冲压复合模具工艺设计
如图1所示零件：钢板
生产批量：中小批量
材料：08F 料厚t=1.2mm 公差按IT14级制造 本零件为落料冲孔模
设计该零件的冲压工艺与模具 。
图1 钢板 设计该零件的冲压工艺与模具
（一） 冲压工艺分析设计
冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。
零件尺寸部分公差已经给出，其余未标注公差，属自由尺寸，可按IT14
级确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：500-0.62、24.70-0.52、
70-0.36、6.50-0.36、10±0.18、150+0.43以根据图纸要求进行设计并画图，利用普通冲裁方式可达到图样要求。
材料为08F 钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。材料的厚度为1.2mm 。由于该件外形简单，形状规则，适于落料冲孔加工。
（二）
确定工艺方案及模具结构形式
确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组
合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。
经分析，该零件属于中小批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用冲裁冲孔复合模，模具制造周期短，价格低廉，工人操作安全，方便可靠。 （三） 模具设计计算 1. 排样
因为矩形边长L=50mm 查表1可知
两工件间按矩形取搭边值a=1.8，工件与边缘搭边值a 1=1.5. 条料宽度按相应的公式计算：
B=(D+2a+δ)- δ 查表 2 ⊿=0.5 C=0.2 B=（50+2×2+0.5）0-0.5
B=54.50-0.5 mm
表1 搭边值和侧边值的数值
表2 剪裁下的下偏差△（mm ）
根据上述数据可知图形搭边值和条料宽度，如图2可示：
图2 排样图
2．计算冲裁力
若采用平刃冲裁模，其冲裁力P p 按下式计算：
P —冲裁力； L —冲裁周边长度； t —材料厚度； τ—材料抗剪强度； Ｋ—系数；
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。
L=50+50+10×4+24.7×2=189.4 mm 查τ>=210-400 取τ=300 P p = KL t τ
=1.3×（50+50+10×4+24.7×2）×1.2×300 =88639.2N 3 计算总冲压力：
卸料力、顶件力、推料力的计算
在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。一般按以下公式计算： 卸料力 P X=KX p P
顶件力 P D =KD P P 推料力 P Q =n K 1P p
式中，F P ——冲裁力，N ；
K X ——卸料力系数，可查表；
K D ——顶件力系数，可查表； K 1——推料力系数，可查表；
n ——梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t h 为凹模直刃高度，t
为板厚；
K X =0.04 K D =0.06 K1=0.05 卸料力计算：P X=KX P P
=0.04×88639.2
=3545.6N 顶件力计算：P D =KD P P =0.06×88639.2
=5318.4N
推料力计算：PQ=nK1Pp =3×0.05×88639.2 =13295.9N 如表3.1
所以总冲压力： P 总= P X+ PD + PQ
=3545.6N+5318.4N+13295.9N =22159.9N 4 确定压力中心： （1） 冲孔压力中心：
X 01=25
Y 01=（L 1y 1＋L 2y 2＋……Ln y n ）/（L 1＋L 2＋…＋Ln ） =11.49mm
(2)落料压力中心：
X 02=25
Y 02=（L 1y 1＋L 2y 2＋……Ln y n ）/（L 1＋L 2＋…＋Ln ） =12.35mm （3）总压力中心：
X 0=25 mm Y 0=11.64 mm
冲压复合模具工艺设计
如图1所示零件：钢板
生产批量：中小批量
材料：08F 料厚t=1.2mm 公差按IT14级制造 本零件为落料冲孔模
设计该零件的冲压工艺与模具 。
图1 钢板 设计该零件的冲压工艺与模具
（一） 冲压工艺分析设计
冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。
零件尺寸部分公差已经给出，其余未标注公差，属自由尺寸，可按IT14
级确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：500-0.62、24.70-0.52、
70-0.36、6.50-0.36、10±0.18、150+0.43以根据图纸要求进行设计并画图，利用普通冲裁方式可达到图样要求。
材料为08F 钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。材料的厚度为1.2mm 。由于该件外形简单，形状规则，适于落料冲孔加工。
（二）
确定工艺方案及模具结构形式
确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组
合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。
经分析，该零件属于中小批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用冲裁冲孔复合模，模具制造周期短，价格低廉，工人操作安全，方便可靠。 （三） 模具设计计算 1. 排样
因为矩形边长L=50mm 查表1可知
两工件间按矩形取搭边值a=1.8，工件与边缘搭边值a 1=1.5. 条料宽度按相应的公式计算：
B=(D+2a+δ)- δ 查表 2 ⊿=0.5 C=0.2 B=（50+2×2+0.5）0-0.5
B=54.50-0.5 mm
表1 搭边值和侧边值的数值
表2 剪裁下的下偏差△（mm ）
根据上述数据可知图形搭边值和条料宽度，如图2可示：
图2 排样图
2．计算冲裁力
若采用平刃冲裁模，其冲裁力P p 按下式计算：
P —冲裁力； L —冲裁周边长度； t —材料厚度； τ—材料抗剪强度； Ｋ—系数；
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。
L=50+50+10×4+24.7×2=189.4 mm 查τ>=210-400 取τ=300 P p = KL t τ
=1.3×（50+50+10×4+24.7×2）×1.2×300 =88639.2N 3 计算总冲压力：
卸料力、顶件力、推料力的计算
在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。一般按以下公式计算： 卸料力 P X=KX p P
顶件力 P D =KD P P 推料力 P Q =n K 1P p
式中，F P ——冲裁力，N ；
K X ——卸料力系数，可查表；
K D ——顶件力系数，可查表； K 1——推料力系数，可查表；
n ——梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t h 为凹模直刃高度，t
为板厚；
K X =0.04 K D =0.06 K1=0.05 卸料力计算：P X=KX P P
=0.04×88639.2
=3545.6N 顶件力计算：P D =KD P P =0.06×88639.2
=5318.4N
推料力计算：PQ=nK1Pp =3×0.05×88639.2 =13295.9N 如表3.1
所以总冲压力： P 总= P X+ PD + PQ
=3545.6N+5318.4N+13295.9N =22159.9N 4 确定压力中心： （1） 冲孔压力中心：
X 01=25
Y 01=（L 1y 1＋L 2y 2＋……Ln y n ）/（L 1＋L 2＋…＋Ln ） =11.49mm
(2)落料压力中心：
X 02=25
Y 02=（L 1y 1＋L 2y 2＋……Ln y n ）/（L 1＋L 2＋…＋Ln ） =12.35mm （3）总压力中心：
X 0=25 mm Y 0=11.64 mm