凸、凹模刃口尺寸計算.ppt

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模塊二電機定子沖裁模,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行再加工，如切邊、切舌、沖孔等。本模塊介紹了電機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)計及模具標準應(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)構(gòu)設(shè)計及模具標準應(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)計及模具標準應(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?；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，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：,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,當凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；,當凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；,當凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。,(2)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睿欢悄＞弑旧淼闹圃炱?。,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=DA—dT,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Zmin。,（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,(１)設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，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刃口尺寸。以凸模為基準，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,,(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)。(３)沖裁（設(shè)計）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。(４)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。(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”原則標注為單向公差。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。,,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Zmin不易保證，需提高加工精度，增加制造難度。,（2）配合加工Zmin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Zmax，即,+Zmin≤Zmax，選取必須滿足以下條件：,≤,凸、凹模的制造公差，可按ＩＴ６～ＩＴ７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：該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料件。,外形,由落料獲得，,和180.09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：,0.008+0.012≤0.06-0.040.02=0.02（滿足間隙公差條件）,例2-1（續(xù)）,孔距尺寸：,=L=180.12520.09=(180.023)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?。?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件（凸模或凹模），然后根據(jù)基準件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。設(shè)計時，基準模的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細標注，而配制件上只標注公稱尺寸，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Zmin～Zmax”。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=1mm。,計算沖裁凸、凹模刃口尺寸及制造公差。,d=220.14mm,解：該沖裁件屬落料件，選凹模為設(shè)計基準件，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80mm，選x=0.5；尺寸15mm，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79.79mm，39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必標注公差，但要在技術(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?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——凹模洞口的直刃壁高度；t——板料厚度。,上式中,,3.壓力機公稱壓力的確定,壓力機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。,為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機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①對稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。②沖裁直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。③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（）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)向凸模最小尺寸d:鋼:d≥（1.0～1.5）t銅、鋁:d≥（0.8～0.9）tt—沖裁件材料厚度有導(dǎo)向的凸模最小尺寸d:鋼:d≥0.5t銅、鋁:d≥（0.3～0.35）tt—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)濟級兩類。,（1）沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于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)。當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra一般可達12.5～3.2μm。,2．沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度,,沖裁件尺寸的基準應(yīng)盡可能與其沖壓時定位基準重合，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)濟性指標。,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條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用：一是補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，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,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，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+2a+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）無側(cè)壓裝置時條料的寬度,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=（B2+nb）=（D+2a+nb）-δ,b—側(cè)刃余料，金屬材料取1～2.5mm，非金屬材料取1.5～4mm(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B01=B+cB02=B2+y=D+2a+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0.1～0.2mm。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(xiāng)、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)標注條料寬度尺寸,4．排樣圖,電機定子排樣圖,,（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：在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模。,（1）落料模①無導(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①無導(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小孔沖模全長導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的小孔沖模,,級進模(又稱連續(xù)模、跳步模)：壓力機在一次行程中，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)正銷定位的級進模,2．側(cè)刃定距的級進模（雙側(cè)刃定距的沖孔落料級進模）,優(yōu)點：級進模比單工序模生產(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.級進模,,3.級進模（1）用導(dǎo)正銷定位的級進模,,3.級進模（2）雙側(cè)刃定距的沖孔落料級進模,,復(fù)合模：只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。,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,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.沖裁模零部件的分類,課題三電機定子沖裁模結(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,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＜1mm的圓孔和面積A＜1mm2的異形孔。,提高其強度和剛度的措施：,①沖小孔凸模加保護與導(dǎo)向:,加保護套,②采用短凸模的沖孔模,③在沖模的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造上采取保護小凸模措施,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)）,,當采用固定卸料板和導(dǎo)料板時，其凸模長度按下式計算：,當采用彈壓卸料板時，其凸模長度按下式計算：,④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?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)合金材料。,⑤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:σ=F/Amin≤［σ］F—凸模縱向總壓力，N;Amin—凸模最小斷面面積，mm2圓形凸模dmin≥4tτ/［σ］非圓凸模Amin≥F/［σ］dmin—凸模最小直徑，mm;t—沖裁材料厚度，mm;τ—沖裁材料抗剪強度，MPa。,⑥凸模強度和剛度,,凸模抗失穩(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：,,凸模無導(dǎo)向裝置,,,對于其他各種斷面的凸模：,,,,lmax—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，mm4，直徑為d的圓凸模I=πd4/64,,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=Kb1（≥15mm）垂直于送料方向的凹模寬度B:B=b1+（2.5～4）H送料方向的凹模長度L:L=L1+2Cb1—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;L1—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。,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驲a=0.8～0.4μm。,（4）凹模技術(shù)要求,,4.凸凹模,凸凹模：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,①擋料銷：國標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,（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,,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,②彈壓卸料,,③廢料切刀,,（2）推件、頂件裝置：向下推出的機構(gòu)稱為推件，一般裝在上模內(nèi)。向上頂出的機構(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,,彈簧屬標準件，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F0的要求；②所選彈簧必須滿足最大許可壓縮量ΔH2的要求ΔH2≥ΔH；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。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)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）盡量選用標準模架；（2）與所選壓力機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：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?？紤]大小、長度、固定等。,5.冷沖模的組合結(jié)構(gòu),根據(jù)國標、部標、以及企業(yè)標準選用。,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有關(guān)參數(shù)；8.繪制模具總裝圖和零件圖。,課題三電機定子沖裁模結(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:電機定子；生產(chǎn)批量:大批量；,課題四電機定子沖裁模設(shè)計,,方案一：落料,課題四電機定子沖裁模設(shè)計1.沖壓工藝方案的確定,沖孔,（采用單工序模具）,,方案二：落料,,沖孔,（采用復(fù)合模具）,,方案三：沖孔落料級進沖壓，采用級進模具,,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=tLσb=963kN,卸料力:FQ=KF=0.05963=48kN,推件力：FQ1=nK1F=80.04963=308kN,根據(jù)計算結(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0.07～0.09mm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：控制條料的送進方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的進給步距采用擋料銷。（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,,①凸凹模,4.主要零部件設(shè)計（1）工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計,②沖孔凸模,,③凹模,,①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10mm。卸料板采用45號鋼制造，淬火硬度為40～45HRC。②卸料螺釘?shù)倪x用：卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm。③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/mmL/mm分別為35160，40160;導(dǎo)套d/mmL/mmD/mm分別為3511548，4011550。上模座厚度H（上模）取40mm，上模墊板厚度H墊取20mm，凸模固定板厚度H（固）取20mm，凸模固定墊板厚度20mm，下模座厚度H（下模）取55mm。,該模具的閉合高度:H閉=（40+20+20+20+50+80+55-1）mm=284mm凸模沖裁后進入凹模的深度為1mm。,（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,