沖裁力和壓力中心的計算

1、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(jī)、設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其沖裁力P 一般可按下式計算：FP= KptL t式中材料抗剪強(qiáng)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(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，可用抗拉強(qiáng)度 b b代替T,而取K p=1的近似計算法計算。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，要精確地計算是困難的。 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 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，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：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 +

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，需要的沖裁力較大，生產(chǎn)現(xiàn)場壓力機(jī)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，一般把小直徑凸模做短一些，高度差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.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(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諸沖壓力合力的作用點位置。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(fù)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(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該坐標(biāo)軸力矩。求出合力作用點的座標(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度成正比,所以式中的各沖裁