6.2.4顶件力FQ2的计算
FQ2=KdFp
公式(6—4)
Kd——顶件力系数。
查表6—5得Kd=0.03~0.07, 取Kt=0.07 根据公式6—4 FQ2=KdFp =0.07×56.88 ≈4(KN) 6.2.5弯曲力FC的计算
影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量;弯曲件的形状和尺寸;模具结构及凸凹模间隙;弯曲方式等,因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行慨略计算,以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。
?形弯曲件的经验公式为:
Fu=0.7KBt2σb/γ+t 公式(6—5) Fu——冲压行程结束时不校正时的弯曲力。 B——γ弯曲件的宽度(mm)。 t——弯曲件的厚度(mm)。
γ——内弯曲半径(等于凸模圆角半径)(mm)。
σb——弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册σb=400(MPa)。 K——安全系数,一般取1.3.
根据公式6—5 Fu=0.7KBt2σb/(γ+t)
=0.7×1.3×25×1.22×400/(5+1.2) =21.45(KN)
对于顶件或压料装置的弯曲模,顶件力或压料力可近似取弯曲力的30%~80%。
F压=80% Fu =80%×21.45 =17.159(KN) 弯曲力: FC= Fu+ F压
=21.45+17.15
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=38.6(KN)
6.2.6总的冲压力的计算
根据模具结构总的冲压力: F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC
F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC =56.88+4.55+4+4+38.6
=108.03(KN)
根据总的冲压力,初选压力机为:开式双柱可倾压力机J23—25。
7 模具压力中心与计算
模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置,为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大磨损,模具导向零件加速磨损,降低了模具和压力机的使用寿命。
模具的压力中心,可安以下原则来确定:
1、对称零件的单个冲裁件,冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。 2、工件形状 相同且分布对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0,0(x=0,y=0),即为所求模具的压力中心。
Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln
由于该零件是一个矩形图形,属于对称中心零件,所以该零件的压力中心在图形的几何中心O处。如图6—1所示:
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图7—1 压力中心
8 冲裁模间隙的确定
设计模具时一定要选择合理的间隙,以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求,所需冲裁力小、模具寿命高,但分别从质量,冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值,只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙,只要间隙在这个范围内,就可以冲出良好的制件,这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin,最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大,故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。
冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响,此外,冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间均有摩擦,间隙越小,模具作用的压应力越大,摩擦也越严重,而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小,并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制,虽然提高了模具寿命而,但出现间隙不均匀。因此,冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。
由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的,所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。
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根据实用间隙表 8—1 查得材料40的最小双面间隙2Cmin=0.123mm,最大双面间隙2Cmax=0.180mm
表8—1 冲裁模初始用间隙2c(mm)
材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 2Cmin 小于0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 .3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.4000.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.940 1.200 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 16Mn 40、50 65Mn 极小间隙 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 19
注:取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时,间隙的25%。
9 刃口尺寸的计算
9.1刃口尺寸计算的基本原则
冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度,模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差,是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现:
1、由于凸、凹模之间存在间隙,使落下的料和冲出的孔都带有锥度,且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。
2、在尺量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
3、冲裁时,凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦,凸模越磨愈小,凹模越磨愈大,结果使间隙越来越大。
由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则:
1、落料件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时,以凹模为基准,间隙去在凹模上:设计冲孔模时,以凸模尺寸为基准,间隙去在凹模上。
2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损,设计落料凹模时,凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸;设计冲孔模时,凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下,人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。
3、确定冲模刃口制造公差时,应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高(即制造公差过小),会使模具制造困能,增加成本,延长生产周期;如果对刃口要求过低(即制造公差过大)则生产出来的制件有可能不和格,会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差,则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理,冲模则可按IT11级制造;对于圆形工件可按IT17~IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差,落料件上偏差为零,下偏差为负;冲孔件上偏差为正,下偏差为零。 9.2刃口尺寸的计算
冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法,即分开加工和配做加工
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