五金模具设计之冲压力计算及降低冲裁力的方法

在进行一套模具设计时,最开始的工作是检讨工艺的可行性,一般在产品开发的阶段,该工作基本上就已经完成了.而在一套模具的设计中,冲压力的计算是一个必不可少的环节.当然,一般的小产品和材料较薄的我们可以忽略不计.而当产品的材料厚度相对较高时,冲压力,脱料力等就非得要通过计算的方法获得以保证在指定的冲床吨位上能完成模具的试作和生产.

一.冲压力的定义和分类
在整个冲压力的计算中,我们要计算的范围应包括冲裁力,卸料力,推件力,顶件力等,具体的定义请参考下图:

二.计算公式
冲裁力的计算公式如下图所示:

而冲压力的计算我们则会依据模具的结构来区分对待,主要有以下几种方式:
1.刚性脱料自然落料时:
Pz = P + Pt = P + n*kt*P

2.弹性脱料和弹性顶件配合时:
Pz = P +Px + Pd = P + kx*P + kd*P

3.弹性脱料和自然落料配合时:
Pz = P + Px + Pt = P + kx*P + n*kt*P

而脱料力,顶件力和推件力的计算公式如下图:

三.降低冲压力的方法
主要有以下三种方法:
1.阶梯凸模冲裁法.一般将冲头的高度做一段差,差距在1.5个材料厚度左右.阶梯冲不仅能降低冲裁力,而且能在直径相差较大,距離很近的多孔冲裁中,避免小直径凸模由于受到材料流动挤压力的作用而折断或倾斜.因此,我们一般会将小直径的凸模做得短一些.
2.斜刃口冲裁法.也是我们比较常用的方法.相当于将材料周边分长若干段分步进行冲裁.
3.加热冲裁法.该方法一般情况下不建议采用.

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