【文章內(nèi)容簡介】 5～ 110 25 50～ 80 冷作硬化 100 120～ 150 4 — 優(yōu)質(zhì)碳素 45 已退火 440～ 560 550～ 700 16 360 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 13 結(jié)構(gòu)鋼 總沖裁力、卸料力、推料力、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?？偟臎_裁力包括： F —總沖壓力； pF —總沖裁力； QF —卸料力； 1QF—推料力 ； 2QF—頂件力； cF —彎曲力； 根據(jù)常用金屬沖壓材料的力學(xué)性能查出 Q235 的抗剪強(qiáng)度為 310～ 380（ MPa）。 計(jì)算 總沖裁力 pF = 1F + 2F 公式 （ 52） 式中 ： F1—落料時的沖裁力； F2—沖孔的沖裁力。 落料時的周邊長度為： 1L =20 落料沖裁力為 ： F1= τKptL =203402 = 沖孔周長為： L2=πd=9= 沖孔沖裁力為 ： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 14 F2= τKptL =3402 =25KN 所以可求 總沖裁力 為 ： FP= 1F + F2 =+25 = 卸料力的計(jì)算 卸料力計(jì)算公式： FQ= pxFK 公式 （ 53） 式中： xK —卸料力系數(shù) ， 查表 52 得 39。xK =～ ，取 39。xK = 根據(jù) 公式 53 得： FQ= pxFK = = 推料力的計(jì)算 FQ1= ptFK 公式 （ 54） 式中： tK —推料力系數(shù)。 查表 52 得 tK =。 根據(jù) 公式 54 得： FQ1= ptFK = ≈ 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 15 表 52 卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 料厚 t/mm xK tK dK 鋼 ≤ ＞ ～ ＞ ～ ＞ ～ ＞ ～ ～ ～ ～ ～ 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 ～ ～ ～ ～ 彎曲力的計(jì)算 影響彎曲力大小的基本因素有變形材料的性能和質(zhì)量；彎曲件的形狀和尺寸；模具結(jié)構(gòu)及凸凹模間隙；彎曲方式等，因此很難用理論的分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。實(shí)際中常用經(jīng)驗(yàn)方式進(jìn) 行概略計(jì)算，以作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇沖壓設(shè)備的理論。 U形彎曲的經(jīng)驗(yàn)公式為： uF = / 2 bKBt (r+t) 公式 （ 55） 式中 ； uF —沖壓行程結(jié)束時不校正時的彎曲力； B —彎曲件的寬度； t—彎曲件的厚度； R —內(nèi)彎曲半徑（等于凸模圓角 半徑 mm）； bδ —彎曲材料的抗拉強(qiáng)度（ Mpa）（查模具手冊 bδ =480～ 470Mpa， 取bδ =450Mpa）； K —安全系數(shù)，取 。 根據(jù) 公式 55 得： uF = / 2 bKBt (r+t) =2 220450/（ 2+2） 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 16 = 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%。 壓F = uF%80 = = 彎曲力： cF = uF + 壓F 公式 （ 56） =+ = 總的沖壓力的計(jì)算 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力 F = pF + QF +1QF+ cF 公式 （ 57） F = pF + QF +1QF+ cF =+++ = 根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)為：開式雙柱可傾壓力機(jī) J2316。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 17 第六章 模具壓力中心的確定與計(jì)算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心重合。否則，會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 模具的壓力中心，可按以下原則來確定： (1)對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 (2)工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 (3)形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進(jìn)模的壓力中心可用解 析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)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(diǎn)的坐標(biāo)位置 O（ x=0， y=0），即為所求模具的壓力中心。 X0=L1X1+L2X2+……+LnXn/ （ L1+L2+……+Ln ） 公式 （ 61） Y0=L1Y1+L2Y2+……+LnYn/ （ L1+L2+……+Ln ） 公式 （ 62） 圖 61 壓力中心 按比例畫出凸模刃口的輪廓形狀，選坐標(biāo) XOY。如圖 61 所示 把刃口輪廓分為 7 段并 確定各段長度，具體數(shù)值列于下表 61 中。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 18 表 61 落料件的壓力中心計(jì)算數(shù)據(jù) 線 （ mm） 力壓中心位置 壓力中心坐標(biāo) x Y L1= L2= L3=20 L4= L5= L6=20 L7= C1= = C2= = C3= 20=10 C4= = C5= = C6= 20=10 C7= = 0 0 0 1 1 21 21 21 1 落料凸模的壓力中心坐標(biāo)： Xn=L1X1+L2X2+……LnXn/L 1+L2+……Ln =（ 0++20+…… ） /（ +……+ ） =0 Yn= L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+…… Ln =（ 1+1+2021…… +） /（ +……+2 ） = 所以求得模具壓力中心的坐標(biāo)值為（ 0, ），由于該模具為連續(xù)模，根據(jù)制件沖裁、排樣等綜合分析將壓力中心坐標(biāo)值取在（ 12,）。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 19 第七章 沖裁間隙 模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的時候一定要選擇合理的間隙，因?yàn)樗菦_裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度能夠滿足產(chǎn)品要求的有力保證。所需的沖裁力越小 、 模具壽命越高，但是分別從質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等方面的要求確定出來的合理間隙并不是同一個數(shù)值，它們知識彼此相近?？紤]到制造過程中的偏差以及使用過程中的磨損、生產(chǎn)過程中通常只選擇一個合適的范圍 作為合理見習(xí)，只要間隙在這個范圍之內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為 Cmin，最大值稱為 Cmax。考慮到模具在使用過程中的磨損會造成間值的增大的情況，所以設(shè)計(jì)和制造新模具的時候采用最小合理間隙 Cmin。 沖裁件的大小對于沖裁件的斷面質(zhì)量有著極其重要的影響，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，凸模與被沖件的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦力，而間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可以使凸模側(cè)面以及材料之間的摩擦 力減小，并且延緩間隙由于受到制造和裝備精度的限制，雖然提高了模具壽命但材料所受的拉應(yīng)力增大材料容易斷裂分離，斷面質(zhì)量不佳，毛刺較大卸料力、頂件力也會相應(yīng)增大，導(dǎo)致沖裁總壓力增大。所以沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個非常重要的工藝參數(shù)。 圖 71 沖裁間隙 根據(jù)實(shí)用間隙表 71 查得： 材料 Q235 的最小雙面間隙： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 20 2Cmin= 最大雙面間隙： 2Cmax=。 表 71 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 注：沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙取 08 鋼的 25%。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 21 第八章 刃口尺寸的計(jì)算 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度 ，模具合理的間隙值是依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其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： (1)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。 (2)在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 (3)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，凹模越磨愈大，結(jié)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： (1)落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上；設(shè)計(jì)沖孔模時，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 (2)考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。 (3)確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造 公差過小），會使模具制造困難，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不合格，會降低模具的壽命。若工件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形工件按國家 “配合尺寸的公差數(shù)值 ”IT14級處理，沖模則可按 IT11 級制造；對于圓形工件可按 IT7－ IT9 級制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按 “入體原則 ”標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 22 刃口尺寸的計(jì)算方法 由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì) 算方法可以分為兩種情況。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。對與該制件應(yīng)該選用凸模與凹模 分開 加工 的 方法。 分開加工 法，分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保證間隙要求 （凸模 δp 與凹模 dδ ） 。這種加工方法主要 用于 沖裁件形狀簡單、間隙較大的模具（多用于