【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與在危險(xiǎn)斷面上的抗拉強(qiáng)度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)的方法得出的，我們可 以通過(guò)查表來(lái)取值。 零件的總拉深系數(shù)為 ??? Ddm總，其相對(duì)凸緣直徑 ???dd f ，屬于帶寬凸緣拉深的拉深件。根據(jù) ??dh ， %%100 ??Dt ，由教材 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 上表 45,46 查得一次允許的拉深系數(shù) ?m ，第一次拉深的最大相對(duì)高度 ~11 ?dh 。 因材料為 20號(hào)鋼 ,具有良好的強(qiáng)度和塑性 ,其加 工工藝性較好 ,可減小帶凸緣筒形件的首次拉深系數(shù)及增大最大相對(duì)高度。 使得111 , dhdhmm ??總 ，所以零件只需要一次拉深。 畫(huà)排樣圖 沖裁件條料或板料上的布置方法叫排樣。排樣不合理就會(huì)浪費(fèi)材料，衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)就是材料利用率。排樣的是否正確不但影響材料的利用率，而且影響模具的壽命與生產(chǎn)率。 排樣應(yīng)考慮幾個(gè)問(wèn)題： 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 （ 1）材料利用率力求在相同的材料面積上得到最多的工件，提高材料利用率 K=Ana 100﹪。 （ 2) 生產(chǎn)批量：排樣必須考慮 生產(chǎn)批量的大小，生產(chǎn)量大時(shí)可采用多件排樣法，但這種方法模具結(jié)夠復(fù)雜，成本高。 （ 3) 注意板料軋制纖維方向，以防止工件的開(kāi)裂。 排樣時(shí)工件之間與條料之間留下的余料稱(chēng)為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償送料的誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以使條料保持一定的剛度，便于送料。搭邊值要合理確定，從節(jié)省材料的角度出發(fā)，搭邊值越小越好。但過(guò)小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的，下表 21 列出了沖裁時(shí)常用的最小搭邊值?？紤]到操作方便及模具結(jié)構(gòu)，故采用單排 排樣設(shè)計(jì)。 由下表 21 查的搭邊值 a=,b=. 條料寬度 B=(92+2)=95mm 條料送進(jìn)步距 S=92+= 表 21 沖裁金屬材料 材料排樣圖見(jiàn)圖 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 圖 排樣圖 計(jì)算材料的利用率 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 Ｐ 67 式 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η為： η=BhnA 100﹪ 式中： A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（ mm） n個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖孔數(shù)目 B條料寬度（ mm） S步距（ mm） 則 η=π(46)2/95 =75% 工藝力的計(jì)算 (1）沖裁力 沖裁力可按《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 Ｐ 65 式計(jì)算： Ｐ 0 =τLt 其中： Ｐ 0 沖裁力（ N） τ材料抗剪強(qiáng)度 Mpa 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 L材料輪廓長(zhǎng)度（ mm） t材料厚度（ mm） 查《模具實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》 P43 得： τ=375Mp 在實(shí)際應(yīng)用中，抗沖剪強(qiáng)度 ? 的值一般取材料抗拉強(qiáng)度 b? 的 ~。為便于估算，通常取抗沖剪強(qiáng)度等于該材料抗 拉強(qiáng)度 b? 的 80%。即 b?? ? 落料力 F 落 = kltτ =（ 246） 13 75 = (2)卸料力 一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會(huì)使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來(lái)所需的力稱(chēng)卸料力。影響這個(gè)力的因素較多，主要有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤(rùn)滑情況等。所以要精確地計(jì)算 這些力是困難的，一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸料力 FKF 1?卸 式中 F—— 沖裁力 (N) 1K —— 頂件力及卸料力系數(shù)，其值可查教材表 17。 這里取 1K 為 。 查《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》 P44 得： K 卸 =,K 推 = F 卸 = = （ 3）推件力 將卡在凹模中的材料逆著沖 裁力方向頂出所需要的力稱(chēng)為推件力。根據(jù) 《 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 》 書(shū)上公式 18，則推件力為： F 推 ＝ nK 推 F 沖 式中 K 推 推件力因數(shù) n工件在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)， n=h/t=16 F 推 =16 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 = （ 4）拉深力 一般情況下拉深力隨凸模行程變化而改變，其變化曲線如圖 。從圖中可以看出，在拉深開(kāi)始時(shí)，由于凸緣變形區(qū)材料的變形不大，冷作硬化也小，所以雖然變形區(qū)面積較大，但材料變形抗 力與變形區(qū)面積相乘所得的拉深力并不大；從初期到中期，材料冷作硬化的增長(zhǎng)速度超過(guò)了變形區(qū)面積減少速度，拉深力逐漸增大，于前中期拉深力達(dá)到最高點(diǎn)位置；拉深到中期以后，變形區(qū)面積減少的速度超過(guò)了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐漸下降。零件拉深完以后，由于還要從凹模中推出，曲線出現(xiàn)延緩下降，這是摩擦力作用的結(jié)果，不是拉深變形力。 oFmax拉深力凸模行程 圖 拉深力變化曲線 由于影響拉深力的因素比較復(fù)雜，按實(shí)際受力和變形情況來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算拉深力是筆尖困難的。所以 ，實(shí)際生產(chǎn)中通常是以危險(xiǎn)斷面的拉應(yīng)力不超過(guò)其材料抗拉強(qiáng)度為依據(jù)，采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計(jì)算公式為： bKdtF ???拉 式中 d— 圓筒形零件的凸模直徑（ mm） K— 系數(shù)，這里取 1 b? — 材料的抗拉強(qiáng)度（ MPa） t — 材料厚度 因此 NF 452162521481 ?????? ?拉 （ 5）壓邊力 壓邊力的大小對(duì)拉深件的質(zhì)量是有一定影響的，如果過(guò)大，就要增加拉深力，因而山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 會(huì)使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過(guò)小就會(huì)使工件的邊壁或凸緣起皺，所以壓邊圈的壓力必須適當(dāng)。合適的壓邊力范圍一般應(yīng)以沖件既不起皺、又使得沖件的側(cè)壁和口部不致產(chǎn)生顯著的變薄為原則。壓邊力的大小和很多因素 有關(guān)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)近似的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。 qQ AFF ? 式中 A— 初始有效壓邊面積 (mm2 )。 qF — 單位壓邊力 (MPa),這里經(jīng)查《模具手冊(cè)》得 Fq= 所以有 NAF qQ )( ????? （ 6）拉深功的計(jì)算 拉深所需的功可按下式計(jì)算 1000maxhCPW ? 式中 maxP — 最大拉深力（ N） h — 拉深深度（ mm） W— 拉深功（ N m） C— 修正系數(shù)，一般取為 C=~。 所以 ????N m 計(jì)算壓力中心 沖裁力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖模的壓力中心，在設(shè)計(jì)沖裁模的時(shí)候，應(yīng)該使沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合，即沖模的模柄中心應(yīng)該與壓力中心一致，以保證沖裁模在壓力機(jī)上正常、平衡的工作。若無(wú)法使壓力中心與滑塊中心線完全重合，則應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮采取平衡偏心載荷的措施，但偏載力要控制在盡可能小的范圍內(nèi)，且偏心距離不應(yīng)超過(guò)沖模的模柄尺寸。 本設(shè)計(jì)中的零件為對(duì)稱(chēng)幾何體 ,其壓力中心就在它的圓心處，所以不需要再次計(jì)算它的壓力中心，即，壓力中心為圓心。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 計(jì)算凸凹模刃口尺寸 依據(jù)復(fù)合模特點(diǎn)，刃口尺寸最好采用配合 加工的方法。落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，落料凸模按間隙值配制；沖孔部分按沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算，沖孔凹模按間隙值配制。即以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。具體間隙值見(jiàn)表 22 表 22 落料、沖孔模刃口始用間隙 材 料 名 稱(chēng) 45 T T (退火 ) 磷青銅 (硬 ) 鈹青銅 (硬 ) 1 冷軋鋼帶、 30鋼板 H6 H68(硬 ) LY12(硬鋁 ) 硅鋼片 Q21 Q235 鋼板 0 15 鋼板 H62 、 H68( 半硬 ) 純銅 (硬 ) 磷青銅 (軟 ) 鈹青銅 (軟 ) H6 H68(軟 ) 純銅 (軟 ) 防銹鋁 LF2 LF2 軟鋁 L2～ L6 LY12(退火 ) 銅母線 鋁母線 力學(xué)性能 HBS≥ 190 ? b≥ 600MPa HBS=140～ 190 ? b=400 ～600MPa HBS=70～ 140 ? b=300 ～400MPa HBS≦ 190 ? b≦ 300MPa 厚度 t 初始間隙 Z Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax * * * 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 （ 1）落料部分 落料時(shí)，因?yàn)槁淞霞砻娉叽缗c凹模刃口尺寸相 等或基本一致，應(yīng)該先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn)，又因?yàn)槁淞霞叽鐣?huì)隨凹模刃口的磨損而增大，為了保證凹模磨損到一定程度仍能沖出合格零件，故凹?；境叽鐟?yīng)該取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸，落料凸模的基本尺寸則是凹?；境叽缟蠝p去最小合理間隙。 dXDDd ????? 0)( 0m in )2(pCDD dp ???? 式中 pD — 落料凸模最大直徑（ mm） dD — 落料凹模最大直徑（ mm） D — 工件允許最大尺寸（ mm） ? — 沖裁工件要求的公差 X — 系數(shù)，為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸，此處可取X=。 對(duì)于未標(biāo)注公差可按 IT14 級(jí)計(jì)算，根據(jù)教材上表 25 查得，沖裁模刃口雙面間隙： mmZmmZ , maxmin ?? d? 、 p? — 凹、凸模制造偏差，這里可以按 IT7 來(lái)選取 : 落料刃口最大尺寸計(jì)算mm92? 凸 模 制 造 公 差 按 IT8 級(jí) 精 度 選 取 ， 得 落 料 尺 寸mm0192??，查表得 mmmm , ?? 凹凸 ?? 校核間隙： ｜ 凸? ｜ +｜ 凹? ｜ ? minmax ZZ ? 條件，但相差不大，可作如下調(diào)整： )( m i nm a x ZZ ??凸? = ? ? )( m i nm a x ZZ ??凹? 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 ?? ? 則 dXDDd ????? 0)( =02 )( ??? = ? 0m in)(pZDD dp ???? =0 ) ?? =? （ 2）拉深部分 拉深時(shí)， 拉深模直徑尺寸的確定的原則，與沖裁模刃口尺寸的確定基本相同，只是具體內(nèi)容不同，這里不在復(fù)述。 拉深凸模和凹模的單邊間隙 Z=， t=1mm 計(jì)算凸凹模制造公差，按 IT8 級(jí)精度選取，由附錄表 4 查得，對(duì)于拉深尺寸mm15?， ?? 凹凸 ?? 。 因拉深件注內(nèi)形尺寸，按凸模進(jìn)行配作： pdd P ????? )(