1、多工位級進模典型結構與主要參數計算多工位級進模典型結構與主要參數計算M050314112沖裁力與凸凹模尺寸計算沖裁力與凸凹模尺寸計算彎曲工藝力及毛坯尺寸長度的計算彎曲工藝力及毛坯尺寸長度的計算拉深工藝計算拉深工藝計算多工位級進模與單工序模結構對比多工位級進模與單工序模結構對比材料利用率的計算材料利用率的計算主要工藝參數計算主要工藝參數計算1多工位級進模與單工序模結構對比多工位級進模與單工序模結構對比單工序模單工序模：指壓力機的一次中，完成一道沖壓工序的沖模。級進模級進模：又稱跳步模，連續模和多工位級進模，指模具上沿被沖原材料的直線送進方向，具有至少兩個或者以上工序，并在壓力機的一次行程中，在不

2、同的工位上完成兩個或兩個以上沖壓工序的沖模。2 24圖一圖一 導板式單工序落料模導板式單工序落料模圖二圖二 用擋料銷和導正銷定位的級進模用擋料銷和導正銷定位的級進模5單工序模單工序模級進模級進模結構簡單復雜成本、周期小、短高長制造精度短高材料利用率高低生產效率低高維修不方便方便精度高低品質低高安全性不安全安全自動化易于自動化沖壓性能要求低高應用小批量生產大、中型的沖壓試制大批量生產 中、小零件沖壓級進模和單工序模的優缺點比較級進模和單工序模的優缺點比較6材料利用率：是指沖裁件的實際面積與所用板料的面積之比。材料利用率：是指沖裁件的實際面積與所用板料的面積之比。二二 材料利用率的計算材料利用率的

3、計算%100%1000ABFFF -材料利用率；F-工件的實際面積；F0-所用材料面積，包括工件面積和廢料面積；A-送料距（相鄰兩個制件對應點的距離）；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算沖裁力與凸凹模尺寸計算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，是設計模具的重要工藝參數。2 間隙的大小影響沖裁件斷面質量、尺寸精度、沖裁力、模具壽命。3 間隙較大時，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，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 間隙大小對沖裁件斷面質量的影響圖間隙大小對沖裁件斷面質量的影響圖a)a)間隙過小；間隙過小；b)b)間隙合適；間隙合適；c)c)間隙過大間隙過大9圖圖 3.2 3.2 模具刃口狀態對斷面質量的影響模具刃口狀態對斷面質量的影響103.1.1 3.1.1 間隙值的確定間隙值的確定1.1.經驗確定法經驗確定法 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的關系得： ktc 式中：h0-凸模切入深度 -最大切應力方向與垂直方向的夾角11123.2 3.2 凸凹模刃口尺寸的計算凸凹模刃口尺寸的計算觀察沖壓件,尋找計算的依據，根據觀

5、察的結果確定刃口尺寸計算和選擇公差的原則：1.1.先確定基準件先確定基準件 落料：以凹模為基準，間隙取在凸模上； 沖孔：以凸模為基準，間隙取在凹模上。2.2.考慮沖模的磨損規律考慮沖模的磨損規律 落料模：凹模基本尺寸應取最小極限尺寸； 沖孔模：凸模基本尺寸應取最大極限尺寸。3.3.1 3.3.1 凸、凹模刃口尺寸計算的依據和原則凸、凹模刃口尺寸計算的依據和原則133.3.凸、凹模刃口制造公差應合理凸、凹模刃口制造公差應合理 形狀簡單的刃口制造偏差：按IT6IT7級或查教材表3-9； 形狀復雜的刃口制造偏差：取沖裁件相應部位公差的1/4； 對刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差：取沖裁件相應部位公差的

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.尺寸偏差應按尺寸偏差應按“入體入體”原則標注原則標注 落料件上偏差為零,下偏差為負；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算模具刃口尺寸凸模與凹模分別加工計算模具刃口尺寸 ( (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滿足： 或 適用于：圓形或簡單刃口。圓形或簡單刃口。（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、凹模刃口尺寸的計算方法凸、凹模刃口尺寸的計算方法)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算沖裁力和壓力中心的計算3.3.1 3.3.1 沖裁力的計算沖裁力的計算1.1.計算沖裁力的目的計算沖裁力的目的 選用合適的壓力機、設計模具以及檢驗模具的強度。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 壓力機公稱壓力的選取壓力機公稱壓力的選取1QQPPFFFF2QQPPFFFF1QPPFFF19壓力中心壓力中心：沖壓力合力的作用點。 方法方法：求空間平行力系的合力作用點。 原則原則： （1）對稱形狀的單個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稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （3）形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可用解析計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度的計算彎曲工藝力及毛坯尺寸長度的計算4.1 4.1 彎曲力的計算彎曲力的計算V形件彎曲力U形件彎曲力F自-沖壓行程結束時的自由彎曲力；K-安全系數，一般取1.3；b-彎曲件的寬度（mm）；t-彎曲材料的厚度（mm）；r-彎曲件的內彎曲半

10、徑（mm）； -材料的抗拉強度（MPa）。2b0.6kbtF =r+t自2b0.7kbtF =r+t自b224.2 4.2 校正彎曲時的彎曲力校正彎曲時的彎曲力ApF校F校校正彎曲應力；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 校正彎曲時單位壓力校正彎曲時單位壓力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 壓力機噸位的確定壓力機噸位的確定自由彎曲時壓力機噸位應為：P壓機F自+FD 由于校正力是發生在接近壓力機下死點的位置，校正力的數值比自由彎曲力，頂件力和壓料力大得多，故F自和FQ值可忽略不計。則按校正彎曲力選擇壓力機的噸位應為：P壓機F校244.5 4.5 彎曲件坯料尺寸的計算彎曲件坯料尺寸的計算1.1.圓角半徑圓角半徑r0.5tr0.5t的彎曲件的彎曲件 按應變中性層變形前后長度不變的原理，坯料總長度應等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，即： )(1801802121xtrllllLz252.

12、2.無圓角半徑的彎曲件（無圓角半徑的彎曲件（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度。通常采用表3.3.4所列經驗公式計算。263.3.鉸鏈式彎曲件鉸鏈式彎曲件 對于（0.63.5）的鉸鏈件（右圖）常用推彎方法成形。其坯料長度可按下式近似計算。 卷圓彎曲時，受擠壓和彎曲共同作用，板厚不是變薄而是增厚，應變中性層外移。txrlrtxrlLz117 . 47 . 5)(5 . 1x1 ：中性層外移系數27五五 拉深工藝計算拉深工藝計算5.1 5.1 毛坯尺寸計算毛坯尺寸計算1 .1 .毛坯形狀和尺寸確定的依據毛坯形狀和尺寸確定的依據：體積不變原則體積不變原則（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實際生產中毛坯中心和凸、凹模中心不完全重合.28修邊余量的確定：根據經驗數值 293.3.簡單旋轉體拉深件的毛坯計算簡單旋轉體拉深件的毛坯計算 u將拉深件劃分為3個簡單的幾何體u分別求出各簡單幾何體的表面積: （采用久里金法則） 任何形狀的母線繞某軸旋轉一周所構成的旋轉體的表面積，等于該母線的長度與該母線形心繞該軸旋轉所得周長的乘積。即：22xxAlRR l 式中 ：A旋轉體的表面積； Rx母線形心的旋轉半徑； L母線長度。30求出簡單幾何體1表面積:1()ad

14、h求出簡單幾何體3表面積:2314ad求出簡單幾何體2表面積:弧長l=rd/2形心到旋轉軸距離 為（2rd/+d1/2）簡單幾何體表面積為21(4)2ddardr31把各簡單幾何體面積相加為零件總面積:A=a1+a2+a3根據表面積相等原則，求出坯料直徑。 42DA32211144 ()2 (4 )iddiDad hrdrd4.4.復雜旋轉體拉深件的毛坯計算：按經驗公式復雜旋轉體拉深件的毛坯計算：按經驗公式 325.2 5.2 拉深系數拉深系數1. 拉深系數概念：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 第1次拉深第2次拉深 第n次拉深 11dmD221d

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

16、即為拉深次數。34查表法355.4 5.4 各次拉深半成品尺寸的計算各次拉深半成品尺寸的計算 1. 1. 工序件直徑的確定工序件直徑的確定 確定拉深次數以后，由表查得各次拉深的極限拉深系數，適當放大適當放大，并加以調整調整，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整后的拉深系數計算各次工序件直徑：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算公式：dhrdrdD456. 072. 122)32. 0(43. 0)(25. 02rddrddDh推導得： 則筒形件半成品高度的計算公式為：)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次拉深時凸模的圓角半徑375.5 5.5 拉深工藝力的計算拉深工藝力的計算1.1.壓