冲压工艺与模具设计(5).ppt

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1、2-4 2-4 冲裁力和压力中心的计算冲裁力和压力中心的计算一、冲裁力的计算一、冲裁力的计算目的是为了选用合适的压力机目的是为了选用合适的压力机,设计模具及检验模具的强度设计模具及检验模具的强度.隙也要隙也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证。靠模具刃口尺寸及其公差来保证。压力机的吨位必须大于所计算的压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力冲裁力,以适应冲裁工艺的需要以适应冲裁工艺的需要.普通平刃冲裁模的冲裁力普通平刃冲裁模的冲裁力 Fp=Kp tLKp 安全系数安全系数t材料厚度材料厚度 L冲裁周边长度冲裁周边长度 材料的抗剪材料的抗剪强强度（可用抗拉度（可用抗拉强强度代替）度代替）卸料力卸料力：1、卸

2、料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力：顶件力顶件力：从凸模上卸下从凸模上卸下箍着的料所需要的力。箍着的料所需要的力。将梗塞在凹将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。推出所需要的力。逆冲裁方向将逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需料从凹模内顶出所需要的力。要的力。卸料力卸料力推料力推料力 顶件力顶件力 梗塞在凹模内的材料数量梗塞在凹模内的材料数量 （刃口部分的高）（刃口部分的高）0.020.020.060.06 1 10.030.030.070.072 20.040.040.080.08 2.2.压力机公称压力的选用压力机公称压力的选用 冲裁时冲裁时,压力机的公称压力必须大于

3、或者等于各种冲裁工艺压力机的公称压力必须大于或者等于各种冲裁工艺力的总和力的总和.采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：3)3)加热冲裁（红冲）加热冲裁（红冲）3、降低冲裁力的措施、降低冲裁力的措施2)2)、采用斜刃口进行冲裁，以降低冲裁力、采用斜刃口进行冲裁，以降低冲裁力 落料时落料时,斜刃口在凹模上面斜刃口在凹模上面 冲孔时冲孔时,斜刃口在凸模上面斜刃口在凸模上面 1)1)、多孔冲模的冲孔凸模

4、，可多孔冲模的冲孔凸模，可以做成不同的高度以做成不同的高度,以降低冲裁以降低冲裁力的最大值力的最大值.(.(小批量使用小批量使用)二、冲模压力中心的确定二、冲模压力中心的确定 1 1、模具的压力中心是所有刃口压力合力的中心点，不一、模具的压力中心是所有刃口压力合力的中心点，不一定是几何中心，所以模具压力中心要和滑块的中心重合，防定是几何中心，所以模具压力中心要和滑块的中心重合，防止滑块中心偏移产生力偶距。止滑块中心偏移产生力偶距。2 2、压力中心和设备无关，和模具大小无关，仅为平行力、压力中心和设备无关，和模具大小无关，仅为平行力合力中心点，对多工步模具，对高精密模具而言，要保留到合力中心点，

5、对多工步模具，对高精密模具而言，要保留到小数点后面两位。小数点后面两位。3 3、模具总装图中以几何中心为基准点做为压力中心点（在、模具总装图中以几何中心为基准点做为压力中心点（在偏差不大时），否则应该计算其压力中心偏差不大时），否则应该计算其压力中心。4 4、如果压力中心计算不精确，易产生力矩，冲头断裂。、如果压力中心计算不精确，易产生力矩，冲头断裂。5 5、压力中心的计算原则：、压力中心的计算原则：A A、对称形状的单个冲裁件，其压力中心是冲裁件的几何中心。、对称形状的单个冲裁件，其压力中心是冲裁件的几何中心。B B、工件形状均布对称时，冲模的压力中心是零件的对称中心。、工件形状均布对称时，

6、冲模的压力中心是零件的对称中心。C C、形状复杂的零件和、形状复杂的零件和 多孔冲模以及级进模的多孔冲模以及级进模的 压力中心应用解析法压力中心应用解析法 计算求出。计算求出。2-5 2-5 排样设计排样设计一、排样的作用及重要性一、排样的作用及重要性结构废料结构废料工艺废料工艺废料 可以人为的控制可以人为的控制=X100%=X100%1 1、材料利用率、材料利用率A减少工艺废料减少工艺废料的有力措施是：的有力措施是：设计设计合理的排样方案合理的排样方案；选择合适的板料规格和合理的裁板法选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料）；（减少料头、料尾和边余料）；利用废料作小零件（如

7、表利用废料作小零件（如表2.5.12.5.1中的混合排样）等。中的混合排样）等。利用结构废料利用结构废料的措施有：的措施有：当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率，高材料利用率，如表如表2.5.12.5.1所示所示。2 2、影响工件质量影响工件质量-制件对板纤维方面的要求制件对板纤维方面的要求3 3、影响模具寿命、影响模具寿命-冲裁力、刃口的位置等，冲裁力

8、、刃口的位置等，可使得模具结构简单可使得模具结构简单4 4、影响生产率、影响生产率 -可使操作方便，劳动强度小且安全可使操作方便，劳动强度小且安全二、排样法二、排样法 1 1、有废料、有废料 2 2、少废料、少废料 3 3、无废料、无废料三、搭边和条料宽度的确定三、搭边和条料宽度的确定1 1、搭边、搭边 排样时零件之间以及零件与条料侧面之间留下的工艺余料排样时零件之间以及零件与条料侧面之间留下的工艺余料.作用：补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，作用：补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。以保证零件质量和送料方便。过大过大浪费浪费 过小过小容易折断，翘曲，增大制件毛刺，

9、容易折断，翘曲，增大制件毛刺，还会拉入凹摸还会拉入凹摸 通常查表或者由经验确定。通常查表或者由经验确定。2 2、条料宽度的确定、条料宽度的确定 （1 1）有侧压装置有侧压装置 时条料的宽度时条料的宽度 B=（D+2a+（2）无侧压装置无侧压装置 时条料的宽度时条料的宽度 B=B=D+2D+2（a+a+）+C+C（3）有定距侧刃有定距侧刃 时条料的宽度时条料的宽度 B=B2+nb=（D+2a+nb定距侧刃定距侧刃冲裁工艺设计包括冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性和和冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定。一、冲裁件的工艺性分析一、冲裁件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件冲裁件的工艺性是

10、指冲裁件对冲裁工艺的适应性对冲裁工艺的适应性。冲裁工艺性好冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。件。2-6 2-6 冲裁工艺设计冲裁工艺设计1 1、冲裁件的、冲裁件的形状和尺寸形状和尺寸（1 1）形状应尽可能）形状应尽可能简单，对称，排样废料少简单，对称，排样废料少 （2 2）冲裁件的外形或内）冲裁件的外形或内孔交角处应孔交角处应采用圆角过采用圆角过渡渡，避免清角。，避免清角。（3 3）尽量避免在冲裁件上产生尽量避免在冲裁件上产生过长的过长的悬臂与狭槽，悬臂

11、与狭槽，应使它的最小宽度应使它的最小宽度b b1.5t1.5t（）冲裁件上孔与孔（）冲裁件上孔与孔之间，孔与零件边缘之之间，孔与零件边缘之间的壁厚值不能太小，间的壁厚值不能太小，1.5t 1.5t 1t1t(5)(5)冲裁件的孔径因受冲孔凸模强度和刚度限制不宜太冲裁件的孔径因受冲孔凸模强度和刚度限制不宜太小小,否则凸模容易折断和弯曲否则凸模容易折断和弯曲.(关于冲孔的最小尺寸和孔间距的最小尺寸可以查表确定关于冲孔的最小尺寸和孔间距的最小尺寸可以查表确定)2 2冲裁件的冲裁件的尺寸精度尺寸精度和和表面粗糙度表面粗糙度冲裁件的精度一般可分为精密级与冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级经济级两类。两

12、类。（1 1）冲冲裁裁件件的的经经济济公公差差等等级级不不高高于于IT11IT11级级，一一般般要要求求落落料料件公差等级最好低于件公差等级最好低于IT10IT10级，冲孔件最好低于级，冲孔件最好低于IT9IT9级。级。冲孔件比落料件高一极冲孔件比落料件高一极,当工件精度高于此时，当工件精度高于此时，需进行冲裁后的修整或采用精冲工艺。需进行冲裁后的修整或采用精冲工艺。（2 2）冲冲裁裁件件的的断断面面粗粗糙糙度度与与材材料料塑塑性性、材材料料厚厚度度、冲冲裁裁模模间间隙隙、刃刃口口锐锐钝钝以以及及冲冲模模结结构构等等有有关关。当当冲冲裁裁厚厚度度为为2mm2mm以以下下的的金金属属板板料料时时，其其断断面面粗粗糙糙度度RaRa一一般般可可达达12.512.53.2m3.2m。3 3、冲裁件的、冲裁件的尺寸基准尺寸基准 冲裁件的尺寸基准要考冲裁件的尺寸基准要考虑选择和设计基准想重合。虑选择和设计基准想重合。应避免选择参与变形和应避免选择参与变形和冲裁的要素。冲裁的要素。