【文章內(nèi)容簡介】 圖 53 零件排樣 示意 圖 零件材料利用率的計(jì)算 零件件重： 材料料重： 1001400= （鋼鐵的材料密度為 ） 材料利用率： （ 1400/23） 247。=% 沖壓力的計(jì)算 沖裁力一般按下式計(jì)算 bKLtF ?? 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 式中： F—— 沖裁力； L—— 沖裁周邊長度； t—— 料厚； b? —— 材料抗剪強(qiáng)度； K 為修正系數(shù)，一般取 K=。 彎曲力按下式計(jì)算 V 形彎曲力 tr btKBvF ??? 式 中： FV—— 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力； B—— 彎曲件的寬度； t—— 彎曲材料的厚度； r—— 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑； b? —— 材料的抗拉強(qiáng)度； K—— 安全系數(shù)，一般取 K=。 圖 54 工件料帶 示意 圖 各工位的沖裁力及彎曲力計(jì)算如下： ① 切邊、沖孔 NF )( ???????? ② 切邊 NF 3 8 3 7 ??????? ）（、 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 ③ 沖孔 NF )( ?????? ④ 切邊 NF )319( ??????? ⑤ 向上成型 NVF ?? ????? ⑥ 向下成型 NVF ?? ????? 所以總的沖裁力為： 1 0 2 9 5 1 33 8 3 7 64 9 9 8 6 51614541 ???????? FFFFF 、沖 ? 總的彎曲力為： ???? vFvFF彎 ? 卸料力、推件力按下式計(jì)算： 卸料力 沖FxKxF ? 推件力 沖FTnKTF ? 式中： F—— 沖裁力； KX、 Kt—— 卸料力、推件力系數(shù)； n—— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)。 thn ? 式中： h—— 凹模洞口的直臂高度： t—— 板料厚度。 根據(jù)材料，查得 ?xK ， ?TK ；根據(jù)料厚 t=,查得 5?h ,取 mmh 5? 。 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 所以此零件的卸料理、推件力分別為： 卸料力 NFxKxF 03 2279 ???? 沖 推件力 9, ???? nthn 取 NFTnKTF 37 279 05 ????? 沖 壓力機(jī)公稱壓力的確定及壓力機(jī)的初選 壓力機(jī)公稱壓力的確定 壓力機(jī)的 公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 zF 。 因?yàn)榍懊嫘读铣黾绞讲捎玫氖菑椥孕读习逑鲁隽戏绞?，所以? TFxFFzF ??? = TFxFFF ??? 彎沖 =+++ = 所以壓力機(jī)的公稱壓力為： KNzFP 2 3 3 6 4 8 9 4)~()~(0 ????? 壓力機(jī)的初選 根據(jù)壓力機(jī)的公稱壓力 KNP ? ，查得王嘉所編的《冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例》 P182 可以選用的力機(jī)型號(hào)為 J23~25。此壓力機(jī)為開式雙柱可傾壓力機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下： 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 表 55 壓力機(jī)的技術(shù)規(guī)格 公稱壓力 /KN 250KN 工作臺(tái)尺寸（前后左右） /mm 370mm 560mm 滑塊行程 /mm 65mm 墊板尺寸 (厚度孔徑） /mm 50mm 200mm 滑塊行程次數(shù) /（次 /min) 55 模柄孔尺寸（直徑深度） /mm 40mm 60mm 最大閉合高度 /mm 270mm 床身最大傾斜角度 ?30 連桿調(diào)節(jié)長度 55mm 滑塊中心線至床身距離 /mm 200mm 立柱距離 /mm 270mm 壓力中心計(jì)算 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，但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于沖裁件形狀和排樣的不同，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線重合，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不至超出所選壓力機(jī)允許的范圍。 如圖 56 所示建立坐標(biāo)系并分段編號(hào)， 將零件左半部分圖形分解為直線段與圓弧段兩部分。 該沖裁件沿 x 方向上的力是對(duì)稱的，所以只需要計(jì)算壓力中心縱坐標(biāo)。具體計(jì)算數(shù)據(jù)見表 57。 圖 56 壓力中心求解示意圖 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 表 57 壓力中心計(jì)算數(shù)據(jù) 基本要素長度L/mm (直線段 ) 各基本要 素壓力中心 縱坐標(biāo)值 /mm 基本要素長度L/mm (圓弧段 ) 各基本要素壓力中心 縱坐標(biāo)值 /mm L1= y1=10 L2= y2= L3= y3= L4= y4= L5= y5= L6= y6= L7=14 y7= L8= y8= 14029 L9= y9= L10= y10= L11= y11= L12= y12= L13= y13= 10 由壓力中心求解公式得 13132211 ???????? ????? LLL LyLyLyX mm 在實(shí)際生產(chǎn)中，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄軸中心相重合，為便于裝模，壓力中心左移 6mm，不超出所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍即可。 刃口尺寸的計(jì)算原則 凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則 確定沖裁凸凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料與沖孔，并遵循如下原則： 1. 設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模未基準(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。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)落料模是時(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)候，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹模在磨損到一定程度時(shí)，應(yīng)能沖出合格的零件。 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)工件制造精度選?。? 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 工件精度 IT10 以上 1?x 工件精度 IT11~IT13 ?x 工件精度 IT14 ?x 3. 選擇模具刃口制造公差要求時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2~4 級(jí)。對(duì)于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可選 IT16~IT17 級(jí)選??；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口，制造偏差可按工件相應(yīng)偏差的 1/4 來選??；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)公差值的 1/8 并冠以（ 177。）。 4. 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)注為單項(xiàng)公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對(duì)于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。 凸凹模刃口尺寸計(jì)算方法 由于沖模加工方法不同，沖裁刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可以分為兩類。 1. 按凸模與凹模圖樣分別加工法 這種方法主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 （ 1） 落料 設(shè)工件的尺寸為 0??D ，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 AxDAD ????? 0)m a x( 0)m in( TZADTD ???? 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （ 2） 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 ??0d ，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 0)m in( TxdTd ????? AzTdAd ???? 0)m in( 上述式中： AD 、 TD —— 落料凹、凸模尺寸； Td 、 Ad —— 沖孔凸、凹模尺寸； maxD —— 落料件的最大極限尺寸； mind —— 沖孔件孔的最小極限尺寸； ? —— 工件制造公差； minZ —— 最小合理間隙； x —— 磨損系數(shù)； T? 、 A? —— 凸、凹模的制造公差，可按 IT6~IT7 級(jí)來選取，或取m in)m a x( ZZT ??? 、 m in)m ax( ZZA ??? 。 為了保證初始間隙不超過 maxZ 即 maxmin ZZAT ????? ， T? 和 A? 選取必須滿足一下條件： m inm ax ZZAT ??? ?? 可見，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采取較小的凸、凹模具制造公差才能滿足 m inm ax ZZAT ??? ?? 的要求，所以模具制造成本相對(duì)較高。 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 2. 凸模與凹模配作法 采用凸、凹模分開加工法時(shí)，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制作公差，因此，造成沖模制 造困難。對(duì)于沖制薄材料（因 maxZ 與 minZ的差值很小）的沖模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用此方法。 配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凹模