落料冲孔复合模设计实例.docx

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：
图1工件图
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。
3.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

尺寸，可查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.246mm，最大间隙Zmax=0.360mm，凸模制造公差，凹模制造公差。将以上各值代入≤校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。
即

（2）冲孔基本公式为

尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式≤，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得

尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式≤，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得

（3）中心距：
尺寸

尺寸

尺寸

2.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4000mm×1000mm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1000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为

（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

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

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

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

则零件所需得冲压力为

初选设备为开式压力机J23—35。
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JH23—35，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：280mm
闭合高度调节量：60mm
滑块中心线到床身距离：205mm
工作台尺寸：380mm×610mm
工作台孔尺寸：200mm×290mm
模柄孔尺寸：φ50mm×70mm
垫板厚度：60mm
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，凹模壁厚。
所以，凹模的总长为（取160mm），凹模的宽度为。
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160mm×125mm×35mm，下模座160mm×125mm×40mm，导柱25mm×150mm，导套25mm×85mm×33mm。
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