冲压件模具设计常用公式
1冲裁间隙分类见表4-1
表4-1 冲裁间隙分类(JB/Z 271-86)
2冲裁间隙选取(仅供参考) 见表4-2
表4-2 冲裁间隙比值(单边间隙)(单位:%t)
(注: 1. 本表适用于厚度为10mm以下的金属材料, 厚料间隙比值应取大些;2. 凸,凹模的制造偏差和磨损均使间隙变大, 故新模具应取最小间隙;3. 硬质合金冲模间隙比钢模大20% 左右.)
注: 冲裁间隙选取应综合考虑下列因素:
1.冲床﹑模具的精度及刚性.
2.产品的断面品质﹑尺寸精度及平整度.
3.模具寿命.
4.跳屑.
5.被加工材料的材质﹑硬度﹑供应状态及厚度.
6.废料形状.
7.冲子﹑模仁材质﹑硬度及表面加工质量.
3冲裁力﹑卸(剥)料力﹑推件力﹑顶件力
F冲= 1.3 * L * t *τ(N) (公式4-1)
F卸= K卸* F冲 (N) (公式4-2)
F推= N * K推* K冲 (N) (公式4-3)
F顶= K顶* F冲 (N) (公式4-4)
其中:
L ――冲切线长度 (mm)
t ――材料厚度 (mm)
τ――材料抗剪强度 (N/mm2 )
1.3 ――安全系数
K卸――卸(剥)料力系数
K推――推料力系数
K顶――顶料力系数
K卸K推K顶数值见表4-3
表4-3 卸料力﹑推件力和顶件力系数
注:卸料力系数K卸在冲多孔﹑大搭边和轮廓复杂时取上限值.
4中性层弯曲半径
R = r + x * t (mm) (公式4-5)
其中:
R――中性层弯曲半径 (mm)
r ――零件内侧半径 (mm)
x ――中性层系数
中性层系数见表4-4(仅供参考)
表4-4 中性层系数x值
中性层系数见表4-4(仅供参考)
表4-4 中性层系数x值
注: 弯曲件展开尺寸与下列因素有关:
1.弯曲成形方式.
2.弯曲间隙.
3.有无压料.
4.材料硬度﹑延伸率﹑厚度.
5.根据实际状况精确修正.
5材料最小弯曲半径,见表4-5
表4-5 最小弯曲半径
注:表列数据用于弯曲中心角≧90∘﹑断面质量良好的情况.
6弯曲回弹半径及回弹角
r凸= r0 / ( 1 + K r0 / t ) (公式4-6)
回弹角的数值为
Δα = (180°-α0 )( r0 / r凸- 1) (公式4-7)
式中 r凸――凸模的圆角半径, [r凸 ]为mm;
r0 ―― 工件的圆角半径, [r0 ]为mm;
α0 ――工件的弯曲角度, [α0]为(°);
t ―― 工件材料厚度, [t]为mm;
K ――简化系数, 见表4-6
表4-6 简化系数k值
7弯曲力计算
针对“v”型弯曲:
F弯=0.6kbtσb / (R + t ) (N)(公式4-8)
其中:
b―――弯曲线长度 (mm)
t―――材料厚度 (mm)
r―――内侧半径 (mm)
σb――材料极限强度 (N/mm2)
k―――安全纟数,一般k=1.3
8拉深(抽引)系数
m = d/D (公式4-9)
其中:
d ――拉深(抽引)后工件直径 (mm)
D――毛坯直径 (mm)
1. 无凸缘或有凸缘筒形件用压边圈拉深系数见表4-7
表4-7 无凸缘或有凸缘筒形件用压边圈拉深的拉深系数(适用08,10号钢)
注:
1) 随材料塑性高低,表中数值应酌情增减.
2) ――线上方为直筒件(d凸=d1).
3) 随 d凸/D 数值增大, r/t 值可相应减小,满足2r1≦h1, 保证筒部有直壁.
4) 查用时, 可用插入法, 也可用偏大值.
5)多次拉深首次形成凸缘时,为考虑多拉入材料,m1增大0.02.
2. 带凸缘筒形件第一次拉深系见表4-8
表4-8 带凸缘筒形件第一次拉深时的拉深系数m1
注:适用于08﹑10号钢
3. 无凸缘筒形件用压边圈拉深系数见表4-9
表4-9 无凸缘筒形件用压边圈时的拉深系数
注:
1. 凹模圆角半径大时 (r凹 =8 ~ 15t ), 拉深系数取小值, 凹模圆角半径小时 (r凹 = 4 ~8t ), 拉深系数取大值.
2. 表中拉深系数适用于08﹑10S﹑15S钢与软黄铜H62 ﹑ H68. 当拉深塑性更大的金属时(05﹑08Z及10Z钢﹑铝等), 应比表中数值减小1.5-2%. 而当拉深塑性较小的金属时(20﹑25﹑A2﹑A3﹑酸洗钢﹑硬铝﹑硬黄铜等), 应比表中数值增大1.5-2%(符号S为深拉深钢, Z为最深拉深钢).
4. 无凸缘筒形件不用压边圈拉深系数见表4-10
表4-10 无凸缘筒形件不用压边圈时的拉深系数
注:适用于08﹑10以及15Mn等材料
5. 有工艺切口的第一次拉深系数见表4-11
表4-11有工艺切口的第一次拉深系数m1 (材料:08﹑10)
6. 有工艺切口的以后各次拉深系数见表4-12
表4-12有工艺切口的以后各次拉深系数mn (材料:08﹑10)
7. 有工艺切口的各次拉深系数见表4-13
表4-13有工艺切口的各次拉深系数
9拉深(抽引)力
F抽=3(σb + σs )( D – d - r凹)t (N) (公式4-10)
其中:
σb――材料极限强度 (N/mm2)
σs――材料屈服强度 (N/mm2)
D―――毛坯直径 (mm)
d―――拉深凹模直径 (mm)
r凹――拉深凹模圆角 (mm)
t―――材料厚度 (mm)
10孔的翻边
1. 翻边系数 K = d/D (公式4-11)
d ――预冲孔直径 (mm)
D ――翻边后平均直径 (mm)
各种材料极限翻边系数见表4-14,表4-15
表4-14 低碳钢的极限翻边系数K
表4-15 其它一些材料的翻边系数
2. 预冲孔直径
d = D-2( h - 0.43r - 0.72t ) (公式4-12)
h ――翻边高度 (mm)
r ――翻边圆角 (mm)
t ――材料厚度 (mm)
3. 翻边高度
h = D/[( 1-k )/2] + 0.4r + 0.72t (公式4-13)
4. 翻边口部材料厚度
t1 = t√k (mm) (公式4-14)
5.翻边力
F = 1.1tπtσs( D-d )
σs ――材料屈服强度 (Mpa)
11设计连接器五金零件应注意的要点
1. 尺寸标注:
1)尺寸标注在最显要位置,直观,不封闭;
2)重要﹑关键尺寸直接标注,不能有累积公差;
3)尺寸公差大小应综合考虑功能及制造成本,并非越小越好,体现“该精就精,该粗就粗”一般经济公差为:下料±0.03,成形±0.05,角度±0.5°
4)重要及关键尺寸应综合考虑制程稳定性、装配、使用功能并非多益善.
5)设计基准,制造基准,测量基准相统一;
2. 形位公差:
1)基准(面或线)不应有变形
2)标注应清楚明确,方便量测;
3)设计基准,制造基准,测量基准相统一;
4)应综合考虑制程稳定性及使用要求,并非多多益善,精度一般可达到0.10;
5)很稳定的尺寸, 如下料尺寸等可以不标.
3. 结构设计及强度要求
1)材料选用满足使用要求,又方便采购的原料;
2)零件外形园角,防止滚镀表面刮伤;
3)零件应有足够的强度及刚性,防止在贮存,电镀、搬运过程中的变形及尺寸变异;
4)特殊零件,可采用多种工序组合方式,如多轴成形加工.五金模具+治具等不同方式来完成;
5)连续料带要求:
A)Carrier应有足够的强度及刚性
B)尽量采用双侧Carrier
C)注意包装时Carrier及零件是否变形
D)连续电镀的孔径、孔距特殊要求
4. 五金零件加工工艺:
1)冲裁
A)断面质量、光亮面比例大小
B)毛刺大小(一般不超过0.05)及方向,对外观、功能的影响
C)倒刺结构,不允许有园角
D)尽量避免长悬臂或长槽
E)零件平整度要求,一般为0.10
2)弯曲
A)最小弯曲半径
B)外侧龟裂的影响
C)弯起高度应大于2t,如图4-4
D)孔边距离应大于t,如图4-5,也可采用如图4-6所示工艺
F)材料方向性对使用性能的影响
3)抽引
A)形状尽量简单对称
B)R角不应太小,一般可达R0.30, 如图4-7
C)内外尺寸不可同时标注
D)表面模痕不应有苛刻要求
E)平面度一般可达0.10
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