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固定夾沖壓彎曲模設(shè)計(jì)
摘 要
本文介紹的模具實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，使用方便可靠，首先根據(jù)工件圖算工件的展開尺寸，在根據(jù)展開尺寸算該零件的壓力中心，材料利用率，畫排樣圖。根據(jù)零件的幾何形狀要求和尺寸的分析，采用復(fù)合模沖壓，這樣有利于提高生產(chǎn)效率，模具設(shè)計(jì)和制造也相對(duì)于簡(jiǎn)單。當(dāng)所有的參數(shù)計(jì)算完后，對(duì)磨具的裝配方案，對(duì)主要零件的設(shè)計(jì)和裝配要求技術(shù)要求都進(jìn)行了分析。在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了設(shè)計(jì)說(shuō)明書外，還包括模具的裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖，工件的加工工藝卡片，工藝規(guī)程卡片，非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝過(guò)程卡片。
關(guān)鍵詞：復(fù)合模 、沖壓 、設(shè)計(jì)
Clip to hurtle to press a bent mold design fixedly
Take off to want
Author : liling
Tutor : zengxin
This text introductive molding tool solid example the structure is in brief practical, the usage convenience is dependable, first according to the work piece the diagram calculate the work piece to launch size, at according to launch the pressure center that the size calculates that spare parts, the material utilization, painting row kind diagram.According to spare parts of several the shape request with the analysis of the size, adoption compound the mold hurtle to press, so be advantageous to an exaltation production an efficiency, molding tool design and manufacturing also opposite in simple.When all parameter calculations are over after, requested the technique requests to the design and assemble of the main spare parts to all carry on analysis to the assemble project that whets to have.During the period of design in addition to designing manual, also include the assemble diagram of the molding tool, the spare parts diagram of the not- standard spare parts, the work piece processes the craft card, the craft rules distance card, the not- standard spare parts processes craft process card.
Keyword: Compound mold 、hurtle to press 、design
目 錄
1 緒論………………………………………………………………………………..1
2 沖裁彎曲件的工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………..1
3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………..2
4 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算………………………………………………………………..3
4.1 計(jì)算毛坯尺寸 …………………………………………………………...…..3
4.2 排樣、計(jì)算條料寬度及距的確定……………………………………….......5
4.2.1 搭邊值的確定…………………………………………………… …….5
4.2.2 條料寬度的確定………………………………………………..............7
4.2.3 到料板間距的確定……………………………………………………..7
4.2.4 排樣……………………………………………………………………..8
4.2.5 材料利用率的計(jì)算……………………………………………………..8
5 沖裁力的計(jì)算……………………………………………………………………10
5.1 計(jì)算沖裁力的公式………………………………………………………….10
5.2 總的沖裁力、卸料力、推件力、頂件力、彎曲力和總的沖壓力……….11
5.2.1 總的沖裁力……………………………………………………………11
5.2.2 卸料力FQ的計(jì)算……………………………………………………..12
5.2.3 推料力FQ1的計(jì)算……………………………………………………12
5.2.4 頂件力FQ2的計(jì)算………………………………………………….....12
5.2.5 彎曲力FC的計(jì)算……………………………………………………...13
5.2.6 總沖壓力的計(jì)算……………………................................................. ..14
6 模具壓力中心與計(jì)算............................................................................................14
7 沖裁間隙的確定…………………………………………………………………15
8 刃口尺寸的計(jì)算…………………………………………………………………16
8.1 刃口尺寸計(jì)算的基本原則………………………………………………….16
8.2 刃口尺寸的計(jì)算…………………………………………………………….17
8.3 計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸………………………………………………….18
8.4 沖裁刃口高度……………………………………………………………….21
8.5 彎曲部分刃口尺寸的計(jì)算………………………………………………….21
8.5.1 最小彎曲半徑…………………………………………………………21
8.5.2 彎曲部分工作尺寸的計(jì)算……………………………………………22
9 模具總的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………25
9.1 模具類型的選擇…………………………………………………………….25
9.2 定位方式的選擇…………………………………………………………….25
9.3 卸料方式的選擇…………………………………………………………….25
9.4 導(dǎo)向方式的選擇…………………………………………………………….25
10 主要零部件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………..26
10.1 工作零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………...26
10.1.1 凹模的設(shè)計(jì)…………………………………………………………26
10.1.2 凸凹模的設(shè)計(jì)………………………………………………………27
10.1.3 外形 凸模的設(shè)計(jì)………………………………………………… ..27
10.1.4 內(nèi)孔凸模的設(shè)計(jì)……………………………………………………28
10.1.5 彎曲凸模的設(shè)計(jì)……………………………………………………28
10.2 卸料部分的設(shè)計(jì)…………………………………………………………...29
10.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) ……………………………………………………..29
10.2.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì)…………………………………………………....29
10.3 定位零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………...31
10.4 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)………………………………………………...31
10.4.1 上下模座…………………………………………………………....31
10.4.2 模柄………………………………………………………………....32
10.4.3 模具的閉合高度…………………………………………………....32
11 模具總裝圖……………………………………………………………………..33
12 壓力機(jī)的選擇 …………………………………………………………………33
總結(jié)…………………………………………………………………………………..34
致謝…………………………………………………………………………………..35
參考文獻(xiàn)......................................................................................................................36
附錄…………………………………………………………………………………..37
附錄1 沖壓模具裝配工序卡片……………………………………………...37
附錄2 非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝過(guò)程…………………………………….…..38
附錄3 沖孔凸模加工工藝過(guò)程………………………………………….…..39
附錄4 凸凹模加工工藝卡片……………………………………..……….....40
附錄5 空心墊板的加工工藝過(guò)程…………………………………………...41
附錄6 彎曲凸模加工工藝過(guò)程……………………………………………...41
附錄7 部分標(biāo)準(zhǔn)公差值……………………………………………………...42
附錄8 J23系列開式可輕壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)………………………….....43
1 緒 論
改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；
容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。
2 沖裁彎曲件的工藝分析
圖2—1 零件圖
如圖2—1所示零件圖。
生產(chǎn)批量：大批量;
材料： LY21-Y;
該材料，經(jīng)退火及時(shí)效處理，具有較高的強(qiáng)度、硬度，適合做中等強(qiáng)度的零件。
尺寸精度：零件圖上的尺寸除了四個(gè)孔的定位尺寸標(biāo)有偏差外，其他的形狀尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可安IT14級(jí)確定工件的公差。
經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：?3.50 +0。30 20 0-0.52 250-0.52
四個(gè)孔的位置公差為：17±0.12 14±0.2
工件結(jié)構(gòu)形狀：制件需要進(jìn)行落料、沖孔、彎曲三道基本工序，尺寸較小。
結(jié)論：該制件可以進(jìn)行沖裁
制件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證磨具的復(fù)雜程度和模具的壽命。
3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案;
(1) 落料——彎曲——沖孔；單工序模沖壓
(2) 落料——沖孔——彎曲；單工序模沖壓。
(3) 沖孔——落料——彎曲；連續(xù)模沖壓。
(4) 沖孔——落料——彎曲；復(fù)合模沖壓。
方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)
完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。
方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又因落料在前彎曲在后，必然使彎曲時(shí)產(chǎn)生很大的加工難度，因此，不宜采用該方案。
方案（4）屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒有連續(xù)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以此方案最為合適。
根據(jù)分析采用方案（4）復(fù)合沖裁。
4 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算
4.1計(jì)算毛坯尺寸
相對(duì)彎曲半徑為：R/t=3.8/1.2=2.17>0.5
式中：R——彎曲半徑（mm）
t——材料厚度（mm）
由于相對(duì)彎曲半徑大于0.5，可見制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先
求變形區(qū)中性層曲率半徑β（mm）。
β=r0+kt 公式(4—1)
式中：r0——內(nèi)彎曲半徑
t——材料厚度
k——中性層系數(shù)
表4—1 板料彎曲中性層系數(shù)
r0/t
0.1
0.2
0.25
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.O
K1(V)
0.30
0.33
0.35
0.36
0.37
0.38
0.39
0.41
0.42
K2(U)
0.23
0.29
0.31
0.32
0.35
0.37
0.38
0.40
0.41
K3(O)
—
—
—
—
—
0.72
0.70
0.67
0.63
r0/t
1.2
1.5
1.8
2
3
4
5
6
8
K1(V)
0.43
0.45
0.46
0.46
0.47
0.48
0.48
0.49
0.50
K2(U)
0.42
0.44
0.45
0.45
0.46
0.47
0.48
0.49
0.50
K3(O)
0.49
0.56
0.52
0.50
查表4—1，K=0.45
根據(jù)公式4—1 β= r0+kt
=0.38+0.45X1.2
=4.34（mm）
圖4—1 算展開尺寸示意圖
根據(jù)零件圖上得知，圓角半徑較大（R>0.5t），彎曲件毛坯的長(zhǎng)度
公式為：
LO=∑L直+ ∑L彎 公式（4—2）
式中： LO——彎曲件毛坯張開長(zhǎng)度 （mm）
∑L直 ——彎曲件各直線部分的長(zhǎng)度 （mm）
∑L彎——彎曲件各彎曲部分中性層長(zhǎng)度之和（mm）
在圖4—1中： A= 公式（4—3）
COS∠P=(RA+RC-B)/(RA+RC) 公式（4—4）
RA=3.8+0.6=4.4 （mm） RC=1.2+0.6=1.8（mm） B=3.8（mm）
根據(jù)公式4—3 A=
=2×3.8(4.4+1.8)-3.82
≈5.6（mm）
根據(jù)公式4—4 COS∠P= (RA+RC-B)/(RA+RC)
= ( 4.4+1.6-3. 8)/(4.4+1.6)
= 0.367
則 ∠P=carCOS0.367=68.47。
2∠P=2×68.47。=136.94。
根據(jù)公式4—2 ∑L直=L總長(zhǎng)-2A
=20-2×5.6
=8.8（mm）
∑L彎=2πβ（∠P／180+∠P／180）
=2×3.14×4.34×(68.47/180+68.47/180)
=20.74（mm）
LO =∑L直+ ∑L彎
=8.8+20.74
=31.54（mm）
取LO=32（mm）
根據(jù)計(jì)算得：工件的展開尺寸為25×32（mm）,如圖4—2所示。
圖4—2 尺寸展開圖
4.2排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定
4.2.1搭邊值的確定
排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。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(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)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?；蛴绊懰土瞎ぷ?。
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。
表4—2 搭邊a和a1數(shù)值
材料厚度
圓件及r＞2t的工件
矩形工件邊長(zhǎng)L＜50mm
矩形工件邊長(zhǎng)L＞50mm
或r＜2t的工件
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
＜ 0.25
0.25~0.5
0.5~0.8
0.8~1.2
1.2~1.6
1.6~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表4—2給出了鋼（WC0.05%～0.25%）的搭邊值。
對(duì)于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)：
鋼（WC0.3%～0.45%） 0.9
鋼（WC0.5%～0.65%） 0.8
硬黃鋼 1～1.1
硬呂 1～1.2
軟黃銅，純銅 1.2
該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表4—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=1.2（mm）,側(cè)搭邊值a=1.5(mm)。
由于該制件的材料使LY21—Y（硬鋁），所以兩制件之間的搭邊值為：
a1=1.2×（1～1.2）=1.2～1.414(mm)
取a1=1.2(mm)
側(cè)搭邊值 a=1.5×（1～1.2）=1.5～1.8(mm)
取a=1.5(mm)
4.2.2條料寬度的確定
計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；
有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
無(wú)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。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。
有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。
條料寬度公式：
B=（D+2a） 公式（4—2）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為—△，見表4—3條料寬度偏差。
D ——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。
a——側(cè)搭邊值。
查表4—3條料寬度偏差為0.15
根據(jù)公式4 —1 B=（D+2a）
=（25+2×1.5）0-0.15
=280-0.15
表4—3 條料寬度公差(mm)
條料寬度
B/mm
材料厚度t/mm
～0.5
>0.5～1
>1～2
～20
0.05
0.08
0.10
>20～30
0.08
0.10
0.15
>30～50
0.10
0.15
0.20
4.2.3 導(dǎo)板間間距的確定
導(dǎo)料板間距離公式：
A=B+Z 公式（4—2）
Z——導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙（mm）；
查表4.3—3得Z=5mm
根據(jù)公式4—2 A= B+Z
=28+5
=33（mm）
表4—4 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Zmin（mm）
材料厚度t/mm
有 側(cè) 壓 裝 置
條 料 寬 度B/mm
100以下
100以上
~0.5
0.5~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5
5
5
5
5
5
8
8
8
8
8
8
4.2.4 排樣
根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。
采用少、無(wú)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(jiǎn)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(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。
由于設(shè)計(jì)的零件是矩形零件，且四個(gè)孔均有位置公差要求，所以采用有費(fèi)料直排法。
4.2.5材料利用率的計(jì)算：
沖裁零件的面積為：
F=長(zhǎng)×寬=25×32=800(mm2)
毛坯規(guī)格為：500×1000（mm）。
送料步距為：h=D＋a1=32+1.2=33.2
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：
n11=(nF/Bh)×100%
n為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。
n11=(nF/Bh)×100%
=（1×800/28×33.2）×100%
=81.96%
橫裁時(shí)的條料數(shù)為：
n1 =1000/B
=1000/28
=34.01 可沖34條，
每條件數(shù)為：
n2 =(500-a)/h
=(500-1.5)/33.2
=15.024 可沖15件，
板料可沖總件數(shù)為：
n=n1×n2=34×15=510(件)
板料利用率為：
n12=(nF/500×1000)
=(510×800/500×1000) ×100%
=81.6%
縱裁時(shí)的條料數(shù)為：
n1=500/B
=500/28
=17.006 可沖17條，
每條件數(shù)為：
n2=(1000-a)/h
=(1000-1.5)/33.5
=30.084 可沖30件，
板料可沖總件數(shù)為：
n=n1×n2=17×30=510（件）
板料的利用率為：
n12=(nF/500×1000)
=(510×800/500×1000) ×100%
=81.6%
橫裁和縱裁的材料利用率一樣，該零件采用橫裁法。
圖4—3 排樣圖
5 沖裁力的計(jì)算
5.1計(jì)算沖裁力的公式
計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(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，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算：
Fp=KptLτ 公式（5—1）
式中 τ——材料抗剪強(qiáng)度，見附表（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數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取1~3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度r時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度σb代替τ，而取Kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算。
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)，
取τ=300(MPa)
5.2 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。總的沖裁力包括
F——總沖壓力。
Fp——總沖裁力。
FQ——卸料力
FQ1——推料力。
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 )
5.2.1 總沖裁力：
Fp=F1+F2 公式(5—1)
F1——落料時(shí)的沖裁力。
F2——沖孔時(shí)的沖裁力.
落料時(shí)的周邊長(zhǎng)度為：L1=2×（25+32）=114（mm）
根據(jù)公式5—1 F1=KptLτ
=1×1.2×114×300
=41.040(KN)
沖孔時(shí)的周邊長(zhǎng)度為：L2=4πd=4×3.14×3.5=44（mm）
F2= KptLτ
=1×1.2×44×300
=15.84(KN)
總沖裁力：Fp=F1+F2=41.040+15.84=56.88(KN)
表4—5 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
Kx
Kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~0.25
＞2.5~6.5
＞6.5
0.065~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
鋁、鋁合金
純銅，黃銅
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
對(duì)于表中的數(shù)據(jù)，后的材料取小直，薄材料取值。
5.2.2 卸料力FQ的計(jì)算
FQ=Kx Fp 公式(5—2)
K——卸料力系數(shù)。
查表4—5得KＸ＝0.025~0.08，取KＸ＝0.08
根據(jù)公式5—2 FQ=KＸ Fp
＝0.08×56.88
＝4.55(KN)
5.2.3推料力FQ1的計(jì)算
FQ1=KtFp 公式(5—3)
Kt——推料力系數(shù)。
查表4—5得Kt＝0.03~0.07, 取Kt=0.07
根據(jù)公式5—3 FQ1=KtFp
=0.07×56.88
≈4(KN)
5.2.4頂件力FQ2的計(jì)算
FQ2=KdFp 公式(5—4)
Kd——頂件力系數(shù)。
查表4—5得Kd＝0.03~0.07, 取Kt=0.07
根據(jù)公式5—4 FQ2=KdFp
=0.07×56.88
≈4(KN)
5.2.5彎曲力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。實(shí)際中常用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行慨略計(jì)算，以作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇沖壓設(shè)備的理論。
?形彎曲件的經(jīng)驗(yàn)公式為：
Fu=0.7KBt2σb/γ+t 公式(5—5)
Fu——沖壓行程結(jié)束時(shí)不校正時(shí)的彎曲力。
B——γ彎曲件的寬度（mm）。
t——彎曲件的厚度（mm）。
γ——內(nèi)彎曲半徑（等于凸模圓角半徑）（mm）。
σb——彎曲拆料的抗拉強(qiáng)度(MPa)(查機(jī)械手冊(cè)σb=400(MPa)。
K——安全系數(shù)，一般取1.3.
根據(jù)公式5—5 Fu=0.7KBt2σb/(γ+t)
=0.7×1.3×25×1.22×400/(5+1.2)
=21.45(KN)
對(duì)于頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的30%～80%。
F壓=80% Fu
=80%×21.45
=17.159(KN)
彎曲力: FC= Fu+ F壓
=21.45+17.15
=38.6(KN)
5.2.6總的沖壓力的計(jì)算
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
=56.88+4.55+4+4+38.6
=108.03(KN)
根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)為：開式雙柱可傾壓力機(jī)J23—25。
6 模具壓力中心與計(jì)算
模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(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。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(guò)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。
模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定：
1、對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。
2、工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。
3、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)該軸的力矩。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。
Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln
Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln
由于該零件是一個(gè)矩形圖形，屬于對(duì)稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心O處。如圖6—1所示：
圖6—1 壓力中心
7 沖裁模間隙的確定
設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？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。考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。
沖裁間隙的大小對(duì)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。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。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。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。
由于硬呂與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬呂材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。
根據(jù)實(shí)用間隙表 7—1 查得材料40的最小雙面間隙2Cmin=0.123mm，最大雙面間隙2Cmax=0.180mm
表7—1 沖裁模初始用間隙2c(mm)
材料
厚度
08、10、35、
09Mn、Q235
16Mn
40、50
65Mn
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
小于0.5
極小間隙
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.75
2.0
2.1
2.5
2.75
3.0
.3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
6.5
8.0
0.040
0.048
0.064
0.072
0.092
0.100
0.126
0.132
0.220
0.246
0.260
0.260
0.400