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一二。斜刃冲裁工艺力的计算
及模具结构最优化设计
武汉工学院堕堂壁堑童堕:;
摘要详细探讨了四种典型斜刃冲裁谟冲裁力的计算公式,分析了冲裁力随行程变化的规
律,解决了以往计算最大冲裁力的错误和不确定因素。同时通过分析, 研究了最优斜刃口的形状。
在刃口高度相同时,采用最优刃口冲裁力最小。
叙词监盐笠,,蘧垡焦盐
由于斜刃冲裁可降低冲裁力, 改善冲压设
备负荷的均匀性,所以在大尺寸零件的切边和
落料工序中得到广泛应用。对厚板冲裁、小设警一寿㈩
备干大活、降低冲裁的振动和噪声, 其也是常
用的方法。
对斜刀冲裁工艺,资料是以巳冲断面面
积微元为基础导出了一套计算最大冲裁力的公
式,其中包含未确定系数。。近年国内也有人
对斜刃冲裁工艺作了研究,,其中资料⋯
图
亦以已冲断面面积微元为基础,确定了。,并一外凸斜刃冲裁分析一内凹斜刃冲裁分析
对多斜刃也作了研究。笔者认为,以已冲断面面有效作用面积:
积微元为基础,其前题是不恰当的。作为冲裁
力的工程算法, 应以未冲断面面积微元为基一等
础。为此本文先提出有效作用面积的概念,即

正与刃口发生作用的刃口下方的材料截面积。一
瞬时冲裁力即是有效作用面积与材料抗剪强度】
极限。之积。【
一
、
斜刃冲裁工艺力一
丽一
斜刀冲裁的凸模或凹模结构型式主要有此求得:
两种,一种外凸, 一种内凹,下面分别讨论。
.外凸斜刃
图为外凸斜刃冲裁的几何分析图,根隅一
几何关系有: 】。。
上式说明是的恒增函数,故:日一螗于
羔:二
最大。
∞——~蔓:
根据结构对称性, 有效作用面积口一日一】
口、下方的材料截面积中处的有效孤长则最大冲裁力为:
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一
日等】一—百一,州专
最大冲裁力也可能发生在板料未冲穿之
前,注意到此时图中一≤≤,故有效弧长—,
仍然如式,有效面积为:
【一
枷一一
一、//

令口与
不难分析￡时达最大。
日一/,百
/, 再//口
容易证明, 只要, 就恒有由此得
。。, 故外凸斜刃冲裁的工艺力由式确口一
定。
.内凹斜刃
:, 则有
图为内凹斜刃冲裁的几何分析图,由几口
何关系得有效弧长:
一
~—一~
则有效面积为: 将口≈口一吉口。代入式得:

.,,。【日一￡、一字』】习㈩
一与、//一一“。当刍较小时口。≈
一/, 。一一一。计算表明,用式代替式的解具有
足够高的精度。由此得:
通过分析知￡时最大,即冲穿的瞬间。口口
最大。
一//
一当较小时有:
一/, 一疗一‰
则冲裁力为。毒】
尸。。
由上述分析便可见,冲穿瞬间的冲裁力必
然不超过,因此内凹斜刃冲裁力将由
一
】㈩或式确定。
当板料朱冲穿时,如图所示,一≤, 将出和式确定的冲裁力进行比
有效弧长与冲穿后相同,故有效面积为: 较, 令其比值, 则
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