端盖加工复合模设计(3)

毕业设计（论文）

凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。

3.在确定模具刃口制造公差时，既要能保证工件的精度要求，又能要保证有合理的间隙数值。

3.2.4冲裁工序：工件尺寸精度均为IT11级

零件尺寸及公差见本表；查设计手册：x=0.5，Zmax=0.14mm，Zmin=0.10mm，（双面间隙）Zmax －Zmin=0.04；

凸模制造精度采用IT6级，凹模制造精度采用IT7级。

拉深工序：工件未注公差按IT11级，凸、凹模的制造精度采用IT9级。拉深的单边间隙为Z=t+C·t=t+0.1t=1.1t

3.3 计算工艺力、初选设备

3.3.1 计算工艺力

a 落料力

平刃凸模落料力的计算公式为

F落 ?kLt????????????????????3.6

式中 F落— 落料力（N）

k— 修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（1.0～1.3）P的范围内，一般k取为1.25～1.3 L— 冲件的周边长度（mm） t— 板料厚度（mm）

?—材料的抗冲剪强度（MPa）

在实际应用中，抗冲剪强度?的值一般取材料抗拉强度?b的0.7～0.85。为便于计算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度?b的80%。即

??0.8?b ???????????????????3.7 因此，该冲件的落料力的计算公式为

F落?1.3?0.8?Lt?b ??????????????3.8

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端盖加工复合模设计

=1.3?0.8?387?2?400 =321984N

b 冲孔力

冲孔力可按下式计算：

F冲?0.8KLt?b??????????????????3.9 式中 F冲—冲孔力（N）

L—冲件的内轮廓长度（mm） t—板料厚度（mm）

?b—材料的抗拉强度（MPa）

因此，该零件的冲孔力为：

F冲=0.8KLt?b

=0.8?1.3?18.84?2?400 =15675N

c 卸料力

一般情况下，冲裁件从板料切下以后受到弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则紧箍在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多且复杂，主要有材料的力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。因此要精确地计算这些力是很困难的，故一般采用下列经验公式进行计算：

卸料力

F卸?K1F落??????????????????3.10

式中 K1—顶件力及卸料力系数，查表取K1的数值为0.04。

F落—落料力(N)，前面已计算出，为321984N

因此，该零件的卸料力为：

F卸?0.04?321984?12880N

d 推件力

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毕业设计（论文）

将卡在凹模中的材料逆着冲裁力方向顶出所需要的力称为推件力。

推件力为：

F推?nK2F落?????????????????3.11

式中 K2—推件力系数，查表取K2的数值为0.05。

F落—落料力(N) ，前面已计算出，为321984N

因此，该零件的推件力为：

F推?1?0.05?321984?16099N

e 拉深力

拉深力Fmaxo凸模行程

图3.1 拉深力变化曲线

一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变，其变化曲线如图3.1。从图中可以看出，在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得的拉深力并不大；从初期到中期，材料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。

由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是比较困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度为依据，采用经验公式进行计算。对于带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式为：

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端盖加工复合模设计

tb??????????????????3.12 F拉?Kd??式中 K—系数，这里取1

d—圆筒形零件的凸模直径（mm） t—材料厚度

?—圆周率，这里取3.14

?b—材料的抗拉强度（MPa）

因此，该零件的拉深力为：

F拉?1???70?2?400?175840N

f 压边力

压边力的大小对拉深件的质量是有一定影响的，如果过大，就要增加拉深力，因而会

使制件拉裂，而压边圈的压力过小就会使工件的边壁或凸缘起皱，所以压边圈的压力必须适当。合适的压边力范围一般应以冲件既不起皱、又使得冲件的侧壁和口部不致产生显著的变薄为原则。压边力的大小和很多因素有关，所以在实际生产中，可以根据近似的经验公式进行计算。

FQ?AFq(N)??????????????????3.13 式中 A—初始有效压边面积(mm2);

Fq—单位压边力(MPa)，查表，得Fq=2.5

因此，该零件的压边力为：

FQ?AFq

?(10130?732)?2.5?12000N

3.3.2 拉深功的计算

拉深所需的功可按下式计算

W?CPmaxh??????????????????3.14 1000式中 C—修正系数，一般取为C=0.6~0.8。

Pmax—最大拉深力（N）

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h —拉深深度（mm） W—拉深功（N·m）

因此，该零件的拉深功为：

W?0.8?175840?38?5345N·m?????????3.15

10003.3.3 初选压力机

压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。

因F落>F拉，故总冲压力

F??F落?F卸?F推?FQ?F冲?F拉?????????3.16

=?321984?12880?16099?12000?15675?175840? =554.5KN

应选的压力机公称压力P0??1.3~1.6?F?，取1.5，则公称压力为：

P0?1.5F??832KN ??????????????3.17

因此初选闭式单点压力机J31—630B。

3.3.4 计算压力中心

本零件为对称几何体，其压力中心与几何中心重合，即在它的圆心处，故不必计算它的压力中心。

3.3.5 计算凸、凹模刃口尺寸及公差

冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模

刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：

1.落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸；

2.考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定

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