墊片復合模設(shè)計(上)

1、 三角形墊片復合模設(shè)計三角形墊片復合模設(shè)計摘要 冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法1。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。本設(shè)計是三角形墊片的復合模設(shè)計。復合模即在壓力機的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成數(shù)道沖壓工序。本設(shè)計依據(jù)該工件的技術(shù)要求，分析其沖壓工藝性確定工藝方案。通過查閱資料計算確定排樣方案，進行相關(guān)力的計算以選擇壓力機，以及計確定模具及工作零件的尺寸。最后就是確定模具設(shè)計方案、模具零件的選用和確定其模具的裝配圖。 關(guān)鍵字：冷沖

2、壓；沖壓工藝；模具設(shè)計；裝配圖COMPOUND DIE DESIGN OF TRIANGLE GASKETABSTRACTCold stamping is a pressure-processing methods using a die mounted on the press to put pressure on the material to produce a separation or plastic deformation, thereby obtaining the required parts (commonly known as stamping).Comparing wit

3、h other processing methods, Cold stamping has its unique characteristics.So it is widely used in industrial production, especially in mass production.This design is a composite die design of triangle gasket. Composite die, namely, can complete several stamping processes in a press tour and in a pair

4、 of mold on the same position. Based on the technical requirements of the part and analyzing the stamping process, I determine the technology program of the design. By accessing to information and calculation, I determine nesting program.And calculating the associated force I select the press machin

5、e. The I determine the size of the mold and working parts. The final step is to determine the mold design, mold parts selection and determine its assembly drawing.Key words: cold stamping; stamping process; mold design; assembly drawing目錄 1 緒論11.1 課題背景11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 本設(shè)計研究內(nèi)容32 產(chǎn)品圖42.1 題目42.2 原始數(shù)據(jù)43

6、 工件的工藝分析54 工藝方案的確定75 模具結(jié)構(gòu)形式的確定96 排樣設(shè)計106.1 搭邊值的確定106.2 排樣設(shè)計選擇106.3 條料寬度的確定116.4 材料利用率126.5 總排樣圖127 沖壓力和壓力中心計算137.1 壓力中心的計算137.2 沖壓力的計算147.2.1 沖裁力147.2.2 卸料力和推件力148 模具工作部分的尺寸計算168.1 落料凹模尺寸計算，如下表8-1178.2 沖孔凸模尺寸計算，如下表178.3 凸凹模尺寸189 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸199.1 落料凹模199.1.1 落料凹模厚度199.1.2 凹模壁厚199.1.3 凹模板外形尺寸199.2 其他模具零件

7、209.3 卸料橡膠的選用和計算209.4 凸模的結(jié)構(gòu)尺寸計算219.4.1 凸凹模中落料凸模219.4.2 沖孔凸模結(jié)構(gòu)尺寸計算219.5 沖孔凸模強度和剛度校核2210 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計2310.1 送料方式2310.2 定位方式2310.3 卸料、出件方式2310.3.1 卸料方式2310.3.2 出件方式2310.4送料方式2411 壓力機的選擇2511.1 初選壓力機2511.2 模架及其他零件設(shè)計2511.3 模抦2511.4 校核閉合高度2612 設(shè)計并繪制模具總裝配圖2713 沖壓工藝過程卡和機加工工藝卡2713.1 沖壓工藝過程卡2813.2 沖大孔凸模機械加工工藝卡2913.3

8、 墊板機械加工工藝卡3014 總結(jié)31參考文獻32致謝33附錄34附錄A材料選用及公差34附錄B工藝卡零件圖35 1 緒論1.1 課題背景模具是一種技術(shù)先進的加工裝備，在生產(chǎn)實際中具有深遠影響。模具在生產(chǎn)中有很多優(yōu)點，能提高材料利用率、提高生產(chǎn)率、能適應(yīng)各種工藝、生產(chǎn)出的制件優(yōu)良等1。它廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)中，如機械、航空、電子、汽車表等行業(yè)。在目前激烈的市場競爭中，產(chǎn)品進入市場的先后往往是影響成敗的關(guān)鍵。模具是先進高效的加工工具，直接影響產(chǎn)品進入市場的快慢，從而影響產(chǎn)品的競爭力。因此，研究能夠提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，增大模具的應(yīng)用范疇的技術(shù)十分重要。而在模具制造中開發(fā)模具的時間是整個產(chǎn)

9、品生產(chǎn)過程的主要內(nèi)容。因此企業(yè)越來越重視模具開發(fā)的時間，甚至很多企業(yè)都把把模具開發(fā)時間放在第一位置，之后才是質(zhì)量與價格。因此，應(yīng)當認真考慮如何在降低成本并且質(zhì)量達到要求的基本情況下制造出模具。模具制造過程是一項先進的制造過程，可以帶動整個制造業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在已成為制造業(yè)的重要發(fā)展方向。同時，為了更好地推廣各種加工技術(shù)，為企業(yè)提供各種全面的加工數(shù)據(jù)，應(yīng)當建立起相應(yīng)的模具工藝數(shù)據(jù)庫。當然，合理的模具設(shè)計更是模具制造的前提和關(guān)鍵2。本文的主要目標就是構(gòu)建一個沖壓模具工藝過程，使所學在實際生產(chǎn)中得到具體應(yīng)用。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自2010 年模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃發(fā)布以來，各種創(chuàng)新性成果已經(jīng)取得了

10、不少進展，各項專利數(shù)量不斷地快速增加，產(chǎn)品水平也有了不小的提升。多年以來在有關(guān)模具方面的我國授權(quán)的專利累計已超過15000項，而在模具壽命方面，精密多工位級進模使用壽命已經(jīng)可超過4億次。近年來雖然我國的模具技術(shù)已經(jīng)有了較大進展，但模具總體水平在理論、設(shè)計、技術(shù)、工藝、經(jīng)驗、管理等各方面與國外相應(yīng)方面相比都有一定的差距3?？偟膩碚f，我們?nèi)匀惶幵趯W習階段。我們還需要學習、引進、發(fā)展和創(chuàng)造各種先進的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)理念。例如在沖壓理論方面，它的深入研究可極大的促進沖壓成形技術(shù)的發(fā)展，是重要的理論保證?，F(xiàn)如今無論是國內(nèi)還是國外都非常重視研究沖壓理論，由此也在一些理論方面取得了很大進展，如沖壓過程中應(yīng)力與

11、應(yīng)變的關(guān)系、影響材料沖壓性能的因素、板料變形過程等。尤其是在理論上完善了塑性變形規(guī)律以及計算機各種相應(yīng)軟件技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展，近年來，我們開始將限元模擬方法等計算機模擬分析技術(shù)應(yīng)用于材料成形，通過分析金屬的變形過程，從而實現(xiàn)對成形過程進行模擬。也可以分析模擬過程估計成形過程中會出現(xiàn)的問題，這樣就可以修改相應(yīng)設(shè)計優(yōu)化方案設(shè)計以提前避免這些問題，不僅可以提高生產(chǎn)質(zhì)量，設(shè)計出更佳的工藝方案，也大大的節(jié)約了生產(chǎn)成本。又如在生產(chǎn)技術(shù)上，目前，國內(nèi)外相繼發(fā)展了各種沖壓新工藝，如高能成形、軟模成形、超塑成形和精密沖裁等，這些新工藝具有高效率高質(zhì)量的優(yōu)點。高能成形是通過獲取的高能量來成形的，它突出運用于加工形狀

12、復雜要求精度高強度高的制件，一般用于小批量生產(chǎn)中3。軟模成形是采用柔性介質(zhì)（一般是液體或橡膠等）作為成形用的凸、凹模，在外力下即可成形，由于是柔性介質(zhì)，所以生產(chǎn)的制件表面質(zhì)量好，且很容易加工復雜制件和難成形材料，對于特殊情況應(yīng)用效果顯著。超塑成形即在一定條件下材料具有超塑性，由于此時材料具有很大的延伸率和斷面收縮率，沖壓性能好，一次就可以直接加工成產(chǎn)品，很容易加工復雜零件，可以顯著減少加工難度和提高生產(chǎn)率。同時還有一些針對提高沖壓成形性能的技術(shù)如利用反復成形來減少殘余應(yīng)力，提高了材料的成形極限，做到無回彈成形。雖然出現(xiàn)了這些新技術(shù)，但很多仍不成熟。以精密沖裁為例，精密沖裁是一種先進的金屬壓力加

13、工方法，一次精密沖裁就可得到尺寸精度高、剪切面光潔、且具有一定立體形狀的零件3。精密沖裁具有高效、優(yōu)質(zhì)等特點，經(jīng)濟效益十分顯著。精沖工藝目前在車輛行業(yè)、機械工程、軍工、航空、航天、鐵路、造船、家電等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是精沖技術(shù)在我國的推廣仍不理想。主要原因是:第一，精沖設(shè)備的價格高昂(約是普通壓力設(shè)備的500倍),很多企業(yè)很難承擔投資成本。第二，精沖技術(shù)是一個較新、較復雜的技術(shù)，首先需要有一批精通這一領(lǐng)域的工程師和技術(shù)工人，才能掌握和充分發(fā)揮出它的效能，才能在企業(yè)的實際生產(chǎn)中充分體現(xiàn)出它的先進性和經(jīng)濟性。然后它不僅要有先進的精沖機，也還需要許多先進的配套設(shè)備如精密的模具加工設(shè)備和檢測

14、設(shè)備等。因此精沖技術(shù)是一項系統(tǒng)性的高技術(shù)項目，應(yīng)該集中一定的人力物力財力去較快地掌握和應(yīng)用它。第三，在我國，精沖技術(shù)仍屬起步階段，精沖材料、精沖設(shè)備、精沖模具等配備還不完善。今后精沖技術(shù)應(yīng)該以模具制造精度高、質(zhì)量好、效率高、成本低為發(fā)展目標，大力推動精沖技術(shù)的發(fā)展。針對這些問題，我們急需大力推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)，精沖模具設(shè)計制造的發(fā)展方向的一個重要方面就是模具CAD/CAM/CAE技術(shù)2。隨著計算機軟件的發(fā)展和進步,我們已經(jīng)能夠做到在企業(yè)中全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)。企業(yè)應(yīng)該更進一步提高CAD/CAM技術(shù)培訓和相應(yīng)技術(shù)服務(wù)的力度，進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機及網(wǎng)絡(luò)的

15、快速發(fā)展極大的推動了CAD/CAM/CAE在整個行業(yè)中的推廣，實現(xiàn)了跨地區(qū)跨院所發(fā)展，也實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，從而使得虛擬制造成為可能。正是是由于這些問題的出現(xiàn)和精沖工藝對計算機技術(shù)的需求，將計算機技術(shù)與精沖技術(shù)相結(jié)合的研究越來越受重視，將模具制造與計算機技術(shù)結(jié)合也是模具發(fā)展的長期重要方向。1.3 本設(shè)計研究內(nèi)容 本課題是落料沖孔復合模的設(shè)計。復合模是指在壓力機的一次行程中，在模具的同一位置上完成兩道以上工序。普通沖裁獲得的工件尺寸精度在IT11以下，表面粗糙度一般為Ra25Ra12.5um，光亮帶所占比例不大，斷面具有斜度，只能滿足一般產(chǎn)品的普通要求4。而在本次畢業(yè)設(shè)計中利用計算機輔助設(shè)計

16、（CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖，并運用了電火花加工、數(shù)控切削加工等先進加工技術(shù)，可提高沖裁的精確性。同時，這也是是一次對所學知識的全面總結(jié)和運用，是鞏固和加深各種理論知識靈活運用的實踐過程。根據(jù)對工件的綜合分析，在這次設(shè)計中我設(shè)計的是倒裝式復合模，主要介紹的是沖裁工藝、沖裁模具的設(shè)計、裝配圖和零件圖的繪制，以及沖壓工藝卡的制定等，從而對整個沖壓工藝流程有個系統(tǒng)理解。本次畢業(yè)設(shè)計是大學期間最全面的模具設(shè)計訓練，也是大學最后一次學習機會了。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，應(yīng)當將所學的沖壓基本理論知識全面掌握，在理論與實際結(jié)果的過程中，應(yīng)該培養(yǎng)起獨立分析問題的能力，同時，在畢業(yè)設(shè)計中遇到問題，也

17、應(yīng)該學會如何解決問題。同時，畢業(yè)設(shè)計也是一種綜合能力的培養(yǎng)，除了直接的專業(yè)知識外，還能學會一些輔助能力，如搜索資料，計算機軟件的運用，設(shè)計計算等。總的來說，這次畢業(yè)設(shè)計有一下幾個目的：第一，充分完善大學所學專業(yè)知識，深化理論知識，并將所學理論知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合，從而達到熟練掌握并應(yīng)用的程度。同時，遇到未學過的知識點，也通過請教指導老師或查詢資料弄懂，達到擴大知識面的作用；第二，了解工藝流程，學會系統(tǒng)設(shè)計模具的能力，為以后的模具設(shè)計打下基礎(chǔ)；第三，在設(shè)計中可能會通過網(wǎng)絡(luò)或圖書館等各種方式查詢所需資料，掌握查閱資料的能力；第四，為今后的工作或?qū)W習深造打下堅實基礎(chǔ)。我也希望自己能夠做到這些，靈活運

18、用所學的專業(yè)知識和技能，圓滿完成此次的畢業(yè)設(shè)計。 2 產(chǎn)品圖2.1 題目 三角形墊片復合模的設(shè)計2.2 原始數(shù)據(jù) 零件名稱：三角形墊片 沖壓材料：20鋼，材料厚度t=1mm 題目零件圖：如圖2.1 生產(chǎn)批量：大批量 圖2.1零件圖 3 工件的工藝分析 (1) 結(jié)構(gòu):工件結(jié)構(gòu)簡單，最小孔直徑尺寸是板厚的4倍，滿足沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸工藝性要求。 (2) 材料：材料為20鋼，該鋼屬于優(yōu)質(zhì)低碳碳素鋼，見表3-1和表3-2可見強度低，韌性、塑性和焊接性均好?？估瓘姸葹?55500MPa，伸長率24%，具有良好的沖壓成形性能，適合沖裁2。 (3) 精度：工件的尺寸全部為自由公差，可以看成是IT14級，

19、補標公差后零件尺寸如圖3.1，尺寸精度較低，普通沖裁就可以滿足要求。 圖3.1標注公差后的零件圖綜上所述，該工件的沖裁性能較好，適合采用沖壓加工來完成。表3-1 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學性能牌號試樣毛坯尺寸mm推薦熱處理bMPasMPa()()正火淬火回火8F25930  295175356010F25930  31518533550825930  3251953360I025930  3352053l551525920  37522527552025910  4l0245255

20、5252590087060045027523503025880860600490295215035258708506005303152045 牌  號主要特性應(yīng)用舉例08F  優(yōu)質(zhì)沸騰鋼的硬度低、強度高、塑性很好。沖壓及拉延性能均好，冷加工性和焊接性能也很好。  但其時效敏感性大且成分偏析傾向較大，因此冷加工時，熱處理可采用消除應(yīng)力以防止冷加工斷裂。  常用作沖壓件、壓延件以及不承受載荷的覆蓋件、滲碳滲氮件、制作各類套筒和支架等等。 易軋成薄帶、薄板，冷拉鋼絲。  08  一種極軟的低碳鋼，它的硬度和強度很低，塑性和韌性較好

21、，但淬透性和淬硬性很差，不宜切削加工。 宜易軋制成薄帶、薄板，冷拉鋼絲。 常用作冷沖壓件、焊接件。10Fl0  一種強度稍高于08鋼的低碳鋼，韌性和塑性很好，易冷熱加工成型。同時焊接性能也較好，正火或冷加工后切削性能好。但淬透性很差。  可用各種工藝成型如冷軋、冷彎、熱軋、冷沖、熱擠壓、熱鐓等，制造時要求受力不能太大。常用于韌性高的零件，如摩擦片、彈體、器皿、汽車的車身等。15F15  低碳鋼與10F、10鋼相比，強度、塑性、硬度相近。對其進行正火處理以提高至適當硬度可改善其切削性能。它的淬透性和淬硬性低，韌性和焊接性很好。  常用于制造形狀簡單但是韌性

22、要求較高中小制件如拉桿、起重鉤、螺釘、螺栓等。20  低碳鋼與15F15鋼相比，它的強度硬度稍高，塑性焊接性能都很好，正火或熱軋后韌性好。  常用于制作要求不太高的中小型滲碳件和鍛壓件，如齒輪、變速箱變速叉、重型機械拉桿、杠桿軸等。表3-2  優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的特征和應(yīng)用4 工藝方案的確定該工件是一個落料沖孔件，可以有三種工藝方案：方案一：采用單工序模，先落料，后沖孔；方案二：采用級進模，沖孔落料級進沖壓；方案三：采用復合模，落料沖孔復合沖壓。表4-1各種模具結(jié)構(gòu)和特點比較模具種類比較項目單工序模級進模復合模無導向有導向零件公差等級低一般可達IT13IT10級可達I

23、T11IT8級零件特點尺寸不受限制；厚度不受限制中小型尺寸；厚度較厚小零件厚度0.26mm可加工復雜零件，如寬度極小的異形件形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強度限制，尺寸可以較大，厚度可達3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平由于壓料沖件的同時得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面生產(chǎn)效率低較低工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手動或機械排除，生產(chǎn)效率較低安全性不安全，需采取安全措施比較安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比無導向的稍高沖裁簡單的零件時，比復合模低沖裁較復雜零件時，比級進模低適用場合料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)

24、大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)結(jié)合表4-1分析： 方案一中模具結(jié)構(gòu)形式簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高且生產(chǎn)率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二中只需一套模具，生產(chǎn)效率高，但級進模沖壓時，對排樣設(shè)計和定位精度要求較高，而本課題排樣相對復雜，所以級進模不作為優(yōu)選。方案三也只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高。板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小，制造比方案二簡單。經(jīng)過綜合分析比較，采用方案三的復合模。5 模具結(jié)構(gòu)形式的確定正裝式復合模和倒裝式復合模結(jié)構(gòu)比較：正裝式復合模工作時，板料是在壓緊的狀態(tài)下產(chǎn)生分離，沖出的沖件

25、平直度較高。但由于彈頂器和彈壓卸料裝置的作用，分離后的沖件容易被嵌入邊料中。倒裝式復合模板料不是處在被壓緊的狀態(tài)下沖裁，因而平直度不高，但因為其結(jié)構(gòu)簡單，又可以利用壓力機的打桿進行推件，卸料可靠，便于操作，并為機械化提供了有利條件3。根據(jù)零件分析，制件的精度要求較低，且由于零件結(jié)構(gòu)復雜容易卡料，適宜采用倒裝復合模生產(chǎn)。根據(jù)以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復合模生產(chǎn)。6 排樣設(shè)計沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。排樣方案對材料的利用率、生產(chǎn)率、沖件質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)與壽命都有重要影響。6.1 搭邊值的確定搭邊是指排樣時沖裁件相互之間以及沖裁件與坯料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。搭邊有兩個作用：

26、第一是補償了定位誤差和剪板時的誤差，以保證能夠沖出合格的零件；第二是可以增加條料剛度，方便送進條料，提高生產(chǎn)率。搭邊的寬度對沖壓件質(zhì)量及沖裁過程有很大影響，搭邊如果過大，則材料利用率較低；但如果搭邊過小時，那么沖裁時搭邊處可能強度和剛度不夠，也易損壞模具。因此搭邊值的選取應(yīng)當合理4。查相關(guān)手冊可確定沖裁件與條料側(cè)邊搭邊值為a=1.8mm，沖裁件之間的搭邊值b=1.5mm，但考慮到擋料，所以，將沖裁件之間的搭邊值也設(shè)為b=1.8mm4。6.2 排樣設(shè)計選擇 圖6.1方案一的排樣方案一： 此方案看似材料利用率低且可能是該設(shè)計排樣的著眼點，但實際無可行性。由于工件不對稱，無法翻轉(zhuǎn)板料完成沖裁。若設(shè)計

27、成一次沖兩個樣，則由于凹模壁厚的要求，實際的材料利用率更低且對沖壓設(shè)備要求更高，不采用。所以只能設(shè)計單工件排樣。方案二：圖6.2方案二排樣方案三：圖6.3方案三排樣關(guān)于方案二和方案三排樣設(shè)計的對比和選擇，將在對比二者的材料利用率之后進行。6.3 條料寬度的確定 條料寬度 B0-=（Dmax+2a）0- （6-1）導料板之間的距離 A=B+Z （6-2） Dmax條料寬度方向上沖裁的最大尺寸,為方案二為82.3mm；方案三為 84.92mm；a側(cè)搭邊值；條料寬度的單向偏差；Z導料板與最寬條料之間的間隙1。采用龍門剪床剪切條料查表得=0.8mm Z=5mm所以方案二中B0-= 85.90-0.8

28、mm A=90.9mm 步距為S=88.47mm方案三中B0-= 88.520-0.8 mm A=93.52mm 步距為S=86.02mm6.4 材料利用率材料的利用率是指沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量合理利用材料的重要指標。一個步距內(nèi)的材料利用率 A/BS×100% （6-3） 式中： A個步距內(nèi)沖裁件的實際面積； B條料寬度； S步距。工件的面積為3588.04mm2方案二中=A/BS X100%=3588.04/(85.9X88.47)X100%=47.21%方案二中=A/BS X100%=3588.04/(88.52X86.02)X100%=47.15%所以

29、，根據(jù)材料利用率選方案二的排樣6.5 總排樣圖圖6.4 總排樣圖7 沖壓力和壓力中心計算7.1 壓力中心的計算模具的壓力中心是指沖壓力合力的作用點。模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機滑塊的中心線。由于在本沖模設(shè)計中有模抦，所以必須使壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時滑塊就會受到偏心載荷作用，從而使滑塊和模具導向部分出現(xiàn)不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具5。由于工件形狀復雜，計算壓力中心時先按比例畫出工件圖，選定坐標系，如圖7.1所示：圖7.1建立坐標系備注：各尺寸均可以在CAD環(huán)境下得到(1)X軸方向上 由于三個圓弧的壓力中心比較難計算，單獨列出計

30、算，如下 圓弧壓力中心 Xo=Rxb/L （7-1） 其中：R半徑； b弦長； L弧長。所以在三個圓弧的形心為： X1=8x15.35/21.74=5.65， 在本例坐標系中則為26.07； X2=8x15.79/22.57=5.59 在本例坐標系中則為20.75； X3=8x14.96/19.32-47=6.19 在本例坐標系中則為-52.81。因此，圖形X軸方向的壓力中心為： =-4.57mm(2)Y軸方向上 由（1）中算的三個圓弧的形心，可得Y軸方向的形心為 Y1在本例坐標系中則為-22.07； Y2在本例坐標系中則為54.91； Y3 在本例坐標系中則為-8.95。因此，圖形Y軸方向的

31、壓力中心為： =10.84mm7.2 沖壓力的計算 7.2.1 沖裁力在沖裁過程中凸模作用于板料對其施加的壓力叫做沖裁力，隨著凸模進入材料沖裁力不斷發(fā)生變化。通常，我們說的沖裁力是指最大沖裁力，在選用壓力機和設(shè)計模具時我們都要計算出最大沖裁力6。用普通平刃口模具沖裁時，一般情況下其沖裁力F按下式計算： F=Ltb （7-2）式中 L-沖裁周邊長度，L=377.42mm； t材料厚度，t=1mm；b材料抗拉強度，查表得b=410MPa。代入數(shù)據(jù)得 沖裁力F=154742.2N（154.8kN） 7.2.2 卸料力和推件力 在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復及摩擦的存在，將使沖落的材料塞在凹模內(nèi)，而

32、沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱卸料力；將梗塞在凹模洞口內(nèi)的落料件或廢料向下推出所需的力稱為推件力。本模具采用彈性卸料裝置，將板料從凸凹模中卸下。每一次沖裁完成后就用推件塊將落料件從凹模中推出來。卸料力 Fx=KxF （7-3）推件力 FT=nKTF （7-4）式中n同時卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量，n=1；Kx、KT-卸料力、推件力系數(shù),查相關(guān)表可取 Kx=0.04 KT=0.055卸料力 Fx= 0.04 x 154.8 = 6.192KN 推件力 FT = 0.055 x154.8 = 8.514K

33、N 所以，總沖壓力為：Fz=F+ Fx+ FT =154.8+6.192+8.514 170kN8 模具工作部分的尺寸計算模具刃口的尺寸精度極大的影響沖裁件的尺寸精度，同時模具的合理間隙也需要靠模具刃口尺寸及其制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。決定模具刃口尺寸及其公差時需要考慮以下原則： (1)落料件尺寸由凹模尺寸決定，而沖孔時的尺寸則由凸模尺寸決定。因此，在設(shè)計落料模時，應(yīng)當以凹模為基準，間隙取在凹模上：設(shè)計沖孔模時，應(yīng)當以凸模尺寸為基準，間隙取在凹模上。(2)設(shè)計模具時要考慮到?jīng)_裁中凸凹模的磨損。具體為，設(shè)計落料凹模時，由于凹模尺寸會隨磨損變大，凹模

34、基本尺寸應(yīng)取公差范圍內(nèi)的較小尺寸；而在設(shè)計沖孔凸模時，由于凸模尺寸會隨磨損變小，凸模基本尺寸應(yīng)取工件孔公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣在凸凹模磨損到一定程度的情況時，仍然能沖出合格的制件。凸凹模之間的間隙則取最小合理間隙值7。由于工件形狀不規(guī)則且加工要求不高，按凸模與凹模配合加工法。配作法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準件，即凸?；虬寄?，然后根據(jù)基準件的實際尺寸按間隙配制另一件。配作法加工的特點是模具的間隙由配制保證，可以適當放大基準件的制造公差，工藝比較簡單，并且還使制造容易，是一種較為常用的加工方法。 (3)間隙值的確定因為模具在制造中存在偏差及使用中存在磨損，在實際生產(chǎn)中通常選擇一適當?shù)姆秶楹侠黹g隙，在這個合理間隙范圍內(nèi)就能夠沖出合格的制件，我們將這個范圍的最小值稱之為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax。又因