1、3）沖裁力計(jì)算 沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。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。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。（1）沖裁力計(jì)算及壓力機(jī)的選擇沖裁力的大小主要與材料性質(zhì)、厚度、沖裁件周長、模具間隙大小及刃口鋒利程度有關(guān)。一般對(duì)于普通平刃口的沖裁，其沖裁力F可按下式計(jì)算： F= K· L·t· （2-3）式中： F 沖裁力, N；K安全系數(shù)，取K=1.3； L 沖裁件的沖裁長度, mm；t 板料厚度，mm； 材料的抗

2、剪強(qiáng)度, Mpa；在落料沖孔復(fù)合模中，沖裁力包含落料力和沖孔力。由小角板零件圖可知:落料力：L=（312+100）×2=824 mm2 t = 2 mm = 220310 MPaF落= K· L·t·= = 373.6 KN沖孔力：L1= 2×10×= 62.8 mmL2= 2×5×= 31.4 mmt = 2 mm = 345 MPaF孔1 = K· L1·t·=1.3×62.8×2×345 = 56.3 KNF孔2 = K· L2·

3、t·=1.3×31.4×2×345 = 28.2 KN2）卸料力、推件力和頂出力從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力叫卸料力；把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力叫推件力； 卸料力和推件力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，見式（2-4）。卸料力：F卸=K卸·F 落推件力：F推=n·K推·F孔 （2-4）式中： K卸、K推 分別為卸料力、推件力系數(shù),其值見表2.2；n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)；h凹模直壁洞口的高度。表2. 4 推件力、頂件力、卸料力系數(shù)料厚/（mm）K推K頂K卸 鋼0.1>0.10.5>0.52.5>

4、2.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.10.0630.0550.045 0.140.080.060.05卸料力：F卸=K卸·F 落 = 0.05×373.6 KN=16.7 KN推件力：F推1=n·K推·F孔1= 3×0.055×56.3 KN = 9.3 KNF推2=n·K推·F孔2= 3×0.055×28.2 KN = 4.7 KN（n=ht=6mm2 mm = 3個(gè)）F總 = F 落F孔F卸F推 = 373.6+56.3+28.2+9.3+

5、16.7+4.7 KN= 528.4 KN4）壓力中心的計(jì)算圖2.7 沖孔落料壓力中心圖選定坐標(biāo)系xoy如圖2.7所示。按照壓力中心的計(jì)算公式（2-5）： （2-5）因?yàn)闆_件對(duì)稱于X和y軸，所以x0=0，y=05）計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差模具刃口尺寸及公差是影響沖裁件精度，因而，正確確定沖裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是沖模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。1）凸、凹模刃口尺寸公差計(jì)算的原則實(shí)踐證明，落料件的尺寸接近于其凹模刃口尺寸，而沖孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。所以，落料時(shí)取凹模作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)件；沖孔時(shí)取凸模作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)件。計(jì)算凸模和凹模尺寸時(shí)應(yīng)遵循的原則如下：（1）沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口

6、的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也可使用。而凹模的基本尺寸則按凸模刃口的基本尺寸加上一個(gè)最小間隙值。（2）落料時(shí)，應(yīng)先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸則按凹模刃口基本尺寸減小一個(gè)最小間隙值。（3）在確定模具刃口制造公差時(shí)，既要能保證工件的精度要求，又能保證合理的間隙數(shù)值。一般模具制造精度比工件精度高34級(jí)。根據(jù)材料厚度，查手冊(cè)可得： 圖2.8 沖裁間隙 Zmax=0.26mm Zmin=0.22mm Zmax-Zmin=0.04mm查手冊(cè)得，凸、凹模制造公差：

7、凸模、凹模制造公差 工件公差圖2.9 沖孔、落料時(shí)各部分尺寸公差的分配位置 -凸=0.016mm +凹=0.024mm|-凸|-+|凹|=0.04<| Zmax-Zmin |=0.04滿足| Zmax-Zmin |-凸|-+|凹|條件落料應(yīng)先確定凹模刃口尺寸，間隙取在凸模上。設(shè)工件孔的尺寸為d+，其計(jì)算公式為： d凸 = （dx） （2-6） d凹 = （d凸Zmin） （2-7） 式中 d凸、d凹 沖孔凸、凹模基本尺寸，mm； 工件制造公差，mm；X 因數(shù)，當(dāng)沖裁件精度在IT10以上時(shí)，x=1; 沖孔20mm d凸20=（d1 + x）（201×0.084） mm 20.08

8、 mm d凹20（d凸 1Zmin ）（20.080.246） mm 20.33 mm 沖孔10mm d凸10=（d 2+ x）(101×0.058) mm 10.06 mm d凹10（d凸 2Zmin ）(10.06+0.246) mm 10.31 mm由于小角板落料形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：以凹模為基準(zhǔn)件，因凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于A類尺寸。按式（2-8） Aj (Amaxx) （2-8） 80凹 （801×0.12） mm 79.88 mm 55凹 （551×0.12） mm 54.88 mm 30凹（3

9、01×0.084） mm 29.92 mm 141凹（1411×0.14） m 140.86 mm凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙為Zmin/2 Zmax/2模具零、部件設(shè)計(jì)選用1）凹模設(shè)計(jì)因沖件的批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取6mm，凹模輪廓尺寸計(jì)算如下：沿送料方向的凹模型孔壁間最大距離為： l=312mm垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離為 b=100mm凹模厚度的確定，由式（2-30）得：Ha=30.1F=85.7mm查資料：Ha=80mm根據(jù)(2-31);c=1.3Ha=128mm在此處鍵入公式。因此，沿送料方向的

10、凹模長度為： L=l+2c=568mm垂直于送料方向的凹模寬度為： B=b+2c=356mm根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸，根據(jù)GB/T2851.8-81選取標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L*B*H=630mm×400mm×80mm。其具體零件圖2-10如下：圖2.10 凹模零件圖圖2.11 凸凹模零件圖3）凸模設(shè)計(jì)采用鉚頭凸模 它適用于非圓形凸模。（1）凸模固定板表2.6 矩形固定板（摘自JB/T7643.2-1994）根據(jù)落料凹模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)，應(yīng)該選用： 固定板630×400×5045鋼JB/T7643.2-1994 材料：45鋼 技術(shù)條件：按JB/T76

11、53-1994的規(guī)定（2） 凸模墊板表2.7 矩形墊板（摘自JB/T7643.3-1994）（2） 凸模墊板表2.7 矩形墊板（摘自JB/T7643.3-1994）根據(jù)落料凹模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)，應(yīng)該選用： 墊板250×200×645鋼JB/T7643.3-1994 材料：45鋼 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定4）模架的選用為了保證模架有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度以使沖裁的工件達(dá)到應(yīng)有的質(zhì)量選用四角式模架 它用于大型沖件。標(biāo)準(zhǔn)為模具閉合高度在壓力機(jī)得裝模高度之間。根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如圖2-10，選用：模架630×400×290325GB/T

12、2851.7-1990技術(shù)條件：按JB/T8050-1999的規(guī)定 下模座表2.9 后惻導(dǎo)柱下模架（摘自GB/T2855.6-1990）根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用： 下模座630×400×65GB/T2855.6-1990 技術(shù)條件：按JB/T8070-1995的規(guī)定 上模座根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用： 上模座630×400×55GB/T2855.5-1990 技術(shù)條件：按JB/T8070-1995的規(guī)定 導(dǎo)柱表2.10 A型導(dǎo)柱（摘自JB/T7187.1-1995）根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：導(dǎo)柱A50×270JB/T7187.1

13、-1995 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 導(dǎo)套根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：導(dǎo)套A50×163×53JB/T7187.3-1995技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定表2.11 A型導(dǎo)套（摘自JB/T7187.3-1995） 模柄表2.12 凸緣模柄（摘自JB/T7646.2）根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：B50×120jb/T7646.1 材 料：Q235 技術(shù)條件：按JB/T77653-1994的規(guī)定5）卸料裝置設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是剛性預(yù)料所選元件為整體式御料板 按御料厚度取15mm且間隙為0.2-0.5mm并且小于沖裁間隙 取導(dǎo)板10mm 卸

14、料螺釘根據(jù)尺寸以及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，可以選用：表2.14 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（摘自JB/T7650.461994） 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘M10×70JB/T7650.6 材料：45 熱處理硬度3540HRC 技術(shù)條件：按GB/T3098.3-2000的規(guī)定 數(shù)量：4個(gè) 卸料板根據(jù)凸凹模尺寸，卸料板輪廓尺寸定為200mm×200mm×18mm。其他尺寸根據(jù)卸料裝置和安裝固定要求確定。材料可以選用45鋼。6）推件裝置設(shè)計(jì) 推桿根據(jù)尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，可以選用：表2.16 帶肩推桿（摘自JB/T7650.1-1994） （mm）推桿1 推桿A12×150JB/T76

15、50.1 材料：45 熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定7）定位零件設(shè)計(jì) 固定擋料銷根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如表2-13，選用適當(dāng)尺寸的固定擋料銷：表2.18 活動(dòng)擋料銷 JB/T7649.9-1994 (mm) 活動(dòng)擋料銷A25x16 JB/T7649.9 材料：45熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件:按JB/T7653-1994的規(guī)定 （2）由于采用整體式御料導(dǎo)料板前面已定 根據(jù)矩形模具情況螺釘在4到6個(gè) 且選6個(gè)如表規(guī)格 銷根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用適當(dāng)尺寸的銷：表2.21銷2 銷10×95GB/T119.12.26壓力機(jī)選擇及模具的閉合高度1） 壓力機(jī)選

16、用原則確定壓力機(jī)規(guī)格時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則。（1）壓力機(jī)的公稱壓力不小于沖壓工序所需的壓力。（2）壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足工件高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具上取出工件。（3）壓力機(jī)的閉合高度、工作臺(tái)尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)滿足模具的正確安裝。尤其是壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)于沖模的閉合高度相適應(yīng)。（4）壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。2）曲柄壓力機(jī)規(guī)格選擇 曲柄壓力機(jī)按床身及結(jié)構(gòu)可分為開式和閉式曲柄壓力機(jī)。開式壓力機(jī)有固定臺(tái)式、可傾式和升臺(tái)式三種。固定臺(tái)式壓力機(jī)剛性、抗震性和穩(wěn)定性好，適用較大噸位。可傾式壓力機(jī)產(chǎn)生的廢料可通過自重滑下。升臺(tái)式壓力機(jī)適用于模具高度變化較大的沖孔、修邊及彎曲工序。根據(jù)沖壓力的計(jì)算，總的沖裁力為528.4KN，考慮到壓力機(jī)的適用范圍，故選取630KN