【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = 可沖 18 件，板料可沖總件數(shù)為： n= n1n2=818=144（件）縱裁時(shí)一張板料的利用率由公式（53）計(jì)算得出。 %01?BSA＝總?式中 ——一張板料上沖裁件的總數(shù)目；n ——一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積；1A ——板料（或帶料、條料）長(zhǎng)度；L ——板料（或帶料、條料）寬度。B由公式（53）得 %10?LBnA＝總? ??即一張板材的材料利用率為 ％經(jīng)分析計(jì)算板料橫裁的利用率要高于豎裁，所以選用橫裁。由于采用的是直排排樣方法在加上沖裁件的本身外形決定了材料利用率很低。6 沖壓力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力的公式 計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其總沖裁力 FP按公式（61）計(jì)算： Fp=KptLτ （61） 式中 τ——材料抗剪強(qiáng)度，見(jiàn)附表（ MPa） ； L——沖裁周邊總長(zhǎng)（mm） ； t——材料厚度（mm） 。 系數(shù) 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或PK一般取 1～3。在此模具中 取 。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 r 時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度PKσb 代替 τ，而取 Kp=1 的近似計(jì)算法計(jì)算。 的數(shù)值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設(shè)計(jì)資料及有關(guān)手冊(cè)中查?找，本設(shè)計(jì) 的取值通過(guò)查表 32 確定，取 ＝320 。?MPa 沖孔力 的的計(jì)算沖F沖孔時(shí)的周邊長(zhǎng)度為：L 1=32πd+2πd =324+215=（mm）沖孔力由公式（61）計(jì)算 ?1tLKFP?沖 320..? 落料力 的計(jì)算落F 沖裁落料周邊總長(zhǎng)為 L2= 落料力由公式（61） ?2tLKFP?落 N70824? 總沖裁力 Fp= + =+70824= 卸料力和推件力的計(jì)算在沖模結(jié)束時(shí)，由于材料彈性回復(fù)（包括徑向彈性回復(fù)和彈性翹曲的回復(fù)）及摩擦的存在，將沖落部分材料強(qiáng)塞到凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需力稱卸料力，將強(qiáng)塞到凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力。因此，需要有推件力和卸料力的作用。卸料力和推件力計(jì)算公式如下：卸料力 (62) PQKF?推件力 (63)n11式中 ——沖裁力（ ） ；PFN ——卸料力系數(shù)，其值為 ～（薄料取大值，厚料取小值） ；K ——推料力系數(shù)，其值為 ～（薄料取大值，厚料取小值） ；1——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量（ ） ；n thn/? ——直刃口部分的高（ ） 。hm卸料力和推料力的系數(shù)通過(guò)查表 61 確定，卸料力系數(shù)取 K＝，推件力系數(shù)取 ＝。1K 梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量取 ＝4n 由公式（62）得卸料力 PQKF? .? 由公式（63）得推料力 PQFnK11? .?表 61 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚 t/mm鋼≤＞～＞～＞～＞～～～～～鋁、鋁合金純銅，黃銅～～～～ 總壓力的計(jì)算總壓力等于該模具中所用壓力之和，采用彈性卸料裝置下出件的模具時(shí)的總壓力為： 1QFF?落沖總 ＝ N???.故模具的總壓力為 壓力中心的確定和初選壓力機(jī) 確定壓力中心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)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。對(duì)于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過(guò)模柄的軸心線。否則會(huì)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(guò)大的磨損，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。模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定： ，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 0，0（x=0，y=0 ） ，即為所求模具的壓力中心。其中 LL L 3………LN 分別為各沖裁周邊長(zhǎng)度。圖 61 壓力中心簡(jiǎn)圖按比例畫(huà)出零件形狀，選定坐標(biāo)系 XoY。因零件形狀相同且分布位置對(duì)稱，壓力中心中心與零件的對(duì)稱中心相重合，即 、 。所以該零件的壓力中心0???在圖形的幾何中心 O 處。如圖 61 所示： 初選壓力機(jī)圖 62 開(kāi)式固定壓力機(jī) J21G20表八 壓力機(jī)規(guī)格表型號(hào) JG2114 J2116 J21G20 J1225 JA2135公稱壓力/噸 14 16 20 25 35劃塊行程/mm 50 56 30 60 35劃塊行程次數(shù)/（次/min） 100 80 100350 105 130最大閉合高度/mm 175 200 280 312 280閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 40 40 50 55 60劃塊中心線至床身距離/mm 130 140 150 200 205前后 185 185 280 160 210215 270工作臺(tái)尺寸 /mm 左右 190 190 165墊塊厚度/ mm 40 40 75 50 60直徑 25 25 40 50 60模柄孔尺寸 /mm深度 30 40 55 80 80根據(jù)沖壓力的計(jì)算和壓力中心的計(jì)算，選擇開(kāi)式固定壓力機(jī)的型號(hào)為 J21G20如圖 62 所示。7 沖裁模間隙的確定設(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、尺寸精度滿足面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)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(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)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(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值 Cmin。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)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(guò)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，模具作用的壓力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。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，雖然提高了模具壽命，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。根據(jù)實(shí)用間隙表 71 查得材料 Q235 鋼的最小雙面間隙 2Cmin=，最大雙面間隙 2Cmax=。表 71 沖裁模初始用間隙 2c(mm)材料厚度0309Mn、Q23516Mn 50 65Mn2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax小于極 小 間 隙..460注：取 08 號(hào)鋼沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，間隙的 25%.8 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的基本原則沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)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。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： （1）由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。 （2）在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 （3）沖裁時(shí)，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(jié)果使間隙磨摩愈大。由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)考慮下述原則： （1）落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 （2）考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。凸、凹模的間隙應(yīng)取最小合理間隙值。 （3）確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)小） ，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口精度要求過(guò)低（制造公差過(guò)大） ，則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。若制件沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14 級(jí)處理，沖模則可按 IT11 級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按 IT7～I(xiàn)T9 級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。生產(chǎn)中對(duì)普通沖裁件，凹模刃口尺寸制造公差按 IT7 級(jí)精度選??；凸模刃口尺寸公差按 IT6 級(jí)精度選取。若采用配合方法加工時(shí)，凹?；蛲鼓Ｈ锌诔叽绲闹圃旃羁砂粗萍某叽缇忍岣呷齸四級(jí)取值，也可以按下表 81 選取。表 81 沖裁模刃口制造精度與制件精度關(guān)系板料厚度 t(mm) 制件精度刃口制造精度 ≥IT6～I(xiàn)T7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10 / / / /IT7～I(xiàn)T8 / IT9 IT10 IT10 IT10 IT12 IT12 / /IT9 / / / IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 沖裁模刃口尺寸的方法由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可分為兩種情況，分別為凸模與凹模分開(kāi)加工的計(jì)算方法和凸模與凹模配合加工計(jì)算方法。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的模具，后者用于形狀復(fù)雜或波板工件的模具。對(duì)于該工件厚度只有 （mm）屬于薄板零件，并且四個(gè)孔有位置公差要求，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來(lái)配合加工另 一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸并注明配做所留的間隙值。這 δp 與 δd 就不再受間隙限制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，普通模具的制造公差一般可取 δ=△/4（精密模具的制造公差可選4~6μm） 。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙值很小。而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造更容易。在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個(gè)凸?；虬寄Ｉ蠒?huì)同時(shí)存在三種不同磨損性質(zhì)的尺寸，這時(shí)需要區(qū)別對(duì)待。第一類：凸模或凹模磨損會(huì)增大的尺寸；第二類：凸模或凹模磨損或會(huì)減小的尺寸；第三類：凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸；經(jīng)分析在此采用配合加工的方法計(jì)算凸凹模刃口尺寸。落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。 計(jì)算公式如下：落料凹模 （71）40max)(???Dd沖孔凸模 （72）4inp在同一工步中沖出制件兩個(gè)以上孔時(shí)，凹模型孔中心距 按下公式計(jì)算：dL=(Lmin+△) 177。 ?式中 ——落料凹?；境叽纾?） ；dDm ——落料件最大極限尺寸（ ） ；maxDm ——沖孔凸?；境叽纾?） ；pd ——沖孔件孔的最小極限尺寸（ ） ；min