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遮陽(yáng)罩連接件級(jí)進(jìn)模畢業(yè)設(shè)計(jì)
SUN SHADE FITTING AND GRADUATION DESIGN OF PROGRESSIVE DIE
專 業(yè)：材料成型及控制工程（模具）
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摘 要
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備。冷沖壓更是在實(shí)際生產(chǎn)中占有絕對(duì)重要的地位。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書是沖裁加彎曲的多工位級(jí)進(jìn)模的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包括最初的對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，對(duì)沖裁件的外形分析，沖裁過(guò)程的合理性以及彎曲回彈的分析，再對(duì)工藝方案進(jìn)行比較和最終的選擇，然后再對(duì)模具的工藝進(jìn)行一些必要的計(jì)算和對(duì)模具主要零部件的選擇以及校核，最后選擇合適的模架和壓力機(jī)。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模一般是要大批量生產(chǎn)的，所以又考慮了模具的定位問題，包括用側(cè)刃粗定距，用導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位。因?yàn)橹萍澢襟E較多，所以模具的各部分零件較復(fù)雜。
關(guān)鍵詞：沖壓；模具；彎曲；分析
ABSTRACT
Mold industry is the basic industry of national economy. Mold is mass production tools, products of the same shape is an important craft equipment in the production of various industrial products . Cold stamping is occupies absolute important position in the actual production. This thesis was blanking and bending of multistep progressive die design process, including the initial process analysis to parts, hedge cutting shape analysis, the rationality of blanking process and the analysis of the bending springback, then carries on the comparison to process and the final choice, and then some necessary for the mould process is calculated and the choice of major parts of the mold and checking, and finally choose the right mold frame and press. Because progressive die is generally to mass production, they are considering the positioning mould problem, including using coarse side blade spacing, with the guide is fine positioning pin. Because the large parts bending steps, the mould parts of the parts is more complex.
Key words：stamping；the mold；bend；analysis
目 錄
第一章 概述 1
第一節(jié) 冷沖壓模具的特點(diǎn)及其發(fā)展 1
第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類 3
第三節(jié) 沖壓加工基本工序 4
第四節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 5
第二章 制件的工藝性分析 6
第一節(jié) 沖裁件的工藝性 6
第二節(jié) 彎曲件的工藝性 7
第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則 10
第四節(jié) 彎曲回彈的計(jì)算 10
第三章 工藝方案的確定 13
第四章 模具的工藝計(jì)算 16
第一節(jié) 毛坯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算 16
第二節(jié) 排樣圖設(shè)計(jì) 17
第三節(jié) 材料利用率 18
第四節(jié) 部分尺寸的計(jì)算 22
第五節(jié) 彎曲模成形部分尺寸的計(jì)算 33
第六節(jié) 各種力的計(jì)算 36
第七節(jié) 壓力中心的確定 38
第五章 模具主要零件的設(shè)計(jì) 41
第一節(jié) 模具成形零件的設(shè)計(jì) 41
第二節(jié) 彈性元件的選取 44
第三節(jié) 模架的選用以及導(dǎo)向裝置 46
第六章 設(shè)備的選擇 48
第一節(jié) 壓力機(jī)的初選 48
第二節(jié) 壓力機(jī)的校核 48
第七章 凸凹模的材料選擇以及加工工藝 50
參考文獻(xiàn) 51
致 謝 52
附 錄 53
第一章 概述
第一節(jié) 冷沖壓模具的特點(diǎn)及其發(fā)展
一、 特點(diǎn)
冷沖壓模具多為在室溫下，安裝在壓力機(jī)上的，對(duì)放置在之內(nèi)的板料施加變形力，使其產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的特殊的專用工藝設(shè)備。沖模在冷沖壓之中占有至關(guān)重要的作用，一般情況下，如果沖模不符合所需具備的要求，則冷沖壓就無(wú)法進(jìn)行；一個(gè)先進(jìn)的冷沖壓工藝就必須要依靠與其相對(duì)應(yīng)的沖模才能夠?qū)崿F(xiàn)。
板料、設(shè)備和模具是構(gòu)成冷沖壓加工的三個(gè)必要的因素。冷沖壓加工的三要素之構(gòu)成與其相互之間的關(guān)系可以用下面的關(guān)系圖1-1表示。確切的說(shuō)，此三要素是冷沖壓加工所必須具備的硬件條件，然后經(jīng)過(guò)人類對(duì)他們進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)，其中包括進(jìn)行較合理的工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算以及用有效的組織管理軟件等方面的工作，之后獲得所需的理想產(chǎn)品或制件。
此三要素的定義如下圖：
圖1-1 冷沖壓加工三要素
其中，板料即是沖壓加工的對(duì)象，也就是能夠直接制造出沖壓件的原材料。冷沖壓加工所用的板料只要是各種金屬板料，包括鋼板，銅、鋁及其合金的板料等等。而模具，也就是冷沖壓加工中安裝在設(shè)備之上的專用的模型或者成為工具，并且能夠制造出同一種規(guī)格的一定數(shù)量的沖壓件。冷沖壓模具一般就簡(jiǎn)稱為冷沖壓?；蛘呃錄_模。所謂的設(shè)備，就是那些進(jìn)行沖壓加工時(shí)所必須依靠的成套的機(jī)器、裝置、生產(chǎn)線或者加工中心。現(xiàn)如今，實(shí)際上所采用的多為傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備，也就是各種的壓力機(jī)、液壓機(jī)等等。但是作為21世紀(jì)正在發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)制造技術(shù)中所使用的沖壓設(shè)備，除了傳統(tǒng)的機(jī)器零部件之外，還應(yīng)該包括各種微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他周邊裝置部分。
冷沖壓生產(chǎn)過(guò)程的最最主要的特點(diǎn)是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，它的生產(chǎn)率非常的高，而且操作起來(lái)也是異常的簡(jiǎn)便。冷沖壓所獲得的零部件大多數(shù)無(wú)需進(jìn)行什么切削加工，因此可以認(rèn)為冷沖壓是一種又節(jié)省能源的、又節(jié)省原材料的少屑或者無(wú)屑的加工方式。又由于冷沖壓加工所使用的原材料多為表面質(zhì)量比較好的板料或者帶料，而沖件的尺寸公差又是由沖模來(lái)保證的，所以產(chǎn)品的尺寸非常的穩(wěn)定，互換性也非常的好。冷沖壓產(chǎn)品大多是壁薄、質(zhì)量較輕、剛度較好，而且可以加工成形狀及其復(fù)雜的零部件，小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁和其覆蓋件等。唯一的缺點(diǎn)是冷沖壓生產(chǎn)只能在生產(chǎn)的批量大時(shí)才會(huì)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，為什么呢，究其原因在于沖模制造一般都是單件小批量生產(chǎn)的，其精度要求高、技術(shù)要求也高，也就是所謂的技術(shù)密集型產(chǎn)品，所以制造成本非常的高。
二、發(fā)展
冷沖壓加工與其他的加工方法相比下具有其獨(dú)到的特點(diǎn)，所以其在工業(yè)生產(chǎn)之中，尤其是在大批量的生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。
上世紀(jì)20年代初開始，金屬制件、玩具產(chǎn)品還有小五金等行業(yè)中就有使用沖床、壓力機(jī)等傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備及相應(yīng)的模具加工出產(chǎn)品的毛坯或者某些產(chǎn)品的零部件，而其中有用于落料、沖孔的“刀口模子”，也有用于金屬拉伸的“塢工模子”。當(dāng)然當(dāng)時(shí)各廠使用的沖壓設(shè)備功率都不大，大多數(shù)的還是依靠人的手扳腳踏。模具的加工過(guò)程除了使用少量的簡(jiǎn)陋的通用設(shè)備之外，都是以手工制造為主體，因此說(shuō)模具的制造精度都不高，而且損壞率也很大。時(shí)間推移到40年代初，才出現(xiàn)水壓機(jī)冷沖模具，這時(shí)的模具制造水平有了些微的提高。而50年代公私體制合營(yíng)之后，由于增添了磨床、銑床和鋸床等較高級(jí)的設(shè)備，又配上了硬度計(jì)、外徑內(nèi)徑測(cè)定器和塊規(guī)等精密工具，才使得冷沖模具的精度得以較大的提高。隨著產(chǎn)品的生產(chǎn)大量使用沖壓機(jī)床，1960～1970年，冷沖模具已經(jīng)從原來(lái)簡(jiǎn)易的單沖落料、單沖孔模具發(fā)展成為了落料、沖孔復(fù)合模，而復(fù)合模的出現(xiàn)說(shuō)明模具制造技術(shù)有了較大飛躍。又由于冷沖模架標(biāo)準(zhǔn)件的出現(xiàn)，使的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式變得多種多樣化，模具的精度也由此之后有了較大提高。而且隨著熱處理技術(shù)的不斷進(jìn)步和現(xiàn)代檢測(cè)手段的不斷完善，冷沖模具的使用壽命提高了5～7倍，這說(shuō)明模具水平已經(jīng)不可同日而語(yǔ)了。而且這一時(shí)期，還由于成型磨削機(jī)、電脈沖和線切割機(jī)等機(jī)床的相繼投入使用，加上采用硬質(zhì)合金為模具原材料，冷沖模具的制作工藝有了質(zhì)的飛躍。硬質(zhì)合金冷沖模具的使用壽命已經(jīng)從原來(lái)低等的3.5萬(wàn)次躍增到達(dá)了高等的150萬(wàn)次以上，這表明材料的利用有了很大的提高，對(duì)節(jié)省材料和能源做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。由于設(shè)計(jì)人員又改進(jìn)了制造模具的工藝方案，大量具有自動(dòng)送料裝置、自動(dòng)理片裝置和接料裝置的復(fù)合模具相繼問世。當(dāng)靠模銑床引進(jìn)之后，用石膏、臘、木?；?qū)嵨锛纯煞瞥鲂螤钕嗤母鞣N模芯，給制作復(fù)合、拉深模具提供了方便，同時(shí)又能夠保證模具的精度。而70年代以后，由于使用斜度線切割機(jī)加工冷沖模具，使得其凸模（沖頭）和凹?？上却慊鹛幚碓偾懈钛b配，完全取代了原來(lái)的冷沖模具制作過(guò)程：熱處理－裝配－變形修正的繁瑣工藝。而且模具的光潔度也相應(yīng)的提高了一個(gè)等級(jí)，精度已經(jīng)能夠達(dá)到0.01毫米，這是一個(gè)偉大的進(jìn)步。
隨著冷加工技術(shù)的不斷深化，且加工件精度的日趨提高，模具制造技術(shù)更是有著長(zhǎng)足的進(jìn)步。至今為止，我國(guó)模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)機(jī)床行業(yè)的。有關(guān)沖壓技術(shù)方面的問題更是越來(lái)越為人們所關(guān)注。與之相對(duì)應(yīng)的沖壓工藝?yán)碚撗芯亢蜎_壓加工機(jī)里的探討也是隨之不斷深化。所以模具的設(shè)計(jì)和加工、改善沖件的質(zhì)量精度、提高模具的使用壽命也就自然顯得尤為重要。
綜上所述，冷沖壓加工和其他加工方法相比下具有其獨(dú)到的特點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在大批量的生產(chǎn)之中其應(yīng)用最為廣泛。有相當(dāng)多的工業(yè)部門也越來(lái)越多的采用冷沖壓加工的產(chǎn)品零部件，包括機(jī)械制造、車輛生產(chǎn)、航天航空、電子、電器、輕工、儀表以及日用品等各種行業(yè)。在這些工業(yè)生產(chǎn)部門中，沖壓件所占的比重都是相當(dāng)?shù)拇?，例如有不少的過(guò)去用鑄造、鍛造、切削加工的方法制造出的零部件，現(xiàn)如今都已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所替代。所以說(shuō)，如果不能在生產(chǎn)加工中廣泛的采用沖壓工藝，則許許多多的工業(yè)部門它們的產(chǎn)品想要提高其生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低其成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代都是難以實(shí)現(xiàn)的。
第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類
從加工的工藝角度來(lái)看，沖壓的產(chǎn)品及零件往往要經(jīng)過(guò)沖壓基本的工序和其他的工序才能完成。而所謂的基本工序則是指借助于典型的沖壓設(shè)備以及沖壓模具來(lái)實(shí)現(xiàn)拌料的沖壓加工工序。而所謂的其他加工工序則是指除了基本工序外，成為沖壓產(chǎn)品所涉及的那些加工工序，其中包括備料工序、特殊工序、接合工序、裝配工序、輔助工序、修飾工序和包裝工序等。
沖壓加工的工序分類是指針對(duì)于其基本工序而言的，沖壓工藝的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系也是一基本工序?yàn)閱卧獊?lái)構(gòu)成的。沖壓基本工序也可以進(jìn)一步理解為：在沖壓設(shè)備工作的一次行程中和沖模的一次功能作用里，對(duì)每次送進(jìn)的板料，完成其成型加工的變形過(guò)程。沖壓加工工藝的分類方法、一局機(jī)器基本工序的名稱舉例見表1-1。
表1-1 沖壓工藝分類分組表
第三節(jié) 沖壓加工基本工序
一、 分離工序類組中的基本工序
分離工序是按照其不同的變形機(jī)理劃分為沖裁、整修、精密沖裁及半精密沖裁四小組。其中沖裁：切斷、切口、剖切、落料、沖孔和切（修）邊；整修：外緣整修和內(nèi)緣整修；精密沖裁：精沖落料和精沖孔；半精密沖裁：小間隙圓角刃口沖裁、負(fù)間隙沖裁、上下沖裁、對(duì)向凹模沖裁、擠壓式?jīng)_裁和脹拉沖裁。
二、成形工序類組中的基本工序
成形工序按照板料變形區(qū)的力學(xué)性質(zhì)分為三類：壓縮類、拉伸類和復(fù)合類沖壓成形。其中壓縮類成形：拉深和縮口；拉伸類成形：翻邊、脹形和擴(kuò)口；復(fù)合類成形：彎曲、曲面形狀零件拉深成形、拉形和卷邊。
三、復(fù)合變形工序類組中的基本工序
復(fù)合變形工序是按照板料在不連續(xù)變形部位產(chǎn)生各自的塑形變形或斷裂分離，而劃分成分離工序復(fù)合、成形工序復(fù)合及分離成形復(fù)合三個(gè)組別的。其中分離工序復(fù)合：落料沖孔、沖裁整修和精沖落料與辦沖孔；成形工序復(fù)合：拉深翻邊、拉深脹形和正反彎曲；分離成形復(fù)合：落料拉深（或沖孔翻邊）、落料拉深沖孔翻邊和拉深成形切口沖孔。
第四節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)
一、 設(shè)計(jì)題目：遮陽(yáng)罩連接件沖壓模具設(shè)計(jì)
二、材料：08F
三、厚度：1mm
四、技術(shù)要求：
1.制造精度為IT10，表面光滑無(wú)毛刺。
2.制件要求大批量生產(chǎn)。
五、制件圖
圖1-2 制件圖
第二章 制件的工藝性分析
第一節(jié) 沖裁件的工藝性
沖裁件的工藝性主要是指沖裁件對(duì)相應(yīng)的沖壓工藝的適應(yīng)性，亦指為了提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，使產(chǎn)品在滿足使用條件的情況下，生產(chǎn)工藝的過(guò)程能夠簡(jiǎn)便易行。充分的分析和考慮對(duì)沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差以及尺寸基準(zhǔn)等是否能符合沖裁加工的經(jīng)濟(jì)合理的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具的壽命還有生產(chǎn)效率的影響是相當(dāng)大的。
沖裁件的形狀以及尺寸要求如下列出：
1. 沖裁件的形狀應(yīng)該盡可能的對(duì)稱、簡(jiǎn)單以及便于實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料和少?gòu)U料的排樣。
2. 沖裁件的外形，除了無(wú)廢料沖裁或者鑲拼結(jié)構(gòu)之外，應(yīng)避免尖銳的棱角。在各直線或曲線的連接處，則應(yīng)該具有適宜的圓角來(lái)相連。
事實(shí)上呢，即使是將沖裁件的凹模拐角處制成是清角（即圓角半徑為R=0），在沖裁件上也是必然會(huì)出現(xiàn)半徑為間隙值的2.5倍左右的小圓角。所以，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行普通的沖裁時(shí)，是根本不可能制得具有尖角的沖裁件。但是在不影響制件的功能的沖裁件外拐角處的圓角值或者沖孔件的孔型內(nèi)拐角處的圓角的情況下呢，應(yīng)該要考慮到便于設(shè)計(jì)與制造這種模具以及容易沖制的沖壓件，同時(shí)呢，還應(yīng)該考慮如何延長(zhǎng)模具的壽命等問題。圓角的下極限值可以參照下面：
沖裁時(shí)
當(dāng)α ≥ 90°時(shí)，R≥0.25t，但R≥0.25mm；
當(dāng)α<90°時(shí)，R≥0.5t，但R≥0.5mm。
沖孔時(shí)
當(dāng)α ≥ 90°時(shí)，R≥0.3t，但R≥0.3mm；
當(dāng)α<90°時(shí)，R≥0.6t，但R≥0.6mm。
3. 沖裁件的形狀呢，應(yīng)盡量避免有著過(guò)長(zhǎng)的凸出懸臂和過(guò)窄的凹槽。因此，對(duì)于軟鋼、黃銅等材料來(lái)說(shuō)，其寬度b≥1.5t，高碳鋼或者合金鋼等比較硬的材料b≥2t，板料t<1mm時(shí)需要按照1mm來(lái)考慮。懸臂和凹槽的最大長(zhǎng)度不能超過(guò)5b。
4. 為了避免工件的變形，沖裁件的最小孔邊距不能太小了。
5. 盡可能的避免沖裁寬度小于3倍材料厚度的狹長(zhǎng)零件（也就是B≥3t）。如果必要時(shí)，可以用金屬絲壓扁的方法來(lái)作為替代，但是這時(shí)的沖裁件兩邊是允許有自然的圓弧。
6. 沖孔時(shí)，孔的最小尺寸與孔的形狀，還有材料的力學(xué)性能和材料的厚度等因素都有關(guān)。
結(jié)論：經(jīng)過(guò)該工藝分析，證明該制件能夠進(jìn)行沖裁。如圖2-1所示。
圖2-1 沖裁件的展開圖
第二節(jié) 彎曲件的工藝性
彎曲件的結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有良好的工藝性。這不僅能夠簡(jiǎn)化彎曲工藝過(guò)程及模具的設(shè)計(jì)，而且能夠提高彎曲件的精度，又能節(jié)省原材料。彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性可以分述如下。
1.彎曲件的圓角半徑
彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的圓角半徑不應(yīng)該小于最小彎曲半徑。否則會(huì)使得外層圓角處的拉伸應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限值，致使外層產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，甚至與使得制件報(bào)廢掉。但是圓角半徑也不能過(guò)大，由于過(guò)大的圓角會(huì)使得制件受回彈的影響從而使得彎曲角度與圓角半徑的精度都不容易得到保證。最小彎曲半徑也只有在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有需要時(shí)才采用。
要是彎曲件的圓角半徑值小于最小彎曲圓角半徑值時(shí)，那么可以設(shè)法提高材料的塑形（比如退火處理、熱彎曲等等），或者整修切去材料的外表面硬化層以及滾光毛坯表面的毛刺等。
對(duì)于1mm以下的板料，常常采用如圖2-2a所示的壓r凸肩的方法；而對(duì)于厚板料時(shí)則可以預(yù)先壓槽彎曲或者彎曲后再銑槽（見圖2-2b、c）。
圖2-2 彎曲件直邊的高度
a） 壓凸肩 b）、c） 厚板料預(yù)先壓槽彎曲
多角彎曲件的彎曲半徑應(yīng)該左右對(duì)應(yīng)相等（如圖2-3a所示），以免彎曲過(guò)程中材料產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)而使得工件造成偏移。此時(shí)，應(yīng)該保證r1=r2；r3=r4
若有特殊的要求時(shí)，也可以采用壓凸肩的方法（如圖2-3b所示）。
圖2-3 對(duì)稱型工件的圓角半徑
a） 彎曲圓角左右對(duì)稱 b） 壓凸肩
2.彎曲件的直邊高度
為了保證彎曲件的直邊部分是平直的，則其直邊高度h不應(yīng)該小于2t，最好是能夠大于3t。若是h＜2t，則必須在彎曲件的圓角處預(yù)先給壓槽然后再?gòu)澢蛑苯蛹娱L(zhǎng)直邊的部分，待得彎曲完之后再切掉那些多余的部分。但彎曲件的直邊部分帶有斜角時(shí)，如果斜線到達(dá)變形區(qū)，則應(yīng)該改變零件的形狀，使得其帶有一直邊。
3.彎曲件上孔的位置
彎曲件預(yù)先沖好孔的毛坯，其孔如果位于變形區(qū)內(nèi)，那么該孔的形狀將會(huì)直接受到彎曲變形的影響而產(chǎn)生畸變。為了避免產(chǎn)生類似的缺陷，就必須使孔處在彎曲變形區(qū)之外，如圖2.2-3a所示。孔的邊緣到彎曲半徑r中心的距離要根據(jù)料厚的不同而取得不同的值：
t＜2mm，l≥t；
t≥2mm，l≥2t。
當(dāng)孔的邊緣到彎曲半徑中心的距離過(guò)小而不能滿足上面的要求時(shí)，則可以預(yù)先在彎曲線上沖出工藝孔從而防止孔的變形，如圖2-4b所示。如果孔的形狀精度要求較高，那么應(yīng)該在彎曲之后再?zèng)_孔。
t＜2mm；l=3-1.5-1=0.5＜t=1mm
故應(yīng)該在彎曲完之后再?zèng)_孔。
圖2-4 彎曲件上的孔邊距離
4.定位工藝孔
當(dāng)彎曲件的形狀較復(fù)雜或者需要進(jìn)行多道的彎曲時(shí)，為了使得毛坯在彎曲模內(nèi)定位的準(zhǔn)確，可以在彎曲件上設(shè)計(jì)出定位工藝孔。
第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則
1.形狀簡(jiǎn)單、精度不太高的彎曲件，比如V形、U形、Z形件等，可以進(jìn)行一次彎曲成形。
2.形狀比較復(fù)雜的彎曲件，一般情況下需要采用兩次或者多次的彎曲成形。一般來(lái)說(shuō)，要先彎外角，然后再?gòu)潈?nèi)角。而且前次的彎曲要給后次的彎曲留出可靠的定位，并且要保證后次彎曲不破壞前次已彎的的形狀。
3.對(duì)于批量比較大的、而尺寸又比較小的彎曲件，為了要提高生產(chǎn)率，可以采用多工序的沖裁、彎曲、切斷等連續(xù)的工藝成形。
4.對(duì)于單面不對(duì)稱的幾何形狀的彎曲件，若是單個(gè)彎曲時(shí)則容易發(fā)生偏移，那么可以采用成對(duì)彎曲成形，等彎曲完了之后再切開。
第四節(jié) 彎曲回彈的計(jì)算
只有當(dāng)彎曲凸模的圓角半徑值R≥（5~8）t時(shí)，計(jì)算才會(huì)近視正確。
回彈系數(shù)是回彈后工件圓弧部分的中心角與回彈角的對(duì)比，也即K=α0α
回彈前后圓弧部分的展開應(yīng)相等，是故
ΑR+0.5t=α0（R0+0.5t）（2-1）
或 K=R+0.5tR0+0.5t （2-2）
式中K表示回彈系數(shù)
R0表示工件（回彈后）圓角半徑值
R表示工件回彈前的圓角半徑，相當(dāng)于凸模的圓角半徑值（mm）
α0表示工件（回彈后）圓弧所對(duì)應(yīng)的中心角（度）
α表示工件回彈前圓弧所對(duì)的中心角，相當(dāng)于是凸模圓弧所對(duì)應(yīng)的中心角（度）
t表示工件的材料厚度（mm）
R0、α0和t可以從工件圖上讀出或者求得，如果能夠知道回彈系數(shù)K，則就可以計(jì)算出凸模工作部分的尺寸α和R，如圖2-5所示。
根據(jù)材料為08F，則K=1-3cσb（R0+0.5t）Et （2-3）
表2-1系數(shù)c的數(shù)值
圖2-5 回彈系數(shù)K
其中E表示彈性模數(shù)（N/mm2）
σb表示材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm2）
C表示系數(shù)
圖2-6 凸模
其中θ=180°-α
因?yàn)椴牧蠟?8F，所以有
抗拉強(qiáng)度σb≥295MPa 屈服強(qiáng)度σs≥175MPa 彈性模量E=200~220GPa
又因?yàn)椴皇荲形彎曲件，則K值按照下式計(jì)算
K=1-aσs+σb2+bσs+σb2R0t（2-4）
式中σs表示材料的屈服點(diǎn)（N/mm2）
a表示系數(shù)，a=0.0001
b表示系數(shù)，b=0.0000015.
所以有K=0.0001*295+1752+0.0000015*295+1752*112=0.9751
α=α0K=90°0.9761=92.204°
R=KR0+0.5t-0.5t=0.9761*1+0.5*1-0.5*1=0.964
減少回彈的措施：
1.降低相對(duì)彎曲半徑r/t能夠有效的減少制件的回彈
2.減小彎曲的中心角α，則回彈的積累值就會(huì)相對(duì)減小，故回彈角也會(huì)相應(yīng)減少
3.U形件的回彈要小于V形件，所以盡量的采用U形彎
4.在彎曲U形件時(shí)，模具的凸、凹模間隙值對(duì)彎曲件的回彈有著直接的影響，間隙值減小，則回彈就減小。
第三章 工藝方案的確定
根據(jù)制件的外形結(jié)構(gòu)可以初步確定需要完成沖孔、落料和彎曲三個(gè)工序。其中沖孔即是將廢料沿封閉的輪廓從材料或者工序件上給分離下來(lái)，從而在材料或者工序件上獲得所需要的孔；落料則為將材料沿封閉的輪廓分離，而被分離下來(lái)的部分大多數(shù)是平板形零件或者工序件；所謂彎曲則是用彎曲模使得材料產(chǎn)生塑形變形，從而彎成一定曲率、一定角度的零件。它可以加工各種復(fù)雜的彎曲件。
制件的工藝方案的安排應(yīng)該根據(jù)工件的形狀的復(fù)雜程度、精度高低、生產(chǎn)批量以及材料的力學(xué)性能等因素來(lái)綜合考慮。合理的工藝方案安排能夠?qū)崿F(xiàn)工序少、質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高而成本則相對(duì)較低。
初步擬定三個(gè)工藝方案：
方案一：先落料，再?zèng)_孔，最后彎曲的單工序模；
方案二：沖孔、落料、彎曲的一次成形復(fù)合模；
方案三：沖孔、落料、彎曲級(jí)進(jìn)模。
1.單工序模的特點(diǎn)：
單工序模一般是結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單，幾何形狀與尺寸精度要求較高，在制造師，凸凹模的工作表面往往需要做好樣板以便于控制，從而保證制造精度。加工凸凹模的圓角半徑以及間隙時(shí)應(yīng)該均勻，工作部位的表面需要拋光處理。凸凹模的加工次序應(yīng)該按照制品的外形尺寸標(biāo)注情況來(lái)選定，對(duì)于尺寸標(biāo)注在內(nèi)的制件，一般是先加工凸模，而凹模按照凸模來(lái)配置；對(duì)于尺寸標(biāo)注在外的制件則相反，并且要保證雙面間隙值。它的優(yōu)點(diǎn)是制造比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期相對(duì)較短，生產(chǎn)效率算是比較高，模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本較低，沖壓時(shí)不會(huì)受到材料的厚度、外形、尺寸等條件的約束。缺點(diǎn)則是工件尺寸精度比較的低，生產(chǎn)效率較其他的要低。適用于沖裁精度要求不是很高、形狀較簡(jiǎn)單、批量較小的沖裁件。但是此制件要求的是大批量生產(chǎn)，需要的是生產(chǎn)效率比較高，單工序模需要多副的模具，成本相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較高，所以不能滿足要求，故不采用單工序模來(lái)生產(chǎn)。
圖3-1 單工序模典型結(jié)構(gòu)
2.復(fù)合模的特點(diǎn)：
復(fù)合模相對(duì)于其他的冷沖壓模具結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，就具備有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：工序件的同軸度是最好的，尺寸精度相對(duì)較高，生產(chǎn)效率比較的高，而且表面平直，況且可以不受條料外形尺寸的精度要求所限制，有時(shí)候廢角料還可以用來(lái)做在生產(chǎn)。但是它的缺點(diǎn)也是較大的，例如模具的零部件加工及制造都是相對(duì)比較困難的，成本是很高的，而且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，從而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與外邊緣的間隙較小的制件不宜采用。所以本制件不采用復(fù)合模來(lái)生產(chǎn)。
圖3-2 復(fù)合模典型結(jié)構(gòu)
3.級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)：
又稱之為跳步模、連續(xù)模、多工位級(jí)進(jìn)模。指的是模具上沿著被沖原材料的直線送進(jìn)方向，一副模具內(nèi)至少具有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的工位，并且在壓力機(jī)的一次行程之下，在不同的工位上完成兩道或者兩道以上的沖壓工序（每一工位在一般的情況之下，只能完成一個(gè)工序，也有在一個(gè)工位上同時(shí)完成兩個(gè)工序的，如沖孔落料復(fù)合工序工位）的沖壓模具，常見的沖壓工序有沖孔（如圓孔、方孔、異性孔、窄縫、窄槽等）、壓彎、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序和工位數(shù)就因件而異，也是各不相同的。
級(jí)進(jìn)模的最大特點(diǎn)就是能夠在一副模具上，能夠完成一個(gè)沖件的全部加工過(guò)程。一般情況下來(lái)說(shuō)，對(duì)于中小型件，無(wú)論其形狀復(fù)雜程度如何大，只要是合理的進(jìn)行工藝分析與工序的分解，再將不同的工序分布在不同的工位上來(lái)完成，那么就能夠達(dá)到將多工序集合到同一副模具上，從而實(shí)現(xiàn)采用多工位級(jí)進(jìn)模沖壓零件的目的。如果能夠配合上自動(dòng)送料裝置和使用高速壓力機(jī)以后，就能夠進(jìn)行自動(dòng)、告訴沖壓生產(chǎn)、效率很高。
圖3-3 級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu)
綜上所述，最后選定級(jí)進(jìn)模來(lái)生產(chǎn)。
第四章 模具的工藝計(jì)算
第一節(jié) 毛坯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算
根據(jù)彎曲件結(jié)構(gòu)形狀的不同、彎曲圓角半徑的各異還有就是彎曲方式的不同，工件的毛坯尺寸較合理的計(jì)算方法也就隨之而不盡一樣了。對(duì)于不同的情況我們應(yīng)該分別對(duì)待。
1.當(dāng)r＞0.5t時(shí)的彎曲件
因?yàn)檫@種零部件的彎曲變形區(qū)的材料變薄現(xiàn)象不是很厲害，再加上斷面的畸變非常的小，所以應(yīng)該根據(jù)應(yīng)變的中性層與毛坯的長(zhǎng)度相等這個(gè)原理來(lái)確定。例如，有一個(gè)90度角的彎曲變形件，那么它的毛坯計(jì)算公式就應(yīng)該是
L=l1+l2+πα180°（r+Kt）（4-1）
式中L表示的是毛坯的展開長(zhǎng)度（mm）；
l1、l2表示的是工件的直邊長(zhǎng)度（mm）；
K表示的是應(yīng)變的中性層位移系數(shù)（見表4-1）；
r表示的是彎曲件內(nèi)彎曲半徑值（mm）；
t表示的是板料的厚度（mm）。
2.當(dāng)r＜0.5t時(shí)的彎曲件
小圓角的半徑值（r＜0.5t）或者無(wú)圓角半徑的彎曲件，那么它的毛坯尺寸長(zhǎng)度就是根據(jù)彎曲前后的材料的體積一樣的原理做為確認(rèn)的方法。經(jīng)過(guò)整理后，如下：
L1=l1+l2+0.785t（4-2）
當(dāng)然，對(duì)于毛坯形狀特別復(fù)雜的，彎曲的個(gè)數(shù)比較多的還有就是要求比較高的彎曲制件，一般情況下需要用實(shí)驗(yàn)的方法最后確定毛坯的展開長(zhǎng)度。由于上述的計(jì)算方法收到很多因素（比如材料的性能、模具的自身情況還有彎曲的方式等）的影響，所以也許會(huì)有比較的誤差產(chǎn)生，是故只能用作形狀比較簡(jiǎn)單、彎曲的個(gè)數(shù)比較少還有就是對(duì)精度的要求不高的彎曲件。
表4-1 V形壓彎90°時(shí)中性層的位移系數(shù)K值
L1=16+8.5+8.5+π2（1+0.30*1）=37
L2=20+12.5+12.5+8+8+3+3+12.5+12.5+π2*（1+0.30*1）=93
第二節(jié) 排樣圖設(shè)計(jì)
根據(jù)對(duì)材料的利用情況分析，排樣的方式主要有一下三種。
1.有廢料的排樣
沿著工件全部外形沖裁，工件的周邊都是留有搭邊值，如圖4.2-1a所示。由于有搭邊值的存在，使得這種排樣能夠保證沖裁件的質(zhì)量要求，沖模的壽命也是比較長(zhǎng)的，但唯一的缺點(diǎn)就是材料的利用率非常的低。
2.少?gòu)U料的排樣
沿著沖件部分的外形來(lái)切斷或者沖裁，只是給沖件之間或者沖件和條料的側(cè)邊之間留下一點(diǎn)點(diǎn)的搭邊，如圖4.2-1b所示。由于受到剪裁的條料質(zhì)量的影響，加上存在定位誤差，使得沖件的質(zhì)量稍微差點(diǎn)兒，而且加上邊緣毛刺被凸模帶入凸凹模間隙會(huì)嚴(yán)重影響模具的使用壽命，可是材料的利用率比較的高，沖模的結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單。
3.無(wú)廢料排樣
沿著直線或者曲線切斷條料從而獲得沖件，沒有任何的搭邊值存在，如圖4-1c、d。沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命要比上面兩種更加差，可是材料的利用率最高。另外呢，當(dāng)送進(jìn)的步距為兩倍的零件寬度時(shí)，一次切斷便可以獲得兩個(gè)一模一樣的沖件，這樣做有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，更有利于節(jié)省原材料。
圖4-1 排樣方法的分類
有廢料、少?gòu)U料還有無(wú)廢料的排樣又可以分成直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多行排以及裁搭邊等等。
圖4-2 直排
圖4-3 橫排
圖4-4 斜排
經(jīng)過(guò)初步的計(jì)算加上制件分布情況的統(tǒng)計(jì)得出結(jié)果是：制件橫排時(shí)，一個(gè)條料上制件數(shù)比較少，意味著將黨務(wù)更多的時(shí)間來(lái)?yè)Q條料，從而降低了制件的生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)了工作的時(shí)間，所以不宜使用橫排；而斜排，因?yàn)椴牧系睦寐氏鄬?duì)與直排來(lái)說(shuō)高了些，而且模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)相對(duì)直排來(lái)說(shuō)復(fù)雜了點(diǎn)，于是也就不宜用斜排；在材料利用率基本上差不多的情況下，由于直排的模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單點(diǎn)，故著重考慮直排。
第三節(jié) 材料利用率
在沖壓零件的所有成本之中，就單單材料費(fèi)用就已經(jīng)占到了60%以上，所以材料的經(jīng)濟(jì)有效的利用成了一個(gè)非常值得考慮的問題，但是材料的經(jīng)濟(jì)有效的利用又是跟排樣有著很直接的掛鉤。而所謂的排樣，也就是通常說(shuō)的沖裁件在條料上或者板料上的布置方法。實(shí)際上，材料利用率就是指沖裁件的實(shí)際面積與所用的板料實(shí)際面積的百分比，是一個(gè)比值，而它是作為一個(gè)衡量材料合理使用的一個(gè)非常重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
排樣時(shí)工件之間還有工件與條料之間留下的余料就是所謂的搭邊。搭邊的作用是為了補(bǔ)償定位時(shí)產(chǎn)生的誤差，從而保證能夠沖出合理的工件。搭邊還能夠使得條料有一定的剛度，從而達(dá)到條料送進(jìn)時(shí)方便。
搭邊值必須要合理的選擇。當(dāng)然，從節(jié)省原材料的方向考慮，搭邊值固然是越小越好，但是搭邊小于一定的數(shù)值以后，對(duì)于模具的使用壽命還有剪切表面的質(zhì)量問題都是很不利的。搭邊值太大時(shí)，材料的利用率就會(huì)比較低下；而搭邊值取得太大時(shí)，那么搭邊的強(qiáng)度還有剛度都是不夠的，容易在沖裁時(shí)候突然就被拉斷掉，甚至于有時(shí)會(huì)將工件的單邊突然給它拉入模具的凸凹模間隙，到那時(shí)，將會(huì)使得產(chǎn)生不均勻的沖裁力，從而使得模具的刃口被損壞。搭邊值的最小寬度應(yīng)該是與條料的厚度相當(dāng)。搭邊值的大小與材料的力學(xué)性能、工件的形狀和尺寸、材料的厚度還有就是送料以及擋料方式等因素有關(guān)系。總的來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的。目前常用的表格如表4-2所示。
表4-2 搭邊a和a1的數(shù)值
由于矩形件邊長(zhǎng)L＞50mm或者圓角r≤2t
L=93mm，t=1mm，r=1mm
所以初步選定搭邊值為
沿邊a=1.8mm，工件間a1=1.5mm
經(jīng)過(guò)優(yōu)化后最終確定為
a=2.8mm，a1=2mm
沖裁步距值為35/2+2+35/2=37mm
條料寬度的計(jì)算是安排在排樣方式和搭邊值確定完之后才來(lái)進(jìn)行的。若是采用導(dǎo)料板導(dǎo)向則需要計(jì)算導(dǎo)料板間的距離。還有就是條料的寬度計(jì)算更是與有沒有采用側(cè)壓裝置或者側(cè)刃有關(guān)。
1.有側(cè)壓裝置（圖4-5）
條料的寬度：B=（D+2a+Δ）
導(dǎo)料板間距離：A=B+z1=D+2a+z1+Δ
2.無(wú)側(cè)壓裝置（圖4-6）
條料寬度：B=D+2（a+Δ）
導(dǎo)料板間距離：A=B+2z1=D+2（a+Δ+z1）
式中B表示條料寬度的基本尺寸（mm）；
D表示垂直于送料方向的工件最大尺寸（mm）；
A表示側(cè)搭邊值（mm）；
z1表示條料與導(dǎo)料板之間的最小間隙（mm）；
Δ表示條料寬度的單向極限偏差（mm）。
圖4-5 有側(cè)壓裝置沖裁模
圖4-6 無(wú)側(cè)壓裝置沖裁模
因?yàn)樗x的結(jié)構(gòu)是無(wú)側(cè)壓裝置的沖裁模，所以
B=93+2*2.5=98mm
由于要增加側(cè)刃和定位孔，最后確定為
B=93+8+2+2=105mm
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η可以用下式表示：
η1=n1A0Bh*100%（4-3）
條料的材料利用率：
η2=n2A0LB*100%（4-4）
板料的材料利用率：
η3=n3A0L0B0*100%（4-5）
式中A0表示沖件的實(shí)際面積（mm2）；
B表示調(diào)料的寬度（mm）；
h表示送料步距（mm）；
L表示條料長(zhǎng)度（mm）；
n1表示一個(gè)步距內(nèi)的沖件數(shù)；
n2表示條料上的沖件總數(shù)；
n3表示板料上的沖件總數(shù)；
L0表示拌料的長(zhǎng)度（mm）；
B0表示板料的寬度（mm）。
從上面的式子可以看出，若是能夠減小廢料的面積，那么材料的利用率就會(huì)相應(yīng)提高。嚴(yán)格意思上來(lái)說(shuō)，廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料兩種。搭邊與余料屬于工藝廢料，這種是跟排樣的結(jié)構(gòu)形式還有沖壓的方式有關(guān)的廢料；而結(jié)構(gòu)廢料則是由工件的形狀特點(diǎn)所決定的，一般情況下是不會(huì)改變的。因此，只有設(shè)計(jì)出合理的排樣方案，減少工藝廢料的產(chǎn)生，如此才能提高材料的利用率。
經(jīng)過(guò)篩選，最后選擇850*1500的冷軋鋼板，如表4-3示
鋼板能夠切成的條數(shù)是n1=850/105=8.095，取整就是n=8（條）
側(cè)面搭邊值是一邊為8mm，另一邊為4mm
每條板料上的制件數(shù)是n2=（1500-35-2.5）/37=39.527，圓整之后，可以確定為n2=40，即是共40個(gè)制件
工件間的搭邊值為2mm
最后確定材料利用率為
η=8*40*1975.903850*1500*100%=49.591%
式中A=1975.903mm2，具體計(jì)算過(guò)程詳見本章第六節(jié)的沖裁件面積。
表4-3 冷軋鋼板的規(guī)格尺寸
第四節(jié) 部分尺寸的計(jì)算
一、 尺寸計(jì)算原則
模具刃口尺寸的精度是影響到整個(gè)沖裁件尺寸精度的首要的因素，而且模具的合理間隙值也要依靠模具的刃口尺寸還有它的公差來(lái)保證。經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)中可以得到已下幾點(diǎn)：
1.因?yàn)槟＞叩耐拱寄Ｖg是存在間隙的，而且落下的廢料或者沖出的孔都是帶有錐度的，還有就是落料件的打斷的尺寸跟凹模的尺寸是一樣的，而沖孔件的小段尺寸也跟凸模的尺寸是一樣的。
2.在實(shí)際的測(cè)量跟使用過(guò)程中，落料件是按照打斷的尺寸作為基準(zhǔn)的，而沖孔件則是按照小端尺寸作為的基準(zhǔn)。
3.當(dāng)進(jìn)行沖裁時(shí)，凸凹模是要跟沖裁的零件說(shuō)著廢料制件發(fā)生摩擦的，所以凸模會(huì)越來(lái)越小，然而凹模卻是越來(lái)越大，最終的結(jié)果就是使得凸凹模的間隙值越來(lái)越大。
計(jì)算刃口尺寸以及制造公差時(shí)，就必須按照落料還有沖孔這兩種情況來(lái)分別進(jìn)行考慮，其原則就是：
1.落料制件的尺寸必須根據(jù)凹模的尺寸來(lái)確定，而沖孔時(shí)孔的尺寸就必須要根據(jù)凸模的尺寸來(lái)確定。所以說(shuō)，當(dāng)要設(shè)計(jì)落料模時(shí)，應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)，間隙值要取在凸模之上；而當(dāng)要設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，就應(yīng)該以凸模為基準(zhǔn)，間隙值就要取在凹模之上。
2.考慮到?jīng)_裁過(guò)程之中凸凹模的刃口磨損，當(dāng)要設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模的基本尺寸應(yīng)該取在工件尺寸的公差范圍內(nèi)的較小的尺寸；而要設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，則凸模的基本尺寸就必須是工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大的尺寸值。這樣的話，凸凹模即使是磨損到一定的程度，依然可以沖制出比較合格的制件。
3.因?yàn)橥拱寄６家蜎_裁件或者廢料之間發(fā)生摩擦，這樣就會(huì)造成模具的磨損，凸模將會(huì)越來(lái)越小，凹模卻是越來(lái)越大，這樣發(fā)展到后來(lái)，就會(huì)使得模具的間隙值越來(lái)越大，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)一套新的模具時(shí)，凸凹模間隙值就需要取最小的合理間隙值。
4.要確定凸凹模的制造公差時(shí)，就必須考慮到制件的精度要求。要是對(duì)凸凹模的刃口尺寸精度要求的太高，也就是說(shuō)讓制造公差過(guò)小，那么就會(huì)使得模具的制造困難度增加，而且還會(huì)增加生產(chǎn)成本，又延長(zhǎng)了生產(chǎn)的周期；但是，如果精度要求太低，也就是說(shuō)制造時(shí)公差值太大，那么生產(chǎn)出來(lái)的制件很有可能就會(huì)不符合要求，或者也有可能使得模具的使用壽命降低。所以要合理的確定凸凹模的制造公差，這樣才可以制造出合格的零件，同時(shí)又不會(huì)造成浪費(fèi)。
二、凸凹模尺寸的計(jì)算方法
因?yàn)槟啬＞叩募庸み€有它的測(cè)量方式的各異，那么凸模還有凹模的刃口部分具體的計(jì)算方式也是不一樣的，而且凸凹模的制造公差的正確標(biāo)注當(dāng)然也是不一樣的，然后基本上主要是以下的兩種類型。
1.凸模還有凹模的各自分別加工法
這類的加工方法呢在目前是一般情況下應(yīng)用在圓形或者比較簡(jiǎn)單的形狀的沖裁工件，比如那些方形或者矩形的制件。工件的邊緣與模具的凸凹模刃口他們之間的基本的尺寸還有公差的配合關(guān)系可以參照?qǐng)D4-7所示。而且根據(jù)凸凹模的刃口尺寸的計(jì)算原則，那么計(jì)算的公式可以參照下式：
落料Dd=Dmax-x?0+δd
Dp=Dd-Zmin-δp0（4-6）
沖孔dp=dmin-x?-δp0
dd=dp+Zmin0+δd（4-7）
孔心距 Ld=Lmin+?2±?8 （4-8）
圖4-7 落料、沖孔時(shí)各部分的尺寸還有公差的分布情況
a）落料 b）沖孔
公式之中，DdDp是落料凹凸模的完整尺寸；dpdd為沖孔凸凹模的完整尺寸；Ld為模具的凹模的孔心距的完整尺寸，公差取工件的公差的1/4就行了，也就是δd=?4；Lmin是工件的孔心距的最下極限時(shí)的尺寸；Dmax是落料件的上極限時(shí)的尺寸；dmin是沖孔件的孔的下極限時(shí)的尺寸；?是沖裁制件的完整的制造時(shí)的公差；Zmin是最小的初始的雙面的間隙值；δpδd是凸凹模的制造時(shí)的公差值，當(dāng)然我們能夠取得δp≤0.4Zmax-Zmin,δd≤0.6Zmax-Zmin；x是一個(gè)系數(shù)，想要避開沖裁時(shí)沖裁件的所有的尺寸都給向極限的尺寸偏移，那么就必須使得沖裁制件的實(shí)際的尺寸進(jìn)可能的接近作用沖裁制件的公差帶的靠中間的尺寸。X的值一般情況下要取0.5~1，這是跟沖裁制件的精度的等級(jí)有關(guān)系的，如表4.4-1所示。
表4-4 系數(shù)x
當(dāng)采用凸凹模的分開加工法制造時(shí)，必須在圖樣上面各自標(biāo)注出凸凹模的刃口尺寸以及他們的制造公差值，當(dāng)然，想要保證它們的間隙值，那么就應(yīng)該符合下面的表達(dá)式
δp+δd≤Zmax-Zmin（4-9）
要是經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)不能滿足上面的表達(dá)式，那么如果相差的不是非常的大，也能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)母淖儚亩_(dá)到符合上面的表達(dá)式，而此時(shí)模具的凸凹模公差值就嫩能夠直接的用上上面分析時(shí)出現(xiàn)的表達(dá)式。但是，要出現(xiàn)了
δp+δd?Zmax-Zmin（4-10）
那么就不得不用上之后提到的那種加工方法，也就是所謂的凸凹模的配合加工法。
凸凹模的分別加工法有利于保證凸模還有凹模都具有各自的互換性，而且制造所用的時(shí)間比較的短，當(dāng)然這對(duì)于成批的制造是非常的有效的。但是她也有不可避免的缺點(diǎn)，也就是模具的制造后的公差值是比較的小的，而且模具的制造過(guò)程是非常的困難的，而且成本是很高的。
2.凸模和凹模的配合加工法
配做法是首先要按照設(shè)計(jì)的尺寸先給制造出一個(gè)作為參照的基準(zhǔn)件，比如先造出一個(gè)凸?；蛘甙寄＃酉聛?lái)再通過(guò)那個(gè)基準(zhǔn)件的完整的實(shí)際的尺寸來(lái)作為參考而且按照間隙值來(lái)配制出另外的那個(gè)制件。這個(gè)加工的方法有著優(yōu)點(diǎn)，也存在著缺點(diǎn)，就比如說(shuō)，模具的間隙值是通過(guò)配置做來(lái)保證的會(huì)比較的可靠，而且加工工藝是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較的簡(jiǎn)單的，再加上可以比較有范圍的放大那個(gè)作為基準(zhǔn)件的本身的制造公差值，這樣就會(huì)使得總體制造起來(lái)非常的簡(jiǎn)單，因此呢，現(xiàn)在大多數(shù)的工廠都是采用這種加工的方法來(lái)加工凸凹模的。
落料時(shí)，如圖4-8所示的工件圖，其中a是制件圖本身，b是為了能夠沖裁出這樣的工件而需要用到的凹模的人口的總體輪廓圖形，該圖中的雙點(diǎn)劃線就是表示說(shuō)凹模的刃口在被磨損之后它的尺寸會(huì)產(chǎn)生怎樣的變化。
圖4-8 落料凹模的人口尺寸磨損后的變化情況
a）制件 b）凹模刃口輪廓
當(dāng)然，落料的時(shí)候必須要根據(jù)凹模的尺寸來(lái)作為參照，也就是通常所說(shuō)的基準(zhǔn)，再去制造出與它相對(duì)應(yīng)的凸模。我們從圖中的b可以很快發(fā)現(xiàn)，就是凹模的刃口在磨損之后，它的尺寸有三種變化的情況，分別是：
凹模被磨損之后尺寸變大，比如上圖中的，按照一般的落料凹模的尺寸計(jì)算公式來(lái)計(jì)算時(shí)，也就是
Ad=Amax-x?0+?4（4-11）
凹模被磨損時(shí)候尺寸出現(xiàn)變小的情況時(shí)，那么就要依照沖孔凸模的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算出該凹模的尺寸，因?yàn)檫@時(shí)它在該凹模上就跟沖孔的凸模是一樣的，所以有
Bd=Bmin+x?-?40（4-12）
凹模被磨損之后也有尺寸沒做多大變化的情況，而根據(jù)制件的不同標(biāo)注方式，我們又能夠給它列出三中的類型來(lái)作為計(jì)算公式：
制件的尺寸是C0+?時(shí)
Cd=C+0.5?±?8（4-13）
制件的尺寸是C-?0時(shí)
Cd=C-0.5?±?8（4-14）
制件的尺寸是C±?'時(shí)
Cd=C±?'4（4-15）
上面的式子中，AdBdCd是與它想對(duì)應(yīng)的凹模的刃口部分的尺寸；而Amax是制件的上極限尺寸；Bmin是制件的下極限尺寸；C是所謂制件的公稱尺寸；還有?是制件的制造公差；而?'是制件的尺寸偏差。
上述都是落料凹模的刃口尺寸該有的計(jì)算方式。而落料用到的凸模的刃口尺寸，就應(yīng)該依照與之相對(duì)應(yīng)的凹實(shí)際的尺寸來(lái)配置做，而且要保證它們的最小間隙值Zmin。因此在這樣的凸模之上只要標(biāo)注出公稱尺寸即可，而不用標(biāo)注出他們的偏差，與此同時(shí)在該種圖樣的技術(shù)要求上面必須要寫出：“凸模刃口尺寸要按照凹模的實(shí)際尺寸來(lái)配制做，并且保證雙面間隙值為Zmin~Zmiax”。
沖孔時(shí)，應(yīng)該按照凸模的尺寸來(lái)作為參考基準(zhǔn)，并根據(jù)該尺寸配制對(duì)應(yīng)的凹模。而凸模的刃口尺寸的計(jì)算方式跟落料時(shí)的是一樣的，當(dāng)然可以對(duì)照上面的公式然后自己分析。同樣，配制做的凹模圖樣上也要認(rèn)真寫下：“凹模的刃口尺寸必須按照凸模的實(shí)際尺寸來(lái)配制做，并且保證雙面間隙值為Zmin~Zmiax”。
制件材料為08F，精度要求為IT10
（1）沖孔
如圖4-9所示，凸模磨損后尺寸變小，屬于B類尺寸，
?=0.048；Zmax=0.140mm；Zmin=0.100mm；x=0.75；
Bd=Bdmin+x?-?400 =5+0.75*0.048-0.0120=5.036-0.0120
所以凸?；境叽缡?=5.036mm
凹模的刃口尺寸需要按照凸模的實(shí)際尺寸來(lái)配制做，并且保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。
圖4-9 沖孔尺寸
（2）沖側(cè)刃
如圖4-10所示，凸模磨損之后尺寸變小，屬于B類尺寸
a=37.20+0.100；b=100+0.058；?a=0.100；?b=0.058；
Xa=1；Xb=1；
Bda=Bamin+xa?a-?40=(37.2+1*0.100)-0.0250=37.3-0.0250
Bdb=Bbmin+xbb-?40=(10+1*0.058)-0.01450=10.058-0.01450
所以凸模的基本尺寸是a=37.3mm； b=10.058mm
凹模的刃口尺寸按照凸模的實(shí)際尺寸來(lái)配制做，并且保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。
圖4-10 沖側(cè)刃的尺寸
（3）沖裁
如圖4-11所示，B類尺寸有：a，c，e，g；C類尺寸有：b，d，f，h；
a=200+0.084；b=9.50+0.058；c=20+0.040；d=9.50+0.058；e=200+0.084；
f=9.50+0.058；g=20+0.040；h=9.50+0.058；
?a=0.084；?b=0.058；?c=0.040；?d=0.058；
?e=0.084；?f=0.058；?g=0.040；?h=0.058
xa=1；xb=1 ；xc=1；xd=1；
xe=1；xf=1；xg=1；xh=1
Bda=Bamin+xa?a-?40=(20+1*0.084)-0.0210=20.084-0.0210
Bdc=Bcmin+xc?c-?40=(2+1*0.040)-0.0100=2-0.0100
Bde=Bemin+xe?e-?40=(20+1*0.084)-0.0210=20.084-0.0210
Bdg=Bgmin+xg?g-?40=(2+1*0.040)-0.0100=2-0.0100
Cdb=Cb+0.5?b±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725
Cdd=Cd+0.5?d±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725
Cdf=Cf+0.5?f±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725
Ch=Ch+0.5?h±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725
所以凸模的基本尺寸是：a=20.084mm；b=9.529mm；c=2.040mm；d=9.529；
e=20.084mm；f=9.529；g=2.040mm；h=9.529mm
凹模的刃口尺寸需要按照凸模的實(shí)際尺寸來(lái)配制做，并且要保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。
圖4-11 沖裁尺寸
（4）沖裁
如圖4-12所示，A類尺寸有：d，h；
B類尺寸有：a，b，c，e，f，g，m，n
a=270+0.084；b=12.50+0.070；c=R50+0.040；d=R80+0.058；e=30+0.040；
f=100+0.058；g=30+0.040；h=R80+0.058；m=R0.50+0.040；n=12.50+0.070
xa=1；xb=1；xc=1；xd=1；xe=1；xf=1；xg=1；
xh=1；xm=1；xn=1；
?a=0.084；?b=0.070；?c=0.040；?d=0.058；?e=0.040；?f=0.058
?g=0.040；?h=0.058；?m=0.040；?n=0.070
Add=Admax-xd?d0+?4=(8+0.058-1*0.058)0+0.0145=80+0.0145
Adh=Ahmax-xh?h0+?4=(8+0.058-1*0.058)0+0.0145=80+0.0145
Bda=Bamin+xa?a-?40=(27+1*0.084)-0.0210=27.084-0.0210
Bdb=Bbmin+xb?b-?40=(12.5+1*0.070)-0.01750=12.570-0.01750
Bdc=Bcmin+xc?c-?40=(0.5+1*0.040)-0.0100=0.540-0.0100
Bde=Bemin+xe?e-?40=(3+1*0.040)-0.0100=3.040-0.0100
Bdf=Bfmin+xf?f-?40=(10+1*0.058)-0.01450=10.058-0.01450
Bdg=Bgmin+xg?g-?40=(3+1*0.040)-0.0100=3.040-0.0100
Bdm=Bmmin+xm?m-?40=(0.5+1*0.040)-0.0100=0.540-0.0100
Bdn=Bnmin+xn?n-?40=(12.5+1*0.070)-0.01750=12.570-0.01750
所以凸模的基本尺寸是：a=27.084mm；b=12.570mm；c=0.540mm；d=8mm；
e=3.040mm；f=10.058mm；g=3.040mm；h=8mm；m=0.540mm；n=12.570mm
凹模的刃口尺寸需要按照凸模的實(shí)際尺寸來(lái)配制做，并且保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。
圖4-12 沖裁尺寸
（5）沖裁
如圖4-13所示，A類尺寸有：c，f，k，j；
B類尺寸有：a，b，d，g，h，l，n，i；
C類尺寸有：e，m；
a=100+0.058；b=30+0.040；c=R80+0.048；d=R0.50+0.040；e=11.8650+0.070；
f=R16.50+0.070；g=2.50+0.040；h=370+0.100；l=2.50+0.040；k=R16.50+0.070；
m=11.8650+0.070；n=R0.50+0.040；j=R80+0.048；i=30+0.040;
?a=0.058；?b=0.040；?c=0.048；?d=0.040；?e=0.070；?f=0.070；?g=0.040；?h=0.10