关键词：冲模；压力中心，封闭环；计算机

O 引言

冲裁力合力的作用点称为冲模的压力中心。在进行冲模设计时，必须使模具的压力中心与压力机滑块中心重合，否则冲压时会产生偏载，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命，严重时甚至损坏模具和设备，造成冲压事故。所以，冲模压力中心的准确确定，在模具设计中起着至关重要的作用。传统的冲模压力中心的确定是采用计算方法。如果冲压件形状复杂，那么计算将非常繁琐或不准确。在冲模设计实践中，摸索出用计算机确定冲模压力中心的方法，能够准确高效地完成该项任务。

1 计算机确定冲模压力中心的原理

我公司现使用的模具设计软件是电子图版CAXA。CAXA是一种通用绘图软件，不是专门的模具设计软件，因此不能直接用来确定冲模的压力中心，但是这种软件却具有查询封闭区域重心的功能。通过下面的分析和图形转换，使计算机的这一功能得到扩展，间接的应用于确定冲模压力中心。

冲模的压力中心与其重心不一定重合。压力中心只与冲裁力的大小有关，而与其质量无关，它的具体位置由刀口轮廓周长决定。而冲模的重心则决定于形状及其质量分布。当刀口具备中心对称形状时，其压力中心才与重心重合，这种情况无论采用何种方法确定都很简单，这里不予讨论。当刀口不具备中心对称形状时，冲模压力中心与重心不重合，所以不能直接利用计算机查询刀口轮廓封闭区域的重心。

将凸模的投影图置于某一选定的坐标平面内，把刃口轮廓线分成n部分线段，其冲裁力为P1，P2....Pn，各部分轮廓线的重心位置分别为（X1，Y1），（X2，Y2）...（Xn，Yn）。则冲模压力中心位置 (X,Y)可按以下公式求得：

每部分线段的长度分别设为L1，L2...Ln。因为冲裁力与线段长度(冲裁长度)成正比，又设比例系数为K，即P1=KL1，P2=KL2...Pn=KLn。所以冲模压力中心还可表示为：

由式(3)、(4)可知，求冲模压力中心转化为求刀口轮廓线的重心位置。

由于计算机上认为线是不具有质量的，即不具有重心，只有封闭区域才能查询重心坐标，所以还是不能直接利用计算机查询刀口轮廓线的重心位置。但是在计算机上将轮廓线转化为一个无限小的封闭环，利用计算机查询该环的重心坐标，就可以得到刀口轮廓线的重心位置，该重心位置就是冲模压力中心。

综上所述，找到了利用计算机确定冲模压力中心的理论依据。

2 计算机确定冲模压力中心的实际

下面以应用电子图版CAXA为例，说明计算机确定冲模压力中心的实际应用方法，其它绘图软件与CAXA类似，读者可自行尝试。