【文章內(nèi)容簡介】 L沖裁周邊長度； t材料厚度；τ材料抗剪強度；K系數(shù)。系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K＝。材料的抗剪強度如表所示表21 沖壓常用金屬材料的力學性能力學性能抗剪強度/MPa抗拉強度/MPa屈服點/MPa伸長率/（%）普通碳素鋼Q195Q235Q275未經(jīng)退火255～314315～39019528～33303～372375～46023526～31392～490490～61027515～20碳素結(jié)構(gòu)鋼08F0810F101520354550已退火230～310275～38018027～30260～360215～41020027220～340275～41019027260～340295～43021026270～380335～47023025280～400355～50025024400～520490～63532019440～560530～68536015440～580540～71538013不銹鋼1Cr13已退火320～380440～470120201Cr18Ni9Ti經(jīng)熱處理460～520560～64020040經(jīng)計算周長為L = + 113 = mm 將剩下的數(shù)據(jù)代入可得: F = 2 270 = 730810 N 推件力的計算從凹模內(nèi)向下推出工件或廢料所需的力稱為推件力F推。在實際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算：F推＝ n K推F式中F — 沖裁力（N）n — 堵塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（n ＝ 1 ）；下表為推件力的系數(shù)表表22推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKTKD鋼≤＞~＞~＞~＞鋁、鋁合金純銅，黃銅~~由表可以得出KT =： F推 = 730810 = N 卸料力的計算從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力F卸；在實際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算：F卸＝ K卸F經(jīng)查表可得K卸 = ，由此代入數(shù)據(jù)可得 F卸＝ K卸F = 730810 = N 壓力機所需總沖壓力的計算沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于沖裁時各工藝力的綜合。由于該零件的厚度已經(jīng)大于2mm，所以采用剛性卸料裝置和下出件模具比較合適，公式有：F總＝F + F推 + F卸 = 730810 + + = N 壓力中心的計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑快的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，減低模具和壓力機的使用壽命。因此在設(shè)計模具時必須確定模具的壓力中心，并使之與模柄軸線重合，從而保證模具壓力中心與壓力機滑塊中心重合。所需數(shù)據(jù)如下：表23壓力中心的坐標值基本要素長度L/mm各基本要素壓力中心的坐標值XYL1=200115145L2=230L3=0L4=L5=0L6=7587L7=18087倒角略去不計，將數(shù)據(jù)代入計算公式可得：X0 = Y0 = 經(jīng)查沖壓設(shè)計手冊可以得到該沖壓設(shè)備為開始壓力機具體參數(shù)如下公稱壓力/KN 1000發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 10滑塊固定行程/mm 140滑塊調(diào)節(jié)行程/mm 140/16標準行程次數(shù)(不小于)(次/min) 60(快速型)發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm3(快速型)滑塊行程/mm 60(快速型)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 120閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 110(標準型)滑塊中心到機身距離(吼深)/mm 320(標準型)工作臺尺寸(左右前后)/mm 900600(標準型)工作臺孔尺寸(左右前后)/mm 420230(標準型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 300(標準型)立柱間距離(不小于)/mm 420活動臺壓力機滑塊中心到機身緊固工作臺平面之距離/mm300模柄孔尺寸(直徑深度)/mm Ф6075工作臺板厚度/mm 110傾斜角(不小于)(176。) 25 第3章 模具間隙及刃口尺寸的計算 模具間隙沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間工作部分的尺寸之差，即 Z = D凹 一D凸 如無特殊說明，沖裁間隙一般是指雙邊間隙。合理的間隙值是指：由沖裁變形過程的分析可知，決定合理間隙值的理論依據(jù)是應(yīng)保證在塑性剪切變形結(jié)束后，由凸模和凹模刃口處所產(chǎn)生的上、下剪切裂紋重合。沖裁之間幾何關(guān)系為： Z = 2（t – b）tanβ式中t —— 板料厚度； b/t —— 產(chǎn)生裂紋時，凸模壓入板料的相對深度（即光亮帶的相對寬度）； β —— 最大切應(yīng)力方向與垂線間的夾角。 軟鋼β = 5 0 ~ 6 o；中硬鋼β= 4 o~5 o； 硬鋼β = 4 o。 從上式可以得到的結(jié)論為：板料愈厚，塑性愈差，則間隙愈大；材料愈薄，塑性愈好，則間隙愈小。間隙值對沖裁過程有很大的影響，甚至可以說沖裁間隙對沖裁件的質(zhì)量起著決定性作用，其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）間隙對沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。（2）間隙對模具壽命的影響模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一，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，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴重，所以過小的間隙對模具壽命極為不利。 而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。（3）間隙對沖裁工藝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，當單邊間隙在材料厚度的5~20%左右時，沖裁力的降低不超過5~10%。間隙對卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力當當單邊間隙達到材料厚度的15~25%左右時的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因為毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力迅速增大。（4）間隙值的確定由以上分析可見，凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)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(nèi)，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Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax。取較小的間隙有利于提高沖件的質(zhì)量，取較大的間隙則有利于提高模具的壽命。因此，在保證沖件質(zhì)量的前提下，應(yīng)采用較大間隙。確定合理間隙的方法有經(jīng)驗法、理論確定法和查表法。通過查表我們可以知道該沖壓件的間隙為：Zmin = Zmax = 工作零件刃口尺寸的計算 刃口尺寸計算的原則（1）落料時，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應(yīng)以落料凹模為設(shè)計基準。沖孔件的尺寸是由凸模決定的，因此應(yīng)以沖孔凸模為設(shè)計基準。（2）凸模和凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。 凹模磨損后會增大落料件的尺寸，凸模磨損后會減小沖孔件的尺寸。為了提高模具壽命，在制造新模具時應(yīng)把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸。（3）凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理間隙。對于落料件，凹模是設(shè)計基準，間隙應(yīng)由減小凸模尺寸來取得；對于沖孔件，凸模是設(shè)計基準，間隙應(yīng)由增大凹模尺寸來取得。由于間隙在模具磨損后會增大，所以在設(shè)計凸模和凹模時取初始間隙的最小值Zmin。 （4）凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)。而偏差值應(yīng)按入體方向標注。（5）尺寸計算要考慮模具制造的特點。 刃口尺寸的計算方法（1）分別加工法：分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進行制造。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙的變動范圍之內(nèi)，使模具制造難度增加。這種方法主要用于沖裁件的形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。用分別加工的凸模和凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。這種方法的應(yīng)用正在逐漸增多。（2）單配加工法：用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙。加工后，凸模和凹模必須對號入座，不能互換。通常，落料件選擇凹模為基準模，沖孔件選擇凸模為基準模。在作為基準模的零件圖上標注尺寸和公差，相配的非基準模的零件圖上標注與基準模相同的基本尺寸。但不注公差，然后在技術(shù)條件上注明按基準模的實際尺寸配作，保證間隙值在Zmin Zmax之內(nèi)。這種方法多用于沖裁件的形狀復雜、間隙較小的模具，這種方法在加工過程中的應(yīng)用正在逐漸減少。具體計算步驟如下：Zmax Zmin = = 外形由落料獲得，兩個孔由沖孔獲得。由于工件的公差均為自由公差，因此取該零件的公差為IT = 12 因此磨損系數(shù) X =。模具的制造偏差如下表所示：表24凸模、凹模的制造偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差≤18＞18～30＞30～80＞80～120＞120～180＞180～260＞260～360落料L1 = (