最新落料、冲孔、弯曲复合模设计

模具设计作业题：

拉深冲孔复合模设计：

工艺性分析

工件名称：角撑

材料：L Y12M

厚度：1.2mm

工件简图:如图1所示

1、冲压件的工艺分析以及方案的确定

通过对冲压件图样的分析得出对于这类工件，一般采用先落料、再拉深，后冲孔的加工顺序进行加工。如果把三道工序放到一起，可以大大提高工作效率，降低整个模具的开发成本，能够减轻工作量，节约能源，产品质量稳定而且在加工时不需再将手伸入模具空间, 保护了操作者的人身安全。将三道工序复合在一起，可以有以下两个不

同的工艺方案：

方案一、先冲孔、落料为同一工步首先完成，然后再进行拉深。采用级进模具。

方案二、先落料，然后冲孔和拉深在同一工序；采用复合模具。

由于此零件为盒形件且直边较短拉深后由于回弹的影响，难以保证零件的精度，因此可留一截直边，零件成形后在削去多余的直边。

采用第一种方案加工工件，只需一副模具，生产效率高，但结构复杂，生产成本高。不易保证长度尺寸的精度，而且容易磨损内孔冲头，降低模具寿命。方案二也只需一副模具，生产效率高，结构较方案一简单。经分析、比较最后确认方案二。

该冲压件的形状较为简单对称, 冲裁件内外形达到的经济精度为IT12～IT13，最小孔径为2.60.8 1.20.96

≥⨯= mm,查钣金课本表

± mm；一般冲裁件剪断面粗糙75~77页：两孔中心距公差，25.50.12

度6.3 。圆角部分r=3mm，其尺寸的精度要求不高，LY12M冲压性能较好,孔与外缘的壁厚较大, 复合模中的凸凹模壁厚部分需要足够的强度。因此, 该工件采用落料、冲孔及弯曲复合模加工较合理。

2、主要工艺参数的计算

2.1 毛坯尺寸的计算

在计算毛坯尺寸前，需要先确定拉深前的形状和尺寸,又有拉深圆角半径r=3mm，板料厚度t=1.2mm,r/t=2.5,故这类弯曲件变薄不严重，横断面畸变较小，并且留出8.5的直壁高度，拉伸成型后还需要修边，故毛料展开粗劣计算即可：

1）将盒形件两个圆角部分合在一起，组成一个圆筒，其展开半径为：

1

222312.5 4.2354

R mm π=+⨯⨯+-=， D=70mm

2）直边部分按弯曲计算展开： B=D=70mm ，

3）展开后的毛料如下图：

4）拉伸成型后如图：

2.2 排样的设计与计算

排样设计主要确定排样形式、送料步距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。

（1）排样方式的确定 根据冲裁件的结构特点，排样方式选择为直排。

以下对两种直排方式进行分别计算： 方式一：竖排 1、搭边值的确定

由课本表3-17查的a 和1a 值： 工件间1a =1mm ，沿边a =1.2mm 。

2、送料步距的确定

A=D+1a =70+1=71mm

D ——平行于送料方向的冲裁宽度 1a ——冲裁件之间的搭边值。 3、条料的宽度确定 按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查书中的表3-18得 ∆=0.6mm 0b =0.2mm

B=[]0

02())l a b -∆+++=[]0

00.689.52(1.00.6)0.292.9--∆+⨯++=mm

4、绘制排样图。冲裁件排样图如图2所示：

图2 排样图

方式二：横排 1、搭边值的确定

由书中表2-4查的a 和1a 值：

工件间1a =1.2mm 沿边a =1.0mm 2、送料步距的确定 A=D+1a =89.5+1.2=90.7mm

D ——平行于送料方向的冲裁宽度 ——冲裁件之间的搭边值。 3、条料的宽度确定 按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查书中的表3-18得：∆=0.5mm 0b =0.2mm

B=[]0

02())l a b -∆+++=[]0

00.5702(1.00.5)0.273.2--∆+⨯++=mm

4、绘制排样图。冲裁件排样图如图3所示：

图3 排样图

通过计算，当选用第二种排样方案时，整体材料利用率也大于第一种方案的材料利用率，因此选用第一种排样方案进行排样。

2.3 冲压力的计算及设备的选择

该模具采用弹性卸料和下方出料方式。总冲压力0F 由冲裁力

F 、卸料力F 卸、推件力F 顶和弯曲力F 弯曲组成。由于采用复合冲裁

模，其冲裁力由落料冲裁力F 落料和冲孔冲裁力F 冲孔两部分组成。

2.3.1 冲裁力的计算

采用平刃口模具冲裁，其理论冲裁力可按下式计算： kp F KLt τ= 式中：K --安全系数，常取K=1.3

L --冲裁件的周长，mm ；

t --材料的厚度，mm ； kp τ--材料的抗剪强度，MPa 。

查表(实用冲模设计与制造)A-2 抗剪强度：kp τ=280~320 MPa 冲裁件周长：L =19.5270258.8mm π⨯+⨯=

（1）落料、冲孔冲裁力的计算。查相关手册得知材料LY12的抗拉强度b σ=400~460MPa

因此取b σ=460MPa ，

0.90.9460414kp b MPa τσ==⨯=

1 1.3258.8 1.2414167kp F KLt KN τ==⨯⨯⨯=

（2）压边力的计算。查书本《实用冲模设计与制造》表2-21，

210.03 5.0F F KN ==

（3）反顶力的计算。 310.116.7F F KN == （4）卸料力的计算 410.03 5.0F F KN ==

（5）选择冲床时的总冲压力为：

134=++=167+16.7+5.0=188.7KN F F F F 总

（7）选用设备公称压力。

根据上面算的总冲压力为188.7kN ，所用机械压力机公称压

力应选取最接近F 总而又稍大一些的压力机，查书本《实用冲模设计与制造》附录B ，表B-4，选取国产公称压力为250kN 的J23—25型开式双柱可倾压力机，其主要结构参数如表1所示：

J 23-16

型开式双柱可倾压力机主要结构参数