【文章內容簡介】 根據制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結構，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導向與定位所產生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。同時，因模具單面受力（單邊切斷時），不但會加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到沖裁件的斷面質量。 分析零件形狀，應采用 有廢料 單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖 2 所示兩種。 比 較方案（ a） 和方案（ b） ， 方案（ b） 所裁條料寬度過窄，剪板時容易造成條料的變形和卷曲，所以應采用 方案（ a） 。 4 搭邊和條料寬度的確定：查《沖壓工藝與模具設計（第二版）》表 2. 5. 2,確定零件沿邊 a1=、零件之間 a=，步距 。 一個步距內材料利用率η為： η = ABS100% = 100% = % 沖裁力和壓力中心的計算 沖裁力的計算 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 F p 一般可以按下式計算： ?tLKF pp ? 公式（ ） 式中 τ—— 材料抗剪強度，見附表（ MPa）； L—— 沖裁周邊總長（ mm）； t—— 材料厚度（ mm） ； 系數(shù) Kp 是考慮到沖裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設置的安全系數(shù) Kp，一般取 1~3。當查不到抗剪強度 r 時，可以用抗拉強度σ b 代替τ，而取 Kp=1 的近似計算法計算。 根據常用金屬沖壓材料的力學性能查出 普通不銹鋼 的抗剪強度為 451～ 511(MPa)，取 τ=480(MPa)。 5 由于零件的沖裁力由沖孔力與落料力兩部分組成，即 21 FFFp ?? 式中 F1—— 落料時的沖裁力； F2—— 沖孔時的沖裁力； 落料時的周邊長度為： L1=2（ +34） =（ mm） 根據公式（ ） F1=KptL1τ =480 =(KN) 沖孔時的周邊長度為： L2=πd=6=（ mm） F2= KptL2τ =1480 =(KN) 總沖裁力： Fp=F1+F2=+=(KN) 卸料力的計算 卸料力： PQ KFF ? （ ） K—— 卸料力系數(shù)，其值為 ～ （薄料取大值，厚料取小值）； 由于零件屬于薄板類零件，所以取 K＝ ； 根據公式 （ ） FQ=KFP ＝ ＝ (KN) 推料力的計算 推料力： PQ FnKF 11 ? （ ） K1—— 推料力系數(shù)，其值為 （薄料取大值，厚料取小值）； 由于零件屬于薄板類零件，所以取 K＝ ； n—— 梗塞在凹模內的制件或廢料數(shù)量， n=h/t， h 為刃口部分的高， 取 6mm；t 為材料厚度， 。 根據公式（ ） FQ1=nK1FP＝ 7＝ 29(KN) 模具總沖壓力的計算： 根據模具結構，則總的沖壓力為： F=FP+FQ+FQ1 即 F=FP+FQ+FQ1 =++29 6 =（ KN） 壓力機公稱壓力的選?。? 壓力機公稱壓力的確定：對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖裁時總沖壓力的 ～ 倍，即 P≥ ～ = ～ 150KN 因此初選壓力機為： 開式雙柱可傾式壓力機 JG2316。 沖壓模具壓力中心的確定： 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。 模具的壓力中心，可按以下原則來確定： 對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即為所求模具的壓力中心。 Xo=L1X1+L2X2+…… LnXn/L1+L2+…… Ln Yo=L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+…… Ln 由于該零件是一個矩形圖形，屬于對稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心 O 處。如圖 3 所 示： 圖 3 壓力中心 沖裁模具的間隙選擇 設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質量，沖裁力、模具壽命等方面的要求 7 確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 Cmin，最大值稱為最大合理間隙 Cmax?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值 Cmin。 沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應力越大，摩擦也越嚴重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側面與材料間的摩擦減小，并減緩由于受到制造和裝配精度限制而出現(xiàn)的間隙不均勻現(xiàn)象的不利影響，雖然提高了模具壽命，但沖裁出的工件光亮帶變窄，斷裂帶、圓角帶增寬，毛刺和斜度較大，拱彎翹曲現(xiàn)象顯著，沖裁件質量下降，斷面出現(xiàn)兩個斜度，斷面質量也不理想。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。 根據 《 冷沖壓 模具設計 指導書 》表 28查 得 最小雙面間隙 Zmin=，最大雙面間隙 Zmax=。 凸模與凹模刃口尺寸的計算 刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。從生產實踐中可以發(fā)現(xiàn)： 由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且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的尺寸。 在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。 沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結果使間隙越來越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則： 落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料模時，以凹模為基準，間隙去在凹模上；設計沖孔模時，以凸模尺寸為基準，間隙取在凹模上。 考慮到沖裁中凸、凹模的磨損，設計落料凹模時，凹?；境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸；設計沖孔模時，凹模基本尺寸應取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。 確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過?。?，會使模具制造困能，增加成本，延長生產周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產出來的制件可能不合格，會使模具的壽命降低。若制件 8 沒有標注公差，則