南京交通职业技术学院（论文）
第四章 模具的设计计算
4.1.总冲压力计算［6］ 4.1.1冲裁力F的计算
?冲孔力F1：
F1?L1t?b?[100?2?30??13/2??135?2?32?6]?4.5?450 ?1260785N
式中：L1——冲孔的周长； t——板料厚度,mm；
σb——材料抗拉强度（MPa）。 ?切断力F2 ：
F2 ? L2t?b ??414?2?50?2? ?4.5?450 ?1879200N
式中： L2—— 每个零件的外边周长 冲裁力F：
F?F1?F2?1260785?1879200?3139985N
4.1.2 冲孔及落料部分的卸料力Fx 的计算：
查文献《冷冲压模具设计指导》相关表2-37 K卸=0.04
Fx?FK卸?3139985?0.04N ?125600N
式中：F——冲裁力，N； K卸——系数。
4.1.3冲孔及落料部分的推料力F推的计算：
查文献《冷冲压模具设计指导》相关表 K推=0.045 取洞口直刃壁高度h=9mm
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F推?FK推h / t ?nFK推?3139985?0.045?2 ?282599N 式中：F——冲裁力，N； K推——系数；
n——卡在凹模内的冲裁件数； t——板厚，mm。 故： 总冲压力F总：
F总? F?Fz?F推 ?3139985?125600?282599
?3548184N 4.2.压力中心的计算 由文献《冲模设计手册》得：
公式：
所以
x0?(L1x1?L2x2????Lnxn)/(L1?L2????Ln) y0?(L1y2?L2y2????Lnyn)/(L1?L2????Ln)
X0?[?100?2?30??85??220?13??75?2?257.5?3?2?295?60?2?325?32?355 ?405?202.5]/[?100?2?30???(13??75?2?3?2?60?2?32)?405] ?197.3因为条料宽415mm，则X0取整198mm
Y0?[?100?2?30???16?(13??75?2?3?2?60?2?32)?16 ?405?100]/ [?100?2?30???(13??75?2?3?2?60?2?3)?405] ?48.5
Y0取整49mm
取压力中心坐标为（198，,49）
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图4.1 压力中心分析图 4.3.主要零件的尺寸计算 4.3.1凹模外形尺寸［7］
凹模厚度H：H?Kb 凹模壁厚C:
C?(1.5~2)H
其中b=135mm，（按大孔计算），查文献《冷冲压设计》相关表可得k=0.3， 故 H?kb?0.3?135?40.5mm 式中：b——凹模刃口的最大尺寸，mm； K——系数，考虑板料厚度的影响。
但该件上还需要冲一个较小孔和切断，且均在同一凹模上进行，所以凹模厚度应适当增加，故H=45mm,
C?(1.5~2)H?90mm
根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸：长度×宽度×高度为550mm×160mm×45mm。
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4.3.2凸模固定板
凸模固定板的外形与尺寸通常和凹模板一样，厚度为凹模板厚度的0.6～0.8倍。
H1?(0.6~0.8)H?27mm~36mm
取整数30mm
固定凸模的型孔的确定与凸模的结构设计，对于用螺钉固定的直通式凸模来说，要求型孔按凸模实际尺寸配作成M7/h6，所以选择的凸模固定板的尺寸为550mm×160mm×30mm。 4.3.3垫板的采用与厚度［8］
垫板的作用是承受凸模或凹模的压力，防止过大的冲压力在上、下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作。是否要采用垫板，应以承压面较小的凸模进行计算，冲小矩形孔的凸模承压面的尺寸为30×100+π×15×15，其承压应力
??F/A ?[?100?2?30???4.5?450]/( 30?100??15?15)MPa
?160.73MPa
图4.2 小矩形凸模
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式中： F——冲裁力，F=Ltσb ，N；
A——冲裁件的承压面积，mm2。
查文献《机械制造技术》相关表得铸铁模板的???p为90～140Mpa， 故 ?????p
因此须要采用垫板，垫板厚度取10mm，选择外形尺寸为550mm×160mm×10mm的标准件，材料为45号钢。 4.3.4卸料橡皮的自由高度［9］
根据工件材料的厚度为4.5mm，冲裁时凸模进入凹模深度取1.5mm，考虑模具维修时刃磨留量2mm，再考虑开启时卸料板高出凸模lmm，则总的工作行程h工件=9mm
橡皮的自由高度h自由?h工件/(0.25~0.3)?30~36mm 取 h自由=35mm
模具在组装时橡皮的预压量为
h预?(10%~15%)h自由?3.5~5.25mm
取 h顶=4mm
由此可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸: h自由- h预?31mm 4.3.5卸料板厚度
卸料板厚度一般情况下取10～15mm，考虑到板料较薄，这里取卸料板的厚度为10mm。
4.3.6凸凹模刃口尺寸［10］
查文献《几何量公差与检测明（第8版）》表得凸凹模初始间隙： Zmin=0.72mm, Zmax=1mm
由于冲孔落料部位形状简单规则且尺寸性质相同，因此凸凹模刃口尺寸采用配研
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