复合模设计案例 例题：
零件简图如图1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 材料厚度
:2.2mm
1．冲压件的工艺分析
该零件形状简单、对称 , 是由圆弧和直线组成的。查表得出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12－IT13, 孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.6mm 。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较 , 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。 2．排样
采用直对排的排样方案如图2所示。
由表查得最小搭边值α=3mm。 计算冲压件毛坯面积 :
A=（44×45 + 66×20 + 1/2π×102 )mm 2=3457mm2 条料宽度:b =120mm+ 3mm × 3+44mm=173mm 步距:h =45mm+3mm=48mm 一个进距的材料利用率 :
η=
nA 2x 3457x 100%=x 100%=83% bh 173x 48
图2 排样图 3．计算冲压力
该模具采用弹性卸料和下出料方式。 1. 落料力
F1=Ltσb=(321.4 × 2.2 × 300)N=212 ×103N 2. 冲孔力
F2=LMb=(81.64 × 2.2 × 300)N=53.9 × 103N 3.落料时的卸料力
F 卸 =K卸F1 取 K 卸 =0.03
故 F 卸 =(0.03 × 212 × 103)N=6.36 × 103N 4. 冲孔时的推件力
取凹模刃口形式 ,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/2.2mm＝2 个
查表K 推 =0.05 F推 =(2 × 0.05 × 53.9 × 103)N=5.39 × 103N 选择冲床时的总冲压力为 :
F 总 =F1+F2+F 卸 +F 推 =277.6kN
4. 确定模具压力中心
按比例画出零件形状 , 选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称 , 即 Xc=0 。故只需计算 Yc，可以求出Yc=46.27mm。 5．计算凸、凹模刃口尺寸
查表得间隙值 Zmin=0.34,Zmax=0.39
对冲孔φ26mm 采用凸、凹模分开的加工方法 , 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 :
查表得凸、凹模制造公差 :δ凸 =0.02mm δ凹 =0.025mm
校核 :Zmax-Zmin=0.058 δ凸 + δ凹 =0.045 满足 Zmax-Zmin ≥δ凸 +δ凹的条件 查表得因数 X=0.5
d 凸＝（d +x ∆) 026＋0. 5X 0. 24) 0-δ凸＝（-0. 02=26. 12-0. 02mm +δ凸+0. 025+0. 025d 凹＝（d 凸+Z min ) 0＝（26. 12＋0. 39) 0=26. 510mm
对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口
部分尺寸计算如下 :
当以凹模为基准件时 , 凹模磨损后 , 刃口部分尺寸都增大 , 因此均属于
A 类尺寸。 零件图中未注公差的尺寸 , 查出其极限偏差:1200-0. 87 R 10-0. 36 ,查
表得因数 X为 : 当 △≥ 0.50 时 ,X =0.5
当 △＜0.50 时 ,X =0.75
+∆/4
Aj =(A max -x ∆) 0
+0. 56/4+0. 14
45凹＝（mm 45－0. 5x 0. 56) 0=44. 720+0. 54/4+0. 14 44凹＝（ 44－0. 5x 0. 54) 0=43. 730
+0. 87/4+0. 22 120凹＝（ 120－0. 5x 0. 87) 0=119. 570
+0. 36/4+0. 09
R 10凹＝（10－0. 75x 0. 36) 0=9. 730
6．凸模飞凹模、凸凹模的结构设计
冲φ26mm 孔的圆形凸模 , 由于模具需要在凸模外面装推件块 , 因此
设计成直柱的形状。尺寸标注如图3所示。
图3 凸模
凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，如图4所示的刃口形式。凹模的外形尺寸 , 凹模厚度按式:H=Kb =0.24 ×
120=29mm, 凹模壁厚按式:C =1.5H =43mm 。
图4 凹模
本模具为复合冲裁模 , 因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图5所示。校核凸凹模的强度（孔φ26.51的壁厚）按式m =1.5t得凸凹模的最小壁厚 m =1.5t＝1.5x2.2 =3.3mm, 而实际最小壁厚为 22－26.51/2＝9mm, 故符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙 0.34～0.390。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸22mm 的公差 , 应比零件图所标精度高 3～4 级 , 即定为 22±
0.15mmo
图 5凸凹模
7．模具总体设计及主要零部件设计
如图 6所示为本例的模具总图。该复合冲裁模将凹模及小凸模装在上模上，
是典型的倒装结构。
两个导料销 24 控制条料送进的导向 , 固定挡料销 2 控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板16、卸料螺钉23和弹簧20组成。冲制的工件由推杆5、推扳7、推销8和推件块13组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 卸料弹簧的设计计算 :
1）根据模具结构初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为: F 卸 /n=6360N/6=1060N
2） 根据预压力 F 预 (>1060N，即根据每根弹簧所受的力选择弹簧) 和模具结构尺寸 , 选择弹簧其最大工作负荷>1060N（序号为68～72）。
3) 校验是否满足 S1≥S 总。查阅资料及负荷－行程曲线 , 并经过计算可得
以下数据 :
由表中数据可见，序号70～72 的 弹簧均满足S1≥S 总, 但选序号70的弹簧最合适 , 因为其它弹簧太长 , 会使模具高度增加。70号弹簧的规格为:
外径D =45mm 钢丝直径d =7.Omm
自由高度 Ho =120mm
装配高度 :H2=Ho-S预 =120mm-23mm=97mm
模架选用适用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左
送料，操作方便。
上模座:L/mm×B/mm X H/mm =250 × 250 × 50 下模座 :L/mm × B/mzn × H/mm =250 × 250 × 65 导柱 :d/mm × L/mm =35 ×200
导套 :d/mm × L/mm × D/mm =35 × 125 × 48 垫板厚度取 :12mm 凸模固定板厚度取 :20mm 凹模的厚度已定为 :29mm 卸料板厚度取 :14mm
弹簧的外露高度 :54(=97-6- 37)mm
模具的闭合高度 : H 模 =(50+12+20+29+2.2+14+54+65)mm=246.2mm 8．冲压设备的选择
选用开式双柱可倾压力机 J23-40 。 公称压力 :400 kN 滑块行程 :100mm 最大闭合高度 :330mm 连杆调节量 :65mm
工作台尺寸 ( 前后 mm ×左右 mm):460 × 700 垫板尺寸 ( 厚度 mm ×孔径 mm):65× 220 模柄孔尺寸 ( 直径 mm ×深度 mm):φ 50× 70 最大倾斜角度 :30 。
图 6 倒装复合冲裁模
1、导套 2、挡料销 3、上模座 4、螺钉 5、推杆 6、模柄 7、推板 8、推销 9、垫板 10、螺栓 11 、21铺钉 12、凸模固定板 13、推件块 14、凹模 15、凸模 16、卸料板 17、导柱 18、下模座 19、凸凹模 20、弹簧 22、螺钉 23、卸料螺钉 24、导料销
复合模设计案例 例题：
零件简图如图1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 材料厚度
:2.2mm
1．冲压件的工艺分析
该零件形状简单、对称 , 是由圆弧和直线组成的。查表得出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12－IT13, 孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.6mm 。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较 , 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。 2．排样
采用直对排的排样方案如图2所示。
由表查得最小搭边值α=3mm。 计算冲压件毛坯面积 :
A=（44×45 + 66×20 + 1/2π×102 )mm 2=3457mm2 条料宽度:b =120mm+ 3mm × 3+44mm=173mm 步距:h =45mm+3mm=48mm 一个进距的材料利用率 :
η=
nA 2x 3457x 100%=x 100%=83% bh 173x 48
图2 排样图 3．计算冲压力
该模具采用弹性卸料和下出料方式。 1. 落料力
F1=Ltσb=(321.4 × 2.2 × 300)N=212 ×103N 2. 冲孔力
F2=LMb=(81.64 × 2.2 × 300)N=53.9 × 103N 3.落料时的卸料力
F 卸 =K卸F1 取 K 卸 =0.03
故 F 卸 =(0.03 × 212 × 103)N=6.36 × 103N 4. 冲孔时的推件力
取凹模刃口形式 ,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/2.2mm＝2 个
查表K 推 =0.05 F推 =(2 × 0.05 × 53.9 × 103)N=5.39 × 103N 选择冲床时的总冲压力为 :
F 总 =F1+F2+F 卸 +F 推 =277.6kN
4. 确定模具压力中心
按比例画出零件形状 , 选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称 , 即 Xc=0 。故只需计算 Yc，可以求出Yc=46.27mm。 5．计算凸、凹模刃口尺寸
查表得间隙值 Zmin=0.34,Zmax=0.39
对冲孔φ26mm 采用凸、凹模分开的加工方法 , 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 :
查表得凸、凹模制造公差 :δ凸 =0.02mm δ凹 =0.025mm
校核 :Zmax-Zmin=0.058 δ凸 + δ凹 =0.045 满足 Zmax-Zmin ≥δ凸 +δ凹的条件 查表得因数 X=0.5
d 凸＝（d +x ∆) 026＋0. 5X 0. 24) 0-δ凸＝（-0. 02=26. 12-0. 02mm +δ凸+0. 025+0. 025d 凹＝（d 凸+Z min ) 0＝（26. 12＋0. 39) 0=26. 510mm
对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口
部分尺寸计算如下 :
当以凹模为基准件时 , 凹模磨损后 , 刃口部分尺寸都增大 , 因此均属于
A 类尺寸。 零件图中未注公差的尺寸 , 查出其极限偏差:1200-0. 87 R 10-0. 36 ,查
表得因数 X为 : 当 △≥ 0.50 时 ,X =0.5
当 △＜0.50 时 ,X =0.75
+∆/4
Aj =(A max -x ∆) 0
+0. 56/4+0. 14
45凹＝（mm 45－0. 5x 0. 56) 0=44. 720+0. 54/4+0. 14 44凹＝（ 44－0. 5x 0. 54) 0=43. 730
+0. 87/4+0. 22 120凹＝（ 120－0. 5x 0. 87) 0=119. 570
+0. 36/4+0. 09
R 10凹＝（10－0. 75x 0. 36) 0=9. 730
6．凸模飞凹模、凸凹模的结构设计
冲φ26mm 孔的圆形凸模 , 由于模具需要在凸模外面装推件块 , 因此
设计成直柱的形状。尺寸标注如图3所示。
图3 凸模
凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，如图4所示的刃口形式。凹模的外形尺寸 , 凹模厚度按式:H=Kb =0.24 ×
120=29mm, 凹模壁厚按式:C =1.5H =43mm 。
图4 凹模
本模具为复合冲裁模 , 因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图5所示。校核凸凹模的强度（孔φ26.51的壁厚）按式m =1.5t得凸凹模的最小壁厚 m =1.5t＝1.5x2.2 =3.3mm, 而实际最小壁厚为 22－26.51/2＝9mm, 故符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙 0.34～0.390。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸22mm 的公差 , 应比零件图所标精度高 3～4 级 , 即定为 22±
0.15mmo
图 5凸凹模
7．模具总体设计及主要零部件设计
如图 6所示为本例的模具总图。该复合冲裁模将凹模及小凸模装在上模上，
是典型的倒装结构。
两个导料销 24 控制条料送进的导向 , 固定挡料销 2 控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板16、卸料螺钉23和弹簧20组成。冲制的工件由推杆5、推扳7、推销8和推件块13组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 卸料弹簧的设计计算 :
1）根据模具结构初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为: F 卸 /n=6360N/6=1060N
2） 根据预压力 F 预 (>1060N，即根据每根弹簧所受的力选择弹簧) 和模具结构尺寸 , 选择弹簧其最大工作负荷>1060N（序号为68～72）。
3) 校验是否满足 S1≥S 总。查阅资料及负荷－行程曲线 , 并经过计算可得
以下数据 :
由表中数据可见，序号70～72 的 弹簧均满足S1≥S 总, 但选序号70的弹簧最合适 , 因为其它弹簧太长 , 会使模具高度增加。70号弹簧的规格为:
外径D =45mm 钢丝直径d =7.Omm
自由高度 Ho =120mm
装配高度 :H2=Ho-S预 =120mm-23mm=97mm
模架选用适用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左
送料，操作方便。
上模座:L/mm×B/mm X H/mm =250 × 250 × 50 下模座 :L/mm × B/mzn × H/mm =250 × 250 × 65 导柱 :d/mm × L/mm =35 ×200
导套 :d/mm × L/mm × D/mm =35 × 125 × 48 垫板厚度取 :12mm 凸模固定板厚度取 :20mm 凹模的厚度已定为 :29mm 卸料板厚度取 :14mm
弹簧的外露高度 :54(=97-6- 37)mm
模具的闭合高度 : H 模 =(50+12+20+29+2.2+14+54+65)mm=246.2mm 8．冲压设备的选择
选用开式双柱可倾压力机 J23-40 。 公称压力 :400 kN 滑块行程 :100mm 最大闭合高度 :330mm 连杆调节量 :65mm
工作台尺寸 ( 前后 mm ×左右 mm):460 × 700 垫板尺寸 ( 厚度 mm ×孔径 mm):65× 220 模柄孔尺寸 ( 直径 mm ×深度 mm):φ 50× 70 最大倾斜角度 :30 。
图 6 倒装复合冲裁模
1、导套 2、挡料销 3、上模座 4、螺钉 5、推杆 6、模柄 7、推板 8、推销 9、垫板 10、螺栓 11 、21铺钉 12、凸模固定板 13、推件块 14、凹模 15、凸模 16、卸料板 17、导柱 18、下模座 19、凸凹模 20、弹簧 22、螺钉 23、卸料螺钉 24、导料销