支板冲压模具设计

1.冲压件工艺性分析

冲裁件为Q235钢，是碳素结构钢，强度较高。零件外形简单，结构对称，是由圆弧和直线组成的。冲裁件内外形所能得到的经济精度为IT7～IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为mm

4.0

。将以上精度与零件的精度要求相比较，可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。

原始资料：

工件名称：支板

生产批量：大批量

材料：Q235 图 1

厚度：1.2 mm

工件形状如图1所示

2.工艺方案的确定

该零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料，可拟订出以下三种工艺方案。

方案一：两个单工序模分别两次加工，即：落料—冲孔。

方案二：冲孔、落料复合模。

方案三：冲孔、落料级进模。

采用方案一，冲模的结构简单、制造周期短，价格低，而且通用性好，但是压力机一次行程内只能完成一个工序，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。

采用方案二，复合模的行为精度和尺寸精度容易保证，且生产效率高，尽管模具结构比较复杂，但由于零件的几何结构简单对称，模具的制造并不困难。

采用方案三，级进模，适合中小型零件的大批量零件生产，模具强度高，生产效率也高，针对该零件，虽然级进模制造复杂性和价格要比复合模低，但零件的冲裁精度较差，欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销对条料精定位，故模具制造、安装较复合模复杂。通过上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产方案采用方案二的复合模为佳。

3. 必要的工艺计算

3.1 排样设计

设计复合模时，首先要设计条料排样图。该零件具有T 形特点，直排列时材料的利用率较低，采用直对排（见图2）的排样方案可以提高材料的利用率，减少废料。

查表 2.9得搭边值为：工件间a=1.0mm 和侧面a=1.2mm 。

采用导料销送料，因此采用无侧压装置的送料方式，条料宽度的计算公式为：

[]0

max 02∆-∆-++=C a D B

max D —条料宽度方向冲裁件的最大尺寸

a —侧搭边值 代入数据计算，取得 条料宽度：B=（43+2⨯1+9）0

2

.0-=5402.0-mm

步距：A=D+a=50=1=51mm 材料利用率的计算：

根据一般的市场供应情况，原材料选用550mm ×2000mm ×1.2mm 的冷轧薄钢板。每块可剪54mm ×500 mm 规格条料40条，材料剪切利用率达90%以上。由材料利用率通用计算公式

η =

%100⨯BA

nS

式中 S —单个冲裁件的面积，

S=[]

2414.35.0219)138(1625⨯⨯-÷⨯++⨯2⨯=1249.24mm ²

n —单个步距内的冲裁件数量；n=2； B —条料宽度，mm; A —送料步距， mm ； 得一个步距内材料的利用率为 η=

%10051

5424

.12492⨯⨯⨯=81.6%

图 2 排样图 3.2 计算凸、凹模刃口尺寸

查 2.4表得间隙值mm Z mm Z 126.0,18.0min max ==

3.2.1

冲孔10Φmm 凸、凹模刃口尺寸的计算

由于零件结构简单，精度要求不高，所以采用凸、凹模分开加工的方法制作凸、凹模。其凸模、凹模刃口尺寸计算如下： 查表 2.5得凸、凹模制造公差：mm 020.0=凸δ mm 020.0=凹δ。 校核：m ax Z -min Z =0.18-0.126=0.054mm ，凸δ+凹δ=0.04mm 。满足

m ax Z -min Z ≥凸δ+凹δ的条件。

查表 2.6得：IT14级时磨损系数x=0.5。

查式（2.5） =∆+=-0

min 凸凸）（δx d d （10+0.5⨯0.1）

02.0-=10.05002.0-mm

=+=+凹凹凹）（δ0min z d d （10.05+0.0126）02.00

+=10.17602

.00+mm 3.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算

对外轮廓的落料由于形状较复杂，故采用配合加工法，这种方法由利于得到最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的要求，其凸、凹刃口部分的尺寸计算如下：

当以凹模为基准时，凹模磨损后刃口尺寸都增大，因此属于A 类尺寸。

查表 2.6得磨损系数为：x 当≥∆0.50时，x =0.5； 当∆<0.50时, x =0.75;

按公式(2.8):A 凹=(A -∆x )4

0∆

A 凹—凹模尺寸（mm ）；

A —相对应的冲裁件基本尺寸（mm ）； ∆—冲裁件的公差（mm ）；

35凹=(35-0.75⨯0.4)1.00+=35.31

.00+mm

50凹=(50-0.5⨯0.84)

4

1

84.00

⨯+=50.4221

.00+mm

10凹=(10+0.75⨯0.1)

4

11.00

⨯+=10.075025

.00+mm

R8凹=(8+0.75⨯0.1)4

11.00

⨯+=8.075025

.00+mm

落料凹模的基本尺寸与凹模相同，分别是35.3mm 、50.42mm 、10.075mm 不必标注公差，但要求在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值mm Z 126.0min =，最大不超过