冷冲裁

冲压工艺及模具设计李雷博士，教授Email:[e-mail]:132039801573.7冲压力及压力中心计算学习目标：了解冲压力与模具压力中心的概念，理解模具压力中心的计算方法，理解压力中心与冲床滑块中心重合的意义。教学要求：会根据不同的模具结构，计算总冲压力；能够使用力矩平衡原理，计算复杂工件或多凸模冲裁件的压力中心。3.7.1常用卸料、出件及压料零、部件（1）卸料板：指将包在凸模上的制件或废料从凸模上刮下来的零件。形式：刚性卸料板和弹压卸料板。1）刚性卸料板特点：能承受较大的卸料力，卸料可靠、安全；但操作不方便，生产效率不高。适用范围：料厚在0.5mm以上的材料，常用于单工序模，与凸模间的单边间隙一般：0.10.5mm。封闭式：适用于一般条料的冲裁。a）-卸料板与导料板一体b）-卸料板与导料板分开2）弹压卸料板特点：有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高，冲压前对毛坯有压紧作用，冲压后又使冲压件平稳卸料，从而制件较为平整；但卸料力较小，结构复杂，可靠性与安全性较差。适用范围：卸料力不是特别大的各种冲裁模。a）-向上卸料b）-向下卸料倒装式模具的弹压卸料板，方便调整卸料力；橡胶等弹性元件卸料板，用于简单冲裁模以弹压卸料板作为细长小凸模的导向，卸料板本身又以两个以上的小导柱导向，以免弹压卸料板产生水平摆动，从而保护小凸模不被折断。1-弹压卸料板2-弹性元件3-小凸模4-小导柱（2）出件装置：指将在凹模中的制件或废料从凹模口推出的装置。1）刚性推件装置特点：推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。2）弹性推件装置特点：冲压时能压住制件，制件质量较高，但弹出力有限。3）弹性顶件装置特点：冲压时能压住制件，制件质量较高，弹顶器弹力有限。3.7.2冲压力冲压力：指冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。（1）冲裁力：指凸、凹模使材料产生分离所需的力。计算公式：式中：F——冲裁力（N）；L——冲裁件周边长度（mm）；K——冲压系数，一般取K=1.3；K值与冲裁间隙、模具刃口锋利成度、压力机状况、模具润滑情况及模具设计安全系数等有关。t——材料厚度（mm）；τ——材料抗剪强度（MPa）。tLKF（2）卸料力（F卸）：指将箍在凸模上的材料卸下时所需的力。F卸=K卸F(N)式中：K卸——卸料力系数。（3）推料力（F推）：指将冲入凹模的制件或废料顺着冲裁方向从凹模洞口推出时所需的力。F推=nK推F(N)式中：K推——推料力系数；n—同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。（4）顶料力（F顶）：指将冲入凹模的制件或废料逆着冲裁方向从凹模刃口推出时所需的力。F顶=K顶F(N)式中：K顶——顶料力系数。（5）总冲压力（F∑）1）采用弹性卸料和上出料方式时：FΣ=F+F卸+F顶2）采用刚性卸料和下出料方式时：FΣ=F+F推3）采用弹性卸料和下出料方式时：FΣ=F+F卸+F推冲裁工艺及模具设计3.7.3降低冲裁力的措施冲裁高强度材料或厚料和外形尺寸大的工件时，需要的冲裁力较大。超过了所选设备的公称压力，就必须设法降低冲裁力。1)加热冲裁材料在加热状态下剪切强度大大下降，因而可以降低冲裁力。但材料加热后会产生氧化皮，还会产生变形，故此法只适用于厚板或工件表面质量及尺寸精度要求不高的工件。2)阶梯布置凸模冲裁在多凸模的冲裁中，将凸模做成不同长度，呈阶梯布置如图3-21，可使各个凸模冲裁力的最大值不同时出现。从而降低了总的冲裁力。凸模间的高度差按材料厚度确定：t＜3mm,h=t；t＞3mm,h=0.5t采用阶梯布置凸模时,应尽可能对称布置．同时应把小凸模做得短一些，大凸模做得长一些，这样可以避免小凸模由于材料流动的侧压力而产生倾斜或折断的现象。3)斜刃口冲裁平刃口冲裁时，整个刃口平面同时接触板料，而斜刃口冲裁时，由于刃口是倾斜的，冲裁时刃口不是同时切入，而是逐步冲切材料，这样相当于减小了冲切断面积。因而能降低冲裁力采用斜刃口冲裁时，为了获得平整的工件，落料时凸模应做成平刃口，把斜刃做在凹模上，如图3-22(a)、(b)、(c)。冲孔时应把凹模做成平刃口，把斜刃做在凸模上，如图3-22(d)、(e)、（f）。冲裁工艺及模具设计图3-21阶梯凸模冲裁工艺及模具设计图3-22斜刃冲裁的其他形式冲裁工艺及模具设计实际设计时可按下式计算：式中——斜刃冲裁力，N；——斜刃冲裁系数，见表2-7；P——平刃冲裁力，N。斜刃参数SSPKPSPP2.7.3模具压力中心的计算模具压力中心：指模具冲压力全力的作用点。要求：冲压时，其压力中心应与压力机滑块中心相重合。作用（1）以避免模具在工作中产生偏弯矩而发生歪斜，加速模具导向机构的不均匀；（2）保证凸凹模间隙的一致，从而保证制件质量和延长模具寿命。计算：1.简单形状的工件压力中心的计算1)对称形状的零件压力中心，位于刃口轮廓图形的几何中心上；3)等半径的圆弧段的压力中心，位于任意角2角平分线上，且距离圆心为x0的点上。式中—弧度2)直线段的压力中心位于直线段的中心；2.复杂形状冲裁件压力中心的计算计算步骤：1）选定坐标系；2）计算各轮廓的长度或冲压力；3）计算各轮廓或冲压力中心的坐标值；4）根据力矩原理计算压力中心。或nnnnnnlllylylylYlllxlxlxlX21221102122110nnnnnnFFFyFyFyFYFFFxFxFxFX21221102122110