【正文】 Yc=（ L1y1+L2y2+......+Lnyn） / （ L1+L2+......+Ln） 第二節(jié) 沖裁模設(shè)計(jì)示范 ? 一、無(wú)導(dǎo)向落料模 零件簡(jiǎn)圖： 生產(chǎn)批量：小批量。因沖裁力 F與沖裁線段長(zhǎng)度 l成正比，故 l可代表沖裁力的大小。 ? 2）在任意處作坐標(biāo)軸 xOy。 九、模具壓力中心的計(jì)算（二） ? 對(duì)于復(fù)雜工件或多凸模沖裁的壓力中心，可利用力矩原理用計(jì)算法求得，即各分力對(duì)某坐標(biāo)力矩之和等于其合力對(duì)該坐標(biāo)軸的力矩。 ? 沖壓時(shí)，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。X0=rsinα /α ，角 α 以弧度計(jì)。 ? 等半徑圓弧段的壓力中心，位于任意角 2α 的角平分線上，且距離圓心為 x0的點(diǎn)上。 ? 在設(shè)計(jì)鑲拼凸模或鑲拼凹模時(shí)，應(yīng)注意所分鑲塊的形狀要便于機(jī)械加工和熱處理，容易維修、更換和調(diào)整，要考慮鑲塊組合拼裝時(shí)的定位和固定，防止相對(duì)移動(dòng)等問(wèn)題。 積聚廢料的 凸凹模，由于脹力大，故最小壁厚值要比上述數(shù)據(jù)適當(dāng)加大。 ? 凸凹模的最小壁厚值 m一般可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定。凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。 ? 幾種常見(jiàn)的凹模刃口形式 ? 2）凹模外形尺寸 ?凹模厚度的確定： H=Kb ?凹模壁厚（指凹模刃口與外邊緣的距離）的確定： 小凹模 c=（ ～ 2） H 大凹模 c=（ 2～ 3） H 式中： b凹模孔的最大寬度（ mm）； K— 因數(shù)（其值見(jiàn) 表 217）； H— 凹模厚度，其值為 15～ 20mm； c— 凹模壁厚，其值為 26～ 40mm。當(dāng)t， h=3～ 5mm；當(dāng) t=～5mm時(shí)， h=5～ 10mm；當(dāng) t=5～ 10mm時(shí)， h=10～ 15mm， α =3176。但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。 ▲圖 b、 c為柱形刃口筒形或錐形凹模。適用于形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。沖裁件或廢料容易通過(guò)，凹模磨損后的修磨量較小。 ? 式中： Lmax允許的凸模最大自由長(zhǎng)度（ mm）； ? d凸模的最小直徑（ mm）； ? F沖裁力（ N）； I凸模最小橫截面的慣性矩（ mm4）。 （ 2）彎曲應(yīng)力的校核 ? 凸模的抗彎能力，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 可分為無(wú)導(dǎo)向裝置和有導(dǎo)向裝置凸模 兩種情況，如圖所示。 式中： dmin凸模最小直徑（ mm）； Amin 凸模最小截面的面積（ mm2）； t料厚； г 材料的抗剪強(qiáng)度（ MPa）； F沖裁力（ N）； 〔 σ 壓 〕 凸模材料的許用壓應(yīng)力 （ MPa） 。 ? （ 1）壓應(yīng)力的校核 ? 圓形凸模按 dmin≥4t г /〔 σ 壓 〕 進(jìn)行壓應(yīng)力校核。 ? 采用固定卸料板的沖裁模，基本結(jié)構(gòu)如右 圖所示，凸模的長(zhǎng)度 L=t1+t2+t3+l 式中： t1凸模固定板的厚度（ mm）； t2卸料板的厚度（ mm）； t3導(dǎo)尺的厚度（ mm）； l附加長(zhǎng)度，包括：凸模進(jìn)入凹模的深度 ~1mm；總修磨量 6~12mm；凸模固定板與卸料板之間的 安全距離 L1= 15~20mm。 用于大型沖模中沖小孔的易 損凸模。如采用線切割加工時(shí)， 固定部分和工作部分的尺寸應(yīng)一致，如圖 c。 與凸模固定板配合的固定部分 可做成圓形或矩形。 圖 e適用于沖大孔或落料用的凸模，為減少磨削面積，凸模外徑與端面都加工成凹進(jìn)形狀。圖 d適用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。 常見(jiàn)的凸模結(jié)構(gòu)形式如上圖所示 ，圖中 a、 c適用的沖裁直徑 d=1~20mm，為避免應(yīng)力集中和保證強(qiáng)度與剛度方面的要求，而做成圓滑過(guò)度的階梯形或在中部增加過(guò)度階段。 ? 搭邊值的確定 ：一般情況下，搭邊值由經(jīng)驗(yàn)確定，亦可查表。 ? 搭邊是廢料 ，故其值應(yīng)越小越好。 搭邊 ? 搭邊 ：排樣時(shí)工件之間、工件與條料側(cè)邊之間留下的余料。 ? 材料的利用率的計(jì)算： ? 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率： η =nA/bh 100% 式中： A— 沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料）； n一個(gè)進(jìn)距 沖裁件數(shù)目； B— 條料寬度； H— 進(jìn)距。但工件的質(zhì)量和精度較低；又因?yàn)椴捎脝芜厸_裁，也影響斷面質(zhì)量及模具壽命。如圖 e、 f分別為少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣。 ? 排樣的方式 ：多種多樣，常見(jiàn)的如圖 a、 b、 c、 d分別為直排、斜排、直對(duì)排和混合排。 選擇沖床時(shí)，要根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，計(jì)算出所需的總沖壓力。如下圖： 1）影響卸料力 ﹑ 推件力和頂出力的因素（很多）： 如材料的種類，材料厚度，沖材間隙，零件形狀尺寸以及潤(rùn)滑情況等。 3 、 卸料力、推件力和頂出力的計(jì)算 ? 由于沖裁中 材料的彈性變形及摩擦的存在， 沖裁后帶孔部分的 材料會(huì)緊箍在 凸模上，而落下部分的 材料會(huì)緊卡在凹模洞口中。 ? 采用階梯 凸模沖材時(shí)，選用沖床的沖裁力為： F= 式中 F0—— 階梯 模中同一高度凸模沖裁力之和的最大值（ N）。 2）采用階梯形布置的凸模： ? 為了提高模具壽命，避免小沖頭折斷，一般都把小沖頭做短一些。 考慮到凸 ﹑ 凹模刃口的磨損 ,模具間隙的波動(dòng) ,材料力學(xué)性能的變化以及材料厚度偏差等因素 ,實(shí)際所需的沖裁力還需增加 30%,故選擇沖床時(shí)的沖裁力 (N)應(yīng)為 : F=≈Lt σ b 式中 : σ b 材料的抗拉強(qiáng)度 (MPa),其值見(jiàn)附錄 A。 t材料厚度 (mm)。△ /8 五 ﹑ 沖壓力的計(jì)算 計(jì)算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具 1﹑ 沖壓力的計(jì)算 采用平刃口凸模和凹模沖裁時(shí) ,其沖裁力的計(jì)算為 F0=Ltг 式中 :F0 沖裁力 (N)。 對(duì)于與基準(zhǔn)件相配合的非基準(zhǔn)件凸?；虬寄５娜锌诔叽绾凸钜话悴辉趫D樣上標(biāo)注 ,而是僅標(biāo)注基本尺寸 ,并注明其公差按基準(zhǔn)件凹?；蛲鼓５膶?shí)際尺寸配做 ,并保證應(yīng)留的間隙值。 －工件極限尺寸 (mm)。因此，對(duì)于復(fù)雜形狀的落料件或沖孔件，其模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸均可按下式計(jì)算 : ? A類： Aj＝ (AmaxX△ )+△ /4 ? B類 : Bj＝ (Bmin+X△ )△ /4 ? C類 : Cj＝ (Cmin+△ )177。如右圖為一落料件，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模的磨損情況可分為三類： 第一類：凹模磨損后增大的尺寸（圖中 A類尺寸） 第二類：凹模磨損后增小的尺寸（圖中 B類尺寸） 第三類：凹模磨損后沒(méi)有增減的 尺寸（圖中 C類尺寸）