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摘要：本文就该工件的工艺性、冲压方案进行了详细分析，并设计出了工件成型过程中的冲孔落料复合模具结构。同时对该模具工作过程也作了概括性地描述。
关键词：弹簧锁片的冲孔落料模具设计
Abstract: This article in relation to the process of the workpiece, the stamping program detailed analysis and design in the molding process of the workpiece punching blanking composite mold structure. At the same time, the mold process also made a description of generality.
Key words: spring locking plate punching blanking mold design
中图分类号：TQ330.4+1 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02
引言：该工件弹簧锁片为第一届陕西省模具协会举办的模具设计大赛的题目，其结构及尺寸如下图所示，其中本篇设计参赛时获得了第六名的成绩。本文就该工件的工艺性、冲压方案进行了详细分析，并设计出了工件成型过程中的冲孔落料复合模具结构。同时对该模具工作过程也作了概括性地描述。
材料厚度： 1.5mm
材料： 08F
生产批量：大批量
一．冲压工艺性分析
该弹簧锁片结构及尺寸如上图所示，材料为08F，材料厚度为1.5mm,生产批量为大批量。现对该弯曲件工艺性进行分析如下：
材料分析
08F钢强度低，硬度、塑性、韧性好，主要用来弯曲、拉深、冲裁，具有良好的冲压性能。
2.结构分析
该零件结构简单，属于典型的单角弯曲件，由于工件左右不对称，弯曲时易发生滑料偏移现象，但该工件长直边上的孔位于弯曲变形区之外，可先冲孔后再弯曲，而且先冲的两个小孔还可以做弯曲时的定位用防止偏移。短直边上的两个孔距弯曲圆弧的边缘距离为0.5mm,属于变形区之内，为防止该孔变形，最好在弯曲成型后再冲孔，这样的好处是定位方便，模具简单。对于该工件上凸起的椭圆形孔，由于其不在变形区内，可先冲也可后冲，但考虑定位方便，先冲孔再弯曲翻孔。
3.精度分析
该工件上有4个孔的尺寸公差为φ4.0=0.050，经查属于IT10到IT11级之间，孔心距为12±0.1属于IT12到IT13级之间，其余未处理公差尺寸按IT14级选取，所以普通冲裁、弯曲、翻孔即可满足零件的精度要求。
4.结论
由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲压成形。
二、冲压工艺方案的分析、比较与确定。
该冲压件所需的基本工序为落料、冲孔、彎曲、翻孔可有以下三种工艺方案：
方案一：落料冲孔（长直边上）弯曲冲孔（短边上）翻孔
方案二：落料冲孔复合弯曲翻孔复合冲圆孔
方案三：冲孔落料弯曲翻孔切断级进冲孔
冲压方案比较：
方案一 采用单工序，模具结构简单，但需5副模具，生产效率低，且累积误差大。
方案二 采用复合模和单工序模，需要3副模具，运用复合模具时孔心距及孔的精度能够保证，且后序单工序模具结构简单，效率较高。
方案三 采用2副模具，虽效率较高，但第一副级进模模具结构复杂，模具制造、安装等较麻烦，且采用时级进模模具结构庞大，冲压精度较差。对于该工件来说模具造价偏高。
综合分析比较，该件采用方案二
即落料冲孔复合弯曲翻孔复合冲圆孔（短边）
三．必要的工艺计算
1、翻孔前孔的形状及尺寸的确定：
该件翻孔形状为异型孔，则翻孔前椭圆形的形状可看成是直边弯曲和两个半圆翻孔形成，然后采用光滑过渡曲线连接。
弯曲件毛坯尺寸：
∵r=1+1.5=2.5
T=1.5
∴r/t＞2.5/1.5=5/3=1.6＞0.5
∴L=L+L
=13+2*(3-1-1.5)+2*π*90°*(1+t)/100
= 13+1+π*（1+0.37*1.5）
=14+4.88=18.88
对于半圆的翻孔前毛坯尺寸：D=10+1.5=11.5
∵H=D（1-K）/2+0.43r+0.72t
=11.5*(1-0.45)/2+0.43*1+0.72*1.5=4.31＞3
∴可翻孔
d=D-2(H-0.43r-0.72t)
∴d=11.5-2*（3-0.43*1-0.72*1.5)
=5.52
∴d/t=5.52/1.5=3.68
∴K=0.45
∴d=5.52
∴R=d/2=2.76
∴孔的形状为
2、弯曲毛坯尺寸计算：
对于r/t＞0.5的有圆角半径的工件，由于变薄不严重，按中性层展开原理，坯料总长度应等于弯曲件直边部分和圆弧部分之和，经查中性层位移系数x=0.34r/t=2/1.5=1.3
∴ 毛坯总长度L=（62-1.5-2）+（12-2-1.5）+π*90°*ρ/180
=58.5+π*2.51/2
=67+3.94=70.94
取L=71
因此，落料冲孔的工件尺寸及结构如下图所示：
四．模具结构设计及零件名称
1.打杆2.模柄3.连杆4.螺钉5.上模座6.导套7.导柱 8.凸凹模 9.下模座
10.大凸模11.凸模固定板 12.推件块13. 落料凹模 14.卸料板15.橡胶
16.凸凹模 17.凸凹模固定板18.垫板19.卸料螺钉20.过渡板21.固定挡料销
22.导料销
作者简介：
1.石小艳（1981--） 女满族，陕西户县人，讲师，工学学士，研究生在读，主要从事《冲压模设计》、《压铸模设计》 课程教学及教学研究工作。
2.赵刚（1981--） 男汉族，陕西户县人，讲师，计算机工程硕士，主要从事《计算机程序设计》课程教学及教学研究工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：弹簧锁片的冲孔落料模具设计
Abstract: This article in relation to the process of the workpiece, the stamping program detailed analysis and design in the molding process of the workpiece punching blanking composite mold structure. At the same time, the mold process also made a description of generality.
Key words: spring locking plate punching blanking mold design
中图分类号：TQ330.4+1 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02
引言：该工件弹簧锁片为第一届陕西省模具协会举办的模具设计大赛的题目，其结构及尺寸如下图所示，其中本篇设计参赛时获得了第六名的成绩。本文就该工件的工艺性、冲压方案进行了详细分析，并设计出了工件成型过程中的冲孔落料复合模具结构。同时对该模具工作过程也作了概括性地描述。
材料厚度： 1.5mm
材料： 08F
生产批量：大批量
一．冲压工艺性分析
该弹簧锁片结构及尺寸如上图所示，材料为08F，材料厚度为1.5mm,生产批量为大批量。现对该弯曲件工艺性进行分析如下：
材料分析
08F钢强度低，硬度、塑性、韧性好，主要用来弯曲、拉深、冲裁，具有良好的冲压性能。
2.结构分析
该零件结构简单，属于典型的单角弯曲件，由于工件左右不对称，弯曲时易发生滑料偏移现象，但该工件长直边上的孔位于弯曲变形区之外，可先冲孔后再弯曲，而且先冲的两个小孔还可以做弯曲时的定位用防止偏移。短直边上的两个孔距弯曲圆弧的边缘距离为0.5mm,属于变形区之内，为防止该孔变形，最好在弯曲成型后再冲孔，这样的好处是定位方便，模具简单。对于该工件上凸起的椭圆形孔，由于其不在变形区内，可先冲也可后冲，但考虑定位方便，先冲孔再弯曲翻孔。
3.精度分析
该工件上有4个孔的尺寸公差为φ4.0=0.050，经查属于IT10到IT11级之间，孔心距为12±0.1属于IT12到IT13级之间，其余未处理公差尺寸按IT14级选取，所以普通冲裁、弯曲、翻孔即可满足零件的精度要求。
4.结论
由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲压成形。
二、冲压工艺方案的分析、比较与确定。
该冲压件所需的基本工序为落料、冲孔、彎曲、翻孔可有以下三种工艺方案：
方案一：落料冲孔（长直边上）弯曲冲孔（短边上）翻孔
方案二：落料冲孔复合弯曲翻孔复合冲圆孔
方案三：冲孔落料弯曲翻孔切断级进冲孔
冲压方案比较：
方案一 采用单工序，模具结构简单，但需5副模具，生产效率低，且累积误差大。
方案二 采用复合模和单工序模，需要3副模具，运用复合模具时孔心距及孔的精度能够保证，且后序单工序模具结构简单，效率较高。
方案三 采用2副模具，虽效率较高，但第一副级进模模具结构复杂，模具制造、安装等较麻烦，且采用时级进模模具结构庞大，冲压精度较差。对于该工件来说模具造价偏高。
综合分析比较，该件采用方案二
即落料冲孔复合弯曲翻孔复合冲圆孔（短边）
三．必要的工艺计算
1、翻孔前孔的形状及尺寸的确定：
该件翻孔形状为异型孔，则翻孔前椭圆形的形状可看成是直边弯曲和两个半圆翻孔形成，然后采用光滑过渡曲线连接。
弯曲件毛坯尺寸：
∵r=1+1.5=2.5
T=1.5
∴r/t＞2.5/1.5=5/3=1.6＞0.5
∴L=L+L
=13+2*(3-1-1.5)+2*π*90°*(1+t)/100
= 13+1+π*（1+0.37*1.5）
=14+4.88=18.88
对于半圆的翻孔前毛坯尺寸：D=10+1.5=11.5
∵H=D（1-K）/2+0.43r+0.72t
=11.5*(1-0.45)/2+0.43*1+0.72*1.5=4.31＞3
∴可翻孔
d=D-2(H-0.43r-0.72t)
∴d=11.5-2*（3-0.43*1-0.72*1.5)
=5.52
∴d/t=5.52/1.5=3.68
∴K=0.45
∴d=5.52
∴R=d/2=2.76
∴孔的形状为
2、弯曲毛坯尺寸计算：
对于r/t＞0.5的有圆角半径的工件，由于变薄不严重，按中性层展开原理，坯料总长度应等于弯曲件直边部分和圆弧部分之和，经查中性层位移系数x=0.34r/t=2/1.5=1.3
∴ 毛坯总长度L=（62-1.5-2）+（12-2-1.5）+π*90°*ρ/180
=58.5+π*2.51/2
=67+3.94=70.94
取L=71
因此，落料冲孔的工件尺寸及结构如下图所示：
四．模具结构设计及零件名称
1.打杆2.模柄3.连杆4.螺钉5.上模座6.导套7.导柱 8.凸凹模 9.下模座
10.大凸模11.凸模固定板 12.推件块13. 落料凹模 14.卸料板15.橡胶
16.凸凹模 17.凸凹模固定板18.垫板19.卸料螺钉20.过渡板21.固定挡料销
22.导料销
作者简介：
1.石小艳（1981--） 女满族，陕西户县人，讲师，工学学士，研究生在读，主要从事《冲压模设计》、《压铸模设计》 课程教学及教学研究工作。
2.赵刚（1981--） 男汉族，陕西户县人，讲师，计算机工程硕士，主要从事《计算机程序设计》课程教学及教学研究工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。