小角板零件的模具设计及冲压工艺

小角板落料冲孔复合模及弯曲模设计 

1.1小角板工艺性分析 

材    料：Q235 材料厚度：2 mm 制造精度：IT10 生产批量：大批量 零件简图：如图2.1所示 

 

 

工件厚度t=2mm，孔的边缘线距弯曲线的距离L>2t。弯曲时，孔不会变形。 因此在工艺安排上应该先冲裁，再弯曲便可以达到图纸要求。 根据以上分析，该工件宜先冲孔落料，再弯曲达到图纸要求。 

2.2 小角板冲裁模设计 

2.2.1小角板冲裁工艺性分析 

 

1）制造精度 

工件尺寸公差按IT10级制造。查标准公差表，各尺寸公差如图2.2所示。无其他特殊要求。查有关手册可知，利用普通冲裁方式可以达到零件图纸要求。   

 

2）结构与尺寸 

工件结构简单，外形对称。孔的直径（相对厚度）大，孔壁>1.5t，这些结构因素均宜冲裁。 

3）材料  

表2.1   常用冲压材料的性能和规格     

 

   

碳素结构钢Q235，抗拉强度σb=380～470MPa，抗剪强度τ=310~380 MPa，断后伸长率δ10=21~25%。此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性能比较好。 根据以上分析，该小角板零件的工艺性较好，可以进行冲裁加工。 2.2.2确定冲裁工艺方案 

该零件冲裁包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁工艺方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁。 

一般对于上面这样的工件通常采用先落料再冲孔的加工方法。由于该工件的生产批量为大批量，则有以下几种方案进行比较。 

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，表2.2中列有三种工艺方案。  序号 

工艺方案 

结构特点 

1 

单工序模生产： 落料→冲孔 

  模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才

能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件中批量生产的需求。且两道工序中的定位误差，将导致孔心距尺寸精度难以保证 

2 

复合模生产： 落料-冲孔复合 

  同一副模具完成两道不同的工序，大大减小了

模具规模，降低了模具成本，提高了生产效率，也能提高压力机等设备的使用效率；操作简单、方便，适合中批量生产；能可靠保证孔心距尺寸精度 

3 

级进模生产： 冲孔-落料连续 

  同一副模具不同工位完成两道工序，生产效率

高，模具规模相对第二种方案要大一些，模具成本要高；两工位之间的定位要求非常高，否则无法保证孔心距尺寸精度 

              表2.2   方案比较 

经过比较：由于零件属于大批量生产，因此采用单工序冲裁效率太低，而且不便

 

 

于操作；级进冲裁设备要求高，定位非常难难于保证精度；而采用复合冲裁，冲出的零件精度和平直度都较好，生产效率也高，而且零件的孔边距不小，模具强度也能够保证。 

根据以上分析，该零件宜采用复合冲裁工艺方案。 由此确定工序如下：下料——冲孔落料——检验。 2.2.3确定模具总体结构方案 

1）模具类型 

根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。如图2-4所示。 

 

根据上表比较：采用倒装复合模。 

2）操作与定位方式 

虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，而且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸以及厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料销导向、固定挡料销定距的定位方式。 

3）卸料与出件方式 

考虑零件的厚度较薄，采用弹性卸料方式。 4）模架类型与精度 

由于零件厚度较薄，冲裁间隙较小，因此采用受力平衡、导向平稳的后置导柱模架。考虑零件精度以及冲裁间隙，采用Ⅰ级模架精度。 

 

2.2.4工艺与设计计算 

1）冲裁件总长计算 

工件相对弯曲半径r/t>0.5，弯曲前，后中性层长度不变的原则。中性层曲率半径可按下式计算： 

               ρ=r+Kt               （2-1） 式中ρ——中性层曲率半径，[ρ]为mm； 

r——弯曲半径，[r]为mm； 

K——中性层位移系数，查表取K=0.32； t——材料厚度，[t]为mm。 

可以算得： 

        ρ=r+Kt=2+0.32×2=2.64mm 当工件的弯曲角为90度时： 

L=l1+l2+πρ/2=（90-4）+（40+15-4）+ 3.14×2.64/2 ≈141mm（取整） 根据以上计算，冲裁件如图2.4所示： 

                                

2）排样设计 （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
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