向（圖,2-62,）。,3.,導(dǎo)柱和導(dǎo)套,滑動導(dǎo)向裝置,滾動式導(dǎo)向裝置,模柄的結(jié)構(gòu)形式,；,1,模柄,;2,墊塊,;3,接頭,4.,模柄,四 沖裁模其他組成零件,1.,墊板,內(nèi)容：墊板的作用；外形尺寸；厚度確定；材料；固定等,2.,凸模固定板,與墊板類似。,3.,緊固件,主要是選用。考慮大小,、,長度,、,固定等。,5.,冷沖模的組合結(jié)構(gòu),根據(jù)國標(biāo),、,部標(biāo),、,以及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選用。,一 意義：,二 考慮因素：凹模周界,、閉合高度等,固定卸料之縱向送料典型組合,彈壓卸料之橫向送料典型組合,復(fù)合模之矩形厚凹模典型組合,導(dǎo)板模之縱向送料典型組合,1.,沖裁模具設(shè)計一

38、般步驟,；,2.,沖裁件的工藝性分析,；,3.,沖裁工藝方案的確定,；,4.,選擇模具的結(jié)構(gòu)形式,；,5.,進(jìn)行必要的工藝計算,；,6.,模具的主要零部件設(shè)計,；,7.,校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)；,8.,繪制模具總裝圖和零件圖,。,課題三 電機(jī)定子沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計,六 沖裁模具設(shè)計步驟,模具閉合高度與裝模高度的關(guān)系,1,床身,;2,滑塊,六,沖裁模具設(shè)計步驟,模具總裝圖的一般布置情況,六,沖裁模具設(shè)計步驟,工件名稱,:,電機(jī)定子；生產(chǎn)批量,:,大批量,；,課題四 電機(jī)定子,沖裁模設(shè)計,方案一：落料,課題四 電機(jī)定子,沖裁模設(shè)計,1.,沖壓工藝方案的確定,沖孔,（采用單工序模具）,方案二：

39、落料,沖孔,（采用復(fù)合模具）,方案三：沖孔落料級進(jìn)沖壓，采用級進(jìn)模具,分析：方案一需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)成本高，操作不便；方案二只需一副模具，,工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，操作方便。方案三需一副模具，但模具制造成本高，對設(shè)備以及維修保養(yǎng)技術(shù)要求高。,結(jié)論：綜合比較，,采用方案二最佳,。,1.,沖壓工藝方案的確定,（,1,）排樣方式的確定及其計算,2.,主要設(shè)計計算,排樣圖,（,2,）沖壓力的計算,沖裁力,：,F,=,tL,b,=963,kN,卸料力,:,F,Q,=,KF,=0.05,963=48,kN,推件力,：,F,Q1,= n,K,1,F,=8,0.04,963=308,kN,根據(jù)計算結(jié)

40、果，沖壓設(shè)備擬選,J23-160A,。,零件為規(guī)則幾何體，壓力中心在幾何中心。,（,4,）工作零件刃口尺寸計算,落料凹模的基本尺寸：,對應(yīng)凹模尺寸為,對應(yīng)凹模尺寸為,對應(yīng)凹模尺寸為,落料凸模的基本尺寸與凹模相同，同時在技術(shù)條件中注明：凸模刃口尺寸與落料凹模刃口實際尺寸配制，保證間隙在,0.07,0.09mm,之間。,（,3,）壓力中心的確定,沖孔凸模的基本尺寸：,對應(yīng)凸模尺寸為,對應(yīng)凸模尺寸為,對應(yīng)凸模尺寸為,對應(yīng)凸模尺寸為,其中,x=0.5,及,1,由表,2-5,查得。,沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同，同時在技術(shù)條件中注明：凹模刃口尺寸與沖孔凸模刃口實際尺寸配制，保證間隙在,0.07,0.09

41、mm,之間。,（,4,）工作零件刃口尺寸計算,（,1,）模具類型的選擇,：,采用倒裝復(fù)合模,。,（,2,）定位方式的選擇,：,控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置。控制條料的進(jìn)給步距采用擋料銷。,（,3,）卸料、出件方式的選擇 ：采用彈性卸料。采用倒裝復(fù)合模，須采用上出件。,（,4,）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，該模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。,3.,模具總體設(shè)計,凸凹模,4.,主要零部件設(shè)計,（,1,）工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計,沖孔凸模,凹模,卸料板的設(shè)計,：,卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為,10 mm,。卸料板采用,45,號鋼制造，淬火硬度為,40,4

42、5HRC,。,卸料螺釘?shù)倪x用,：,卸料板上設(shè)置,4,個卸料螺釘，公稱直徑為,12 mm,，螺紋部分為,M10,10 mm,。,頂件塊的設(shè)計,：,（,2,）卸料、頂料部件的設(shè)計,采用中間導(dǎo)柱模架,。,導(dǎo)柱,d,/mm,L,/mm,分別為,35,160,，,40,160;,導(dǎo)套,d,/mm,L,/mm,D,/mm,分別為,35,115,48,，,40,115,50,。上模座厚度,H,（,上模）,取,40mm,，上模墊板厚度,H,墊,取,20 mm,，凸模固定板厚度,H,（,固,）,取,20 mm,，凸模固定墊板厚度,20 mm,，下模座厚度,H,（,下模）取,55 mm,。,該模具的閉合高度,:,H,閉,=,（,40+20+20+20+50+80+55-1,）,mm=284 mm,凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為,1 mm,。,（,3,）模架及其他零部件設(shè)計,6.,模具總裝圖,1,打桿,2,模柄,3,上模板,4,螺釘,5,推板,6,推桿,7,墊板（一）,8,導(dǎo)套,9,墊板（二）,10,凸模固定板,11,落料凹模,12,凸模,13,推塊,14,導(dǎo)柱,15,彈簧,16,凸凹模,17,下模板,18,擋料銷,19,導(dǎo)料銷,20,卸料螺釘,21,定位銷,