五金常用公式及数据表

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/Z 271-86)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 斜度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用,模具壽命較低制件剪切面質量﹑尺寸精度要求一般時采用,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用,以利提高模具壽命二. 衝裁間隙選取(僅供參考) 見表4-2表4-2 衝裁間隙比值(單邊間隙) (單位:%t)分 類 依 據類 別Ⅰ Ⅱ Ⅲ 低碳鋼08F ﹑10F ﹑10﹑20﹑A3﹑B23.0~7.0 7.0~10.0 10.0~12.5 中碳鋼45不銹鋼1Cr18Ni9Ti 、4Cr13可伐合金4J293.5~8.0 8.0~11.0 11.0~15.0 高碳鋼T8A 、T10A 、65Mn8.0~12.012.0~15.015.0~18.0純鋁L 2、L 3、L 4、L 5 鋁合金(軟態)LF21 黃銅(軟態)H62紫銅(軟態)T 1、T 2、T 32.0~4.0 4,5~6.0 6.5~9.0(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下列因素:1.衝床﹑模具的精度及剛性.2.產品的斷面品質﹑尺寸精度及平整度.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﹑硬度及表面加工質量.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 ――安全系數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.中性層彎曲半徑R = r + x * t (mm) (公式4-5)其中:R―― 中性層彎曲半徑(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: 彎曲件展開尺寸與下列因素有關:1.彎曲成形方式.2.彎曲間隙.3.有無壓料.4.材料硬度﹑延伸率﹑厚度.5.根据實際狀況精確修正.五.材料最小彎曲半徑,見表4-5表4-5 最小彎曲半徑注:表列數据用于彎曲中心角≧90∘﹑斷面質量良好的情況. 六﹑彎曲回彈半徑及回彈角r 凸= r0 / ( 1 + K r0 / 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0.0012 磷青銅QSn65-0.1 硬0.015 冷硬0.0041鈹青銅Qbe2軟0.0064防銹鋁LF21退火0.0021 硬0.0265冷硬0.0054 鋁青銅QA15 硬0.0047 LF12 軟0.0024碳鋼08, 10, A2 0.0032硬鋁L Y11軟0.0064 20, A3 0.005硬0.0175 30, 35, A5 0.0068 L Y12軟0.007 50 0.015硬0.026碳工鋼T8退火0.0076銅T1, T2, T3 軟0.0019 冷硬0.0035 硬0.0088不銹鋼1Cr18Ni9Ti退火0.0044黃銅H62軟0.0033 冷硬0.018半硬0.008彈簧鋼65Mn退火0.0076 硬0.015 冷硬0.015 H68軟0.0026 60Si2MnA 冷硬0.021硬0.0148七﹑彎曲力計算針對“v”型彎曲:F彎= 0.6kbtσb/ (R + t ) (N) (公式4-8)其中:b――― 彎曲線長度(mm)t――― 材料厚度(mm)r――― 內側半徑(mm)σb―― 材料極限強度(N/mm2)k――― 安全糸數,一般k=1.3八﹑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)t/d×100 r1r/t d凸/D 1.5 1.0 0.6 0.3 0.11 4 12 5 15 6 18 7 20 8注: 1) 隨材料塑性高低,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, 可用插入法, 也可用偏大值.5)多次拉深首次形成凸緣時,為考慮多拉入材料,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/mm 2) 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/t 100 50 3520 15 10 8 6.5 5 3 1 球形凸模鑚后去毛刺 用沖孔模沖孔 0.70 0.75 0.60 0.65 0.520.57 0.45 0.52 0.40 0.48 0.36 0.45 0.33 0.44 0.31 0.43 0.30 0.42 0.25 0.42 0.20 — 圓柱形凸模鑚后去毛刺 用沖孔模沖孔 0.80 0.85 0.70 0.75 0.600.65 0.50 0.600.45 0.550.42 0.520.40 0.500.37 0.500.35 0.480.30 0.470.25 —表4-15 其它一些材料的翻邊系數退火的材料 翻 邊 系 數 KKmin白鐵皮 黃銅H62 ﹑t=0.5~6mm 鋁t=0.5~5mm硬 鋁 0.70 0.680.70 0.89 0.65 0.62 0.64 0.802. 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) 5.翻邊力F = 1.1tπtσs( D -d )σs ―― 材料屈服強度 (Mpa) 十一 設計連接器五金零件應注意的要點1.尺寸標注:1)尺寸標注在最顯要位置,直觀,不封閉;2)重要﹑關鍵尺寸直接標注,不能有累積公差;3)尺寸公差大小應綜合考慮功能及制造成本,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±0.5°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)標注應清楚明確,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)很穩定的尺寸, 如下料尺寸等可以不標.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,防止滾鍍表面刮傷;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)特殊零件,可采用多種工序組合方式,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)盡量采用雙側CarrierC)注意包裝時Carrier及零件是否變形D)連續電鍍的孔徑、孔距特殊要求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)盡量避免長懸臂或長槽E)零件平整度要求,一般為0.102)彎曲A)最小彎曲半徑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,也可采用如圖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)表面模痕不應有苛刻要求E)平面度一般可達0.10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.HOOK類,見圖8-22.抽引類,見圖8-33.外殼類,見圖8-4。