2023年第2期冷加工www.mw1950.com72模具制造MoldManufacturing基于有限元分析改善落料冲孔模具上垫板零件的应力与应变杨仕杰湖北江华机械有限公司湖北襄阳441000摘要：设计某垫片类零件落料冲孔模，计算冲裁力，根据落料冲孔模具结构分析模具上垫板零件受力情况，利用NXNASTRAN有限元分析软件对零件受力情况进行模拟。分析和试冲结果表明，零件受力情况与有限元分析结果一致，零件原结构不能满足模具工作需求，更改零件结构后应力和应变情况得到了明显改善，能满足模具的使用要求。关键词：模具设计；落料冲孔；垫片；有限元；NXNASTRAN；模拟；冲裁力计算1序言计算机辅助工程和有限元分析技术在提高生产率、保证产品质量、降低生产成本和减轻劳动强度等方面都具有极大的优越性[1]，随着我国模具行业的高速发展，模具设计人员素质不断提高，对模具设计的要求也不断提高，结合有限元分析做模具设计成为从业人员的必备技能。通过有限元模拟分析，可以发现早期设计缺陷，优化和改善设计方案，缩短产品的开发和制造周期并降低生产成本。本文对某垫片零件落料冲孔模进行设计，计算其冲裁力，分析模具上垫板零件的受力情况，对分析结果进行改善，优化模具设计以达到理想的模具使用效果。2典型零件结构说明现有厚度为5mm的垫片零件，零件结构如图1所示，其材料为45钢，退火态。零件圆周上有均布的若干个孔，为实现批量生产需要设计模具。图1零件结构2023年第2期冷加工www.mw1950.com73模具制造MoldManufacturing3模具设计零件精度要求为IT10级，为了保证零件上孔的位置精度并实现大批量生产，需要分析零件结构，设计落料冲孔复合模具，以满足零件精度要求和生产需求。3.1模具结构设计模具结构如图2所示，模具工作时，上模板2带动导套3下行，凹模12与卸料板21和板料接触压紧，凸模一15和凸模二14首先接触板料进行冲孔；随着上模继续下行，橡胶16被压缩，凸凹模17上行，与凹模12共同完成落料冲裁；落料时，上模上行，打料杆5带动上推料板7下移，退料杆11带动推料板13下行后，继续推动推料板13完成零件卸料。图2模具结构1—挡料钉2—上模板3—导套4—导柱5—打料杆6—模柄7—上推料板8、9—上垫板10—凸模固定板11—退料杆12—凹模13—推料板14—凸模二15—凸模一16—橡胶17—凸凹模18—凸凹模固定板19—垫板20—下模板21—卸料板3.2受力分析零件冲裁中心位于圆周的中心处，根据模具结构及工作原理可知，上垫板9主要受凸模一15和凸模二14冲孔时垂直向上的冲裁...
