【文章內(nèi)容簡介】 K 推 F 沖 =1 = 計(jì)算頂件力 FQ2查表 52 得：Kd=根據(jù)公式（54）得頂件力： PdQFK?2==表 52 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚 t/mm Kx Kt Kd鋼≤＞～＞～＞～＞～～～～～鋁、鋁合金純銅，黃銅～～～～16 壓力機(jī)公稱壓力的選取沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時(shí)：Fp總 =FP+FQ+ FQ1 （56）采用彈壓卸料裝置和上出件的模具時(shí)：Fp總 =FP+FQ+ FQ2 （57）采用鋼性卸料裝置和下出件的模具時(shí)：Fp總 =FP + FQ1 （58）由于本設(shè)計(jì)采用彈壓卸料裝置和上出件的模具，所以根據(jù)（57）得 ： Fp 總 =FP+FQ+ FQ2=++ =沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械。常見的冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)（以Jxx表示其型號）和液壓機(jī)（以Yxx表示其型號） 。常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)如表53。表 53 常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)類型 設(shè)備名 稱 工作原理 特點(diǎn)摩擦壓力機(jī)利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸傳遞動力，皆助螺桿與螺母相對運(yùn)動原理而工作。結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)，只會引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致?lián)p壞機(jī)件。但飛輪輪緣摩擦損壞大，生產(chǎn)率低。適用于中小件的沖壓加工，對于校正、亞印和成形等沖壓工序尤為適宜。機(jī)械式壓力機(jī)曲柄式壓力機(jī)利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電機(jī)通過皮帶輪及齒輪帶動曲軸傳動，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運(yùn)動。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，二者區(qū)別主要在主軸，前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏心壓力機(jī)一般是開式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開式和生產(chǎn)率高，適用于各類沖壓加工。17閉式之分。高速壓力機(jī)工作原理與曲柄壓力機(jī)相同，但其剛度、精度、行程次數(shù)都比較高，一般帶有自動送料裝置、安全檢測裝置等輔助裝置。生產(chǎn)率很高，適用于大批量生產(chǎn)，模具一般采用多工為級進(jìn)模。液壓機(jī) 油壓機(jī)水壓機(jī)利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質(zhì)，采用靜壓 力傳遞進(jìn)行工作，使滑塊上、下往復(fù)運(yùn)動。壓力大，而且是靜壓力，但生產(chǎn)率低。適用于拉深、擠壓等成形工序。根據(jù)綜上所計(jì)算出來的總壓力與常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)初選壓力機(jī)為J2340。6 壓力中心的計(jì)算模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，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)生過大的摩擦，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。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： （1）對稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時(shí)，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、多孔沖模、級進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)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(diǎn)的坐標(biāo)位置X 0，Y 0（即x=0，y=0） ，即為所求模具的壓力中心。單個(gè)零件的壓力中心計(jì)算如下： X0＝(L 1X1+L2X2+……LnXn)／(L 1+L2+……Ln) Y0＝(L 1Y1+L2Y2+……LnYn)／(L 1+L2+……Ln) （6181）式中：X0壓力中心的橫坐標(biāo)； Y0壓力中心的縱坐標(biāo)；L各線段的長度； X各線段重心的橫坐標(biāo)； Y各線段重心的縱坐標(biāo)。按比例畫出零件形狀，選定坐標(biāo)系xoy。如下圖所示。因零件左右對稱，即。0?x把落料部分分為12條線段如圖61所示，用解析法確定與計(jì)算模具的壓力中心。見表61所示： 圖 61 壓力中心表 61 零件壓力中心坐標(biāo)各線段壓力中心坐標(biāo)線段長度（mm）YL1＝50 40L2＝30 80L3＝9 40L4＝20 0L5＝ 40 L6＝20 L7＝9 4019 L8＝30 L9＝ 50L10＝ 40L11＝ 40 L12＝ 30根據(jù)公式(61)計(jì)算落料凹模的壓力中心坐標(biāo)為：X0 ＝0Y0 ＝(L 1Y1+L2Y2+……L12Y12)／(L 1+L2+……L12)＝(500+3015+……10)／(50+30+……)＝／≈根據(jù)計(jì)算得出壓力中心的坐標(biāo)為（0,） 。 7 凸凹模刃口尺寸計(jì)算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值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其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。沖裁過程中分為三個(gè)變形階段：彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分離階段。斷面分為四個(gè)區(qū)域：圓角區(qū)，即塌角；光亮帶，表面光滑，表面質(zhì)量最好；剪裂帶，表面粗糙；毛刺。 沖裁間隙沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸，如圖 61 所示。設(shè)計(jì)模具時(shí)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。沖裁過程中模具的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模刃口脹裂四種。間隙大小主要對模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響。間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%~15%） t 時(shí)的磨損最小，模具壽命較高。20圖 71 沖裁間隙圖由于沖裁間隙對斷面質(zhì)量、工件尺寸精度、模具壽命、沖裁力等的影響規(guī)律并非一致，所以，并不存在一個(gè)絕對合理的間隙數(shù)值，能同時(shí)滿足斷面質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、模具壽命最長、沖裁力最小等各方面的要求。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最長。目前在生產(chǎn)中，廣泛采用經(jīng)驗(yàn)法和查表法來確定合理的間隙植。本套模具采用查表法予以確定其間隙值。 根據(jù)實(shí)用間隙表 71 查得材料 10 的最小雙面間隙 Zmin=，最大雙面間隙 Zmax=。 表 71 沖裁模初始雙邊間隙值 mm0309Mn、Q23516Mn 50 65Mn材料厚度Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax小于 極小間隙(或無間隙)21.60 刃口尺寸計(jì)算的依據(jù)與法則在確定沖模凸模和凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則：（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凹模尺寸，故沖孔以凹模為基準(zhǔn)件，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，凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凹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）凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理的間隙。（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)。制造模具時(shí)常用以下兩種方法來保證合理間隙： （1）分別加工法。分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保證間隙要求。凸模與凹模分別加工，成批制造，可以互換。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22方法主要用于沖裁形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。（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。先加工基準(zhǔn)件，然后非基準(zhǔn)件按基準(zhǔn)件配做，加工后的凸模和凹模不能互換。通常，落料件選擇凹模為基準(zhǔn)模，沖孔件選擇凸模為基準(zhǔn)模。這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。根據(jù)上述計(jì)算法則，對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證下述關(guān)系：│δ 凸 │＋│δ 凹 │≤Z max－Z min也就是說，新制造的模具應(yīng)該保證δ 凸 ＋δ 凹 ＋Z min≤Z max，否則，模具的初始間隙已超過了允許的變動范圍Zmin~Zmax，影響模具使用壽命。本套模具采用分別加工法進(jìn)行加工。 當(dāng)落料時(shí): D 凹 =(Dmax－ χ△ ) （7凹??01） D 凸 =( D 凹 －Z min)=(Dmax－ χ△ －Z min) （70凸??2） 當(dāng)沖孔時(shí) ：d 凸 =(dmin+χ△ ) （70凸??3） d 凹 =( d 凸 + Zmin)=( dmin+χ△ + Zmin) （7凹??04）式中 D 凸 、D 凹 分別為落料凹模和凸模的基本尺寸。 d 凸 、d 凹 分別為沖孔凹模和凸模的基本尺寸。 Dmax落料件的最大極限尺寸。 dmin 沖孔件的最小極限尺寸。 △ 沖裁件公差。 χ 磨損系數(shù)。 δ 凸 、δ 凹 分別為凹模和凸模的制造公差，凸模偏差取值負(fù)向，凹模偏差取正向。由上表 71 可得： Zmin= Zmax=23 Zmax－ Zmin=(－)mm= ①對落料件尺寸 φ70177。 的凹、凸模偏差值查下表 72 得：表 72（汽車拖拉機(jī)行業(yè)）簡單形狀（方形、圓形）沖裁時(shí)凸、凹模制造偏差 mm公稱尺寸 凸模偏差δ 凸凹模偏差δ 凹公稱尺寸 凸模偏差δ 凸凹模偏差δ 凹≤18＞18~30＞30~80＞80~120＞120~180－ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＞180~260＞260~360＞360~500＞500－ － － － ＋ ＋ ＋ ＋ δ 凸 =－ δ 凹 =+所以根據(jù)條件 │δ 凸 │＋│δ 凹 │≤Z max－Z min 但是 0．020＋=＞－因?yàn)槿绻陨鲜?δ 凸、 δ 凹 值，則不滿足分開加工條件，影響間隙，影響模具壽命，所以為了延長模具壽命，設(shè)計(jì)時(shí)將 δ 凹 值設(shè)計(jì)為+，其余各值不變。即 +== Zmax－Z min所以滿足分開加工條件。 ②對沖孔尺寸 φ12 +、凹模偏差查表 72 得： δ 凸 =－ δ 凹 =+所以根據(jù)條件 │δ 凸 │＋│δ 凹 │≤Z max－Z min 但是 ＋=－因?yàn)槿绻陨鲜?δ 凸、 δ 凹 值，則不滿足分開加工條件，影響間隙，影響模具壽命，所以為了延長模具壽命，設(shè)計(jì)時(shí)將 δ 凹 值設(shè)計(jì)為+，其余各值不變。即 +== Zmax－Z min所以滿足分開加工條件。 ③沖孔件尺寸 φ10 +、凹模偏差查表 72 得：24δ 凸 =－ δ 凹 =+所以根據(jù)條件 │δ 凸 │＋│δ 凹 │≤Z max－Z min 即 ＋=≤Z max－Z m