冷冲压中冲裁力和冲裁功的设计计算

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摘要： 通过对冷冲压工艺中冲裁力和功与冲床各要素之间关系的分析，介绍了冲裁中力与功以及冲床有效力的计算方法，为冲裁时正确选用冲床提供了必要的方法。

关键词： 冷冲压 冲裁 力和功 选用 计算

0. 前言

冲裁是冲剪中冲孔和落料的总称，是冷冲压工艺中最普通、最常用的基本工序。冲裁时选用冲床的主要依据是冲裁力和功。

工厂中一般选用冲裁所需冲床时，往往只考虑吨位，及进行压力计算，只要冲裁时需要的压力小于冲床的公称压力就可以了。而实际当中，仅仅这样的选用是很不够的，没有进行冲裁所需的压力和功的设计计算，有可能在冲裁厚料或由于模具冲裁间隙不均匀，磨损增大时，材料冲入凹模孔中，凸模在冲裁完成的最后阶段或回程时，因摩擦力增大出现卡紧，冲裁功率超载，使冲床飞轮转速急剧下降，电动机产生滑差，导致线圈过热而烧毁。因此，应该把冲裁所需的压力和功分开计算。

1.冲床有效功的计算

冲床的有效功取决于冲床运动飞轮储备能量的大小和电动机输出功率的大小及其允许的极限能力，计算公式如下;

(1) 连续冲裁时运动飞轮速度降低值小于10%时，

A功=GD²n²/67100 (kg•m)

(2) 间断冲裁时运动飞轮速度降低值小于20%时，

A功=GD²n²/35400 (kg•m)

以上两式中：

G-----冲床运动飞轮的重量 (kg )

D-----冲床运动飞轮的直径（mm）

n-----冲床运动飞轮的转速（n•min-1）

冲床的公称压力是冲床滑块到达下死点前产生的整个行程中最大的压力，而在其行程中间点压力最小，仅为公称压力的一半。曲轴旋转角度与行程和压力的关系如图1所示。

2.冲裁力的计算

冲床的压力取决于曲轴的抗弯强度和齿轮的抗剪强度，计算原则是根据凸模冲裁时的有效裁切面积与冲件材料单位抗剪强度的乘积。从安全角度考虑25-30%的安全系数。下表列出了各种冲裁刃口型式冲裁零件所需的压力计算公式：

3.冲裁功的计算

冲裁功时所需的功，可按下式计算：

(1) 平刃口的冲裁：A冲=X×P冲t料/1000（Kg.m）

(2) 斜刃口冲裁：A冲=X1×P冲(t料+H)/1000（Kg.m）

以上两式中：P冲-----冲剪力（T）

t料 ----- 料厚（mm）

H------斜刃高度（mm）

X，X1------系数，由材料种类及厚度确定，其中X值可由表2查得：

4.结语

根据计算求得冲床的冲裁力，冲裁功，再按着板料的厚度就可以选用冲床了。此方法具有精确、简便、易实现，便于生产实践应用等特点。