压力中心的计算

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基于catia的冲模冲裁压力中心自动计算方法

基于catia的冲模冲裁压力中心自动计算方法

基于catia的冲模冲裁压力中心自动计算方法
CATIA是一款功能强大的三维设计和制造软件,应用于各行各业,其中经常被用于冲模冲裁压力中心计算。

CATIA的自动计算方法可提升材料的利用率和工作效率,从而加快产品制作的效率,减少成本。

CATIA的冲模冲裁自动计算方法是基于一系列3D几何模型,通过运用各种几何模型、参数和测量工具,把相关参数写入数据库,实现冲模冲裁压力中心的自动计算。

整个过程作为一种数字化设计,对于重复性的工作,将减低人工的时间投入,降低技术成本。

在CATIA的冲模冲裁自动计算中,只有准确的几何模型,才能获得最佳的计算结果。

首先,应该设计一套准确的三维模型,构建有效的结构模型,运用CATIA的制图工具,绘制足够精确、足够简便的模型,易于计算,且符合工程要求。

其次,应当在CATIA中运用功能强大的数学和测量工具,进行定量分析,以确定精确的压力中心点位置。

最后,把冲模冲裁的计算结果录入CATIA的数据库,用于后续的冲模冲裁制造。

CATIA的冲模冲裁自动计算方法,可大大提高制造效率,节省人工时间成本,为企业的技术发展和改良提供了强有力的支撑。

因此,CATIA的冲模冲裁自动计算方法,已经成为中国企业制造生产的重要依托。

冲压模压力中心的计算方法

冲压模压力中心的计算方法

冲压模压力中心的计算方法1.几何形状的测量:首先需要对冲压模具进行几何形状的测量。

可以使用光学投影仪、三坐标测量仪或其他测量设备进行测量。

测量的结果可以得到模具的截面形状。

2.模板刚度计算:根据冲压模板的几何形状,可以计算出模板的刚度。

可以使用弹性理论或有限元分析方法进行计算。

3.受力分析:根据冲压模板的几何形状和受力情况,可以进行受力分析。

受力分析可以得到模板在不同部位的受力情况,包括轴向力、剪切力和弯曲力等。

4.平衡点计算:根据受力分析结果,可以确定模板的平衡点。

平衡点是模板受力分布的中心位置。

可以通过数学公式或计算方法来计算平衡点的位置。

5.压力中心的计算:根据模板的几何形状和平衡点的位置,可以计算出压力中心的位置。

压力中心是模板受力分布的重心位置,也是压力的集中点。

1.重心法:根据模板的几何形状,将模板分为若干个小面元,计算每个小面元的重心位置,然后根据面元的面积和重心位置的加权平均值计算出压力中心的位置。

重心法计算方法简单,适用于简单模板的情况。

2.数学模型法:根据冲压模具的几何形状和材料属性,建立数学模型,通过求解模型的解析解或数值解,得到压力中心的位置。

数学模型法计算方法较为精确,适用于复杂模板的情况。

3.有限元法:利用有限元分析软件对冲压模具进行建模,并进行力学分析,得到模具受力的结果。

根据受力结果,可以计算出压力中心的位置。

有限元法计算方法准确度较高,适用于复杂结构的模板。

需要注意的是,冲压模压力中心的计算方法需要考虑模板的几何形状、材料性质、受力情况等因素。

在实际计算过程中,可以根据具体情况选择合适的计算方法,并结合实验验证来提高计算精度。

此外,冲压模压力中心的计算方法也可以应用于其他领域,如机械设计、材料力学等。

压力中心的计算

压力中心的计算
代入公式,得 X0=(L1X1+ L2X2+…+L8X8)/(L1+
L2+…+L8) =-6.37mm Y0=(L1Y1+ L2Y2+…+L8Y8)/(L1+
L2+…+L8)=-6.52mm
冷冲模具设计
计算法依据的原理 平行力系合力作用点的方法,即合力对于一个坐 标轴的力矩等于各分力对该轴力矩之和。
计算法求压力中心的步骤如下:
① 按比例画出工件(即凸模横断面)的轮廓形 状。
② 在其轮廓外(或内)任意处,作坐标轴X-Y。
③ 把图形轮廓线分成几部分,计算各段长度
L1,…,Ln,求各部分重心位置的坐标(X1, Y1)、(X2,Y2)、…、(Xn,Yn)。
冷冲模具设计
压力中心的计算
冲裁力合力作用点称为压力中心。对称形状的
工件,其压力中心图2.19 对称工件的压力中心
复杂形状功件或多凸模冲裁的压力中心可用计算 法和作图法求得
用作图法求压力中心比较省事,特别对形状复杂 或多凸模的情况尤其显著,但准确度不高。
式中
X0、Y0——为压力中心分别到X、Y轴的距离; P1,…,Pn——各段轮廓的冲裁力; L1,…,Ln——各段轮廓的长度; X1,…,Xn——各段轮廓压力中心到Y轴的距离; Y1,…,Yn——各段轮廓压力中心到X轴的距离。
冲裁轮廓多数由线段和圆弧组成,线段的重心即 线段中心
圆弧的重心按下式计算:
Xr=R弦长/弧长
式中 Xr——圆弧重心与圆心距离; R——圆弧半径。 对于多凸模的模具,可以先确定凸模的压力中
心,然后按上述原理求模具压力中心。
例2.4 计 算 图 2.20 所 示 落料刃口的压力 中心位置。

流体静力称衡法实验报告 -回复

流体静力称衡法实验报告 -回复

流体静力称衡法实验报告-回复掌握流体静力的基本原理和公式,了解流体压力、压力中心的求法,学习使用静力称衡法测定物体的密度。

实验仪器:实验箱、静压传感器、波式量程显示器、砝码、密度试样等。

实验原理:1. 流体的静压力:流体在静止状态下会产生压力,称为静压力。

静压力的大小和受力面积有关,也与流体的密度、深度(液面上方的液体高度)和重力加速度有关,可以由以下公式计算得到:P = ρgh其中,P为静压力,ρ为流体的密度,g为重力加速度,h为液体的高度(即液面上方的高度)。

2. 压力与压力中心:当一个物体浸入流体中时,流体的静压力会对物体产生作用,产生作用的力矢量方向垂直于物体表面,且力的大小与作用面积成正比,即:F = P∫dA其中,F为作用在物体表面上的力,P为流体在液面上方某一点上的压力,dA 为表面元素。

对于一个平面面积,压力中心位于其重心,对于人工绘制的图形需要求出其重心。

实验过程:1. 开启仪器电源,待波式量程显示器稳定后进行调零。

2. 将实验箱中的密度试样置于实验箱底盘上居中位置,并记录下其质量m。

3. 移动实验箱底部的螺钉,使得实验箱底部压力传感器读数为0,即调整物体处于一定的高度,使得底部压力传感器承受物体受力,且重量无任何对底部压力传感器的影响。

4. 移动实验箱液面上方的小白板,使其位于液面上方,观察静力传感器读数,记录下其值P1。

5. 移动实验箱液面下方的小白板,使其位于液面下方,观察静力传感器读数,记录下其值P2。

6. 计算出液体高度h,然后根据公式P = ρgh,计算出液体的密度ρ。

7. 计算出密度试样体积V,然后根据公式ρ= m/V,计算出密度试样的密度ρ0。

8. 重复以上步骤3-7的测量,以获得更准确的数据。

实验结果:实验得到的数据为:物体的质量m = 50g液面高度h = 10cm静压力P1 = 10kPa静压力P2 = 15kPa试样体积V = 20cm³计算得到液体密度ρ= 500kg/m³,密度试样密度ρ0 = 2.5g/cm³。

冲裁力和压力中心的计算

冲裁力和压力中心的计算
卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的。所以在选择设备的公称压力或设计冲模时,应分别予以考虑。影响这些力的因素较多,主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确地计算这些力是困难的,生产中常用下列经验公式计算:ﻫ卸料力 (2.6.3)
式中F——冲裁力;ﻫL——冲裁周边长度;ﻫt——材料厚度;
——材料抗剪强度;ﻫK——系数。ﻫ系数K是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取K=1.3。ﻫ为计算简便,也可按下式估算冲裁力:
(2.6.2)
式中 ——材料的抗拉强度。
压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz。Fz的计算应根据不同的模具结构分别对待,即ﻫ采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时
(2.6.6)ﻫ采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时ﻫ (2.6.7)
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时
(2.6.8)
为实现小设备冲裁大工件,或使冲裁过程平稳以减少压力机振动,常用下列方法来降低冲裁力。
图2.6.1
推件力 (2.6.4)ﻫ顶件力 (2.6.5)ﻫ式中F——冲裁力;图2.6.1卸料力推件力和顶件力ﻫ ——卸料力、推件力、顶件力系数,见表2.6.1;ﻫn——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。ﻫ ﻫ式中h——凹模洞口的直刃壁高度;
t——板料厚度。
注:卸料力系数Kx,在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。
在冲裁结束时,由于材料的弹性回复(包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复)及摩擦的存在,将使冲落部分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,必须将箍在凸模上的料卸下,将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力;将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力;逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力,如图2.6.1所示。

压力中心计算.

压力中心计算.

其他金属材料成型技术课程
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
复杂形状零件模具压力中心的计 算原理与多凸模冲裁压力中心的计 算原理相同,其具体步骤如下: (1)在刃口轮廓内、外任意 处,建立坐标系。使坐标轴尽可能 多的通过基本要素的压力中心,这 样可使计算简化。
复杂形状零件冲裁时 的压力中心
其他金属材料成型技术课程
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多凸模冲裁时 压力中心的计算
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(3)分别计算凸模刃口轮廓的压力中心及坐标位置 和 ;
(4)分别计算每一个凸模刃口轮廓的周长 (5)根据力学定理,各分力对某轴力矩之和等于某 合力对同轴之矩,则可得压力中心坐标计算公式。
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多凸模冲裁时 压力中心的计算
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3.复杂形状零件冲裁时的压力中心
建立坐标系 将刃口轮廓 拆分成直线 和圆弧
1 5
代入公式 求解 确定每段直 线或圆弧的 压力中心位 置(计算横 纵坐标)
2 4 3
求解每段直线或圆 弧的长度
冲裁生产中,必须使压力中心通过压力机滑块的中心 线,否则,会产生偏心载荷,形成弯矩,使得模具歪斜, 加速模具磨损,甚至会造成啃刃或设备、人身事故。
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二、压力中心的计算方法
1.简单几何形状零件冲裁时的压力中心
对称件
一切对称冲裁件 的压力中心,均 位于冲件轮廓图 形的几何中心。
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3-3 冲裁工艺计算

3-3 冲裁工艺计算

每条条料的长度为1420,可冲出工件数目为:(1420-2)÷42=33(件),余
34mm的料尾。
所以:钢板整体材料利用率为: NA 100% 14 331257 100% 57.6%
BS
1420 710
3、废料多少的排样方式
根据材料的利用情况,排样方式分为: 有废排样、少废排样、无废排样。
故条料宽度: B0 (D 2a)0
D ——制件尺寸 a ——条料搭边 △——裁板误差
导料板内不带侧压装置
B0 (D 2a e)0
导料板之间的距离为: A B e
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
条料宽度的单向极限偏差Δ
条料与导料板间隙e(单位:mm)
冲压工艺与模具设计
(2)侧刃定位时条料宽度 侧刃一般用于级进冲压,常与导正销配合使用。
B0 (L 2a'nb)0 (L 1.5a nb)0
a' 0.75a
冲压工艺与模具设计
10、排样图的绘制
一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距S、工件间搭边和侧搭边。 排样图通常画在总装配图右上角 。一般使用二维CAD或三维软件绘制。
单工序冲压排样图 复合冲压排样图
级进冲压排样图
冲压工艺与模具设计
有时可用下式简便估算冲裁力: F Lt b
冲压工艺与模具设计
例题2:冲制如图所示工件,已知材料为Q235,抗剪切强度为310MPa,板料厚度为
2mm。采用平刃口模具冲裁,试分别计算两种排样方式下所需的冲裁力。
解:1)有废料排样时,沿工件的整体轮廓进行冲裁。
L 40 20 2 (40 20) (35 20) 10 161.4mm
冲压工艺与模具设计
6、减少排样废料,提高材料利用率的方法

冲裁力和压力中心的计算

冲裁力和压力中心的计算

冲裁力和压力中心的计算2.4.1冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。

压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁的需求。

普通平刃冲裁模,其冲裁力 P一般可按下式计算:F P=KptLτ式中τ——材料抗剪强度,见附表 (MPa);L——冲裁周边总长(mm);t——材料厚度(mm)系数 Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙之波动(数值的变化或分布不均)、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数,一般取 13。

当查不到抗剪强度τ时,可用抗拉强度σ b代替τ,而取K p=1的近似计算法计算。

当上模完成一次冲裁后,冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内,模面上的材料因弹性收缩而紧箍在凸模上。

为了使冲裁工作继续进行,必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。

从凸模上刮下材料所需的力,称为卸料力;从凹模内向下推出制件或废料所需的力,称为推料力;从凹模内向上顶出制件需的力,称为顶件力 (图2.4.1)。

影响卸料力、推料力和顶件力的因素很多,要精确地计算是困难的。

在实际生产中常采用经验公式计算:卸料力FQ=KFPN( 2.4.2)推料力FQ1=nK1FP( 2.4.3)顶件力FQ2=K2FP( 2.4.4 )图 2.4.1 工艺力示意图式中 P——冲裁力(N);K——卸料力系数,其值为~(薄料取大值,厚料取小值);K1——推料力系数,其值为~(薄料取大值,厚料取小值);K2——顶件力系数,其值为~(薄料取大值,厚料取小值);n——梗塞在凹模内的制件或废料数量(n=h/t);h——直刃口部分的高(mm);t——材料厚度(mm)。

卸料力和顶件力还是设计卸料装置和弹顶装置中弹性元件的依据。

2.4.2 压力机公称压力的选取冲裁时,压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。

采用弹压卸料装置和下出件的模具时:F P总=FP+FQ+FQ1 (2.4.5)采用弹压卸料装置和上出件的模具时:F P总=FP+FQ+Q2 (2.4.6)采用刚性卸料装置和下出件模具时:F P总=FP+FQ1 (2.4.7)2.4.3 降低冲裁力的措施在冲压高强度材料、厚料和大尺寸冲压件时,需要的冲裁力较大,生产现场压力机的吨位不足时,为不影响生产,可采用一些有效措施降低冲裁力。

流体力学主要公式及方程式

流体力学主要公式及方程式

《流体力学与流体机械》(上)主要公式及方程式1.流体的体积压缩系数计算式:pp V V d d 1d d 1p ρρβ=-= 流体的体积弹性系数计算式:ρρd d d d pV p VE =-= 流体的体积膨胀系数计算式:TT V V d d 1d d 1T ρρβ-==2.等压条件下气体密度与温度的关系式:t βρρ+=10t , 其中2731=β。

3.牛顿内摩擦定律公式:y u AT d d μ±= 或 yuA T d d μτ±== 恩氏粘度与运动粘度的转换式:410)0631.00731.0(-⨯-=EE ν 4.欧拉平衡微分方程式: ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=∂∂-=∂∂-=∂∂-010101z p f y p f x pf z y x ρρρ 和 ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=∂∂-=∂∂-=∂∂-010101z pf r p f r p f z r ρθρρθ 欧拉平衡微分方程的全微分式: )d d d (d z f y f x f p z y x ++=ρ )d d d (d z f r f r f p z r ++=θρθ 5.等压面微分方程式: 0d d d =++z f y f x f z y x0d d d =++z f r f r f z r θθ6.流体静力学基本方程式:C z p=+γ或2211z p z p +=+γγ或2211z g p z g p ρρ+=+相对于大气时:Cz g p a m =-+)(ρρ 或2211)()(z g p z g p a m a m ρρρρ-+=-+7.水静力学基本方程式:h p p γ+=0,其中0p 为自由液面上的压力。

8.水平等加速运动液体静压力分布式:)(0gz ax p p +-=ρ;等压面方程式:C z g ax =+;自由液面方程式:0=+z g ax 。

注意:p 0为自由液面上的压力。

9.等角速度旋转液体静压力分布式:)2(220z gr p p -+=ωγ;等压面方程式:C z g r =-222ω;自由液面方程式:0222=-z g r ω。

基于UG的冲裁模具压力中心的求解

基于UG的冲裁模具压力中心的求解

1 前 言

广— _ _ ] j
l I

图I 开式 狰裁示意固
2 冲裁力中心传统 的求解 方法
冲 裁 力 中 心 传 统 的求 解 方 法 有 两 大 类 , 其 一 是 所 谓 计 算 解 析 法 , 另 外 , 则 是 图 解 计
作者 简介:袁根 华 ,男,1 6 年 出生 ,高级工 程师 .广东 工业 93 大学 在职硕上研究生 。主 要研 究方向为模具 设计与制 造。
s he a i a hod. c m tc m t For c m p e o ou s The e i a k o fi i nc nd pr c s o By u s d U G , e s r e e o l x c nt r , r s l c f e c e y a e i i n. a e pr s u e c nt r w a i pl a c l t d w ih h g r c son. ssm y c l u a e t i h p e ii K e or :s a pi i , e s r e e ,s uton m a hod, G yw ds t m ng d e pr s u e c nt r ol i t U
( ) 图3 为 任 意 梯 形 , 按 3 c
图 示 作 图 法 求 解 压 力 中心 。
( )将 工 件 轮 廓 分 成 若 干 段 的 直线 与 圆 2 弧 ,按 开 式 冲 裁 的 冲 裁 力 中 心 计 算 方 法
分 别求 出 各 段 直 线 与 圆弧 的压 力 中 心 坐 标 与线 段 的 长 度 ( 由于 冲 裁 力 与 冲 裁 长 度 成正 比 ,因 而 可 以 以线 段 长 度 代 替

冲压力及压力中心的计算

冲压力及压力中心的计算

冲压力及压力中心的计算1.冲压力的计算根据冲压力的计算公式F=KLtτb,查表可得τb= 460,K=1.3,t=0.8,L1=283.41 L2=10.05.冲孔时:F冲=4×(1.3×10.05×0.8×460)N=20092.8N≈20.09KN落料时:F落=1.3×283.41×0.8×460N=135583.344N≈135.58KNF冲裁力=F冲+F落=155.67KNF卸=K X F=0.04×155.67KN=6.23KNF总冲压力=F冲裁力+F卸≈161.9KN初选压力机,此处初步选择开式固定台压力机,其型号为JA21-35,具体参数见《冲压模具设计与制造》第一章第三节表1-6。

2.压力中心的计算如上图所示,以冲压件的左下角建立直角坐标系,计算出每一段线段及圆弧的长度,标出每一段线段及圆弧的压力中心的坐标,列入下表。

线段符号长度线段或圆弧压力中心的坐标L150 (0,25)L260 (30,50)L350 (60,25)L4 6 (57,0)L526 (54,13)L615.7 (51.071,33.071)L728 (30,36)L815.7 (8.929,33.071)L926 (6,13)L10 6 (3,0)L1110.05 (3,6).L1210.05 (3,29)L1310.05 (57,29)L1410.05 (57.6)依据压力中心的计算公式x0=(L1x1+L2x2+…+L14x14)/(L1+L2…+L14 )y0=(L1y1+L2y2+…+L14y14)/(L1+L2…+L14 ) 把上表中的数值代人上述公式可得:x0=30,y0=34.48即冲压件的压力中心坐标为(30,34.48)。

刹车片冲压模具设计

刹车片冲压模具设计

前言模具在产品制造过程中占据重要地位。

模具设计水平的高低,在很大程度上决定了生产率的高低。

有效的模具设计可以降低资源调整次数和调整时间,为生产计划与调度提供更大的优化空间,以达到提高生产效率的目的。

模具设计是工装系统的重要组成部分,它影响着产品生产的效率和质量。

对模具设计进行深入的研究有着重要意义。

模具行业是工业的基础行业,工业的各个领域都广泛地使用模具。

在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,60%一8%0的零部件都要依靠模具成形。

用模具生产零件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。

模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。

模具生产技术水平的高低,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力,并且己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。

模具作为工业生产的基础工艺装备,在国民经济中占有重要的地位。

近10年来,模具CAD技术发展很快,应用范围日益扩大。

模具CAD技术给模具的设计和制造提供了一个高效、经济而且快速的方法,大幅度地提高了模具的质量,缩短了模具的设计和制造周期,降低了模具成本。

目前国内外己经有许多模具CAD系统,这些系统虽然具有较强的分析计算能力与图形处理能力,可以提供交互式设计。

但是在这些系统中,模具设计过程主要采用人机交互方式进行,大多数的设计是依靠操作者的设计经验,计算机只是进行一些规则匹配以及计算工作,而对于前人成功设计的模具不能有效的利用,造成模具设计周期很长,成本较高,开发效率很低。

基于实例推理技术(Case一basdeReasoning,CBR)的模具设计可以使设计者利用以往的设计经验,通过组合、修改以往的设计方案来构造新的设计方案;同时在现实生产中,己积累有许多模具零件的类型以及装配关系完全相同的模具族,可以成为新设计的基础。

CRB技术抛弃了以往对抽象的知识规则的构建和演算操作,直接借助己有实例来解决问题,通过对旧实例的证实和修正来达到对新模具的设计。

冲压工艺与模具设计课件 3.6 冲裁工艺及压力中心的计算

冲压工艺与模具设计课件 3.6 冲裁工艺及压力中心的计算

湖南工业大学 机械工程学院
第三章 冲裁工艺与模具设计
3.6.1 冲裁工艺力的计算
2. 冲裁方式 冲裁方式:冲裁时出件、卸料及废料的排除形式构成冲裁方式。基本 的冲裁方式有固定卸料顺出件、弹压卸料顺出件、弹压卸 料逆出件三种。
a)固定卸料顺出件
图3-24 冲裁方式 b)弹压卸料顺出件
c)弹压卸料逆出件
湖南工业大学
冷冲压工艺与模具设计
湖南工业大学 胡成武
湖南工业大学 机械工程学院
第三章 冲裁工艺与模具设计
3.6 冲裁工艺及压力中心的计算
3.6.1 冲裁工艺力的计算 3.6.2 压力机标称压力的确定 3.6.3 降低冲裁力的措施 3.6.4 模具压力中心的确定
湖南工业大学 机械工程学院
第三章 冲裁工艺与模具设计
1. 加热冲裁 俗称“红冲”,因为钢在加热状态时的抗剪强度降低许多, 因此加热冲裁可以大大地降低冲裁力。
2. 阶梯冲裁 在多凸模冲裁时,将凸模做成不同 高度,使各凸模冲裁力的峰值不同时 出现,结构如图3-25所示
阶梯高度的确定: 当t<3mm 时H=t;t>3mm时,H=0.5t
图3-25 阶梯凸模
湖南工业大学 机械工程学院
第三章 冲裁工艺与模具设计
3.6.3 降低冲裁力的措施
3. 斜刃冲裁 将刃口平面做成与其轴线倾斜成一定角度的斜刃,因冲裁
时刃口不是同时切入材料,所以可以显著降低冲裁力。
图3-26 各种斜刃的形式
湖南工业大学 机械工程学院
第三章 冲裁工艺与模具设计
3.6.3 降低冲裁力的措施
i1 n
Li
i1
式 (3-25)
n
y0
L1 y1 L2 y2 Ln yn L1 L2 Ln

冲裁力计算

冲裁力计算

冲裁力计算一、冲压力:冲压力是指在冲裁时,压力机应具有的最小压力。

P冲压=P冲裁+P卸料+P推料(P顶件)冲压力是选择冲床吨位,进行模具强度。

刚度校核依据。

1、冲裁力:冲裁力及其影响周素:使板料分离的力称作冲裁力.影响冲裁力的主要因素:A.材料的抗剪强度。

B.材料的厚度,C.冲裁件的轮郭周长。

D.冲裁间隙。

E.刃口的锐利程度。

F.冲裁速度及润滑情况。

2.冲裁力计算:P冲=Ltσb其中:P冲裁-冲裁力L-冲裁件周边长度t-板料厚度σb-材料强度极限(不锈钢55kg/mmmm,热轧板35kg/mmmm,冷轧板30 kg/mmmm3、卸料力:把工件或废料从凸模上卸下的力P x=K x P冲其中K x-卸料力系数(0.02-0.06)=K t P n4、推件力:将工件或废料顺着冲裁方向从凹模内推出的力P tK t-推件力系数(0.03-0.07) n-留于凹模洞口内的件数5、顶件力:顶件力P d--将工件或废料的从凹模洞口逆着冲裁方向项出所需的力。

P x=K x PP t=K t P nP d=K d P其中:P x、P t、P d--分别为卸料力、推件力和顶件力。

K x,K t,K d(0.04-0.08)分别是上述三种力的修正系数,P——冲裁力;n——查正表卡在凹模洞口内的件数,锥形出口无工件卡住,故P t=0,不计算推件力。

6、总的冲压力选择压力机吨位时,冲压力计算要根据冲模的具体结构考虑其计算方法。

1)刚性卸料装置自然落料方式:P z=P+P t=P+K t P n2)主要性卸料的和主要性顶料装置:P z=P+P a+P d=P+K x P+K z P3)主要性缺卸装置自然落料方式:P z=P+P x+P t=P+K x P+K t P nP z——总的部裁力即是压力机就给的最小压力.二、压力中心1、压力中心概念,冲裁力合力的作用点称模具的压力中心。

冲裁件的压中心与冲裁件的重心不同,它是指冲裁力合力的作用中心与冲裁力的大小及作用位置有关。

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压力中心的计算
录入: 151zqh 来源: 日期: 2006-4-7,12:25
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,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。

否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,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用解析计算法求出冲模压力中心。

解析法的计算依据是:各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。

求出合力作用点的座标位置 O 0(x 0,y 0),即为所求模具的压力中心(图2)。

图 2 解析法求压力中心
计算公式为:
因冲裁力与冲裁周边长度成正比,所以式中的各冲裁力 P1、P2、P3……P n,可分别用各冲裁周边长度 L1、L2、L3……Ln代替,即:
冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力,它是随凸模进人材料的深度(凸模行程)而变化的,如图2.2.3所示。

通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值,它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。

用普通平刃口模具冲裁时,其冲裁力F一般按下式计算:
式中 F——冲裁力;
L——冲裁周边长度;
t——材料厚度;
——材料抗剪强度;
K——系数。

系数K是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。

一般取K=1.3。

为计算简便,也可按下式估算冲裁力:
(2.6.2) 式中——材料的抗拉强度。

在冲裁结束时,由于材料的弹性回复(包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复)及摩擦的存在,将使冲落部分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,必须将箍在凸模上的料卸下,将卡在凹模内的料推出。

从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力;将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力;逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力,如图2.6.1所示。

卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶
件装置传递的。

所以在选择设备的公称压力或设计冲模时,应分别
予以考虑。

影响这些力的因素较多,主要有材料的力学性能、材料
的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件
的形状和尺寸等。

所以要准确地计算这些力是困难的,生产中常用
下列经验公式计算:
卸料力 (2.6.3)
图2.6.1
推件力 (2.6.4)
顶件力 (2.6.5)
式中 F——冲裁力;图2.6.1 卸料力推件力和顶件力
——卸料力、推件力、顶件力系数,见表2.6.1;
n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。

式中 h——凹模洞口的直刃壁高度;
t——板料厚度。

注:卸料力系数Kx,在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。

压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz。

Fz的计算应根据不同的模具结构分别对待,即
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时
(2.6.6)
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时
(2.6.7)
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时
(2.6.8)
为实现小设备冲裁大工件,或使冲裁过程平
稳以减少压力机振动,常用下列方法来降低冲裁
力。

1.阶梯凸模冲裁
在多凸模的冲模中,将凸模设计成不同长度,
使工作端面呈阶梯式布置,如图2.6.2所示,这样,
各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现,从而达到降
低冲裁力的目的。

图2.6.2 凸模的阶梯布置法在几个凸模直径相差较大,相距又很近的情况下,为能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生折断或倾斜现象,应该采用阶梯布置,即将小凸模做短一些。

凸模间的高度差H与板料厚度t有关,
即 t<3mm H=t
t>3mm H=0.5t
阶梯凸模冲裁的冲裁力,一般只按产生最大冲裁力的那一个阶梯进行计算。

2.斜刃冲裁
用平刃口模具冲裁时,沿刃口整个周边同时冲切材料,故冲裁力较大。

若将凸模(或凹模)刃口平面做成与其轴线倾斜一个角度的斜刃,则冲裁时刃口就不是全部同时切人,而是逐步地将材料切离,这样就相当于把冲裁件整个周边长分成若干小段进行剪切分离,因而能显著降低冲裁力。

斜刃冲裁时,会使板料产生弯曲。

因而,斜刃配置的原则是:必须保证工件平整,只允许废料发生弯曲变形。

因此,落料时凸模应为平刃,将凹模作成斜刃,如图2.6.3a、b所示。

冲孔时则凹模应为平刃,凸模为斜刃,如图2.6.3c、d、e所示。

斜刃还应当对称布置,以免冲裁时模具承受单向侧压力而发生偏移,啃伤刃口,如图2.6.3a~e所示。

向一边斜的斜刃,只能用于切舌或切开,如图2.6.3f所示。

斜刃冲模虽有降低冲裁力使冲裁过程平稳的优点,但模具制造复杂,刃口易磨损,修磨困难,冲件不够平整,且不适于冲裁外形复杂的冲件,因此在一般情况下尽量不用,只用于大型冲件或厚板的冲裁。

最后应当指出,采用斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁时,虽然减低了冲裁力,但凸模进入凹模较深,冲裁行程增加,因此这些模具省力而不省功。

a)、b)落料用 c)、d)、e)冲孔用 f)切舌用
图2.6.3 各种斜刃的形式
3.加热冲裁(红冲)
金属在常温时其抗剪强度是一定的,但是,当金属材料加热到一定的温度之后,其抗剪强度显著降低,所以加热冲裁能降低了冲裁力。

但加热冲裁易破坏工件表面质量,同时会产生热变形,精度低,因此应用比较少。

模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。

为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。

否则,冲压时滑块就会承受偏心载荷,导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。

在实际生产中,可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊,从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合的情况,这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。

1.简单几何图形压力中心的位置
(1)对称冲件的压力中心,位于冲件轮廓图形的几何
中心上。

(2)冲裁直线段时,其压力中心位于直线段的中心。

(3)冲裁圆弧线段时,其压力中心的位置,如图2.6.4,
按下式计算:
式中:b——弧长。

图2.6.4其他符号意义见图。

2.确定多凸模模具的压力中心 确定多凸模模具的压力中心,是将各凸模的压力中心确定后,再计算模具的压力中心(见图2.6.5)。

计算其压力中心的步骤如下:
(1)按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置。

(2)在任意位置画出坐标轴线x ,y 。

坐标轴位置选择适当可使计算简化。

在选择坐标轴位置时,应尽量把坐标原点取在某一刃口轮廓的压力中心,或使坐标轴线尽量多的通过凸模刃口轮廓的压力中心,坐标原点最好是几个凸模刃口轮廓压力中心的对称中心。

(3)分别计算凸模刃口轮廓的压力中心及坐标位置

(4
)分别计算凸模刃口轮廓的冲裁力
或每一个凸模刃口轮廓的
周长。

(5)对于平行力系,冲裁力的合力等于各力的
代数和。


图2.6.5 (6)根据力学定理,合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之代数和,则可得压力中心坐标( )计算公式。

(2.6.10)
(2.6.11)
因为冲裁力与周边长度成正比,所以式中个冲裁力可分别用冲裁周边长度
(2.6.12)
(2.6.13)
3.复杂形状零件模具压力中心的确定
复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同(见图
2.6.6)。

其具体步骤如下:
(1)选定坐标轴x和y。

(2)将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段,求出各线段长度
(3)确定各线段的重心位置和.
(4)然后按公式(2.6.13)、(2.6.14)算出压力中心的坐标.
图2.6.6
冲裁模压力中心的确定,除上述的解析法外,还可以用作图法和悬挂法。

但因作图法精确度不高,方法也不简单,因此在应用中受到一定限制。

悬挂法的理论根据是:用匀质金属丝代替均布于冲裁件轮廓的冲裁力,该模拟件的重心就是冲裁的压力中心。

具体作法是:用匀质细金属丝沿冲裁轮廓弯制成模拟件,然后用缝纫线将模拟件悬吊起来。

并从吊点作铅垂线;再取模拟件的另一点,以同样的方法作另一铅垂线,两垂
线的交点即为压力中心。

悬挂法多用于确定复杂零件的模具压力中心。

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