落料凹模8和冲孔凸模11在下模。 正装式复合模工作时，板料以导料销13和挡料销
12定位。上模下压，凸凹模外形和凹模8进行落 料，落下料卡在凹模中，同时冲孔凸模与凸凹模 内孔进行冲孔，冲孔废料卡在凸凹模孔内。卡在 凹模中的冲件由顶件装置顶出凹模面。顶件装置 由带肩顶杆10和顶件块9及装在下模座底下的弹 顶器组成。
该冲压件材料Q235为普通碳素结构钢，具有良好的冲压 性能，满足冲压工艺要求。
该冲压件年产量为10万件，属于大批量生产，采用冲压工 艺进行生产，不但能保证产品的质量，满足生产率要求， 还能降低生产成本。
设计方案
零件为落料冲孔件，可以采用以下三种方 案：
方案一：先落料，后冲孔，采用两套单工 序模生产；
复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘 的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进 模低，冲模的轮廓尺寸较小，节约模具材料。但 复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复 合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。
5.3.2 复合冲裁模的典型结构
1．正装式复合模 图5-2为正装式落料冲孔复合模，凸凹模6在上模，
方案二：冲孔—落料连续冲裁，采用级进 模生产；
方案三：落料—冲孔复合冲裁，采用复合 模生产。
对以上三种方案进行分析比较。
方案一为单工序冲裁，虽然模具结构简单，但需 两道工序，两套冲裁模具，生产效率低，二次定 位使零件孔的位置精度较难保证；
方案二需要一套级进模具，一个冲压周期完成两 道工序，生产效率高，但冲压件上孔的位置精度 不容易保证，需在模具上设置导正销导正，模具 制造较复杂，且模具尺寸较大，浪费材料。
表5-1正装式和倒装式复合模结构比较
项目
凸凹模位置 除料、除件装置 工件平整度 可冲工件的孔边距 结构复杂程度
正装复合模
上模
三套
好
较小
复杂
倒装复合模
下模
两套
较差
较大
较简单
正装式较适用于冲制材质较软的或板料较薄的平 直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较 小的冲裁件。由于在冲裁时，顶件块与凸凹模在 弹力作用下首先把板料压紧，然后冲裁，因此， 制件平整度较好。倒装式不宜冲制孔边距离较小 的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直 接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠， 便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故 应用十分广泛。
5.2 任务分析
该冲压件材料厚度t=2mm，属薄板冲裁；零件外形为长圆 形，异型孔轮廓圆滑，几何形状简单，孔的最小尺寸为 6mm，满足冲裁最小孔径的要求；最小孔边距为5.5mm， 满足冲裁件最小孔边距的要求。因此，该冲压件的结构满 足冲裁的要求。
该冲压件最高精度为IT13，采用冲裁模具加工能满足精度 要求。
5.3 知识链接
5.3.1 复合冲裁模的分类及特点 复合模是一种多工序的冲模。是在压力机的一次工作行程中，在
模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。复合模的设计难点 是如何在同一工作位置上合理地布置好几对凸、凹模。它在结构 上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。按 照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式 复合模两种。落料凹模在下模的复合模称为正装式复合模（又称 顺装式复合模），落料凹模在上模的复合模称为倒装式复合模。 正装式和倒装式复合模结构及特点比较见表5-1：
正装式复合模
图5-2 正装式落料冲孔复合 模
1—打杆； 2—模柄； 3—推板； 4—推杆； 5—卸料螺钉； 6—凸凹模； 7—卸料板； 8—落料凹模； 9—顶件块； 10—带肩顶杆； 11—冲孔凸模； 12—挡料销；
正装式复合模
从上述工作过程可以看出，正装式复合模 工作时，板料是在压紧的状态下分离，冲 出的冲件平直度较高。但由于弹顶器和弹 压卸料装置的作用，分离后的冲件容易被 嵌入边料中影响操作，从而影响了生产率， 因此也不适合自动化生产。
方案三需要一套复合模具，模具结构紧凑，一个 冲压周期完成两道工序，冲压件上孔的位置精度 和尺寸精度都容易保证，生产效率高。但模具结 构较复杂，模具制造较困难。
通过分析比较，拟采用方案三生产。进一 步对复合模中凸凹模许用最小壁厚进行校 核。当材料厚度为2mm时，查表得凸凹模 最小壁厚为4.9mm，冲压件的最小孔边距 为5.5mm，满足工艺要求，可以采用复合 模生产。
2．倒装式复合模
落料凹模在上模的复合模称为倒装式复合模。图5-3所示 为倒装式复合模。凸凹模18装在下模，落料凹模17和冲孔 凸模14、16装在上模。
倒装式复合模通常采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件 推下，刚性推件装置由打杆12、推板11、连接推杆10和推 件块9组成。冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下， 无顶件装置，结构简单，操作方便，但如果采用直刃壁凹 模洞口，凸凹模内有积存废料，胀力较大，当凸凹模壁厚 较小时，可能会导致凸凹模破裂。
对冲孔落料制件进行冲裁工艺分析的技能； 独立设计冲孔落料复合模具的技能。
5.1 项目任务
图5-1 冲压件零件图
材料：20钢 料厚t=2mm 图3-1 V形结构件
生产任务要求：材质 为Q235钢，厚度2.0； 生产批量：10万件/年； 手工送料；未注公差 IT13；毛刺不大于 0.12。
项目任务要求：模具 设计说明书1份；模 具装配图1张；零件 图3~5张。s
冲压成形及模具设计
项目五 复合模设计
➢项目一 冲压模ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与冲压设备 ➢项目二 落料模设计 ➢项目三 弯曲模具设计 ➢项目四 拉深模设计 ➢项目五 复合模设计 ➢项目六 级进模设计
项目五 复合模设计
掌握复合模具的分类及特点； 掌握复合模具的典型结构； 掌握复合模具的总体结构与典型零部件结构设计方法。
1．正装式复合模
该模具采用装在下模座底下的弹顶器推动顶杆和 顶件块，弹性元件高度不受模具有关空间的限制， 顶件力大小轻易调节，可获得较大的顶件力。卡 在凸凹模内的冲孔废料由推件装置推出。推件装 置由打杆l、推板3和推杆4组成。当上模上行至上 止点时，把废料推出。每冲裁一次，冲孔废料被 推下一次，凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不 易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上，清除废 料麻烦，尤其孔较多时。边料由弹压卸料装置卸 下。由于采用固定挡料销和导料销，在卸料板上 需钻出让位孔，或采用活动导料销或挡料销。