冲压模课程设计(2)

则η=

2397.27×100％=44.84％

99?54A1——一个步距内制件的实际面积 h——送料步距 B——条料宽度 3.5 冲压力计算 3.5.1 冲裁力

冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入板料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。 用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： F=KLtτ 式中 F—冲裁力 L—冲裁周边长度 t—板料厚度 τ—材料抗剪强度

K—系数，考虑冲击载荷等因素，通常取1.3

由于材料的抗拉强度σ≈1.3τ.为计算方便，也可按照下式估算冲裁力 F≈Ltσ

查表可得10刚抗拉强度σ=300Mpa，根据工件尺寸可得t=4mm， 落料力

零件外轮廓线长度L=252.8mm，则 F1= Ltσ=252.8×300N=303.4KN 冲孔力

内孔轮廓线长度L=109.9mm，则

F2=Ltσ=109.9×4×300N=131.9KN 冲裁力

F冲=F1+F2=435.3KN

3.5.2 冲裁时的卸料力、推件力、顶件力

卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力学

性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以，要准确的计算这些力是困难的，生产中常用下列经验公式进行计算： F卸=K卸×F F推=nK推×F F顶=K顶×F

式中 F卸、F推、F顶—卸料力、推件力、顶件力

K卸、K推、K顶—卸料力、推件力、顶料力系数，见下表 F—冲裁力

n— 同时卡在凹模内的冲裁件数 h—凹模洞口的刃壁高度

材料

厚度/mm ≤0.1 0.1～0.5 0.5～

钢

2.5 2.5～6.5

6.5

铝、铝合金 紫铜、黄铜

落料时的卸料力

K卸 0.065～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.03～0.04 0.02～0.03 0.025～0.08 0.02～0.06

K推 K顶

0.1 0.14 0.063 0.055 0.045 0.025 0.06 0.08

0.08 0.06 0.05 0.03 0.04 0.05

查表得 K卸=0.04，则

F卸=K卸×F=0.04×303.4KN=12.1KN 推件力

取凹模刃口直壁高度h=8mm ，n=2,由表查得推件力系数K推=0.045 则 F推=nK推F=2×131.9×0.045KN=11.9KN 选择冲床时的总压力为

F总=F冲+F卸+F推=459.3KN 3.6 确定模具压力中心

按比例画出零件形状，选定坐标系，如下图所示。该零件上下对称，左右对称，故压力中心为 : x=0，Y=0

3.7 冲模刃口尺寸及公差 3.7.1 冲孔部分

查表可得双面间隙Zmin=0.640,Zmax=0.880

冲孔部分形状简单，采用凸凹模分开加工方法，由下表可查得凸凹模制造偏差分别为 ξp=-0.020,ξd=+0.030

基本尺寸 ξp ξd 基本尺寸 ≤18 -0.02 0.02 180～260 18～30 -0.02 0.025 260～360 30～80 -0.02 0.03 360～500 80～120 -0.025 0.035 >500 120～180 -0.03 0.04

ξp ξd

0.045

0.05 0.06 0.07

-0.03 -0.035 -0.04 -0.05

?p??d?0.04 满足 ?pZmax?Zmin?0.88?0.64?0.24

??d?Zmax?Zmin的条件

查上表可得磨损系数 X=1.0

dp?(dmin?X?)0??p??pdd?(dp?Zmin)0?14.23?0.02mm?14.8700.030mm

3.7.2落料部分

外廓的落料，由于形状较复杂，采用配合加工方法。

图中未注尺寸公差，按国家标准，GB/T1800.2-2009IT14级选取，则A1?90?0.84mm

0A2?78.3?0.74mm A3?25?0.43mm A4?101.36?0.87mm

以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此外轮廓均属A类尺寸。

000根据上表，当△<0.5时，X=0.75，当△《0.3时，X=1，则 .210.21A?1?(90?0.5?0.84)0?89.5800mm .1850.185A?2?(78.3?0.5?0.74)0?77.93mm00.110.11A?3?(25?0.75?0.43)0?24.5800mm.220.22A?4?(101.36?0.5?0.87)0?100.9300mm

该零件凹模刃口各部分尺寸按照上述凹模的相应部分尺寸配制，保证其双面间隙在0.64-0.88之间。

3.8 各个主要零件结构尺寸的确定与材料选取

3.8.1 冲孔凸模

凸模长度应根据模具的具体结构，并考虑修模量，固定板与卸料版之间的安全距离，装配等需要来确定。 其长度按下式来计算：

L=h1+h2+h3+h0 式中，L—凸模长度 h1—凸模固定板厚度

h2—卸料版厚度 h3—导料板厚度

h0—附加长度，一般取10～20mm

一般情况下，在满足使用要求的前提下，凸模越短，其强度越高，材料越省。 卸料板厚度 h2=16mm 凸模固定板厚度 h1=10mm h0=18mm 则L=16+10+18=44mm 3.8.2落料凹模 凹模厚度 H=kb(≥15) 式中b—凹模刃口的最大直径 k—系数，考虑板料厚度影响 H=0.25×151.36=37.84mm 取38mm

凹模壁厚 C=（1.5～2）H （≥30～40） C=1.5×37.84=56.76mm 取57mm 3.8.3 凸凹模计算

凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件，它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，从强度方面考虑，其壁厚应受最小值的限制。冲孔凸模和落料凹模均已确定，则凸凹模也相应确定。

4.弯曲模具设计

弯曲是将板材、型材、管材或者棒材等按照设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。它在冲压生产中占有很大比例。弯曲加工的零件种类很多，如V形件、U形件以及其他形状的零件。 4.1弯曲变形特点

（1）弯曲变形主要在弯曲件的圆角部分，此处的正方形网格变成了扇形。远离圆角的直边部分没有变形，靠近圆角部分的直边有少量的变形。

（2）弯曲变形区内，在板料外层切向纤维受拉伸长，在板料内层切向纤维受压缩短。在缩短与伸长两变形区域之间，必有一层纤维变形前后长度不变，该纤维层成为应变中性层。由内外表面至应变中性层其缩短和深长的程度逐渐减小。 4.2 最小相对弯曲半径

弯曲过程中，板料应变中性层外侧的材料在切向拉应力的作用下产生拉伸变形，切向拉应变在外表面达到最大值，其数学表达式如下：

上式表明弯曲件外表面切向拉应变与相对弯曲半径相关，相对弯曲半径越小，拉应变越大。当切向应变达到变形极限时，外表面开裂。使外表面濒临开裂的相对弯曲半径称作最小相对弯曲半径，其值越小，意味着板料弯曲成形性能越好。 4.2.1 最小弯曲半径的影响因素 1.材料的力学性能和热处理状态 2.弯曲线方向 3.弯曲中心角 4.板料厚度

5.板料的边缘状态和表面状态

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