冲压模具设计论文

南昌航空大学科技学院学士学位论文

能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。

τb的值查表2为τb=245Mpa 所以

P1=1.3KLtτ

=1.3×132×0.8×245/1000 =33.63（KN）

P2=1.3×12.87×0.8×245/1000 =3.3(KN)

计算总冲压力PZ：

PZ=P1+P2=33.63+3.3=36.93(KN) 根据计算，模具冲裁力为36.93KN。

弯曲力是指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的压力，是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关，理论分析方法很难精确计算，在实际生产中常按经验公式进行计算。

1）自由弯曲时的弯曲力公式

FVz?0.6KBt?br?t2V形弯曲件：式中：

FVz ； U形弯曲件：

FUz?0.7KBt?br?t2；

、FUz——自由弯曲力；B——弯曲件的宽度；t——弯曲件厚度；r——内——弯曲材料的抗拉强度；K——安全系数，一般取1.3。

圆弯曲半径；

?b2）、校正弯曲力公式

FJ?FqA

——校正力；

Fq式中：

FJ——单位面积上的校正力，Mpa，见表-3；A——弯曲件被

校正部分的投影面积，mm2。

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表-3 单位校正弯曲力 单位（MPa）

3）计算

本弯曲件弯曲部分，有3处V形弯曲。20F钢的σb=410MPa

FUz?0.7KBt?br?t2V形弯曲力：

0.5+0.8 =

0.7×1.3×(2.5+6+6)×0.8×0.8×410

=2663.6N 5.2.2 卸料力的计算

在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；一般按以下公式计算：

卸料力

F X=KXF 公式（5-5） FX=KXF

=0.055×36.93KN=2.03KN

（KX 、KD为卸料力系数，其值查表7可得）

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所以总冲压力

FZ=F+FX+FD

=36.93N+2.663KN+2.03N

=41.623KN

压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为J23—10。

表5-4 卸料力、推件力和顶件力系数

料厚t/mm ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 铝、铝合金 纯铜，黄铜 KX 0.06~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.025~0.08 0.02~0.06 KT 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 KD 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 钢 0.03~0.07 0.03~0.09 5.3 压力中心的确定

模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定：

1）.对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

2）.工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3）.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。

X0=（L1x1＋L2x2＋?Lnxn）/(L1＋L2＋?Ln) 公式（5-7） Y0=（L1y1＋L2y2＋??Lnyn ）/（L1＋L2＋?＋Ln）公式（5-8）

由于该工件在Y方向上高度对称，所以代入数据计算得：压力中心为（21.6，11）。

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5.4 模具刃口尺寸的计算

5.4.1 冲孔模中凸模的尺寸及制造精度

凸、凹模加工方法一般分为两种：凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具，制造简便，成本低廉。

采用配做法制模时，配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序，落料时先加工凹模，配做凸模；冲孔时先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度较低，特别是板料较薄时，基准件的公差值较大，而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易，而配做件加工较难。由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工，精度可达±0.01～0.02mm，而凸模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情况下，凹模型孔一般都能采用线切割方法一次加工出来。因此，对于常用的冲裁模，选择凹模为配做件，加工比较方便[5]。

选择凹模为配做件，对于冲孔，按前述方法计算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作图上进行标注。而对于落料，则需要将计算的凹模刃口尺寸换算为凸模刃口尺寸后，再进行标注，由先制凹模改为先制凸模。 凸、凹模间隙：

查《冲压工艺及模具设计》中表2.3,知

zmin=0.120mm,?=0.050mm，则

zmax=zmin+?=0.170mm 凹模按照冲孔凸模、落料凸模的实际尺寸进行配做，双边最小间隙为0.120mm，最大间隙不得超过0.170mm。

取中间值Z=0.15mm。

为保证冲出合格冲件。冲裁件精度IT10以上，X取1. 冲裁件精度IT11~IT13,X取0.75. 冲裁件精度IT14，X取0.5。由于本产品采用IT14级精度，所以X取0.5.

15.920-0.16 DA=( Dmax－△x) +0.020=(15.92－0.16×0.5) +0.020=15.84+0.020

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