冲压力合力的作用点称为冲模的压力中心。冲模的压力中心必须通过模柄轴线而与压力机滑块的中心线重合。否则,冲压时滑块就会受到偏心载荷,导致滑块导轨和模具导向部分的磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而降低冲裁件的质量和模具的寿命,甚至可能损坏冲模。
简单对称冲裁件的压力中心就是它的几何中心,确定压力中心主要对复杂形状冲裁件,尤其是多工序的级进模才有意义。但多工序级进模有时计算非常复杂,所以一般凭经验估计压力中心,一般压力中心不能超出模柄直径之外。
常用解析法和作图法确定压力中心,具体如下:
1.解析法
(1)冲孔落料级进模 简单的两个工位的冲裁模(图3-11),其压力中心按下列公式计算
图3-11 两个凸模的压力中心
(2)多凸模的压力中心(图3-12) 由理论力学可知,合力对某轴的力矩等于各分力对同轴力矩之和。由此可求出压力中心坐标(x0,y0)。
图3-12 多凸模压力中心的确定
将F1、F2、…、Fn值代入上式得
(3)复杂形状冲裁件的压力中心(图3-13)
1)选定坐标轴X、Y。(www.xing528.com)
2)将组成图形的轮廓线划分为若干简单线段,求出各线段长度和各线的重心位置。
3)按式(3-15)和式(3-16)求出压力中心坐标(x0,y0)。
2.作图法
作图法与解析法一样,既可求出多凸模冲裁件的压力中心,又可求出复杂冲裁件的压力中心,下面以多凸模为例进行说明,如图3-14所示。
图3-13 复杂形状冲裁件的压力中心
图3-14 作图法求多凸模冲裁件的压力中心
(1)按比例画出轮廓图形并确定坐标轴X、Y
(2)算出各图形轮廓周长La、Lb、Lc并确定其重心位置
(3)压力中心横坐标x0的作图方法
1)在坐标系旁作一条平行于Y轴的直线AB,从A点开始,依次截取L′a、Lb′、Lc′。其顺序按图形至Y轴由近到远的顺序,其长度按比例等于对应轮廓线的长度La、Lb、Lc。
2)在线段AB旁取任意点O1,从O1点作射线1、2、3、4分别与代表冲裁力的各线段(L′a、L′b、L′c)首尾相连。
3)由各图形的重心位置出发,作Y轴的平行线至图外;然后以距Y轴最近的一条平行线上任意点Q为起点,作射线1的平行线1′,由该起点Q再作射线2的平行线2′,过下一交点依次作射线3、4的平行线3′、4′;1′线与4′线的交点,即为压力中心的横坐标x0。
4)用相同的方法作出压力中心的纵坐标y0。注意截取线段与作图都要按距X轴从近到远的顺序。
5)纵横坐标交点O(x0、y0)即为压力中心。
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