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图 % 导流板
钻孔
钻孔
修边
钻孔
钻孔
冲孔
钻孔修边
图 ( 工序流程图
文章编号：%’.(/-%(%（(--4）-5/--’-/-*
张 颖，王义林
（华中科技大学 模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 5*--.5）
摘要：在对汽车导流板进行工艺设计的基础上，设计了一副落料冲孔复合模以及两副冲孔模，介绍了模 具结构及其工作过程。实践证明采用本文的工艺方案能满足零件精度要求，同时极大的提高了生产效率。 关键词：机械制造；落料冲孔；导流板；复合模 中图分类号：$:*,’+(
文献标识码：;
! 引言
为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力，汽 车设计师除了在轿车外型方面做了改进，将车身整 体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力，将车 尾改为短平，减少从车顶向后部作用的负气压而防 止后轮飘浮外，还在轿车前端的保险杠下方装上向 下倾斜的连接板。连接板与车身前裙板联成一体，中 间开有合适的进风口加大气流度，减低车底气压，这 种连接板称为导流板。图 % 是导流板的产品图，该零 件材料 &’(，厚度 ())。
制件，冲孔凸模间距必须大于 *+,))，而孔距只有
-+.))，
因 此 ，这 里 不 能 满 足 冲 孔 凸 模 安 装 要 求 ，必 须采用多道工序冲孔。
经过工艺分析和初步计算，该制件采用的基本 冲压工序应为：落料冲孔/冲孔/冲孔/钻孔修边。工 艺流程见图 (。
# 工艺尺寸的确定
#$! 冲裁力
冲裁力是合理设计模具和选用压力机必不可少 的参数。冲裁力的大小与冲裁件的周边长度、材料厚 度、材料力学性能及刃口状态有关。对于本制件，采 用高低刃口冲裁，冲裁力包括落料力和冲裁力。
变形缝钢筋
工艺分析
原先的工艺是在金属板上人工钻孔，这样效率 太低，成本高，难以大规模生产。采用落料冲孔方案， 可提高生产效率和质量，降低成本。
" 落料力的计算
已 知 材 料 &’(、厚 度 ())，其 落 料 力 可 按 下 式
计算：
% 落0&’! 1
式中：&——落料件周长，))；
’——板材厚度，))；
! 1—
—材料抗拉强度，2 3 ))(。 #$!$! 冲出合格零 由于孔多，为了减小冲裁 知，料厚
())
士 在 读 ，研 究 汽 车 覆 盖 件 !78 3
&
0 & &
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& 0 &
冲孔
#
冲孔$
图 / 冲孔分布图
055
0 档料销
7
&6&
档料销
/
图 ’ 板料排样图
0 &
/ ’ ( 4 1 7 2 05 00
&0 &5
02 07 04 0( 0’
0/ 0&
婴儿印泥
01
pcba检测设备图 ( 落料冲孔模
06 上 模 座 &6 导 套 /6 落 料 凹 模 ’6
模 柄 (6 推 料 块 46 冲 孔 凸 模 16 打 杆 76 顶 板 26
顶 杆 056 上 垫 板 006固定板 0&6卸料螺钉 0/6凸凹
模固定板 0’6凸凹
模 0(6废料槽 046挡料销 016挡料销弹簧 076卸料 板 026重载弹簧 &56导柱 &06下模座
!"#$%&’( 考虑料厚不均，刃口变钝等因素，公式使用了抗 拉强度。经计算得 % 落%&’()*。
!"#"$ 冲孔力计算双向丝杆
冲孔力可按下式计算：
%&!’(" +
式中：’——冲孔直径，,,；
-——板材厚度，,,；
" +—
—抗拉强度，* . ,,&。 在第一道工序落料冲孔中，冲孔个数 /0 个。第
二、三道冲孔工序中冲孔个数均为 /1 个，为了保证 适当的冲孔推力，采用高低刃口的方法，见下图 / 所 示，孔 0 所对应的冲孔凸模比孔 & 所对应的冲孔凸 模 长 ’,,，即 先 冲 孔 0，再 冲 孔 &，这 样 大 大 减 少 了 所需要的冲孔力。同时为了使受力均匀，保证制件不 发生弯曲变形，采用岔开冲孔的方法，此时第二、三 道冲孔工序中冲孔个数取最多的孔数 02 个，分别将 各值代入上述公式中，冲孔力如表 0。
式中：*——卡在凹模内的件数；
) 推—
—推出力系数； % 冲—
—单个孔的冲孔冲裁力。 查 表 取 ) 推 为 565( 代 入 各 值 ， 得 推 出 力 % 推 % 0(67)*。 !"$ 排样
送料方式采用手工送料，冲裁件的排样如图 ’ 所 示 。 查 表 选 取 合 适 的 搭 边 值 ， 可 得 料 条 宽 度 70,,，
进距 055,,。 % 模具结构设计
落料冲孔复合模
模具结构图如图 ( 所示，该模具一次完成落料、
冲孔两道工序。上下模采用导柱导套导向模架，将冲
孔凸模、落料凹模、顶杆等安装在上模，将冲孔凹模、 落料凸凹模、凸凹模固定板、卸料板等安装在下模。
%"# 表 0 冲孔力列表
!"#"! 冲裁力
落 料 冲 孔 时 ， 冲 裁 力 % 冲 % 落 料 力 3 冲 孔 力 %
140)*
第二、三道冲孔工序中冲孔时采用高低刃口的 方法，冲裁力即为冲孔力 /04)*。
!"#"% 落料时的卸料力的计算
卸料力即退下包在凸模上的料所需要的力。可 根据卸料力公式计算：
% 卸%) 卸 % 冲
式中：) 卸—
—卸料系数； % 冲——落料冲裁力，)*。
查 表 取 ) 卸 为 565’ 代 入 各 值 ， 得 卸 料 力 % 卸 % /56’)*。
!
"#"& 冲孔推出力计算
推出力即顺着冲裁方向推出卡在凹模里的材料 所需要的力。推出力可由下式计算：
% 推&*) 推 % 冲
04工 序 落料冲孔
冲孔 8
冲孔 88
冲孔力 . )*
(04 /04 /04
* ,
-
+ ( .
%
’
&
*(
吸收式制冷机组*+ *- *, ** *3
图 . 冲孔模
*0上模座 ,0导套 -0弹簧 + 上垫板 (0冲孔凸模 .0
模 柄
%0固定板 ’0卸料螺钉 &0压
料板 *30凹模 **
定位 销 *, 挡料销
*-0废料槽 *+ 导柱 *( 下模座
pbst档料销
定位销
图 % 定位示意图
!"#$%&’(
刚性顶件器卸料，滑块上的打料横梁通过打杆 %、顶 杆 & 和顶板 ’ 作用，由推料块 ( 推出卡在落料凹模 上的制件) 冲孔废料通过凸凹模 *+ 和下模座 ,* 上 的废料孔漏入废料槽 *(。
为了减小冲裁力，采用先落料后冲孔的方法，即 落料凹模 - 应高出冲孔凸模 .，高出量为（*/*0,）%。 同时由于冲孔密集，在固定板 ** 上的冲孔凸模也很 密集，为了保证固定板的强度和便于加工，可在固定 板上开槽。
!"# 工序冲孔 1 和冲孔 11 的模具设计
冲孔凸模 ( 进行冲孔。冲孔完成后，冲床滑块回程，
冲孔凸模随之回升，压料板由于弹簧作用仍然压住 板料，滑块继续回程，压料板脱离板料。冲孔废料
通 过凹模 *3 和下模座 *( 上的废料孔漏入废料槽 *-。 由于孔很密集，为了保证冲孔质量，采用高低刃口的 方法，使部分孔先冲，近一半的孔对应的冲孔凸模比 另一半高出 -44。同时为了保证冲孔的精度，必须 进行精确的定位。本工艺采用定位销 ** 和挡料销
*, 进行定位，定位销对应上个工序落料冲孔中的产
生的孔。如图 % 所示。
冲孔 1 和冲孔 11 的模具结构基本相似2 只是冲 孔凸模安装的位置不同。故本文只介绍冲孔 1 的模 具结构（图 .）。
（*）钻孔修边
本工序主要对剩余的 + 个孔进行人工钻孔，并 沿着最后一排孔的中心线进行人工修剪，从而得到 最终所需要的产品。如果资金条件允许或进行大批 量生产时，本工序可以采用模具来实现，即冲孔修边 复合模。
$ 结束语
采用本文提出的工艺方案和模具，既可以提高 生产效率，又保证了制件的精度和质量，降低了生产 成本，提高了经济效益。
【参考文献】
上下模采用导柱导套导向模架，工作时，首先对 落料冲孔的板料凹模 *3 表面进行定位，将板料上所
对应的孔穿过定位销 **，并紧靠挡料销 *,，完成定 位。当冲床滑块下行时，压料板 & 由于弹簧 - 的作 用，先压住凹模 *3 上面的板料，冲床滑块继续下行，
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社，
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中国模具工业协会汽车车身模具及装配委员会0汽车冲模标准
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