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轉發自：科學論壇ISCIENCE FORUM

作者：楊昌林

南車株洲電力機車有限公司湖南株洲412001

《摘要〗隨著市場對產品成本，質量穩定性和生產周期等要求的提高，從系統整體優化原則出發確定沖壓模具結構已成為技術和管理發展的重要方向。通過某電器設備公司的某制件沖壓模具的工藝設計方案研究，探索沖壓加工工藝在制造型企業內部的應用與發展。

《關鍵詞〗沖壓；沖壓模具

、制件工藝分析及沖壓方案的磽定

圖1所示制件為某機車車輛制造單位下屬電器設備公司的受電弓零配件產品。該制件形狀復雜，外形是不規則的圖形，而且尺寸也較大，中間部分需要沖孔工藝來完成。制件的材料為Q235A，厚度為3（mm沖批量生產，而且需要人工送料進行生產。

圖1制件圖樣

由以上分析可以擬排以下幾種方案進行比較：

閂由沖孔、落料工序組成的兩套單沖模完成。優點：模具結構設計較為簡單，而且對壓力機的噸位要求低，小批量生產時，可以降低產品的成本。便于模具的修復管理。缺點：半成品搬運、堆放需要大量的人力和地方，制件的精度不是很高。

口由沖孔、落料組成的一套級進模完成。優點：避免了半成品搬運和堆放問生產效率高，容易實現自動化生產，試于制件大批量生產。缺點雲模具結構復雜，加工精度較高，制作成本較高，材料利用率較低。

曰由一套復合模完成。優點：模具結構緊湊，生產效率較高，便于模具存放管理，可實現自動化的生產。試用于中、大批量的制件生產。缺

點：模其結構較為復雜，設計難度較大，對壓力機的噸位要求高。

比較三種模具設計方案的特點，當所要生產的制件是大批量生產且實現自動化時，應該首選級進模。而針對該制件自身加工特點及技術要求可知，選用一套復合模可以滿足要求，因此本論文就以復合模的要求進行設計。

一、制件沖壓模具工藝方案的計算

(-)沖裁九卸料九推件力的計算及壓力機的初選

其中：L一一沖切線長度t一一材料厚度

t--材料抗剪強度，查表可知一345（MPa）

一卸〈剝）料力系數一推料力系數 K嚇 一頂料力系數經過計算：

尤：600 · 844 + 2 × 1 8 · 850 + 2 × ] 7 · 279 + 68巧82：741 “ 64 (mm) 冫刂， 一1.3 × 741 · 64 × 3 × 345 = 997876 · 62 卸一：K 0嚴；， = 0．03 × 997876 · 62 = 29936 · 297

尸推一”K艚．丆，：3 × 0 · 045 × 997876 · 62：134713．34

總沖裁九 尸一盧+斗．

=997876· 62+ 29936· 297+ 134713 · 34

[ 62526．3

電器設備公司在產品技術要求中指定了壓力機的型號為：JC21-

160A。該壓力機的最大閉合高度為“、一450 (mm)則最小閉合高度為

一200：250 (mm)由公式“，一5 B'而+10

得．5 > 225 + 100 > 260 (mm)

其中100 (mm)為壓力機上的墊板厚度，是為了當模具的閉合高度較小，而壓力機的噸位又要求大時，就需要增加墊板，使模具的閉合高度加上墊板的厚度，可以滿足壓力機的閉合高度范圍之內。因此滿足使用要求。

口計算沖裁件的排樣

1 ·搭邊值的確定

工件間a一3 (mm)側搭邊值b一3巧(mm)

2·計算條料寬度

由于此模具設計了定位裝置，采用三個活動擋料銷進行送料的定位。所以，按有側壓裝置計算條料的寬度

B?_d：（D + 2芻+ ^）以：024 + 7 + 1.1)以：132 · 10 (mm)

3·計算材料的利用率 [幻6282」

一幻闐％ 一幻開％巴73％一個進距內的材料利用率： 132．1幻67

/：+ a：1糾+ 3：167 (mm) 總的材料利用率： 40幻6282一」x％= 77．53％

一沖裁件面積n一 一個進距內沖裁件數目 B一一條料寬度h一一進距(mm)

一張板上沖件數目 L一一板材長度(mm) 一個制件的材料重量為：

G：p ·／= 7．8幻3．2 ] × ] 6 · 7 × 0 · 3：516．22 (g)

采用8個制件構成的條料重量為：8G：8 × 516 ·22一4129 · 76 (g) 由于此送料過程是人工進行，送料的重量要適當，便于送料的連續進行，保證產品的生產進度，故應該考慮條料的重量。由以上計算可知采用1400 *700 (mm)的鋼板可以提高材料的利用率，然后排列為5 * 8的排樣，方便鋼板裁剪成重量適度的條料，每個條料的上排列8個工件圖樣，經過計算可知，此方案可行。

曰凸模強度的校核

在厚度為3m的鋼板上沖孔，凸模選用合金工具鋼（淬火) ,其直徑為5 · 5mm。板材的抗剪強度為08=750Mpa,凸模材料的許用應力為

`一1800Mpa，驗算設計如下：

1．壓應力校核 4打 3 × 345

2．3 (mm)

據公式有

而d一5巧(mm) >2 · 3 (mm)故設計合理

2·彎曲應力校核

兒“孓8516· 86 (mm)

對于圓形凸模有

直徑5 · 5mm圓凸模的沖裁力為：

。一1.3小一1.3 × 17 · 279 × 3 × 345：2324 & 89 (N)

由計算可知，該模具的最大長度為16 · 86 (mm)大于巧（mm），所以滿足彎曲強度要求，此設計合理。

模具刃口尺寸的確定

1·外形尺寸以凹模為基準，配做凸模。則

( 1 )凹模磨損后，尺寸、禹、禹、，尺寸變大，先將工件外形尺寸轉化為單向公差，則，“ 124 (mm)、：48 (mm)、

3一1．2」(mm)，44：75 (mm) 5一13 [ (mm)

查表得：、無2蚓 、：0．75、無4一}、芤5一1

由公式：（，4一“得

到24 (mm)、48 (mm)、163 (mm)、：(mm)、

（2） 凹模磨損后，尺寸B變小，但尺寸B沒有公差要求，所以場：10 (mm)

（3） 凹模磨損后，尺寸c不變，則

（>>下轉第159頁）

決策與信息157

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