厚板料冲裁工艺分析及模具设计

1 引言

图1为某设备图的侧板零件，材料为q235a、厚10mm的钢板。该零件原是采用普通冲裁模进行冲压加工，结果是冲压不足百余件后模具就损坏。后采用加热红冲冲裁法进行加工，模具虽未损坏，但冲压件的精度、表面质量和粗糙度值均不理想，冲压后零件表面产生的氧化皮，使喷漆后的表面达不到要求，且工艺复杂、劳动强度大、冲压件成本高。为此，对零件的冲压加工进行认真的工艺分析。同时，根据公司现有压力机(jb36—250t)和零件所需的冲裁力，采用了平直刃口与斜刃口相结合的凹模形式，降低冲裁力，使冲压后的零件达到满意效果。

2 工艺分析

该零件根据厚板料冲裁力公式：

从式中得知零件所需的冲裁力为2618kn。显然，公司现有压力机(jb36-250t)的公称压力小于零件所需的冲裁力。针对这一问题，对零件进行了认真的工艺分析，认为降低零什所需的冲裁力，就刊以用本公司现有压力机(jb36 250t)进行加工，根据目前有关资料介绍，降低冲裁力的方法有3种：①斜刃冲裁法，②红冲冲裁法，③阶梯凸模冲裁法。而第3种阶梯凸模冲裁法，主要用于多型面的冲裁，不适用于该零件。而且这3种方法介绍都是相对于圆型面而言，对曲线型面未作介绍。同时，斜刃冲裁法在冲裁时都会引起冲压件的弯曲、皱褶，冲裁刃口也极容易损坏。红冲冲裁法在冲压时会产生氧化皮，冲压件精度、表面质量和粗糙度值均不理想，且工艺复杂，劳动强度大，增加冲压件成本，因平口冲裁模进行冲裁时，其剪切作用是沿着整 个零件的外形轮廓同时发生剪切作用，因而所需的冲裁力较大。为此，根据零件特点，把整个零件的外形轮廓周长分为3等分。采用了平直刃口与斜刃口相结合的外斜凹模形式，如图2所示。这种形式的凹模，在冲裁时，材料沿着轮廓长度在不同行程高度逐渐分离，其所需的冲裁力按平直刃口与斜刃口计算公式得知：

通过以上计算可以看出，显然，采用这种凹模形式后，其冲裁力下降1/3，公司现有的压力机(jb36-250t)完全满足其求。

3 模具结构

模具结构如图3所示。

1下模座 2凹模 3定位板 4导柱 5导套 6上模座 7固定板 8凸模 9卸料板 10推板 11垫板 12顶杆

4 结束语

目前，这种平直刃口与斜刃口的曲线型面的凹模形式，还没有有关这方面资料的介绍，该模具已投入批量生产，使用效果较好。对类似的厚板料冲裁具有很大的参考价值。

参考文献
1 冷冲压模具设计手册编写组 冷冲模设计手册 北京机械工业出版社 1981
2 彭建声 冷冲压技术问答 北京机械工业出版社 1981
3 北京模具教材编写组 冷冲模设计与制造技术 北京机械工业出版社 1988
4 陈炎嗣，郭景仪 冲压模设计与制造技术 北京机械工业出版社 1991
5 陈毓勋 赵振铎 王国海 特种冲压模具与成形技术 现代出版社 1989