常用公式及数据表
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1 第三章 常用公式及数据表
第四节 冲压件模具设计常用公式
一. 冲裁间隙分类见表4-1
表4-1 冲裁间隙分类(JB/Z 271-86)
分 类 依 据 类 别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
制
件
剪
切
面
质
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
光亮带b (35~55)%t (25~40)%t (15~25)%t
剪裂带E 小 中 大
毛刺高度h 一般 小 一般
斜度β 4°~ 7° 7°~ 8° 8°~ 11°
制
件
精
度 挠角f
稍小 小 较大
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
冲孔件 接近凸模尺寸 稍小于凸模尺寸 小于凸模尺寸
模 具 寿 命 较低 较高 最高
适 用 场 合
制件剪切面质量﹑尺寸精度要求高时采用,模具寿命较低
制件剪切面质量﹑尺寸精度要求一般时采用,适用于继续塑变的制件
制件剪切面质量﹑尺寸精度要求不高时采用,以利提高模具寿命
二. 冲裁间隙选取(仅供参考) 见表4-2
(见下页) 2 表4-2 冲裁间隙比值(单边间隙) (单位:%t)
分 类 依 据 类 别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
低碳钢
08F﹑10F﹑10﹑20﹑A3﹑B2 3.0~7.0 7.0~10.0 10.0~12.5
中碳钢45
不锈钢1Cr18Ni9Ti、4Cr13
可伐合金4J29 3.5~8.0 8.0~11.0 11.0~15.0
高碳钢
T8A、T10A、65Mn 8.0~12.0 12.0~15.0 15.0~18.0
纯铝L2、L3、L4、L5
铝合金(软态)LF21
黄铜(软态)H62
紫铜(软态)T1、T2、T3 2.0~4.0 4,5~6.0 6.5~9.0
黄铜(硬态)
铅黄铜
紫铜(硬态) 3.0~5.0 5.5~8.0 8.5~11.0
铝合金(硬态)LY12
锡磷青铜、铝青铜
铍青铜 3.5~6.0 7.0~10.0 11.0~13.0
镁合金 1.5~2.5
硅 钢 2.5~5.0 5.0~9.0
(注: 1. 本表适用于厚度为10mm以下的金属材料, 厚料间隙比值应取大些;
2. 凸,凹模的制造偏差和磨损均使间隙变大, 故新模具应取最小间隙;
3. 硬质合金冲模间隙比钢模大20% 左右.)
注: 冲裁间隙选取应综合考虑下列因素:
1. 冲床﹑模具的精度及刚性.
2. 产品的断面品质﹑ 尺寸精度及平整度.
3. 模具寿命.
4. 跳屑.
5. 被加工材料的材质﹑硬度﹑供应状态及厚度.
6. 废料形状.
7. 冲子﹑模仁材质﹑硬度及表面加工质量.
三. 冲裁力﹑卸(剥)料力﹑ 推件力﹑顶件力
F冲 = 1.3 * L * t *τ(N) (公式4-1)
F卸 = K卸 * F冲 (N) (公式4-2)
F推 = N * K推 * K冲 (N) (公式4-3)
F顶 = K顶 * F冲 (N) (公式4-4)
其中: 3 L ―― 冲切线长度 (mm)
t ―― 材料厚度 (mm)
τ ―― 材料抗剪强度 (N/mm2 )
1.3 ―― 安全系数
K卸 ――卸(剥)料力系数
K推 ―― 推料力系数
K顶 ―― 顶料力系数
K卸 K推 K顶 数值见表4-3
表4-3 卸料力﹑推件力和顶件力系数
料 厚 K卸 K推 K顶
钢 ≦0.1
>0.1~0.5
>0.5~2.5
>2.5~6.5
>6.5 0.065~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025 0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
铝﹑铝合金
紫铜﹑黄铜 0.025~0.08
0.02~0.06 0.03~0.07
0.03~0.09
注:卸料力系数K卸在冲多孔﹑大搭边和轮廓复杂时取上限值.
四. 中性层弯曲半径
R = r + x * t (mm) (公式4-5)
其中:
R―― 中性层弯曲半径 (mm)
r ―― 零件内侧半径 (mm)
x ―― 中性层系数
4 中性层系数见表4-4(仅供参考)
表4-4 中性层系数x值
r／t 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.8
X 0.23 0.28 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34
r／t 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.5
X 0.35 0.37 0.40 0.43 0.45 0.48 0.5
注: 弯曲件展开尺寸与下列因素有关:
1. 弯曲成形方式.
2. 弯曲间隙.
3. 有无压料.
4. 材料硬度﹑延伸率﹑厚度.
5. 根据实际状况精确修正.
五. 材料最小弯曲半径,见表4-5
表4-5 最小弯曲半径
材 料 退 火 或 正 火 冷 作 硬 化
弯 曲 线 位 置
垂直于纤维 平行于纤维 垂直于纤维 平行于纤维
08﹑10
15﹑20
25﹑30
35﹑40
45﹑50
55﹑60
65Mn﹑T7
Cr18Ni9
软杜拉铝
硬杜拉铝
磷 铜
半硬黄铜
软 黄 铜
紫 铜
铝锭 0.1t
0.1t
0.2t
0.3t
0.5t
0.7t
1t
1t
1t
2t
—
0.1t
0.1t
0.1t
0.1t 0.4t
0.5t
0.6t
0.8t
1.0t
1.3t
2t
2t
1.5t
3t
—
0.35t
0.35t
0.35t
0.35t 0.4t
0.5t
0.6t
0.8t
1.0t
1.3t
2t
3t
1.5t
3t
1t
0.5t
0.35t
1t
0.5t 0.8t
1t
1.2t
1.5t
1.7t
2t
3t
4t
2.5t
4t
3t
1.2t
0.8t
2t
1t
镁合金 加热到300~400℃ 冷 弯
MB1
MB8 2t
1.5t 3t
2t 6t
5t 8t
6t
钛合金BT1
BT5 1.5t
3t 2t
4t 3t
5t 4t
6t
钼合金
t≦2mm 加热到400~500℃ 冷 弯
2t 3t 4t 5t 5 注:表列数据用于弯曲中心角≧90∘﹑断面质量良好的情况.
六﹑ 弯曲回弹半径及回弹角
r凸 = r0 / ( 1 + K r0 / t ) (公式4-6)
回弹角的数值为
Δα = (180°-α0 )( r0 / r凸 - 1) (公式4-7)
式中 r凸 ―― 凸模的圆角半径, [r凸 ]为mm;
r0 ―― 工件的圆角半径, [r0 ]为mm;
α0 ――工件的弯曲角度, [α0]为(°);
t ―― 工件材料厚度, [t]为mm;
K ―― 简化系数, 见表4-6
表4-6 简化系数k值
名 称 牌 号 状 态 K
名 称 牌 号 状 态 K
铝 L4, L6 退 火 0.0012 磷青铜 QSn65-0.1 硬 0.015
冷 硬 0.0041 铍青铜 Qbe2 软 0.0064
防锈铝 LF21 退 火 0.0021 硬 0.0265
冷 硬 0.0054 铝青铜 QA15 硬 0.0047
LF12 软 0.0024
碳钢 08, 10, A2 0.0032
硬 铝 LY11 软 0.0064 20, A3 0.005
硬 0.0175 30, 35, A5 0.0068
LY12 软 0.007 50 0.015
硬 0.026 碳工钢 T8 退 火 0.0076
铜 T1, T2, T3 软 0.0019 冷 硬 0.0035
硬 0.0088 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 退 火 0.0044
黄 铜 H62 软 0.0033 冷 硬 0.018
半 硬 0.008
弹簧钢 65Mn 退 火 0.0076
硬 0.015 冷 硬 0.015
H68 软 0.0026 60Si2MnA 冷 硬 0.021
硬 0.0148
七﹑ 弯曲力计算
针对“v”型弯曲:
F弯 = 0.6kbtσb / (R + t ) (N) (公式4-8)
其中:
b――― 弯曲线长度 (mm)
t――― 材料厚度 (mm)
