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（南通职业大学机械工程系, 江苏 南通 226007）
摘 要：以实例详细说明用Pro/E软件计算复合冲裁模压力中心的方法与步骤，从而快速简便地计算出冲裁模的压力中心。
关键词：PRO/E；冲裁模；压力中心；几何中心
引言
复合冲裁模冲压力合力的作用点即模具的压力中心。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。
传统的计算复合冲裁模压力中心的方法多采用解析法或作图法确定，计算十分繁琐、效率低。采用Pro/E 软件可以准确高效地计算出复合冲裁模的压力中心。
1 压力中心确定的数学原理
1.1简单几何图形压力中心的位置确定
（1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上；
（2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心；
（3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算，如图1：
图1 圆弧线段的压力中心
。
1.2多凸模模具的压力中心位置的确定
确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。
图2 多凸模模具的压力中心
各分力对某坐标轴的力矩代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置（x0,y0），即为所求模具的压力中心，图2所示。计算公式为：
（2）
（1）
因冲裁力与冲裁周边长度成正比，所以式中的各冲裁力F1 、F2、F3 …、Fn可分别用各冲裁周边长度 L１、Ｌ２、Ｌ３…、Ln代替，即：
（3）
（4）
1.3 复杂形状零件模具压力中心的确定
如图3，复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。
其具体步骤如下：
(1)选定坐标轴x和y；
(2)将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段，
求出各线段长度L1、L2、L3、…、Ln；
(3)确定各线段的重心位置x1、x2、x3、…、xn和
y1、y2、y3、…、yn；
(4)按公式（3）、式（4）算出压力中心的
图3 复杂冲裁件的压力中心
坐标（x0,y0）。
2 压力中心的计算实例
如图3所述，要求出复杂形状零件模具压力中心，必须先求出各轮廓线的重心，而冲模压力中心是这些轮廓线组成的整体重心。但是在pro/e 软件中，没有查询线重心的功能，只有把线转化成实体，然后查询实体的重心。如果把轮廓线转化成壁厚很小（最小可设置到0.02mm）的薄壁实体，那么这些薄壁实体的重心就非常逼近轮廓线的重心，查询整个薄壁实体的重心就可以得到所有轮廓线的整体重心即模具压力中心。
如求图4所示的冲裁件的压力中心，根据前面的介绍，设压力中心的坐标为（x0,y0），因为此冲裁件为上下对称图形，因此y0=0，根据公式（3）有：
该例的PRO/E解法（使用版本为 PRO/ENGINEER Wildfire 2.0）
图4冲裁件的压力中心
（1） 用PRO/E建立轮廓线的薄壁实体三维模型
1）点选 →输入文件名：001→在子类型下选择实体 →OK；
2）点选 或下拉式菜单，选取Insert(插入) →Extruded(拉伸) → （草绘）→以top为绘图面→选取Okay(正向) →以RIGHT选RIGHT为参照面→绘制如图5所示。→ →确定→“拉伸”操作面板如图6所示。选取 加厚草绘，选取壁厚朝两侧拉伸。（结果较精确）→ →生成实体如图7。
图6 “拉伸”操作面板
【图3.3】
图5 草绘截面
图7三维模型
【图3.2】
（2）度量重心
点选下拉式菜单Analysis(分析) →模型分析 →产生模型分析对话框→将Type(类型)下拉式列表种，点选模型质量属性 →按照图8所示→按Compute(计算) →计算的数值为重心x坐标为5.671304e+1即56.71，并显示在Results(结果)中。计算结果同手工计算。
3 结论
用pro/e 求解模具压力中心虽然用的是逼近的原理，但由于pro/e 的精度很高，所以得出的数值同手工计算的数值几乎是一样的，只在小数点后第三位才有差别，这个差别是可以忽略不计的。显然对于较为复杂的图形用pro/e 求解模具压力中心要比手工计算方便、快捷得多。
图8模型分析对话框
参考文献：
[1]刘建超.冲压模具设计与制造[M] . 北京：高等教育出版社，2005.
[2]林清安. Pro/ENGINEER 零件设计基础编Wildfire[M].北京：中国铁道出版社，2004.
[3]李文宏. Pro/ENGINEER 钣金设计Wildfire[M].北京：中国铁道出版社，2004.
[4]李文军. Pro/ENGINEER Wildfire 钣金设计[M].北京：清华大学出版社，2005.
[5]王孝培. 实用冲压技术手册[Z].北京：机械工业出版社，2002.
Calculation on Pressure Center for Multiple Blanking Die Based on Pro/ E
ZHOU Sheng
(Department of Mechanical Engineering, Nantong Vocational College, Nantong 226007，China)
Abstract: Given examples explicated the methods and steps through using Pro/E software to calculate the pressure center for multiple blanking die. So the center can be calculated rapidly.
Keywords: Pro/ E; Blanking die; Center of pressure; Center of geometry
作者简介：周昇（1964— ）男，江苏南通人，工程师，主要从事冲模设计与PRO/E的教学与研究。
全科论文中心http://www.issncn.net
全科论文中心http://www.issncn.net
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