衝壓件模具設計常用公式
1、衝裁間隙分類見表4-1
表4-1 衝裁間隙分類(JB/Z 271-86)
2、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)
(注: 1. 本表適用於厚度為10mm以下的金屬材料, 厚料間隙比值應取大些;2. 凸,凹模的製造偏差和磨損均使間隙變大, 故新模具應取最小間隙;3. 硬質合金沖模間隙比鋼模大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.
3
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 ――安全係數
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﹑大搭邊和輪廓複雜時取上限值.
4、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 ――中性層係數
表4-4 中性層係數x值
表4-4 中性層係數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.根據實際狀況精確修正.
5、材料最小彎曲半徑,見表4-5
表4-5 最小彎曲半徑
注:表列數據用於彎曲中心角≧90∘﹑斷面質量良好的情況.
6、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 ――簡化係數, 見表4-6
表4-6 簡化係數k值
7、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―――安全糹數,一般k=1.3
8、拉深(抽引)係數
m = d/D (公式4-9)
其中:
d ――拉深(抽引)後工件直徑 (mm)
D――毛坯直徑 (mm)
1. 無凸緣或有凸緣筒形件用壓邊圈拉深係數見表4-7
表4-7 無凸緣或有凸緣筒形件用壓邊圈拉深的拉深係數(適用08,10號鋼)
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, 保證筒部有直壁.
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係數m1
注:適用於08﹑10號鋼
3. 無凸緣筒形件用壓邊圈拉深係數見表4-9
表4-9 無凸緣筒形件用壓邊圈時的拉深係數
注:
1. 凹模圓角半徑大時 (r凹 =8 ~ 15t ), 拉深係數取小值, 凹模圓角半徑小時 (r凹 = 4 ~8t ), 拉深係數取大值.
2. 表中拉深係數適用於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係數見表4-10
表4-10 無凸緣筒形件不用壓邊圈時的拉深係數
注:適用於08﹑10以及15Mn等材料
5. 有工藝切口的第一次拉深係數見表4-11
表4-11有工藝切口的第一次拉深係數m1 (材料:08﹑10)
6. 有工藝切口的以後各次拉深係數見表4-12
表4-12有工藝切口的以後各次拉深係數mn (材料:08﹑10)
7. 有工藝切口的各次拉深係數見表4-13
表4-13有工藝切口的各次拉深係數
9、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/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)
10、孔的翻邊
1. 翻邊係數 K = d/D (公式4-11)
d ――預衝孔直徑 (mm)
D ――翻邊後平均直徑 (mm)
各種材料極限翻邊係數見表4-14,表4-15
表4-14 低碳鋼的極限翻邊係數K
表4-15 其它一些材料的翻邊係數
2. 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)
11、設計連接器五金零件應注意的要點
1. 尺寸標註:
1)尺寸標註在最顯要位置,直觀,不封閉;
2)重要﹑關鍵尺寸直接標註,不能有累積公差;
3)尺寸公差大小應綜合考慮功能及製造成本,並非越小越好,體現“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製程穩定性、裝配、使用功能並非多益善.
5)設計基準,製造基準,測量基準相統一;
2. 形位公差:
1)基準(面或線)不應有變形
2)標註應清楚明確,方便量測;
3)設計基準,製造基準,測量基準相統一;
4)應綜合考慮製程穩定性及使用要求,並非多多益善,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,又方便採購的原料;
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,可採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)儘量採用雙側Carrier
C)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)儘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)外側龜裂的影響
C)彎起高度應大於2t,如圖4-4
D)孔邊距離應大於t,如圖4-5,也可採用如圖4-6所示工藝
F)材料方向性對使用性能的影響
3)抽引
A)形狀儘量簡單對稱
B)R角不應太小,一般可達R0.30, 如圖4-7
C)內外尺寸不可同時標註
D)表面模痕不應有苛刻要求
E)平面度一般可達0.10
F）如果對於本文，你還有不明白、不理解的地方，歡迎評論或私信，我將第一時間解答！
如果你是想往設計方向發展，可以加入我創建的千人模具設計社群一起學習、交流、探討（無廣告）；私聊我回復“社群”，即可獲得入群方式！私聊我回復“學習”，我會送你相關vip課程學習
看圖說出自己的看法
閱讀更多 五金衝壓模具設計CAE 的文章
