复杂弯曲冲压件的排样设计
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热处理 / 锻压 / 铸造 2011 年 第19 期 67
复杂弯曲冲压件的排样设计
南通职业大学 ( 江苏 226007) 周 昇
排样设计是多工位级进模设计的关键。排样设
计确定了模具的工位数、工位内容、冲压各工序的
安排、条料宽度、送料步距及导料和定位方式等。
因此排样完成后，模具的总体设计思路和基本结构
就已确定。本文利用 Pro/E 的级进模设计系统 PDX
5. 0 解析两个弯曲件的排样设计，以供业内参考。
1. 电源外壳级进模排样设计
( 1) 工艺分析 电源外壳厚度为 0. 5mm，材料
为 08 钢，大批量生产 ( 如图 1 所示) 。其主要工序
为外形的分段冲裁，中间部分的胀形 ( 见图 1A 处) ，
上下、左右的弯曲，冲 4 个小孔。为了避免胀形时
周围材料收缩，影响工件尺寸，将胀形工序放在第
一个工位，胀形凸起方向向下。因为上下、左右都
有弯曲，所以只能采取中间载体形式，为了条料有
足够的强度，应分段冲切废料、分段弯曲，弯曲时
为了减少回弹应先预弯 45°再弯成 90°，为简化模具
结构，弯曲方向一律向下。
图 1 电源外壳零件
分段冲裁废料应考虑凸模的形状易于加工以及
凹模的强度足够大，4 个 4mm 孔位置有精度要求，
只能安排在弯曲之后冲出。考虑到产品大批量生产
及节省材料，原材料采用自动送料装置送进，利用
凹模上的窝孔 ( 见图 2B 处) 和条料上胀形凸包 ( 见
图 1A 处) 对条料进行精确定位。因为胀形凸包和弯
曲方向都是向下的，因此条料依靠在模具两端设置
的局部导尺导向，中间部位采用导向槽浮顶器导向。
利 用 Pro/E 中 PDX5. 0 将 工 件 展 开 后， 得 高 为
95. 5mm、宽为 68. 6mm，加上搭边值，确定采用宽
度为 100mm 的带料，步距为 72mm。综上所述，凹
模见图 2，排样示意见图 3。
( 2) 工位说明 排样分 10 个工位 ( 见图 3) :
①中间胀形成形，两侧冲切废料。②空工位。③两侧
冲切废料。④上下的四个角预弯成 45°。⑤四个角弯
成 90°，冲切废料。⑥空工位。⑦两侧角预弯成 45°。
⑧两侧角弯成 90°。⑨冲 4 个 4mm 小孔。⑩切断分离。
其中，空工位②的设置是为了保证凹模的强度，
空工位⑥的设置是为了工位⑤冲切废料和工位⑦弯
曲不发生干涉，另外空工位的设置也是为其他设计
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的变更提供方便。
2. 打印机支架级进模排样设计
( 1) 工艺分析 打印机支架 ( 见图 4) 厚度为
1mm，材料为 08F 钢，大批量生产。其主要工序为外
形的分段冲裁，冲两个 3mm 孔和一个 10mm 孔，
实现三个方向的弯曲。
虽然三个孔位置有精度要求，但是其精度不受
弯曲工序影响，所以为了减少工位数可将冲孔工序
放在第一个工位，而且 10mm 孔可作定位用，为了
不影响 10mm 孔的精度，可先将其冲为 8mm，最
后再冲为 10mm。第一个工位冲出的 8mm 小孔可
在后续工位用导正销导正。
因为图 4A 处弯曲是单侧的，弯曲时易产生较大
侧向力，可用 8mm 小孔定位抵消此侧向力，所以
载体形式为单侧载体形式。为使条料有足够的强度，
应分段冲裁废料、分段弯曲，弯曲时为了减少回弹
应先预弯 45°再弯成 90°，为简化模具结构，弯曲方
向一律向下。
图 4 打印机支架零件
此零件分段冲裁废料时有些方位非常细小窄长，
如何分段是此零件排样设计的重点和难点。应考虑
凸模的形状易加工，以及凸凹模的强度足够便于维
护。考虑到产品大批量生产，为节省材料，原材料
采用自动送料装置送进，利用导正销对条料进行精
确定位。因为弯曲方向都是向下的，因此条料依靠
在模具两端设置的局部导尺导向，中间部位采用导
向槽浮顶器导向。采用弹性卸料压料，利用 Pro/E 中
级进模 设 计 系 统 PDX5. 0 将 工 件 展 开 后，得 高 为
57. 8mm、宽 44. 5mm，加上搭边值，确定采用宽度
为 62mm 的带料，步距为 48mm。综上所述，排样示
意见图 5。
图 5 打印机支架排样示意
( 2) 工位说明 排样分 9 个工位 ( 见 图 5) :
①冲3 个孔，冲切废料。②冲切废料。③上侧两个角
预弯成 45°，冲切废料。④上侧两个角弯成 90°，冲切
废料。⑤冲切废料。⑥两侧 3 个角预弯成 45°。⑦两
侧角弯成 90°，冲切废料。⑧空工位。⑨切断分离。
其中，空工位⑧的设置是为了工位⑦弯曲和工
位⑨切断分离不发生干涉。
3. 结语
排样设计是冲压模具设计中的重点与难点，许
多问题在实际排样推演中才能发现，这就需要随时
发现问题随时修改。
如果用传统手工或二维软件排样，需要丰富的
专业经验和非常好的空间想象能力才能发现问题，
而且修改比较费时间。
利用三维软件排样可轻松找出问题并且修改，
极为方便。
( 20110620)
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