沖裁力和壓力中心的計(jì)算.doc

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1、2.4沖裁力和壓力中心的計(jì)算2.4.1沖裁力的計(jì)算???計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其沖裁力P一般可按下式計(jì)算：FP＝KptLτ???式中τ——材料抗剪強(qiáng)度，見(jiàn)附表(MPa)；???L——沖裁周邊總長(zhǎng)(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(dòng)(數(shù)值的變化或分布不均)、潤(rùn)滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系

2、數(shù)，一般取13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度τ時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度σb代替τ，而取Kp＝1的近似計(jì)算法計(jì)算。當(dāng)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(kuò)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(jìn)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(jì)算是困

3、難的。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件的依據(jù)。2.4.2壓力機(jī)公稱壓力的選取???沖裁時(shí)，壓力機(jī)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(shí)：FP總＝FＰ＋FＱ＋FＱ１(2.4.5)???采用彈壓卸料裝置和上出件的模具時(shí)：FP總＝FＰ＋FＱ＋Ｑ2(2.4.6)???采用剛性卸料裝置和下出件模具時(shí)：FP總＝FＰ＋FＱ１(2.4.7)??2.4.3降低沖裁力的措施???在沖壓高強(qiáng)度材料、厚料和大尺寸沖壓件時(shí)

5、，需要的沖裁力較大，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)壓力機(jī)的噸位不足時(shí)，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(gè)平面，各凸模沖裁力的最大值不同時(shí)出現(xiàn)，從而達(dá)到降低沖裁力的目的。當(dāng)凸模直徑有較大差異時(shí)，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(huì)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(shí)刃口不是全部同時(shí)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(shí)斜刃做在凹模上；沖孔時(shí)斜刃做在凸模上?！　　×硗猓訜釠_裁使金屬抗剪強(qiáng)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(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。對(duì)于帶有模柄

7、的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過(guò)模柄的軸心線。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)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。???沖模的壓力中心，可按下述原則來(lái)確定：（1）對(duì)稱形狀的單個(gè)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(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該坐標(biāo)軸力矩。求出合力作用點(diǎn)的

8、座標(biāo)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(fù)雜零件沖壓壓力中心;（b）多凸模沖壓壓力中心?????計(jì)算公式為：（2.4.8）（2.4.9）?????因沖裁力與沖裁周邊長(zhǎng)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(zhǎng)度L1、L2、L3…Ln代替，即：（2.4.10）（2.4.11）