沖裁力和壓力中心的計(jì)算

1、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= KptL t式中材料抗剪強(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)置的安全系數(shù)，一般取 13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 t時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度 b b代替T,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

2、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 FQ 1 = nK1FP ( 2.4.3)頂件力 FQ2 = K2 FP( 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)，

3、其值為（薄料取大值，厚料取小值）；K1 推料力系數(shù)，其值為（薄料取大值，厚料取小值）；K2頂件力系數(shù)，其值為（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）;設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置h直刃口部分的高（mm）; t材料厚度（mm）。卸料力和頂件力還是中彈性元件的依據(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 +

4、FQ 1 (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)，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H=- 1 )t。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.斜刃沖裁（圖2

5、.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。另外，加熱沖裁使金屬抗剪強(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)于帶有模柄的沖壓模，壓 力中心應(yīng)通過模柄的軸心線。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)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加

6、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)的座標(biāo)位置 O0（x0, y 0）,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:為內(nèi)”因士+ + /=盲心餐F直十%十十%2% / 、一 (2.4.8 )因沖裁力與沖裁周邊長(zhǎng)度成正比,所以式中的各沖裁