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第 八 章,沖 壓 模 具 設(shè) 計,,8.1單工序沖裁模的典型結(jié)構(gòu),沖裁可分為沖孔和落料 。 定義：用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，封閉線內(nèi)是制件，封閉線外是廢料的工藝，叫落料；反之 是 沖孔。 沖裁模分類：1.工序組合的形式:單工序沖裁模、復(fù)合沖裁模和連續(xù)沖裁模。 2.按工序分類:落料模、沖孔模、切斷模和切邊模等。 8.1.1 落料模 . 1）敞開模 特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，模具的均勻間隙不易保證，安裝調(diào)試復(fù)雜，沖裁制件 精 度低 2）導(dǎo)板模 特點：精度較高，模具壽命長，模具間隙由模具制造精度決定，但制造復(fù)雜 3）導(dǎo)柱模 特點：精度高，模具壽命長，使用安裝方便，但是模具規(guī)模大、 8.1. 2.沖孔模 沖小孔模具，必須考慮凸模的強度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。 1) 側(cè)壁沖孔模 2) 小孔沖孔模 模具結(jié)構(gòu)采用縮短凸模長度的方法(防止彎曲變形而折斷) 特點：制造比較容易，凸模使用壽命也較長。,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.2 復(fù)合沖裁模,復(fù)合模（多工序沖裁模） 定義：沖床一次行程中，在模具同一位置上能完成幾個不同沖裁工序的模具。 結(jié)構(gòu)特點：一副模具有一個凸凹模。 分類：①正(順)裝式復(fù)合模 ②倒裝式復(fù)合模。 8.2.1 正裝式復(fù)合模 適用：制件平直度要求較高或沖裁時易彎曲的大而薄的制件。 缺點：操作不方便，也不安全，不適用于多孔制件的沖裁。 8.2.2倒裝式復(fù)合模 特點：操作方便、安全 應(yīng)用：平直度要求不高，多孔厚板制件的沖裁。 復(fù)合沖裁模的特點： 1）制件形位尺寸精度較高。 2）制件沖孔與落料的毛刺同在一側(cè)。 3）可以節(jié)省材料。 4）模具的體積較小，模具結(jié)構(gòu)緊湊。 5）制件內(nèi)外形尺寸直接影響凸凹模強度。 6）生產(chǎn)效率高。 由于凸凹模的壁厚受到限制，復(fù)合模適宜沖裁生產(chǎn)批量大，精度要求高、厚度不 大于3mm的形狀復(fù)雜軟料和薄料。,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.3級進沖裁模,級進沖裁模 定義：一次行程中，在不同的位置上同時完成多道沖裁工序（如沖孔、落料、切邊）。 關(guān)鍵問題：毛坯定位 一、級進模常用以下幾種典型結(jié)構(gòu)： ①用固定擋料銷和導(dǎo)正銷定位 ②用側(cè)刃定距 特點：側(cè)刀（側(cè)刃的長度等于步距） 側(cè)刃作用：是在沖床的每次行程中，沿條料邊緣沖下一塊長度等于步距的料邊。 優(yōu)點：操作方便，定位準確，生產(chǎn)率高。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料損失大。 應(yīng)用：厚度小于0.5mm的薄板或不便使用定位銷、導(dǎo)正銷定位時。 ③用切舌定距 應(yīng)用：大于1mm厚板料 特點：與側(cè)刃定距相比節(jié)省材料，動作操作可靠。 二、級進沖裁模的特點： 優(yōu)點：生產(chǎn)率高，制件精度高，便于實現(xiàn)自動化，操作方便，工作安全。 缺點：結(jié)構(gòu)尺寸大，制造復(fù)雜，成本高。 三、連續(xù)模與復(fù)合模相比的特點: (1) 具有比復(fù)合模更高的生產(chǎn)率。 (2) 不存在“最小壁厚”問題，模具的強度高，壽命較長。 (3) 操作安全，易于實現(xiàn)自動化. (4)比復(fù)合模的制件精度低。,,,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.4 沖裁模工作零件的結(jié)構(gòu) （1）,凸模一般的結(jié)構(gòu) 分類：1、凸模按結(jié)構(gòu)形式分類有整體式、相拼式和帶護套式； 2、按截面形狀分類有圓形、矩形、異形等； 3、按刃口形狀分類有平刃凸模和斜刃凸模等。 2.4.1 凸模結(jié)構(gòu)形式 1、整體式凸模 結(jié)構(gòu)形式： 1）直通方式 （a、b、c） 2）臺階型凸模 （ d ） 3）肩型臺階凸模 （ e ） 4）為掛臺型凸模 （ f ） 5）異形刃口的凸模結(jié)構(gòu) （ g ） 2、.鑲拼式凸模 采用目的：（1）為了節(jié)省貴重金屬 （2）為了保護小凸模，便于制造 3、護套式凸模 護套式凸模主要用于小凸模的結(jié)構(gòu)。為了增加小凸模的強度，一般在小凸模外加護套。 2.4.2 凸模的固定方式 1、大型凸模的固定 2、圓形凸模的固定 3、異形凸模的固定 4、小凸模的固定 2.4.3 凹模的結(jié)構(gòu)形式 1、凹模外形結(jié)構(gòu) 外形結(jié)構(gòu)：整體式、相拼式、鑲嵌式 2、凹模洞口形式 常用凹模洞口類型 1）直筒式刃口凹模 （a、b、c） 2）錐筒式刃口凹模 （ d、 e ）,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.4 沖裁模工作零件的結(jié)構(gòu)（2）,8.4.4 凹模固定方法 （a）、（b）所示是常用的圓形沖孔凹模，直接裝在凹模固定板中； （c）所示的是采用螺釘和銷釘定位固定； （d）為快換式凹模固定方法。 8.4.5 凸凹模的結(jié)構(gòu) 凸凹模用于復(fù)合模中，它的內(nèi)形為凹?？卓?，外形為凸模，其刃口形式可參照凸模和凹模的刃口形式。但凸凹模壁厚不能小于一定的值。,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.5 定位零件的結(jié)構(gòu),定位零件包含：1、擋料零件（如擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等） 2、導(dǎo)料零件（如導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板） 3、塊料定位零件（如定位銷、定位板）。 8.5.1擋料銷 （擋料銷材料為T7，硬度為HRC50-55 ） 作用：是控制板料的送進距離 分類：（1）固定擋料銷 （2）活動擋料銷 ①回帶式活動擋料銷 ②隱蔽式活動擋料銷 ③臨時擋料銷 8.5.2導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷主要用在連續(xù)模中，對條料進行精確定位，以保證制件外形與內(nèi)孔相互位置的正確。 作用：可以消除步距的誤差，起精確定位的作用。 注意：當導(dǎo)正銷較長時，應(yīng)適當減少與凸模的精加工長度。 8.5.3側(cè)刃 1、側(cè)刃實質(zhì)是一個裁切邊料凸模。 2、工作原理： （側(cè)刃 的長度等于一個步距） 3、在模具結(jié)構(gòu)中，可根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)和材料的價值，采用單側(cè)刃或雙側(cè)刃。 （1） 單側(cè)刃一般用于步數(shù)少、材料較硬或厚度較大的級進模中； （2） 雙側(cè)刃用于步數(shù)較多、材料較薄的級進模中。 4、與側(cè)刃相配的側(cè)刃孔(又稱側(cè)刃凹模)按側(cè)刃凸模實際尺寸加單面間隙配制。 8.5.4定位板和定位釘 （單個毛坯的定位裝置 ） 注意：1、轉(zhuǎn)角處應(yīng)用工藝孔過渡； 2、 盡量減少定位板與毛坯的接觸面積。 8.5.5 導(dǎo)尺與導(dǎo)料銷 導(dǎo)尺,又叫導(dǎo)料板,是控制條料寬度方向在模具中位置的零件。,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.6 退料零件的結(jié)構(gòu),退料裝置包括卸料、推件和頂件裝置。其作用是當沖模完成一次沖壓之后，把制件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。 8.6.1卸料裝置的結(jié)構(gòu) 1、剛性卸料 （固定卸料板結(jié)構(gòu) ） 結(jié)構(gòu)形式：1）整體式卸料板 ；2）組合式卸料板； 3）懸臂式卸料板 ； 4）拱形卸料板 2、彈性卸料 裝置組成：彈壓卸料板，橡皮或彈簧，卸料螺釘?shù)龋ㄒ话阊b在上模）。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用 。（用在沖裁料厚在1.5mm以下的板料 ） 3、廢料切刀卸料裝置 應(yīng)用：落料件尺寸較大或板料厚度較大，卸料力大 8.6.2 推件和頂件裝置的結(jié)構(gòu) 目的：都是從凹模中卸下沖件或廢料。 1）推件裝置 （剛性 ） 組成：打桿、推板、連接推桿和推件塊 特點：頂件力大，工作可靠 2）頂件裝置 （彈性 ） 組成：頂桿、頂件桿和頂件塊 特點：除頂件以外，一般還最起壓料作用。,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,退料零件的結(jié)構(gòu),8.6.3彈性元件 （彈簧和橡皮 ） 1）彈簧的選用與計算 2）橡膠的選用與計算 橡膠一般材料為聚胺酯橡膠，俗稱優(yōu)力膠。（主要用于沖裁模中 ） 橡膠的高徑比一般在0.5至1.5之間選取 。 3）橡膠與彈簧的安裝孔 （1）彈簧固定孔深度應(yīng)至少保證有一至兩圈彈簧在孔中。彈簧孔的直徑比彈簧大1mm. （2）橡膠如果采用中間空心的結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)計安裝孔，設(shè)計孔時其孔徑比橡膠大3mm。 8.6.4 卸料螺釘 卸料螺釘如果采用專用的螺釘則結(jié)構(gòu)如圖2-70示。卸料螺釘?shù)拇笮∫话阍贛8－M12之間選用。 注意：卸料螺釘應(yīng)對稱分布，工作長度要嚴格一致,,,,,圖2-70 卸料專用螺釘,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,8.7 模架零件,8.7.1模架 （承受沖壓過程的全部載荷 ） 組成：上、下模座和導(dǎo)向零件 導(dǎo)柱模架的基本形式 ： ① 對角導(dǎo)柱模架 ②后側(cè)導(dǎo)柱模架 ③ 中間導(dǎo)柱模架 ④ 四導(dǎo)柱模架 8.7.2導(dǎo)向零件 沖裁模的導(dǎo)向零件主要有導(dǎo)柱與導(dǎo)套、導(dǎo)板等 。（目前主要用導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu) ） 導(dǎo)柱與下模座采用過盈配合，導(dǎo)套與上模座過盈配合。 8.7.3模架零件 冷沖模的模架零件主要包括模座、模柄、墊板和凸模固定板等。 1.模座 （標準模架 ） 2.模柄（Q235，無須淬火處理 ） 模柄的軸線應(yīng)位于模具的壓力中心（沖壓合力的作用點）重合 。 結(jié)構(gòu)形式 ： 1）壓入式模柄 （Ⅰ型） 2）旋入式模柄 （ Ⅱ型） 3）螺釘固定式模柄 （ Ⅲ型） 4）螺釘聯(lián)接式模柄 （ Ⅳ型） 3.固定板 （Q235或45號鋼，無須淬火處理 ） 凸模、凹模固定板主要用于小型凸模、凹?；蛲拱寄５裙ぷ髁慵墓潭?。 4.墊板 （T7或T10A鋼，熱處理后硬度HRC43～48 ） 作用：是承受凸?；虬寄５膲毫?，防止過大的沖壓力在上、下模座上壓出凹坑(圖2-78)，影響模具 正常工作。 8.7.4緊固零件 （銷釘和螺釘 ） 主要起定位、連接、拉緊沖模零件的作用。,,,,,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-1無導(dǎo)向簡單落料模,,,圖2-2 導(dǎo)板式單工序落料模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-3,,,,,圖2-3 導(dǎo)柱式單工序落料模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-4,,,,,圖2-4 側(cè)壁沖孔模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-5,,,,,圖2-5 斜楔式水平?jīng)_孔模,圖2-7 復(fù)合模的結(jié)構(gòu)原理圖,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-6,,,,,圖2-6 超短凸模的小孔沖模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-8,,,,,圖2-8 正（順）裝式復(fù)合模的典型結(jié)構(gòu),第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-9,,,,,圖2-9 倒裝式復(fù)合模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-10,,,,,圖2-10 用擋料銷和導(dǎo)正銷定位的級進模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-11,,,,,圖2-11 用側(cè)刃定距的沖孔落料級進模,,圖2-13,,,,,圖2-13 切舌定距模結(jié)構(gòu)圖,圖2-12 切舌尺寸圖,圖2-15 墊圈排樣圖,圖2-14 墊圈,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-16.17.18,,,圖2-16 凸模的外形結(jié)構(gòu),圖2-17 常用的整體式凸模,圖2-18 鑲拼式凸模,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-19.20.21,,,,,圖2-19 大凸模的固定方式,圖2-20 圓形凸模的固定方式,圖2-21 異形凸模的固定方式,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-22,,,,,圖2-22 小凸模的固定及其保護結(jié)構(gòu),第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-23.24.25,,,圖2-25 凹模洞口結(jié)構(gòu),圖2-23 凹模零件結(jié)構(gòu)圖,圖2-24 凹模外形結(jié)構(gòu),第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-26.27,,,圖2-26 凹模的固定方式,圖2-27 凸凹模的結(jié)構(gòu),第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,圖2-53,,,圖2-53 固定擋料銷,圖2-54 活動擋料銷,圖2-55 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式,圖2-56 固定在凸模固定板上的導(dǎo)正銷,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-57,,,圖2-57 側(cè)刃,圖2-60 用定位板和定位釘定位毛坯外輪廓,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-61,,,圖2-61 用定位釘和定位板定位毛坯內(nèi)孔,圖2-62 導(dǎo)尺,圖2-63 導(dǎo)料銷與組件,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-65.66,,,圖2-65 彈壓卸料裝置,圖2-66 廢料切刀工作原理,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-67,,,圖2-67 推件和頂件裝置,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-71,,,圖2-71 導(dǎo)柱模架,圖2-73 滑動式導(dǎo)柱、導(dǎo)套的安裝尺寸示意圖,第 二 章,沖 裁 工 藝 與 模 具 設(shè) 計,,圖2-76,,,圖2-76 常用模柄的結(jié)構(gòu),圖2-78 墊板的受力情況,第 三 章,,8.8 彎曲模的典型結(jié)構(gòu),彎曲模按其工序組合形式分類可以分為單工序彎曲模、復(fù)合彎曲模和連續(xù)彎曲模。 8.8.1單工序彎曲模 1、V形件彎曲模 特點：是結(jié)構(gòu)簡單、通用性好，但是精度不高 彎曲方法：帶有定位尖，頂桿、 V形頂塊 2、U形件彎曲模 3、Z形件彎曲模 由于Z形件兩直邊折彎方向相反，所以彎曲模必須有兩個方向彎曲的動作。 4、圓形件彎曲模 1) 直徑d≥5mm的先彎成 U形，再彎成圓形。 2)圓筒直徑d≥20mm的先將毛坯彎成波浪狀，然后再彎成圓筒形。 5、鉸鏈件彎曲模 鉸鏈件通常是將毛坯頭部預(yù)壓彎后才能卷圓 .,,,,,,,彎曲工藝與彎曲模具結(jié)構(gòu),第 三 章,,彎曲模的典型結(jié)構(gòu),8.8.2級進彎曲模 8.8.3復(fù)合彎曲模 定義：在壓力機一次行程內(nèi)，在模具同一位置完成落料、彎曲、沖孔等幾種 不同的工序。 彎曲模結(jié)構(gòu)要點： ① 彎曲毛坯的定位要準確、可靠，盡可能水平放置。 ② 毛坯的安放和制件的取出要方便、安全，操作簡單。 ③ 模具結(jié)構(gòu)盡量簡單并且便于調(diào)整修理。,,,,,,,彎曲工藝與彎曲模具結(jié)構(gòu),圖3-8.9,圖3-8 U形件彎曲模,圖3-9 彎曲角小于90°的U形件彎曲模,圖3-6.7,圖3-6 V形件彎曲模的一般結(jié)構(gòu),圖3-7 V形件精彎模,圖3-11,圖3-11 Z形件彎曲模,圖3-13.14.15,圖3-13 四角彎曲件一次彎曲成形模具,圖3-15 兩次彎曲復(fù)合的 形件彎曲模,圖3-14 形件分步彎曲模,圖3-17,圖3-17 小圓彎曲模,圖3-18,圖3-18 大圓兩次彎曲模,圖3-19 擺塊式圓形件一次彎曲成形模,圖3-20.21,圖3-20 鉸鏈件彎曲工序的安排,圖3-21 鉸鏈件彎曲模,圖3-22,圖3-22 級進彎曲模,圖3-23,圖3-23 復(fù)合彎曲模,,8.9 拉深模工作部件的結(jié)構(gòu),8.9.1 拉深凸模與凹模的結(jié)構(gòu) 1．無壓邊圈的拉深模 2．有壓邊圈的拉深模 ①圓角結(jié)構(gòu)，拉深直徑d≤100mm的零件。 ②有錐角的凸、凹模 ，拉深直徑d＞100mm的零件。 3．拉深凸模必須設(shè)計通氣孔（防止形成真空狀態(tài)） 8.9.2 拉深模壓邊裝置的結(jié)構(gòu) 1．采用壓邊裝置的條件 壓邊裝置的作用就是在凸緣變形區(qū)施加軸向（材料厚度方向）壓力，提高毛坯變形的穩(wěn)定性，而防止起皺。 2．常用壓邊圈的結(jié)構(gòu)形式 ① 首次拉深模用壓邊圈 ② 后續(xù)拉深工序用壓邊圈。圖中限位柱（固定式和可調(diào)節(jié)式）高度的設(shè)計應(yīng)保證模具在拉深過程中，保持壓邊圈和凹模圓角間的距離為s值。其值分別為： 拉深有凸緣的零件：s=t+(0.05～0.1) 拉深鋼零件：s=1.5t 拉深鋁合金：s=1.1t ③ 在單動壓力機上進行拉深，常采用通用性強的壓邊裝置，其彈性元件一般使用橡皮、彈簧和氣墊三種。,,,第 四 章,拉深工藝與模具結(jié)構(gòu),圖4-6.7,圖4-6 無壓邊圈首次拉深模,圖4-7 有壓邊圈的正裝式首次拉深模,圖4-8,圖4-8 有壓邊圈的倒裝式首次拉深模,圖4-9.10,圖4-9 無壓邊圈后續(xù)工序拉深模,圖4-10 有壓邊圈后續(xù)工序拉深模,圖4-11,圖4-11 落料拉深復(fù)合模,圖4-12,圖4-12 黃銅管帽連續(xù)拉深模,圖5－2 剛性凸模脹形,圖5-3 柔性模脹形,圖5-4 軸向壓縮液體的脹形方法,圖5-8 典型的縮口模結(jié)構(gòu)圖,,圖5-9 夾緊裝置的縮口模,,圖5-10 縮口與擴口復(fù)合模,圖5-11 倒裝擠壓式縮口模,圖5-15 翻孔模,圖5-18 內(nèi)外緣翻邊復(fù)合模,圖6-1 多工位精密級進模,圖6-2 級進模基本結(jié)構(gòu),