冲压模压力中心的计算方法

1、压力中心的计算计算公式为: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等于诸座标位置00(x0,y0 )，模压力中心。解析法的计算依据是：

2、各分力对某坐标轴的力矩之代数和 力的 合力对该轴的力矩。求出合力作用点的 即为所求模具的压力中心(图2)。图2解析法求压力中心2-6.1冲裁力的计算Fp"+行沁+ Fp儿F, +F砒+ F护儿 +耳2丁2 + + FiF丹+仔2十 + F严M工F弹匸1幷Vf Vf=iJ=1所以式中的各冲裁力P1、P2、P因冲裁力与冲裁周边长度成正比，3 Pn，可分别用各冲裁周边长度 L1、L2、L3 L代替，即:片 +丄2工2 + +厶外山厶+厶+ +厶Y厶"匸I2厶J=1n戶12厶i=l丁。厶I 丁 1 十厶 2 丁2 + ' + / 厶1 +厶2 + +厶M冲裁力是冲裁过程中凸

3、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：F =畑珂pFl）冲裁力；L冲裁周边长度; 材料抗剪强度；K-式中Ft 材料厚度； 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=o为计算简便，也可 按下式估算冲裁力：式中材料F知Z込的抗拉强度。20Z 卸料力，推件力及顶件力的计算括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（

4、包及摩擦的存在，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卸下箍着的料所需要的力称卸料力；出。从凸模上 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1 r、J ”f、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

5、困难的， 验公式计算：卸料力0 = 7 推件力Fj.=nl：j.F 顶件力咼= 裁力；F冲 图 卸料力 推件力和顶件力& &心式中卸料力、推件力、顶件力系数，见表； 司时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数。式中板料厚度。凹模模洞口的直刃壁高度;表261卸料力r推件力件力系料厚l/mthKiKd钢5 10.065-0.07a 10 14xn-tn1口4"0门0®o.os0 M0.050J50.060.03.0.040.4J>6.0 02-0.030.250.03铝、铝台金O.02JO.OS0.03-0.07黄铜o.as-uo.od0.03-0.09注：卸料力

6、系数Kx,在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。2 6 3压力瓠公称压力的确定采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时 性卸料装置和下出料方式的冲裁模时|F厂F +引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 司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 右+齐2,6.4降低冲裁力的方法图凸模的阶梯布置法为实现小设备冲裁大 ,或使冲裁过程 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。应该

7、凸些。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， 采用阶梯布置，即将小凸模做短模间的高度差H与板料厚度t有关，即t< 3mm H = t t > 3mm H =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因而能显着降低出，成若干小段进行剪切分离， 冲裁力。

8、 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 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、 b 所示。冲孔时则凹模应为平刃，凸模为斜 刃，如图、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， 如图所示。 向一边斜的斜刃， 只能用于切舌或切开，如图所示。 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 斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁时， 虽然减低了冲

9、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。Ih rea ：4J >a）、b）落料用C）、d）、e）冲孔用f）切舌用图各种斜刃的形式J 0J忖八3.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 强度显着降低，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。2 e &冲«压力中心的确I定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

10、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，从而影卜丄¥二、二二特殊，从模具结构设计与制造考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 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，ft.式弧长。其他符号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，按下 式计算： y = ISO恥=恐 j b 2,氐刃 中：b 意

11、义见图确定2 .确定多凸模模具的压力中心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)。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。坐标原点最好是几个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， 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置工1、X" X肿* X打和ZP 7"冷“片(4)分别计 算凸模刃口轮廓的冲裁 力冈、F"兀、兀或每

12、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（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 ra耳工1十耳工2 + i *十巴玄K1 '竝+巧+丘1-1中心坐标（）计算公式。_ 3 +丄仇十+ Aj. _希3 '厶+厶+打武1-1所以式中个因为冲裁力与周边长度成正比， 冲裁力冈、盼环-坊I可分别用冲裁周边长度n_ 丄pC + 厶耳 _ 7Z1工04+4+厶E' J、Lg、712.1n_厶冏+心厂+厶儿二3 十厶+十打 武1-13.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）。其具体步骤如下：（1）选定坐标轴 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' 丄”x（3）确定各线段的重心位置（）算出7】、升、丹、儿.（4）然后按公式（）、 压力中心的坐标（心、加.tl I图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