沖裁力和壓力中心的計算.doc

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1、2.4沖裁力和壓力中心的計算2.4.1沖裁力的計算???計算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機、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，以適應沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其沖裁力P一般可按下式計算：FP＝KptLτ???式中τ——材料抗剪強度，見附表(MPa)；???L——沖裁周邊總長(mm)；???t——材料厚度(mm)???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(數(shù)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素而設置的安全系

2、數(shù)，一般取13。當查不到抗剪強度τ時，可用抗拉強度σb代替τ，而取Kp＝1的近似計算法計算。當上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上的材料料刮下,將梗塞在凹模內(nèi)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(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力；從凹模內(nèi)向上頂出制件需的力，稱為頂件力(圖2.4.1)。影響卸料力、推料力和頂件力的因素很多，要精確地計算是困

3、難的。在實際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗公式計算：卸料力FＱ＝ＫFＰＮ(2.4.2)推料力FＱ1＝nＫ1FＰ（2.4.3)頂件力FＱ２＝Ｋ２FＰ（2.4.4)圖2.4.1工藝力示意圖式中P——沖裁力(N)；K——卸料力系數(shù)，其值為0.02～0.06(薄料取大值，厚料取小值)；K１——推料力系數(shù)，其值為0.03～0.07(薄料取大值，厚料取小值)；K2——頂件力系數(shù)，其值為0.04～0.08(薄料取大值，厚料取小值)；n——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n＝h/t);h——直刃口部分的高(mm)

4、；t——材料厚度(mm)。卸料力和頂件力還是設計卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件的依據(jù)。2.4.2壓力機公稱壓力的選取???沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。???采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時：FP總＝FＰ＋FＱ＋FＱ１(2.4.5)???采用彈壓卸料裝置和上出件的模具時：FP總＝FＰ＋FＱ＋Ｑ2(2.4.6)???采用剛性卸料裝置和下出件模具時：FP總＝FＰ＋FＱ１(2.4.7)??2.4.3降低沖裁力的措施???在沖壓高強度材料、厚料和大尺寸沖壓件時

5、，需要的沖裁力較大，生產(chǎn)現(xiàn)場壓力機的噸位不足時，為不影響生產(chǎn)，可采用一些有效措施降低沖裁力。?1.凸模的階梯布置　圖2.4.2凸模階梯布置　　　凸模階梯布置由于各凸模工作端面不在一個平面，各凸模沖裁力的最大值不同時出現(xiàn)，從而達到降低沖裁力的目的。當凸模直徑有較大差異時，一般把小直徑凸模做短一些，高度差H=(0.5～1)t。凸模的階梯布置會給刃磨造成一定困難，僅在小批量生產(chǎn)采用。圖2.4.3斜刃沖裁（a）、（b）落料凹模為斜刃；（c）、（d）、（e）、沖孔凸模為斜刃；（f）用于切口或切斷的單邊斜刃2.

6、斜刃沖裁（圖2.4.3）　　　斜刃是將沖孔凸?；蚵淞习寄５墓ぷ魅锌谧鞒尚比?，沖裁時刃口不是全部同時切入，而是逐步地將材料分離，能顯著降低沖裁力，但斜刃刃口制造和刃磨都比較困難，刃口容易磨損，沖件也不夠平整。為了能得到較平整的工件，落料時斜刃做在凹模上；沖孔時斜刃做在凸模上。　　　另外，加熱沖裁使金屬抗剪強度降低，也能降低沖裁力。2.4.4沖壓模具壓力中心的確定???模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。對于帶有模柄

7、的沖壓模，壓力中心應通過模柄的軸心線。否則會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產(chǎn)生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。???沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：（1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。解析法的計算依據(jù)是：各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該坐標軸力矩。求出合力作用點的

8、座標位置O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心(圖2.4.4)。　　　圖2.4.2解析法求壓力中心（a）復雜零件沖壓壓力中心;（b）多凸模沖壓壓力中心?????計算公式為：（2.4.8）（2.4.9）?????因沖裁力與沖裁周邊長度成正比，所以式中的各沖裁力FP1、FP2、FP3…FPn，可分別用各沖裁周邊長度L1、L2、L3…Ln代替，即：（2.4.10）（2.4.11）