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1、,冲压力及压力中心计算,院系:云南农业大学工程学院 主讲:张上游,第三章第五节,冲压力,冲压力及压力中心计算1,3.5,冲压力 ：是使材料在冲裁工序中完成其分离所必需的作用力和其他附加力的总称。,计算冲压力的目的：是为了合理的选用压力机和为设计模具提供重要依据。,冲压力及压力中心计算2,冲裁力： 冲裁过程中凸、凹模对板料施加的压力。,用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：,F 冲裁力(N)； L 冲裁周边长度(mm)； t 材料厚度(mm)；, 材料抗剪强度（MPa）；,F = L t,冲压力及压力中心计算3,F = L t,冲裁力,推件力,顶件力,从凸模上卸下箍着的料所需要的力。,
2、将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。,逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。,F总F + F卸 + F推 + F顶,冲压力及压力中心计算4,冲裁时冲压设备的选择,压力机的公称压力必须大于或等于冲裁工艺力的总和 F总 ：,F总F冲裁 + F卸 + F推 + F顶,一般情况：F 压力机 1.3F总,F 压力机 F总,如果冲裁过程同时存在 卸料力、推件力、顶件力， 则总的冲裁工艺冲压力为：,冲压力及压力中心计算4,F总F + F卸 + F推,采用弹性卸料装置和下出料方式时：,采用弹性卸料装置 和上出料方式时：,采用刚性卸料装置和下出料方式时：,F总F + F卸 + F顶,F总F + F推,冲
3、压过程同时存在卸料力、推件力、顶件力，则总冲压力为：,F总F + F卸 + F推 + F顶,冲压力及压力中心计算5,阶梯冲裁,斜刃冲裁,分部冲裁,加热冲裁,减少冲裁力的措施,阶梯冲裁,斜刃冲裁,落料： 凹模为斜刃， 凸模为平刃。,冲孔： 凸模为斜刃， 凹模为平刃,冲压力及压力中心计算6,3.5.3 压力中心计算,目的：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。,模具的压力中心必须 与冲压力合力的作用点重合,冲压力及压力中心计算6,3.5.3 压力中心计算,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
4、中心。 3 ）冲裁圆弧线段时， 压力中心的位置，按下式计算：,X0,1 简单几何图形压力中心的确定,冲压力及压力中心计算7,2.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方法有：,解析法的原理是理论力学，求平行力系合力作用点的方法。,3.解析法,2.悬挂法,1.作图法,冲压力及压力中心计算8,3.多凸模模具压力中心的确定,确定多凸模模具的压力中心 1.将各凸模的压力中心确定。 2.再计算模具的压力中心。,多凸模冲裁压力中心的计算原理与复杂形状零件模具压力中心的计算原理相同。,院系:云南农业大学工程学院 主讲:张上游,第三章第六节,冲 裁 件 的 工 艺 性,冲裁件的工艺性1
5、,冲裁工艺性好 是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。,冲裁件的结构形状,冲裁件的尺寸大小,冲裁件的精度等级,冲裁件的工艺性分析,通过冲裁件工艺分析:了解冲裁件的工艺性以便 确定冲裁工艺方案。,冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。,冲裁件的工艺性2,3.6.1冲裁件的公差等级和断面粗糙度,1） 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级 一般要求落料件公差等级最好低于IT10级 一般要求冲孔件最好低于IT9级,2） 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲裁模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度R
6、a一般可达12.53.2m。,冲裁件的工艺性3,3.6.2冲裁件的结构形状和尺寸精度,2.冲裁件内形及外形的转角处，避免尖角，应采用圆弧过渡。,1.冲裁件的形状尽可能简单、对称、规则。,3. 在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与制件直壁应保持一定的距离。,冲裁件的工艺性4,3.6.2冲裁件的结构形状和尺寸精度（续）,4.冲裁件的孔间距与孔边距不能太小。,5. 冲裁件上应避免有凸出的悬臂和凹槽。,6.孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。,冲裁件的工艺性5,3.6.3冲裁件尺寸基准,冲裁件尺寸的基准 1)应尽可能与其冲压时定位基准重合 2)选择在冲裁过程中基本上不变动的面或线上。,3.6.4 制定
7、冲裁件工艺方案的原则,制定冲裁工艺的主要工作： 1.确定工序的顺序 2.确定工序的组合 3.确定工序的性质 4.确定工序的数目,3.6.4.1 确定工序顺序的原则,1.多工序冲裁件采用单工序冲裁模时工作的顺序安排原则,（1）先落料后其他工序；即先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。,（2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，应先冲大孔后冲小孔，以减少孔的变形。,2.连续模冲裁顺序的安排,（3）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行。,（1）先冲孔或冲缺口，后落料或切断。将冲裁件与条料分离。,（2）先内轮廓后外轮廓。,减少变形,以便控制送料进距,3.6.4.2冲裁工序的组合原则,（1
8、）根据生产批量来确定,（2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定,（3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定,（4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定,（5）根据操作是否方便与安全来确定,第三章第七节 冲 裁 件 的 排 样,院系:云南农业大学工程学院 主讲:张上游,冲裁件的排样1,合理的排样：,样排: 冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法。,排样方案是模具结构设计的依据之一。,提高材料利用率、降低成本; 有利于保证冲件质量; 有利于延长模具寿命的有效措施。,冲裁件的排样2,板料的裁剪方法：,冲裁件的排样3,样排方法,根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：,2.少废料排样,3.无废
9、料排样,1.有废料排样,冲裁件的排样4,搭边,搭边： 排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。 搭边的作用： 补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件； 增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率； 搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。,确定搭边值需注意： 搭边值过大，材料利用率低。 搭边值过小，搭边的强度和刚度不够，冲裁时条料边缘易拉入模具间隙，损坏模具。,冲裁件的排样5,影响搭边值的因素,（1）材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。 （2）材料厚度 （3）冲裁件的形状与尺寸 （4）送料及挡料方式 用手工送料，
10、有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 （5）卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。,材料越厚，搭边值也越大。,零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。,1.有侧压装置,条料宽度的确定,条料宽度B:,A,导料板之间距离A:,冲裁件的排样6,2.无侧压装置,条料宽度的确定,条料宽度B:,导料板之间距离A:,冲裁件的排样7,A,3.模具有侧刃,条料宽度B:,导料板之间距离A:,之,冲裁件的排样9,废料的分类,冲裁所产生的废料分为两类： 一类是结构废料；另一类是工艺废料。,步距h：是冲裁时每次将条料送进模具的距离。,h,冲裁件的排样10,3.7.1 材料利用率,
11、一个步距内的材料利用率：,材料利用率： 是冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标。,冲裁件的排样11,3.7.1 材料利用率,一张板料上总的材料利用率：,L,A1,B,n,冲裁件的排样12,提高材料利用率的方法:,1.减少工艺废料的措施有：,1)设计合理的排样方案； 2)选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料）； 3)利用废料作小零件（如混合排样）等。,2.利用结构废料的措施有：,1)当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。 2)在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率。,形,零件不同形状材料利用情况的对比,冲裁件的排样13,冲裁件的排样14,样排图:,一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸 、条料长度L、板料厚度t 、端距l、步距h、工件间搭边和侧搭边a。 通常习惯以剖面线表示冲压位置。,h,思考题,1.条料排样方法的分几类？ 2.什么是搭边？其作用有哪些？ 3.影响搭边值的因素有哪些？ 4.确定条料宽度有几种情况？它们分别时什么？ 5.提高材料利用率的有什么方法？ 6.什么是步距？ 7.一张完整的排样图应表达哪些信息？,
