支板复合模设计（CAD图+SW三维）

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支板复合模是一种在压力机单次行程中，于模具同一工位同时完成落料、冲孔等多道冲压工序的模具，适用于支板等大批量生产、精度要求较高的零件。

一、结构特点

1. 凸凹模一体化设计：凸凹模是复合模的核心部件，同时具备凸模和凹模的功能。其外缘作为落料凸模，内孔作为冲孔凹模，实现多工序的集成加工。
2. 刚性推件装置：采用刚性结构顶出卡在凸凹模中的工件，确保成型稳定性。
3. 高精度导向机构：通过模架导向系统（如导柱导套）保证多工序同时进行的定位精度，确保冲裁件尺寸一致性。
4. 紧凑型结构：多工序集成于同一工位，共用模架，显著缩小模具体积。

二、设计要点

1. 凸凹模设计：

   • 需同时满足冲孔和落料的刃口强度要求，设计时需考虑材料厚度、孔边距等因素。例如，支板φ9mm孔与边缘的最小壁厚需大于2.5mm，凸凹模许用最小壁厚需大于1mm。
   • 对于形状复杂的零件，可采用配合加工方法，以凹模为基准件，确保磨损后刃口尺寸的稳定性。

2. 排样设计：

   • 需兼顾材料利用率和模具强度。例如，支板采用斜对排方式，通过优化条料宽度和步距，使材料利用率达到较高水平。
   • 导正孔的设计可提升送料精度，利用中间孔作为导正孔，确保冲裁时工件周边有足够的搭边值。

3. 冲裁工艺力计算：

   • 冲裁力计算需考虑材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度。例如，支板冲裁力计算时，需根据材料抗拉强度（如Q235A钢为450MPa）和冲裁件周边长度确定冲裁力。
   • 卸料力、推件力和顶件力的计算需考虑材料弹性扩张和收缩的影响，确保冲裁工作的连续性。

三、应用场景

复合模广泛应用于支板、汽车覆盖件、电器外壳等大批量生产场景，其优势包括：

1. 生产效率高：单次行程完成多工序，显著缩短生产周期。
2. 精度高：内外形相对位置一致性好，冲件精度可达IT9级以上。
3. 成本效益优：虽模具制造复杂性和价格高于单工序模，但长期来看，其高效性和稳定性可降低单位产品成本。

四、案例分析：支板复合模设计

1. 零件分析：

   • 支板材料为Q235A钢，厚度2mm，生产批量大。零件形状对称，由直线和圆组成，孔中心距公差为±0.15mm，外形与内控尺寸公差为0.14/0.12mm。

2. 模具设计：

   • 方案选择：对比复合模与级进模，复合模虽结构复杂，但生产率高、精度高，更适合大批量生产。级进模虽便于自动化，但轮廓尺寸大、成本高，且对于孔边距较小的零件，模具强度难以保证。
   • 排样设计：采用斜对排方式，条料宽度为120mm，步距为62mm，材料利用率为较高水平。
   • 冲裁力计算：根据材料抗剪强度（450MPa）和冲裁件周边长度，计算得冲裁力为较高值，选用J23-25开式双柱可倾压力机。

3. 实施效果：

   • 通过复合模设计，支板的生产效率提升3倍，冲件精度达IT9级，内外形相对位置一致性显著改善。
   • 模具寿命延长至50万次以上，单位产品成本降低20%。