【正文】 算（a）拉深時(shí)的工藝總壓力： FZ=F+FY式中FZ——工藝總壓力；F——拉深力；FY——壓料力。B、拉深力的計(jì)算（a）采用壓料裝置拉深時(shí)：首次拉深：以后各次拉深： （i=…、n）式中F——拉深力；t——板料厚度；σb——拉深件材料的抗拉強(qiáng)度；dd…、dn——各次拉深工序件直徑；KK2——修正系數(shù)，其值可參考“附表26：修正系數(shù)K1及K2之值”。（a）各種形狀的拉深件的壓料力計(jì)算公式： 式中FY——壓料力；A——壓料圈下坯料的投影面積；P——單位面積壓料力，P值可參考“附表25：?jiǎn)挝幻娣e壓料力”。在拉深過程中，所需壓料力也是變化的，一般起皺可能性最大的時(shí)刻所需壓料力最大。式中hh…、hn——各次拉深工序件高度；dd…、dn——各次拉深工序件直徑；rr…、rn——各次拉深工序件底部圓角半徑；D——坯料直徑。各次拉深時(shí)工序件直徑的計(jì)算公式為：d1=m1D，d2=m2d1，…，dn=mndn1。（2）各次拉深尺寸的計(jì)算：A、工序件直徑的確定確定拉深次數(shù)以后，由表查得各次拉深的極限拉深系數(shù)，適當(dāng)放大，并加以調(diào)整，其原則是：（a）保證，式中d——零件直徑；D——坯料直徑。（c）板料厚度＜：此類拉深件的坯料尺寸可按外形或內(nèi)形尺寸進(jìn)行計(jì)算。B、簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定：（a）小圓角圓筒形拉深件： 式中d0——坯料直徑；d——圓筒形工件直徑； h——圓筒形工件高度。解決拉深件口部不整齊現(xiàn)象一般采取加大工序件高度或凸緣寬度的辦法，然后經(jīng)過切邊工序保證零件質(zhì)量。對(duì)于形狀復(fù)雜的拉深件，利用相似原則僅能初步確定坯料形狀，必須通過多次試壓，反復(fù)修改，才能最終確定出坯料形狀。公式如下：頂件力：FD=（~）F自壓料力：FY=（~）F自D、壓力機(jī)公稱壓力的確定：（a）無(wú)壓料裝置的自由彎曲： F壓機(jī)≥F自（b）有壓料裝置的自由彎曲： F壓機(jī)≥（~）（F自+ FY）（c）校正彎曲： F壓機(jī)≥（~）F校拉深件的所需的工藝計(jì)算內(nèi)容：（1）拉深件坯料尺寸的確定：A、確定坯料形狀和尺寸的依據(jù)：坯料形狀和尺寸按體積不變或相似原則確定。B、校正彎曲時(shí)的彎曲力：校正彎曲應(yīng)力：式中——校正彎曲應(yīng)力；A——校正部分投影面積； p——單位面積校正力，其值可參考“附表21：?jiǎn)挝幻娣e校正力p”。C、鉸鏈?zhǔn)綇澢簩?duì)于r=(~)t的鉸鏈件，通常采用推卷結(jié)構(gòu)模具成形，其坯料長(zhǎng)度LZ的計(jì)算公式如下：式中 LZ——坯料展開總長(zhǎng)度；l——零件直線段長(zhǎng)度； r——鉸鏈的內(nèi)曲直徑；t——材料厚度；x1——中性層位移系數(shù)，其值可參考“附表20：卷邊時(shí)中性層位移x值”。公式如下：式中 LZ——坯料展開總長(zhǎng)度；ll2——零件各直線部分長(zhǎng)度；α——彎曲中心角；ρ——中性層曲率半徑；r——零件的內(nèi)彎曲直徑；t——材料厚度；x——中性層位移系數(shù)。而對(duì)于形狀比較復(fù)雜或精度要求高的彎曲件，在進(jìn)行初步計(jì)算坯料長(zhǎng)度后，需反復(fù)試彎并不斷修正，最后確定坯料的形狀及尺寸。中性層位置以曲率半徑ρ表示，其公式為 ρ=r+xt式中 r——零件的內(nèi)彎曲直徑；t——材料厚度；x——中性層位移系數(shù)，其值可參考“附表18：中性層位移系數(shù)x值”。其目的是檢查其凸模的危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足要求，以防止凸模縱向失穩(wěn)和折斷。（6）必要時(shí)，對(duì)模具的主要零件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：A、凸模的強(qiáng)度校核在一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核。②根據(jù)卸料力計(jì)算出橡膠的橫截面積及高度尺寸。（b）選擇橡膠的步驟：①根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定橡膠性能、形狀、數(shù)量。一般取自由高度的10%~15%。（a）選擇橡膠的原則：①保證橡膠的預(yù)壓力大于模具的卸料力。B、橡膠的選用：橡膠允許承受的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整靈活方便，是模具中常用的彈性元件。③計(jì)算在預(yù)壓力作用下的預(yù)壓縮量。（b）選擇彈簧的步驟：①根據(jù)卸料力和模具結(jié)構(gòu)空間初定彈簧數(shù)量，并計(jì)算每根彈簧的預(yù)壓力。②必須滿足最大許可壓縮量的要求。我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)一般選擇圓柱螺旋壓縮彈簧。（c）當(dāng)模具采用線切割加工：當(dāng)模具采用線切割加工，若直接從凹模中制取凸模，此時(shí)凸、凹模間隙決定于電極絲直徑、放電間隙和研磨量，但其總和不能超過最大單面初始間隙值（5）彈性元件的選取與計(jì)算：彈簧和橡皮是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件，主要為彈性卸料、壓料及頂件裝置提供作用力和行程。（a）對(duì)于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件：對(duì)于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件，需將沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮，應(yīng)選用較小間隙值，具體可參照“附表16：沖裁模初始雙面間隙值（精密沖裁）”進(jìn)行選取。①凸?；虬寄Ｄp后會(huì)增大的尺寸A：②凸?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸B：③凸?；虬寄Ｄp后會(huì)基本不變的尺寸C：④以上公式中、——模具基準(zhǔn)件尺寸；、——工件極限尺寸；——工件制造公差；——磨損系數(shù)。⑤為保證初始間隙小于最大合理間隙，應(yīng)保證滿足下列條件：（b）凸模與凹模配做法：此方法主要用于形狀復(fù)雜、材料薄的工件。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。但對(duì)于磨損后無(wú)變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。）符號(hào)。（d）一般沖模精度較工件精度高2～4級(jí)。若工件精度在IT10以上則X=1；IT11～I(xiàn)T13則X=；IT14以下則X=。這樣凸、凹模在磨損到一定程度時(shí)，仍能沖出合格的零件。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來(lái)取得。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來(lái)取得。以上方法計(jì)算或操作復(fù)雜且準(zhǔn)確度差，現(xiàn)建議采用三維設(shè)計(jì)軟件中“質(zhì)心信息”命令來(lái)確定壓力中心位置。C、復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的確定：復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的計(jì)算原理與多凸模沖裁壓力中心的計(jì)算原理相同。（R——半徑，s——玄長(zhǎng)，b——弧長(zhǎng)，）B、確定多凸模模具的壓力中心：確定多凸模模具的壓力中心，是將各凸模的壓力中心確定后，再計(jì)算模具的壓力中心。(b）沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。③采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)：。(d）壓力機(jī)公稱壓力的確定： ①采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)：。推件力③逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱頂件力。(c）卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算： ①?gòu)耐鼓Ｉ闲断鹿恐牧纤枰牧ΨQ卸料力。因此，落料時(shí)凸模應(yīng)為平刃，將凹模作成斜刃。①階梯凸模沖裁在幾個(gè)凸模直徑相差較大，相距又很近的情況下，為能避免小直徑凸模由于承受材料流動(dòng)的側(cè)壓力而產(chǎn)生折斷或傾斜現(xiàn)象，可采用階梯布置，即將小凸模做短一些。式中 F——沖裁力；L——沖裁周邊長(zhǎng)度；t——材料厚度；——材料抗剪強(qiáng)度；K——系數(shù)（一般取K＝）。沖裁力一般指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。初步選取壓力機(jī)的噸位。E、計(jì)算條料寬度與導(dǎo)料板間距離：（a）有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離：條料寬度：導(dǎo)料板間距離：（b）無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離：條料寬度：導(dǎo)料板間距離：式中Dmax——條料寬度方向上沖裁件的最大尺寸；α——最小搭邊值，其值可參考“附表11：最小搭邊值”；Δ——條料寬度的單向偏差，其值可參考“附表12：條料寬度偏差”；C——導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見“附表13：導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙”。（b）搭邊值的確定搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。④送料及擋料方式 用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。②材料厚度 材料越厚，搭邊值也越大。D、影響搭邊值的因素及搭邊值的確定：排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。（c）復(fù)雜件排樣方法：對(duì)于形狀復(fù)雜的沖件，通常用紙片剪成3~5個(gè)樣件，然后擺出各種不同的排樣方法，經(jīng)過分析和計(jì)算，決定出合理的排樣方案。同時(shí)，由于模具單邊受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。（b）排樣的優(yōu)缺點(diǎn)：采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。減少工藝廢料的措施是：設(shè)計(jì)合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法，使用條件允許時(shí)改變零件結(jié)構(gòu)形狀，利用廢料作小零件等。（b）沖裁廢料的分類：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是由沖件的形狀特點(diǎn)產(chǎn)生的；另一類是由于沖件之間和沖件與條料側(cè)邊之間的搭邊，以及料頭、料尾和邊余料而產(chǎn)生的廢料，稱為工藝廢料。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。下面分別以沖裁件、彎曲件、拉伸件三種類型進(jìn)行詳細(xì)介紹：沖裁件的所需的工藝計(jì)算內(nèi)容：（1）排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算：排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算主要包括：選擇排樣方法、確定搭邊值、計(jì)算材料利用率、畫出排樣圖等。（三）、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 在進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮到方便模具維修、保養(yǎng)，同時(shí)要在各個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)盡可能考慮到操作者的安全等。（二）、模具類型及結(jié)構(gòu)選擇工藝方案確定后，模具類型（單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等）即可選定。（2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。（3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。具體選擇方法見“附表10：采用或不采用壓料裝置的條件“。（3）壓料裝置的選擇：壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。(c)當(dāng)dn≤d時(shí)，計(jì)算的次數(shù)即為拉深次數(shù)。B、推算法：(a)由“附表8：圓筒件的極限拉深系數(shù)（帶壓料圈）”或“附表9：圓筒件的極限拉深系數(shù)（不帶壓料圈）”查出各次的極限拉深系數(shù)。C、確定階梯形拉深件的拉深方法：階梯形拉深件的拉深方法與圓筒形拉深件的拉深方法基本相同。(c) 外形尺寸＞200mm、材料較厚的寬凸緣圓筒形拉深件且需多次拉深成形的則采用高度保持不變，逐步減少圓角半徑和筒形部分直徑而達(dá)到最終尺寸要求的方法。(b) 中小型、材料薄的寬凸緣圓筒形拉深件且需多次拉深成形的則采用逐步縮小筒形部分直徑以增加其高度的方法。(b) 需多次拉深成形的則采用逐步縮小筒形部分直徑以增加其高度的方法。確定拉深件的工藝方案：拉深件工藝方案的確定主要從拉深方法及拉深次數(shù)、壓料裝置選擇方面進(jìn)行分析：（1）確定拉深件的拉深方法：A、確定無(wú)凸緣圓筒形拉深件的拉深方法：(a) 拉深系數(shù)大于最小拉深系數(shù)的拉深件，可以采用一次拉深成形。（3）需多次彎曲時(shí)，彎曲次序一般是先彎兩端，后彎中間部分，前次彎曲應(yīng)考慮后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已成形的形狀。對(duì)于形狀復(fù)雜的彎曲件，一般需要采用二次或多次彎曲成形。(b) 沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔后沖小孔。B、多工序沖裁件用單工序沖裁時(shí)的順序安排：(a)先落料使坯料與條料分離，再?zèng)_孔或沖缺口。(b) 采用定距側(cè)刃時(shí)，定距側(cè)刃切邊工序安排與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距。首先沖出的孔可作后續(xù)工序的定位孔。E、級(jí)進(jìn)模在出件或清除廢料及操作安全性方面要優(yōu)于復(fù)合模。若孔與孔、孔與邊緣距離過小時(shí)應(yīng)采用級(jí)進(jìn)模。B、沖裁件尺寸精度要求較高時(shí)則采用復(fù)合模；精度要求稍低時(shí)，可采用級(jí)進(jìn)模；單工序模因其定位誤差積累，故造成沖裁件精度較低。所使用的模具對(duì)應(yīng)為單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模。在此不做論述。確定沖裁件的工藝方案：沖裁件工藝方案的確定主要從工序數(shù)、工序組合方式、工序順序安排三個(gè)方面進(jìn)行分析：（1）沖裁件的工序數(shù)：沖裁件的工序數(shù)主要是從沖裁件的復(fù)雜程度進(jìn)行分解。確定工藝方案主要要考慮的是：確定沖壓件的工序數(shù)、工序間的組合方式以及工序順序的安排。拉深件的材料要求：用于拉深的材料要具有較好的塑性、較低的屈服強(qiáng)度。（6）拉深件的尺寸標(biāo)注，應(yīng)注明保證外形尺寸，還是內(nèi)形尺寸，不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外形尺寸。（4）拉深件的底或凸緣上的孔邊到側(cè)壁的距離應(yīng)不小于拉深彎曲半徑與一半料厚之和。但不能影響性能與表面質(zhì)量。拉深件的結(jié)構(gòu)形狀：在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前需從下面幾方面對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析：（1）拉深件形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡可能一次拉深成形。增添定位工藝孔：為保證彎曲件的準(zhǔn)確定位或防止在彎曲發(fā)生偏移，應(yīng)在坯料上預(yù)先增添定位工藝孔。彎曲件的孔邊距離：彎曲有孔的工件時(shí)，要求孔處于彎曲變形區(qū)之外。彎曲件的直邊高度：彎曲件的直邊高度不宜過小，應(yīng)大于折彎半徑與兩倍料厚之和。彎曲件的形狀：彎曲件要盡量做到形狀對(duì)稱，彎曲半徑左右一致。彎曲件的彎曲半徑不要小于最小彎曲半徑；也不宜過大，因過大，回彈量也大；這樣彎曲角度與半徑的精度都不易保證。硬度高，彈性大的材料盡量不要用。一般彎曲件的公差等級(jí)在IT13級(jí)以下，角度公差應(yīng)大于15′。（3）沖裁件的尺寸標(biāo)注：沖裁件尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與其沖壓時(shí)定位基準(zhǔn)重合，并選擇在沖裁過程中基本上下不變動(dòng)的面或線上。若尺寸精度較高，則建議采用精密沖裁。（2）沖裁件的尺寸精度：對(duì)于普通沖裁件的尺寸精度不應(yīng)高于IT11級(jí)。F、沖孔時(shí)，孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎。其最小許可值：圓孔邊沿應(yīng)至少距沖裁件外形邊沿1~，~2倍的沖裁件厚度。圓角半徑R的最小值，參照“附表1：沖裁最小圓角半徑”進(jìn)行選取。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前需從下面幾個(gè)方面對(duì)沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析：A、沖裁件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，有利于材料的合理利用。下面分別對(duì)沖裁件、彎曲件、拉深件的工藝性進(jìn)行詳細(xì)分析說明。繪制模具總裝圖及零件圖。選擇壓力機(jī)的型號(hào)或驗(yàn)算已選的壓力機(jī)。進(jìn)行必要的工藝計(jì)算。確定沖壓