【正文】 k—— 中性層系數(shù) 表 2— 1 板料彎曲中性層系數(shù) r0/t K1(V) K2(U) K3(O) — — — — — r0/t 2 3 4 5 6 8 K1(V) K2(U) K3(O) 查表 2— 1， K= 根據(jù)公式 2— 1 β= r0+kt =+* =（ mm） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 2— 1 計(jì)算展開尺寸示意圖 根據(jù)零件圖上得知，圓角半徑較大 （ R）， 彎曲件毛坯的長度 公式為： LO=∑L直 + ∑L彎 公式 （ 5— 2） 式中： LO—— 彎曲件毛坯張開長度 （ mm） ∑L 直 —— 彎曲件各直線部分的長度 （ mm） ∑L 彎 —— 彎曲件各彎曲部分中性層長度之和（ mm） 在圖 2— 1 中 ： ∑L 彎 =2πβ =2 =（ mm） LO =∑L直 + ∑L彎 =+ =（ mm） 取 LO=68（ mm） L=14+2*4=22（ mm） 根據(jù)計(jì)算得：工件的展開尺寸為 22*68（ mm） ,如圖 2— 2 所示。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普 通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。 對于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)： 鋼（ %～ %） 鋼（ %～ %） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 硬黃 銅 1～ 硬 鋁 1～ 軟黃銅，純銅 該制件是矩形工 件，根據(jù)尺寸從表 4— 2 中查出：側(cè)搭邊值 a=(mm)。 ○ 2 無側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。 有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度 。 條料寬度公式： B=（ D+2a） 0 △ 公式 （ 5— 2）其中條料寬度偏差上偏差為 0，下偏差為 — △，見表 2— 3 條料寬度偏差。 a—— 側(cè)搭邊值。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。 由于設(shè)計(jì)的零件是 得到十字形 零件，所以采用有費(fèi)料直排法。 送料步距為： h=D=68 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 n11=(nF/Bh)100% n 為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。 系數(shù) Kp 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) Kp，一般取 。 根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出 20 鋼 的抗剪強(qiáng)度為 246～ 328(MPa)， 取 τ=300(MPa) 總沖裁力、卸料力、推料力、頂件力、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。 Fp—— 總沖裁力。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 FQ2—— 頂件力 FC—— 彎曲力 根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出 LY21— Y 的抗剪強(qiáng)度為 280～310(MPa ) 1 .總沖裁力： Fp=F1 公式 () F1—— 落料時(shí)的 沖裁力。 FQ 的計(jì)算 FQ=Kx Fp 公式 () K—— 卸料力系數(shù)。 2— 5 得 KＸ ＝ ~，取 KＸ ＝ 根據(jù)公式 6— 2 FQ=KＸ Fp ＝ ＝ (KN) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 FQ1 的計(jì)算 FQ1=KtFp 公式 () Kt—— 推料力系數(shù)。 查表 6— 5 得 Kd＝ 根據(jù)公式 6— 4 FQ2=KdFp = ≈(KN) 曲力 FC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法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。 ? 形彎曲件的經(jīng)驗(yàn)公式為： Fu=+t 公式 ) Fu—— 沖壓行程結(jié)束時(shí)不校正時(shí)的彎曲力。 t— — 彎曲件的厚度（ mm） 。 σb—— 彎曲拆料的抗拉強(qiáng)度 (MPa)(查機(jī)械手冊 σb=410(MPa)。 F 壓 =80% Fu =80% =(KN) 彎曲力 : FC= Fu+ F 壓 =+ =(KN) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC =++++ =(KN) 根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)為： ?。否則，會(huì)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)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。 工件形狀 相同且分布對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即為所求模具的壓力中心。如圖 2— 3 所 示： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 o 圖 2— 3 壓力中心 本章小結(jié) 本章主要做了沖裁模具設(shè)計(jì)的一些前期準(zhǔn)備工作，了解了模 具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟。 在沖壓生產(chǎn) 過程中 ， 工藝設(shè)計(jì)時(shí) 各種工藝參數(shù)的正確采用，是獲得優(yōu)質(zhì)沖壓件的決定因數(shù)，而 合理、先進(jìn)的 沖壓模 具 則是 實(shí)現(xiàn)按 參數(shù) 加工 的基礎(chǔ) 和保證 ； 沖壓模具設(shè)計(jì) 的 合理 性 、先進(jìn) 性 和適用 性 ， 對于 材料利用率和 沖壓件合格率 和 的高低 、 模具 加工的工藝性 及模具的使用壽命等都具有重要的影響 ，其屬性的高低是評價(jià)一個(gè)模具設(shè)計(jì)的優(yōu)良的關(guān)鍵?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Cmin，最大值稱為最大合理間隙 Cmax。 沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重 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。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。 根據(jù)實(shí)用間隙表 3— 1 查 得材料 20 鋼 的最小雙面間隙 2Cmin=，最大雙面間隙 2Cmax= 表 3— 1 沖裁模初始用間隙 2c(mm) 材料 厚度 3 09Mn、 Q235 16Mn 50 65Mn 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 小于 極小間隙 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 . 落料時(shí)凹、凸模刃口尺寸計(jì) 算 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： 由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料帶有錐度，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。 沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 磨愈大，結(jié)果使間隙越來越 大。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上。 確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。若工件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形工件安國家“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 IT17～ IT9級制造模具。 刃口尺寸的計(jì)算 沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分開加工和配做加工兩種方法。 對于該工件厚度只有 （ mm）屬于薄板零件，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用 配合加工。這δ p 與δ d 就不再受間隙限制。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙枝很小。在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個(gè)凸模或凹模上會(huì)同時(shí)存在三種不同磨損 性質(zhì)的尺寸，這時(shí)需要區(qū)別對待。 凹模磨損后變大的尺寸，按一般落料凹模公式計(jì)算，即 Aa=（ Amaxx△ ） +δA 0 公式 （ 9— 1） 凹模磨損后變小的尺寸，按一般沖孔凸模公式計(jì)算，因它 在凹模上相當(dāng)于沖孔凸模尺寸，即 Ba=(Bmax+x△ ) 0δA 公式 （ 9— 2） 凹模磨損后無變化的尺寸，其基本計(jì)算公式為 Ca=(Cmax+△ )177。 公式 （ 9— 4） 工件尺寸為 C△0 時(shí) Ca=(△ ) 177?！鲿r(shí) Ca=C177。 工件精度 IT10 以上 x=1 工件精度 IT11~IT13 x= 工件精度 IT14 x= 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 δA、 、 δA—— 凹模制造偏差，通常取 δA=△ /4?？紤]到零件形狀比較復(fù)雜，采用配作法加工凸、凹模。 落料凹模的尺寸從圖 3— 1 上可知， A、 B、 C、 D 均屬磨損后變大的尺寸，屬于第一類尺寸，計(jì)算公式為： Ba=(Bmaxx△ ) 0δA (δA=△ /4) 查表 3— 1 得： 2Cmin=(mm)， 2Cmax=(mm)；查表 3— 1 得：河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 x1=x2=x3=x4= 落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下： 根據(jù)公式 A 凹 =(Bmaxx△ ) 0δA =（ ） =0(mm) B 凹 =(Bmaxx△ ) 0δA =（ ） =0(mm) C 凹 =(Bmaxx△ ) 0δA =（ ）