淮安信息职业技术学院毕业设计论文
表5-3 有侧压装置和无侧压装置对照表 mm
材料厚度t（mm） 0~0.5 0.5~1 1~2 2~3 3~4 4~5 <100 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 ≥100~200 0.5 0.5 1 1 1 1 无侧压装置 有侧压装置 条料宽度B（mm） ≥200~300 1 1 1 1 1 1 <100 5 5 5 5 5 5 ≥100 8 8 8 8 8 8 所以根据以上理论数据由公式（5-1）得出： 条料宽度 B-△=（Dmax+2a+C）-△=72+3.6+0.5=76.1-00.5 5.1.2 材料利用率的计算
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。关于材料利用率，可用下式表示：
η=A/BS×100% (5-2)
式中: A-一个步距内冲裁件的实际面； B-条料宽度； S-步距。
由图5-1和图5-2；公式（5-2）得（工件面积利用cad测量）：
A=1281.5(mm2)
η=A/BS×100%
=[1281.5÷(28.5×76.1)]×100% ≈59.1(％) 根据厚度选择板料尺寸：
t?1mm?800mm?1500mm
0
0
1. 采用横裁法： 条料数量
m?A/b?1500/76.1?19条
每条零件数
n?(B?a)/S?(800?1.8)/28.5?28个
每张板料可冲零件数
10
第五章 工艺参数计算
N?n?m?19?28?532个 每件有效面积
S?1281.5mm2
材料利用率
NS532?1281.5???100%??100%?56.8%
A?B1500?8002. 采用纵裁法： 条料数量
m?B/b?800/76.1?10条
每条零件数
n?(A?a)/s?（1500?1.8）/28.5?52个
每张板料可冲零件数
N?n?m?10?52?520个
由此可见，横裁比纵裁材料利用率高，且考虑到零件加工操作的方便性，则采用横裁效果好，故采用横裁。
5.2 冲压力的计算
计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：
Fp=KptLτ (5-3)
式中:τ-材料抗剪强度，见表5-3(MPa)； L-冲裁周边总长(mm)； t-材料厚度(mm);
系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均）润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1～3。当查不到抗剪强度τ时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1.3的近似计算法计算。
由于Q235的力学性能查表5-1可得：抗剪强度τ取350MPa。
τ的数值取决于材料的种类和坯料的原始状态，可在设计资料及有关手册中查找，本设计τ取值的通过查下表确定，材料厚度t=1mm，取τ=350MPa。
表5-4 部分材料抗简强度 τ/MPa
材料名称 碳素结构钢 牌号 10 材料状态 已退火 抗剪强度τ/MPa 260~340 11
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
15 20 Q235 270~380 280~400 310~380 5.2.1 总冲裁力的计算 由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。
F冲= F1+F2 (5-4)
式中: F冲-总冲裁力； F1-落料时的冲裁力； F2-冲孔时的冲裁力。 冲裁周边的总长(mm)，落料周长为：
L1=185.33(mm)
冲孔周长为：
L2=69.11(mm) 落料冲裁力由公式(5-3)得：
F1=KptL1τ
=1.3×1×185.33×350 =84325(N) 冲孔冲裁力由公式(5-3)得：
F2=KptL2τ
=1.3×1×69.11×350 =31445(N) 5.2.2 卸料力、推件力的计算
当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料刮下，将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮
模具采用弹性卸料装置和推件结构，凹模型口直壁高度h=6mm，所需卸料力F卸和推件力F推分别为：
推件力、卸料力计算公式如下：
F推=nK推F冲 (5-5) F卸= K卸 F落 (5-6)
式中：F推-推件力； F卸-卸料力； F冲-冲裁力；
K卸-卸料力系数，见表5-5；
12
下材料所需的力，称为卸料力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。
第五章 工艺参数计算
K推-推件力系数，见表5-5； n-卡在凹模里的工件个数，n=h/t。
表5-5 卸料力、推件力和顶件力系数 mm
料厚/mm K卸 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 铝及铝合金 紫铜、黄铜 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.02 0.025~0.08 0.02~0.06 K推 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.03~0.07 0.03~0.09 K顶 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 钢 注：卸料力系数K卸在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。 K推-推件力系数通过查表5-5确定，推件力系数取K推＝0.055； 由公式(5-5)得： 推件力 F推=nK推F冲 =6/1×0.055×31445 =10377（N）
K卸—卸料力系数通过查表5-4确定，卸料力系数取K卸＝0.045； 由公式(5-6)得： 卸料力 F卸= K卸 F落
=0.045×84325
=3378（N） 5.2.3 总冲压力的计算
F= F冲+F落+F卸+F推
=31445+84325+3794+10377
=129941（N） 5.2.4 初选压力机
压力机可分为机械式和液压式，机械式分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床，液压式分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母C，其机身前端及左右均敞开，操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过2000KW。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力机精度高。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，查下表5-6初选压力机为J23-16型压力机。
表5-6 开式压力机规格及参数
型号 公称压力/KN J23-10 100 J23-16 160 J23-25 250 J23-35 350 J23-40 400 13
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
滑块行程/mm 最大闭合高度/mm 闭合高度调节/mm 滑块中心线至床身 距离/mm 滑块底面尺寸/mm 前后 左右 45 180 35 130 55 220 45 160 65 270 55 200 100 290 60 200 100 330 65 250 150 170 35 30 35 180 200 40 40 60 220 250 50 40 60 220 250 290 40 60 260 300 65 50 70 工作台板厚度/mm 模柄孔尺寸/mm 直径 深度 14