小角板零件的模具設(shè)計及沖壓工藝

小角板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計 

1.1小角板工藝性分析 

材    料：Q235 材料厚度：2 mm 制造精度：IT10 生產(chǎn)批量：大批量 零件簡圖：如圖2.1所示 

 

 

工件厚度t=2mm，孔的邊緣線距彎曲線的距離L>2t。彎曲時，孔不會變形。 因此在工藝安排上應(yīng)該先沖裁，再彎曲便可以達(dá)到圖紙要求。 根據(jù)以上分析，該工件宜先沖孔落料，再彎曲達(dá)到圖紙要求。 

2.2 小角板沖裁模設(shè)計 

2.2.1小角板沖裁工藝性分析 

 

1）制造精度 

工件尺寸公差按IT10級制造。查標(biāo)準(zhǔn)公差表，各尺寸公差如圖2.2所示。無其他特殊要求。查有關(guān)手冊可知，利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖紙要求。   

 

2）結(jié)構(gòu)與尺寸 

工件結(jié)構(gòu)簡單，外形對稱�？椎闹睆剑ㄏ鄬穸龋┐�，孔壁>1.5t，這些結(jié)構(gòu)因素均宜沖裁。 

3）材料  

表2.1   常用沖壓材料的性能和規(guī)格     

 

   

碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，抗拉強(qiáng)度σb=380～470MPa，抗剪強(qiáng)度τ=310~380 MPa，斷后伸長率δ10=21~25%。此材料具有較高的彈性和良好的塑性，其沖裁加工性能比較好。 根據(jù)以上分析，該小角板零件的工藝性較好，可以進(jìn)行沖裁加工。 2.2.2確定沖裁工藝方案 

該零件沖裁包括落料和沖孔兩個基本工序，可采用的沖裁工藝方案有單工序沖裁，復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁。 

一般對于上面這樣的工件通常采用先落料再沖孔的加工方法。由于該工件的生產(chǎn)批量為大批量，則有以下幾種方案進(jìn)行比較。 

該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，表2.2中列有三種工藝方案。  序號 

工藝方案 

結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 

1 

單工序模生產(chǎn)： 落料→沖孔 

  模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才

能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件中批量生產(chǎn)的需求。且兩道工序中的定位誤差，將導(dǎo)致孔心距尺寸精度難以保證 

2 

復(fù)合模生產(chǎn)： 落料-沖孔復(fù)合 

  同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了

模具規(guī)模，降低了模具成本，提高了生產(chǎn)效率，也能提高壓力機(jī)等設(shè)備的使用效率；操作簡單、方便，適合中批量生產(chǎn)；能可靠保證孔心距尺寸精度 

3 

級進(jìn)模生產(chǎn)： 沖孔-落料連續(xù) 

  同一副模具不同工位完成兩道工序，生產(chǎn)效率

高，模具規(guī)模相對第二種方案要大一些，模具成本要高；兩工位之間的定位要求非常高，否則無法保證孔心距尺寸精度 

              表2.2   方案比較 

經(jīng)過比較：由于零件屬于大批量生產(chǎn)，因此采用單工序沖裁效率太低，而且不便

 

 

于操作；級進(jìn)沖裁設(shè)備要求高，定位非常難難于保證精度；而采用復(fù)合沖裁，沖出的零件精度和平直度都較好，生產(chǎn)效率也高，而且零件的孔邊距不小，模具強(qiáng)度也能夠保證。 

根據(jù)以上分析，該零件宜采用復(fù)合沖裁工藝方案。 由此確定工序如下：下料——沖孔落料——檢驗(yàn)。 2.2.3確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 

1）模具類型 

根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合沖裁模。如圖2-4所示。 

 

根據(jù)上表比較：采用倒裝復(fù)合模。 

2）操作與定位方式 

雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，而且能降低模具成本，因此采用手工送料方式�？紤]零件尺寸以及厚度，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導(dǎo)料銷導(dǎo)向、固定擋料銷定距的定位方式。 

3）卸料與出件方式 

考慮零件的厚度較薄，采用彈性卸料方式。 4）模架類型與精度 

由于零件厚度較薄，沖裁間隙較小，因此采用受力平衡、導(dǎo)向平穩(wěn)的后置導(dǎo)柱模架�？紤]零件精度以及沖裁間隙，采用Ⅰ級模架精度。 

 

2.2.4工藝與設(shè)計計算 

1）沖裁件總長計算 

工件相對彎曲半徑r/t>0.5，彎曲前，后中性層長度不變的原則。中性層曲率半徑可按下式計算： 

               ρ=r+Kt               （2-1） 式中ρ——中性層曲率半徑，[ρ]為mm； 

r——彎曲半徑，[r]為mm； 

K——中性層位移系數(shù)，查表取K=0.32； t——材料厚度，[t]為mm。 

可以算得： 

        ρ=r+Kt=2+0.32×2=2.64mm 當(dāng)工件的彎曲角為90度時： 

L=l1+l2+πρ/2=（90-4）+（40+15-4）+ 3.14×2.64/2 ≈141mm（取整） 根據(jù)以上計算，沖裁件如圖2.4所示： 

                                

2）排樣設(shè)計 （1）排樣 

沖裁件在板料或條料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣，簡稱排樣，排樣的合理
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