凸、凹模刃口尺寸計(jì)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(duì)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(jì)。涵蓋的沖裁工序的基本知識(shí)有：沖裁變形過(guò)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(jì)算原則和方法、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力與壓力中心計(jì)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(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計(jì)方法與步驟等。,本模塊重點(diǎn),,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(jì)算原則和方法；,,3,．,沖裁工藝性分析與工藝方案制定；,,4,．,沖裁

2、模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；,,5,．,沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用；,,6,．,沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)的方法和步驟。,,本模塊難點(diǎn),,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(jì)算原則和方法；,,3,．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用；,,4,．沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)的方法和步驟。,,課題一,沖裁?；A(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(shí)，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

3、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裁件時(shí)，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(shí)板料變形區(qū)力態(tài)分析,,,四對(duì)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(guò)程,,,2.,沖裁變形過(guò)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(guò)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

4、拱彎小,二,沖裁變形過(guò)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,：,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(zhǎng)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(huì)加大,毛刺,。,二,沖裁變形過(guò)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(gè)斜度,C.,模具刃口狀態(tài)的影響,當(dāng)凸模刃口磨鈍時(shí)，則會(huì)在

5、落料件上端產(chǎn)生毛刺；,當(dāng)凹模刃口磨鈍時(shí)，則會(huì)在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；,,當(dāng)凸、凹模刃口同時(shí)磨鈍時(shí)，則沖裁件上、下端都會(huì)產(chǎn)生毛刺。,(,2),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(shí)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(duì)于凸模或凹模尺寸的偏差,；,,,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(guò)大、彎矩增大、

6、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(huì)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(duì)材料摩擦不均勻等造成的。,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(duì)沖裁工藝的影響,(1),間隙對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)模具壽命的影響：,小間隙將使磨損增

7、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(zhǎng)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(gè)因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值。考慮到在生產(chǎn)過(guò)程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)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(yàn)公式法,,刃口尺寸計(jì)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

8、模刃口尺寸及其公差來(lái)保證。,,1.,凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則,(,１,),設(shè)計(jì)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(guò)減小凸模刃口尺寸來(lái)取得。,,設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸來(lái)取得。,四 凸模和凹模的刃口尺寸計(jì)算,,,(,２,),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(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，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)。,,,(,３,),沖裁（設(shè)計(jì)）間隙一般選用最小合理間隙值（,

9、Z,min,）。,,,(,４,),選擇模具刃口制造公差時(shí)，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。,,,(,５,),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)注為單向公差。但對(duì)于磨損后無(wú)變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。,,,2.,凸、凹模刃口尺寸計(jì)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(wú)互換性、制造周期長(zhǎng)。,,,（,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

10、能的初始間隙不超過(guò),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ＩＴ６～ＩＴ７級(jí)來(lái)選取。但需校核。或取,,≤,≤,,例,2-,1,,如圖所示零件，材料,Q235,鋼，料厚,t=0.5mm,。計(jì)算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。,,解：該零件屬于無(wú)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(shí)獲得。查表,2-4,得，,，則,,例,2-,1,（續(xù)）,由公差表查得：,為,IT12,級(jí)，取,x = 0.75,；,為,IT14,級(jí)，取,x = 0.5,；,設(shè)凸、凹模分別按,IT6,和,IT7,級(jí)加工制造，則

11、,,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）,,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(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄?/p>

12、），然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。,,設(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)際刃口尺寸配制，保證雙面合理間隙值,Z,min,～,Z,max,”,。,,特點(diǎn)：,,模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)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(jì)算公式。,,磨損后變大的尺寸，采用分開加工時(shí)的落料凹模尺寸計(jì)算

13、公式。,,磨損后變小的尺寸，采用分開加工時(shí)的沖孔凸模尺寸計(jì)算公式。,,磨損后不變的尺寸，采用分開加工時(shí)的孔心距尺寸計(jì)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(lái)選取。對(duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)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(jì)算沖裁凸、凹模刃口尺寸及制造公差。,d = 22,±,0.14 mm,,解：該沖裁件屬落料件，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)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

14、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(jì)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，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)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(jì)算,用普通平刃口模具沖裁時(shí)，,沖裁力,F,一般按

15、下式計(jì)算：,注,:,F,——,沖裁力；,,,L,——,沖裁周邊長(zhǎng)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(jì)算和模具壓力中心的確定,2.,輔助力的計(jì)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(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件,(,或廢料,),數(shù)。,式中,,h,——,凹模洞口的直刃壁高度；,,,,t,——,板料厚度。,,上式中,,3

16、.,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(shí)：,采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時(shí)：,采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)：,,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(diǎn)。,,,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(jiǎn)單幾何圖形壓力中心的位置,,①,對(duì)稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心

17、上。,,②,沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。,,③,沖裁圓弧線段時(shí)，其壓力中心的位置，按下式計(jì)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(jì)算法,，,求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是,:,合力對(duì)某軸之力矩等于各分力對(duì)同軸力矩之代,,數(shù)和，則可得壓力中心坐標(biāo)（,,）計(jì)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(jì)算模具的壓力中心。,,,沖裁件的工藝性是指沖裁件,對(duì)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)要求是否符合沖裁

18、加工的工藝要求。工藝性是否合理，對(duì)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(shí),1.,沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（續(xù)）,,,（,6,）沖孔時(shí)，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(wú)導(dǎo)向凸模和有導(dǎo)向的凸模所能沖制的最小孔

19、徑，分別為,,無(wú)導(dǎo)向凸模最小尺寸,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(jí)與,經(jīng)濟(jì)級(jí),兩類。,（,1,）沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于,IT11,級(jí)，一般要求落料件公差等級(jí)最好低于,IT10,級(jí)，沖孔件最好低于,IT9,級(jí)。,（,2,）沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙

20、、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(shí)，其斷面粗糙度,Ra,一般可達(dá),12.5,～,3.2,μ,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(shí)定位,基準(zhǔn)重合,，并選擇在沖裁過(guò)程中基本上下,不變動(dòng)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(shí)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(gè)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

21、,．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,的措施有：,設(shè)計(jì),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(shí)，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(lái)。,,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,）,（

22、,2,）,少,廢料排樣（圖,b,）,（,3,）,無(wú),廢料排樣（圖,c,）,三 沖裁件的排樣,,1,．排樣方法,,搭邊,：,,排樣時(shí)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。,,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(dòng)生產(chǎn)率；,,搭邊還可以避免沖裁時(shí)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,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，

23、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。,2,．搭邊（續(xù)）,（,2,）搭邊值的確定,表,2-8,為最小搭邊值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。,,（,1,）,有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度,條料寬度,：,B,=,（,D,+2,a,+,δ,）,-,δ,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;,,δ,—,條料下料剪切公差，查表,,2-9,,,mm,。,,3,．條料寬度的確定,（,2,）,

24、無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度,條料寬度,：,B,=,［,D,+2,（,a,+,δ,+,c,）］,-δ,c,—,條料與導(dǎo)料板,,之間的間隙（即,,條料的可能擺動(dòng)量），查表,2-9,,,mm,。,,3,．條料寬度的確定（續(xù)）,,（,3,）有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度,條料寬度,：,B,=,（,B,2,+,nb,）,=,（,D,+2,a,+,nb,）,-,δ,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(gè)數(shù)。,,3,．條料寬度的確定（續(xù)）,（,3,）有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度,導(dǎo)料板之間的距離為,,,B,01,=,

25、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(zhǎng)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(jí)進(jìn)模,;,（,3,）按上、下模的導(dǎo)向方式可分為無(wú)導(dǎo)向

26、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(dòng)化程度可分為手工操作模、半自動(dòng)模和自動(dòng)模。,課題三 電機(jī)定子沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,一沖裁模簡(jiǎn)介,1.,沖裁模分類,,單工序沖裁模：,,在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。,,（,1,）落料模,,①,無(wú)導(dǎo)向單工序落料模,,②,導(dǎo)板式單工序落料模,,③,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(zhǎng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的小孔沖模,2.,單工

27、序沖裁模,,,2.,單工序沖裁模,,（,1,）落料模,①,無(wú)導(dǎo)向單工序落料模,,2.,單工序沖裁模,,（,1,）落料模,②,導(dǎo)板式單工序落料模,,2.,單工序沖裁模,,（,1,）落料模,③,導(dǎo)柱式單工序落料模,,,2.,單工序沖裁模,（,2,）沖孔模,①,導(dǎo)柱式?jīng)_孔模,,,②,小孔沖模,,全長(zhǎng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的小孔沖模,,,級(jí)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(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。,,1,．用導(dǎo)正銷定位的級(jí)進(jìn)模,,2,．側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模（雙側(cè)刃定距的沖孔落料級(jí)進(jìn)模）,,優(yōu)點(diǎn),：,級(jí)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

28、于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。,缺點(diǎn),：,級(jí)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(jí)進(jìn)模,,,3.,級(jí)進(jìn)模,,（,1,）用導(dǎo)正銷定位的級(jí)進(jìn)模,,3.,級(jí)進(jìn)模,,（,2,）,雙側(cè)刃定距的沖孔落料級(jí)進(jìn)模,,復(fù)合模：,只有一個(gè)工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。,,設(shè)計(jì)難點(diǎn),：,如何在同一工作位置上合理地布置好幾對(duì)凸、凹模,結(jié)構(gòu)上的,主要特征,：,有一個(gè)既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模,優(yōu)點(diǎn),：,生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，板料的定位精度要求比級(jí)進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。,缺點(diǎn),：,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高

29、，成本高,缺點(diǎn),：,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(diǎn),：,沖出的沖件平直度較高,缺點(diǎn),：,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(diǎn),：,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn),：,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

30、件,,課題三 電機(jī)定子沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,二 模具零件設(shè)計(jì),（,1,）凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法,①,圓形凸模：,階梯式,、,快換式,,臺(tái)肩固定,、,螺釘壓緊,②,非圓形凸模：,階梯式、,直通式,,臺(tái)肩固定、,鉚接,、,,粘結(jié)劑澆注法固定,二,模具零件設(shè)計(jì),,2.,凸模及凸模組件設(shè)計(jì),,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：,①,沖小孔凸模加保護(hù)與導(dǎo)向,:,,加保護(hù)套,②,采用短凸模的沖孔模,③,在沖模的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造上采取保護(hù)小凸模措施,提高模架剛度和精度；,采用較大的沖裁間隙；,保證凸、凹模間隙的均勻

31、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。,③,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(shí)，其凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算：,,當(dāng),采用彈壓卸料板,時(shí)，其凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算：,④,凸模長(zhǎng)度尺寸計(jì)算,,凸模長(zhǎng)度尺寸計(jì)算（續(xù)）,,凸模刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。,,形狀簡(jiǎn)單且模具壽命要求不高的凸模可選用,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)合金材料。,,⑤,凸模

32、技術(shù)要求,,,凸模的圖紙技術(shù)規(guī)范,,凸模承載能力校核,:,,,σ,=,F,/,A,min,≤,［,σ,］,,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,tτ,/,［,σ,］,,非圓凸模,A,min,≥,F,/,［,σ,］,,d,min,—,凸模最小直徑，,mm;,,t,—,沖裁材料厚度，,mm;,,τ,—,沖裁材料抗剪強(qiáng)度，,MPa,。,⑥,凸模強(qiáng)度和剛度,,,凸模抗失穩(wěn)彎曲能力校核,:,,凸模沖裁時(shí)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(wú)導(dǎo)向裝置和有導(dǎo)向裝置的凸模,,無(wú)導(dǎo)向裝置凸模,有導(dǎo)向裝置凸模,,,對(duì)于其他

33、各種斷面的凸模,：,,max —,凸模不失穩(wěn)彎曲的最大自由長(zhǎng)度，,mm;,,d,—,凸模的最小直徑，,mm;,,F,—,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,=,π,d,4,/64,I,凸模無(wú)導(dǎo)向裝置,,,,對(duì)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(zhǎng)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,=,π,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(jì)

34、,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 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(zhǎng)度,,L,:,L,=,L,1,+2,C,,,b,1,—,垂直于送料方向的凹模孔壁間最大距離,,,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,

35、，查表,2-11,。,,①,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,。,,②,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。,,③,?？椎谋砻嬗写植诙鹊囊?,Ra,=0.8,～,0.4,μ,m,。,,（,4,）凹模技術(shù)要求,,4.,凸凹模,,凸凹模：復(fù)合模中同時(shí)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(yàn)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(gè)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(jì),,導(dǎo)料板結(jié)構(gòu),,

36、側(cè)壓裝置,,,分類：,擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃,,①,擋料銷,：,國(guó)標(biāo)中常見的擋料銷有三種形式,:,固定擋料銷（圖,2-50,）、活動(dòng)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(dòng)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,,（,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：,,①剛性卸料,,,,,,,②彈壓卸料,,③廢料切刀,,6.,卸料與推件零件的設(shè)計(jì),,,1—,凸模,;,,2—,卸料螺釘,;,,3—,彈性元件,;,,4—,卸料板,;,,5—,凹模

37、,;,,6—,推件塊,;,,7—,推桿,,②,彈壓卸料,,③,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(jì),,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,:,,,①,所選彈簧必須滿足預(yù)壓力,,F,,0,,的

38、要求,；,,②所選彈簧必須滿足最大許可壓縮量,Δ,H,,2,的要求,Δ,H,2,,≥Δ,H,；,,③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(yàn)。在模具裝配、試模時(shí)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(duì)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),導(dǎo)柱式模架是由上模座、下模座、導(dǎo)柱及導(dǎo)套組成。,,(

39、2),模架形式：,,（,a,）對(duì)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(jì),,三,模具總體設(shè)計(jì),,,1.,模架,,分類：上模座和下模座。,,在選用和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 注意事項(xiàng),:,,（,1,）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架 ；,,（,2,）與所選壓力機(jī)的工作臺(tái)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(lái)保證上模相對(duì)于下模的正確運(yùn)動(dòng)。對(duì)生產(chǎn)批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向裝置。,,分：滑動(dòng)導(dǎo)向（

40、圖,2-61,）和滾動(dòng)導(dǎo)向（圖,2-62,）。,,3.,導(dǎo)柱和導(dǎo)套,,,滑動(dòng)導(dǎo)向裝置,,滾動(dòng)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(zhǎng)度,、,固定等。,5.,冷沖模的組合結(jié)構(gòu),,根據(jù)國(guó)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

41、向送料典型組合,,1.,沖裁模具設(shè)計(jì)一般步驟,；,,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(jì)算,；,,6.,模具的主要零部件設(shè)計(jì),；,,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(jì),,六 沖裁模具設(shè)計(jì)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(jì)步驟,,,模具總裝圖的一般布置情況,,六,沖裁模具設(shè)計(jì)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(jì),,方案一：

42、落料,課題四 電機(jī)定子,沖裁模設(shè)計(jì),1.,沖壓工藝方案的確定,,,沖孔,（采用單工序模具）,,方案二：落料,,沖孔,（采用復(fù)合模具）,,方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓，采用級(jí)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(duì)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(jì)算,,2.,主要設(shè)計(jì)計(jì)算,,排樣圖,,（,2,）沖壓力的計(jì)算,,沖裁力,：,F,=,tL,σ,b,=963,,kN,卸料力,:,F,

43、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(jì)算結(jié)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(jì)算,,落料凹模的基本尺寸：,,,,對(duì)應(yīng)凹模尺寸為,,,,對(duì)應(yīng)凹模尺寸為,,,,對(duì)應(yīng)凹模尺寸為,,,落料凸模的基本尺寸與凹模相同，同時(shí)在技術(shù)條件中注明：凸模刃口尺寸與落料凹模刃口實(shí)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(duì)應(yīng)凸模尺寸為,,對(duì)應(yīng)凸模尺寸為,,對(duì)應(yīng)

44、凸模尺寸為,,對(duì)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(shí)在技術(shù)條件中注明：凹模刃口尺寸與沖孔凸模刃口實(shí)際尺寸配制，保證間隙在,,0.07,～,0.09mm,之間。,,（,4,）工作零件刃口尺寸計(jì)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(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l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

45、。,,3.,模具總體設(shè)計(jì),,,①,凸凹模,,4.,主要零部件設(shè)計(jì),,（,1,）工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,②,沖孔凸模,,③,凹模,,,①,卸料板的設(shè)計(jì),：,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(hào)鋼制造，淬火硬度為,40,～,45HRC,。,,,②卸料螺釘?shù)倪x用,：,卸料板上設(shè)置,4,個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為,12 mm,，螺紋部分為,M10,×,10 mm,。,,③頂件塊的設(shè)計(jì),：,（,2,）卸料、頂料部件的設(shè)計(jì),,,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

46、,/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(jì),,,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,