【文章內(nèi)容簡介】 ? ?22? ： 工件的實(shí)際面積 mmS ? %1000 ?? SS? ? ?22? %% %100%1000 ???????? ABSSS? 因在實(shí)際 生產(chǎn) 中整張 板料的 尺寸 規(guī)格可 以自定 ，所 以在此 不計(jì)算 沒張板料的使用率。 提高材料 利用 率的方 法： 從公 式 ? ?22? 可以 看出 ，若能 減少廢 料面 積，則材料利 用率 高。廢料 可分為 工藝廢 料與 結(jié)構(gòu)廢 料兩種。結(jié)構(gòu)廢 料由工 件的形狀特 點(diǎn)決 定，一 般不能 改變 ；搭邊 和余料 屬于 工藝廢 料，是 與排樣 形式及沖壓方式有關(guān)的廢料。 要想提高 材料 的利用 率，主要 應(yīng)從工 藝廢 料入手。設(shè)計(jì)合 理的排 樣方案， 選擇 合適 規(guī)格的 板料，用制 作大零 件的廢 料制 作小零 件等，都是提 高材料利用率的較為有效的方法。 2 .2 工藝參數(shù)的計(jì)算 沖裁力、卸料力、頂件力的計(jì)算 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是 沖裁 過程中 凸模對 板料 施加的 壓力，它是 隨凸模 進(jìn)入材 料的深度（凸 模行程）而變 化的。通 常說 的沖裁 力指的 是沖 裁力的 最大值，它是選擇壓力機(jī)和模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一。 采用平刃沖裁模，其沖裁力pF按公 式 ? ?32? 計(jì)算 ： ?tLppF ?? ? ?32? 式中 ： PF 為沖裁力 ， ?? ； 第 10 頁 ? 為材料抗剪強(qiáng)度， a?? ； L 為沖裁周邊總長， mm ； ｔ 為材料厚度， mm ； 系數(shù) p? 是考 慮 到?jīng)_ 裁 模刃 口的 磨 損、 凸模 與 凹模 間隙 的 波動 （ 數(shù)值的變化 或分布 不均）、潤 滑情 況、材 料力 學(xué)性能 與厚 度公差 的變 化等因 素而設(shè)置 的安 全系 數(shù)，一 般取 。 當(dāng)查 不到 材料 抗剪強(qiáng) 度 ? 時，可 用抗拉強(qiáng)度 b? 代替 ? ，此時 1??p 。 經(jīng)計(jì)算沖裁周邊總長 ???????????l 所以沖裁力 ???????? 0 3 0 2 9 ?tLF PP 由公式 0 1 6 42 0 3 2 2 9 ?????? ?FF Q 由公式 ?????? 9 5 2 1 9 0 3 0 2 9 FF 式中 ； P? — 沖裁力， N； ? — 卸料力系數(shù)，其值為 ~ （薄料取 大值， 厚料取 小值） 2? — 頂件力系數(shù)，其值為 ~ （薄料取 大值， 厚料去 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 。 卸料力和頂件力還是設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件的依據(jù)。 壓力機(jī)公稱壓力的選取 1． 沖裁 時， 壓力 機(jī)的公 稱壓 力必須 大于 或等于 沖裁 時各工 藝力 的總和 總PF 。 采用彈壓卸料裝置和上出件的模具時 總PF 按 公式 ? ?42? 計(jì)算 ： 2PP FFFF ???總 ? ?42? ???????????6 6 2 1 2 5 6 6 2 2 1 9 0 1 6 0 3 2 9 92PP FFFF 總 查表得 4023?JG 開式雙柱可傾式壓力機(jī)符合沖壓要求。 壓力機(jī)規(guī)格如下：型號 4023?JG 公稱壓力 ??400 第 11 頁 滑塊行程 mm100 行程次數(shù) 1min80 ??次 最大閉合高度 mm300 最大裝模高度 mm220 閉合高度調(diào)節(jié)量 mm80 立柱間距離 mm300 工作臺尺寸：前后 mm150 ，左右 mm300 墊板尺寸：厚度 mm80 ，孔徑 mm200 模柄孔尺寸：直徑 mm50 ，深度 mm70 電動機(jī)功率 W?4 2． 彎曲 力是 設(shè)計(jì) 彎曲模 和選 擇壓力 機(jī)噸 位的重 要依 據(jù)。特 別是 在彎曲板料較 厚、彎曲變 形程度 較大 ，材料 強(qiáng)度較 大時 ，必須 對彎曲 力進(jìn)行 計(jì)算。由 于影響 彎曲 力的因 素較多 ，如 材料性 能，零件形 狀、彎曲 方法、模具結(jié)構(gòu)、模具 間隙和 模具工 作表 面質(zhì)量 等。因 此，用理論 分析的 方法很 難準(zhǔn)確計(jì) 算彎 曲力 。生 產(chǎn)中 常用 經(jīng)驗(yàn) 公式 ? ?52? 、 ? ?62? 概略計(jì) 算彎 曲力 ，作為設(shè)計(jì)彎曲工藝過程和選擇沖壓設(shè)備的依據(jù)。 (1) 自由彎曲時的彎曲力 V 形彎曲件彎曲力： F自= trbt b? ?? ? ?52? U 形彎曲件彎曲力： F自=trkbt b? ? ? ?62? 式中 ： 自F 為沖壓行程結(jié)束時的自由彎曲力， N； ? 為安全系數(shù)，一般取 ； b 為彎曲件的寬度， mm ； t 為彎曲材料的厚度， mm ； r 為彎曲件的內(nèi)彎曲半徑， mm ； b? 為材料的強(qiáng)度極限， a?? 。 因此零件屬于 U 形件，所以 彎曲力 計(jì)算 如下： ?????????? trbk b tF ?自 (2) 校正彎曲時的彎曲力 校正彎曲 是在 自由彎 曲階段 后，進(jìn)一 步貼 合凸模、凹模表 面的彎 曲件 第 12 頁 進(jìn)行擠壓 ，其 校正力 比自由 壓彎 力大得 多。由 于這 兩個力 先后作 用，校 彎曲時只需 要計(jì) 算校正 彎曲力 。 V 形彎 曲件 和 U 形 彎曲件 彎曲力 均公式 ? ?72? AF q?較 ? ?72? 式中 ； 較F — 校正彎 曲時的彎曲力， N； A 為校正部分垂直投影面積， 2mm ； q 為單位面積上的校正力， MP a。 故此零件的校正彎曲時的彎曲力計(jì)算結(jié)果如下： ????? 69000138050q AF 較 (3) 頂件和壓料力 對于沒有 頂件 裝置或 壓料裝 置的 壓彎模 ，頂件 力或 壓料力 QF 值可以 按公式 ? ?82? 確定 。 ? ? 自FFQ ~? ? ?82? 故此零件的壓料力為： ? ? ???? 6552~~ 自FF Q (4) 壓力機(jī)噸位的確定 自由彎曲時壓力機(jī)噸位應(yīng)為： ???? 1 4 7 4 2QFFF 自壓機(jī) 由于校正 力是 發(fā)生在 接近壓 力機(jī) 下死點(diǎn) 的位置 ，校 正力的 數(shù)值比 自由彎曲 力 、頂 件 力和 壓 料 力大 得 多， 故 自F 、 QF 值可 以忽 略 不計(jì) 。 則按 校 正彎曲力選擇壓力機(jī)的噸 位，即： 較壓機(jī) FF ? 故所選壓機(jī)為 4023?JG 型，取回彈角 ?2?? 壓力中心的確定 模具壓力 中心 是指沖 壓時諸 沖壓 力合力 的作用 點(diǎn)位置 。為 了確保 壓力機(jī)的模具 正常 工作，應(yīng) 使沖模 的壓力 中心 與壓力 機(jī)滑塊 的中心 重合。對 于帶有模柄 的沖 壓模，壓 力中心 應(yīng)通過 模柄 的軸心 線，否則 會使沖 模和壓 力機(jī)滑塊產(chǎn) 生偏 心載荷，使滑塊 和導(dǎo)軌 之間 產(chǎn)生過 大的磨 損，模具 導(dǎo)向零 件加速磨損 ，降 低模具 和壓力 機(jī)的 使用壽 命。在 實(shí)際 生產(chǎn)中 ，可能 會出 現(xiàn)由于沖件的 形狀 特殊或 排樣方 式特 殊，從模 具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)與 制造考 慮，不宜 出現(xiàn)使壓力 中心 與模柄 軸心線 相重 合的情 況，這 時應(yīng) 注意使 壓力中 心的偏 離 第 13 頁 不致超出所選壓力機(jī)允許的范圍。 沖模的壓力中心，可按下述原則來確 定： 1．對稱形 狀的單 個沖裁 件，沖模 的壓力 中心 就是沖 裁件的 幾個 中心； 2． 工件 形狀 相同 且分布 位置 對稱時 ，沖 模 的壓 力中 心與零 件的 對稱中心相重合； 3． 形狀 復(fù)雜 的零 件、多 凸模 的壓力 中心 可用解 析計(jì) 算法求 出。 此方法在此不再做過多敘述。 由于此沖 裁件 屬于形 狀相同 且分 布位置 對稱，所以 沖模的 壓力中 心與零件的對稱中心相重合。故不再 計(jì)算壓 力中心 位置。 沖裁模刃口尺寸的計(jì)算 1． 沖裁 過程 中， 凸凹模 要與 沖裁零 件或 廢料發(fā) 生摩 擦，凸 模輪 廓約磨約小 ，凹模 輪廓 越磨越 大，結(jié)果時 間隙越 用越 大。因 此，確定 凸、凹 模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序。 并遵循如下原則： (1) 根據(jù)落料 和沖 孔的特 點(diǎn)，落 料件的 尺寸 取決于 凹模尺 寸， 因此落料模應(yīng)先 決定 凹模尺 寸，用減 小凸模 尺寸 來保證 合理間 隙；沖孔 件的尺 寸取決于凸 模尺 寸，故沖 孔模應(yīng) 先決定 凸模 尺寸，用 增大凹 模尺寸 來保證 合理間隙 ； (2) 根據(jù)凸、 凹模 刃口的 磨損規(guī) 律，凹 模刃 口磨損 后事落 料件 尺寸變大，其刃口 的基本 尺寸 應(yīng)接近 或等于 工件 的最小 極限尺 寸；凸模 刃口磨 損后使沖孔 件孔 徑減小 ，故應(yīng) 使刃 口尺寸 接近或 等于工 件的 最大極 限尺寸 ； (3) 考慮工件 精度 與模具 精度間 的關(guān) 系，在 確定模 具制造 公差 時，既要保證工 件的 精度要 求，又能 保證有 合理 的間隙 數(shù)值。一 般沖模 精度較 工件精度高 3~2 級 。 模具磨 損預(yù) 留量 與工 件制造 精度 有關(guān) 。用 x、 ? 表示， 其中 ? 為工 件的公差值 ， x 為磨 損系數(shù) ，其 值在 1~ 之間 ，根據(jù) 工件 制 造精 度進(jìn)行 選取。 當(dāng)制件公差為 10?? 級以上，取 1?x ； 當(dāng)制件公差為 13~11 ???? ，取 ?x ； 當(dāng)制件公差為 14?? 一下時，取 ?x ； 2． 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值 ? ?min? 。 該模具采 用凸 模與凹 模分別 加工 計(jì)算模 具刃口 尺 寸。 采用 這種方 法， 第 14 頁 是指 凸 模 和凹 模 分 別按 圖 紙 標(biāo)注 的 尺 寸和 公 差 進(jìn)行 加 工 。沖 裁 間 隙由 凸模、凹模刃 口尺寸 和公 差來保 證。要分 別標(biāo)注 凸模 和凹模 刃口尺 寸與制 造公差（凸 模 ?p、凹模 ?d），優(yōu)點(diǎn) 是具有 互換性 ，但 受到?jīng)_ 裁間隙 的限制 ，適用于原形或簡單形狀的沖壓件。 計(jì)算 如下： (1) 落料 ? ? ????? 0m ax xDD d ? ?92? ? ? ? ? ? ? 0m i nm a x0m i nm a x0m i n 222 ??? ? ??? ???????? cDcDcDD dP ? ?102? (2) 沖孔 ? ?0m in pdd p ?? ???? ? ?112? ? ? ? ?dd cdcdd pd ?? ? ?? ?????? 0m inm in0m in 22 ? ?122? (3) 在同 一 工 步中 沖 出 制件 兩 個以 上 孔 時， 凹 模型 孔 中 心距 dL 按 公式 ? ?132? 確定：