五金冲压模具设计基础知识 五金冲

一、 目的

推行作业标准化， 实现模具设计快速统一。

二、 适用范围

模具工程部。

三、 内容:

1. 冲裁力计算标准:

冲裁力是指冲压时材料对公模的最大抵抗力， 冲裁力的大小， 主要与材料的性质，厚度和冲件分离的轮廓长度有关。 用平刃冲裁时， 冲裁力按下式计算:P= 1.3L t b 或 P=L t C式中， P 为冲裁力(N 或 KN);L 为冲裁周边长度(mm);t 为材料厚度(mm);b 为材料抗剪强度(N/ mm²);C 为材料抗拉强度(N/ mm²); 1.3 为考虑到板料厚度公差， 模具刃口锋利程度， 冲裁间隙以及材料机械性能等变化因素的系数。

在冲裁完成之后， 由于材料的弹性变形， 材料和冲子表面接触， 产生摩擦的作用， 会使在冲件或废料套在冲子上或卡在下模内， 为了使冲裁顺利， 操作方便， 就需要把套在冲子上的材料卸下， 把卡在下模内的材料推出， 把卡在冲子上的料脱下的力称为卸料力;把卡下模的料推出的力称为推料力;而把卡在下模内的冲件顶出的作用称为顶件力。

卸料力， 推料力和顶料力的大小与冲件的材质， 板厚冲裁轮廓尺寸以及冲子与下刀口表面的粗糙度有关， 经验公式如下:

P=KP(卸料力) Q1=NK 1 P(推料力) Q2=K 2 P(顶料力)

K， K1， K2 分别为卸料力系数， 推料力系数， 顶料系数， 其值见下表;P 为冲裁力;n=h/t(h 为下模刃口高度， t 为料厚)， 为卡在下模孔内零件数。

2. 弯曲力的计算:

弯曲力是模具设计和选用压力机的重要依据， 弯曲力的大小与制件形状， 尺寸， 板料厚度， 材料机械性能， 弯曲半径， 模具间隙和弯曲方式等因素有关， 因此很难用理论分析的方法进行精确的计算。 在实际生产中， 主要根据板料厚度，宽度及机械性能， 按照经验公式进行概略的计算。

从试验得知， 弯曲时随公模行程的增大， 弯曲力曲线平稳上升， 当达到某一位置时， 弯曲力急剧上升。 这表示弯曲由自由弯曲转化为校正弯曲， 由此可以看出，自由弯曲与欗正校正弯曲力两者相差很大， 必须分别计算。

A:自由弯曲力

V 形件 P自 =0.6kbt²C/(r t)

U 形件 P 自 =0.7kbt²C/(r t)

P 自 为自由弯曲力(N);b 为弯曲件宽度(mm);t 为材料厚度(mm);C 为材料的抗拉强度(N/ mm²);r 为弯曲半径;k 为修正系数， 一般取 1.3.

B:校正弯曲力

如果弯曲件在冲压行程结束时受到模具的校正， 则校正力按下式计算:

P 校 = qF

P 校 为校正弯曲力(N);F 为校正部分投影面积(mm²)， 在 V 形件弯曲中， 公模半径 r， 料厚 t 下模宽度之比很小时按 F=b1 计算， 在 U 形件弯曲中按 F=bx(1-2r-2t)计算， q 为单位校正力(N/ mm²)， 其值见表:

C:顶件力和压料力

顶件力和压料力可近似地取自由弯曲力的 30~80%

P = (0.3~0.8) P 自 (N)

3. 拉伸力和压边力的计算:

a: 拉伸力的计算

在拉伸的过程中， 除了 需要使料变形拉伸力外， 还有压边力。 所以， 总的拉伸力为拉伸力与压边力之和。 拉伸力根据制件危险断面上的拉力必须小于材料的强度极限为原则进行计算。

圆形件拉伸力， 有压边圈拉伸时:

首次拉伸力: P= π *d*t*C*K1

以后各次拉伸力: P= π *d n *t*C*K2

无压边圈的首次拉伸力: P= 1.25*π *(D-d ) *t*C

以后各次拉伸力: P= 1.3*π *(d n-1*dn)*t*C

有凸缘圆筒形件首次拉伸力: P= π *d 1 *t*C*K3

以后各次拉伸凸缘 dn 不变: P= π *d n *t*C*K2

有凸缘圆锥形件拉伸力: P= π *d 1 *t*C*K3

矩形或正方形件拉伸力: P= Pb Pn= (0.5~0.8) *L*t*C

上式中， P 为拉伸力(N);L 为下模周边长度(mm);d， d1…dn 为首次拉伸及以后各次拉伸直径(按中性层计算)(mm);t 为材料厚度(mm);C 为材料强度极限(N/mm²);k1，k2， k3 为啦伸力的修正系数;D 为材料直径(mm);Pb 为距形或正方形角度拉伸力(N)，按圆筒形件拉伸力计算;Pn 为矩形或正方形介壁弯曲力(N)。

b 压边力的计算:

在拉伸模中， 压圈的作用是用来防止拉伸过程制件边壁或凸缘起皱。

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