90度角板复合模设计（CAD图+UG三维）

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90度角板复合模设计要点解析

一、设计核心目标

90度角板复合模需实现冲孔与落料工序复合，通过单次冲压完成制件成型，适用于大批量生产场景。其核心优势在于：

• 结构简化：减少模具数量，降低设备占用空间；
• 效率提升：单次冲压完成多工序，缩短生产周期；
• 精度保障：通过模具定位系统（如挡料销）确保孔位与轮廓尺寸一致性。

二、关键结构设计

1. 模具类型选择
   采用倒装落料冲孔复合模，原因如下：
   • 制件要求无翘曲、无扭曲，倒装结构通过上模压料板提前压紧材料，避免冲裁过程中材料变形；
   • 废料直接从下模漏料孔排出，减少模具清理频率。
2. 定位与退料系统
   • 定位：使用挡料销固定材料边缘，配合导料板引导材料送进方向，确保冲孔与落料位置精度；
   • 退料：采用打杆退料机构，冲压完成后通过上模打杆推动退料板，将制件从凸模上顶出，防止卡模。
3. 凸凹模设计
   • 凸模：冲孔部分采用快换式结构，便于不同孔径凸模的快速更换；
   • 凹模：落料型孔采用阶梯式设计，入口处倒角0.1mm，减少材料冲裁时的撕裂风险；
   • 间隙控制：根据材料厚度（如2mm）设定冲裁间隙为材料厚度的8%-12%（即0.16-0.24mm），平衡刃口磨损与制件毛刺。

三、工艺参数计算

1. 材料利用率优化
   以90度三角固定支架为例（材料：45钢，厚度2mm，尺寸100mm×100mm×90°）：
   • 排样设计：采用单排直送方式，步距102mm（制件宽度+搭边值2mm），材料利用率达78%；
   • 条料宽度：根据公式 $B=D+2a$（$D$为制件最大宽度，$a$为搭边值），计算得 $B=100+2\times 1.5=103mm$。
2. 冲裁力核算
   • 落料力：F落​=L×t×σb​（$L$为轮廓周长，$t$为材料厚度，σb​为抗拉强度），45钢抗拉强度约600MPa，计算得 F落​=314mm×2mm×600MPa=376.8kN；
   • 冲孔力：7个Φ4mm孔，总冲孔力 F冲​=7×π×d×t×σb​=7×3.14×4mm×2mm×600MPa=105.5kN；
   • 总冲裁力：F总​=F落​+F冲​=482.3kN，需选用压力机公称压力≥600kN的设备。
3. 模具压力中心计算
   通过CAD软件提取落料轮廓与冲孔中心的坐标，利用力矩平衡公式确定压力中心位置，确保冲压时模具受力均匀，避免偏载导致刃口崩裂。

四、典型应用案例

1. 90度三角固定支架模具
   • 结构：采用倒装复合模，上模安装冲孔凸模与压料板，下模设置落料凹模与退料弹簧；
   • 工艺：单次冲压完成落料与7个Φ4mm孔冲裁，制件平面度≤0.1mm，孔位精度±0.05mm；
   • 效率：每小时可生产1200件，较单工序模效率提升3倍。
2. 90度角板复合模（非标设计）
   • 创新点：针对异形角板（如带R角过渡），凹模采用镶块式结构，通过线切割加工R角，降低模具制造成本；
   • 适配性：可兼容厚度1.5-3mm的碳钢、不锈钢材料，通过更换凸凹模镶块实现产品快速切换。

五、设计注意事项

1. 模具刚性：上模座与下模座厚度需≥材料厚度的15倍（如2mm材料对应模座厚度≥30mm），防止冲压时模具变形；
2. 导向精度：选用滚珠导柱导套，配合间隙0.02-0.04mm，确保上模运动平稳；
3. 安全防护：设置安全护板防止操作人员触碰模具运动部件，下模安装废料切刀避免废料飞溅。