沖壓件模具設(shè)計(jì)常用公式

一.沖裁間隙分類見表4-1

表4-1 沖裁間隙分類(JB/Z 271-86)

二.沖裁間隙選取(僅供參考) 見表4-2

表4-2 沖裁間隙比值(單邊間隙)(單位:%t)

(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(yīng)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(yīng)取最小間隙;3. 硬質(zhì)合金沖模間隙比鋼模大20% 左右.)

注: 沖裁間隙選取應(yīng)綜合考慮下列因素:

1.沖床﹑模具的精度及剛性.

2.產(chǎn)品的斷面品質(zhì)﹑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(zhì)﹑硬度﹑供應(yīng)狀態(tài)及厚度.

6.廢料形狀.

7.沖子﹑模仁材質(zhì)﹑硬度及表面加工質(zhì)量.

三.沖裁力﹑卸(剝)料力﹑推件力﹑頂件力

F沖= 1.3 * L * t *τ(N) (公式4-1)

F卸= K卸* F沖 (N) (公式4-2)

F推= N * K推* K沖 (N) (公式4-3)

F頂= K頂* F沖 (N) (公式4-4)

其中:

L ――沖切線長度 (mm)

t ――材料厚度 (mm)

τ――材料抗剪強(qiáng)度 (N/mm2 )

1.3 ――安全系數(shù)

K卸――卸(剝)料力系數(shù)

K推――推料力系數(shù)

K頂――頂料力系數(shù)

K卸K推K頂數(shù)值見表4-3

表4-3 卸料力﹑推件力和頂件力系數(shù)

注:卸料力系數(shù)K卸在沖多孔﹑大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)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(nèi)側(cè)半徑 (mm)

x ――中性層系數(shù)

中性層系數(shù)見表4-4(僅供參考)

表4-4 中性層系數(shù)x值

中性層系數(shù)見表4-4(僅供參考)

表4-4 中性層系數(shù)x值

注: 彎曲件展開尺寸與下列因素有關(guān):

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.根據(jù)實(shí)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(shù)據(jù)用于彎曲中心角≧90°﹑斷面質(zhì)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(shù)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(shù), 見表4-6

表4-6 簡化系數(shù)k值

七﹑彎曲力計(jì)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(nèi)側(cè)半徑 (mm)

σb――材料極限強(qiáng)度 (N/mm2)

k―――安全纟數(shù),一般k=1.3

八﹑拉深(抽引)系數(shù)

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(shù)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(shù)(適用08,10號鋼)

注: 1) 隨材料塑性高低,表中數(shù)值應(yīng)酌情增減.

2) ――線上方為直筒件(d凸=d1).

3) 隨 d凸/D 數(shù)值增大, r/t 值可相應(yīng)減小,滿足2r1≦h1, 保證筒部有直壁.

4) 查用時(shí), 可用插入法, 也可用偏大值.

5)多次拉深首次形成凸緣時(shí),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(shí)的拉深系數(shù)m1

注:適用于08﹑10號鋼

3. 無凸緣筒形件用壓邊圈拉深系數(shù)見表4-9

表4-9 無凸緣筒形件用壓邊圈時(shí)的拉深系數(shù)

注: 1. 凹模圓角半徑大時(shí) (r凹 =8 ~ 15t ), 拉深系數(shù)取小值, 凹模圓角半徑小時(shí) (r凹 = 4 ~8t ), 拉深系數(shù)取大值.

2. 表中拉深系數(shù)適用于08﹑10S﹑15S鋼與軟黃銅H62 ﹑ H68. 當(dāng)拉深塑性更大的金屬時(shí)(05﹑08Z及10Z鋼﹑鋁等), 應(yīng)比表中數(shù)值減小1.5-2%. 而當(dāng)拉深塑性較小的金屬時(shí)(20﹑25﹑A2﹑A3﹑酸洗鋼﹑硬鋁﹑硬黃銅等), 應(yīng)比表中數(shù)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(shù)見表4-10

表4-10 無凸緣筒形件不用壓邊圈時(shí)的拉深系數(shù)

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(shù)見表4-11

表4-11有工藝切口的第一次拉深系數(shù)m1 (材料:08﹑10)

6. 有工藝切口的以后各次拉深系數(shù)見表4-12

表4-12有工藝切口的以后各次拉深系數(shù)mn (材料:08﹑10)

7. 有工藝切口的各次拉深系數(shù)見表4-13

表4-13有工藝切口的各次拉深系數(shù)

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(qiáng)度 (N/mm2)

σs――材料屈服強(qiáng)度 (N/mm2)

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(shù) K = d/D (公式4-11)

d ――預(yù)沖孔直徑 (mm)

D ――翻邊后平均直徑 (mm)

各種材料極限翻邊系數(shù)見表4-14,表4-15

表4-14 低碳鋼的極限翻邊系數(shù)K

表4-15 其它一些材料的翻邊系數(shù)

2. 預(yù)沖孔直徑

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(qiáng)度 (Mpa)

十一設(shè)計(jì)連接器五金零件應(yīng)注意的要點(diǎn)

1. 尺寸標(biāo)注:

1)尺寸標(biāo)注在最顯要位置,直觀,不封閉;

2)重要﹑關(guān)鍵尺寸直接標(biāo)注,不能有累積公差;

3)尺寸公差大小應(yīng)綜合考慮功能及制造成本,并非越小越好,體現(xiàn)“該精就精,該粗就粗”一般經(jīng)濟(jì)公差為:下料±0.03,成形±0.05,角度±0.5°

4)重要及關(guān)鍵尺寸應(yīng)綜合考慮制程穩(wěn)定性、裝配、使用功能并非多益善.

5)設(shè)計(jì)基準(zhǔn),制造基準(zhǔn),測量基準(zhǔn)相統(tǒng)一;

2. 形位公差:

1)基準(zhǔn)(面或線)不應(yīng)有變形

2)標(biāo)注應(yīng)清楚明確,方便量測;

3)設(shè)計(jì)基準(zhǔn),制造基準(zhǔn),測量基準(zhǔn)相統(tǒng)一;

4)應(yīng)綜合考慮制程穩(wěn)定性及使用要求,并非多多益善,精度一般可達(dá)到0.10;

5)很穩(wěn)定的尺寸, 如下料尺寸等可以不標(biāo).

3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)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?jié)L鍍表面刮傷;

3)零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛性,防止在貯存,電鍍、搬運(yùn)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(xù)料帶要求:

A)Carrier應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛性

B)盡量采用雙側(cè)Carrier

C)注意包裝時(shí)Carrier及零件是否變形

D)連續(xù)電鍍的孔徑、孔距特殊要求

4. 五金零件加工工藝:

1)沖裁

A)斷面質(zhì)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(jié)構(gòu),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0.10

2)彎曲

A)最小彎曲半徑

B)外側(cè)龜裂的影響

C)彎起高度應(yīng)大于2t,如圖4-4

D)孔邊距離應(yīng)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(yīng)太小,一般可達(dá)R0.30, 如圖4-7

C)內(nèi)外尺寸不可同時(shí)標(biāo)注

D)表面模痕不應(yīng)有苛刻要求

E)平面度一般可達(dá)0.10

來源：優(yōu)勝模具培訓(xùn)學(xué)校