常用公式及数据表

第四节 冲压件模具设计常用公式

1. 冲裁间隙分类见表4-1

    

   表4-1 冲裁间隙分类(JB/Z 271-86)

1. 冲裁间隙选取(仅供参考) 见表4-2  

   (见下页)

   表4-2 冲裁间隙比值(单边间隙)   (单位:%t)

(注: 1. 本表适用于厚度为10mm以下的金属材料, 厚料间隙比值应取大些;

 2. 凸,凹模的制造偏差和磨损均使间隙变大, 故新模具应取最小间隙;

 3. 硬质合金冲模间隙比钢模大20% 左右.)

注: 冲裁间隙选取应综合考虑下列因素:

1.  冲床﹑模具的精度及刚性.

2.  产品的断面品质﹑ 尺寸精度及平整度.

3.  模具寿命.

4.  跳屑.

5.  被加工材料的材质﹑硬度﹑供应状态及厚度.

6.  废料形状.

7.  冲子﹑模仁材质﹑硬度及表面加工质量.

    

8. 冲裁力﹑卸(剥)料力﹑ 推件力﹑顶件力

       F冲 = 1.3 * L * t *τ(N)       (公式4-1)

       F卸 = K卸 * F冲  (N)         (公式4-2)

       F推 = N * K推 * K冲  (N)      (公式4-3)

       F顶 = K顶 * F冲  (N)         (公式4-4)

    其中:

         L ―― 冲切线长度 (mm)

         t ―― 材料厚度 (mm)

        τ ―― 材料抗剪强度 (N/mm² )

         1.3 ―― 安全系数

         K卸 ――卸(剥)料力系数

         K推 ―― 推料力系数

         K顶 ―― 顶料力系数

   K卸 K推 K顶 数值见表4-3

   表4-3  卸料力﹑推件力和顶件力系数

注:卸料力系数K卸在冲多孔﹑大搭边和轮廓复杂时取上限值.

1. 中性层弯曲半径

        R = r + x * t    (mm)         (公式4-5)

    其中:

      R―― 中性层弯曲半径  (mm)

      r ―― 零件内侧半径   (mm)

      x ―― 中性层系数

    

    

    

   
   

    

    

    

    

    

   中性层系数见表4-4(仅供参考)

   表4-4 中性层系数x值

注: 弯曲件展开尺寸与下列因素有关:

1.  弯曲成形方式.

2.  弯曲间隙.

3.  有无压料.

4.  材料硬度﹑延伸率﹑厚度.

5.  根据实际状况精确修正.

6. 材料最小弯曲半径,见表4-5

   表4-5 最小弯曲半径

注:表列数据用于弯曲中心角≧90∘﹑断面质量良好的情况.

六﹑ 弯曲回弹半径及回弹角

  r凸 = r0 / ( 1 + K r0 / t )   (公式4-6)

回弹角的数值为

      Δα = (180°-α0 )( r0 / r凸 - 1)   (公式4-7)

式中  r凸 ―― 凸模的圆角半径,  [r凸 ]为mm;

      r0 ――  工件的圆角半径,  [r0 ]为mm;

      α0 ――工件的弯曲角度,  [α0]为(°);

      t ――  工件材料厚度,  [t]为mm;

      K ―― 简化系数, 见表4-6

表4-6 简化系数k值

七﹑ 弯曲力计算

 针对“v”型弯曲:

     F弯 = 0.6kbtσ_b  /  (R + t )  (N)      (公式4-8)

其中:

       b――― 弯曲线长度  (mm)

       t――― 材料厚度     (mm)

       r――― 内侧半径     (mm)

       σ_b―― 材料极限强度  (N/mm²)

       k――― 安全纟数,一般k=1.3

八﹑ 拉深(抽引)系数

        m = d/D              (公式4-9)

 其中:

       d ―― 拉深(抽引)后工件直径  (mm)

1.          D―― 毛坯直径  (mm)

2.  

    1. 无凸缘或有凸缘筒形件用压边圈拉深系数见表4-7

   表4-7 无凸缘或有凸缘筒形件用压边圈拉深的拉深系数(适用08,10号钢)

  注: 1) 随材料塑性高低,表中数值应酌情增减.

     2) ――线上方为直筒件(d_凸=d₁ ).

     3) 随 d_凸/D 数值增大,  r/t 值可相应减小, 满足2r1≦h1, 保证筒部有直壁.

    4) 查用时, 可用插入法, 也可用偏大值.

    5)多次拉深首次形成凸缘时,为考虑多拉入材料,m1增大0.02.

1.   2. 带凸缘筒形件第一次拉深系见表4-8

    

                  表4-8 带凸缘筒形件第一次拉深时的拉深系数m1

注:适用于08﹑10号钢

 3. 无凸缘筒形件用压边圈拉深系数见表4-9

表4-9 无凸缘筒形件用压边圈时的拉深系数

注: 1. 凹模圆角半径大时 (r_凹 = 8 ~ 15t ), 拉深系数取小值, 凹模圆角半径小时 (r_凹 = 4 ~ 8t ),        拉深系数取大值.

  2. 表中拉深系数适用于08﹑10S﹑15S钢与软黄铜H62 ﹑ H68. 当拉深塑性更大的金属时(05﹑08Z及10Z钢﹑铝等), 应比表中数值减小1.5-2%. 而当拉深塑性较小的金属时(20﹑25﹑A2﹑A3﹑酸洗钢﹑硬铝﹑硬黄铜等), 应比表中数值增大1.5-2%(符号S为深拉深钢, Z为最深拉深钢).

4. 无凸缘筒形件不用压边圈拉深系数见表4-10

                表4-10 无凸缘筒形件不用压边圈时的拉深系数

注:适用于08﹑10以及15Mn等材料

5. 有工艺切口的第一次拉深系数见表4-11

表4-11有工艺切口的第一次拉深系数m1  (材料:08﹑10)

6. 有工艺切口的以后各次拉深系数见表4-12

表4-12有工艺切口的以后各次拉深系数m_n   (材料:08﹑10))

1.  7. 有工艺切口的各次拉深系数见表4-13

2.  

                    表4-13有工艺切口的各次拉深系数

 九﹑拉深(抽引)力

    F抽=3(σ_b + σ_s )( D – d - r_凹 )t  (N)     (公式4-10)

 其中:

        σ_b―― 材料极限强度   (N/mm²)

        σ_s―― 材料屈服强度   (N/mm²)

        D―――毛坯直径        (mm)

        d――― 拉深凹模直径   (mm)

        r_凹―― 拉深凹模圆角    (mm)

            t――― 材料厚度        (mm)

十﹑孔的翻边

  1. 翻边系数  K = d/D                         (公式4-11)

           d ―― 预冲孔直径     (mm)

         D ―― 翻边后平均直径   (mm)

各种材料极限翻边系数见表4-14,表4-15

表4-14  低碳钢的极限翻边系数K

表4-15 其它一些材料的翻边系数

  2. 预冲孔直径

    d = D-2( h - 0.43r - 0.72t )           (公式4-12)

      h ―― 翻边高度    (mm)

      r ―― 翻边圆角    (mm)

      t ―― 材料厚度    (mm)

3. 翻边高度

    h = D/[( 1-k )/2] + 0.4r + 0.72t         (公式4-13)

4. 翻边口部材料厚度

    t1 = t√k     (mm)              (公式4-14)

5.翻边力

    F = 1.1tπtσs( D-d )

       σs ―― 材料屈服强度   (Mpa)

十一 设计连接器五金零件应注意的要点

1. 尺寸标注:

2. 尺寸标注在最显要位置,直观,不封闭;

3. 重要﹑关键尺寸直接标注,不能有累积公差;

4. 尺寸公差大小应综合考虑功能及制造成本,并非越小越好,体现“该精就精,该粗就粗”一般经济公差为:下料±0.03,成形±0.05,角度±0.5°

5. 重要及关键尺寸应综合考虑制程稳定性、装配、使用功能并非多益善.

6. 设计基准,制造基准,测量基准相统一;  

7. 形位公差:

8. 基准(面或线)不应有变形

9. 标注应清楚明确,方便量测;

10. 设计基准,制造基准,测量基准相统一;

11. 应综合考虑制程稳定性及使用要求,并非多多益善,精度一般可达到0.10;

12. 很稳定的尺寸, 如下料尺寸等可以不标.

1. 结构设计及强度要求

2. 材料选用满足使用要求,又方便采购的原料;

3. 零件外形园角,防止滚镀表面刮伤;

4. 零件应有足够的强度及刚性,防止在贮存,电镀、搬运过程中的变形及尺寸变异;

5. 特殊零件,可采用多种工序组合方式,如多轴成形加工.五金模具+治具等不同方式来完成;

6. 连续料带要求:

   A)Carrier应有足够的强度及刚性

   B)尽量采用双侧Carrier

   C)注意包装时Carrier及零件是否变形

   D)连续电镀的孔径、孔距特殊要求

1. 五金零件加工工艺:

2. 冲裁

   A)断面质量、光亮面比例大小

   B)毛刺大小(一般不超过0.05)及方向,对外观、功能的影响

   C)倒刺结构,不允许有园角

   D)尽量避免长悬臂或长槽

   E)零件平整度要求,一般为0.10

3. 弯曲

A)最小弯曲半径

         B)外侧龟裂的影响

1.       C)弯起高度应大于2t,如图4-4

   D)孔边距离应大于t,如图4-5,也可采用如图4-6所示工艺

F)材料方向性对使用性能的影响

1. 抽引

1. 形状尽量简单对称

2. R角不应太小,一般可达R0.30, 如图4-7

3. 内外尺寸不可同时标注

4. 表面模痕不应有苛刻要求

5. 平面度一般可达0.10

    

    

   
   

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

   第八章   工程图面作业标准

    

                          第二节 五金模具

    

1. 五金模具开发流程,见表8-1

    

2. 五金模具装配图 (图8-1)

    

3. 模具图面常见符号含义

   M,MC ―― 铣                     SP ―――― 基准点

   H ―――  热处理                 TYP ―――― 典型尺寸

   ELE ――  镀铬                   RP ――――  圆弧点

   DYE ――  染黑                  CEN,CL ―― 中心线

   G ―――  磨                     TAN ―――― 切点

   PG ――― 光学曲线磨             THR ―――― 穿孔

   JG ――― 座标磨                 BOTT ―――  底面

   W/C,W ――线割                   TOP ―――― 顶面

   E,EDM―― 放电                   SYM ―――― 对称

   L ―――― 车                     T ――――― 厚度

   INT ――― 交点                   CB ――――  沉孔

   C ―――― 倒角                   CLEAR ――― 间隙

    

4. 典型零件排样

5.  HOOK类,见图8-2

    

6.  抽引类,见图8-3

    

7.  外壳类,见图8-4