作者： 文　斌

单位： 安徽方圆机电股份有限公司　

来源：《金属加工（冷加工）》杂志

某零件外形如图1所示，查表公差等级IT6，断面表面表面粗糙度值Ra＝1.6ｕm，其内型尺寸精度、表面表面粗糙度要求高，材料为低碳钢，料厚t＝2mm，年产量大，原生产工艺为下条料→作穿丝孔→线切割成形→抛光、去毛刺，工序多、效率低，且在线切割加工成型过程中，由于工件加工内应力产生尺寸变形原因，内型尺寸精度难以保证。如用普通落料冲孔模加工，零件内型尺寸精度和表面粗糙度要求均无法保证。为此，设计了一副在普通压力机上使用精冲技术的落料冲孔复合精冲模，零件冲压成形后，其外形和内型尺寸精度和表面表面粗糙度都能满足产品要求，生产效率及质量均大幅提高。

图1　接电片

模具工作过程

模具结构如图2所示，其工作过程是上模下行，件3、件5、件13和件16把条料压紧，随后件4、件12进行外形落料，上模继续下行，件4、件9进行内型精冲成形。冲裁完成后，上模回升，件5、件13将冲好的零件退出，件3、件16将条料搭边卸出，整个冲裁完成。

图2　落料冲孔复合精冲模

1.下模座　2、7、11、18.螺钉　3.退料橡皮

4.凸凹模5.压料橡皮　6.上模座　8.模柄

9.冲头　10.垫板　12.凹模　13.压料板　

14、19.销钉15.导套　16.退料板　17.导柱　

模具结构特点

因零件对外形尺寸精度及表面粗糙度均无特别要求，所以其外形落料可按普通落料模形式设计，我们主要对其内型成形结构进行说明。

（1）精冲间隙。为满足零件内型尺寸精度和表面粗糙度要求，冲头与凸凹模相互配合间隙（双面）为0.005～0.010mm，间隙大小与被冲裁材料厚度无关。

（2）冲头和凸凹模结构。因仅对内孔给予精冲，所以凸凹模工作刃口锋利，表面粗糙度值Ra≤0.4ｕm。冲头刃口采用R0.2mm（冲裁材料厚度10%）较小圆角刃口，表面粗糙度值Ra≤0.4ｕm，如图3a所示，这主要是为加大剪切表面挤压作用，从而降低内型剪切表面表面粗糙度值。如精冲为落料尺寸，凹模刃口应采用R0.2mm（冲裁材料厚度10%）较小圆角刃口，冲头锋利，如图3b所示。

a b

图3　精冲冲头、凹模

（3）压料结构。当冲头进入凸凹模前，首先应由压料板将条料压紧，以便于零件产生塑性变形，压料力足够使模具工作时，材料不至于发生移动。此模具采用聚氨酯橡胶做强力压料，压缩反弹所产生的压料力取P压＝（15%～20%）P冲。聚氨酯橡胶截面积及高度可用压料力P压推算出。

（4）压料板设计。因零件对上表面不允许有压痕，所以我们放弃了最初设计时所采用的三角形凸起双齿圈压料板（见图4a），改为台阶形凸平台压料板（见图4b），不仅制造简单，而且也达到了与双齿圈三角形凸起压料板一样的效果。

a b

图4　压料板

注意事项

由于精冲的冲头与凸凹模的间隙小，冲裁力较大，因此对上、下模座等强度应适当增加，制造精度应提高，要求上、下模座的平行度为0.03/300mm，导柱和导套的间隙不得超过0.015mm。模具工作时应采用浓度不大的干净的锭子油作为润滑剂使用。此模具设计方法，也适用于其他对孔有较高要求的冲件。