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作者：杨昌林

南车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

《摘要〗随着市场对产品成本，质量稳定性和生产周期等要求的提高，从系统整体优化原则出发确定冲压模具结构已成为技术和管理发展的重要方向。通过某电器设备公司的某制件冲压模具的工艺设计方案研究，探索冲压加工工艺在制造型企业内部的应用与发展。

《关键词〗冲压；冲压模具

、制件工艺分析及冲压方案的磽定

图1所示制件为某机车车辆制造单位下属电器设备公司的受电弓零配件产品。该制件形状复杂，外形是不规则的图形，而且尺寸也较大，中间部分需要冲孔工艺来完成。制件的材料为Q235A，厚度为3（mm冲批量生产，而且需要人工送料进行生产。

图1制件图样

由以上分析可以拟排以下几种方案进行比较：

闩由冲孔、落料工序组成的两套单冲模完成。优点：模具结构设计较为简单，而且对压力机的吨位要求低，小批量生产时，可以降低产品的成本。便于模具的修复管理。缺点：半成品搬运、堆放需要大量的人力和地方，制件的精度不是很高。

口由冲孔、落料组成的一套级进模完成。优点：避免了半成品搬运和堆放问生产效率高，容易实现自动化生产，试于制件大批量生产。缺点雲模具结构复杂，加工精度较高，制作成本较高，材料利用率较低。

曰由一套复合模完成。优点：模具结构紧凑，生产效率较高，便于模具存放管理，可实现自动化的生产。试用于中、大批量的制件生产。缺

点：模其结构较为复杂，设计难度较大，对压力机的吨位要求高。

比较三种模具设计方案的特点，当所要生产的制件是大批量生产且实现自动化时，应该首选级进模。而针对该制件自身加工特点及技术要求可知，选用一套复合模可以满足要求，因此本论文就以复合模的要求进行设计。

一、制件冲压模具工艺方案的计算

(-)冲裁九卸料九推件力的计算及压力机的初选

其中：L一一冲切线长度t一一材料厚度

t--材料抗剪强度，查表可知一345（MPa）

一卸〈剥）料力系数一推料力系数 K吓 一顶料力系数经过计算：

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严；， = 0．03 × 997876 · 62 = 29936 · 297

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

总冲裁九 尸一卢+斗．

=997876· 62+ 29936· 297+ 134713 · 34

[ 62526．3

电器设备公司在产品技术要求中指定了压力机的型号为：JC21-

160A。该压力机的最大闭合高度为“、一450 (mm)则最小闭合高度为

一200：250 (mm)由公式“，一5 B'而+10

得．5 > 225 + 100 > 260 (mm)

其中100 (mm)为压力机上的垫板厚度，是为了当模具的闭合高度较小，而压力机的吨位又要求大时，就需要增加垫板，使模具的闭合高度加上垫板的厚度，可以满足压力机的闭合高度范围之内。因此满足使用要求。

口计算冲裁件的排样

1 ·搭边值的确定

工件间a一3 (mm)侧搭边值b一3巧(mm)

2·计算条料宽度

由于此模具设计了定位装置，采用三个活动挡料销进行送料的定位。所以，按有侧压装置计算条料的宽度

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

3·计算材料的利用率 [幻6282」

一幻闐％ 一幻開％巴73％一个进距内的材料利用率： 132．1幻67

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

一冲裁件面积n一 一个进距内冲裁件数目 B一一条料宽度h一一进距(mm)

一张板上冲件数目 L一一板材长度(mm) 一个制件的材料重量为：

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

采用8个制件构成的条料重量为：8G：8 × 516 ·22一4129 · 76 (g) 由于此送料过程是人工进行，送料的重量要适当，便于送料的连续进行，保证产品的生产进度，故应该考虑条料的重量。由以上计算可知采用1400 *700 (mm)的钢板可以提高材料的利用率，然后排列为5 * 8的排样，方便钢板裁剪成重量适度的条料，每个条料的上排列8个工件图样，经过计算可知，此方案可行。

曰凸模强度的校核

在厚度为3m的钢板上冲孔，凸模选用合金工具钢（淬火) ,其直径为5 · 5mm。板材的抗剪强度为08=750Mpa,凸模材料的许用应力为

`一1800Mpa，验算设计如下：

1．压应力校核 4打 3 × 345

2．3 (mm)

据公式有

而d一5巧(mm) >2 · 3 (mm)故设计合理

2·弯曲应力校核

儿“孓8516· 86 (mm)

对于圆形凸模有

直径5 · 5mm圆凸模的冲裁力为：

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

由计算可知，该模具的最大长度为16 · 86 (mm)大于巧（mm），所以满足弯曲强度要求，此设计合理。

模具刃口尺寸的确定

1·外形尺寸以凹模为基准，配做凸模。则

( 1 )凹模磨损后，尺寸、禹、禹、，尺寸变大，先将工件外形尺寸转化为单向公差，则，“ 124 (mm)、：48 (mm)、

3一1．2」(mm)，44：75 (mm) 5一13 [ (mm)

查表得：、无2蚓 、：0．75、无4一}、芤5一1

由公式：（，4一“得

到24 (mm)、48 (mm)、163 (mm)、：(mm)、

（2） 凹模磨损后，尺寸B变小，但尺寸B没有公差要求，所以场：10 (mm)

（3） 凹模磨损后，尺寸c不变，则

（>>下转第159页）

决策与信息157

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