沖壓件模具設(shè)計(jì)常用公式

1、第三章 常用公式及數(shù)據(jù)表第四節(jié) 衝壓件模具設(shè)計(jì)常用公式一. 衝裁間隙分類見表4-1表4-1 衝裁間隙分類(JB/Z 271-86)分 類 依 據(jù)類 別制件剪切面質(zhì)量剪切面特征 t=材料厚度塌角深度a(47)%t(68)%t(810)%t光亮帶b(3555)%t(2540)%t(1525)%t剪裂帶E小中大毛刺高度h一般小一般斜度4° 7°7° 8°8° 11°制件精度撓角f稍小小較大尺寸精度落料件接近凹模尺寸稍小于凹模尺寸小于凹模尺寸沖孔件接近凸模尺寸稍小于凸模尺寸小于凸模尺寸模 具 壽 命較低較高最高適 用 場 合制件剪切面質(zhì)量尺寸

2、精度要求高時(shí)采用,模具壽命較低制件剪切面質(zhì)量尺寸精度要求一般時(shí)采用,適用于繼續(xù)塑變的制件制件剪切面質(zhì)量尺寸精度要求不高時(shí)采用,以利提高模具壽命二. 衝裁間隙選取(僅供參考) 見表4-2 (見下頁)表4-2 衝裁間隙比值(單邊間隙) (單位:%t)分 類 依 據(jù)類 別低碳鋼08F10F1020A3B23.07.07.010.010.012.5中碳鋼45 不銹鋼1Cr18Ni9Ti、4Cr13 可伐合金4J293.58.08.011.011.015.0 高碳鋼 T8A、T10A、65Mn8.012.012.015.015.018.0 純鋁L2、L3、L4、L5 鋁合金(軟態(tài))LF21 黃銅(軟態(tài))

3、H62 紫銅(軟態(tài))T1、T2、T32.04.04,56.06.59.0 黃銅(硬態(tài)) 鉛黃銅 紫銅(硬態(tài))3.05.05.58.08.511.0 鋁合金(硬態(tài))LY12 錫磷青銅、鋁青銅 鈹青銅3.56.07.010.011.013.0 鎂合金1.52.5 硅 鋼2.55.05.09.0(注: 1. 本表適用于厚度為10mm以下的金屬材料, 厚料間隙比值應(yīng)取大些; 2. 凸,凹模的制造偏差和磨損均使間隙變大, 故新模具應(yīng)取最小間隙; 3. 硬質(zhì)合金衝模間隙比鋼模大20% 左右.)注: 衝裁間隙選取應(yīng)綜合考慮以下因素:1. 衝床模具的精度及剛性.2. 產(chǎn)品的斷面品質(zhì) 尺寸精度及平整度.3. 模

4、具壽命.4. 跳屑.5. 被加工材料的材質(zhì)硬度供應(yīng)狀態(tài)及厚度.6. 廢料形狀.7. 衝子模仁材質(zhì)硬度及外表加工質(zhì)量.三. 衝裁力卸(剝)料力 推件力頂件力 F衝 = 1.3 * L * t *(N) (公式4-1) F卸 = K卸 * F衝 (N) (公式4-2) F推 = N * K推 * K衝 (N) (公式4-3) F頂 = K頂 * F衝 (N) (公式4-4) 其中: L 衝切線長度 (mm) t 材料厚度 (mm) 材料抗剪強(qiáng)度 (N/mm2 ) 1.3 平安系數(shù) K卸 卸(剝)料力系數(shù) K推 推料力系數(shù) K頂 頂料力系數(shù)K卸 K推 K頂 數(shù)值見表4-3表4-3 卸料力推件力和頂件

5、力系數(shù)料 厚K卸K推K頂鋼 0.1 >0.10.5 >0.52.5 >2.56.5 >6.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁鋁合金紫銅黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09注:卸料力系數(shù)K卸在衝多孔大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值.四. 中性層彎曲半徑 R = r + x * t (mm) (公式4-5) 其中: R 中性層彎曲半徑 (mm) r 零件內(nèi)側(cè)半徑 (mm) x 中性層系數(shù)中性層系數(shù)見表4-

6、4(僅供參考)表4-4 中性層系數(shù)x值rt0.10.20.250.30.40.50.8X0.230.280.300.310.320.330.34rt1.01.52.03.04.05.06.5X0.350.370.400.430.450.480.5注: 彎曲件展開尺寸與以下因素有關(guān):1. 彎曲成形方式.2. 彎曲間隙.3. 有無壓料.4. 材料硬度延伸率厚度.5. 根據(jù)實(shí)際狀況精確修正.五. 材料最小彎曲半徑,見表4-5表4-5 最小彎曲半徑材 料退 火 或 正 火冷 作 硬 化彎 曲 線 位 置垂直于縴維平行于縴維垂直于縴維平行于縴維 0810 1520 2530 3540 4550 5560

7、 65MnT7 Cr18Ni9 軟杜拉鋁 硬杜拉鋁 磷 銅 半硬黃銅 軟 黃 銅 紫 銅鋁錠0.1t0.1t0.2t0.3t0.5t0.7t1t1t1t2t0.1t0.1t0.1t0.1t0.4t0.5t0.6t0.8t1.0t1.3t2t2t1.5t3t0.35t0.35t0.35t0.35t0.4t0.5t0.6t0.8t1.0t1.3t2t3t1.5t3t1t0.5t0.35t1t0.5t0.8t1t1.2t1.5t1.7t2t3t4t2.5t4t3t1.2t0.8t2t1t鎂合金加熱到300400冷 彎MB1MB82t1.5t3t2t6t5t8t6t 鈦合金B(yǎng)T1 BT51.5t3t2

8、t4t3t5t4t6t鉬合金t2mm加熱到400500冷 彎2t3t4t5t注:表列數(shù)據(jù)用于彎曲中心角90斷面質(zhì)量良好的情況.六 彎曲回彈半徑及回彈角 r凸 = r0 / ( 1 + K r0 / t ) (公式4-6)回彈角的數(shù)值為 = (180°-0 )( r0 / r凸 - 1) (公式4-7)式中 r凸 凸模的圓角半徑, r凸 為mm; r0 工件的圓角半徑, r0 為mm; 0 工件的彎曲角度, 0為(°); t 工件材料厚度, t為mm; K 簡化系數(shù), 見表4-6表4-6 簡化系數(shù)k值名 稱牌 號(hào)狀 態(tài)K名 稱牌 號(hào)狀 態(tài)K鋁L4, L6退 火0.0012磷青

9、銅QSn65-0.1硬0.015冷 硬0.0041鈹青銅Qbe2軟0.0064防銹鋁LF21退 火0.0021硬0.0265冷 硬0.0054鋁青銅QA15硬0.0047LF12軟0.0024碳鋼08, 10, A20.0032硬 鋁LY11軟0.006420, A30.005硬0.017530, 35, A50.0068LY12軟0.007500.015硬0.026碳工鋼T8退 火0.0076銅T1, T2, T3軟0.0019冷 硬0.0035硬0.0088不銹鋼1Cr18Ni9Ti退 火0.0044黃 銅H62軟0.0033冷 硬0.018半 硬0.008彈簧鋼65Mn退 火0.0076

10、硬0.015冷 硬0.015H68軟0.002660Si2MnA冷 硬0.021硬0.0148七 彎曲力計(jì)算 針對(duì)“v型彎曲: F彎 = 0.6kbtb / (R + t ) (N) (公式4-8)其中: b 彎曲線長度 (mm) t 材料厚度 (mm) r 內(nèi)側(cè)半徑 (mm) b 材料極限強(qiáng)度 (N/mm2) k 平安糸數(shù),一般k=1.3 八 拉深(抽引)系數(shù) m = d/D (公式4-9) 其中: d 拉深(抽引)后工件直徑 (mm) D 毛坯直徑 (mm) 1. 無凸緣或有凸緣筒形件用壓邊圈拉深系數(shù)見表4-7表4-7 無凸緣或有凸緣筒形件用壓邊圈拉深的拉深系數(shù)(適用08,10號(hào)鋼) t/

11、d×100 r1 r/t d凸/D 1.51.00.60.30.1141251561872080.480.500.510.530.540.550.580.600.650.700.750.800.850.900.950.970.990.480.480.480.480.480.480.480.480.480.470.450.430.410.380.330.310.300.500.500.500.500.500.500.500.490.480.470.450.430.390.340.320.310.510.510.510.510.510.500.490.480.460.450.420.39

12、0.350.330.320.540.540.540.530.520.510.490.470.450.410.370.340.330.530.530.530.530.530.520.510.490.470.450.410.370.350.330.550.550.550.540.530.510.490.460.430.380.360.340.550.550.540.530.520.500.480.450.420.380.360.330.580.580.560.540.520.500.480.440.390.370.340.580.570.550.530.510.490.470.430.380.36

13、0.340.600.580.560.540.520.490.450.400.380.35以後各次拉深m2m3m4m50.730.760.780.800.750.780.800.820.750.780.800.820.760.790.810.840.760.790.810.830.780.800.820.850.780.800.820.840.790.810.830.850.790.810.830.850.800.820.840.86 注: 1) 隨材料塑性上下,表中數(shù)值應(yīng)酌情增減. 2) 線上方為直筒件(d凸=d1 ). 3) 隨 d凸/D 數(shù)值增大, r/t 值可相應(yīng)減小, 滿足2r1h1,

14、 保証筒部有直壁. 4) 查用時(shí), 可用插入法, 也可用偏大值. 5)屢次拉深首次形成凸緣時(shí),為考慮多拉入材料,m1增大0.02. 2. 帶凸緣筒形件第一次拉深系見表4-8 表4-8 帶凸緣筒形件第一次拉深時(shí)的拉深系數(shù)m1凸緣相對(duì)直徑d凸/d1毛 坯 相 對(duì) 厚 度 t /D×100>0.060.2>0.20.5>0.51.0>1.01.5>1.5 1.1>1.11.3>1.31.5>1.51.8>1.82.0>2.02.2>2.22.5>2.52.8>2.83.00.590.550.520.480.450

15、.420.380.350.330.570.540.510.480.450.420.380.350.330.550.530.500.470.440.420.380.340.320.530.510.490.460.430.410.380.340.320.500.490.470.450.420.400.370.330.31注:適用于0810號(hào)鋼 3. 無凸緣筒形件用壓邊圈拉深系數(shù)見表4-9表4-9 無凸緣筒形件用壓邊圈時(shí)的拉深系數(shù)拉深系數(shù)毛 坯 相 對(duì) 厚 度 t /D×10021.5<1.51.0<1.00.6<0.60.3<0.30.15<0.150.08

16、m1m2m3m4m50.480.500.730.750.760.780.780.800.800.820.500.550.750.760.780.790.800.810.820.840.530.550.760.780.790.800.810.820.840.850.550.580.780.790.800.810.820.830.850.860.580.600.790.800.810.820.830.850.860.870.600.630.800.820.820.840.850.860.870.88注: 1. 凹模圓角半徑大時(shí) (r凹 = 8 15t ), 拉深系數(shù)取小值, 凹模圓角半徑小時(shí) (r

17、凹 = 4 8t ), 拉深系數(shù)取大值. 2. 表中拉深系數(shù)適用于0810S15S鋼與軟黃銅H62 H68. 當(dāng)拉深塑性更大的金屬時(shí)(0508Z及10Z鋼鋁等), 應(yīng)比表中數(shù)值減小1.5-2%. 而當(dāng)拉深塑性較小的金屬時(shí)(2025A2A3酸洗鋼硬鋁硬黃銅等), 應(yīng)比表中數(shù)值增大1.5-2%(符號(hào)S為深拉深鋼, Z為最深拉深鋼).4. 無凸緣筒形件不用壓邊圈拉深系數(shù)見表4-10 表4-10 無凸緣筒形件不用壓邊圈時(shí)的拉深系數(shù)材料相對(duì)厚度t /D×100各 次 拉 深 系 數(shù)m1m2m3M4m5m60.40.60.81.01.52.02.53.03以上0.900.850.800.750.

18、650.600.550.530.500.920.900.880.850.800.750.750.750.700.900.840.800.800.800.750.870.840.840.840.780.900.870.870.870.820.900.900.900.85注:適用于0810以及15Mn等材料5. 有工藝切口的第一次拉深系數(shù)見表4-11表4-11有工藝切口的第一次拉深系數(shù)m1 (材料:0810)凸緣相對(duì)直徑d凸/d1毛 坯 相 對(duì) 厚 度 t /D×100>0.060.2>0.20.5>0.51.0>1.01.5>1.51.1>1.11.

19、3>1.31.5>1.51.8>1.82.0>2.02.2>2.22.5>2.52.8>2.83.00.640.600.570.530.470.430.380.350.330.620.590.560.520.460.430.380.350.330.600.580.550.510.450.420.380.350.330.580.560.530.500.440.420.380.350.330.550.530.510.490.430.410.370.340.336. 有工藝切口的以后各次拉深系數(shù)見表4-12 表4-12有工藝切口的以後各次拉深系數(shù)mn (材料

20、:0810)拉深系數(shù) mn毛 坯 相 對(duì) 厚 度 t /D×100>0.060.2>0.20.5>0.51.0>1.01.5>1.5m2m3m4m50.800.820.850.870.790.810.830.860.780.800.820.850.760.790.810.840.750.780.800.82 7. 有工藝切口的各次拉深系數(shù)見表4-13 表4-13有工藝切口的各次拉深系數(shù) 材 料拉 深 次 數(shù)123456拉 深 系 數(shù) m黃 銅軟鋼鋁0.630.670.760.780.780.800.800.820.820.850.850.90 九拉深(抽

21、引)力 F抽=3(b + s )( D d - r凹 )t (N) (公式4-10) 其中: b 材料極限強(qiáng)度 (N/mm2) s 材料屈服強(qiáng)度 (N/mm2) D毛坯直徑 (mm) d 拉深凹模直徑 (mm) r凹 拉深凹模圓角 (mm) t 材料厚度 (mm) 十孔的翻邊 1. 翻邊系數(shù) K = d/D (公式4-11) d 預(yù)衝孔直徑 (mm) D 翻邊后平均直徑 (mm)各種材料極限翻邊系數(shù)見表4-14,表4-15表4-14 低碳鋼的極限翻邊系數(shù)K翻邊方法孔的加工方法比 值 d/t100503520151086.5531球形凸模鑚后去毛刺用沖孔模沖孔0.700.750.600.650.

22、520.570.450.520.400.480.360.450.330.440.310.430.300.420.250.420.20圓柱形凸模鑚后去毛刺用沖孔模沖孔0.800.850.700.750.600.650.500.600.450.550.420.520.400.500.370.500.350.480.300.470.25表4-15 其它一些材料的翻邊系數(shù)退火的材料翻 邊 系 數(shù)KKmin 白鐵皮 黃銅H62 t=0.56mm 鋁t=0.55mm 硬 鋁0.700.680.700.890.650.620.640.80 2. 預(yù)衝孔直徑 d = D-2( h - 0.43r - 0.72

23、t ) (公式4-12) h 翻邊高度 (mm) r 翻邊圓角 (mm) t 材料厚度 (mm)3. 翻邊高度 h = D/( 1-k )/2 + 0.4r + 0.72t (公式4-13)4. 翻邊口部材料厚度 t1 = tk (mm) (公式4-14)5.翻邊力 F = 1.1tts( D-d ) s 材料屈服強(qiáng)度 (Mpa)十一 設(shè)計(jì)連接器五金零件應(yīng)注意的要點(diǎn) 1. 尺寸標(biāo)注:1) 尺寸標(biāo)注在最顯要位置,直觀,不封閉;2) 重要關(guān)鍵尺寸直接標(biāo)注,不能有累積公差;3) 尺寸公差大小應(yīng)綜合考慮功能及制造本錢,并非越小越好,體現(xiàn)“該精就精,該粗就粗一般經(jīng)濟(jì)公差為:下料±0.03,成形±0.05,角度±0.5°4) 重要及關(guān)鍵尺寸應(yīng)綜合考慮制程穩(wěn)定性、裝配、使用功能并非多益善.5) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn),制造基準(zhǔn),測(cè)量基準(zhǔn)相統(tǒng)一; 2. 形位公差:1) 基準(zhǔn)(面或線)不應(yīng)有變形2) 標(biāo)注應(yīng)清楚明確,方便量測(cè);3) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn),制造基準(zhǔn),測(cè)量基準(zhǔn)相統(tǒng)一;4) 應(yīng)綜合考慮制程穩(wěn)定性及使用要求,并非多多益善,精度一般可達(dá)到0.10;5) 很穩(wěn)定的尺寸, 如下料尺寸等