冲压模具设计计算.
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冲压件模具设计常用公式1. 材料和工艺参数计算公式1.1 冲击力的计算公式冲击力是冲压件模具设计中重要的参考指标之一,它可以用于确定模具的强度和稳定性。
冲击力的计算公式如下:F = K × A × T × σ其中,F表示冲击力,K表示冲击系数,A表示冲压件的有效面积,T表示冲压时间,σ表示材料的抗拉强度。
1.2 冲床力的计算公式冲床力是指冲床在冲压过程中对工件所产生的压力。
冲床力的计算公式如下:P = F / A其中,P表示冲床力,F表示冲击力,A表示冲压件的有效面积。
1.3 冲压时间的计算公式冲压时间是指冲床一次冲压周期所需的时间。
冲压时间的计算公式如下:T = (L / V) + t其中,T表示冲压时间,L表示冲压件的长度,V表示冲床的下行速度,t表示冲程停留时间。
1.4 最大冲床力的计算公式最大冲床力是指冲床所能承受的最大压力。
最大冲床力的计算公式如下:P_max = K × A × σ其中,P_max表示最大冲床力,K表示冲击系数,A表示冲压件的有效面积,σ表示材料的抗拉强度。
2. 模具结构设计公式2.1 模具剪切强度的计算公式模具剪切强度是指模具在剪切过程中所能承受的最大剪切力。
模具剪切强度的计算公式如下:P_shear = F / A_shear其中,P_shear表示模具剪切强度,F表示冲击力,A_shear表示模具剪切面积。
2.2 模具挤压强度的计算公式模具挤压强度是指模具在挤压过程中所能承受的最大挤压力。
模具挤压强度的计算公式如下:P_extrusion = F / A_extrusion其中,P_extrusion表示模具挤压强度,F表示冲击力,A_extrusion表示模具挤压面积。
2.3 模具弯曲强度的计算公式模具弯曲强度是指模具在弯曲过程中所能承受的最大弯曲力。
模具弯曲强度的计算公式如下:P_bending = F / A_bending其中,P_bending表示模具弯曲强度,F表示冲击力,A_bending表示模具弯曲面积。
冲压件模具设计常用公式1. 冲裁力计算公式冲裁力是模具在冲裁过程中对工件施加的力的大小,可以使用以下公式进行计算:$$ P = K \\cdot T \\cdot L \\cdot S $$其中: - P 是冲裁力〔单位:N〕 - K 是系数〔根据材料和冲裁方式进行选择〕 - T 是材料的厚度〔单位:mm〕 - L 是冲裁长度〔单位:mm〕 - S 是材料强度的保险系数2. 冲孔力计算公式冲孔是冲压件模具中常见的一个工序,为了计算冲孔力,可以使用以下公式:$$ F = K \\cdot T \\cdot L \\cdot S $$其中: - F 是冲孔力〔单位:N〕 - K 是系数〔根据材料和冲孔方式进行选择〕 - T 是材料的厚度〔单位:mm〕 - L 是冲孔孔径〔单位:mm〕 - S 是材料强度的保险系数3. 模具开孔面积计算公式在冲压件模具设计中,开孔面积对模具的设计和选择起着重要的作用。
开孔面积可以通过以下公式计算:$$ A = L \\cdot W $$其中: - A 是开孔面积〔单位:mm²〕 - L 是模具的长度〔单位:mm〕 - W 是模具的宽度〔单位:mm〕4. 模具强度计算公式模具强度的计算是冲压件模具设计中的关键步骤之一。
可以使用以下公式计算模具的强度:$$ P_t = P \\cdot S_f $$其中: - P_t 是模具的强度〔单位:N〕 - P 是冲裁力或冲孔力〔单位:N〕 - S_f 是平安系数5. 模具寿命计算公式模具寿命的计算是冲压件模具设计过程中需要关注的一个重要指标。
可以使用以下公式计算模具寿命:$$ N_m = \\frac{S_m}{f \\cdot V_c} $$其中: - N_m 是模具的使用寿命〔单位:次〕 - S_m 是模具材料的疲劳强度〔单位:MPa〕 - f 是载荷系数 - V_c 是模具的速度〔单位:m/s〕6. 模具热应力计算公式模具在使用过程中会受到热应力的影响,为了进行热应力的计算,可以使用以下公式:$$ \\sigma = \\frac{Q}{A} $$其中: - σ 是热应力〔单位:MPa〕 - Q 是热量〔单位:J〕 - A 是模具横截面积〔单位:mm²〕7. 模具变形计算公式模具在使用过程中会发生一定的变形,为了进行变形的计算,可以使用以下公式:$$ \\delta = \\frac{{F \\cdot L}}{{E \\cdot A}} $$其中: - δ 是变形量〔单位:mm〕- F 是施加在模具上的力〔单位:N〕 - L 是模具的长度〔单位:mm〕 - E 是弹性模量〔单位:MPa〕 - A 是模具的截面积〔单位:mm²〕总结在冲压件模具设计过程中,常用的公式可以帮助工程师快速准确地进行相关计算,从而确保模具的性能和可靠性。
冲压件模具设计的常用公式
一、材料力学公式
1.应力公式:σ=F/A,其中σ为应力,F为受力,A为受力面积。
2.应力应变关系公式:σ=E×ε,其中E为杨氏模量,ε为应变。
3.屈服强度公式:σs=F/A0,其中σs为屈服强度,F为屈服点所受力,A0为初始横截面积。
二、材料成形公式
1. 塑性变形公式:ε = ln (h0 / hn) ,其中ε为塑性变形,h0为初始厚度,hn为最终厚度。
2.变形力公式:F=S×σs,其中F为变形力,S为变形面积,σs为屈服强度。
3.针对特定形状的材料成形公式,如直冲材料成形公式、弯曲材料成形公式等。
三、模具设计公式
1.强度计算公式:F=σ×A,其中F为受力,σ为应力,A为受力面积。
2. 弯曲应力公式:σ = M / (W × yc),其中σ为弯曲应力,M为弯矩,W为截面模量,yc为弯曲轴心距离。
四、装配公式
1.装配公差公式:A=A1+A2+A3,其中A为总公差,A1为尺寸公差,
A2为形位公差,A3为相对公差。
五、切削力公式
1. 切削功率公式:P = F × V × kc,其中P为切削功率,F为切
削力,V为切削速度,kc为切削功率系数。
以上是冲压件模具设计中的常用公式,通过这些公式的运用,可以对
冲压件进行力学、成形、模具设计、装配以及切削力等方面的优化和设计。
当然,具体的设计中还需要根据实际情况和不同材料的特性来选择合适的
公式。
冲压件模具设计常用公式一、前言冲压件模具设计是冲压加工实现自动化、高效生产的关键环节,冲压件模具设计的好坏直接影响冲压品质和生产效益。
因此,在冲压件模具设计过程中,必须掌握一些常用公式,以便在实践中更加精准地解决模具设计中的各种问题。
本文将围绕冲压件模具设计常用公式进行阐述,以期为读者提供一些实用、有效的模具设计知识和技巧。
二、冲压件模具设计常用公式分类1. 材料折弯空间S材料折弯空间S是指冲压时材料在弯曲过程中被拉长的长度,用于计算按照弯缘角度和弯曲半径计算成品长度。
公式如下:S=K*L*(180°-2α)/π 式中,L是材料长度,α是折弯角度,K 是常数,其值根据材料厚度和折弯角度而定。
2. 冲压件毛坯重量M冲压件毛坯重量M是指冲压件在未经加工之前的重量,用于计算材料消耗。
公式如下:M=ρ*L*w*t 式中,ρ是材料密度,L是边长,w是厚度,t 是数量。
3. 模具壁厚t模具壁厚t是指冲压件模具中金属材料的厚度,包括上、下、左、右四个方向的壁厚,一般与压力有关。
可按照最小切削层厚度取值,公式如下:t=K*H/24 式中,K是常数,一般为6~10,H是加工硬度。
4. 补料长度L补料长度L是指冲压件模具中需要加上的余量,保证成品尺寸精度和质量,公式如下:L=αt/K 式中,α是成品弯缘角度,t是壁厚,K是常数,一般为4~6。
5. 小孔冲孔孔距P小孔冲孔孔距P是指在被加工材料上,两相邻的小孔冲或冲孔之间的距离,用于计算模具孔距间距。
公式如下:P=p*t 式中,p是小孔冲孔孔距系数,t是壁厚。
6. 冲模的直径D冲模的直径D是指用以冲剪及压穿时所用的模具直径大小,用于计算冲模的耐用程度。
公式如下:D=0.7√t 式中,t是最薄材料厚度。
7. 冲孔直径d冲孔直径d是指冲剪和冲孔过程中冲头的直径大小,直接影响冲穿质量和模具的使用寿命。
公式如下:d=0.9√H 式中,H是加工硬度。
三、总结本文从材料折弯空间S、冲压件毛坯重量M、模具壁厚t、补料长度L、小孔冲孔孔距P、冲模的直径D和冲孔直径d等七个方面介绍了冲压件模具设计常用公式,并为读者提供了详细的公式计算方法和实用技巧。
冲压模具设计计算第⼆章冲压⼯艺设计和冲压⼒的计算2.1冲压件(链轮)简介链轮三维图如图2.1,材料为Q235,⼯件厚度3mm,模具精度:IT13为⼀般精度。
图2.1零件三维图图2.2零件⼆维图零件图如图2.2,从零件图分析,该冲压件采⽤3mm的Q235钢板冲压⽽成,可保证⾜够的刚度与强度。
并可看出该零件的成形⼯序有落料、冲孔、拉深、翻边,其难点为该成形件的拉深和翻边。
该零件形状对称,⽆尖⾓和其它形状突变,为典型的板料冲压件。
通过计算此零件可按圆筒件拉深成形,因其尺⼨精度要求不⾼,⼤批量⽣产,因此可以⽤冲压⽅法⽣产,并可⼀次最终成形,节约成本,降低劳动。
2.2确定冲压⼯艺⽅案经过对冲压件的⼯艺分析后,结合产品图进⾏必要的⼯艺计算,并在分析冲压⼯艺类型、冲压次数、冲压顺序和⼯序组合⽅式的基础上,提出各种可能的冲压分析⽅案[]10。
1)冲压的⼏种⽅案(1)落料、冲孔、拉深、翻边单⼯序模具⽣产。
(2)落料、冲孔复合模,拉深、翻边复合模⽣产。
(3)落料、冲孔连续进⾏采⽤级进模⽣产,拉深、翻边复合模⽣产。
(4)落料、冲孔、拉深、翻边复合模⽣产。
⽅案⼀:结构简单,需要四道⼯序,四套模具才能完成⼯件的加⼯,成本⾼。
⽅案⼆:加⼯⼯序减少,节省加⼯时间,制造精度⾼,成本相应减少,提⾼了劳动⽣产率。
⽅案三:在⽅案⼆的基础上加⼤了制造成本,既不经济⼜不实惠。
⽅案四:在⽅案⼆的基础上⼜减少了加⼯⼯序,⼜节省加⼯时间,制造精度⾼,成本相应减少,⼜提⾼了劳动⽣产率。
⼀个⼯件往往需要经过多道⼯序才能完成,编制⼯序⽅案时必须考虑两种情况:单⼯序模分散冲压或⼯序组合采⽤复合模连续冲压,这主要取决于冲压件的⽣产批量,尺⼨⼤⼩和精度等因素。
通过产品质量、⽣产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以及经济效益等⽅⾯的综合分析,⽐较决定采⽤⽅案四。
即:落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2)各加⼯⼯序次数的确定根据⼯件的形状和尺⼨及极限变形程度可进⾏以下决定:落料、冲孔、拉深、翻边各⼀次。
冲压件模具设计的常用公式随着现代工业的发展,冲压件的应用越来越广泛,从家电到汽车、航空航天等领域都离不开冲压件的制造。
而冲压件的制造离不开模具的设计和制造。
在冲压件模具设计中,使用一些公式能够更好的指导设计过程,提高模具设计的效率和准确性。
本文将介绍一些冲压件模具设计中的常用公式。
1.冲压件的扁平公式在冲压件的设计中,往往需要先根据产品的图纸计算出其扁平尺寸。
用于判断冲压件的设计尺寸是否合理。
冲压件的扁平公式为:S=π(D+d)/2×√((D-d)/2)×F其中,S表示冲压件的扁平尺寸,D和d分别为模具的上模和下模的直径,F为强度系数。
2.模具的强度公式在冲压过程中,模具需要承受很大的压力和撞击力,因此模具的强度是非常重要的。
冲压件模具的强度公式为:σ= (K×(F×L))/((a-b)×b)其中,σ为应力,K为强度试验样本的应力系数,F为金属材料的屈服极限,L为冲压件的长度,a和b分别为上模和下模的外径。
3.折弯件的受载公式在冲压件的制造中,折弯件的制作也是非常重要的一个过程。
折弯件的受载公式为:M=W×L/2×sinα×t^2其中,M为折弯件的扭矩,W为载荷,L为支撑距离,α为折弯角度,t为材料的厚度。
4.齿轮的模数公式在冲压齿轮的设计中,需要根据参数计算出齿轮的模数。
齿轮的模数公式为:m=D/Z其中,m为模数,D为齿轮的直径,Z为齿轮的齿数。
5.模具内角的计算公式在冲压件模具的设计中,模具内角的大小和形状是非常重要的。
模具内角的计算公式为:Ψ=2arctan(0.5B/L)其中,Ψ为内角,B为压头直径(冷模),压头直径补偿(热模),L为模具凸部的长度。
以上就是冲压件模具设计中的一些常用公式。
通过使用这些公式,能够更好地指导冲压件模具的设计,提高冲压件的生产效率和质量。
第三章常用公式及數據表第四節衝壓件模具設計常用公式一. 衝裁間隙分類見表4-1表4-1衝裁間隙分類(JB/Z271-86)分類依據類別ⅠⅡⅢ制 件 剪 切 面 質 量剪切面特征t=材料厚度塌角深度a (4~7)%t (6~8)%t (8~10)%t 光亮帶b (35~55)%t(25~40)%t(15~25)%t剪裂帶E 小 中 大 毛刺高度h 一般 小 一般 歪度β4°~7°7°~8°8°~11°制 件 精 度撓角f稍小 小 較大尺寸精度落料件接近凹模尺寸 稍小于凹模尺寸 小于凹模尺寸 沖孔件接近凸模尺寸稍小于凸模尺寸小于凸模尺寸模具壽命較低較高最高適用場合制件剪切面質量﹑尺寸精度要求高時采纳,模具壽命較低 制件剪切面質量﹑尺寸精度要求一般時采纳,適用于繼續塑變的制件制件剪切面質量﹑尺寸精度要求不高時采纳,以利提高模具壽命二. 衝裁間隙選取(僅供參考)見表4-2 (見下頁)表4-2衝裁間隙比值(單邊間隙)(單位:%t)(注:1.本表適用于厚度為10mm以下的金屬材料,厚料間隙比值應取大些;2.凸,凹模的制造偏差和磨損均使間隙變大,故新模具應取最小間隙;3.硬質合金衝模間隙比鋼模大20%左右.)注:衝裁間隙選取應綜合考慮以下因素:1.衝床﹑模具的精度及剛性.2.產品的斷面品質﹑尺寸精度及平坦度.3.模具壽命.4.跳屑.5.被加工材料的材質﹑硬度﹑供應狀態及厚度.6.廢料形狀.7.衝子﹑模仁材質﹑硬度及外表加工質量.三.衝裁力﹑卸(剝)料力﹑推件力﹑頂件力F衝=1.3*L*t*τ(N)(公式4-1)F卸=K卸*F衝(N)(公式4-2)F推=N*K推*K衝(N)(公式4-3)F頂=K頂*F衝(N)(公式4-4)其中:L――衝切線長度(mm)t――材料厚度(mm)τ――材料抗剪強度(N/mm2)1.3――平安系數K卸――卸(剝)料力系數K推――推料力系數K頂――頂料力系數K卸K推K頂數值見表4-3表4-3卸料力﹑推件力和頂件力系數料厚K卸K推K頂≦0.鋼鋁﹑鋁合金紫銅﹑黃銅注:卸料力系數K卸在衝多孔﹑大搭邊和輪廓復雜時取上限值.四.中性層彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折半徑R=r+x*t(mm)(公式4-5)其中:R――中性層彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折半徑(mm)r――零件內側半徑(mm)x――中性層系數中性層系數見表4-4(僅供參考)表4-4中性層系數x值注:彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折件展開尺寸與以下因素有關:1.彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折成形方式.2.彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折間隙.3.有無壓料.4.材料硬度﹑延伸率﹑厚度.5.依据實際狀況精確修正.五.材料最小彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折半徑,見表4-5表4-5最小彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折半徑t≦2mm 2t 3t 4t 5t 注:表列數据用于彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折中心角≧90∘﹑斷面質量良好的情況.六﹑彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折回彈半徑及回彈角r凸=r0/(1+Kr0/t)(公式4-6)回彈角的數值為Δα=(180°-α0)(r0/r凸-1)(公式4-7)式中r凸――凸模的圓角半徑,[r凸]為mm;r0――工件的圓角半徑,[r0]為mm;α0――工件的彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折角度,[α0]為(°);t――工件材料厚度,[t]為mm;K――簡化系數,見表4-6表4-6簡化系數k值名稱牌號狀態K 名稱牌號狀態K鋁L4,L6 退火磷青銅硬冷硬鈹青銅Qbe2軟防銹鋁LF21退火硬冷硬鋁青銅QA15 硬LF12 軟碳鋼08,10,A2硬鋁LY11軟20,A3 0.005硬30,35,A5LY12軟50硬碳工鋼T8退火銅T1,T2,T3 軟冷硬硬不銹鋼1Cr18Ni9Ti退火黃銅H62軟冷硬半硬彈簧鋼65Mn退火硬冷硬H68軟60Si2MnA 冷硬硬七﹑彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折力計算針對“v〞型彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折: F彎σb/(R+t)(N)(公式4-8)其中:b―――彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折線長度(mm) t―――材料厚度(mm)r―――內側半徑(mm)σb――材料極限強度(N/mm2)k―――八﹑拉深(抽引)系數m=d/D(公式4-9)其中:d――拉深(抽引)后工件直徑(mm)D――毛坯直徑(mm)1.無凸緣或有凸緣筒形件用壓邊圈拉深系數見表4-7表4-7無凸緣或有凸緣筒形件用壓邊圈拉深的拉深系數(適用08,10號鋼)注:1)隨材料塑性上下,表中數值應酌情增減.2)――線上方為直筒件(d凸=d1).3)隨d凸/D數值增大,r/t值可相應減小,滿足2r1≦h1,保証筒部有直壁.4)查用時,可用插进法,也可用偏大值.5)屡次拉深首次形成凸緣時,為考慮多拉进材料,m1增大0.02.2.帶凸緣筒形件第一次拉深系見表4-8表4-8帶凸緣筒形件第一次拉深時的拉深系數m1注:適用于08﹑10號鋼3.無凸緣筒形件用壓邊圈拉深系數見表4-9表4-9無凸緣筒形件用壓邊圈時的拉深系數注:1.凹模圓角半徑大時(r凹=8~15t),拉深系數取小值,凹模圓角半徑小時(r凹=4~8t),拉深系數取大值.2.表中拉深系數適用于08﹑10S﹑15S鋼與軟黃銅H62﹑H68.當拉深塑性更大的金屬時(05﹑08Z及10Z鋼﹑鋁等),應比表中數值減小1.5-2%.而當拉深塑性較小的金屬時(20﹑25﹑A2﹑A3﹑酸洗鋼﹑硬鋁﹑硬黃銅等),應比表中數值增大1.5-2%(符號S為深拉深鋼,Z為最深拉深鋼).4.無凸緣筒形件不用壓邊圈拉深系數見表4-10表4-10無凸緣筒形件不用壓邊圈時的拉深系數注:適用于08﹑10以及15Mn等材料5.有工藝切口的第一次拉深系數見表4-11表4-11有工藝切口的第一次拉深系數m1(材料:08﹑10)6.有工藝切口的以后各次拉深系數見表4-12表4-12有工藝切口的以後各次拉深系數m n(材料:08﹑10))7.有工藝切口的各次拉深系數見表4-13表4-13有工藝切口的各次拉深系數軟鋼﹑鋁九﹑拉深(抽引)力F抽=3(σb+σs)(D–d-r凹)t(N)(公式4-10)其中:σb――材料極限強度(N/mm2)σs――材料屈服強度(N/mm2)D―――毛坯直徑(mm)d―――拉深凹模直徑(mm)r凹――拉深凹模圓角(mm)t―――材料厚度(mm)十﹑孔的翻邊1.翻邊系數K=d/D(公式4-11)d――預衝孔直徑(mm)D――翻邊后平均直徑(mm)各種材料極限翻邊系數見表4-14,表4-15表4-14低碳鋼的極限翻邊系數K翻邊方法孔的加工方法比值d/t100 50 35 20 15 10 8 5 3 1球形凸模鑚后往毛刺用沖孔模沖孔—圓柱形凸模鑚后往毛刺用沖孔模沖孔—表4-15其它一些材料的翻邊系數退火的材料翻邊系數K K min2.預衝孔直徑d=D-2(h-0.43r-0.72t)(公式4-12)h――翻邊高度(mm)r――翻邊圓角(mm)t――材料厚度(mm)3.翻邊高度h=D/[(1-k)/2]+0.4r+0.72t(公式4-13)4.翻邊口部材料厚度t1=t√k(mm)(公式4-14)πtσs(D-d)σs――材料屈服強度(Mpa)十一設計連接器五金零件應注重的要點1.尺寸標注:1)尺寸標注在最顯要位置,直觀,不封閉;2)重要﹑關鍵尺寸直截了当標注,不能有累積公差;3)尺寸公差大小應綜合考慮功能及制造本钞票,并非越小越好,体現“該精就精,該粗就粗〞一般經濟公差為:下料±0.03,成形±0.05,角度±°4)重要及關鍵尺寸應綜合考慮制程穩定性、裝配、使用功能并非多益善.5)設計基准,制造基准,測量基准相統一;2.形位公差:1)基准(面或線)不應有變形2)標注應清晰明確,方便量測;3)設計基准,制造基准,測量基准相統一;4)應綜合考慮制程穩定性及使用要求,并非多多益善,精度一般可達到0.10;5)特不穩定的尺寸,如下料尺寸等能够不標.3.結構設計及強度要求1)材料選用滿足使用要求,又方便采購的原料;2)零件外形園角,防止滾鍍外表刮傷;3)零件應有足夠的強度及剛性,防止在貯存,電鍍、搬運過程中的變形及尺寸變異;4)特别零件,可采纳多種工序組合方式,如多軸成形加工.五金模具+治具等不同方式來完成;5)連續料帶要求:A)Carrier應有足夠的強度及剛性B)盡量采纳雙側CarrierC)注重包裝時Carrier及零件是否變形D)連續電鍍的孔徑、孔距特别要求4.五金零件加工工藝:1)衝裁A)斷面質量、光亮面比例大小B)毛刺大小(一般不超過0.05)及方向,對外觀、功能的影響C)倒刺結構,不允許有園角D)盡量防止長懸臂或長槽2)彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折A)最小彎曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折半徑B)外側龜裂的影響C)彎起高度應大于2t,如圖4-4D)孔邊距離應大于t,如圖4-5,也可采纳如圖4-6所示工藝F)材料方向性對使用性能的影響3)抽引A)形狀盡量簡單對稱B)R角不應太小,一般可達R0.30,如圖4-7C)內外尺寸不可同時標注D)外表模痕不應有苛刻要求E)第八章工程圖面作業標准第二節五金模具一.五金模具開發流程,見表8-1二.五金模具裝配圖(圖8-1)三.模具圖面常見符號含義M,MC――銑SP――――基准點H―――熱處理TYP――――典型尺寸ELE――鍍鉻RP――――圓弧點DYE――染黑CEN,CL――中心線G―――磨TAN――――切點PG―――光學曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折線磨THR――――穿孔JG―――座標磨BOTT―――底面W/C,W――線割TOP――――頂面E,EDM――放電SYM――――對稱L――――車T―――――厚度INT―――交點CB――――沉孔C――――倒角CLEAR―――間隙四.典型零件排樣1.H OOK類,見圖8-22.抽引類,見圖8-33.外殼類,見圖8-4。
冲压模具课程设计弯曲计算在冲压模具设计中,弯曲计算是非常重要的一项任务。
弯曲是常见的冲压形式之一,它不仅在金属加工行业中广泛应用,也在其他领域中得到广泛运用。
本文将介绍冲压模具课程设计中弯曲计算的基本步骤和注意事项。
一、弯曲计算的基本步骤在进行冲压模具课程设计时,弯曲计算可以按照以下基本步骤进行:1. 确定材料的弯曲性能参数:材料的弯曲性能参数包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。
这些参数可以通过实验测量或参考相关资料获得。
2. 计算弯曲力:根据所设计的工件的尺寸和要求,利用弯曲计算公式进行弯曲力的计算。
弯曲力的计算涉及到材料的弯曲性能参数,以及工件的尺寸和几何形状等因素。
3. 选择适当的冲压机:根据计算得到的弯曲力,选择适当的冲压机进行加工。
选择冲压机时要考虑其最大弯曲力以及工作台的尺寸等因素。
4. 进行弯曲模具设计:根据工件的几何形状和尺寸要求,设计合适的弯曲模具。
弯曲模具通常由拍板、上模、下模和导向装置等组成,设计时要考虑到模具的刚度和稳定性等因素。
5. 进行弯曲试验:在实际加工之前,进行弯曲试验来验证所设计的弯曲模具的合理性和准确性。
通过试验可以判断模具设计是否满足要求,如有必要可以对模具进行进一步的优化和改进。
二、弯曲计算的注意事项在冲压模具课程设计中进行弯曲计算时,需要注意以下事项:1. 材料的选择:材料的弯曲性能对弯曲计算结果有着重要影响,应选择与工件要求相匹配的材料。
不同材料的弯曲性能参数会有所不同,需要根据实际情况进行选择。
2. 弯曲力计算:在进行弯曲力计算时,需要准确的工件尺寸和几何形状等参数。
这些参数的测量和输入应尽量精确,以避免计算结果的误差。
3. 冲压机选择:冲压机的选择应根据加工要求和计算得到的弯曲力进行。
如果弯曲力过大,选择不当的冲压机可能导致工件加工不合格或损坏。
4. 弯曲模具设计:弯曲模具的设计需要考虑到模具刚度和稳定性等因素。
模具设计应合理,以保证工件能够被正确加工和成形。
在五金冲压模具设计中,材料利用率计算方法2一、引言随着制造工艺的不断发展,冲压模具在五金行业中得到了广泛应用。
冲压模具设计中的材料利用率计算方法是评估设计效率的重要指标之一。
本文将介绍一种常用的材料利用率计算方法,并提供详细的步骤和计算示例。
二、材料利用率计算方法2材料利用率计算方法2是一种基于模具内空间利用率的计算方法,其计算公式如下:材料利用率=(冲孔面积+剪切面积+弯曲面积)/母材面积2.1冲孔面积冲孔面积指的是模具中用于冲孔的部分占据的面积。
计算冲孔面积时,需要根据实际的冲孔尺寸和冲孔数量进行计算。
公式如下:冲孔面积=冲孔尺寸*冲孔数量例如,如果冲孔尺寸为10m m×10mm,冲孔数量为10个,则冲孔面积为100mm²。
2.2剪切面积剪切面积是指模具中用于剪切的部分占据的面积。
计算剪切面积时,需要考虑剪切线的长度和宽度,并结合实际情况进行计算。
公式如下:剪切面积=剪切线长度*剪切线宽度例如,如果剪切线长度为50mm,剪切线宽度为5mm,则剪切面积为250m m²。
2.3弯曲面积弯曲面积是指模具中用于弯曲的部分占据的面积。
计算弯曲面积时,需要考虑弯曲线的长度、宽度和弯曲角度,并进行综合计算。
公式如下:弯曲面积=弯曲线长度*弯曲线宽度*弯曲角度例如,如果弯曲线长度为100m m,弯曲线宽度为10m m,弯曲角度为90°,则弯曲面积为900mm²。
2.4母材面积母材面积是指模具中未被使用的母材部分的面积。
计算母材面积时,需要考虑模具尺寸和形状,以及冲孔、剪切、弯曲等工艺所占据的面积,并进行综合计算。
公式如下:母材面积=所有模具面积-(冲孔面积+剪切面积+弯曲面积)例如,如果模具总面积为1000mm²,冲孔面积为100m m²,剪切面积为250mm²,弯曲面积为900m m²,则母材面积为750m m²。
第二章冲压工艺设计和冲压力的计算2.1冲压件(链轮)简介链轮三维图如图2.1,材料为Q235,工件厚度3mm,模具精度:IT13为一般精度。
图2.1零件三维图图2.2零件二维图零件图如图2.2,从零件图分析,该冲压件采用3mm的Q235钢板冲压而成,可保证足够的刚度与强度。
并可看出该零件的成形工序有落料、冲孔、拉深、翻边,其难点为该成形件的拉深和翻边。
该零件形状对称,无尖角和其它形状突变,为典型的板料冲压件。
通过计算此零件可按圆筒件拉深成形,因其尺寸精度要求不高,大批量生产,因此可以用冲压方法生产,并可一次最终成形,节约成本,降低劳动。
2.2确定冲压工艺方案经过对冲压件的工艺分析后,结合产品图进行必要的工艺计算,并在分析冲压工艺类型、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上,提出各种可能的冲压分析方案[]10。
1)冲压的几种方案(1)落料、冲孔、拉深、翻边单工序模具生产。
(2)落料、冲孔复合模,拉深、翻边复合模生产。
(3)落料、冲孔连续进行采用级进模生产,拉深、翻边复合模生产。
(4)落料、冲孔、拉深、翻边复合模生产。
方案一:结构简单,需要四道工序,四套模具才能完成工件的加工,成本高。
方案二:加工工序减少,节省加工时间,制造精度高,成本相应减少,提高了劳动生产率。
方案三:在方案二的基础上加大了制造成本,既不经济又不实惠。
方案四:在方案二的基础上又减少了加工工序,又节省加工时间,制造精度高,成本相应减少,又提高了劳动生产率。
一个工件往往需要经过多道工序才能完成,编制工序方案时必须考虑两种情况:单工序模分散冲压或工序组合采用复合模连续冲压,这主要取决于冲压件的生产批量,尺寸大小和精度等因素。
通过产品质量、生产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以及经济效益等方面的综合分析,比较决定采用方案四。
即:落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2)各加工工序次数的确定根据工件的形状和尺寸及极限变形程度可进行以下决定:落料、冲孔、拉深、翻边各一次。
3)加工顺序决定的原则(1)所有的孔,只要其形状和尺寸不受后续工序的影响,都应该在平板毛坯上冲出,因为在成型后冲孔模具结构复杂,定位困难,操作也不便,冲出的孔有时不能作为后续工序的定位孔使用。
(2)凡是在位置会受到以后某工作变形影响的孔(拉深件的底部孔径要求不高和变形减轻孔除外)都应在有关的成型工序后再冲出。
(3)两孔靠近或者孔距边缘很小时,如果模具强度足够,最好同时冲出,否则应先冲大孔和一般情况孔,后冲小孔和高精度孔,或者先落料后冲孔,力求把可能产生的畸变限制在最小范围内。
(4)整形或较平工序,应在冲压件基本成型后进行。
4)成型过程根据加工顺序的原则,确定成型过程如下:首先是落料、冲孔,形成精确的外形形状;其次是拉深、翻边,也就是成形过程;最后出来的是成品。
采用这种冲压方案,从模具的结构和寿命考虑,有利于降低冲裁力,提高模具的使用寿命,同时结构简单,操作方便,而且减少了不必要的工序,节省了生产资料,提高了经济效益。
适合加工厂生产,此种方案最合适。
综上所述,确定使用此方案。
2.3工件的毛坯尺寸计算根据产品零件图,标注的螺纹尺寸7H 164M —⨯为其大径,那么可以计算出小径mm 92.6210825.164d =⨯-=小。
由于工件主要成型的工序是落料、冲孔、拉深和翻边,工件变形量不是很大,可以直接落下工件的实际尺寸,根据《冲压工艺学》可知毛坯大径为:mm h d d 03.190912341784D 2122=⨯⨯+=+=链轮要经过四道工序加工成型,按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工,那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边,然后拉深,最后冲孔和落料。
由于链轮的翻边高度不大,假设可一次翻边成形。
那么翻边前毛坯上圆孔的初始直径0d 为0m r+2()33.782t d D H r mm π⎡⎤⎛⎫=-+-= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦但零件的精度要求为IT13级,那么毛坯件的尺寸为:0.390033.78d mm +=0.72190.03D mm -=那么毛坯形状及尺寸如图2.3所示:图2.3 毛坯形状及尺寸2.4计算拉深和翻边次数由于链轮要经过四道工序加工成型,按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工,那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边,然后拉深,最后冲孔和落料。
根据零件的形状和尺寸,其翻边高度不大,假设可一次翻边成形。
那么翻边系数:033.780.53762.91m d K D ===根据《冲压工艺学》查表5.5得52.0K l =,于是l K >K ,则能够一次翻边成形。
又链轮的拉深为带法兰圆筒件的拉深,那么首先得判断是否可一次拉深成形,计算得第一次拉深可能达到的值d /h 和 d /d F 分别为0.071和1.413,根据《冲压工艺学》在图4-38中得零件的d /h 和d /d F 所决定的点位于曲线下侧,则可一次拉深成形[]10。
2.5确定其搭边值考虑到成型范围,应考虑以下因素:材料的机械性能 软件、脆件搭边值取大一些,硬材料的搭边值可取小一些。
2)冲件的形状尺寸 冲件的形状复杂或尺寸较大时,搭边值大一些。
3)材料的厚度 厚材料的搭边值要大一些。
4)材料及挡料方式 用手工送料,且有侧压装置的搭边值可以小一些,用侧刃定距的搭边值要小一些。
卸料方式 弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。
综上所述,根据《冲压工艺学》确定其搭边值:两工件间的搭边值:a1=2.2mm工件侧面搭边值:a=2.5mm条料宽度:B=D+2a=190+2×2.5=195mm2.6确定排样图2.6.1利用率的计算在冲压零件的成本中,材料费用占60%以上,因此材料的经济利用是一个重要问题。
冲裁件在板料上的布置叫排样[]10。
合理排样,充分利用材料具有重大的意义,排样的经济程度中材料的利用率K 表示为:s 100n K A =⨯ (2.1) 式中 K — 材料利用率(%);n — 条料上生产的冲件数;s — 每一冲件的面积(mm2);0A — 条料面积(mm2)。
根据以上数据,确定两工件间的搭边值:a 1=2.2mm ;工件侧面搭边值:a=2.5mm 。
20mm 3753365.22190101905.222.29A =⨯+⨯⨯+⨯+⨯=)()(2224.2844095mm r s =⨯==ππ一块板料上冲10个,那么取n=10;则利用率:%77.75%10037533641.2844010=⨯⨯=K2.6.2确定其排样图根据搭边值,那么排样图如图2.4所示:图2.4 排样图2.7计算各工序冲压力链轮冲压力包括落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。
材料Q235、板材厚度3mm ,材料的抗剪强度τ=450MPa ,屈服点数值为235 MPa 。
1)冲裁力为了合理设计模具和正确选用压力机,就必须计算冲裁力[]12。
计算公式如下:0P Lt δ= (2.2)式中 0P —冲裁力(N );δ —材料抗剪强度(MPa );L —材料轮廓长度(mm );t —材料厚度(mm )。
本次设计中,冲裁力包括:落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。
一般K 取1.3,那么落料力为: P 1.3 1.3596.9034501047564.05l L t N N τ=⋅⋅=⨯⨯⨯=冲孔力为: c P 1.3 1.3102.643450180034.57L t N N τ=⋅⋅=⨯⨯⨯=拉深力为: la 112334500.5260830.73b P dt K N πσπ==⨯⨯⨯⨯=翻边力为: fb 01.1() 1.1(6633.78)323578497.75m s P D d t N πσπ=-=⨯⨯-⨯⨯= 其中d ——拉深毛坯的直径,mmK ——修正系数1K ——拉深系数m D ——翻边后竖边的中径,mm0d ——毛坯上圆孔的初始直径,mm s σ——材料的屈服点数值,MPa2)卸料力卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。
卸料力的计算公式如下:l X X P K P = (2.3)式中Px ——卸料力(KN );Kx ——卸料力系数,查表取0.05;l P ——落料力(KN )。
则 N 20.5237805.104756405.0P x =⨯= 3)推件力顺着冲裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力,一般叫做推件力。
推件力的计算公式如下:l T T P nK P = (2.4)式中 T P —推件力(KN );T K —推件力系数,查表取0.055;n —卡在凹模里的料的个数n=h/t ,其中,h 为凹模刃壁垂直部分高度(mm );t 为料厚(mm );N 02.5761605.1047564055.01P T =⨯⨯=4)顶料力逆着冲裁方向顶出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做顶料力。
顶料力的计算公式如下:c D D P K P = (2.5)式中 D P —顶料力(KN );D K —顶料力系数,查表取0.06;N 07.1080257.18003406.0P D =⨯=,则根据式2.6得出,总的冲压工艺力为:l c ls fb +P +P +P =1047564.05+180034.57+260830.73+78497.75+52378.20+57616.02+10802.07 =1784941.76N=1785KNX T DF P P P P =+++ 则复合模选择冲床时的总压力为F=1.3F=2320.42KN 。
第三章落料、冲孔、拉深、翻边复合模的设计3.1模具零件刃口尺寸计算3.1.1尺寸计算原则刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素,模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证[]13。
生产实践中存在如下问题:1)由于凸凹模之间存在间隙,使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的,且落料大端尺寸等与凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
2)在测量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
3)冲裁时,凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大,结果使间隙愈用愈大。
4)拉深时,凸凹模工作部分的尺寸和拉深方法有关,可查设计资料确定,也可按卡契马列克经验公式计算。
5)圆孔翻边的尺寸计算采用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径0d和翻边系数计算可以达到翻边高度。
由此,在决定模具刃口尺寸及其制造公差时,应考虑:1)落料制件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。
故设计落料模时,以凹模为基准,间隙取在凹模上。
2)设计落料模时,凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则应取工件的尺寸公差范围内的较大尺寸。
这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格的零件。
凸凹模间隙择取最小合理间隙值。