【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(dǎo)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(xiàn)[2]P73表214和表215.當(dāng)模具有側(cè)刃時(shí)，條料寬度按下式計(jì)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(hào)意義同前。導(dǎo)料板間的距離： 式中 ——沖切后條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙。見表33。 圖36 有側(cè)刃時(shí)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(xiàn)[2]P74表216.進(jìn)距是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)，每個(gè)進(jìn)距可以沖出一個(gè)零件，也可以沖出幾個(gè)零件。進(jìn)距是決定擋料銷位置的依據(jù)。每次只沖一個(gè)零件的進(jìn)距的計(jì)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(shí)將使用導(dǎo)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(dǎo)料板之間的間隙△查表31得△=,條料與導(dǎo)板間的間隙查表32得C1=。 一個(gè)步距的材料利用率h為 h= nA/Bh100% (35)上式引自文獻(xiàn)[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(gè)布距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm）； H——進(jìn)距（mm）；沖裁件的面積A=8+（）12+=進(jìn)距S=B+a=101+=故一個(gè)進(jìn)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(jì)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(jì)算沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。沖裁力是凸模與凹模相對運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離的力，其大小主要與材料力學(xué)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(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)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(shí)沖裁力凸模行程曲線。圖中AB段相當(dāng)于沖裁的彈性階段，凸模進(jìn)入材料后，載荷急劇上升，但當(dāng)凸模刃口一旦擠入材料，即進(jìn)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(dāng)兩者達(dá)到相當(dāng)?shù)挠绊懙乃查g，沖裁力達(dá)最大值，即圖中C點(diǎn)。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(kuò)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(xué)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(xiàn)[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(qiáng)度（MPa）；K0——系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)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(qiáng)度（MPa）查文獻(xiàn)[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(qiáng)度（MPa）； σb —材料抗拉強(qiáng)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(jì)）。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(xiàn)[2]。卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值。 沖裁時(shí)，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(jī)時(shí)是否要考慮進(jìn)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(xiàn)[2]P52。因?yàn)楣ぜ?mm，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(jì)算沖裁時(shí)的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，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(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機(jī)的使用壽命。計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模型口圖，如圖42所示。為了減少計(jì)算，坐標(biāo)設(shè)在和上，此時(shí)X=0，Y =0，可少算兩個(gè)數(shù)。如圖所示，將xoy坐標(biāo)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(diǎn)的坐標(biāo)（，）。若選用J2125沖床，模柄孔Φ50，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。有關(guān)計(jì)算如表41。 其計(jì)算公式如下： = （48） = （49）式（48）、（49）引自文獻(xiàn)[2]P248。式中 xx2……xn——各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)（mm）； yy2……yn——各圖形沖裁力的y軸坐標(biāo)（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(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命。但是它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)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(jī)的行程大小，應(yīng)該能保證成型零件的取出和毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)大于成型零件高度兩倍以上。（2）壓力機(jī)工作臺(tái)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(tái)面上安裝小尺寸的沖模，工作臺(tái)的受力條件也是不利的。（3）所選壓力機(jī)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(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的距離，如圖103。壓力機(jī)的閉合高度H是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大的閉合高度,最小閉合高度。設(shè)計(jì)模具時(shí)，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(shí)在太小，可以在壓床下面加墊板。見圖103。（4）沖壓力與壓力機(jī)能的配合關(guān)系：當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí)，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(jī)滑塊上所有力的總和F總選取壓力機(jī)。通常取壓力機(jī)的名義噸位比F總大20%～30%。當(dāng)拉深行程較大，特別是采用落料拉深復(fù)合沖壓時(shí)，不能簡單地將落料力和拉深力疊加去選擇壓力機(jī)。因?yàn)榍鷫毫C(jī)的標(biāo)稱壓力上指滑塊下死點(diǎn)（或接近下死點(diǎn)）時(shí)發(fā)生的。因此，應(yīng)該注意曲柄壓力機(jī)的允許壓力曲線。否則，很可能會(huì)由于過早地出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機(jī)超載損壞。見圖51。由于多位級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力選擇壓力機(jī)?？紤]到制件的精度要求，參考文獻(xiàn)[2]P49初選J2125壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：250KN 標(biāo)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(tái)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(jì)計(jì)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(jì)中一個(gè)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；圓角小；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(shí)際尺寸與標(biāo)稱尺寸的差值（δ），差值越小，精度越高。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。沖裁件相對凸模或凹模尺寸的偏差，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(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負(fù)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(xué)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(fù)量就小，零件的精度也就高。材料硬，彈性恢復(fù)就大。上述討論的是模具在制造精度一定的前提下進(jìn)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(xiàn)[2]P55表23。表61 沖裁件精度沖模制造精度材 料 厚 度 t (mm)2345681012IT6～I(xiàn)T7IT7～I(xiàn)T9IT9IT8IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT14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(huì)影響