【文章內容簡介】 在實際應用中，抗沖剪強度 ? 的值一般取材料抗拉強度 b? 的 ～ 。為便于估算，通常取抗沖剪強度等于該材料抗拉強度 b? 的 80%。即 b?? ? (36) 因此， 該沖件的落料力的計算公式為 1 . 3 6 1 0 . 5 4 5 0 4 3 0 9 6F K L t N??? ? ? ? ? ? ? (37) （ 2）沖孔力 沖孔力的計算 =Lt bF ?沖 12= ( 4 d ) 3 . 1 4 ( 4 1 . 4 2 . 8 ) 0 . 5 4 5 0 5 9 3 4 . 6F d N?? ? ? ? ? ? ?沖 (38) 式中 沖F —沖孔力（ N） 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 15 L—沖件的內輪廓長度（ mm） t—板料厚度（ mm） b? —材料的抗拉強度（ MPa） （ 3）卸料力 一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會使落料件梗塞在凹模內，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來所需的力稱卸料力。影響這個力的因素較多，主要有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤滑情況等。所以要精確地計算這些力是困難的，一般用下列經驗公式計算： 卸料力 0 .0 4 3 0 1 6 .7 6F K F F N? ? ? ?卸 卸 (39) 式中 F—— 沖裁力 (N) 1K —— 頂件力及卸料力系數，其值可查教材表 17。 這里取 1K 為 。 （ 4）推件力 將卡在凹模中的材料逆著沖裁力方向頂出所需要的力稱為推件力。根據 沖壓工藝與模具設計 書上公式 18，則推件力為： 推件力 1 0 . 0 6 5 2 8 0 1 . 2 4F n K F F N? ? ? ? ?推 推 (310) 2K —推件力系數，其值可查表 17，取 2K 為 。 （ 5）拉深力 一般情況下拉深力隨凸模行程變化而改變，其變化曲線如圖 31。從圖中可以看出，在拉深開始時，由于凸緣變形區(qū)材料的變形不大，冷作硬化也小，所以雖然變形區(qū)面積較大，但材料變形抗力與變形區(qū)面積相乘所得的拉深力并不大；從初期到中期，材料冷作硬化的增長速度超過了變形區(qū)面積減少速度，拉深力逐漸增大，于前中期拉深力達到最高點位置；拉深到中期以后，變形區(qū)面積減少的速度超過了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐漸下降。零件拉深完以后，由于還要從凹模中推出，曲線出現延緩 下降，這是摩擦力作用的結果，不是拉深變形力。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 16 oFmax拉深力凸模行程 圖 33 拉深力變化曲線 由于影響拉深力的因素比較復雜，按實際受力和變形情況來準確計算拉深力是筆尖困難的。所以，實際生產中通常是以危險斷面的拉應力不超過其材料抗拉強度為依據，采用經驗公式進行計算。對于帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計算公式為： bKdtF ???拉 (311) 式中 d—圓筒形零件的凸模直徑（ mm） K —系數，這里取 1 b? —材料的抗拉強度（ MPa） t —材料厚度 因此 = k 2 9 0 . 5 4 5 0 1 3 . 1 4 2 0 4 8 8bF d t?? ? ? ? ? ? ?拉 N (312) （ 6）壓邊力 壓邊力的大小對拉深件的質量是有一定影響的，如果過大，就要增加拉深力，因而會使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過小就會使工 件的邊壁或凸緣起皺 [10] ，所以壓邊圈的壓力必須適當。合適的壓邊力范圍一般應以沖件既不起皺、又使得沖件的側壁和口部不致產生顯著的變薄為原則。壓邊力的大小和很多因素有關，所以在實際生產中，可以根據近似的經驗公式進行計算。 qQ AFF ? (N) (313) 式中 A—初始有效壓邊面積 (mm2 )。 qF —單位壓邊力 (MPa),這里經查 模具手冊 得 Fq =3 所以有 3 3 1 3 0 1 3 9 0 3QqF A F A? ? ? ? ?N 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 17 初選壓力機 壓力機噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)，要求設備容量有較大的剩余。 因 拉落 FF? ，故總沖壓力 QF F F F F F F F? ? ? ? ? ? ? ?拉 頂落 卸 推 沖 （ 314） = 5 9 3 4 . 6 3 9 0 3 2 0 4 8 8 . 5 3 4 4 7 . 7 2 8 0 1 . 2 3 0 1 6 . 8 4 3 0 9 6 76849 N? ? ? ? ? ? ? = 應選的壓力機公稱壓力 ? ? ?? FP ~ 取為 ，則公稱壓力為： 0 1. 6 12 3P F KN??? （ 315） 我國的壓力機公稱壓力 [11] 已經系列化了。例如 63kN、 100kN、 160kN、 250kN、400kN、 630kN、 800kN、 1000kN、 1250kN、 1600kN?。標稱壓力必須大于沖壓工藝所需的沖壓力。所以選擇了 J2316 開式雙導柱可傾式壓力機。其參數為下 標稱壓力 160KN 滑塊行程 55mm 行程次數 145/min 連桿調節(jié)長度 45mm 最大裝模高度 220mm 工作臺尺寸前后 300mm左右 450mm 模柄孔尺寸 30 50? ? 計算壓力中心 本零件為對稱幾何體 ,其壓力中心就在它的圓心處，不必計算它的壓力中心。 計算凸、凹模刃口尺寸及公差 沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時，需考慮以下原則：①落料件的尺寸取決于凹模的磨損，沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸。②考慮到沖裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準件刃 口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較小的數值。對基準件刃口尺寸在磨損后減少的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較大的數值。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，任能沖出合格的零件。③在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又要保證合理間隙數值。 采用凸凹模分別加工，凸凹模分別加工是指在凸模與凹模分別按各自圖樣上標注西南科技大學本科生畢業(yè)論文 18 的尺寸及公差進行加工，沖裁間隙由凸凹模刃口尺寸及公差保證，這樣就需要分別計算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并標注在凸凹模設計圖樣上，這樣加工方法具有互換性，便于成批制 造，主要用于簡單，規(guī)范形狀（圖形，方法或矩形）的沖件。 落料時，因為落料件表面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應該先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基準，又因為落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大，為了保證凹模磨損到一定程度仍能沖出合格零件，故凹?；境叽鐟撊÷淞霞叽绻罘秶鷥鹊妮^小尺寸，落料凸模的基本尺寸則是凹?；境叽缟蠝p去最小合理間隙。凸模和凹模分別加工時的尺寸計算 落料、沖孔和拉深時的計算公式 [12] ： ① 料時， m ax 0()D D x ??? ? ? 凹凹 （ 316） 0m i n m a x m i n( ) ( )D D Z D x Z ??? ? ? ? ? ? 凸凸 凹 （ 317） ②沖孔時， 0min()d d x ??? ? ?凸凸 （ 318） m i n m i n m i n 0( ) ( )d d Z d x Z ??? ? ? ? ? ? 凹凹 凸 （ 319） 其中： D凹 、 D凸 — 分別為落料凹模和凸模的基本尺寸； d凸 、 d凹 — 分別為沖孔凸模和凹模的基本尺寸； maxD — 落料件的最大極限尺寸； mind — 沖孔件的最小極限尺寸； ? — 沖裁件的公差； x — 磨 損系數，其值應在 ～ 1 之間，與沖裁精度有關。 ?凹 、 ?凸 — 分別為凹模和凸模的制造偏差。一般一按零件公差 ? 的 1/3～ 1/4來選取。 對于采用分別的凸模和凹模，應保證下述關系： m a x m in| | | | ZZ??? ? ?凸 凹 ，否則，模具的初始間隙已超過了允許的變動范圍 min max~ZZ，影響模具的使用壽命。 隔帽落料模凸、凹模工作部分尺寸的計算 [13] 由于零件屬于形狀簡單的零件，所以選擇分別加工法。 查表 34 得到： min mm? ， 取 ? ??凹 ， ? ??凸 ， 取 ? 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 19 根據落料時凸凹模計算公式（ 312）、（ 313）得到： 0 . 0 3 0 . 0 3m a x 0 0 0( ) ( 6 1 0 . 5 0 . 7 4 ) 6 0 . 6 3D D x m m m m?? ? ?? ? ? ? ? ? ?凹凹 0 0 0 0m i n m a x m i n 0 . 0 2 0 . 0 2 0 . 0 2( ) ) ( 6 1 0 . 4 1 ) 6 0 . 5 9D D Z D x Z m m m m?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?凹凸 凹 （ 沖孔模的計算： 選擇所沖的孔精度 為 IT12 小孔的凹凸模尺寸為 0 0 0m i n 0 . 0 2 0 . 0 2= = 1 . 4 + 0 . 7 5 = 1 . 4 8d ??? 凸凸 （ d + x ） （ ） + 0 . 0 2 + 0 . 0 2m i n m i n 0 0 0d = d = + + = 1 . 5 2????凹凹 （ + x + Z ） （ 1 . 4 0 . 7 5 0 . 1 0 . 0 4 ） 同理可以算出沖大孔的凹凸模尺寸 + = 凹 = 凸 表 34 沖裁模初始雙面間隙 Z （ mm） 板料厚度 0 3 09Mn、 Q235 minZ maxZ ③拉深時， 拉深模直徑尺寸的確定的原則，為要求外形尺寸時以凹模尺寸為準，要求內形尺寸時以凸模尺寸為準。 拉深凸模和凹模的單邊間隙按 Z=1t= 計算凸凹模制造公差，按 IT14 級精度選取，由冷沖模設計表 616 查得，對于拉深尺寸 29mm? ， ? ?凸 ? ?凹 。 因拉深件注內形尺 寸，按凸模進行配作： ( )dd ??? ? ? 凸凸 （ 320） 式中