沖孔落料力的計(jì)算
關(guān)注創(chuàng)建者：模具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí) 創(chuàng)建時(shí)間：2020-01-16
沖孔落料力的計(jì)算的視頻教程
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沖孔落料力的計(jì)算的實(shí)例教程
一、沖孔落料力的計(jì)算
1.了解沖壓沖裁加工(剪切加工)所需的加工力對(duì)于沖壓機(jī)的選型或模具設(shè)計(jì)來說也是不可或缺的。
2.在沖裁加工中，有時(shí)會(huì)發(fā)生凸模刃部折損和肩部破損等問題。
這些問題大多是由于零件的技術(shù)數(shù)據(jù)不足，以及沖頭凹模的材料
和形狀選擇錯(cuò)誤所引起的。
3.沖裁力計(jì)算公式
二、各種材料的抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度
三、最小沖裁直徑核算
模具里面最小的圓孔沖頭直徑，或沖頭最薄弱處的厚度，事前經(jīng)過核算，可提前做好相應(yīng)對(duì)策。
四、沖頭刃部有效長(zhǎng)度核算
1.沖頭縱彎曲負(fù)荷計(jì)算公式
2.從該歐拉公式可以看出，若要提高縱彎曲強(qiáng)度P，使用卸料導(dǎo)向件，采用縱彈性系數(shù)較大的材質(zhì)(SKD→SKH→HAP)，并將刃部的長(zhǎng)度縮短后即可。
3.縱彎曲負(fù)荷P表示的是凸模受到縱彎曲負(fù)荷發(fā)生破損時(shí)的值，選定凸模時(shí)必須考慮安全系數(shù)為3～5。
4.沖小孔時(shí)，選擇凸模時(shí)特別需要注意縱彎曲負(fù)荷和施加于凸模的應(yīng)力。
5.〔技術(shù)參數(shù)〕面積、重心、截面二階矩的計(jì)算
五、減小沖裁力的方法
1.作為剪切力的減輕方法，可采用如【圖2】所示的附加剪切角的方法。落料沖裁加工時(shí)，在凹模上取剪切角；沖孔加工時(shí)，在凸模上取剪切角。
2.H尺寸時(shí)，經(jīng)常取板厚程度以上的剪切角。順便說一下，將剪切角的H尺寸取為板厚左右時(shí)，可減輕約30%左右的加工力。
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展開 1、沖孔落料力的計(jì)算
①：了解沖壓沖裁加工(剪切加工)所需的加工力對(duì)于沖壓機(jī)的選型或模具設(shè)計(jì)來說也是不可或缺的。
②：在沖裁加工中，有時(shí)會(huì)發(fā)生凸模刃部折損和肩部破損等問題。這些問題大多是由于零件的技術(shù)數(shù)據(jù)不足，以及沖頭凹模的材和形狀選擇錯(cuò)誤所引起的。
③：沖裁力計(jì)算公式
2、各種材料的抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度
3、最小沖裁直徑核算
模具里面最小的圓孔沖頭直徑，或沖頭最薄弱處的厚度，事前經(jīng)過核算，可提前做好相應(yīng)對(duì)策。
4、沖頭刃部有效長(zhǎng)度核算
①：沖頭縱彎曲負(fù)荷計(jì)算公式
②：從該歐拉公式可以看出，若要提高縱彎曲強(qiáng)度P，使用卸料導(dǎo)向件，采用縱彈性系數(shù)較大的材質(zhì)(SKD→SKH→HAP)，并將刃部的長(zhǎng)度縮短后即可。
③：縱彎曲負(fù)荷P表示的是凸模受到縱彎曲負(fù)荷發(fā)生破損時(shí)的值，選定凸模時(shí)必須考慮安全系數(shù)為3～5。
④：沖小孔時(shí)，選擇凸模時(shí)特別需要注意縱彎曲負(fù)荷和施加于凸模的應(yīng)力。
⑤：〔技術(shù)參數(shù)〕面積、重心、截面二階矩的計(jì)算
5、減小沖裁力的方法
①：作為剪切力的減輕方法，可采用如【圖2】所示的附加剪切角的方法。落料沖裁加工時(shí)，在凹模上取剪切角；沖孔加工時(shí)，在凸模上取剪切角。
②：H尺寸時(shí)，經(jīng)常取板厚程度以上的剪切角。順便說一下，將剪切角的H尺寸取為板厚左右時(shí)，可減輕約30%左右的加工力。
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展開 摘要
經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐研究,通過對(duì)零件的工藝分析,用一套落料沖孔復(fù)合模完成了某型號(hào)產(chǎn)品中擋圈的制作過程，論述了沖裁模具的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過程。通過模具大幅度地提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
1 引言
冷沖技術(shù)的發(fā)展已日臻成熟，我在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合車間實(shí)際，制作了一套沖裁模，旨在大幅度地提高勞動(dòng)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)擋圈是我公司生產(chǎn)某型號(hào)中的一個(gè)零件，該零件年產(chǎn)量在20萬件以上，屬于批量的生產(chǎn)，在未設(shè)計(jì)落料沖孔復(fù)合模前，一直采用單工序加工，加工效率相當(dāng)?shù)拖隆?2 零件沖壓工藝性分析
圖1為某型號(hào)中擋圈零件，材料為65Mn鋼。零件形狀復(fù)雜，要求表面平整光潔，邊緣不得有毛刺。圖中尺寸要求不高，采用一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。
圖1 擋圈零件圖
3 沖壓工藝方案的確定
根據(jù)圖1分析可知零件壁厚較薄，屬窄緣類零件。一般情況下，這類零件的沖裁分二道工序：即先落料，再沖孔。這兩道工序的每一步工藝均較簡(jiǎn)單，且容易實(shí)現(xiàn)，但都存在不利的方面，那就是工步多、效率低、且零件質(zhì)量難以保證。在工藝設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)時(shí)，將沖孔及落料工序合并在一起，這樣即保證了落料與沖孔的同軸度，又避免了零件外形尺寸較復(fù)雜面帶來的二次定位困難。
4 展開尺寸計(jì)算
由于材料很薄，無需采用中性層展開，而直接進(jìn)行計(jì)算：D展=79+（95-84）/cos15=95.4mm。考慮到mm可以大0.15mm，故實(shí)際展開尺寸取mm。其展開圖如圖2所示。
圖2 擋圈展開圖
5 模具總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)沖壓工藝方案，采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，復(fù)合模可以采用正裝結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)。其中倒裝復(fù)合模由于凸模、凹模裝在上模上，凸凹模裝在下模上，廢料能直接從壓力機(jī)臺(tái)面落料，而制件從上模推下比較容易引出去，操作方便安全。
展開 落料沖孔件是沖壓件廠常會(huì)碰到的一種較為簡(jiǎn)單的沖壓件，下面就以它為例來介紹下這種沖壓件的工藝方案的確定過程。
1.方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)；
2.方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)；
3.方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。
方案二只需要一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀較簡(jiǎn)單，模具制造并不困難；
方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二相比，生產(chǎn)的零件精度稍差，要保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。
經(jīng)過以上三個(gè)方案的比較，應(yīng)該選用方案二即采用復(fù)合模來生產(chǎn)加工這個(gè)落料沖孔件較為合適。
展開 由于重載汽車縱梁料厚板重，傳統(tǒng)手動(dòng)落料生產(chǎn)模式不僅生產(chǎn)效率低，而且人工搬料存在一定的安全隱患，無法滿足增產(chǎn)需要。因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)縱梁落料自動(dòng)化是目前的發(fā)展方向。
模具設(shè)計(jì)總體思路
圖1 是某款卡車縱梁落料件，材質(zhì)為B510L，料厚為6mm，產(chǎn)品凈重74.86kg，總孔數(shù)351 個(gè)，其中φ7mm 孔26 個(gè)，φ9mm 孔52 個(gè)，φ11mm 孔198 個(gè)，φ13mm 及以上孔75 個(gè)，通過沖裁力計(jì)算，平刃沖裁力達(dá)到了39512kN，因此，選擇在5000t 機(jī)械壓力機(jī)上進(jìn)行落料沖孔。首先，由于縱梁落料沖孔沖裁力大，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)斷沖頭是影響生產(chǎn)效率的一個(gè)主要因素；其次，由于板料長(zhǎng)，坯料在長(zhǎng)度方向會(huì)存在一定的翹起，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，需要穩(wěn)定的定位且投料時(shí)料片能被順利感應(yīng)檢測(cè)到；最后，自動(dòng)化生產(chǎn)需要確保廢料能順利下滑，模具高度尺寸及修邊廢料尺寸需要提前考慮，以免影響廢料下滑。這些難點(diǎn)問題需要在模具前期設(shè)計(jì)中做充分考慮，以做出更優(yōu)化的模具設(shè)計(jì)方案。
圖1 某款卡車縱梁落料沖孔件
模具穩(wěn)定可靠的定位設(shè)計(jì)
縱梁因自動(dòng)化生產(chǎn)頻率較快，板料能否擺放到位會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。模具上料利用機(jī)器人視覺對(duì)中，公差精度可以控制在±2mm，其原理是利用拍照獲得的板料位置圖像經(jīng)視頻處理軟件后自動(dòng)調(diào)整機(jī)器人的軌跡，最終將板料準(zhǔn)確置入模具內(nèi)，但由于放置到模具內(nèi)會(huì)有一個(gè)35mm 的高度，如果只是采用一端定位的話，實(shí)際放置到模具內(nèi)時(shí)料會(huì)存在一些錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)品沖切報(bào)廢(圖2)。為了解決這一問題，前端和后端都需要設(shè)計(jì)外形定位以確保投料定位精準(zhǔn)，如圖3、圖4 所示。
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AUTO TECH China 2026 中國(guó)國(guó)際汽車計(jì)算技術(shù)展覽會(huì)
時(shí)間：2026年11月27日-30日
地點(diǎn)：廣州·廣交會(huì)展館D區(qū)
亞洲領(lǐng)先的汽車計(jì)算技術(shù)與核心器件展
——是與來自世界各地的汽車工程師們交流的最佳平臺(tái)！
中國(guó)國(guó)際汽車計(jì)算技術(shù)展覽會(huì)是 AUTO TECH China 2026
一套基于 MATLAB/Fortran 編寫的二維鍵基近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)（Bond-based Peridynamics）數(shù)值仿真代碼。程序采用經(jīng)典的動(dòng)態(tài)松弛算法（Dynamic Relaxation），將動(dòng)力學(xué)方程轉(zhuǎn)化為解決準(zhǔn)靜態(tài)問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應(yīng)及裂紋擴(kuò)展過程。
準(zhǔn)靜態(tài)模擬方案：利用動(dòng)態(tài)松弛代碼，通過人為阻尼迭代，穩(wěn)定求解準(zhǔn)靜態(tài)單軸壓縮過程。
1.使用*DATABASE_BINARY_FSIFOR要比*DATABASE_FSI要好用點(diǎn)，兩個(gè)我用著是這樣的，而且還簡(jiǎn)單，不用設(shè)置那么多要輸出的id啥的。
2.在使用*DATABASE_BINARY_FSIFOR時(shí)需要注意的是，需要在計(jì)算的時(shí)候增加一個(gè)命令來給fsi文件命名，如果沒有，就不會(huì)輸出這個(gè)后處理文件，如圖3所示
本案例設(shè)計(jì)并建立了一梯子模型，仿真模擬了人爬上梯子時(shí)梯子的應(yīng)力分布，模擬結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
摘 要：以往螺栓螺母緊固U型開檔消隙力常基于實(shí)物試驗(yàn)測(cè)量，但時(shí)間長(zhǎng)、成本高，后期方案優(yōu)化代價(jià)大，文章研究了消隙力的簡(jiǎn)化有限元和接近實(shí)際有限元計(jì)算方法，在設(shè)計(jì)過程中可隨時(shí)進(jìn)行方案優(yōu)化，有利于縮短開發(fā)周期、降低成本。基于CATIA靜力學(xué)分析模塊分別使用兩種方法計(jì)算某副車架U型開檔方案優(yōu)化前后的消隙力，并和實(shí)物試驗(yàn)對(duì)比。結(jié)果表明兩種仿真方法計(jì)算的消隙力符合實(shí)際規(guī)律，均可用于方案優(yōu)化和最終選型。
摘 要：設(shè)計(jì)某墊片類零件落料沖孔模，計(jì)算沖裁力，根據(jù)落料沖孔模具結(jié)構(gòu)分析模具上墊板零件受力情況，利用NX NASTRAN有限元分析軟件對(duì)零件受力情況進(jìn)行模擬。分析和試沖結(jié)果表明，零件受力情況與有限元分析結(jié)果一致，零件原結(jié)構(gòu)不能滿足模具工作需求，更改零件結(jié)構(gòu)后應(yīng)力和應(yīng)變情況得到了明顯改善，能滿足模具的使用要求。
文／支明遠(yuǎn)，孫林·江鈴汽車股份有限公司
近年來，由于國(guó)家建設(shè)發(fā)展的需要，中重型載貨汽車需求量越來越大。由于重載汽車縱梁料厚板重，傳統(tǒng)手動(dòng)落料生產(chǎn)模式不僅生產(chǎn)效率低，而且人工搬料存在一定的安全隱患，無法滿足增產(chǎn)需要。因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)縱梁落料自動(dòng)化是目前的發(fā)展方向。
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圖1 是某款卡車縱梁落料件，材質(zhì)為B510L，料厚為6mm，產(chǎn)品凈重74.86kg，總孔數(shù)351
地基承載力及沉降計(jì)算
地基承載力及沉降有限元計(jì)算方法，計(jì)算模型如下：
1 有限元模型的建立
1.1 建立部件
按照要求建立兩個(gè)部件，條形基礎(chǔ)為concrete，尺寸為1m×0.5m；地基為soil，尺寸為10m×20m，如下圖所示。
1.2 材性設(shè)置
將混凝土設(shè)為彈性材料，地基本構(gòu)設(shè)置為摩爾-庫(kù)倫本構(gòu)，具體參數(shù)如下圖所示
自1999年美國(guó)西北大學(xué)以Belytschko教授為代表的計(jì)算力學(xué)課題組[1]提出的擴(kuò)展有限元概念至今已有23年，該理論基于傳統(tǒng)有限元的單位分解思想，在不連續(xù)位置通過富集自由度的形式表達(dá)不連續(xù)場(chǎng)，既保持了計(jì)算過程中的收斂性，又可以很好的解決傳統(tǒng)有限元在面對(duì)不連續(xù)問題時(shí)的困境。
“云計(jì)算”是計(jì)算機(jī)快速發(fā)展的產(chǎn)物，可以非常有效地解決數(shù)值模擬中遇到的內(nèi)存不足、性能不佳、數(shù)據(jù)丟失等問題。
自1999年美國(guó)西北大學(xué)以Belytschko教授[1]為代表的計(jì)算力學(xué)課題組提出的擴(kuò)展有限元概念至今已有23年，該理論基于傳統(tǒng)有限元的單位分解思想，在不連續(xù)位置通過富集自由度的形式表達(dá)不連續(xù)場(chǎng)，既保持了計(jì)算過程中的收斂性，又可以很好的解決傳統(tǒng)有限元在面對(duì)不連續(xù)問題時(shí)的困境。本文基于大型非線性有限元商用軟件Abaqus模擬混凝土I型開裂行為，主要內(nèi)容包括：混凝土開裂模型介紹、數(shù)值模擬細(xì)節(jié)、
