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冲压件模具设计常用公式 一.冲裁间隙分类见表4-1 表4-1 冲裁间隙分类(JB/Z 271-86) 二.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. 三.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. 四.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. 五.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. 六﹑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 七﹑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 八﹑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
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) 十﹑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) 十一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 来源：优胜模具培训学校 |
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