【文章內(nèi)容簡介】 沖件輪廓周長及沖裁間隙、刃口鋒利程度與表面粗糙度等。綜合考慮上述影響因素，平刃口模具的沖裁力可按下式計算 F=KLtτb （式31）式中 F：沖裁力，N； L：沖件周邊長度，mm； t：材料厚度，mm； τb：材料抗剪強度，MPa； K：考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動等因素引入的修正系數(shù)，一般取K=。對于同一種材料，其抗拉強度與抗剪強度的關(guān)系為σb≈，故沖裁力也可按下式計算 F=Ltσb （式32）本設(shè)計的沖裁力按式32進行計算。查表31，σb的取值范圍為440～560，取σb=500MPa。（1）沖裁件的落料周長 L1=80=（mm）則落料力為 F1=L1tσb=3500=（KN）（2）沖裁件的沖孔周長 L2=Л30= （mm）則沖孔力為 F2=L2tσb=3500=（KN）沖件周邊長度 L= L1+ L2= （mm）則沖裁力為 F=Ltσb= F1+ F2=（KN）表31 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能材料名稱牌 號材 料狀 態(tài)力 學(xué) 性 能抗剪強度τ/MPa抗拉強度σb/MPa屈服點σs/MPa伸長率δ（%）普 通碳素鋼Q195Q235Q275未 經(jīng)退 火255~314315~39019528~33303~372375~460 23526~31392~490490~61027515~20碳 素結(jié)構(gòu)鋼08F0810F101520354550已退火230~310275~38018027~30260~360215~41020027220~340 275~41019027260~340295~43021026270~380335~47023025380~400355~50025024400~520490~63532019440~560530~68536015440~580540~71538013不銹鋼1Cr13已退火320~380440~470120201Cr18Ni9Ti經(jīng) 熱處 理460~520560~64020040鋁1060、1050A、1200已退火8070~11050~8020~28冷作硬 化100130~140—3~4 （續(xù)）材料名稱牌 號材 料狀 態(tài)力 學(xué) 性 能抗剪強度τ/MPa抗拉強度σb/MPa屈服點σs/MPa伸長率δ（%）硬鋁2A12已退火105~125150~220—12~14淬硬并經(jīng)時效處理280~310400~43536810~13淬硬后冷作硬化280~320400~4653408~10純銅TTT3軟 1602107029~48硬240300—3黃銅H62軟260294~300—25~40半硬300343~46020020硬420≥12—10H68軟240294~30010040半硬280340~441—25硬400392~40025013 注：表中數(shù)據(jù)為板材力學(xué)性能。 卸料力、推件力及頂件力的計算當沖裁完成后，從板料上沖裁下來的沖件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變形而擴張，會塞在凹模孔口內(nèi)或者板料上的孔，則沿徑向發(fā)生彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將工件或廢料從模具內(nèi)卸下或推出。從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，用F卸表示；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用F推表示；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用F頂表示。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具的卸料、頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機公稱壓力和設(shè)計以上機構(gòu)時，都需要對這三種力進行計算。影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學(xué)性能和料厚；沖件形狀和尺寸大??；凸、凹模間隙大??；排樣搭邊值大小及潤滑情況等。生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗公式計算F卸= K卸FF推= nK推FF頂= K頂F式中 F：沖裁力； K卸、K推、K頂：分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)，其值見表32； n：塞在凹?？卓趦?nèi)的沖件數(shù)。有反推裝置時，n=1；錐形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表32 卸料力、推件力及頂件力的系數(shù) 料厚δ/mmK卸K推K推鋼≤～～～～～～～～鋁、鋁合金純銅、黃銅～～～～對于本模具設(shè)計的計算如下。查表32，得K卸=～，K推=，K推=。（1）卸料力 F卸 =K卸F1 =518 = （KN）式中 K卸查表32，取K卸=。（2）推件力 F推= nK推F2 =1518 = （KN）式中 K卸查表32，取K推=；n為卡在凸、凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目。（3）頂件力 F頂= K頂F2 = = （KN）式中 K頂查表32，取K頂=。沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力（F總），F(xiàn)總為沖裁力和與沖裁力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計算應(yīng)分別對待，即當模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時：F總=F+ F卸+ F推當模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時：F總=F+ F卸+ F頂當模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時：F總=F+ F推該落料沖孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)及彈壓卸料和下出料（沖孔廢料）方式，則總沖壓力F總為F總=F+ F卸+ F推=518++= （KN）選擇沖裁設(shè)備時，除了要計算沖裁力，使壓機的公稱壓力大于沖裁力以外，還要進行沖裁功的驗算，使壓機的每次行程功不超過額定的數(shù)值，以保證其電動機不過載、飛輪轉(zhuǎn)速不致下降太多。因為功是力與其行程的乘積，所以平端刃口的沖裁功按下式計算： W=mPt/1000式中 W：沖裁功，Nm； t：材料厚度，mm； P：沖裁力，N： m：系數(shù)。當計算出的沖裁功大于壓機規(guī)定的行程功時，就必須改變沖裁工藝或另選更大行程功的設(shè)備。壓機規(guī)定的行程功，可從壓機的說明書或有關(guān)資料、手冊中查詢。本設(shè)計的沖裁功為 W=mPt/1000 =518103/1000 = （Nm） 確定模具壓力中心模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對于大而復(fù)雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時，必須使壓力中心通過壓力機滑塊的中心線。對于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過模柄的軸心線。否則，在沖裁過程中，會產(chǎn)生偏心載荷，形成彎矩，使得模具歪斜，加快壓力機滑塊與導(dǎo)軌之間以及模具導(dǎo)向裝置的磨損，刃口迅速變鈍（無導(dǎo)向裝置時特別突出），嚴重時，會啃刃或造成設(shè)備、人身事故。在實際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)由于沖裁件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時應(yīng)注意使壓力中心的偏離，不超出所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。（1）一切對稱沖裁件的壓力中心，均位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。（2）沖切直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。（3）沖切圓弧線段時，其壓力中心的位置按下式計算 y==R式中 ：半角，弧度； b：弦長，mm, b=2Rsin； l：弧長，mm, l=R2?；喓? y==R= R=。綜上所述，該零件的壓力中心應(yīng)位于圓心之上。 沖壓設(shè)備的選用機械壓力機類型的選定依據(jù)是沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產(chǎn)中，主要應(yīng)用開式機械壓力機。機械壓力機的規(guī)格指機械壓力機的主參數(shù)─公稱壓力。所選機械壓力機的公稱壓力和功率必須大于沖壓作業(yè)所需的壓力和功率，以避免壓力和功率的超載。所選壓力機的閉合高度要與沖模的閉合高度相適應(yīng)，壓力機的滑塊行程必須滿足沖壓工藝要求。此外，選擇壓力機臺面尺寸必須考慮到固定沖模的位置，壓力機滑塊模柄孔尺寸、工作臺孔尺寸、滑塊中