【文章內(nèi)容簡介】 料 厚 度 t～11～22～33～5～5050～100100～150150～220220～300表32 條料與導料板之間的間隙 （mm）條 料 厚 度無 側(cè) 壓 裝 置有 側(cè) 壓 裝 置條 料 寬 度 ≤100100～200200～300≤100100≤11～51115588表3表32引自文獻[2]P73表214和表215.當模具有側(cè)刃時，條料寬度按下式計算（圖36） （33）式中 n——側(cè)刃數(shù)； C——側(cè)刃沖切的料邊寬度（mm），見表32。其余符號意義同前。導料板間的距離： 式中 ——沖切后條料寬度與導料板間的間隙。見表33。 圖36 有側(cè)刃時條料寬度的確定 表33 和C值 (mm)材料厚度C～～～3上表引自文獻[2]P74表216.進距是指條料在模具上每次送進的距離，進距的計算與排樣方式有關(guān)，每個進距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。進距是決定擋料銷位置的依據(jù)。每次只沖一個零件的進距的計算公式為 （34）式中 B——平行于送料方向工件的寬度； a——沖件之間的搭邊值?？紤]到工件形狀的特殊性，此工件在生產(chǎn)的過程中送料時將使用導料板，如圖34：條料寬度 B=[D+2（a1+Δ）+C1] 0 –Δ=[101+2(2+)+ ] 0 = 0 mm條料與導料板之間的間隙△查表31得△=,條料與導板間的間隙查表32得C1=。 一個步距的材料利用率h為 h= nA/Bh100% (35)上式引自文獻[2]P67式221.式中 A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2）；N——一個布距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm）； H——進距（mm）；沖裁件的面積A=8+（）12+=進距S=B+a=101+=故一個進距內(nèi)的材料利用率為: η=nA/Bh100%=2100%=%按照下面二種方案排列，分別計算其材料利用率為方案1(B=)：h總1=1100%=%方案2(B=)：h總2=1100%=% 經(jīng)過比較，B=%。第四章 沖裁工藝力的計算沖裁力計算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計算。沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料分離的力，其大小主要與材料力學性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計模具、選擇壓力機的重要參數(shù)。計算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標稱壓力必須大于所計算的沖裁力，所設(shè)計的模具必須能傳遞和承受所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 圖41 沖裁力凸模行程曲線在沖裁過程中，沖裁力的大小是不段變化的，圖41為沖裁時沖裁力凸模行程曲線。圖中AB段相當于沖裁的彈性階段，凸模進入材料后，載荷急劇上升，但當凸模刃口一旦擠入材料，即進入塑性變形階段，載荷的上升就緩慢下來，如BC段所示。雖然由于凸模擠入材料使承受沖裁力的材料面積秒減小，但只要材料加工硬化的影響超過受剪切面積小的影響，沖裁力就繼續(xù)上升，當兩者達到相當?shù)挠绊懙乃查g，沖裁力達最大值，即圖中C點。此后，受剪面積的減少超過硬化的影響，于是沖裁力下降。凸模再繼續(xù)下壓，材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴張，沖裁力急劇下降，如圖中CD段所示，此為沖裁的斷裂階段。此后所用的力僅是克服摩擦阻力,推出已分離的料。沖裁力的大小主要與材料力學性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)?？紤]到成本和沖裁件的質(zhì)量要求，此用平刃口模具沖裁，沖裁力F（N）： （41）上式引自文獻[2]P50式（21）。式中 L——沖裁件周邊長度（mm）； t——材料厚度（mm）；τ——材料抗剪強度（MPa）；K0——系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取系數(shù)K=。材料的抗剪強度（MPa）查文獻[1]P3196表3214：取σb=290 MPa一般情況下，材料的σb=，故F =L T σbF 沖孔=L 沖孔T σb=31290= F卸料= F 沖孔== F 側(cè)刃=L 側(cè)刃T σb=(34+++8+2)1290=23403N F 側(cè)卸料= F 側(cè)刃=200158=FU=LU T σb=(20+3+14+++4+20+16)1290=30972NF U卸料= FU==F異=L異 T σb=(32+20+17++3++74+20+8+9+18+)1290=63162NF 異卸料= F異=63162=F 頂件= （~）F 落料取F 頂件= 落料F頂件===由自由公式：得F 彎曲1=12 12290=1740NF 彎曲2=12 8290=1160NF長=L長 T σb=(40+20)1290=17400NF 長卸料= F長=17400=870N式中：L 沖孔、L 側(cè)刃—沖裁件周邊長度（mm）； t—材料厚度（mm）； τ—材料抗剪強度（MPa）； σb —材料抗拉強度（MPa）； K對U形件K取(～)； B—U彎曲件寬度； K 1—卸料力系數(shù)（～）（查表，姜奎華主編。沖壓工藝與模具設(shè)計）。如下所示： 表41 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚（mm）K卸K推K頂鋼≤～～～ ～～～～～鋁 鋁合金紫銅 黃銅～～～～ 注：表41引自文獻[2]。卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復雜時取上限值。 沖裁時，所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機時是否要考慮進去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為 （45）采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為 （46）采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為 （47）式（45）、（46）、（47）引自文獻[2]P52。因為工件厚1mm，相對較薄，卸料力也比較小，故采用彈性卸料裝置上出料方式，總沖壓力F總：F總= F 沖孔+ F卸料+ F 側(cè)刃+ F 側(cè)卸料+ FU + F U卸料+ F異+ F 異卸料+ F頂件+ F 彎曲1+ F 彎曲2+ F長+ F 長卸料=++23403+++30972++63162++1740+1160+17400+870=≈148KN4．2壓力中心計算沖裁時的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導致模具以及滑塊與導軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機的使用壽命。計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖42所示。為了減少計算，坐標設(shè)在和上，此時X=0，Y =0，可少算兩個數(shù)。如圖所示，將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心上，將沖裁輪廓線按集合圖形分解為L1～L17共17段基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點的坐標（，）。若選用J2125沖床，模柄孔Φ50，C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。有關(guān)計算如表41。 其計算公式如下： = （48） = （49）式（48）、（49）引自文獻[2]P248。式中 xx2……xn——各圖形沖裁力的x軸坐標（mm）； yy2……yn——各圖形沖裁力的y軸坐標（mm）； 、……——各圖形沖裁周邊長度（mm）。第五章 沖壓設(shè)備的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定選定開式曲柄壓力機雖然剛度差，降低了模具壽命。但是它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點廣泛適用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。（1）壓力機的行程大小，應(yīng)該能保證成型零件的取出和毛坯的放進，例如拉深所用的壓力機行程，至少應(yīng)大于成型零件高度兩倍以上。（2）壓力機工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模，工作臺的受力條件也是不利的。（3）所選壓力機的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。模具的閉合高度H0是指上模在最低工作位置時，下模板的底面到上模板的頂面的距離，如圖103。壓力機的閉合高度H是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大的閉合高度,最小閉合高度。設(shè)計模具時，模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式 無特殊情況H0應(yīng)取上限值，即最好取在：（L見圖103），這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積小而壓壞。如果模具閉合高度實在太小，可以在壓床下面加墊板。見圖103。（4）沖壓力與壓力機能的配合關(guān)系：當進行沖裁等沖壓加工時，由于其施力行程較小，近于板材的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機滑塊上所有力的總和F總選取壓力機。通常取壓力機的名義噸位比F總大20%～30%。當拉深行程較大，特別是采用落料拉深復合沖壓時，不能簡單地將落料力和拉深力疊加去選擇壓力機。因為曲柄壓力機的標稱壓力上指滑塊下死點（或接近下死點）時發(fā)生的。因此，應(yīng)該注意曲柄壓力機的允許壓力曲線。否則，很可能會由于過早地出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機超載損壞。見圖51。由于多位級進模的特點，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力選擇壓力機。考慮到制件的精度要求，參考文獻[2]P49初選J2125壓力機，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：250KN 標稱壓力行程:6mm 滑塊行程：80mm 最大封閉高度：250mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：70mm 工作臺孔徑（前后左右）：360mm560mm 模柄孔尺寸（直徑深度）：Φ50mm70mm第六章 沖裁模工作部分設(shè)計計算沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分為單邊間隙和雙邊間隙單邊間隙用C表示,雙邊間隙用Z表示。間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計中一個極其重要的工藝參數(shù)。沖裁件的質(zhì)量主要是指斷面質(zhì)量、尺寸精度、和形狀誤差。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角??；無裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。零件表明應(yīng)盡可能平整。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍內(nèi)。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值的大小及其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性能等，其中，間隙值的大小與分布的均勻性是主要因素。沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實際尺寸與標稱尺寸的差值（δ），差值越小，精度越高。這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠?，主要是由于沖裁過程中，材料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時，會產(chǎn)生彈性恢復而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負的。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。此外，尺寸變化量的大小還與材料力學性能、厚度、軋制方向、沖裁件形狀等因素有關(guān)。材料軟，彈性變形量小，沖裁后彈性恢復量就小，零件的精度也就高。材料硬，彈性恢復就大。上述討論的是模具在制造精度一定的前提下進行的，間隙對沖裁件精度的影響比模具本身制造精度的影響要小得多，若模具刃口制造精度低，沖裁出的工件精度也就無法得到保證。模具的制造精度與沖裁件精度之間的關(guān)系見表61。表61引自文獻[2]P55表23。表61 沖裁件精度沖模制造精度材 料 厚 度 t (mm)2345681012IT6～IT7IT7～IT9IT9IT8IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT14模具的磨損及模具刃口在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形也會影響