【文章內容簡介】 圖 52 縱排示意圖 搭邊值的確定 排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，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量。一般來說，搭邊值是由經驗和查表來確定的，該制件的搭邊值采用查表取得。 如表 51 所示：根據此表和工件外形可知 L﹥ 50mm，可確定搭邊值 a 和 a1，a 取 ， a1取 ，較為合理。 表 51 搭邊 a和 a1數值（低碳鋼） mm 材料厚度 t 圓形或圓角 r＞ 2t 的工件 工件間 a1 側面 a 以下 ～ ～ ～ ～ ～ 寬度的確定： 搭邊的作用是補償定位誤差，保證條料有一定的剛度，同時保證零件質量和送料方便。根據模具的結構不同，可分為有側壓裝置的模具和無側壓裝置的模具， 12 側壓裝置的作用是用于壓緊送進模具的條料（從料帶側面壓緊），使條料不至于側向竄動，以利于穩(wěn)定地加工生產。本套模具無導料板為無側壓裝置。 故按下式計算： 0m a x0 )2( ???? ??? CaDB （ 51） 式中： B條料寬度 (mm)； Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 (mm)； a沖裁件之間的搭邊值 (mm)；可參考表 51； △ 條料寬度的單向（負向）偏差 (mm)，見表 52； C導料板與最寬條料之間的間隙 (mm)，其最小值見表 53。 表 52 剪料公差及條料與導料板之間隙 mm 條料寬度 B/mm 材料厚度 t/mm 0～ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 5 ～ 50 50～ 100 100～ 150 150～ 220 220～ 300 表 53 有側壓裝置和無側壓裝置對照表 mm 材料厚度t/mm 無側壓裝置 有側壓裝置 條料寬度 B/mm 100 ≥ 100～ 200 ≥ 200～ 300 100 ≥ 100 0～ ～ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 4 4～ 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 5 5 5 5 5 8 8 8 8 8 8 由 Dmax=30， Dmax=50， a=， C=，代入 公式（ 51）得： 橫排 條料寬度 ： ? ?0m a x0 2 ???? ??? CaDB =30+2+= 縱排 條料寬度 ： ? ?0m a x0 2 ???? ??? CaDB =50+2＋ = 材料利用率的確定 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經濟性指標。 關于材料利用率，可用下式表示： 13 %100/ ?? BSA? （ 52） 式中： A一個步距內沖裁件的實際面 (mm2)； B條料寬度 (mm)； S步距 (mm)。 由圖 51 和圖 52，公式（ 52）得： A=2030+520+52232 = 縱排步距 S1=15+15+= 橫排步距 S2=25+25+= 縱排材料利用率 ： %100/ 11 ?? BSA? =[（ ） ]100%≈% 橫排 材料利用率 ： %100/2 ?? BSA? =[（ ） ]100%≈55% η1η2 根據上述縱排、橫排兩個式子的計算對比，可確定縱排的材料利用率比橫排的材料利用率高。本零件選用縱排的排樣方式，具體如圖 53 所示。 圖 53 排樣示意圖 14 沖壓力的計算 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 Fp 一般可以按下式計算： ?LKF Pp t? （ 53） 式中： τ材料抗剪強度，見表 22（ MPa）； L沖裁周邊總長（ mm）； t材料厚度（ mm）； 系數 Kp是考慮到沖裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動 （ 數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而設置的安全系數Kp，一般取 1～ 3。當查不到抗剪強度 τ時，可以用抗拉強度 σb代替 τ，而取 Kp=的近似計算法計算。 由于 Q235的力學性能查表 22可得：抗剪強度 τ取 303～ 372MPa。 τ的數值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設計資料及有關手冊中查找，本設計 τ取值的通過查下表確定，材料厚度 t=，取 τ=350MPa。 總沖裁力的計算 由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。 21 FFF ??沖 （ 54） 式中： F 沖 總沖裁力； F1落料時的沖裁力； F2沖孔時的沖裁力。 沖裁周邊的總長（ mm） 落料周長為： L1=210+58+202 = 沖孔周長為： L2=232+25 = 15 落料沖裁力由 KP=， t=， L1=， τ=350，代入 公式（ 53）得： ?11 tLKF P? =350 = 沖孔沖裁力由 KP=， t=， L1=， τ=350，代入 公式（ 53）得： ?22 tLKF P? =350 = 所以可求總沖裁力由 F1=， F2=，代入 公式（ 54）得： 21 FFF ??沖 =+ = 卸料力、推件力的計算 當上模完成一次沖裁后，沖入凹模內的制件或廢料因彈性擴張而梗塞在凹模內，模面上的材料因彈性收縮而會緊箍在凸模上。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力。 模具采用彈性卸料裝置和推件結構，凹模型口直壁高度 h=6mm，所需卸料力 F 卸 和推件力 F 推 分別為： 推件力、卸料力計算公式如下： 沖推推 FnKF ? （ 55） 沖卸卸 FKF ? （ 56） 式中： F 推 推件力； F 卸 卸料力； F 沖 沖裁力； K 卸 卸料力系數，見表 55； K 推 推件力系數，見表 55； 16 n卡在凹模里的工件個數， n=h/t。 表 55 卸料力、推件力和頂件力系數 mm 料厚 /mm K 卸 K 推 K 頂 鋼 ≤ ＞ ～ ＞ ～ ＞ ～ ＞ ～ ～ ～ ～ ～ 鋁及鋁合金 紫銅、黃銅 ～ ～ ～ ～ K 推 推件力系數通過查表 55 確定，推件力系數取 K 推 =； 由 F 沖 =， K 推 =， n=6/，代入 公式 （ 55）得： 推件力 沖推推 FnKF ? =6/ = K 卸 卸料力系數通過查表 55 確定，卸料力系數取 K 卸 =； 由 F 沖 =， K=推 ，代入 公式（ 56）得： 卸料力 沖卸卸 FKF ? = = 總沖壓力的計算 推卸沖 FFFF ??? =++ = 初選壓力機 壓力機可分為機械式和液壓式，機械式分為摩擦壓力機、曲柄壓力機、高速沖床，液壓式分為油壓機、水壓機。而在生產中一般常選用曲柄壓力機，曲柄壓力機分有開式和閉式兩種，開式機身形狀似英文字母 C，其機身前端及左右均敞開，操作可見大，但機身剛度差，壓力機在工作負荷作用下會產生變形，一般壓力機噸位不超過 2021KW。閉式機左右兩側封閉，機身剛度好，壓力機精度高。考慮到零件尺寸較大，在此選閉式單點壓力機。根據以上計算數值，查下表 56 17 初選壓力機為 J2316 型壓力機。 表 56 開式單點壓力機規(guī)格及參數 型號 J2310 J2316 公稱壓力 /KN 63 100 160 滑塊行程 /mm 25 35 45 55 最大裝模高度 /mm 120 150 180 220 裝模高度調節(jié)量 /mm 25 35 35 45 滑塊中心線至床身 距離 /mm 90 110 110 110 滑塊底面尺寸/mm 前后 90 左右 100 模柄孔尺寸 /mm 直徑 25 30 30 40 深度 40 55 55 60 初選壓力機型號 ： J2316； 公稱壓力 /KN： 160； 滑塊行程 /mm： 55。 壓力中心的確定 因為該零件是對稱圖形，并按照如下式進行計算得： 沖孔： n nnppp xpxpxpx ???? ?????? 21 22110 （ 57） n nnppp ypypypy ???? ?????? 21 22110 （ 58） 沖裁邊： n nnlllxlxlxlx ???? ??????2122110 （ 59） n nnlllylylyly ???? ??????2122110 （ 510） 式中： xi、 yi沖孔時指各種孔的中心位置；沖裁邊時指各線段中心坐標； Pi沖各孔時所用壓力； l2各線段長度； x0、 y0壓力中心坐標。 18 圖 54 壓力中心圖 s=4++108=（ mm） l1=П20= x1= y1=50 l2= x2=0 y2=50 l3=213=26 x3=96 y3=0 l4=40 x4=16 y4= l5=40 x5=4 y5=10 l6= x6=24 y6=0 l7=40 x7=4 y7=10 l8=20 x8=16 y8=0 l9=40 x9=16 y9= 壓力中心坐標： ? ? ? ?932199332211 / llllxlxlxlxlX ?? ??????? == ? ? ? ?932199332211 / llllylylylylY ?? ???????? ==