《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》高職配套教學(xué)課件

《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》項(xiàng)目1單工序沖裁模具設(shè)計(jì)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》項(xiàng)目描述

零件名稱：E卡片生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235材料厚度：0.3mm產(chǎn)品及零件圖：如圖1.1所示。圖1.1項(xiàng)目零件圖

任務(wù)1.1審圖及分析零件工藝性任務(wù)1.2確定單工序模的結(jié)構(gòu)類型項(xiàng)目1單工序沖裁模具設(shè)計(jì)任務(wù)1.3設(shè)計(jì)排樣任務(wù)1.4選擇凸、凹模刃口間隙任務(wù)1.5計(jì)算凸、凹模刃口尺寸任務(wù)1.6確定沖裁力及壓力中心任務(wù)1.7設(shè)計(jì)凸、凹模結(jié)構(gòu)任務(wù)1.8模具總體結(jié)構(gòu)四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.1零件工藝性分析一、布置工作任務(wù)1、對(duì)E卡片零件進(jìn)行審圖;2、對(duì)該零件進(jìn)行工藝性分析。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1、審圖的目的、方法及要點(diǎn)

2、沖裁件的工藝性1.審圖

所謂審圖，即審查所給工件的尺寸是否齊全，各尺寸公差和形位公差的精度等級(jí)；審查所給工件的材料牌號(hào)、材料厚度、生產(chǎn)批量。凡沖壓件上未注尺寸的公差，設(shè)計(jì)時(shí)其極限偏差數(shù)值通常按GB/T1800——IT14級(jí)處理。2.沖裁件的工藝性

沖裁件的工藝性是指該工件在沖裁加工中的難易程度。良好的沖裁工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單且壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作安全方便等。沖裁件的工藝性是否好，對(duì)沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)效率及沖裁模的使用壽命均有很大影響。在編制沖壓工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)模具之前，應(yīng)從工藝角度分析沖件設(shè)計(jì)得是否合理，是否符合沖裁的工藝要求。工藝性分析應(yīng)從以下方面考慮：2.沖裁件的工藝性（1）沖裁件的形狀力求簡單、規(guī)則、有利于材料的合理利用，以便節(jié)約材料，減少工序數(shù)目，提高模具壽命，降低沖裁件成本。（2）沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧過渡，以便于模具加工．減少熱處理開裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損沖裁件的最小圓角半徑可參照表1-1選取。沖件種類最小圓角半徑(R)黃銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料交角≥90°0.18t0.35t0.25t≥0.25交角＞90°0.35t0.70t0.50t≥0.50沖孔交角≥90°0.20t0.45t0.30t≥0.30交角＜90°0.40t0.90t0.60t≥0.602.沖裁件的工藝性（3）盡量避免沖裁件上過長的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽寬度也不宜過小，如圖1.6所示。最小寬度b一般不小于1.5t。（4）沖件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。一般孔邊距?。簣A孔為(1～1.5)t矩形孔為(1.5—2)t。（5）沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度和剛度的限制，孔徑不宜太小，否則容易折斷或壓彎。圖1.2沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性圖

2）尺寸精度和粗糙度要求（1）普通沖裁件的內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級(jí)；（2）沖孔精度（最好低于IT9級(jí)）比落料精度（最好低于IT10級(jí)）高一級(jí)；（3）沖裁件的粗糙度Ra一般低于6.3μm，但高于12.5μm；3）沖裁材料要求（1）對(duì)沖裁材料機(jī)械性能的要求：有一定強(qiáng)度和韌性，避免過硬、過軟、過脆。（2）對(duì)材料規(guī)格的要求：材料厚度公差應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，厚薄均勻，避免采用邊角料。（3）沖裁件材料的選取原則：廉價(jià)代貴重，薄料代厚料，黑色代有色金屬。2.沖裁件的工藝性4）沖裁件尺寸基準(zhǔn)沖裁件尺寸的基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與其制模時(shí)定位基準(zhǔn)重合，并選擇在沖裁過程中基本不變動(dòng)的面或線上。如圖1.7所示，原設(shè)計(jì)尺寸的標(biāo)注圖a，對(duì)沖裁件圖樣的標(biāo)注是不合理的，因?yàn)檫@樣標(biāo)注，尺寸L1、L2必須考慮到模具的磨損，而相應(yīng)給以較寬的公差造成孔心距的不穩(wěn)定，孔心距公差會(huì)隨著模具磨損而增大。改用圖b的標(biāo)注，兩孔的孔心距不受模具磨損的影響比較合理。

圖1.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)

三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

1.審圖該零件尺寸齊全，材料牌號(hào)、材料厚度、生產(chǎn)批量均已說明，沖壓件雖未注明尺寸公差，設(shè)計(jì)時(shí)其極限偏差數(shù)值可按IT14級(jí)處理，查參考資料[14]知，按“入體”原則把尺寸逐個(gè)改為單向公差（目的方便以后的刃口尺寸計(jì)算）。尺寸34、17、116屬被包容尺寸，上偏差為零，下偏差為負(fù)，查表得標(biāo)注尺寸分別為、、，14尺寸為包容尺寸，下偏差為零，上偏差為正，查表得。中心距尺寸，尺寸不變。如圖1.4所示：圖1.4標(biāo)準(zhǔn)公差后的零件圖

任務(wù)實(shí)施2.分析零件工藝性在分析零件工藝性時(shí)，可具體從一下幾個(gè)方面來進(jìn)行。1.結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小

【特別提示】（1）沖裁件形狀是否簡單、對(duì)稱？（2）沖裁件的外形或內(nèi)孔的轉(zhuǎn)角處是否有尖銳的清角？（3）沖裁件上是否有過小孔徑？（4）沖裁件上是否有細(xì)長的懸臂和狹槽？（5）沖裁件上最大尺寸是多少屬于大型、中型還是小型?（6）沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間距離是否過小?此E卡片只有落料工序，形狀簡單、對(duì)稱，無尖銳的清角，無細(xì)長的懸臂和狹槽，孔17mm與邊緣之間的距離為10mm,滿足最小壁厚要求。最大尺寸為116mm,屬中小型零件，所以E卡片尺寸設(shè)計(jì)合理，滿足工藝要求。

任務(wù)實(shí)施

2.尺寸精度、粗糙度、位置精度【特別提示】（1）產(chǎn)品的最高尺寸精度是多少?（2）產(chǎn)品的最高粗糙度要求是多少?（3）產(chǎn)品的最高位置精度是多少?零件圖中兩沖孔尺寸均未標(biāo)注尺寸精度和位置精度，粗糙度也無要求，設(shè)計(jì)時(shí)一般按IT14級(jí)選取公差值。普通沖裁的沖孔精度一般在IT11～I(xiàn)T12級(jí)以下，所以精度能夠保證。任務(wù)實(shí)施3.沖裁件材料的性能【特別提示】主要分析產(chǎn)品的材料是否滿足以下要求。（1）技術(shù)要求：材料性能是否滿足使用要求，是否適應(yīng)工作條件。（2）沖壓工藝要求：材料的沖壓性能如何，表面質(zhì)量怎樣，材料的厚度公差是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。材料為Q235鋼，有良好的沖壓性能，滿足E卡片的使用要求，利用設(shè)計(jì)手冊(cè)查出其抗剪強(qiáng)度為320MPa，抗拉強(qiáng)度為375MPa，具有良好的沖壓性能，滿足沖壓工藝要求。從零件的結(jié)構(gòu)工藝、表面粗糙度以及材料三方面分析，該零件具有良好的沖壓性能，滿足沖壓工藝要求?？己私虒W(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練沖裁件的精度與毛刺（1）精度沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)和經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。精密級(jí)是指沖壓工藝技術(shù)上所允許的精度；而經(jīng)濟(jì)級(jí)則是指可以用比較經(jīng)濟(jì)的手段達(dá)到的精度。沖裁件外形與內(nèi)孔尺寸公差見表1-3?？拙喙钜姳?-4。

六、拓展訓(xùn)練（2）毛刺任意沖裁件允許的毛刺高度見表1-5。知識(shí)點(diǎn)鞏固1、審圖的目的、方法及要點(diǎn)

2、沖裁件的工藝性四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.2確定單工序模的結(jié)構(gòu)類型一、布置工作任務(wù)1、確定E卡片單工序模的結(jié)構(gòu)類型。

在工藝分析的基礎(chǔ)上，開始進(jìn)行總體方案的擬定，此階段是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是創(chuàng)造性的工作。要充分發(fā)揮自己的聰明、才智和創(chuàng)造精神，設(shè)計(jì)一個(gè)既切實(shí)可行，又具有一定先進(jìn)性的合理方案。確定工藝方案，主要是確定模具類型，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形狀復(fù)雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設(shè)備條件等多方面因素，擬定多種沖壓工藝，然后選出一種最佳方案。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1、單工序沖裁模的概念及分類2、落料模、沖孔模常見形式1.單工序沖裁模的概念及分類

單工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模等。2.落料模常見形式

落料模常見有三種形式。1）無導(dǎo)向的敞開式落料模。上、下模無導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，沖裁間隙由沖床滑塊的導(dǎo)向精度決定。可用邊角余料沖裁。常用于料厚而精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)。如圖1.9所示。圖1.9無導(dǎo)向的敞開式落料模

1—模柄;2—凸模:3—卸料板;4—導(dǎo)料板;5—凹模;6—下模座:7—定位板2.沖孔模常見形式

2）導(dǎo)板式落料模。將凸模與導(dǎo)板間(又是固定卸料板)選用H7／h6的間隙配合，且該間隙小于沖裁間隙?；爻虝r(shí)不允許凸模離開導(dǎo)板，以保證對(duì)凸模的導(dǎo)向作用。與敞開式模相比，精度較高，模具壽命長，但制造要復(fù)雜一些,常用于料厚大于0.3mm的簡單沖壓件。如圖1.10所示：

1—下模座;2—銷;3—導(dǎo)板;4—銷;5—檔料釘;6—凸模;7—螺釘；8—上模座；9—銷；10、墊板；11—凸模固定板；12—螺釘；13—導(dǎo)料板14—凹模；15—螺釘圖1.10導(dǎo)板式落料模2.落料模常見形式3）帶導(dǎo)柱的彈頂落料模。上下模依靠導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，間隙容易保證，并且該模具采用彈壓卸料和彈壓頂出的結(jié)構(gòu)，沖壓時(shí)材料被上下壓緊完成分離。零件的變形小，平整度高。該種結(jié)構(gòu)廣泛用于材料厚度較小，且有平面度要求的金屬件和易于分層的非金屬件。如圖1.11所示：

1—上模座；2—卸料彈簧；3—卸料螺釘；4—螺釘；5—模柄；6—防轉(zhuǎn)銷；7—銷；8—墊板；9—凸模固定板；10—落料凸模；11—卸料板；12—落料凹模；13—頂件板；14—下模座;15—頂桿；16—板；17—螺栓；18—固定擋料銷；19—導(dǎo)柱；20—導(dǎo)套；21—螺母；22—橡皮圖1.11導(dǎo)柱式落料模2.沖孔模常見形式2.沖孔模沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般落料模相似。但沖孔模有其自己的特點(diǎn)，特別是沖小孔模具，必須考慮凸模的強(qiáng)度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。在已成形零件側(cè)壁上沖孔時(shí)，要設(shè)計(jì)凸模水平運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。1）沖側(cè)孔模。圖1.12是在成形零件的側(cè)壁上沖孔。圖a)是采用的是懸臂式凹模結(jié)構(gòu)，圖b)是依靠固定在上模的斜楔1來推動(dòng)滑塊4，使凸模5作水平方向移動(dòng)，完成筒形件或U形件的側(cè)壁沖孔、沖槽、切口等工序。2.沖孔模常見形式圖1.12側(cè)壁沖孔模2.沖孔模常見形式2）小孔沖模。這副模具沖制的工件如圖1.13所示。三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

1.方案分析設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)沖壓件的形狀、批量及精度要求來選擇是否需要導(dǎo)向裝置，其選用時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。（1）從沖模的應(yīng)用范圍來看，無導(dǎo)向沖模主要適用于中小批量生產(chǎn)，導(dǎo)柱模主要適用于大批量生產(chǎn)，而且零件精度要求較高的情況；導(dǎo)板模主要適用于級(jí)進(jìn)模和單工序沖模的沖裁，導(dǎo)板可兼作卸料板，并對(duì)沖模起保護(hù)作用。目前，由于沖模逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，有專門生產(chǎn)導(dǎo)、導(dǎo)套、模架的工廠，因此選用導(dǎo)柱模要比導(dǎo)板模更方便些。（2）從沖壓件的外形尺寸及厚度來考慮，無導(dǎo)向模對(duì)沖壓件的外形尺寸及厚度不作任何限制，而導(dǎo)柱模只能沖裁尺寸在300mm以內(nèi)、厚度在6mm以下的零件，導(dǎo)板模允許的沖壓件尺寸則更小。任務(wù)實(shí)施（3）從沖模的安裝調(diào)整及使用來看，無導(dǎo)向模的安裝與使用較為閑難，每次沖壓時(shí)均要重新調(diào)整沖模間隙，給操作者帶來困難；而導(dǎo)柱模及導(dǎo)板模在使用時(shí)較為方便。因此，從這一點(diǎn)出發(fā)，為了減少模具安裝與調(diào)試的難度，選用導(dǎo)柱模及導(dǎo)板模還是比較好的。（4）從模具的成本及制造復(fù)雜性來考慮，無導(dǎo)向沖模結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維修，故成本低，適于小批量及試制性生產(chǎn)。導(dǎo)柱及導(dǎo)板模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，造價(jià)高，故適用于大批量生產(chǎn)?？傊?，在生產(chǎn)批量較小且沖壓件精度要求不高的情況下，選用無導(dǎo)向沖模比較合適；而在生產(chǎn)批量較大，沖壓件精度又要求較高的情況下，必須采用有導(dǎo)向裝置的沖模結(jié)構(gòu)。任務(wù)實(shí)施2.方案實(shí)施過程方案一：無導(dǎo)向簡單沖裁模結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、質(zhì)量輕、模具制造容易、成本低，但沖模在使用安裝時(shí)麻煩，需要調(diào)試間隙的均勻性，沖裁精度低且模具壽命低。它適用于精度要求低、形狀簡單、批量小或試制的沖裁件。方案二：導(dǎo)板導(dǎo)向簡單沖裁模比無導(dǎo)向簡單沖裁模高、使用壽命較長、單模具制造較復(fù)雜、沖裁時(shí)視線不好。方案三：導(dǎo)柱導(dǎo)向簡單沖裁模導(dǎo)向準(zhǔn)確、可靠，能保證沖裁間隙均勻、穩(wěn)定，因此沖裁精度比導(dǎo)板模高，使用壽命長。但比前兩種模具成本高。工件尺寸精度要求不高，但工件產(chǎn)量大，根據(jù)材料較薄(0.3mm)的特點(diǎn)，為保證較高的生產(chǎn)率，采取彈性卸料、導(dǎo)料銷導(dǎo)料、使用帶料的導(dǎo)柱導(dǎo)向的簡單沖裁模?？己私虒W(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練為圖1.14零件選擇合適的模具結(jié)構(gòu)（材料10鋼，料厚0.8mm）。

圖1.14零件圖四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.3設(shè)計(jì)排樣一、布置工作任務(wù)確定E卡片零件的排樣形式及材料的利用率二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)

排樣是研究如何將沖裁件在條料、板料和帶料上進(jìn)行合理布置。在沖壓零件的成本中，材料費(fèi)用約占60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用具有非常重要的意義。合理的的排樣是降低沖壓件成本、提高材料利用率及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高沖壓模具壽命的有效措施。1.排樣

1)排樣的分類（1）有廢料排樣：如圖1.15a所示，沿制件的全部外形輪廓沖裁，在制件之間及制件在條料側(cè)邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）存在。因留有搭邊，所以制件質(zhì)量和模具壽命較高，但材料利用率降低。（2）少廢料排樣：如圖1.15b所示，沿制件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在制件之間（或制件與條料側(cè)邊之間）留有搭邊，材料利用率有所提高。（3）無廢料排樣：無廢料排樣法就是無工藝搭邊的排樣，制件直接由切斷條料獲得。圖1.15c是步距為兩倍制件寬度的一模兩件的無廢料排樣。

1.排樣圖1.15排樣方法

1.排樣2）排樣方法（1）在條（帶）料上的排樣方法根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法可分為直排法、斜排法、對(duì)排法、混合排法、多排法和沖裁搭邊法等多種方式，見表1-6。1.排樣a）縱裁b）橫裁c）聯(lián)合裁圖1.16常見裁板方法2.搭邊和條料寬度的確定1）搭邊搭邊是指排樣時(shí)毛坯外形與條料側(cè)邊及相鄰毛坯外形之間設(shè)置的工藝廢料，作用是保證毛坯從條料上分離，補(bǔ)償由于定位誤差使條料再送進(jìn)過程中產(chǎn)生偏移所需要的工藝廢料。搭邊寬度選取需要考慮的因素：（1）材料的力學(xué)性能。塑性好的材料，搭邊值要大一些：硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值要小一些。（2）沖件的形狀與尺寸。沖件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。（3）材料厚度。材料越厚，搭邊值越大。（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。（6）排樣的形式。對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊值。2.搭邊和條料寬度的確定2）搭邊值的確定搭邊值要合理，搭邊值過大，材料利用率低；搭邊值過小，搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，在沖裁中將被拉斷，使沖裁件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。通常搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。表1-7最小搭邊值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)表之一，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。2.搭邊和條料寬度的確定3）步距和條料寬度的確定在排樣方案和搭邊值確定之后，就可以確定條料或帶料的寬度，進(jìn)而可以確定導(dǎo)料板間距(采用導(dǎo)料板導(dǎo)向的模具結(jié)構(gòu)時(shí))。條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時(shí)必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別計(jì)算。

圖1.17條料的寬度確定3.材料的利用率衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性指標(biāo)是材料的利用率，用下式表示：其中，——材料利用率；

S——工件的實(shí)際面積；

A——步距（相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離）；Ｂ——條料寬度。往往一個(gè)進(jìn)距的材料利用率仍不能說明整個(gè)材料的利用情況，還需對(duì)整張板料進(jìn)行比較，這就需要計(jì)算一張板料上總的材料利用率，其中，——一張板料上沖裁件總件數(shù)；

L——板料長度3.材料的利用率如圖1.18所示，沖裁產(chǎn)生的廢料有兩種：設(shè)計(jì)廢料(也稱結(jié)構(gòu)廢料)；和工藝廢料。

要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是：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)，利用廢料制作小零件等。圖1.18廢料分類

圖1.19不同排樣方式的材料消耗對(duì)比

三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

1.確定排樣方式本項(xiàng)目零件因生產(chǎn)批量大，為了簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，便于定位，采用單排排樣方案，如圖1.20所示。圖1.21零件排樣圖任務(wù)實(shí)施2.確定條料寬度和送料步距：搭邊值：按表1-7，結(jié)合影響搭邊值的因素取最小搭邊值a＝2.2mm，b＝2.5mm

條料寬度；B＝116+2(2.5+0.6)+0.2＝122.4=123mm，送料進(jìn)距：Ａ＝34+2.2＝36.2m；當(dāng)條料寬度確定后，就可以繪制出排樣圖，一張完整的排樣圖應(yīng)標(biāo)注條料的寬度尺寸及公差、條料長度（卷料時(shí)可以不考慮）、板料厚度、端距、步距、工件間搭邊和側(cè)搭值，并以剖面線表示沖壓位置。如圖1.22所示。

圖1.22完整的排樣圖應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容

考核教學(xué)評(píng)價(jià)

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40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練請(qǐng)將如圖1.23所示的兩種墊片零件進(jìn)行排樣，并計(jì)算材料的利用率。

(a)(b)圖1.23墊片零件四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.4選擇凸、凹模刃口間隙一、布置工作任務(wù)為該E卡片零件模具選擇合適的刃口間隙二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.沖裁過程分析圖1.24所示為沖裁工作示意圖，凸模1與凹模2具有與沖件輪廓相同的鋒利刃口，且相互之間保持均勻合適的間隙。沖裁時(shí)，板料3置于凹模上方，當(dāng)凸模隨壓力機(jī)滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，使迅速?zèng)_穿板料進(jìn)入凹模，使沖件與板料分離而完成沖裁工作。1.沖裁過程分析沖裁變形分析對(duì)了解沖裁變形機(jī)理和變形過程，掌握沖裁時(shí)作用于板材內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)（圖1.25、圖1.26），正確應(yīng)用沖裁工藝及設(shè)計(jì)模具，控制沖裁件質(zhì)量有著重要意義。1）受力情況：四對(duì)力凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生彎矩。在五點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)中，B、D點(diǎn)的壓應(yīng)力高于A、E，而凸模刃口一側(cè)的壓力又大于凹模，所以裂紋最宜在E處產(chǎn)生，繼而在A處產(chǎn)生。1.沖裁過程分析2）沖裁時(shí)板料變形過程正常、間隙刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個(gè)階段，如圖1.27所示。圖1.27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。1.沖裁過程分析3）沖裁力一凸模行程曲線如圖1.28所示。（1）AB段：相當(dāng)于沖裁的彈性變形階段，凸模接觸材料后，載荷急劇上升。（2）BC段：當(dāng)凸模刃口擠入材料，即進(jìn)入塑性變形階段后，載荷的上升就慢下來。（3）C點(diǎn)：沖裁力達(dá)最大值。（4）CD段：此時(shí)為沖裁的斷裂階段。1.沖裁過程分析1.沖裁過程分析（2）材料性能的影響塑性好的材料：裂紋出現(xiàn)遲，材料被剪切深度大，斷面光亮帶比例大，圓角和穹彎也大，斷裂帶較窄。塑性差的材料：光亮帶小，圓角小，穹彎小，大部分為粗燥斷裂帶（3）模具刃口狀態(tài)的影響（圖1.30）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)凸模刃口磨鈍時(shí)，則會(huì)在落料件上端產(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。

圖1.30模具刃口狀態(tài)

1.沖裁過程分析（4）模具間隙的影響如圖1.31所示，圖1.31（a）中，間隙小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶。圖1.31（b）中，間隙大，出現(xiàn)二次拉裂，產(chǎn)生二個(gè)斜度。圖131（c）中，間隙合適，上下紋會(huì)合成一線，斷面質(zhì)量好。a)間隙過小；b)間隙合適；c)間隙過大圖1.31間隙大小對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量的影響2.沖裁間隙的合理選擇1）間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影晌沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。當(dāng)凸、凹模間隙較大時(shí)，沖裁結(jié)束后，因材料的彈性恢復(fù)使沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑；當(dāng)間隙較小時(shí)，由于材料受凸、凹模的擠壓力大，故沖裁后材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔孔徑變小。圖1.32間隙對(duì)沖裁件精度的影響2.沖裁間隙的合理選擇2）間隙對(duì)模具壽命的影響

過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面與材料間的摩擦減小，并減少制造和裝配精度對(duì)間隙的限制，放寬間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。3）間隙對(duì)沖裁力的影響隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙為材料厚度的5％～20％左右時(shí)，沖裁力的降低不超過5％～10％。間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模上卸料和從凹模里推出零件都省力，當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15％～25％左右時(shí)，卸料力幾乎為零。3.間隙值的確定模具在使用中間隙越磨越大，故設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙cmin。1）理論確定法根據(jù)圖1.33中幾何關(guān)系可以求的合理間隙c為式中t——材料厚度：

——產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的深度：

——產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的相對(duì)深度：

——剪裂紋與垂線間的夾角。

圖1.33理論間隙計(jì)算圖3.間隙值的確定2）經(jīng)驗(yàn)確定法沖裁間隙的確定也可以才用經(jīng)驗(yàn)公式來確定：c=mt

式中t——材料厚度：m——系數(shù)，與材料性能及厚度有關(guān)，對(duì)于尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小間隙值，對(duì)于斷面垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。3）查表法查表法是工廠中設(shè)計(jì)模具時(shí)普遍才用的方法之一。三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

查表1-14<沖裁模初始用間隙2c（電器儀表行業(yè)）>按II級(jí)精度選取，得間隙值：考核教學(xué)評(píng)價(jià)

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40%五、工作結(jié)果評(píng)估知識(shí)點(diǎn)鞏固1.沖裁過程分析；2.沖裁間隙的合理選擇3.間隙值的確定四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.5計(jì)算凸、凹模刃口尺寸一、布置工作任務(wù)1、確定模具刃口尺寸;2、確定模具刃口制造公差。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則；2、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法。1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則

在計(jì)算凸、凹模刃口尺寸時(shí)，要遵循以下原則。（1）設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，如圖1.34示。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(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，如圖1.35所示。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。（2）根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，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（2Cmin）。圖1.34落料件的給出公差值圖1.35沖孔件的給出公差數(shù)值1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則

（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?！咎貏e提示】生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)的規(guī)律：（1）沖裁件斷面都帶有錐度。落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。（2）測量和使用中，落料件以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑以小端尺寸為準(zhǔn)。（3）凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大2.凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法

常用刃口尺寸的計(jì)算方法可以分為以下兩種情況。1）加工方法（1）凸模與凹模圖樣分別加工法。采用此方法，凸凹模分別按圖紙加工至尺寸，要分別標(biāo)注凸凹模的刃口尺寸和制造公差。初始間隙值應(yīng)滿足：或取、（2）凸模與凹模配作法。配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸模或凹模），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。這種方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核。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(duì)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（±）。

三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

本例零件因形狀比較復(fù)雜，且為薄料，為保證凸、凹模之間的間隙值，必須采用凸、凹模配合加工的方法。以凹模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖中各尺寸分為：磨損后增大尺寸：磨損后減小尺寸：磨損后不變尺寸：刃口尺寸計(jì)算如下：任務(wù)實(shí)施凸模的刃口尺寸按凹模的實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙0.02-0.04mm。如圖1.42所示：

（a）輪廓磨損圖（b）凹模刃口尺寸圖（c）凸模刃口尺寸圖

圖1.42凸模、凹模尺寸圖

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40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練圖1.43示零件，材料為20鋼，料厚t=2mm,按照配制加工方法計(jì)算該沖裁件的凸模、凹模的刃口尺寸及制造公差。圖1.43訓(xùn)練題圖四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.6確定沖裁力及壓力中心一、布置工作任務(wù)1、計(jì)算E卡片模具沖裁力;2、初選壓力機(jī)的公稱壓力；3、確定沖壓模具壓力中心。模具的壓力中心就是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。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.沖裁力的確定2.沖模壓力中心的確定1.沖裁力的確定

1）沖裁力的計(jì)算沖裁力是指沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力。用普通平刃口模具沖裁時(shí)，沖裁力F一般按下式計(jì)算：式中，F(xiàn)p——沖裁力；L——沖裁周邊長度；t——材料厚度；——材料抗剪強(qiáng)度；Kp——系數(shù)。一般取K＝1.3；當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度代替，系數(shù)KP取1。1.沖裁力的確定

2）卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算卸料力：推料力：頂件力：式中，——沖裁力，N；

K——卸料力系數(shù)，其值為0.02-0.06（薄料取大值，厚料取小值）；

——推料力系數(shù)，其值為0.03~0.07（薄料取大值，厚料取小值）；

——頂件力系數(shù)，其值為0.04~0.08（薄料取大值，厚料取小值）；n——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h為直刃口部分的高，mm；t為材料厚度，mm。圖1.44受力示意圖1.沖裁力的確定3）壓力機(jī)公稱壓力的確定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)：

2.沖模壓力中心的確定模具的壓力中心：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。（1）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。沖裁壓力中心計(jì)算公式和步驟見圖1.45和表1-182.沖模壓力中心的確定如果遇到弧形或扇形的圖形，我們還須按下面的公式把重心先算出來，如圖1.46所示，為弧形或扇形的壓力中心的計(jì)算。圓弧重心與圓心的距離：圖1.46弧形或扇形壓力中心的計(jì)算三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

1.計(jì)算沖裁力本項(xiàng)目零件只有0.3mm，其模具采用彈性卸料和下頂出料方式，所以其沖壓力計(jì)算如下：沖裁力：其中，

，故卸料力：()頂件力：()選擇沖床時(shí)的總的沖壓力：噸任務(wù)實(shí)施2.沖模壓力中心的確定確定沖模壓力中心可按如下步驟。（1）按比例畫出工件的輪廓圖。（2）在任意處選取坐標(biāo)軸X、Y（選取坐標(biāo)軸不同，則壓力中心位置也不同）。（3）將工件分解成若干直線段或弧度段，l1、l2、…ln，因沖裁力與輪廓線長度成正比關(guān)系，故用輪廓線長度代替F。（4）計(jì)算各基本線段的重心到Y(jié)軸的距離x1、x2…xn和到Y(jié)軸的距離y1、y2…yn，則根據(jù)計(jì)算公式得到結(jié)果。先按比例畫出工件形狀，將工件輪廓錢分成l1、l2、l3、l4、l5、的基本線段，并選定坐標(biāo)系XOY，如圖1.47所示。因工件對(duì)稱，其壓力中心一定在對(duì)稱軸y上，即XC＝0。故只計(jì)算YC。任務(wù)實(shí)施l1＝116－214＝88mm；y1=0l2＝6×（34－17）＝102mm；y2=0.5×(34-17)＝8.5mml3＝2×7π=43.96mm；y3=17+(7×sinπ/2)÷π/2＝21.4mml4＝2×17π÷2=53.8mm；y4=17+(17×sinπ/4÷π/4)×cosπ/4＝27.69mml5＝82mm；y5＝34mm考核教學(xué)評(píng)價(jià)

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40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練1.降低沖裁力的方法2.用簡便經(jīng)驗(yàn)確定壓力中心的方法六、拓展訓(xùn)練1.降低沖裁力的方法1）階梯凸模沖裁。可使各個(gè)凸模沖裁力的最大值不同時(shí)出現(xiàn)，從而降低了總的沖裁力。如圖1.48所示。2）斜刃沖裁。使同時(shí)剪切的斷面積減小，從而降低了沖裁力。為獲得平整的零件，落料時(shí)，凸模作成平刃，斜刃作在凹模上，沖孔時(shí)相反。如圖1.49所示：

圖1.48階梯凸模沖裁圖1.49斜刃沖裁

(a)、（b）落料凹模為斜刃；（c）、（d）、（e）沖孔凸模為斜刃；（f）用于切口或切斷的單邊斜刃六、拓展訓(xùn)練2.用簡便經(jīng)驗(yàn)確定壓力中心的方法可以用線切割割出展開鐵片，用磁鐵吸住邊緣部位吊住，（在兩個(gè)不同的約90°的方向上），那么吊線的交點(diǎn)就是壓力中心。也可以用打印機(jī)打印出M1：1或M1：2展開圖，然后剪下，用大頭針插入邊緣部位，紙片垂線的交點(diǎn)就是壓力中心（類似線吊法），用這些方法很容易找出壓力中心。如圖1.50所示。

圖1.50簡便經(jīng)驗(yàn)確定壓力中心的方法知識(shí)點(diǎn)鞏固1.沖裁力的確定2.沖模壓力中心的確定四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練任務(wù)1.7設(shè)計(jì)凸、凹模結(jié)構(gòu)一、布置工作任務(wù)1、確定E卡片凸模的結(jié)構(gòu)尺寸;2、確定E卡片凹模的結(jié)構(gòu)尺寸。盡管沖裁模的結(jié)構(gòu)形式及復(fù)雜程度不同，組成模具的零件有多有少，但沖裁模的主要零部件仍相同。按模具零件的不同作用，可將其分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件。（在項(xiàng)目2中有詳細(xì)敘述）。凹模和凸模就是最重要的一類工藝零件，在前幾個(gè)任務(wù)確定了凸凹模刃口尺寸和沖裁力的基礎(chǔ)上，我們就可以確定凹模和凸模的結(jié)構(gòu)尺寸了。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定1）凹模洞口形式常用凹模洞口類型如圖1.51所示，其中a、b、c型為直筒式刃口凹模。其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因廢料或制件在洞壁內(nèi)的聚集而增大了推件力凹模的漲裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來了不利的影響。一般復(fù)合模和上出件的沖裁模用a、c型，下出件的用b或a型。d、e型是錐筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如時(shí)，刃磨0.1mm，其尺寸增大0.0017mm）。凹模錐角、后角和洞口高度h，均隨制件材料厚度的增大而增大，一般取、=20°-30°、h=4-10mm。

1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定凹模外形尺寸設(shè)計(jì)凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。（1）圓凹模：用于鑲嵌的圓形凹模按國標(biāo)設(shè)計(jì)或接近國標(biāo)設(shè)計(jì)，如圖1.52所示。①孔口高度。②固定方式在國家標(biāo)準(zhǔn)中，圖1.53(a)和圖1.53(b)圓凹模及固定的兩種方法，這兩種圓形凹模主要用于沖孔，直接裝在凹模固定板中，采用H7/m6配合，圖1.53(c)是用螺釘和銷釘固定在模座上。1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定③周界尺寸（如圖1.54所示）。凹模厚度：凹模壁厚：（2）矩形（或自制整體式）凹模按下列方法設(shè)計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖件的料厚度和沖件的輪廓尺寸，把凹?？卓谌斜谥庑蔚木嚯x，按經(jīng)驗(yàn)公式來確定，如圖1.55所示。凹模厚度：凹模壁厚：級(jí)進(jìn)模由于多數(shù)沖薄料，可以大于25-40mm,式中，b為沖裁件最大外形尺寸。1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定也有參考資料細(xì)化為：刃口為光滑曲線時(shí)W1=1.2H；刃口為直線時(shí)W2=1.5H；刃口為尖角或其它復(fù)雜形狀時(shí)W3=2.0H；如圖1.56所示：1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定3）凹模板螺絲孔、銷釘、導(dǎo)套、型腔的布置為保證熱處理后的凹模板在鉆孔時(shí)不開裂，所以邊距離有一定要求如圖1.57所示：2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定1）凸模的結(jié)構(gòu)形式凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類，一類是鑲拼式凸模結(jié)構(gòu)（圖1.58），另一類是整體式凸模結(jié)構(gòu)（圖1.59）。整體式凸模結(jié)構(gòu)根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式（圖1.59c）和臺(tái)階式（圖1.59a、b）。直通式凸模的工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進(jìn)行加工。臺(tái)階式凸模一般采用機(jī)械加工，當(dāng)形狀復(fù)雜時(shí)成形部分常采用成形磨削。標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模：對(duì)于圓形凸模，GB2863—81的冷沖模標(biāo)準(zhǔn)已制訂出這類凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格（圖1.60）。設(shè)計(jì)時(shí)可按國家標(biāo)準(zhǔn)選擇。

2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定非圓形凸模：其形狀復(fù)雜多變，可將其近似分為圓形類和矩形類。圓形類凸模其固定部分可做成圓柱形，但需注意凸模定位，常用騎縫銷來防止凸模的轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形類凸模其固定部分一般做成矩形體，如圖1.61所示。如果用線切割加工凸模，則固定部分和工作部分的尺寸及形狀一致，即為直通式凸模，如圖1.62所示。

2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定2）凸模長度的確定凸模長度應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需求來確定。（1）如圖1.63（a）所示，采用固定卸料板的沖裁模凸模長度為（2）如圖1.63（b）所示，采用固定卸料板的沖裁模凸模長度為式中，h1、h2、h3、t分別為凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板、板料的厚度；15-20mm為附加長度，包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。

2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定3）凸模的材料凸模的刃口要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，因此有較高的硬度和適當(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)雜且模具壽命要求較高的凸?？蛇x用Cr12，Cr12MoVCrWMn等材料；要求高壽命高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。4）凸模的強(qiáng)度校核對(duì)于細(xì)長的凸模，或凸模斷面尺寸較小而毛坯的厚度有較大時(shí)，必須進(jìn)行承壓能力和抗縱向彎曲能力的校驗(yàn)。

（1）凸模承載能力校核。凸模的最小斷面承受的壓應(yīng)力，必須小于凸模材料強(qiáng)度許用的壓應(yīng)力。①對(duì)非圓形凸模②對(duì)圓形凸模2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定（2）凸模抗彎能力校核。凸模沖裁時(shí)的穩(wěn)定性校驗(yàn)采用軸向壓力的歐拉公式，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為無導(dǎo)向裝置和有導(dǎo)向裝置的凸模的校驗(yàn)。①對(duì)無導(dǎo)向裝置的凸模：對(duì)圓形凸模對(duì)非圓形凸模②對(duì)有導(dǎo)向裝置的凸模：對(duì)圓形凸模

對(duì)非圓形凸模2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定5）凸模的護(hù)套小孔：d＜t或d＜1mm的圓孔和面積A＜1mm2的異形孔。圖1.64（a）、（b）所示為兩種簡單的圓形凸模護(hù)套。圖1.64（a）所示護(hù)套1、凸模2均用鉚接固定。圖1.64（b）所示護(hù)套1采用臺(tái)肩固定；凸模2很短，上端有一個(gè)錐形臺(tái)，以防卸料時(shí)拔出凸模；沖裁時(shí)，凸模依靠芯軸3承受壓力。圖1.60（c）所示護(hù)套1固定在卸料板(或?qū)О?4上，工作時(shí)護(hù)套1始終在上模導(dǎo)板5內(nèi)滑動(dòng)而不與其脫離，當(dāng)上模下降時(shí)，卸料彈簧壓縮，凸模從護(hù)套中伸出沖孔。圖1.64（d）所示是一種比較完善的凸模護(hù)套，三個(gè)等分扇形塊6固定在固定板中，具有三個(gè)等分扇形槽的護(hù)套1固定在導(dǎo)板4中，可在固定扇形塊6內(nèi)滑動(dòng)，因此可使凸模在任意位置均處于三向?qū)蚺c保護(hù)之中。

2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定6）凸模的固定方式（1）平面尺寸比較大的凸模，可以直接用銷釘和螺栓固定，如圖1.65所示。（2）中、小型凸模多采用臺(tái)肩、吊裝或鉚接固定，如圖1.66所示。（3）小凸模采用黏結(jié)方式，如圖1.67所示。（4）大型沖小孔的易損凸模，如圖1.68所示。

【特別提示】沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利的刃口，凸凹模之間的間隙較小，加工具有如下特點(diǎn)：（1）凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度為58-62HRC，凹模比凸模稍硬一點(diǎn)。（2）凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6-9,工作表面粗糙度Ra=1.6-0.4um.。（3）凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直，安裝固定部分要符合配合要求。（4）凸、凹模裝配后應(yīng)保證周邊留有均勻的最小合理沖裁間隙。（5）凸模的加工主要是外形加工（基軸制），除標(biāo)準(zhǔn)件購買外，非標(biāo)準(zhǔn)件常用CNC加工成直通式凸模；凹模加工主要是內(nèi)形的加工、鑲件，凹模形孔主要是線切割先加工直通式再加工出漏料孔。三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施

1.確定該零件的凹模形狀尺寸凹模厚度：H=kb=0.15×116=17.4mm壁厚：C=(1.5~2)H=2×17.25=34.5mm凹模外形尺寸的長：A=116+2×34.5=185mm凹模外形尺寸的寬：B=34+2×34.5=103mm在冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中選取標(biāo)準(zhǔn)值為：凹模尺寸：200×200×22mm固定板尺寸：200×200×22mm卸料板尺寸：200×200×20mm凹模結(jié)構(gòu)尺寸如圖1.69所示任務(wù)實(shí)施2.確定該零件的凸模形狀尺寸如圖1.70所示，本項(xiàng)目凸模非圓形，可用現(xiàn)切割方式獲得，故可做成直通式凸模，即固定部分和工作部分的尺寸及形狀一致。凸模長度的確定:L=h1+h2+t+(15~20)mm=22+20+20=62mm考核教學(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練如圖1.71所示某種墊片零件，確定該零件的凸模、凹模結(jié)構(gòu)尺寸。

知識(shí)點(diǎn)鞏固1.凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定2.凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展訓(xùn)練拓展任務(wù)1.8模具總體結(jié)構(gòu)一、布置工作任務(wù)模具裝配圖的繪制本項(xiàng)目的模具裝配圖。該模具為下頂出單工序落料模。如圖1.72所示：條料的送進(jìn)，由兩個(gè)導(dǎo)料銷l控制方向，由固定擋料銷12控制其進(jìn)距。卸料采用彈性卸料裝置，將廢料從凸模上卸下。同時(shí)由裝在模座之下的頂出裝置實(shí)現(xiàn)上出件。通過調(diào)整螺母19壓縮橡膠17，可調(diào)整頂件力。由于該彈性項(xiàng)出裝置在沖裁時(shí)能壓住工件，并及時(shí)地將工件從凹模內(nèi)頂出，因此可使沖出的工件表面平整。適用于較薄的中、小工件的沖裁。

二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1、模具裝配圖的繪制；2、模具零件的相互位置關(guān)系。三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。任務(wù)實(shí)施考核教學(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目通過E卡片單工序模具的設(shè)計(jì)，主要介紹了沖壓變形特點(diǎn)、沖裁工藝性分析、排樣設(shè)計(jì)、刃口尺寸計(jì)算、沖裁力及壓力中心確定和沖裁模工作部分設(shè)計(jì)。教學(xué)目標(biāo)是通過E卡片的模具設(shè)計(jì)掌握沖裁模具的一般設(shè)計(jì)流程。在沖裁工藝性分析時(shí)，要求能從沖裁件的材料、形狀和尺寸精度方面進(jìn)行分析。在進(jìn)行刃口尺寸計(jì)算時(shí)，掌握兩種刃口計(jì)算的方法，注意落料和沖孔尺寸計(jì)算的區(qū)別。在對(duì)沖裁模凸模和凹模進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，掌握凹模周界的確定方法，會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)模具。

《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》項(xiàng)目2復(fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁模設(shè)計(jì)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》任務(wù)2.1審圖及沖裁工藝性分析任務(wù)2.2確定沖裁工藝方案

項(xiàng)目2復(fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁模設(shè)計(jì)任務(wù)2.3沖裁工藝計(jì)算

任務(wù)2.4設(shè)計(jì)模具工作零件

任務(wù)2.5設(shè)計(jì)定位零件任務(wù)2.6設(shè)計(jì)卸料與出件裝置任務(wù)2.7設(shè)計(jì)與選用結(jié)構(gòu)零件

任務(wù)2.8繪制沖裁模裝配圖和零件圖四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展閱讀任務(wù)2.1審圖及沖裁工藝性分析一、布置工作任務(wù)1、對(duì)手柄和墊片零件進(jìn)行審圖和零件的工藝性分析。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)項(xiàng)目一中的任務(wù)1.1.1較詳細(xì)地闡述了審圖和工藝性分析的方法。在本項(xiàng)目中，這些方法仍然適用，需要同學(xué)們注意的是載體零件比項(xiàng)目一零件更復(fù)雜（比如多了沖孔工序），所以應(yīng)結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識(shí)，更全面的進(jìn)行零件的審圖和工藝性分析。三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施（1）結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小此工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，有一個(gè)φ8mm的孔和4個(gè)φ5mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為3．5mm(大端3個(gè)φ5mm的孔與φ8mm孔、φ5mm的孔與R16mm外圓之間的壁厚)，適合沖裁。

學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。1.手柄零件審圖及工藝分析四、工作任務(wù)實(shí)施（2）尺寸精度、粗糙度、位置精度工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，按“入體”原則把尺寸逐個(gè)改為單向公差。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。1.手柄零件審圖及工藝分析四、工作任務(wù)實(shí)施（3）沖裁件材料的性能材料為Q235-A鋼，利用設(shè)計(jì)手冊(cè)查出其抗剪強(qiáng)度為320MPa，抗拉強(qiáng)度為420MPa，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。1.手柄零件審圖及工藝分析四、工作任務(wù)實(shí)施（1）形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小此墊片有落料和沖孔工序，形狀簡單、對(duì)稱，無尖銳的清角，無細(xì)長的懸臂和狹槽，最大尺寸為120mm,屬中小型零件。

(2)尺寸精度、粗糙度、位置精度查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，按“入體”原則把尺寸逐個(gè)改為單向公差。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。2.墊片零件審圖及工藝分析四、工作任務(wù)實(shí)施（3）沖裁件材料的性能材料為10鋼，利用設(shè)計(jì)手冊(cè)查出其抗剪強(qiáng)度為280MPa，抗拉強(qiáng)度為350MPa，具有良好的沖壓性能，滿足沖壓工藝要求。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。2.墊片零件審圖及工藝分析考核教學(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練卡片的材料為H62（黃銅），厚度為0.8mm,屬大批量生產(chǎn)，試進(jìn)行工藝性分析。六、拓展訓(xùn)練電動(dòng)機(jī)定子沖片的材料為硅鋼片，厚度0.5mm，屬于大批量生產(chǎn)，試進(jìn)行工藝性分析。知識(shí)點(diǎn)鞏固1、對(duì)手柄和墊片零件進(jìn)行審圖和零件的工藝性分析。任務(wù)2.1審圖及沖裁工藝性分析

任務(wù)2.2確定沖裁工藝方案

項(xiàng)目2復(fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁模設(shè)計(jì)任務(wù)2.3沖裁工藝計(jì)算

任務(wù)2.4設(shè)計(jì)模具工作零件

任務(wù)2.5設(shè)計(jì)定位零件任務(wù)2.6設(shè)計(jì)卸料與出件裝置任務(wù)2.7設(shè)計(jì)與選用結(jié)構(gòu)零件

任務(wù)2.8繪制沖裁模裝配圖和零件圖四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展閱讀任務(wù)2.2確定沖裁工藝方案一、布置工作任務(wù)1、確定手柄零件和墊片零件的沖裁工藝方案。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.復(fù)合模具2.級(jí)進(jìn)模3.沖壓工藝方案的確定二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.復(fù)合模具壓力機(jī)在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具，成為復(fù)合模。通常有落料、沖孔復(fù)合，落料拉深復(fù)合、沖孔翻邊復(fù)合。1）復(fù)合模特點(diǎn)(1）沖壓件形狀精度高，同心度可達(dá)0.02~0.04mm;(2）沖壓件表面平直度高，可達(dá)IT11~IT12,最高可達(dá)IT9級(jí)；(3）應(yīng)用范圍廣，可沖厚度為0.01mm薄料；(4）生產(chǎn)率高，適宜大批量、精度要求高的沖裁件的生產(chǎn)。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.復(fù)合模具

2)復(fù)合模分類根據(jù)落料凹模在模具中的安裝位置，復(fù)合模有正裝式和倒裝式兩種。落料凹模裝在下模，該結(jié)構(gòu)為正裝復(fù)合模，若落料凹模在上模，則為倒裝復(fù)合模。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.復(fù)合模具

3)

凸凹模最小壁厚值

凸凹模最小厚度

二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.復(fù)合模具

4)復(fù)合模設(shè)計(jì)應(yīng)注意事項(xiàng)（1）設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)必須充分保證凸凹模有足夠強(qiáng)度，防止壁厚太薄而在沖壓時(shí)開裂。（2）對(duì)于小間隙及薄料沖裁的復(fù)合模，應(yīng)采用浮動(dòng)式模柄結(jié)構(gòu)，以消除壓力機(jī)導(dǎo)向不良而影響沖壓精度。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.復(fù)合模具

4)復(fù)合模設(shè)計(jì)應(yīng)注意事項(xiàng)（3）設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，必須保證各工序復(fù)合時(shí)的先后動(dòng)作順序，以利于沖壓件成形和模具制造與修理。（4）設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，應(yīng)允分考慮模具各部位的配合精度要求。（5）對(duì)既有沖裁刃口部位又有成形部位的凸凹模，應(yīng)使刃口部位和成形部位分開設(shè)計(jì)，以便于沖模維修。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)2.級(jí)進(jìn)模級(jí)進(jìn)模又稱連續(xù)模具，是指壓力機(jī)在一次行程中，一次在模具幾個(gè)不同位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。整個(gè)制件的成形是在級(jí)進(jìn)過程中逐步完成的。1）級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）構(gòu)成連續(xù)模的零件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）模具制造與裝配難度大，精度要求高，步距控制精確，且要求刃磨、維修方便。（3）剛性大。（4）對(duì)有關(guān)模具零件材料及熱處理要求高。（5）一般應(yīng)采用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，有時(shí)還采用輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。（6）自動(dòng)化程度高。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)2.級(jí)進(jìn)模2）級(jí)進(jìn)模的分類

(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①雙側(cè)刃定距的沖孔落料級(jí)進(jìn)模②彈壓導(dǎo)板級(jí)進(jìn)模3）級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)3.沖壓工藝方案的確定

1）沖裁工序的組合沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。組合沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)效率高，加工的精度等級(jí)高。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)3.沖壓工藝方案的確定

2）沖裁順序的安排（1）連續(xù)沖裁順序的安排1）先沖孔或沖缺口，最后落料或切斷，將沖裁件與條料分離。首先沖出的孔可作后續(xù)工序的定位孔。2）采用定距側(cè)刃時(shí)，定距側(cè)刃切邊工序安排與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距。采用兩個(gè)定距側(cè)刃時(shí)，可以安排成一前一后。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)3.沖壓工藝方案的確定

2）沖裁順序的安排（2）多工序沖裁件用單工序沖裁時(shí)的順序安排1）先落料使坯料與條料分離，再?zèng)_孔或沖缺口。后繼工序的定位基準(zhǔn)要一致，以避免定位誤差和尺寸鏈換算。2）沖裁大小不同相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔后沖小孔。三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.手柄零件該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.手柄零件方案一:模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二:只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但工件最小壁厚3.5mm接近凸凹模許用最小壁厚3.2mm，模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。方案三:也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

2.墊片零件該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，也可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施2.墊片零件方案一:優(yōu)點(diǎn)是模具比較簡單，但需兩道但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二:只需一套模具，生產(chǎn)率較高能滿足大批量生產(chǎn)的要求，但不滿足尺寸mm精度的要求；方案三:只需一套模具，工件的精度和生產(chǎn)率都能得到保證，并且能滿足最小壁厚的要求。經(jīng)比較，方案三復(fù)合模具為佳，又因正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，料易在凹模內(nèi)集聚，減少模具使用壽命，而工件尺寸精度高，且產(chǎn)量大，為保證生產(chǎn)率，采取導(dǎo)柱導(dǎo)向的倒裝式?jīng)_裁模。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。考核教學(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練對(duì)圖所示的轉(zhuǎn)卡片零件，試擬定沖裁工藝方案。知識(shí)點(diǎn)鞏固1、確定手柄零件和墊片零件的沖裁工藝方案。任務(wù)2.1審圖及沖裁工藝性分析

任務(wù)2.2確定沖裁工藝方案

項(xiàng)目2復(fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁模設(shè)計(jì)任務(wù)2.3沖裁工藝計(jì)算

任務(wù)2.4設(shè)計(jì)模具工作零件

任務(wù)2.5設(shè)計(jì)定位零件任務(wù)2.6設(shè)計(jì)卸料與出件裝置任務(wù)2.7設(shè)計(jì)與選用結(jié)構(gòu)零件

任務(wù)2.8繪制沖裁模裝配圖和零件圖四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展閱讀任務(wù)2.3沖裁工藝計(jì)算一、布置工作任務(wù)1、對(duì)手柄零件和墊片零件進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，包括排樣的設(shè)計(jì)、凸凹模刃口尺寸計(jì)算、沖裁力計(jì)算以及壓力機(jī)的初步選擇。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)有關(guān)排樣、沖裁力、壓力中心確定等知識(shí)詳見項(xiàng)目1中任務(wù)1.1.3——任務(wù)1.1.6中所述，本項(xiàng)目不再重復(fù)，只是針對(duì)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)時(shí)易出現(xiàn)的步距尺寸確定問題有必要做一下闡述。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)級(jí)進(jìn)模的步距是確定條料在模具中每送進(jìn)一次所需要向前移動(dòng)的固定距離，步距的精度直接影響零件的精度。

（1）單排列排樣的步距基本尺寸

S=A+M式中A:零件外形尺寸(mm)；M:搭邊寬度(mm)。（2）外形交錯(cuò)排樣的步距基本尺寸當(dāng)兩個(gè)零件外輪廓在沿送料方向排列相互交錯(cuò)時(shí)，其步距基本尺寸為S=B+M。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)

(3)斜排樣的步距基本尺寸在排樣圖中，如果斜排，則其步距基本尺寸為:S=(B+M)／sina式中B:沖裁件沿送料方向有一傾斜夾角方位的某個(gè)局部外形輪廓尺寸(mm)a:零件中心線與送料方向的傾斜夾角(°)(4)雙排或多排排樣的步距基本尺寸

沿送料方向在同一軸線上進(jìn)行雙排或多排排樣，則步距基本尺寸為: S=A+B+2M三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.手柄零件

1）排樣設(shè)計(jì)手柄的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，直排時(shí)材料利用率低，應(yīng)采用直對(duì)排，設(shè)計(jì)成隔位沖壓，可顯著地減少廢料。隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉(zhuǎn)180°，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.手柄零件

2）沖壓力的計(jì)算：沖孔:沖裁力：推料力：落料:沖裁力：卸料力：學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

3）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模型口，如圖所示學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

4）工作零件刃口尺寸計(jì)算工作零件的形狀相對(duì)較簡單采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡化。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

2.墊片零件1）排樣方案為提高材料的利用率，采用直對(duì)排。如圖所示。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施2.墊片零件2）沖壓力的計(jì)算(1)沖壓力的組成落料力+沖孔力+落料時(shí)卸料力+沖孔時(shí)推件力(2)沖壓力的計(jì)算(3)模具壓力中心的計(jì)算(4)刃口的計(jì)算學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。考核教學(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展訓(xùn)練對(duì)圖2.8所示的轉(zhuǎn)卡片進(jìn)行沖裁工藝計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)鞏固1、確定手柄零件和墊片零件的沖裁工藝方案。任務(wù)2.1審圖及沖裁工藝性分析

任務(wù)2.2確定沖裁工藝方案

項(xiàng)目2復(fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁模設(shè)計(jì)任務(wù)2.3沖裁工藝計(jì)算

任務(wù)2.4設(shè)計(jì)模具工作零件

任務(wù)2.5設(shè)計(jì)定位零件任務(wù)2.6設(shè)計(jì)卸料與出件裝置任務(wù)2.7設(shè)計(jì)與選用結(jié)構(gòu)零件

任務(wù)2.8繪制沖裁模裝配圖和零件圖四、工作任務(wù)實(shí)施三、制定實(shí)施計(jì)劃一、布置工作任務(wù)五、工作結(jié)果評(píng)估二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)六、拓展閱讀任務(wù)2.4設(shè)計(jì)模具工作零件一、布置工作任務(wù)1、對(duì)手柄零件和墊片零件的模具工作部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)

1、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)凸凹模是復(fù)合模同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。外形按一般凸模設(shè)計(jì)，內(nèi)形按一般凹模式設(shè)計(jì)。加強(qiáng)凸凹模強(qiáng)度的方法：①增加有效刃口以下的壁厚；②采用正裝式結(jié)構(gòu)復(fù)合模，減少凸凹模?？讖U料的積存數(shù)目，減少推件力，③對(duì)于不積累廢料的凸凹模，沖硬材料其最小壁厚m≥1.5t,但不小于0.7mm；軟材料m≥t,但不小于0.5mm；④對(duì)于不積累廢料的凸凹模其最小壁厚可參考表2-5：1、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、制定實(shí)施計(jì)劃各小組根據(jù)下達(dá)的工作任務(wù)制定具體的實(shí)施計(jì)劃。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.墊片零件

1）沖孔圓形凸模沖孔圓形凸模，由于模具需要在凸模外面裝推件塊，因此設(shè)計(jì)成直柱形式。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.墊片零件

2）凹模結(jié)構(gòu)凹模的刃口形式,鑒于該產(chǎn)品生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強(qiáng)度較高的凹模，如圖所示的刃口形式。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

1.墊片零件3）凸凹模學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

2.手柄零件1)落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長L可按公式計(jì)算：

L

=20+14+1.2+28.8=64mm學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

2.手柄零件

2)沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)。四、工作任務(wù)實(shí)施

2.手柄零件

3）凹模

學(xué)生根據(jù)小組的計(jì)劃獨(dú)立完成工作任務(wù)?？己私虒W(xué)評(píng)價(jià)

40%

學(xué)生自我評(píng)價(jià)

20%

小組評(píng)價(jià)

40%五、工作結(jié)果評(píng)估六、拓展閱讀

1、凸模與凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)鑲接常用于局部易損的結(jié)構(gòu)，拼接常用于形狀復(fù)雜或大型模具。2、鑲拼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則1)便于加工制造，減少鉗工工作量，提高模具加工精度

2)便于維修、更換與調(diào)整3、鑲拼式凸、凹模的固定方法4、鑲拼結(jié)構(gòu)