【文章內(nèi)容簡介】 0%=28∏(D/2)2/LB100%≈%第4章 計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機、壓邊力的計算采用壓邊的目的是為防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓邊力必須適當，壓邊力過大會引起拉深力的增加，甚至造成工件的拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對高度t/D100%。壓邊力的計算公式拉深情況公式拉深任何形狀的工件圓筒件第一次拉深（用平板毛坯）圓筒件以后各次拉深（圓筒毛坯） 注：式中 A——在壓邊圈下的毛坯投影面積 P—值可在《沖壓模具設(shè)計與制造》=2MPaD——平板毛坯直徑（mm） ——第n次的拉深直徑（mm） ——拉深凹模圓角半徑（mm）由表確定壓邊力計算公式 代入數(shù)據(jù)得：Fy=∏()2247。4 =≈、拉深力的計算、拉深力由《沖壓模具設(shè)計與制造》公式（）得 采用壓邊圈拉深： F=∏d1tσbK1其中： F—拉深力；t—板料厚度；d—拉深后工序件直徑； σb—拉深件材料的抗拉強度； K1—修正系數(shù)，其值查《簡明沖模設(shè)計手冊》表740, K1=；由《沖壓工藝與模具設(shè)計》附表1可得：σb =400MPａ；故F=400=≈、工藝總拉力由《模具設(shè)計與制造》，得：FZ=F+FY=+=式中：F—拉伸力； FY—壓料力。、沖孔落料力 一般計算式：F=KLtτb式中：F——沖裁力；L——沖裁周邊長度；τb——材料抗剪強度；K——系數(shù)，.故F=9400=≈；、推件力 FT=nKTF 公式（） 式中：F——沖裁力； KT——頂件力系數(shù)，見《沖壓模具設(shè)計與制造》； n——同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)(或廢料數(shù))。 其中n取1，KT=. 卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料純銅、黃銅～～鋁、鋁合金～～鋼材料厚度～～～～0055～～～～～代入數(shù)據(jù)： F=1≈；、采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模 FZ=F+ FT =+=、壓筋力的計算，面積小于2000mm的小件壓筋時，由《簡明沖模設(shè)計手冊》表83的：F=KSt2式中：K——系數(shù)，對于鋼件K取200～300，對于銅件和鋁件，K取150～200；S——成形的面積（㎜2）。 t——材料厚度。故F=250∏247。481=、切邊力由于金屬板料具有平面方向性和模具幾何形狀等因素的影響，會造成拉深件口部不平整齊，因此在多數(shù)情況下采取加大工序件高度，拉深后在經(jīng)過切邊工序以保證零件質(zhì)量。切邊力可按落料力的計算公式計算，故F切= KLtτb =400=式中： F——切邊力；L——沖裁周邊長度；τb——材料抗剪強度；K——系數(shù)，.、總工藝力FF總=Fz+F落料 +F切+F壓=+++≈197KN、壓力中心的確定沖壓力的合力作用點稱為沖模的壓力中心。為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心應(yīng)與壓力機滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常磨損，還會使合理間隙的不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產(chǎn)中，可能會出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線重合，這事還應(yīng)注意使壓力中心偏離不致超出所選壓力機應(yīng)許的范圍內(nèi)。 圖3該工件形狀簡單而對稱，其沖裁時的壓力中心即工件的幾何中心即為圓心（0,0），如圖4所示。、壓力機的選擇拉深總工藝力是選擇拉深設(shè)備的主要依據(jù)，但不能簡單按拉深所需的總工藝力去選擇拉深設(shè)備，而應(yīng)結(jié)合拉深設(shè)備的特點合理的選用。例如曲柄壓力機的標稱壓力是指其滑塊標稱壓力行程范圍內(nèi)應(yīng)許的施加壓力，而拉深工藝特別是落料—拉深復合工藝時的工作行程較大，因此應(yīng)校核采用的拉深工藝的壓力曲線是否符合所選壓力機的滑塊施用負荷圖，以避免曲柄壓力機超載損壞。一般情況下，拉深總工藝力與拉深設(shè)備標稱壓力的關(guān)系可按下式進行概略計算：淺拉伸（H/d﹤）≤(～)深拉深（H/d≥）≤(～)式中： —拉深力和壓邊力的總和，在復合模沖壓時，還應(yīng)包括其他工藝的變形力（N）； —拉深設(shè)備標稱壓力（N）； H—拉深件的高度（mm）； d—拉深件的直徑（mm）。經(jīng)計算，H/d≈，=(～)=323～388KN。根據(jù)總壓力選擇壓力機，工藝總壓力約為400KN，查《簡明沖模設(shè)計手冊》表A1，選擇的壓力機的型號為：J23—63。第5章 模具的主要零部件的尺寸與結(jié)構(gòu)的計算、拉深模設(shè)計、拉深模的基本尺寸拉深模的凸凹模之間的間隙對拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙小，拉深力大、模具磨損大，過小的間隙會使零件嚴重變薄甚至拉裂；但間隙小，沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。因此，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)板料厚度及公差、拉深過程板料的增厚情況、拉深次數(shù)、零件的形狀及精度等，正確確定拉深模間隙。對有壓料圈的拉深模，其間隙值可查《沖壓模具設(shè)計與制造》：=（1～）t，Z=2t=。刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，制件取IT14級，則公差△=。當零件尺寸標注在外行時，(如下圖)以凸模為基準，由公式（）和（），工作部分尺寸為：圖4dT=(dmin+△)0σT=(78+)=dA=(dmin+△+Z)0σA=(+) 0+=+ 其中：dT，dA——凸凹模的尺寸； dmin——拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸；△ ——零件的公差；σAσT—— 凹、凸模制造公差，Z——拉深模雙面間隙。 凸凹模的制造公差、拉深凹模的結(jié)構(gòu)尺寸在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖裁件的輪廓尺寸，凹?？卓诒陂g距可按經(jīng)驗公式來確定，由《沖壓模具設(shè)計與制造》公式（）、（）的：凹模高度 H=kb （≥15mm）凹模壁厚 C=（～2）H （≥30～40mm） 式中：b——凹模刃口的最大尺寸（mm）； k——系數(shù)，考慮板料厚度的影響，可取k=系數(shù)k的數(shù)值tb12335050~100100~200200代入數(shù)據(jù)：由于H=78=﹤70mm，故不滿足制件高度。取H=73mm，C=(～2)H=（～2）=30mm。由于考慮到切邊凹模嵌入在拉深凸模內(nèi)的影響，C取40mmL=D+2C=+80≈160mm凹模座采用鑲嵌式的結(jié)構(gòu)，便于切邊凹模的更換和安裝，更節(jié)約材料。各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模座在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，要將壓力中心與模柄中心重合。凹模座的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模座有足夠的強度和剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修模量根據(jù)沖裁件的最大外形尺寸在標準中選取凹模板的各尺寸為：拉深凹模固定板的高度取100mm，外徑為160mm，故拉深凹模座的外形尺寸為100160mm，結(jié)構(gòu)如圖5所示： 圖5 、拉深凸模的結(jié)構(gòu)根據(jù)工件外形并考慮加工將拉深凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床、車床、拉削等工序加工，凸模中心有墊柱起固定作用，用4個M6螺釘將凸模固定。凸模的長度等于工件的高度，即H=70mm，具體結(jié)構(gòu)如圖6所示： 圖沖孔模的設(shè)計、沖孔凸凹模的尺寸計算設(shè)凸凹模分別按IT6和IT7級制造加工，由料厚t=，Zmax=，Zmin=，由《沖壓模具設(shè)計與制造》公式（）和（）的： dT =(dmin+△x) 0σT =（9+）= mm dA=(dmin+x△+Zmin) 0σA =（+）0+=+式中：x——磨損系數(shù)，：其余不再重復 磨損系數(shù)工件精度IT10以上=1工件精度IT11～IT13=工件精度IT14= 校核：∣σA∣+∣σT∣≦Zmax Zmin +≦ （不滿足間隙公差條件）因此，只有縮小σA、σT，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此：σT≤（Zmax Zmin）== σA ≤（Zmax Zmin）==故：dT =；dA =+。 初始雙面間隙、材料厚度/軟鋁純銅、黃銅、軟鋼=（）%杜拉鋁、中等硬鋼=（）%硬鋼=（）%、沖孔凸模沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般的落料模相似，但沖孔模有其特點，沖孔模的對象是已經(jīng)落料或其它沖壓加工成后的半成品，所以沖孔模要解決半成品在模具上如何認定為、如何使半成品放進模具以及沖好后取出既方便又安全；而沖小孔模具，必須考慮凸模的強度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)；成形零件上側(cè)壁孔沖壓時，必須考慮凸模水平運動方向的轉(zhuǎn)換機構(gòu)等。因為所沖的孔是圓形，而且不屬于需要保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。圓形凸?？蛇x用標準件AD形式（13—40）。沖Ф9孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖7所示： 圖沖孔凹模的結(jié)構(gòu)及尺寸計算凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。、：凹模厚度 H=kb=9=（=）凹模壁厚 C=（～2）H=～由于沖孔凹模安裝在拉深凸模中，故：取凹模厚度 H=30mm，凹模壁厚C=結(jié)構(gòu)如圖8所示： 圖切邊凸凹模設(shè)計、切邊凸凹模的基本尺寸的計算設(shè)凸凹模分別按IT6和IT7級制造加工，由料厚t=；查《沖壓模具設(shè)計與制造》，Zmax=，Zmin=，由于切邊凸凹模是嵌入拉深凸模中為了避免對制件壁精度的影響，應(yīng)以拉深凹模dA為基準，因此：由公式（）和（）得落料：DA=+； 圖9 DT=( DmaxX△ Zmin) 0σT =()= 校核：∣σA∣+∣σT∣≤Zmax Zmin +≤ （不滿足間隙公差條件）因此，只有縮小σA、σT，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可取σT≤（Zmax Zmin）== σA ≤（Zmax Zmin）==故DA=，DT=+、切邊凹模的結(jié)構(gòu)尺寸在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖裁件的輪廓尺寸，凹?？卓诒陂g距可按經(jīng)驗公式來確定，由《沖壓模具設(shè)計與制造》公式（）、（）的：凹模高度 H=kb 凹模壁厚 C=（～2）H （≥15mm） 式中：b——凹模刃口的最大尺寸（mm）；（≥30～40mm） k——系數(shù)，考慮板料厚度的影響。代入數(shù)據(jù)：H=（～）=16mm，C=（～2）15=30mm。L=D+2C=+220≈140mm切邊凹模的外形尺寸為：14015mm。具體結(jié)構(gòu)，如圖10所示：圖切邊凸模的結(jié)構(gòu)尺寸切邊凸模結(jié)構(gòu)簡單，便于加工和裝配，將其設(shè)計成帶肩式的圓形凸模，采用車加工，與墊柱的配合按H7/m6。切邊凸模的高度可取H=20mm，由于該套模具采用卸料的方式排出廢料該。孔Ф≧，為節(jié)約材料，在保證剛度和強度的要求下取Ф=20mm，具體結(jié)構(gòu)如下圖11所示： 圖