【《某端盖冲压模具设计中的冲压力和压力中心的计算过程案例分析》2700字】

某端盖冲压模具设计中的冲压力和压力中心的计算过程案例分析冲压力的确定一、冲裁力的计算在整个冲裁期间应力控制是一种技术泛指板块凸模在板料冲裁期间所产生需要板料承担的最高冲裁应力，该冲裁压力主要作用包括板料施加到凸模板料上的正反向应力和摩擦阻力。对冲裁力产生重要影响的因素很多，但主要分别为:材料层的厚度、冲裁材料的流体力学性能、周边的纹理长度以及冲件面的轮廓和材料冲裁时的间隙等，也和表面的纹理粗糙度、冲裁刀具冲切刃口的锋利程度等有关。综上考虑，可以运用平刃口模具的冲裁力公式：（4-1）式中F：总冲裁力，单位：N；L：此次冲件的周围一圈的长度，单位：mm；t：此次冲件的厚度，单位：mm；τb：此次使用的材料的抗剪强度，单位：MPa；K：考虑到实际各项参考因素，一般取K=1.3。由于此次涉及的材料为同一种，为08F，它的抗拉强度与抗剪强度呈正比例相关，一般设定为σb≈1.3τb，因为如此冲裁力也运用公式：（4-2）查表4-1可获得，σb大致的取值范围为275MPa～380MPa，在此取σb=300MPa。冲裁件的外边周长L1=196.28mm冲裁件的冲孔周长L2=79.38mm则总冲裁力为表4-1冲压中常用的金属材料的力学性能二、弯曲力的计算工件有3次V形弯曲(5-5)=7.8kNF弯——弯曲力的大小B——弯曲件弯曲部位的宽度K——所涉及的安全系数，一般设定为K=1.3——材料的抗拉强度MPar——弯曲件部分的弯曲半径，mmt——弯曲件部分的材料厚度三、卸料力、推件力及顶件力的计算当板料完成所有的冲裁和弯曲后。由于材料具有弹性和形变恢复能力的特点，压力机会把材料在模具内冲落部分卡入到模具凹模中。而没有被冲落下来的材料将会被吸附到凸模上。并且它们需要较大的压力来实现把材料由凸模或者是凹模卸下，另外在此处也无法实现安排人工将料卸下。为了能够保证每次冲压的切削工序都必须按照正常顺利的过程连续进行，为了能防止被切削工件被挤压进入凸模或者凹模过程中，影响下一步的挤压冲裁切削工序，须全部卸下已经切削好的冲压工件或者剩余废料。从凸模上卸下紧紧夹紧的材料所需的力称为卸料力，用符号F卸来表示。而从冲孔方向来看，将堵塞在凹模内的料顺着冲裁方向推出所需要的力称为推件力F推，将料逆着冲裁方向从凹模内顶出所需要的力称为顶件力F顶。卸料力、推件力和顶件力这三大至关重要的力都是各自由压力机或顶件装置、卸料装置等上所取得的。因此在选用压力机时，需要对这三大力进行计算。一般施用下列公式来实施运算:F卸=K卸F（4-3）F推=nK推F（4-4）F顶=K顶F（4-5）式中F：冲裁力；K卸、K推、K顶：分别为卸料、推件和顶件。n：同时塞在凹模孔口内的冲件或废料数目。其值见表4-2；表4-2卸料力的系数、推件力的系数及顶件力的系数【1】查表4-2，得K卸=0.04～0.05，取K卸=0.04K推=0.055，K顶=0.06。（1）卸料力运算其为F卸=K卸F=0.04×33.4=1.34（KN）（2）推件力运算其为F推=nK推F2=1×0.055×33.4=1.84（KN）（3）顶件力运算其为F顶=K顶F2=0.06×33.4=2.00（KN）四、压力机公称压力的确定冲裁时,压力机最大最高的公称压力必须要的是一个大于或几乎等于最高总公称冲裁力的力,即上述三种力的总和。根据模具设计各部分的不同，应分开计算处理冲裁力，即当设计的模具的结构采用从下方出来料方式和弹性卸料时：F总=F+F卸+F推当设计的模具的结构采用从下方出来料方式和刚性的卸料时：F总=F+F推当设计的模具的结构采用从上方出来料方式和弹性卸料时：F总=F+F卸+F顶本设计采用正装结构和从下方出来料的方式，总冲压力F为：F总=F+F卸+F推（4-5）=33.4+1.34+1.84=36.58KN确定模具压力中心金属模具的压力中心是力量起作用的地方。为了使这套施用的模具能够平稳的工作运行，必须要求冲压机的中心能够穿透模具的中心。这会帮助提高质量另外保证您的模具的寿命。否则就可能会引发在凸凹模冲压模具的过程中导板和模具部分的异常磨损，这就会直接影响到工件质量和模具的性能以及模具的寿命，在最恶劣的情况下就可能会损伤模具。如果一个零件的尺寸和形状都是对称的，则其压力中心将在这个零件轮廓的相对几何中心。当模具处在一个冲切的直线段时，直线段的压力中心将在这个直线段的几何中心。在冲切圆弧段线段时，它所包含的压力中心的位依照下式计算y==R公式（4-7）式中：圆的半角，弧度；b：圆弧的弦长，单位mm，公式差得b=2Rsin；l：圆弧的弧长，单位mm，公式查得l=R×2。化简后y==R=R=。压力中心按下式计算：x0=L1x1+L2Y0=L1y1+L2由制件的展开图3-1可以得出，该制件为对称件，形状比较简单，每次冲压都是对称进行。每一工步以中线的圆孔中心为坐标原点可计算得到该工步时制件的压力中心为（0，0）。综上可得到，此模具的压力中心都与模柄的受力位置重合。冲压设备的选用在考虑选择何种冲压设备时时，需要依据它的冲压过程来下决定，生产制品批量的大小及制件几何形状尺寸和零部件的精确性要求等因素来决定如何进行各种压力机。常用的进行自动冲压的压力装置主要使用有机械式压力机如:曲柄自动压力机、摩擦式曲柄压力机、高速自动冲压车床，液压机则主要使用有缸式油压机、水压机。机械压力机和液压压力机机有着不同优点和缺点，结合目前设计的产品来分析各种因素后进行选择。确定压力机的规格应遵循以下五种原则:(1)压力机的公称工作压力一般必须超过冲压工艺所需的公称工作压力。公称压力是压机的公称压力，从地板延伸到离压机一定距离的地方。一般来说，压力应大于或等于1.3冲头压力。(2)压力机滑块的行程（上死点到下死点）必须与工件的高度相匹配才能达到要求的尺寸，并且在冲压过程完成后可以很容易地从模具中取出。一般成型中，精细工艺要求较低，但细长零件的行程应为零件高度的两倍以上。(3)压机的开关闭合高度,工作台面的大小和尺寸,滑块的大小,模柄和尺寸。一定要符合正确的安装模具。闭合高度指的是滑块在位于下停点的瞬间,滑块底部和工作台面之间所占有的高度。这一开关的高度,可通过控制连杆长度来自动调节,也可通过控制闭合高度。所以当一个压力机的关键连杆被调整为最大值,可想而知开关高度已经达到了其最高。这个位置被称为最佳闭合高程。但是当压力连杆保持在最低的位置,则闭合高程将会达到它们的最低值。这个位置被称为最低闭合高程。模具的闭合高度必须控制在一定范围内,即压力机闭合高度。并有一定的余量。(4)压力机的行程应满足生产率和材料形变速度的需要。以免压力机行程过大导致冲裁制造