小支承板零件冲压工艺及模具设计 (1)

小支承板零件冲压工艺及模具设计

1、引言

模具工业是“百业之母“，是工业产品的”效益放大器，各国对模具的美誉很多，美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石”。

模具在在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的，金属压铸、塑料、陶瓷、橡胶等金属和非金属制品，绝大多数也是模具成形的。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在已在国民经济中占有非常大的比重。

并且随着汽车、计算机、电机、电器和日用工业品等现代社会产品对其产品质量、生产成本和更新换代的速度的越来越高的要求，没有模具是难以想象的。随着国民经济的高速发展，促使模具技术迅速发展，作为生产各种产品的重要工艺装备，模具已发展成为一门产业。

国外工业先进国家都拥有上万个模具企业与支持模具企业或为模具企业提供生产装备的企业相组成的强大的产业基础。这是为适应社会产品工业化规模生产的重要条件和特点。如汽车的工业化规模生产需要一大批专业性模具企业为其提供模具，同时根据汽车零件的生产技术要求，这些模具企业还配有相应的先进技术装备，包括数控和计算机数控机床、CAD/CAM系统，以及各种工艺装备。

国内相当多的模具企业普及了计算机绘图，应用各种CAD软件进行模具设计。很多搞机械制造厂都正在采用CAD/CAM技术。

模具设计是一种经验性较强的设计，设计人员在长期的工作中积累的经验和知识对模具设计起着十分重要的影响。尽管模具CAD技术应用越来越广泛，但目前广为使用的模具CAD技术大都停留在计算机辅助绘图层次，难以胜任对模具开发的高质量、短周期、低成本要求。传统的工艺信息及各类技术资料的管理方式已很难适应现代化生产的要求，因此人们希望借助计算机的信息技术——数据库将这些经验和知识有效地管理起来，在节省存储空间和人力资源的同时，能够在用户需要时方便、快捷地调用所需的工艺图文等技术资料。

本设计是设计一小支承板落料冲孔复合冲裁模具及弯曲模具。

小支承板落料冲孔复合模是一种多工序模，在压力机的一次行程中，板料在一个位置完成落料与冲孔两道工序，极大地提高了生产效率。在实际的生产中采用复合模冲压的优点在于：结构紧凑、生产效率高、制品精度高、制件平直，可充分利用短料

或边角余料，具有较好的经济效益。本设计复合模采用倒装结构，凸凹模安装在模具下模座上。倒装复合模废料清理无须二次清理，操作方便安全，生产效率较高。复合模较弯曲模结构更为复杂。设计上主要是对凸模、凹模和凸凹模的设计，其中主要是其工作部分的尺寸设计，以保证制件的精度和质量要求。模具许多零件大多已经标准化，如模架、导柱、模座、卸料螺钉、固定板等。在设计中，只须根据设计需要和标准合理选定。

弯曲模设计相对比较简单，弯曲模与复合模的设计过程大致相似。在本设计中采用L型弯曲将材料弯曲成90度小支承板即可。

2.小支承板落料冲孔复合模设计

2.1小支承板冲裁工艺性分析

1）零件工艺性分析

本设计是一小支承板落料冲孔复合模及弯曲模，支承板零件简图：

如图2--1所示：

图2--1

生产批量：大批量

材料：08F

材料厚度：2mm

制造精度：IT10

从此零件图形可以看出，此零件必须要有：冲孔、落料和弯曲3道工序，冲裁件

的形状简单、对称，周边由简单的曲线组成比较规则，零件上孔与孔和孔与边缘的距离都是b>=2X2=4mm，因此基本上比较好加工。冲裁件的经济精度不高于IT11级，一般要求落料件精度最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。支承板零件的加工精度要求为IT10，能达到经济精度，因此适合大批量生产的要求。

2）零件加工工艺方案的确定

又由于工件加工要经过3道工序才能完成，所以采用如下方案：

根据零件的特殊性制定如下的加工方案

方案一：落料冲孔——弯曲

方案二：落料——弯曲——冲孔

方案三：落料——冲孔——弯曲

下料：该工序重要是准确的计算出毛坯尺寸及排样，特别是在大批量生产中这对于提高材料的利用率有重要意义。

冲裁：该工序主要是完成零件的毛坯外形的冲孔和落料。

弯曲：该工序主要是完成零件的弯曲成形

方案一的工序安排比较合理，减少工序环节，提高经济效益方面比其他两种方案有比较显著的优势。方案二在前两个工序安排还可以，但第三个工序很难加工。方案三跟方案一差不多但是比方案一多道工序在经济上来说比方案一差些。因此首选方案一。

3）毛坯展开图尺寸的确定

零件展开图图2--2

根据公式ρ= r + x t

其中ρ——中性层弯曲半径

r——内弯曲半径

t——材料厚度

x——中性层位移系数

中性层的曲率半径和弯曲变形程度有关，当变形程度比较的大时中性层会向内侧移动。r/t=2/2=1变形程度比较的大，由2.1表可知x=0.35

r/t 0~0.5 0.5~0.8 0.8~2 2~3 3~4 >4

t 0.16~0.25 0.25~0.3 0.3~0.35 0.35~0.4 0.4~0.45 0.45~0.5

曲率半径ρ= r + x t=2+0.35x2=2.7mm

弯曲件展开长度L=L 1+ L2 + πα（r + x t）/180

= 8+34+8-4+45-4+3.14 /2x 2.7

=91.3mm

2.2 冲裁件的排样、搭边与材料利用率的计算

1）排样

冲裁件在板料或条料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样，排样的合理与否，不但影响到材料的经济利用率，降低零件成本，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。

根据零件的外形分析，圆弧垫板形状比较的简单，采用有废料排样即：冲裁件与冲裁件之间，冲裁件于条料侧边均有工艺废料。

排样类型：直排，有搭边

由于零件形状简单，很明显可采用如图排样方法：

方案一