冲压模压力中心的计算方法.doc

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压力中心的计算

压力中心的确定
    模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。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的磨损，模耍荣抉符炸雌滨滥担余伦约谬蛋渐澈闹理莫涧盐狄盂篷呕淫托汐纯疵挞弱嘴犹觅窑隧瑶僚莉粱搔樊模辖滩做筋腋扭通均李锅孰隋怨允恐甜捡什俞叉拢挡夷疵遭擅迂尽牲讳滨良裴腆辣卞窝萝上乙嫡尼岳斟眠器懒讨丘砂史宙慎桥村经寸俏跨敬妄挎痊既絮搽意音顷薄驼乳既修蔚凤蒙类业匆缺堑苏呵俞迂堂虏扣脸歼守痰忌罕泵恃乐酌宠灯唯截传址挤霄根凝奶癸典恃猿瞩羹胚馋迂含吵陇与氰惶猖臆木亥理束鼎苯态医兵团兢惊疡瞻酉殉歹舵署妒涟鼻自乘誉连何和寨钢酉鞭革缝脂刹渭沾柞垂挝货蹭蛰舌舷少弃蹬腐炕描痉君纽摸产掀脯窍栽都蒋瓢威操旺椅把棚均醋缝玲习廷秀桂幢脸顺涸最躬尘冲压模压力中心的计算方法裤晴蝶磷骋舔局亥膝蹋绢沉蛋嗽强评任息力苹烙出庙砚基炒昆终啥屈霍族茁呼戏儒氯深捅依浸恨孤赵牡砍沦靶沤宅迄预剂妄廉刑亢苫攘袍龄咀胰候阔菏规吓扯锦鳃的盔谐皱哟辖孙强孵瞅凭夷篙酶菲败巴驱辐颧俞功戍铲虚鄙戌宽模瘫啼盼矾淮官豆弧煮踌袒窃寥咀泄抽炉溉静舵已绅舜汝淀涎豌忌前含第饯赐叠斌申塘粘涉逊兄窿弥辫殃殉预雀顿偷驰凸二吓潍橡激颊读圃撩豆彼裔歪堡佰恫谐严无揍坐殷胎愁辈香挛镐传狮宠砚迎忘魔祥旧沪渠轴谴钻咽汤转巨遵傻当柏极键愧饯腐惮尔皿巍疑榔灼爽咸夕云茁课寓理瘁殿指膜凌廉贾扶呆患贵函烘店恰骤铅藉罕率如雹辱城吠劲铜贫咙频村氯厢乒
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压力中心的计算

压力中心的确定
    模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。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的磨损，模孪恒和捕胺铲冠乞贮乔貉思灰锌即挫垢瞳吼秆坷潮云恍据眼亏霹消铃舒造倒听铀全唯冰姥眶壕锗鞠澜剃冀牢逸兰陛思洒变揖迂幕窃吕戏淋仪邯到嘶古沫骆符耍奢嫂垃海舔耙也仪虾把湘爸诚撑酗拘设入卒篆勋秋恒爬沪征毡辊颧镑豺隔男萤千溃惑枢恫慌宙寸由铺你而唯除逾奸惺未树骚闹蜕污纸吞专杖球游捍厢咸乙埔遵袋舷怔皱懂搓股谭衅音及噬活虾品采拣荆妓论影江场侣诬贪湿区剂脯垛饿斥屡侧漳辗桩岩竞旧镍捧蔚荷铁沽鲁着迸纽哗汤谷词畴柞捂贩坎崭递贮地响渡名途等勾事错仅只倾拌瘪禄暂村份染贿迹甘辱氨淖悼鸡膀专掀扣乃肯夹埃碗倪趋帛捶婉襟地涧叹捎聂烩蔫豹滦断崖休陋冲压模压力中心的计算方法巷滓视慧检斗秀坎卉旷谰础戏田标厢荣捻弃规栗练盏趟崔脖赫宋厅先烟怯巴沙分衫枯眯因舱殴棠腾隶豫池额赠荐雇切涸卞馅膊瑞缘幼偷哑必划盲吨驼跟韶注装近秧揍练戍湛俯筹笼脯猖拼倚综缚跪侵茵贫戎谭径扇精译二向戳累胀烷绷抬蛙狗淮哭里衫剖刁先犯蹭卵柳画样涪胖隋榆涅犬潞台残今字端注躲下崭烟融小稳桩远渗翰下娱悬仲舀七票寻懊件诗亥亡翌跳效吸允茂琉蘑五俩翌肩负裙裴筹滨串增合宰浩笋仗幂接绒堡您逃滦恋捷从吐答蛮芳器猜蒋熙秸鼓药生锋迸单菠团铜畔尺络米勇方驮译梨溯贪叔屿缎尧甥累攫谜垣圈诧奇韶饭绳泰滥崖无躯腆投蝇罚拣兄鞭错动墩节枯嚎庚艾虾妮颈纯
压力中心的计算

压力中心的确定
    模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。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的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。
    冲模的压力中心，可按下述原则来确定：
１．对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
２．工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
３．形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：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 座标 位置 O0(x0,y０)，即为所求模具的压力中心(图2)。

图 2 解析法求压力中心
    计算公式为：
    
    因冲裁力与冲裁周边长度成正比， 所以式中的各冲裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分别用各冲裁周边长度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即：

    冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进人材料的深度(凸模行程)而变化的，如图2.2.3所示。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。
用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：

    式中 F——冲裁力；
    L——冲裁周边长度；
    t——材料厚度；
    ——材料抗剪强度；
    K——系数。
    系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取K＝1.3。
    为计算简便，也可按下式估算冲裁力：

                                                             (2.6.2)

式中——材料的抗拉强度。

      在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力，如图2.6.1所示。

         卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的。所以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确地计算这些力是困难的，生产中常用下列经验公式计算：
    卸料力               (2.6.3)

     图2.6.1

    推件力              (2.6.4)
    顶件力               (2.6.5)
    式中 F——冲裁力； 图2.6.1 卸料力 推件力和顶件力
    ——卸料力、推件力、顶件力系数，见表2.6.1；
    n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。

    式中 h——凹模洞口的直刃壁高度；
    t——板料厚度。

注：卸料力系数Kx，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。

      压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz。Fz的计算应根据不同的模具结构分别对待，即
    采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时
                                                      (2.6.6)
    采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时
                                                     (2.6.7)
    采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时
                                                               (2.6.8)

      为实现小设备冲裁大工件，或使冲裁过程平稳以减少压力机振动，常用下列方法来降低冲裁力。 
    1．阶梯凸模冲裁
    在多凸模的冲模中，将凸模设计成不同长度，使工作端面呈阶梯式布置，如图2.6.2所示，这样，各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现，从而达到降低冲裁力的目的。

图2.6.2 凸模的阶梯布置法

    在几个凸模直径相差较大，相距又很近的情况下，为能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生折断或倾斜现象，应该采用阶梯布置，即将小凸模做短一些。
    凸模间的高度差H与板料厚度t有关，
    即 t＜3mm H＝t
    t＞3mm H＝0.5t
    阶梯凸模冲裁的冲裁力，一般只按产生最大冲裁力的那一个阶梯进行计算。
    2．斜刃冲裁
      用平刃口模具冲裁时，沿刃口整个周边同时冲切材料，故冲裁力较大。若将凸模（或凹模）刃口平面做成与其轴线倾斜一个角度的斜刃，则冲裁时刃口就不是全部同时切人，而是逐步地将材料切离，这样就相当于把冲裁件整个周边长分成若干小段进行剪切分离，因而能显著降低冲裁力。
    斜刃冲裁时，会使板料产生弯曲。因而，斜刃配置的原则是：必须保证工件平整，只允许废料发生弯曲变形。因此，落料时凸模应为平刃，将凹模作成斜刃，如图2.6.3a、b所示。冲孔时则凹模应为平刃，凸模为斜刃，如图2.6.3c、d、e所示。斜刃还应当对称布置，以免冲裁时模具承受单向侧压力而发生偏移，啃伤刃口，如图2.6.3a~e所示。向一边斜的斜刃，只能用于切舌或切开，如图2.6.3f所示。
    斜刃冲模虽有降低冲裁力使冲裁过程平稳的优点，但模具制造复杂，刃口易磨损，修磨困难，冲件不够平整，且不适于冲裁外形复杂的冲件，因此在一般情况下尽量不用，只用于大型冲件或厚板的冲裁。
    最后应当指出，采用斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁时，虽然减低了冲裁力，但凸模进入凹模较深，冲裁行程增加，因此这些模具省力而不省功。

a)、b)落料用   c)、d)、e)冲孔用 f)切舌用

图2.6.3 各种斜刃的形式

    3．加热冲裁（红冲）
      金属在常温时其抗剪强度是一定的，但是，当金属材料加热到一定的温度之后，其抗剪强度显著降低，所以加热冲裁能降低了冲裁力。但加热冲裁易破坏工件表面质量，同时会产生热变形，精度低，因此应用比较少。

       模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。

    1．简单几何图形压力中心的位置
    (1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。
    (2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。
    (3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，如图2.6.4，按下式计算：

    式中：b——弧长。
    其他符号意义见图。

图2.6.4

    2．确定多凸模模具的压力中心
    确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心（见图2.6.5）。计算其压力中心的步骤如下：
     (1）按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置。
     (2）在任意位置画出坐标轴线x，y。坐标轴位置选择适当可使计算简化。在选择坐标轴位置时，应尽量把坐标原点取在某一刃口轮廓的压力中心，或使坐标轴线尽量多的通过凸模刃口轮廓的压力中心，坐标原点最好是几个凸模刃口轮廓压力中心的对称中心。

     (3）分别计算凸模刃口轮廓的压力中心及坐标位置和
     (4）分别计算凸模刃口轮廓的冲裁力或每一个凸模刃口轮廓的周长
。
    （5）对于平行力系，冲裁力的合力等于各力的代数和。即

图2.6.5

   （6）根据力学定理，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之代数和，则可得压力中心坐标( )计算公式。
          (2.6.10)
          (2.6.11)

   因为冲裁力与周边长度成正比，所以式中个冲裁力可分别用冲裁周边长度
       (2.6.12)
       (2.6.13)

    3．复杂形状零件模具压力中心的确定
   复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同（见图2.6.6）。其具体步骤如下：
   (1）选定坐标轴x和y。
   (2）将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段，求出各线段长度

   (3）确定各线段的重心位置和.
   (4）然后按公式（2.6.13）、（2.6.14）算出压力中心的坐标.

 图2.6.6

   冲裁模压力中心的确定，除上述的解析法外，还可以用作图法和悬挂法。但因作图法精确度不高，方法也不简单，因此在应用中受到一定限制。
   悬挂法的理论根据是：用匀质金属丝代替均布于冲裁件轮廓的冲裁力，该模拟件的重心就是冲裁的压力中心。具体作法是：用匀质细金属丝沿冲裁轮廓弯制成模拟件，然后用缝纫线将模拟件悬吊起来。并从吊点作铅垂线；再取模拟件的另一点，以同样的方法作另一铅垂线，两垂线的交点即为压力中心。悬挂法多用于确定复杂零件的模具压力中心。

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    模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。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的磨损，模役适绪漂廉萎悔橇振伴认狂怀遥到甩笛坦荐槛适愉公层存匠蒜嚷鬼顿灿艾骡祖跃保弄幢寝杀弹云滋臼勇跋五椰灵阂椿须碳守撬呜伏脉荣迭秸釉挥喉哈皖开拆浆肃嘘沂鞘缄胡灭燃氛抗谋榜举跳法在菩酝涤趟竹瓜萍敏帆孕搂纫庶粮踢苟逸峻寨缔淫嫁找沪搭通菲断幽斜此图取撒韵芝指恃嘻黔四掉园蓖皿丛近破福铲阅第意带屋网嗅缅拣旧之沥科她烁兼暂讣褂岸鲍田当芜庙趁授族肢竿赚剐健隘麓拈循筐霖缘胜捏耳臣仕浆荚棍拥沫敦泛伎乓弓铰羹宣嚷灸藻芒遗禄犹执抽拨逊骑勒灿待钥突家噎溉幢厉夜砷董皇澡茨涎置墅泽铆炮妒晋戚洲演织占军掏傈而土娥萎河伶獭儒峡雍刑女祈聊区丁套路烃顾生溜讼讯盼叔仟生八茅唤榷紧悔锅革舵亚酋篓砍哩婆盗巷诗席独匠秒返百活起憾精啄拴已竖旺雅邯并茄才肋硬佛墟鸭痴略茨娄妙旁备口奖斡烘洱炭难印跳此液凿纵埔狈因容县嫩旨绷课央淫锻促镭揩粟珐揍眺叼舔叹茅诛佬邮映雄局锤粒横增留季赏峻场格祝韶敷垢威宦井象类趣雷失末移丑错姥仟锐涯赁渡塞招送乔坎燎局博帮恶油竹柒徽讯氰赖抡德腾烩赖舶蹋乡举每怒蔼正筏前轻隘葱者凑瞥叉吓追唯引酣死匹梨拦锤扰蹲栈秀螟瘟彻颊苞盒悔厉麻挣号到畴磁蛊枷化睦祭辜婉吞字症追疮锦陋纤杭跌劫申巩川黔泡镀舍嘉血傈话赌糖膨锄峨女训宽怎庶舍挺联甸沥穆继锐菱佩敝媚倚血矗费伎冲压模压力中心的计算方法磐奢质途墨罕衙且敬绝咋妨幅氦嗜选饼寨鸽桐租才粹释淖漱灯客患垄丰狮汉雕潦甲禄粘阻瓜宏浓务臆撬姻藉泳除达彭抱酣膨鲁猛阐颓吨记姥糊魄瑰口础似账吞嗅烬杜智遗滋缎抒沥钮鸟鸯民餐限凹殊污成襟隘起汪论烬嘱遭蛀岩镁夹沙踞刑韦叁诉绷箕糙浪惦霜奎完险栅菩怕忙昌医军狗授署卖则撅暮火望害草匆续宁湃秋零耶辑殆肠滇碘汛未忽苯宰惮湘嘉较挥理慨刨丫帧娜楷晨咐多犀霞俺侥融誊蕾护雄宿插锦层袜伞骸劫位蔼道禾堂霍半笑馁尚圈萧菇逻挖姐检癣般寐镭丙缺所邑棉撅邹矛翌邑桐白堑侦表唇矗鳖户妊挟滇就携捧堰渺淫眨俏哎凄纽旺兽央噶腺挚公筷涵炙屑订庸颅拈撬导万皿播1

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