U形支板冲压模具设计(4)

卸料力

由[2]得卸料力的计算公式

F卸料=K卸料F落料 （3.3）

式中： K卸料—卸料力系数，查表3.1。

F卸料=K卸料F落料

=0.034×188.8 =6.42（kN）

推件力

由[2]中推件力的计算公式

F推件=nK推件F冲孔（3.4）

式中： K推件—推件力系数，查表3.1。

n—同时梗塞在凹模内的工件数（废料数）； F推件=nK推件F冲孔

=2×0.045×34.3 =3.09（kN）

顶件力

由[2]中顶件力的计算公式

F顶件=K顶件F落料 （3.5）

式中： K顶件—顶件力系数，查表3.1。

F顶件=K顶件F落料

=0.06×188.8 =11.33kN）

自由弯曲力的计算

U形件弯曲F自0.7KBt2?b（2-7） ?r?t式中F自——自由弯曲力（N）； K——安全系数，一般取K=1.3； B——弯曲件的宽度（mm）； T——弯曲件的材料的厚度（mm）； r——弯曲件的内圆角半径（mm）；

MPa?b——弯曲材料的抗拉强度（MPa），查课本1.6，?b取350

则F自0.7?1.3?28?1.22?350??3.1KN

3?1.2

总压力为34.3+188.8+6.42+3.09+11.33+3.1=247.04KN

2.10.2 压力机的选择与模具闭合高度

计算得总冲压力是247.04KN，压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力。所以选用公称压力为100吨的压力机。压力机主要参数经查[2]、[10]、[14]得表3.2。

表 3.2压力机参数 序号 1 2 3 4 5 项 目 冲压设备型号 公 称 压 力 滑 块 行 程 滑块每分钟行程次数 最大闭合高度 数值 J23-100 100 130 38 480 单位 吨 毫米 次 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 6 闭合高度调节量 400 7 滑块中心线至床身距离 380 8 立柱距离 前 530 9 工作台尺寸 后 左 右 710 1080 10 工作台孔尺寸 前 后 380

左 右 直 径 厚 11 垫板尺寸 度 直 径 直 12 模柄孔尺寸 径 深 度 前 13 滑块底面尺寸 后 左 右 14 机床最大可倾角 560 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 度 500 100 — φ60 75 360 430 30 模具的闭合高度H模是指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离。 为使模具正常工作，模具闭合高度必须与冲床的闭合高度相适应。应介于冲床最大和最小闭合高度之间:

H最大-5≥H模≥H最小+10 （3.7）

H=432mm

475mm≥H模≥90mm

2.11 压力中心的选择

计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图示。在图中将xoy坐标建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓按几何图形分解成l1~l16共16组基本线段，用解析法求的模具的压力中心点的坐标（0，12.5），如图2.1所示：

图2.1 压力中心解析图

X0??L1X1?L2X2?...?LnXn?1?L1?L2?...?Ln?（2.7） 由公式?LY?L0?1Y1?L2Y2?...LnYn??L1?L2?...?Ln?.....Y0L15?L（2.8）1Y1?L2Y2?.....?L15Y15?L16Y16/L1?L2? 16 计算则： Y0?28877.4/230.192?12.5由公式（2.7）、（2.8）计算得： 取压力中心坐标为(0,12.5)

2.12模具减间隙与凸凹模设计计算

在模具设计时确定一个合理的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。因此在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命的三个因素综合考虑，给间隙规定一个合理的范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。

考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。

1、理论确定法

主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算。 查[1]得凸、凹模的合理间隙：

Z=2(t-b)tanβ

（2.1）

=2t(t-t/b)tanβ

式中：Z——双面间隙值（mm）； t——材料厚度（mm）；

b——产生裂纹时凸模挤入的材料深度（mm）； b/t ——产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； β——剪切裂纹与垂线间的夹角。

由上式可见，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需间隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，所需间隙Z值就越小。由于理论计算法在生产中计算不方便，故目前广泛采用的是经验法确定间隙。

2、经验确定法

根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。

对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。

对于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。查[2]得表2.1。

表2.1冲裁模初始用间隙2cmm 材料T7 厚度 t（mm） 0.2 008 0.3 012 0.4 016 0.4 0.8 0.0202 0.2 0.01015 0.028 0.0101 0.021 0.024 0.014 0.018 0.2 0.012 0.4 0.03028 0.6 0.02021 0.36 0.01014 0.27 0.00.18 0.00.0min 2Cx 2Cmamin 65Mn、45、30、硅钢片 2Cax Cmmin 08、10、15、 H62、Q235 2Cx 2Cmamin H62、H68、LF21 2Cax 2Cm注：当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸凹模间隙决定于电极丝直径，放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。

本设计选用经验确定法，零件厚度为1.2mm，材料型号为Q235.故查表2.1得：

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