1、多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu)與主要參數(shù)計(jì)算多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu)與主要參數(shù)計(jì)算M050314112沖裁力與凸凹模尺寸計(jì)算沖裁力與凸凹模尺寸計(jì)算彎曲工藝力及毛坯尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算彎曲工藝力及毛坯尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算拉深工藝計(jì)算拉深工藝計(jì)算多工位級(jí)進(jìn)模與單工序模結(jié)構(gòu)對(duì)比多工位級(jí)進(jìn)模與單工序模結(jié)構(gòu)對(duì)比材料利用率的計(jì)算材料利用率的計(jì)算主要工藝參數(shù)計(jì)算主要工藝參數(shù)計(jì)算1多工位級(jí)進(jìn)模與單工序模結(jié)構(gòu)對(duì)比多工位級(jí)進(jìn)模與單工序模結(jié)構(gòu)對(duì)比單工序模單工序模：指壓力機(jī)的一次中，完成一道沖壓工序的沖模。級(jí)進(jìn)模級(jí)進(jìn)模：又稱跳步模，連續(xù)模和多工位級(jí)進(jìn)模，指模具上沿被沖原材料的直線送進(jìn)方向，具有至少兩個(gè)或者以上工序，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不

2、同的工位上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。2 24圖一圖一 導(dǎo)板式單工序落料模導(dǎo)板式單工序落料模圖二圖二 用擋料銷和導(dǎo)正銷定位的級(jí)進(jìn)模用擋料銷和導(dǎo)正銷定位的級(jí)進(jìn)模5單工序模單工序模級(jí)進(jìn)模級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單復(fù)雜成本、周期小、短高長(zhǎng)制造精度短高材料利用率高低生產(chǎn)效率低高維修不方便方便精度高低品質(zhì)低高安全性不安全安全自動(dòng)化易于自動(dòng)化沖壓性能要求低高應(yīng)用小批量生產(chǎn)大、中型的沖壓試制大批量生產(chǎn) 中、小零件沖壓級(jí)進(jìn)模和單工序模的優(yōu)缺點(diǎn)比較級(jí)進(jìn)模和單工序模的優(yōu)缺點(diǎn)比較6材料利用率：是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料的面積之比。材料利用率：是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料的面積之比。二二 材料利用率的計(jì)算材料利用率的

3、計(jì)算%100%1000ABFFF -材料利用率；F-工件的實(shí)際面積；F0-所用材料面積，包括工件面積和廢料面積；A-送料距（相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離）；B-條料寬度。值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。7三三 沖裁力與凸凹模尺寸計(jì)算沖裁力與凸凹模尺寸計(jì)算3.1 3.1 沖裁模具的間隙沖裁模具的間隙1 概念：指凹模與凸模刃口橫向尺寸的差值，是設(shè)計(jì)模具的重要工藝參數(shù)。2 間隙的大小影響沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、沖裁力、模具壽命。3 間隙較大時(shí)，拉伸作用增大，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑；間隙較小時(shí)，擠壓力大，落料件尺寸增大，沖孔孔徑變小。8圖

4、圖 3.1 3.1 間隙大小對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量的影響圖間隙大小對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量的影響圖a)a)間隙過(guò)??；間隙過(guò)?。籦)b)間隙合適；間隙合適；c)c)間隙過(guò)大間隙過(guò)大9圖圖 3.2 3.2 模具刃口狀態(tài)對(duì)斷面質(zhì)量的影響模具刃口狀態(tài)對(duì)斷面質(zhì)量的影響103.1.1 3.1.1 間隙值的確定間隙值的確定1.1.經(jīng)驗(yàn)確定法經(jīng)驗(yàn)確定法 tan)/1 (tan)(00ththtc2.2.理論確定法理論確定法由圖2.2.2中三角形ABC的關(guān)系得： ktc 式中：h0-凸模切入深度 -最大切應(yīng)力方向與垂直方向的夾角11123.2 3.2 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算凸凹模刃口尺寸的計(jì)算觀察沖壓件,尋找計(jì)算的依據(jù)，根據(jù)觀

5、察的結(jié)果確定刃口尺寸計(jì)算和選擇公差的原則：1.1.先確定基準(zhǔn)件先確定基準(zhǔn)件 落料：以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上； 沖孔：以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。2.2.考慮沖模的磨損規(guī)律考慮沖模的磨損規(guī)律 落料模：凹?；境叽鐟?yīng)取最小極限尺寸； 沖孔模：凸?；境叽鐟?yīng)取最大極限尺寸。3.3.1 3.3.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的依據(jù)和原則凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的依據(jù)和原則133.3.凸、凹模刃口制造公差應(yīng)合理凸、凹模刃口制造公差應(yīng)合理 形狀簡(jiǎn)單的刃口制造偏差：按IT6IT7級(jí)或查教材表3-9； 形狀復(fù)雜的刃口制造偏差：取沖裁件相應(yīng)部位公差的1/4； 對(duì)刃口尺寸磨損后無(wú)變化的制造偏差：取沖裁件相應(yīng)部位公差的

6、1/8并冠以（）。4.4.沖裁間隙采用最小合理間隙值（單邊）沖裁間隙采用最小合理間隙值（單邊） 凸凹模磨損到一定程度情況下,仍能沖出合格制件。5.5.尺寸偏差應(yīng)按尺寸偏差應(yīng)按“入體入體”原則標(biāo)注原則標(biāo)注 落料件上偏差為零,下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正,下偏差為零。141.1.凸模與凹模分別加工計(jì)算模具刃口尺寸凸模與凹模分別加工計(jì)算模具刃口尺寸 ( (如圖如圖2.3.1)2.3.1) 沖模的制造公差與沖裁間隙之間應(yīng)滿足： 或 適用于：圓形或簡(jiǎn)單刃口。圓形或簡(jiǎn)單刃口。（1) 1) 落料落料 凹模刃口尺寸： 凸模刃口尺寸：（2 2）沖孔）沖孔 凸模刃口尺寸： 凹模刃口尺寸：（3 3）孔心距）孔心距3

7、.3.2 3.3.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法)22(4 . 0)22(6 . 022minmaxpminmaxdminmaxpdccccccd0maxd)(xDD0minmax0mindppp)2()2(cxDcDD0minpp)(xdDdd0minmin0mindd)2()2(cxdcdd8/dLL15163.3 3.3 沖裁力和壓力中心的計(jì)算沖裁力和壓力中心的計(jì)算3.3.1 3.3.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算1.1.計(jì)算沖裁力的目的計(jì)算沖裁力的目的 選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。2.2.沖裁工藝力（圖沖裁工藝力（圖2.4.1)2.4.1)普通

8、平刃沖裁力：普通平刃沖裁力： 斜刃口沖裁力斜刃口沖裁力: : 卸料力卸料力: : 推料力推料力: : 頂件力頂件力: :p22QFKFp11QFnKFpQKFF )6 . 02 . 0(KKLtF斜tLKFPP) 3 . 1(K1718原則原則：壓力機(jī)公稱壓力沖裁工藝力總和彈壓卸料+下出件的模具 彈壓卸料+上出件的模具 剛性卸料+下出件的模具 3.3.2 3.3.2 壓力機(jī)公稱壓力的選取壓力機(jī)公稱壓力的選取1QQPPFFFF2QQPPFFFF1QPPFFF19壓力中心壓力中心：沖壓力合力的作用點(diǎn)。 方法方法：求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。 原則原則： （1）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件沖模的壓力中心就是

9、沖裁件的幾何中心。 （2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 （3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模的壓力中心(如圖3.3）。3.3.3 3.3.3 沖壓模具壓力中心的確定沖壓模具壓力中心的確定 20圖圖3.3 3.3 解析法求模具的壓力中心解析法求模具的壓力中心21四四 彎曲工藝力及毛坯尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算彎曲工藝力及毛坯尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算4.1 4.1 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算V形件彎曲力U形件彎曲力F自-沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力；K-安全系數(shù)，一般取1.3；b-彎曲件的寬度（mm）；t-彎曲材料的厚度（mm）；r-彎曲件的內(nèi)彎曲半

10、徑（mm）； -材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）。2b0.6kbtF =r+t自2b0.7kbtF =r+t自b224.2 4.2 校正彎曲時(shí)的彎曲力校正彎曲時(shí)的彎曲力ApF校F校校正彎曲應(yīng)力；A校正部分投影面積；P單位面積校正力，其值見下表。材料名稱板料厚度t/mm11336610鋁1020203030404050黃銅203030404060608010，15，20鋼3040406060808010025，30鋼4050507070100100120表表1 1 校正彎曲時(shí)單位壓力校正彎曲時(shí)單位壓力p p值值234.3 4.3 頂件力和壓料力頂件力和壓料力 若彎曲模設(shè)有頂件裝置或壓料裝置，其頂件力FD

11、或壓料力FQ可近似取自由彎曲力的30%80%，即：自FFD)8 . 03 . 0(4.4 4.4 壓力機(jī)噸位的確定壓力機(jī)噸位的確定自由彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)為：P壓機(jī)F自+FD 由于校正力是發(fā)生在接近壓力機(jī)下死點(diǎn)的位置，校正力的數(shù)值比自由彎曲力，頂件力和壓料力大得多，故F自和FQ值可忽略不計(jì)。則按校正彎曲力選擇壓力機(jī)的噸位應(yīng)為：P壓機(jī)F校244.5 4.5 彎曲件坯料尺寸的計(jì)算彎曲件坯料尺寸的計(jì)算1.1.圓角半徑圓角半徑r0.5tr0.5t的彎曲件的彎曲件 按應(yīng)變中性層變形前后長(zhǎng)度不變的原理，坯料總長(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和，即： )(1801802121xtrllllLz252.

12、2.無(wú)圓角半徑的彎曲件（無(wú)圓角半徑的彎曲件（r 0.5t r 0.5t ） 按變形前后體積不變條件的原理確定坯料長(zhǎng)度。通常采用表3.3.4所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。263.3.鉸鏈?zhǔn)綇澢q鏈?zhǔn)綇澢?對(duì)于（0.63.5）的鉸鏈件（右圖）常用推彎方法成形。其坯料長(zhǎng)度可按下式近似計(jì)算。 卷圓彎曲時(shí)，受擠壓和彎曲共同作用，板厚不是變薄而是增厚，應(yīng)變中性層外移。txrlrtxrlLz117 . 47 . 5)(5 . 1x1 ：中性層外移系數(shù)27五五 拉深工藝計(jì)算拉深工藝計(jì)算5.1 5.1 毛坯尺寸計(jì)算毛坯尺寸計(jì)算1 .1 .毛坯形狀和尺寸確定的依據(jù)毛坯形狀和尺寸確定的依據(jù)：體積不變?cè)瓌t體積不變?cè)瓌t（等表面

13、積原則） 若拉深前后料厚不變，則拉深前坯料表面積與拉深后沖件表面積近似相等。 2.2.加修邊余量加修邊余量l拉深中板料存在各向異性l實(shí)際生產(chǎn)中毛坯中心和凸、凹模中心不完全重合.28修邊余量的確定：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 293.3.簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算 u將拉深件劃分為3個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體u分別求出各簡(jiǎn)單幾何體的表面積: （采用久里金法則） 任何形狀的母線繞某軸旋轉(zhuǎn)一周所構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體的表面積，等于該母線的長(zhǎng)度與該母線形心繞該軸旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)的乘積。即：22xxAlRR l 式中 ：A旋轉(zhuǎn)體的表面積； Rx母線形心的旋轉(zhuǎn)半徑； L母線長(zhǎng)度。30求出簡(jiǎn)單幾何體1表面積:1()ad

14、h求出簡(jiǎn)單幾何體3表面積:2314ad求出簡(jiǎn)單幾何體2表面積:弧長(zhǎng)l=rd/2形心到旋轉(zhuǎn)軸距離 為（2rd/+d1/2）簡(jiǎn)單幾何體表面積為21(4)2ddardr31把各簡(jiǎn)單幾何體面積相加為零件總面積:A=a1+a2+a3根據(jù)表面積相等原則，求出坯料直徑。 42DA32211144 ()2 (4 )iddiDad hrdrd4.4.復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算：按經(jīng)驗(yàn)公式復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算：按經(jīng)驗(yàn)公式 325.2 5.2 拉深系數(shù)拉深系數(shù)1. 拉深系數(shù)概念：指拉深后工件直徑與拉深前工件（或毛坯）直徑之比，用m表示。 2. 各次拉深系數(shù) 第1次拉深第2次拉深 第n次拉深 11dmD221d

15、md1nnndmd3. 總拉深系數(shù)概念 總拉深系數(shù)m等于工件直徑dn與毛坯直徑D之比，即：ndmD4. 總拉深系數(shù)與各次拉深系數(shù)的關(guān)系 nnnnnnnmmmmmddddddddDdDdm132112123121即：拉深件總拉深系數(shù)等于各次拉深系數(shù)的乘積335.3 5.3 拉深次數(shù)拉深次數(shù)1. 判斷能否一次拉出。計(jì)算總拉深系數(shù)m，查出極限拉深系數(shù)m1。當(dāng)mm1時(shí)，拉深件可一次拉成；當(dāng)mm1時(shí)，需要多次拉深。2. 確定拉深次數(shù)推算法從表中查得極限拉深系數(shù)m1、m2mn。計(jì)算各次拉深后的工件直徑。 d1=m1D，d2=m2d1=m1m2D dn=mndn-1=m1m2mnD當(dāng)dnd（工件直徑）時(shí)，n

16、即為拉深次數(shù)。34查表法355.4 5.4 各次拉深半成品尺寸的計(jì)算各次拉深半成品尺寸的計(jì)算 1. 1. 工序件直徑的確定工序件直徑的確定 確定拉深次數(shù)以后，由表查得各次拉深的極限拉深系數(shù)，適當(dāng)放大適當(dāng)放大，并加以調(diào)整調(diào)整，其原則是：保證12nmmmndd1122nnmmmmmm362. 2. 工序件直徑的確定工序件直徑的確定最后按調(diào)整后的拉深系數(shù)計(jì)算各次工序件直徑：11dm D21221dm dm m D3. 3. 工序件高度的確定工序件高度的確定由筒形件表面積計(jì)算公式：dhrdrdD456. 072. 122)32. 0(43. 0)(25. 02rddrddDh推導(dǎo)得： 則筒形件半成品高度的計(jì)算公式為：)32. 0(43. 0)(25. 02pnnnpnnnnrddrddDh其中：Hn、dn、 rpn分別為第n次拉深后工件高度、直徑、第n次拉深時(shí)凸模的圓角半徑375.5 5.5 拉深工藝力的計(jì)算拉深工藝力的計(jì)算1.1.壓