【冲压模具设计】U形托架冲孔弯曲复合工艺研究及模具CADCAM【带UG三维】【4套模具】【11张图纸】
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【冲压模具设计】U形托架冲孔弯曲复合工艺研究及模具CADCAM【带UG三维】【4套模具】【11张图纸】,冲压,模具设计,托架,冲孔,弯曲,曲折,复合,工艺,研究,钻研,模具,cadcam,ug,三维,11,十一,图纸
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该 零件是某机械 产 品上的一 个 支 撑托 架，托架的 10 内装 有芯 轴 ，并通 过四个 5 孔与机 身连 接。零件工作的受力不大， 对 其 强 度和 刚 度的要求不太高。 该 零件的生 产 批量 为 2万件 /年，属于 中批量生 产 ，外形 简单对称 ，材料 为 一般 冲压 用 钢 ， 材料 冲压 加工 经济性良好 1 学校代码： 1 1 0 5 9 学 号： 0706014041 科 毕 业 设 计 （ 论文） 论文题目： U 形 托 架 冲 孔、弯 曲 复 合 工 艺 研 究 及 模 具 科专业 :机 械 设 计 制 造 及 自 动 化 作者姓名： 导师姓名： 2 完成时间： 2 0 1 1 年 6 月 U 形托架冲孔、弯曲复合工艺研究及模具 文 摘 要 根据零件图的设计要求， 绘制零件的二维和三维图， 进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括，排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸凹模结构以及其他冲模的，零件的 结构设计，绘制模具装配图和工作零件图等。编写毕业设计说明书。 比较 工艺方案并确定工艺方案。计算毛坯的尺寸，设定各步 半成品的尺寸并绘出工序简图。计算各个工序的工作压力，设计并绘出模具简图，选取各个合适的零件。了解落料模、 弯曲模、 冲孔模 的特点和需要注意的问题，在模具简图的基础上进行 模具结构 工艺 性分析， 进行模具结构设计并选择冲压设备。进行凸凹模工作尺寸的计算和设计。 关键词： 工艺方案 ； 模具简图 ； 结构设计 to of a of of of on of or of of nd by of to of of of of to ie to of in on of 3 第一章 前言 . 5 第二章 工艺分析及模具设计 . 7 压件工艺性分析 . 7 . 7 . 7 工艺方案的设计与确定 . 11 材料利用率的计算 . 12 高材料的利用率 . 12 料利用率的计算 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 16 . 18 . 19 第三章 冲压设备的选择 . 23 压设备规格的选择 . 24 位） . 24 . 24 模高度 . 25 力中心的计算 . 25 第四章 凸模与凹模的刃口尺寸计算 . 26 . 27 曲模工作部分尺寸确定 . 31 第五章 弹性组件的计算与选用及其他模具组件的选择 . 38 簧的选用 . 38 具其他部件的选择 . 41 . 41 . 42 . 42 . 43 . 43 . 43 . 43 . 44 . 44 第六章 冲孔凸模的加工与编程 . 45 孔凸模的工艺设定及加工程序的编制 . 46 . 46 4 样分析和决定安装基准 . 46 定工件坐标系 . 47 工程序 . 47 第七章 结 论 . 48 参 考 文 献 . 49 致 谢 . 48 5 第一章前言 冲压工艺 在机 电产 品制造 业中应 用十分 广泛 ，而 冲 模是 实现冲压工艺 的主要工艺装备 ，在制造 业中 占有重要的地位。特 别 是在汽 车 ，拖拉机，航空航天， 仪器仪 表，机械制造，家用 电 器，石油化工， 轻工日 用品等 工 业部门 得到及其 广泛的 应 用。据 统计 ，利用模具制造的零件，在 飞 机，汽 车 ，拖拉机， 电 机 电 器等机电产 品中占 60 70，在 电视 机， 计 算机等 电 子 产 品中占 80以上，在自行 车 、手表、洗衣机、 电 冰箱等 轻工产 品中占 85。 随着 社 会经济的发 展，人 们对工业产 品的品种、 数 量 、质 量及款式都有越 来 越高的要求。 为 了 满 足人 类 的需要，世界上各 个工业发达国 家都十分重 视 模具技 术 的 开发， 大力 发 展模具 工业 ， 积极采用先 进 技 术 和 设备 ，提高模具制造水平，并取得了 显著 的 经济 效益。 现 在大家都认识到 ，研究 和发 展模具技 术 ， 对 于促 进国 民 经济的发 展具有特特 别重 要 的意义 。模具技 术 已成 为 衡量一 个国 家 产 品制造水平的重 要标 志之一。 目前，我 国经济仍处 于高速 发 展 阶 段， 国际 上 经济 全球化 发 展 趋势 日 趋 明显 ， 这为 我 国 模具 工业 高速 发 展提供了良好的 条 件和机遇。一方面， 国内 模具市场将继续 高速 发 展，另一方面，模具制造也 逐渐 向我 国转 移以及跨 国 集 团到 我 国进 行模具采 购趋 向也十分明 显 。因此，放眼未 来 ， 国际 、 国内 的模具市 场总体发展 趋势 前景看好， 预计 中 国 模 具将 在良好的市 场环 境下得到高速 发 展，我 国 不但会 成 为 模具大 国 ，而且一定逐步向模具制造 强国 的行列 迈进。 “十一五”期 间 ，中 国 模具 工业 水平 不仅 在量和 质 的方面有很大提高，而且行 业结 构、 产 品水平、开发创 新能力、企 业 的体制与机制以及技 术进 步的方面也 会 取得 较 大 发 展。 模具技 术 集合了机械、 电 子、化 学 、光 学 、材料、 计 算机、精密 监测和 信息网 络 等 诸 多 学 科，是一 个综 合性多 学 科的系 统 工程。模具技 术的发 展 趋势 主要是模具 产 品向 着 更大型、更精密、更复 杂 及更 经济 的方向 发 展，模具 产 品的技 术含量不 断 提高，模具制造周期不 断缩 短，模具生 产 朝 着信 息化 、无图化 、精 细 化、自 动 化的方向 发 展，模具企 业 向 着 技 术 集成化、 设备 精良化、 产 批品牌化、管理信息化、 经营国际 化的方向 发 展。我 国 模具行 业 今后仍需提高 的共性技 术 有： (1)建立在 台上的先 进 模具 设计技术 ，提高模具 设计 的 现 代化、信息化、智能化 、标 准化水平。 (2)建立在 础 上的先 进 模具加工技 术 与先 进 制造技 术相结合 ，提 6 高模具加工的自 动 化水平与生 产 效率。 (3)模具生 产 企 业 的信息化管理技 术 。例如 产 品 数 据管理）、 业资 源管理）、 具制造管理信息系 统） 及 技 术的 应 用、推 广 及 发 展。 (4)高速、高精、复合模具加工技 术 的研究与 应 用。例如超精 冲压 模具制造技 术 、精密塑料和 压铸 模具制造技 术 等。 (5)提高模具生 产 效率、降低成本和 缩 短模具生 产 周期的各种快速 经济 模具制造技 术 。 (6)先 进 制造技 术 的 应 用。例如 热流 道技 术 、气 辅 技 术 、 虚拟 技 术 、 纳 米技术 、高速 扫 描技 术 、逆向工程、并行工程等技 术 在模具研究、 开发 、加工 过 程中的 应 用。 (7)原材料在模具中成形的仿真技 术 。 (8)先 进 的模具加工和 专 有 设备 的研究与 开发 。 (9)模具及模具 标 准件、重要 辅 件的 标 准化技 术 。 (10)模具及其制品的 检测 技 术 。 (11)优质 、新型模具材料的研究与 开发 及其正确 应 用。 (12)模具生 产 企 业 的 现 代化管理技 术 。 模具行 业 在“十一五”期 间 需要解 决 的重 点关键 技 术应 是模具信息化、 数 字化技 术 和精密、超精、高速、高效制造技 术 方面的突破。 随着国 民 经济总 量和 工业产 品技 术 的不 断发 展，各行各 业对 模具的需求量越来 越大，技 术 要求也越 来 越高。模具 标 准件的 种类 、 数 量、水平、生 产 集中度等对 整 个 模具行 业的发 展有重大影 响 。因此，一些重要的模具 标 准件也必 须 重 点发展，而且其 发 展速度 应 快于模具 的发 展速度， 这样 才能不 断 提高我 国 模具 标 准化水平， 从 而提高模具 质 量， 缩 短模具生 产 周期，降低成本。 我这次毕业设计的题 目是“ 曲复合 工艺研究及模 正是 对该 行 业 的一次 积极尝试 。我 将积极 的了解 该 行 业 的一些技 术规范，综合所学 的知 识 ， 尽 量提高 设计 的 软 件平台，使 设计 更 加数 字信息化，保 证设计质 量，最 终设计 出符合要求的 冲压 模具。 7 第二章 工艺 分析及模具 设计 压 件 工艺 性分析 济性 分析 该 零件是某机械 产 品上的一 个 支 撑托 架，托架的 10装 有芯 轴 ，并通过四个 5孔与机 身连 接。零件的工作部分受力不大， 对 其 强 度和 刚 度的要求不太高。 该 零件的生 产 批量 为 2万件 /年，属于 中批量生 产 ，外形 简单对称 ，材料为 一般 冲压 用 钢 ，材料 冲压 加工 经济性良 好。（如图 1 图 1件图 艺 性分析 托架 为 有五 个 孔的四角 弯 曲件。 其中五孔的公差均 为 其余尺寸自由公差。各孔的尺寸精度在 冲裁允许 的精度范 围以内 ，且孔 径 均大于 允许 的最小孔 径 ，故可以 冲 裁。 4-5 距 圆角变形区 太近，易使孔 变形 ，且 弯 曲后的回 弹 也影 响 孔距尺寸 40 4-5 应 在 弯 曲后 冲 出。而 10距 圆角变形区较远 ， 为简 化模具 结 构和 便于 弯曲时 坯料的定位，宜在 弯 曲前与坯料一起 冲 出。 弯 曲部分的相 对圆 角半 径 r/，大于 冲压工艺 与模具设计表 4弯 曲 以 弯 曲。零件的材料 08其 冲压 成形性能 较 好。 8 由此可知， 该 托架零件的 冲压工艺 性良好，便于 冲压 成形。但 应 注意适 当 控制弯曲时 的回 弹 ，并 且 避免 弯 曲划 伤 零件表面。 该工件的弯曲成形，有图 1示的三种方法。 （ a） (b) (c) 图 1架弯曲成形方式 (1) 第一种方法（图 a）优点是用一副模具成形四个直弯角，可以提高生产率，减少压力机和操作人员的数量。但有以下缺点： 弯曲力较大，模具寿命低。 工作表面易擦伤，产生划痕。 工件形状和尺寸不精确，弯曲处材料变薄严重。由于在弯曲过程中，凸、凹圆角处阻力较大，而且不能有效的利用校正回弹的弯曲方法。 9 图 1孔落料模 图 1次弯曲模 10 图 1次弯曲模 图 1 4-5孔模 11 （ 2）第二种方法（图 b）采用两副模具，第一副模具弯曲端部两角，第二副模具弯曲中间的两角。虽然，弯曲变形的程度要比第一种方式缓和得多，需要的弯曲力也较小，模具的工作条件也大为改善，但工件回弹不易控制，还由于工序分散增加了生产时间，压力机和操作人员都要相应增加。 （ 3）第三种方式（图 c）先在一副模具上弯曲端部两角，同时中间两角处弯 成 45度，然后用另一副模具再将中间两角弯曲成 90度。由于这一方案能够实现过弯曲和校正弯曲，因而工件的回弹容易控制，工件的形状和尺寸比较精确。此外，在弯曲过程中材料受凸凹模的摩擦阻力较小，工件可以获得较好的表面质量，模具的寿命也可以提高。 弯曲件的孔，应尽可能在平面状坯料时冲出，这样可简化模具的结构。工件上 10于料厚 ,弯曲时不会引起孔的变形，因此， 10 曲前 冲 出，并可作 为后续 工序的定位孔。 5缘 与 弯 曲半 径 中心 线 的距 离为 料厚相等 )， 弯曲时 孔容易引起 变形 ，中心距也不易控制，故只能在 弯 曲后 冲 出。 工艺 方案的设计与确定 冲压该 零件所需的基本工序 为 落料、 弯 曲、 冲 孔。因此， 冲压该 工件的 工艺方案可能有以下几种 。 方案一： 冲 10 和 落料 复合 外 角 预弯两内角 045 内 角 5 方案二：冲 10与落料复合 弯曲中间两角并冲 5 方案三： 冲 10 和落料 复合 冲 5 方案四： 冲 10 和落料 复合 曲 四 角 （复合模） 5孔。 方案五： 冲 10、冲 5落料 复合 曲 四 角 （复合模） 。 方案六：工序组合，采用带料级进冲压。 上述的一至六方案中： 方案一的优点是模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快。工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高，各工序（除第一工序外）都能 12 用 10位基准一致，且与设计基准重合。操作比较方便。缺点是工序分散，模具副数多，占用压力机和操作人员多，劳动量大。 方案二的优点是模具结构简单，投产快，寿命长。但回弹难以控制， 尺寸和形状不易精确，而且工序分散，劳动量大，占用设备和操作人员多。 方案三工序比较集中，占用设备和人员少，但模具寿命短，工件质量（精度和表面粗糙度）差。 方案四的优点是工序比较集中，从制件成型角度看，本质上与方案二相同，但模具结构复杂。 方案五本质上与方案三相同，只是采用了结构复杂的级进模。 方案六的优点是工序最集中，生产效率高。缺点是模具结构相当复杂，安装、调试、维修困难，制造周期也长。 综上所述，由于该冲压工件的批量不大，故以选择方案一较合适。 材料利用率的计算 高材料的利用率 在大批大量生产中，冲压件的材料费用要占总成本的 60% 80%之多。因此，材料利用率每提高 1%，则可以使冲件的成本降低 在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好地确定冲件的开头尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。 冲裁零件在板料、条料或带料上布置的方法称为冲裁工作的排样法。其目的在于保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产条件下，得到符合技术条件要求的冲件。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方法，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样 的合理程度 即材料的利用率作为衡量排样合理性的指标。 料利用率 的计算 材料利用率的计算公式为： 0 100% 13 1 100% 式中： 材料利用率， F 冲件的有用面积， 0F 材料的总面积， 1F 冲裁该工件时所产生的废料面积。 要提高材料利用率，就必 须减 少 废 料面 积 。 冲 裁 过 程中所 产 生的 废 料可分 为结 构 废 料与 工艺废料两 种。 结 构 废 料是由工件的形 状决定 的， 其中约有 6%损失在不合理的几何形状方面；而损失在不能利用的废料上（如冲孔）约占 20%。 工艺废 料 则是 由 冲 压 方式和排 样 方式所 决定 的，包括搭边、料头和料尾。损失在搭边方面的废料一般约占 8% 10%；冲裁过程中出现的料头和料尾在条料上不够一个整个冲件的条料约占 10%。 从这里可以看出，在工艺设计中，若能减小废料面积 1F 的大小，则就可以提高材料的利用率。这在确定排样的方法时，应建立起保证金属完全利用的排样，设法减少工艺废料。对于有些零件如果适当地修改零件的结构形状，则可以减少设计废料。对于同样厚度、不同形状冲件的冲制，可以相互套料，采用混合排样，有时也可将大型零件的设计废料作为小零件的毛坯等，以提高材料的利用率。 排 样设计 的 内 容包括 选择 排 样 方法；确定搭 边 的 数 值； 计 算 条 料 宽 度及送料步距； 画 出排 样图 。有必要 时还 应 核算材料的利用率。 裁工件的排样和搭边 方法 根据材料 经济 利用的程度，排 样 方法可以分 为： A 有 废 料排 样 法 有 废 料排 样 法是在 冲 裁件与 冲 裁件 之间 以及 冲 裁件与 条 料 侧边之间 ，都有 工艺 余料（ 称 搭 边 ）存在， 冲 裁是 沿 着冲 裁件的 封闭轮 廓 进 行，所以 冲 裁件 质 量 较好，模具 寿命较长 ，但材料利用率 较 低 ，常用于冲裁形状复杂、尺寸精度要求较 14 高的冲件。 B 少 废 料排 样 法 少 废 料排 样 法是只有在 冲 裁件与 冲 裁件 之间 或只有在 冲 裁件与 条 料 侧边之间 留有搭 边 ，而在 冲 裁件与 条 料 侧边 或在 冲 裁件与 冲 裁件 之间无 搭 边 存在。 用 这种排 样 方法 冲 裁 出来的冲件质量稍差，同时边缘毛刺易被凸模带入间隙而影响冲模寿命，但材料的利用率较高，冲模结构简单，一般用于形状较规则、某些尺寸精度要求不高的冲件。 C 无废 料排 样 法 无废 料排 样 法是在 冲 裁件与 冲 裁件 之间 以及 冲 裁件与 条 料 侧边之间 均 无 搭边 存在。 这 种排 样 方法的 冲 裁 件实际 上是直接由 切断条 料 获 得，所以材料利用率可 达 85 95。采用 少、无废 料的排 样 法，材料利用率高，不但有利于一模获 得多 个冲 裁件，而且可以 简 化模具 结 构、降 低冲 裁件。但 少、无废 料排 样 的 应用范 围 有一定的局限性，受到工件形 状 、 结 构的限制、且由于 条 料 本身 的宽 度公差以及 条 料 导 向与定位所 产 生 的误 差 会 直接影 响冲 裁件尺寸二使 冲 裁件的精度降低。同 时 ，往往因模具 单 面受力而加快磨 损 ，降低模具 寿命 ，也 会 直接影 响冲裁件的 断 面 质 量。因此，排 样时 必 须全面权 衡利弊。 上述 3种排样方法 ，根据 冲 裁件在 条 料上的不同排列形式 ，又 可分为 直排，斜排， 直对排、斜 对 排 、混合排、多排及冲裁搭边等 7种 。可以根据不同的 冲 裁件形 状加 以 选用 。 在实际确定排样时，通常可先根据冲件的形状和尺寸列出几种可能的排样方案（形状复杂的冲件可以用纸片剪成 3 5 个样件，再用样件摆出各种不同的排样方案），然后再综合考虑 冲件的精度、批量、经济性、模具的结构与寿命、生产率、操作与安全，以及原材料的供应等各方面因素，最后确定出最合理的排样方法。确定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料消耗和最高劳动生产率条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作，使冲模的结构简单，寿命长，并能适应车间生产条件和原材料的供应等情况。 搭边是指 排 样时冲 裁件与 冲 裁件 之间 以及 冲 裁件与 条 料 边缘 之间 留下的 工艺 废 料 。 搭 边 具有以下 作用 ：补偿定位误差和送料误差，保证冲出合格的零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高生产效率；避免冲 裁时条料边缘的毛刺被拉入模 15 具间隙，提高模具寿命等。 搭 边 值 的大小要合理。搭边值过大时，材料利用率低；搭边值过小时，达不到其在冲裁工艺中所起的作用。因此在实际确定搭边值时，应主要考虑以下因素。 （ 1） 材料的机械性能 软材料和脆材料的搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。 （ 2） 冲件的形状与尺寸 冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值取大些。 （ 3） 材料的厚度 厚材料的搭边值要取大一些。 （ 4） 送料及挡料方式 用手工送料，且有侧压装置的搭边值可以取小一些，用侧刃定距可以比用挡料销定距的搭边值小一些。 （ 5） 卸料方式 弹性卸 料比刚性卸料的搭边值要小一些。 搭 边 值 一般根据经验来确定，推荐的合理搭边值见新编实用冲压模具设计手册第 62页表 2 步距与 条 料 宽 度 选 定排 样 方法和确定搭 边 值之后，就要 计 算送料步距和 条 料 宽 度， 这样 才能画 出排 样图 。 A 送料步距 A 条 料在模具上每次送 进 的距离成 为 送料步距（ 简称 步距或 进 距）。每 个 步距可以 冲 出一 个 零件， 也 可以 冲 出几 个 零件。送料步距的大小 应为条 料上 两个对应冲 裁件的 对应点之间 的距离。每次只 冲 出一 个 零件的步距 算公式 为： A=D+a 式中 D 平行与送料方 向的 冲 裁件 宽 度 ； a 冲 裁件 之间 的搭 边 值 。 B 条 料 宽 度 B 16 条 料式由板料剪裁下料而得， 为 保 证送料顺 利，剪裁 时 的 公 差带分 布 规 定上偏差 为 零，下偏差 为负 值。 条 料在模具上送 进时 一般都有 导 向， 当 是使用 导 料板导 向而 无测压装 置 时 ，在 宽 度方向也 会产 生送料 误 差。 条 料 宽 度 算 应 保 证在 这 二种 误 差的 影 响 下，仍能保 证 在 冲 裁件与 条 料 侧边之间 有一定的 搭 边 值。 当用手 将条 料 紧贴 搭 边导 料板 时 ， 条 料 宽 度按下式 计 算： 01 ) +2a+( 式中 D 冲 裁件与送料方向垂直的 最大尺寸 ； 1a 冲 裁件与 条 料 侧边之间 的搭 边 ； 板料剪裁 时 的 下偏差 。 具结构设计和力的计算 如图 7，此弯曲件的 r/t类弯曲件的相对弯曲半径较大，弯曲成形过程中毛坏的变薄现象不严重，可按毛坯长度等于弯曲件直线长度与弯曲部分应变中性层长度之和的原则计算，即 L L L 直 弯。 17 图 1件图 L直 L弯 = 3 . 1 4 9 04 ( ) 4 (1 . 5 0 . 3 2 1 . 5 )1 8 0 1 8 0a r x t 13( L = L直 + L弯 92+13 105(式中 L 毛坯 展 开总长 度， a 弯 曲中心角 ,（ o ） ； r 弯 曲件的 内弯 曲半 径 , t 材料厚度 ， x 中性 层 位移系 数 ，其值由新编实用冲压模具设计手册表 3 18 与裁板方案 坯料形 状为 矩形，采用 单 排最 为 适宜。取搭 边 a =2 1a = 条 料 宽 度 进 距 s =30+1.5(板料 规 格 选用 1 . 5 m m 9 0 0 m m 1 8 0 0 m m。 （ 1） 采用 纵 剪法 时 ： 每板 条 料 数 1n = 900 109=8(条 )，余 36 条 零件 数 2n = 57(件 ) 361800 =16(件 ) 每 条 零件 数 1 2 3n = n n + n =8 57+16=472(件 ) 材料 利用率 1 100% = 式中 n ： 一 张 板料（或 条 料、 带 料）上 冲 裁件的 总数 目； 1A ： 一 个冲 裁件的 实际 面 积 ， L： 板料（或 条 料、 带 料）的 长 度； B ： 板料（或 条 料、 带 料） 的宽 度。 （ 2） 采用 横 剪法 时 ： 每板 条 料 数1n= 1800 109=16(条 )，余 7219 每 条 零件 数2n =8(件 ) 72900余料利 用数 (件 ) 每 条 零件 数1 2 3n = n n + n =16 28+16=464(件 ) 由以上 计 算可知， 纵 剪 法的材料利用率 更 高。 从弯曲线 与 纤维 方向 之间的关 系看， 横 裁法 较 好。但由于材料 08性 较 好，不 会 出 现弯 裂 现 象，故采用用 纵 剪法排 样 ，以降底成本，提高 经济性 。 各工序 冲压力 或弯曲力 （ 1） 冲压力 的 计 算 冲 裁力是 冲 裁 时凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需的力，它与材料厚度、工件周边长度及材料的力学性能等参数有关 。冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数，计算冲裁力的目的是为了合理地选用冲压设备和设计模具。在 冲 裁 过 程中， 冲 裁力是 随凸 模 进 入板料的深度（凸模行程）而 变 化的。 图 1 示为冲 裁 08钢时 的 冲 裁力 变 化 曲线 ， 图 中 裁 的 弹 性 变形阶 段， 形阶 段， 力的最大值，在此 点 材料 开始被 剪裂， 断裂分离 阶 段， 的摩擦和 将 材料 从 凹模 内 推出所需的 压力 。通常， 冲 裁力是 冲 裁 过 程中的最大值（即 图 中 冲裁力凸模行程 图 1 冲裁的三个阶段 20 工序 1:（落料 冲 孔复合）。采用 图 （ 图 1具 结 构形式， 则 冲 裁力 2b F = L t = 1 0 1 . 5 3 6 0 = 1 6 9 5 6 ( N ) 孔 F = F + F = 1 4 4 7 2 0 + 1 6 9 5 6 = 1 6 1 6 7 6 ( N )孔落 式中 ： F 冲 裁力， N； 12L,L 冲件 周 边长 度， t 材料厚度， b 材料抗拉 强 度， b 卸料力 = K F = 0 . 0 5 1 6 1 6 7 6 = 8 0 8 3 ( N ) 推料力 = n K F = 5 0 . 0 5 5 1 6 1 6 7 6 = 4 4 4 6 0 ( N ) 顶 件力 K F = 0 . 0 6 1 6 1 6 7 6 = 9 7 0 0（ N） 冲压总 力 F + F + F = 1 6 1 6 7 6 + 8 0 8 3 + 4 4 4 6 0 214中 、 分 别为 卸料力系 数 、推料力系 数 和 顶 料力系 数 。 压力 机公 称压力 的确定 应 大于或等于 冲 裁 时总压力 的 ，即 P (F 278 于落料冲孔工序， 压力 机的公 称压力 机 为 。 （ 2） 弯 曲力的 计 算 弯 曲力是 设计弯 曲模和 选择压力 机的重要依据之 一，特 别 是 弯 曲坯料较厚、 21 弯曲线 校 长 、相 对弯 曲半 径较 小、材料 强 度 较 大的 弯 曲件 时 ，必 须对弯 曲力 进 行计 算。 图 1为 各 弯 曲 阶 段 弯 曲力 行程 化 关 系。由 图 可知 - 自由弯曲阶段；3 - 校正弯曲阶段 图 1曲三个阶段 各 弯 曲 阶 段的 弯 曲力是不同的； 弹 性 阶 段 弯 曲 力较 小，可以略去不 计 ；自由 弯 曲阶 段的 弯 曲力基本不 随凸 模行程的 变 化而 变 化；校正 弯 曲力 随 行程急 剧 增加。 弯曲力 不仅 与 弯曲变形过 程有 关，还 与坯料尺寸、材料性能、零件形 状 、 弯 曲方式、模具 结 构等多种因素有 关， 因此用 理论 公式 来计 算 弯 曲力不但 计 算复 杂，而且 精确度不高。 实际 生 产 中常用 经验 公式 进 行概略 计 算。 工序 2:（ 弯两 角并 使内 角 预弯 45度）。采用 图 （ 图 1示模具 结 构形式，按 弯 曲力 20 B tF=r + t b自 20 . 6 1 . 3 3 0 1 . 5 3 6 0=1 . 5 + 1 . 5 =6318(N) 压 料力 Y F = ( 0 . 3 0 . 8 ) F = 0 . 6 6 3 1 8 = 3 7 9 0 ( N )自冲压总 力 F + F = 6 3 1 8 + 3 7 9 0 = 1 0 1 0 8 N 自 （ ） 22 式中 自由 弯 曲在 冲压 行程 结 束 时 的 弯 曲力， N; B 弯 曲件 的宽 度， t 弯 曲件材料厚度， b 材料的抗拉 强 度， K 安全系 数 ，一般取 K=r 弯 曲件的 内弯 曲半 径 ， 压力 机公 称压力 的确定 应 大于或等于弯曲 时总压力 的 ，即 P ( 1 . 6 1 . 8 ) ( F )自 = 1 . 7 1 0 1 0 8 1 7 1 8 3 ( )N 工序 3 : (弯两内 角 )。采用 图（ 图 1模具 结 构形式，按 校正弯 曲 计 算，则 式中 校正 弯 曲力， N; A 校正部分在垂直于凸模 运动 方向上的投影面 积 ， q 单 位面 积 校正力， 压力 机 公 称压力 的确定 应 大于或等于弯曲 时总压力 的 ，即 P (1 1 F 校 =工序 4:（ 冲 4-5采用 图 (图 1所示模具 结 构形式， 则 冲 裁力 L t = 4 5 1 . 5 3 6 0 = 3 3 9 1 2 ( N ) 23 卸料力 F x = K x F = 0 . 0 5 3 3 9 1 2 = 1 6 9 6 ( N ) 推件力 n K F = 5 0 . 0 5 5 3 3 9 1 2 = 9 3 2 6 ( N ) 冲压总 力 T F = F + F x + F = 3 3 9 1 2 + 1 6 9 6 + 9 3 2 6 = 4 4 9 3 4 ( N ) 式中 F 冲 裁力， N； L 冲件 周 边长 度， t 材料厚度， b 材料抗拉 强 度， ； 卸料力系 数 ； 推料力系 数 。 压力 机公 称压力 的确定 应 大于或等于 冲 裁 时总 压力 的 ，即 P (F = 1 . 2 4 4 9 3 4 5 3 9 2 0 ( )N 第三章 冲压设备 的选择 冲压设备类 型的 选择 ，主要是跟据 冲压工艺 性 质 、生 产 批量大小、 冲压 件的几何形 状 、尺寸及精度要求等因素 来 确定。 冲压生产中常用的冲压设备种类很多，先用冲压设备时主要应考虑下述因素： （ 1）冲压设备的类型和工作形式是否适用于应完成的工序；是否符合安全生产和环保的要求； （ 2）冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要； （ 3）冲压设备的装模高度、工作台面尺寸、行程等是否适合应完成工序所用的模具； 24 （ 4）冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。 对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件等，主要选用开式机械压力机。开式压力机刚度不高，并且在较大冲压力的作用下床身的变形会改变冲模间隙分布、降低模具寿命和冲压件表面质量，但由于它提供了极为方便的操作条件和易于安装机械化附属装置的特点，所以目前仍是中小型冲压件生产的主要设备。另外，在中小型冲压件生产中，若采用导板模或工作时要求导柱导套不脱离的模具，应选用行程较小的偏心压力机。 压设 备规 格的 选择 在 压力 机的 类 型 选 定之后， 应进 一步根 据变形 工序的特 点 ， 变形 力的大小
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