【文章內(nèi)容簡介】 =500/B =500/28 = 可沖 17 條， 每條件數(shù)為： n2=(1000a)/h =()/ 14 = 可沖 30 件， 板料可沖總件數(shù)為： n=n1n2=1730=510（件） 板料的利用率為： n12=(nF/5001000) =(510800/5001000) 100% =% 橫裁和縱裁的材料利用率一樣，該零件采用橫裁法。 圖 5— 3 排樣圖 6 沖裁力的計算 計算沖裁力的公式 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機 的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 F p 一般可以按下式計算： Fp=KptLτ 公式 （ 6— 1） 式中 τ—— 材料抗剪強度，見附表（ MPa）； L—— 沖裁周邊總長（ mm）； t—— 材料厚度（ mm） 。 15 系數(shù) Kp 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設置的安全系數(shù) Kp，一般取 1~3。當查不到抗剪強度 r 時，可以用抗拉強度σ b 代替τ，而取 Kp=1 的近似計算法計算。 根據(jù)常用金屬沖壓材料的力學性能查出 LY21— Y 的抗剪強度為 280～310(MPa)， 取 τ=300(MPa) 總沖裁力 、 卸料力、推料力、頂件力、 彎曲力 和總沖壓力 由于沖裁模具采用 彈壓 卸料裝置和自然落料方式。 總的沖裁力包括 F—— 總沖壓力。 Fp—— 總沖裁力 。 FQ—— 卸料力 FQ1—— 推料力。 FQ2—— 頂件力 FC—— 彎曲力 根據(jù)常用金屬沖壓材料的力學性能查出 LY21— Y 的抗剪強度為 280～310(MPa ) 總沖裁力 ： Fp=F1+F2 公式 (6— 1) F1—— 落料時的沖裁力。 F2—— 沖孔時的沖裁力 . 落料時的周邊長度為 ： L1=2（ 25+32） =114（ mm） 根據(jù)公式 5— 1 F1=KptLτ =1114300 =(KN) 沖孔時的周邊長度為： L2=4πd=4=44（ mm） F2= KptLτ =144300 =(KN) 16 總沖裁力： Fp=F1+F2=+=(KN) 表 6— 5 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm Kx Kt Kd 鋼 ≤ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ~ ~ ~ ~ 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 ~ ~ ~ ~ 對于 表中的數(shù)據(jù)，后的材料取小直，薄材料取值。 卸料力 FQ 的計算 FQ=Kx Fp 公式 (6— 2) K—— 卸料力系數(shù)。 查表 6— 5 得 KＸ ＝ ~，取 KＸ ＝ 根據(jù)公式 6— 2 FQ=KＸ Fp ＝ ＝ (KN) 推料力 FQ1 的計算 FQ1=KtFp 公式 (6— 3) Kt—— 推料力系數(shù)。 查表 6— 5 得 Kt＝ ~, 取 Kt= 根據(jù)公式 6— 3 FQ1=KtFp = ≈4(KN) 頂件力 FQ2 的計算 FQ2=KdFp 公式 (6— 4) Kd—— 頂件力系數(shù)。 查表 6— 5 得 Kd＝ ~, 取 Kt= 17 根據(jù)公式 6— 4 FQ2=KdFp = ≈4(KN) 彎曲力 FC的計 算 影響彎曲力大小的 基本因素有變形材料的 性能和質量；彎曲件的形狀和尺寸；模具結構及凸凹模間隙；彎曲方式等，因此很難用理論的分析法進行準確的計算。實際中常用經(jīng)驗公式進行慨略計算，以作為彎曲工藝設計和選擇沖壓設備的理論。 ? 形彎曲件的經(jīng)驗公式為： Fu=+t 公式 (6— 5) Fu—— 沖壓行程結束時不校正時的彎曲力 。 B—— γ彎曲件的寬度（ mm） 。 t—— 彎曲件的 厚度（ mm） 。 γ—— 內(nèi)彎曲半徑（等于凸模圓角半徑） （ mm） 。 σb—— 彎曲拆料的抗拉強度 (MPa)(查機械手冊 σb=400(MPa)。 K—— 安全系數(shù)，一般取 . 根據(jù)公式 6— 5 Fu=(γ+t) =25400/(5+) =(KN) 對于頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的 30%～80%。 F 壓 =80% Fu =80% =(KN) 彎曲力 : FC= Fu+ F 壓 =+ =(KN) 總的沖壓力的計算 根據(jù)模具結構 總的沖壓力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC 18 =++4+4+ =(KN) 根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機為：開式雙柱可傾壓力機 J23— 25。 7 模具壓力中心與計算 模具 壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則 ，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。 模具的壓力中心，可安以下原則來確定： 對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 工件形狀 相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對 稱中心相重合。 各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即為所求模具的壓力中心。 Xo=L1X1+L2X2+…… LnXn/L1+L2+…… Ln Yo=L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+… … Ln 由于該零件是一個矩形圖形，屬于對稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心 O 處。 如圖 6— 1 所 示： 圖 7— 1 壓力中心 19 8 沖裁模間隙的確定 設計模具時一定要 選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質量，沖裁力、模具壽命等方 面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(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)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個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]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值 Cmin。 沖裁間隙 的大小 對沖裁件的斷面質量有極其重要的影 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，模具作用的壓應力越大，摩擦也越嚴重 ，而降低了 模具 的 壽命 。 較大的間隙可使凸模側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 模具壽命而， 但 出現(xiàn)間隙 不均勻 。 因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。 由于硬呂與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬呂材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。 根據(jù)實用間隙表 8— 1 查 得材料 40 的最小雙面間隙 2Cmin=，最大雙面間隙 2Cmax= 表 8— 1 沖裁模初始用間隙 2c(mm) 材料 厚度 0 3 09Mn、 Q235 16Mn 50 65Mn 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 小于 極小間隙 20 . 注 ：取 08 號 鋼沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙的 25%。 9 刃口尺寸的計算 刃口尺寸計算 的基本原則 沖裁件的 尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)： 由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為 基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基 準。 沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越 21 磨愈大，結果使間隙越來越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則： 落料件尺寸由凹模