一种冷冲压复合模具优化设计

张田荣

(甘肃机电职业技术学院，甘肃 天水 741001)

一种冷冲压复合模具优化设计

张田荣

(甘肃机电职业技术学院，甘肃 天水 741001)

分析某变电器开关压圈结构特点，提出一种合理优化的成形工艺设计。在一次成形过程中，只需一副复合模具，既实现不同3种工序的复合，又实现3种不同类别工件的冲压复合，模具经现场生产使用，工作稳定可靠，制件质量满足要求，满足现代智能制造高精度、低成本、高效率的要求。

冲压；冲孔；落料；拉深；工序复合；工件复合

如图1所示为一变电器开关压圈，材料08F，料厚2mm，零件成形为空间曲面，属于规则形状回转体拉深件。冲压该制件时，需落料、拉深、冲孔三道工序。

图1 压圈工件图

图2所示为大小垫圈，材料08F，料厚2mm，属于简单冲裁件。冲压制件时，需要冲孔、落料两道工序。

图2 大小垫圈工件图

上述3种不同的工件，若分开加工，成形与分离工序多且需要模具数量多，成本高、效率低。为此，设计一副复合模具，完成工序的复合，并且实现上述3类工件的复合冲压生产，满足现代工业高效率、高精度、低耗能的要求。

1 冲压工艺分析

如图2所示零件，结构简单，形状常见，材质为08F，整体结构工艺性比较好，具有良好的冲压性能。工件的尺寸全部为自由公差，故取为经济精度IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能够满足要求。

根据以上工艺分析，为提高材料利用率，提高生产效率，冲压工艺方案确定为：在落料、拉深、冲孔3个工序复合的基础上，优化模具结构设计，将该3个零件复合在一副模具中冲压，一次成形。

2 模具结构及工作特点

2.1 模具结构

模具结构简图如图3所示，工件采用混合排样方法，条料送进方向为从前向后。所述冲孔拉深凸凹模27，大垫圈冲孔落料凸凹模25，小垫圈冲孔凸模23，落料凹模6，拉深冲孔凸凹模34，小垫圈落料冲孔凸凹模38为成形的重要零部件，均采用套筒式钢套镶合。

2.2 模具工作过程

此复合模工作过程为：合模时，压力机滑块(图中未标示)带动上模向下运动，大卸料板7、小卸料板12、推件板16首先接触到送进在落料凹模6上的被加工坯料，卸料弹簧8、13被压缩，使卸料板7、12压紧坯料，开始冲压，落料拉深凸凹模27进入落料凹模6，拉深冲孔凸凹模34进入落料拉深凸凹模27，实现落料和拉深工序，圆筒形拉深件冲压完成；同时，大垫圈冲孔落料凸凹模25进入拉深冲孔凸凹模34，小垫圈冲孔落料凸凹模38进入大垫圈冲孔落料凸凹模25，实现冲孔和落料工序，大垫圈冲压完成；同时，小垫圈冲孔凸模23进入小垫圈冲孔落料凸凹模38，废料从小垫圈冲孔落料凸凹模38的漏料孔漏出，实现冲孔和落料工序，小垫圈冲压完成。

开模时，压力机滑块(图中未标示)带动上模向上运动，卸料弹簧8复位，驱动卸料板7将废料从冲孔拉深凸凹模27上卸下；卸料弹簧13复位，驱动卸料板12将拉深件从冲孔拉深凸凹模27内卸下。压力机的推出机构(图中未标示)推动打杆20，打杆20推动推板19，推板19推动推杆18，推杆18推动推件板16，推件板16将小垫圈从大垫圈冲孔落料凸凹模25内推出，上述打杆20、推板19、推杆18、推件板16统称为模具的推出机构。同时，在下模部分，由压力机的顶出机构(图中未标示)使顶杆36向上运动，顶杆36推动外顶件块32向上运动，外顶件块32推动拉深件从拉深冲孔凸凹模34上卸下；内顶件块35由连接销33与外顶件块32连接，同步向上运动，将大垫圈从拉深冲孔凸凹模34内顶出。上述顶杆36、外顶件块32、内顶件块35统称为模具的顶出机构。至此，3个工件及废料全部从模具中取出，冲压加工过程全部完成。

图3 模具结构简图

3 结论

根据文中工艺路线所设计的复合模具已投入生产使用，效果良好。模具设计合理，结构紧凑，性能可靠安全，操作方便简单，节约了原材料，降低了生产成本，效率大幅提高，为企业带来显著的经济效益。

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[3] 辛 舟.落料拉伸冲孔翻边复合模设计[J].模具技术，2002，(3)：13-14.

[4] 杨宝顺.锅盖落料拉深冲孔切边复合模设计[J].模具技术，2006，(1)：19-21.

[5] 聂福荣.弯曲、侧冲复合模设计[J].模具技术，2007，(6)：18-19.

Optimized design of one kind of cold stamping compound die

ZHANG Tianrong
(Gansu Institute of Mechanical&Electrical Engineering,Tianshui 741001,Gansu China)

The structure characteristics of the switch press ring for some transformer has been analyzed.A reasonable optimized design of the forming process has been put forward.In one forming process,only one pair of compound die has been adopted to realize not only the compound of three different procedures but also the compound stamping of three different categories of workpiece.Through on-site production,it is proved that the die is stable during operation while the product satisfies the high precision,low cost and high efficiency requirement of modern intelligent manufacture.

Punching;Blanking;Deep drawing;Procedure compound;Workpiececompound

TG386.1；TG385.2

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.020

1672-0121(2017)05-0068-02

2017-05-10；

2017-06-03

张田荣(1978-)，男，工程硕士，副教授，从事模具CAD/CAE/CAM 教研。E-mail：38550486@qq.com