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1、1落料冲孔复合模设计实例（一）零件工艺性分析工件为图 1 所示的落料冲孔件，材料为 Q235 钢，材料厚度 2mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：1.材料分析Q235 为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。2. 结构分析零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一异形孔，孔的最小尺寸为 6mm，满足冲裁最小孔径 的要求。另外，经mind20.1t计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为 5.5mm，满足冲裁件最小孔边距 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。minl35.1t3. 精度分析：零件上有 4 个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属 IT13，所
2、以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按 IT14 精度等级查补。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。（二）冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效图 1
3、 工件图2率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为 2mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为 4.9mm，现零件上的最小孔边距为 5.5mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。（三）零件工艺计算1.刃口尺寸计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。（1）落料件尺寸的基本计算公式为 A0maxA)(XD0min0inT TT )( ZZ尺寸 ，可查得凸、凹模最小间隙 Zmin=0.246mm，最大间隙m102.RZmax=0.36
4、0mm，凸模制造公差 ，凹模制造公差 。将以02.T03.A上各值代入 校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可ATminaxZ按上式计算工作零件刃口尺寸。即 m835.92.07510.3. 作作D71.46.83.902.T1 （2）冲孔基本公式为 0minTT)(XdA0iniAZ尺寸 ，查得其凸模制造公差 ，凹模制造公差m5.4180R2.T。经验算，满足不等式 ，因该尺寸为单边磨2A Aminax损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得65.4)18.075.4( 02.2.T1 d7/26.0.A 尺寸 ，查得其凸模制造公差 ，凹模制造公差m318.0Rm.T。经验算，满足不等式 ，因该
5、尺寸为单边磨2.A AinaxZ损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 3m14.3)18.0753( 02.2.T1 d6/46. .00.A （3）中心距：尺寸 m2.057 5.7)/2.057(L尺寸 1. m03.)4/1.(尺寸 m2.054 .5)/2.05(L2.排样计算分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有图 2 所示两种。比较方案 a 和方案 b，方案 b 所裁条料宽度过窄，剪板时容易造成条料的变形和卷曲，所以应采用方案 a。现选用 4000mm1000 mm 的钢板，则需计算采用不同的裁剪方式时，每张板料能出的零件总个数。（1）裁成宽 81.4mm、长 1
6、000mm 的条料，则一张板材能出的零件总个数为 205492104.8（2）裁成宽 81.4mm、长 4000mm 的条料，则一张板材能出的零件总个数为42178240.81比较以上两种裁剪方法，应采用第 1 种裁剪方式，即裁为宽 81.4mm、长 1000mm的条料。其具体排样图如图 3 所示。3.冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为 KLTF此例中零件的周长为 216mm，材料厚度2mm，Q235 钢的抗剪强度取 350MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为 kN197650N3216. F模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力 和推件力 为XTF8.k197.0Kk5.32197053
7、则零件所需得冲压力为 N.9).(TX作初选设备为开式压力机 J2335。4.压力中心计算零件外形为对称件，中间的异形孔虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。四、冲压设备的选用根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机 JH2335，其主要技术参数如下：公称压力：350kN滑块行程：80mm最大闭合高度：280 mm闭合高度调节量：60 mm滑块中心线到床身距离：205mm工作台尺寸：380 mm610 mm工作台孔尺寸：200 mm290 mm模柄孔尺寸： 50 mm70 mm垫板厚度：60
8、 mm五、模具零部件结构的确定1.标准模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的计算公式得，凹模高度 ，凹m2728.0KbH5模壁厚 。m4028.1)5.(HC所以，凹模的总长为 （取 160mm） ，凹模的宽157)7(L度为 。B模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座160mm125mm35mm，下模座 160mm125mm40mm，导柱25mm150mm，导套 25mm85mm33mm。2.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：（1）确定橡胶的自由高度 0H工）（ 4
9、5.3m10)72()10(th作作作由以上两个公式，取 。m40H（2）确定橡胶的横截面积 ApF/X查得矩形橡胶在预压量为 10%15%时的单位压力为 0.6MPa，所以21647MPa.0N985（3）确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为 82 mm25mm，外形暂定一边长为 160mm，则另一边长 b 为 m1516028475A（4）校核橡胶的自由高度 H为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为 80mm，所以 5.0840D橡胶垫的高径比在 0.51.5 之
10、间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模6高度约为 0.8540 mm =34mm。3.其他零部件结构凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格 A50100 的模柄。六、模具装配图模具装配图如图 4 所示。七、模具零件图模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸凹模、凹模、推件块零件图如图 514 所示。7图 4 装配图1-下模座 2、12、13、19-螺钉 3、11、18- 销钉 4-凸凹模固定板 5-凸凹模 6-橡胶 7-卸料版 8-导料销 9-凹模 10-上模座 14-打杆 15-横销 16-推板 17-模柄 20-导柱 21-导套 22-垫板 23-凸模固定板 24-推杆 25-推件块 26-凸模 27-卸料螺钉 28-挡料销8图 5 上模座零件图10图 6 下模座零件图图 7 推件块零件图11图 8 凸凹模固定板零件图图 9 卸料板零件图12图 10 凸模固定板零件图图 11 垫板零件图12图 12 凹模零件图图 13 凸模零件图 图 14 凸凹模零件图
