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图2.2 排样图
2.3材料利用率的计算
一个步距内的材料利用率
??nA?100% (2-1) Bh式中，A—冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm2）； n—个步距内的冲件数目，n取1； B—条料宽度（mm）； h—进距（mm）。
A=3.14×87.1/2×87.1/2=5955（mm2） ??nA?100%=75.5%。 Bh2.4冲裁力的计算
冲裁力计算包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力的计算。
冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲裁力的目的是为了合理的选用冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。
2.4.1冲裁力的计算公式
冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。考虑到成本和冲裁件的质量要求，此模具用平刃口模具冲裁，冲裁力F（N）
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F?KLT? (2-2)
式中，L—冲裁件周边长度（mm）； t—材料厚度（mm）； ?—材料抗剪强度（Mpa）；
K—系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及 材料厚度偏差等因素，一般取系数K=1.3。
冲裁件周边长度L=3.14×87.1=273.5mm,取274mm； 材料的抗剪强度（Mpa）由参考手册可取τb=310Mpa。 一般情况下，材料的σb=1.3τ，故冲裁力F为：
F=Ltσb=274×1.5×1.3×310=165633N F卸=KXF=0.04×165633=6625.32N F推=nKTF=0.055×165633=9109.815N
F1=F+F卸+F推=165633+6625.32+9109.815=181368.135N 取F1=181369N。
式中，σb——材料的抗拉强度（Mpa）。
2.4.2降低冲裁力的方法
在冲裁高强度材料或厚度大、周边长时，所需的冲裁力较大。如果超过现有压力机吨位，就有必须采取措施降低冲裁力，主要有以下几种方法： （1）阶梯凸模冲 （2）斜刃口冲裁
另外，在保证冲裁件断面质量的前提下，也可适当增大冲裁间隙等方法来降低冲裁力。
2.5 冲孔力的计算
冲孔力的计算公式为：
?t (2-3) F冲?KL式中，L—冲裁件周边长度（mm）； t—材料厚度（mm）；
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?—材料抗剪强度（Mpa）；
K—系数，考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及 材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。
所以，一般情况下，上式也可以写成
F冲?1.3Lt? (2-4)
L=3.14×23=72.22mm ； 由参考手册可取：?=310MPa；
则：F冲?1.3Lt?=1.3×72.22×1. 5×310=43656.99N。 推件力：
F推?nK推F冲 式中，K推——推件力因素，由参考手册查得 K推=0.055； n ——工件卡在凹模内的个数，取n=1。 则：
F推?nK推F冲=0.055×43656.99=2401.22N F2=43656.99+2401.2=46058.12N 取F2=46059N。
2.6 翻边力的计算
翻边力的计算公式为：
F翻?1.1?（D-d）t?s 式中，D——翻边后竖边的中径（mm），D=29mm； d——圆孔初始直径（预制孔）（mm），d=19.6mm； t——毛坯厚度（mm），t=1.5mm； ?s——材料屈服点（Mpa）； 由参考手册可得：?s=180Mpa，
则：F3=F翻?1.1?（D-d）t?s=1.1×3.14×（32-23）×1.5×180N =8393.22N。
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(2-5)
(2-6)
取F3=8394N。
2.7浅拉深成形力
拉深力的计算公式为：
?d?tb (2-7) F拉?K式中，d ——拉深件的直径（mm），d=71.5mm；
?b——材料抗拉强度（Mpa），由参考手册查得 ?b=380Mpa； t ——材料厚度（mm），t=1.5mm；
m=
d71.5==0.82； D87.1 K——修正系数，由参考文献可取K=0.8；则
F4=F拉?K?dt?b=0.8×3.14×71.5×1.5×380N=102376.56N 取F4=102376.56N。
2.8总的冲裁力的计算
总的冲裁力为F总
F总=F1?F2?F3?F4
=181369+46059+8393.22+102376.56 =338198N
2.9压力中心的确定
冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。如果模具压力中心与压力机滑块中心不一致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命。通常利用求平行力系合力作用点的方法：解析法或图解法，确定模具的压力中心。
由于制件为轴对称零件，所以其压力中心为零件的几何中心。
2.10初选压力机
根据所要完成的冲压工艺的性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选定设备类型。由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力F压??1.6~1.8?F总来选择压力机。由参考手册初选公称压力为630kN的开式压力机JB23-63。
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