冲裁复合模案例

复合模设计案例 例题：

零件简图如图1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 材料厚度 :2.2mm

1．冲压件的工艺分析

该零件形状简单、对称 , 是由圆弧和直线组成的。查表得出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12－IT13, 孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.6mm 。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较 , 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。 2．排样

采用直对排的排样方案如图2所示。 由表查得最小搭边值α=3mm 。

计算冲压件毛坯面积 :

A=（44×45 + 66×20 + 1/2π×102 )mm 2=3457mm 2 条料宽度:b =120mm+ 3mm × 3+44mm=173mm 步距:h =45mm+3mm=48mm 一个进距的材料利用率 :

%83%10048

17334572%100===

x x x x bh nA η

图2 排样图

3．计算冲压力

该模具采用弹性卸料和下出料方式。

1.落料力

F1=Ltσb=(321.4 × 2.2 × 300)N=212 ×103N

2.冲孔力

F2=LMb=(81.64 × 2.2 × 300)N=53.9 × 103N

3.落料时的卸料力

F 卸 =K卸F1 取 K 卸 =0.03

故 F 卸 =(0.03 × 212 × 103)N=6.36 × 103N

4. 冲孔时的推件力

取凹模刃口形式 ,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/2.2mm＝2 个

查表K推 =0.05 F推 =(2 × 0.05 × 53.9 × 103)N=5.39 × 103N

选择冲床时的总冲压力为 :

F总 =F1+F2+F 卸 +F 推 =277.6kN

4.确定模具压力中心

按比例画出零件形状 , 选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称 , 即 Xc=0 。故只需计算 Yc，可以求出Yc=46.27mm。

5．计算凸、凹模刃口尺寸

查表得间隙值 Zmin=0.34,Zmax=0.39

对冲孔φ26mm 采用凸、凹模分开的加工方法 , 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 :

查表得凸、凹模制造公差 :δ凸 =0.02mmδ凹 =0.025mm

校核 :Zmax-Zmin=0.058 δ凸 + δ凹 =0.045 满足 Zmax-Zmin ≥δ凸 +δ凹的条件 查表得因数 X=0.5

mm X x d d 0

02.0002.0012.26)24.05.026)---=∆+＋＝（＝（凸凸δ mm Z d d 025.00025.000min 51.26)39.012.26)+++=+＋＝（＝（凸凸凹δ

对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口

部分尺寸计算如下 :

当以凹模为基准件时 , 凹模磨损后 , 刃口部分尺寸都增大 , 因此均属于

A 类尺寸。 零件图中未注公差的尺寸 , 查出其极限偏差:087.0120- 0

36.010-R ,查

表得因数 X 为 : 当 △≥ 0.50 时 ,X =0.5

当 △＜0.50 时 ,X =0.75

4

/0

max )(∆+∆-=x A Aj 14

.004/56.0072.44)56.05.04545++=x －＝（凹mm 14.00

4/54.0073.43)54.05.04444++=x －＝（凹 22.00

4/87.0057.119)87.05.0120120++=x －＝（凹 09

.00

4/36.0073.9)36.075.01010++=x R －＝（凹 6．凸模飞凹模、凸凹模的结构设计

冲φ26mm 孔的圆形凸模 , 由于模具需要在凸模外面装推件块 , 因此

设计成直柱的形状。尺寸标注如图3所示。

图3 凸模

凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，如图4所示的刃口形式。凹模的外形尺寸 , 凹模厚度按式:H=Kb =0.24 ×

120=29mm, 凹模壁厚按式:C =1.5H =43mm 。

图4 凹模

本模具为复合冲裁模 , 因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图5所示。校核凸凹模的强度（孔φ26.51的壁厚）按式m =1.5t得凸凹模的最小壁厚 m =1.5t＝1.5x2.2 =3.3mm, 而实际最小壁厚为 22－26.51/2＝9mm, 故符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙 0.34～0.390。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸22mm 的公差 , 应比零件图所标精度高 3～4 级 , 即定为 22±0.15mmo

图5凸凹模

7．模具总体设计及主要零部件设计

如图 6所示为本例的模具总图。该复合冲裁模将凹模及小凸模装在上模上，

是典型的倒装结构。

两个导料销 24 控制条料送进的导向 , 固定挡料销 2 控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板16、卸料螺钉23和弹簧20组成。冲制的工件由推杆5、推扳7、推销8和推件块13组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。

卸料弹簧的设计计算 :

1）根据模具结构初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为:

F卸 /n=6360N/6=1060N

2）根据预压力 F 预 (>1060N，即根据每根弹簧所受的力选择弹簧) 和模具结构尺寸 , 选择弹簧其最大工作负荷>1060N（序号为68～72）。

3) 校验是否满足 S1≥S总。查阅资料及负荷－行程曲线 , 并经过计算可得以下数据 :

由表中数据可见，序号70～72 的弹簧均满足S1≥S总, 但选序号70的弹簧最合适 , 因为其它弹簧太长 , 会使模具高度增加。70号弹簧的规格为: 外径D =45mm

钢丝直径d =7.Omm

自由高度 Ho =120mm

装配高度 :H2=Ho-S预 =120mm-23mm=97mm

模架选用适用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。

上模座:L/mm×B/mm X H/mm =250 × 250 × 50

下模座 :L/mm × B/mzn × H/mm =250 × 250 × 65

导柱 :d/mm × L/mm =35 ×200