机械毕业设计（论文）-卡板冲压工艺及模具设计【全套图纸】.doc

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文内容提要模具工业是现代工业发展的基础，冲压模具是模具工业的重要组成部分。近年来，与机械相关的各个行业都越来越重视模具的设计与应用，不仅是因为模具已发展成为一项比较成熟的共性技术，同时还因为模具在现代工业中发挥越来越重要的作用。在这次毕业设计中，先介绍了卡板的结构，对其工艺特点进行分析，再根据其结构特点对模具进行设计。其中重点阐述了成形该零件的级进模的排样设计、工位设计、模具总体结构设计、模具凸、凹模设计、固定板设计及抬顶料装置、卸料板结构及各零部件材料、热处理技术要求等。还介绍了单工序弯曲模的设计。该模具结构简单，加工质量好，生产效率高。设计过程中，不可避免的遇到一些困难，但是通过努力最终得以解决。这次设计是对模具设计的一次全面实践，相信对未来自己从事的工作一定会有相当大的帮助。 关键字：冲压模具，卡板，级进模AbstractThe mould industry is the foundation of the modernization industry, and stamping die plays a very important part in die industry. In recent years, each industry that related with mechanics is all paying more and more attention to the design and application of mould. That is not only because mould has already been developed into one ripe generality technology, but also because mould plays a more and more important role in modernization industry. In the graduation project, the structure of clip board is introduced at first. The technological characteristics of the clip board is analyzed. The die of the clip board is designed according to its structural characteristics. The layout design of the progressive die for forming the part and the designs of the work positions, general structure of the die, the punch and matrix of the progressive die, retaining plate, the structure of the block lifting device, the structure of the stripping plate, and the technical requirements for the material and heat treatment of each component are mainly stated. In addition, the design of the single-operation die for bending is introduced. The die structure is simple, the processing quality of the die is good and the productivity is high.During the design, unavoidable I met some difficulties in the design, but I have conquered them with my assiduity. Its my first time to practice of the design of mold, so I believe that it will be great helpful for my job in the future.Keyword：stamping die，clip board ，the progressive die全套图纸，加153893706前 言11 绪论31.1我国冲压模具业发展现状31.2我国冲压模具制造技术发展趋势42零件工艺分析及确定工艺方案和模具结构类型7.1产品零件图7.工艺分析92.2.1 工艺审核92.2.2工件工艺分析10.工艺方案及模具结构类型112.3.1.冷冲模类型与结构112.3.2 冲裁模冲裁工艺过程（即冲裁原理）132.3.3 零件方案确定143连续模15.半成品零件图15.连续模的工作原理163.3工件工艺分析17.4工艺方案及模具结构类型17.5排样设计183.5.1排样的设计183.5.2最小工艺搭边值的选择193.5.3. 送料步距的计算193.5.4. 条料宽度的计算20.6确定条料利用率21.7裁板方式22.8计算冲裁力223.8.1.冲裁力的计算223.8.2卸料力、推件力、顶件力的计算233.9模压力中心的确定254 连续模零、部件结构设计294.1 凸、凹模结构设计294.1.1 凸模294.1.2 凹模324.1.3凸、凹模工作尺寸计算344.2定位形式与结构设计394.2.1设计原则394.2.2定位零件机构与应用404.3卸料结构设计424.4连续模导向、安装和有关零、部件434.4.1导向434.4.2结构件与安装434.4.3紧固件选用454.4.4模具自制零件的材料及热处理要求465 压力机的选用与校核476 弯曲模设计计算496.1弯曲的基本原理496.1.1 弯曲工艺的概念及弯曲件496.1.2弯曲的基本原理：496.3弯曲件的工艺性526.4弯曲力的计算536.4.1 弯曲力的计算536.4.2弯曲用压力机的额定压力的确定546.5弯曲件的回弹546.6弯曲模工作部分尺寸的确定556.6.1凸、凹模圆角半径556.6.2凹模深度566.6.3凸、凹模间隙566.6.4凸、凹模工作部分尺寸与公差566.7弯曲模零件总体尺寸的确定566.7.1凸、凹模尺寸566.7.2上、下模座尺寸576.7.3反顶板尺寸576.7.4定位板尺寸576.7.5紧固件选用576.7.5模具自制零件的材料及热处理要求587 模具装配58总 结60参考文献61致 谢62前 言四年的大学生活即将接近尾声，进行为期两个月的毕业设计，我们感受颇深。毕业设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节，所以我特别珍惜这一次最后的学习机会，认真扎实的完成所分配给我的设计任务，使大学最后的几个月在学习和进取中充实的度过。另外，毕业设计还可以培养独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对我参加工作后能否尽快地适应社会有很大的帮助。通过这一环节的训练，提高了以下能力：a、综合运用所学知识和技能，独立分析和解决设计问题的能力；b、熟练运用基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等等的能力；实验研究的能力；撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力：c、收集加工各种信息的能力，获取知识的能力；d、创新意识和严肃认真的科学作风。本次设计的课题是模具设计，具体是设计卡板的大批量生产用模具。由于卡板属于小制件产品生产，利用一般机加工方法生产费时费力而且产品质量还不能很好的得到保障。在现代化工业生产中，模具已广泛用于电动机与电器产品、电子与计算机产品，仪表、家电产品与办公设备、汽车、军械，通用机械等产品的生产中。由于模具本身多为单件生产，型面复杂且精度要求高，加工难度大、生产周期长、制造费用高，不宜用于单件及批量小的制品零件生产。而采用模具生产具有三高两低的特点，即高效率、高精度、高材料利用率和低成本、低能耗，且产品的一致性好，有利于装配和互换等，因而得到了广泛的应用。由于模具是订单式生产，当前新产品的结构越来越复杂，质量要求也越来越高，交货期越来越短，这就对模具设计提出了更高的要求。在现代化工业生产中，使用模具生产零件制品，是一项优质、高效、低能耗、适应性很强的生产技术，同时也是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值较高的社会财富。但利用模具生产制品，只适用于制品批量较大的生产。作为模具设计与制造者，应当了解模具生产的全过程。前道工序的操作者，要把后道工序作为自己的“用户”，使后道工序满意自己的加工效果；而后道工序又作为前道工序的检验及验收者，互相监督检查，互相制约。只有这样，才能使模具生产全过程有条不紊、有序进行，并能生产制造出结构合理、精度较高、质量稳定，能达到用户满意的优质模具产品。对于上述所提到的各项问题，在设计时应综合考虑。既要有效率，又要能保证质量，最终满足经济型要求。因此，在本次设计中，我将综合考虑各项要求，争取设计出合格的冲模用模具。1 绪论1.1我国冲压模具业发展现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。1.2我国冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。. 2 零件工艺分析及确定工艺方案和模具结构类型.1产品零件图 图2.1 产品零件图工件如图所示，材料为195，厚度为2mm，图中所注尺寸精度均为IT14，工件需大批量生产。设计目的：通过对卡板的工艺分析，确定出具体的模具加工方法，从而利用模具加工的下述优点：即1. 模具的适应性强2. 模具的生产效率高，节约原材料3. 模具生产的零件制品互换性好4. 操作工艺简单5. 模具社会效益好此次设计的主要内容有：方案的构思，可行性设计，结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书的完成。总之，本次设计就是通过设计了解一般模具设计的过程和重要部件的设计知识。此外，由于它是一种高效率的工艺装备。在工艺生产中，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大量生产，并能在大量生产的条件下，稳定的保证制件的质量。同时，具有节约原材料、制件成本低廉等一系列优点。设计高效的卡板生产用模具，以达到最终提高经济效益的目的。因此，有必要对模具知识有一定的了解。.工艺分析2.2.1 工艺审核1）.工艺性审核的目的冲裁件的工艺性是指冲裁件产品对冲压工艺的适应性，亦即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸公差与尺寸基准等是否符合冲裁加工的工艺要求。在设计冲模前，对制品零件工艺性审核及分析有着十分重要的实际意义。这是因为，良好的冲裁工艺性，能使材料消耗少、工序数目少，使用的模具结构简单而寿命长，并且容易加工制作及操作。所以，在冲模设计前，一定要认真分析所要加工的制品结构形状、尺寸及精度、所用材料等方面是否符合冲裁工艺要求，从而确定能否进行冲裁的可能性。102）冲裁件工艺性审核方法冲裁件的工艺性主要应从一下几方面进行审核:1 冲裁件的形状冲裁件的形状应力求简单、对称。要避免冲裁件上有过长的悬臂和窄槽，否则是模具结构复杂，会给制造与维修带来困难。本次设计中冲裁件的形状左右对称，具体结构也不复杂，符合冲裁件的形状力求简单的原则。2 最小冲孔尺寸 为了防止冲裁时凸模折断或压弯，冲孔尺寸不能太小。 本设计冲孔最小值为直径为8mm,凸模采用强度较高的材料制作，满足最小冲孔尺寸不是过小的要求。3 最小圆角半径冲裁件各直线或曲线的链接处，要有适当的圆角，避免尖角以防造成应力集中而使模具损坏。4 冲裁件上的尺寸精度冲裁件上的尺寸精度一般不能要求太高，太高的尺寸精度会给模具设计与制造带来困难。一般金属冲裁件的内外形经济精度为IT12-IT14级。本设计中制件采用自由公差，即IT14级精度等级要求，属于经济性精度原则。5 冲裁件断面质量表2-1 一般冲裁件断面表面粗糙度材料厚度t/mm11-22-33-44-5剪切断面表面粗糙度Ra/m3.26.312.52550 冲裁件断面（剪切面）表面粗糙度要求不能超过上表2-1中数值，超过的话只能采用精密冲裁或普通冲裁后再进行整修成形。 本次设计中断面粗糙度为满足IT14级精度，因此满足冲裁件断面质量的工艺性要求。2.2.2工件工艺分析1、材料：该冲裁件的材料195是普通碳素结构钢，具有较好的可冲压性能。2、零件结构：该工件外形结构较简单，形状规则，并在转角处有圆角，比较适合冲裁。 3、尺寸精度：零件图上所注尺寸公差无特殊要求，所以按IT14级选取， 利用普通冲裁方式可达到图样要求。结论：适合冲裁。.工艺方案及模具结构类型由于本次设计的是冷冲模，而冷冲模是冷冲压生产中必不可少的工艺装备。它是在室温下，把金属或非金属板料置入模具内，通过压力机（冲床）传给模具上模的压力，对板料加工，最终使板料在模具上、下模（凸、凹模）作用下发生下发生分离或形变而制成所需的形状、尺寸的零件。为了适应冷冲压生产的需要，冷冲模的结构必须要满足冲压生产的要求，不仅能冲出合格的制品零件，而且能做到批量生产，操作使用方便，安全可靠；使用寿命长，安全可靠，成本低廉；并能容易制造与维修。2.3.1.冷冲模类型与结构(1)类型根据工艺性质分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模此外，还可按照模具导向形状分类，按特种类型分类，还有简易冲模。（2）结构组成 冷冲模结构分为：支撑零件：支撑及支持零件主要用来链接及固定工作零件，使之成为完整的模具整体。 导向零件：主要用以保证工作零件凸、凹模之间具有准确位置。 工作零件：用以直接与板料接触，并在压力机压力作用下，以完成板料分离及形变而成为制品零件。 卸料零件：主要用以卸除套在凸模上的之间及废料。 定位零件：用于确定坯料或坯件相对于冲模的正确位置，以保证冲件的质量及精度。 压料零件：主要用于压住坯料或坯件以保证在冲压时使材料能顺利的进行变形，如压边圈主要用于拉伸模结构。 紧固零件：主要用来紧固、连接各类冲模类型，其中圆柱销兼起稳固定位作用 缓冲零件：主要用其弹力，通过顶杆、顶板、推板起卸料作用，主要用于复合模、弯曲模、拉伸模、成形模中。 附加零件：主要用于传动及改变工件运动方向，主要用于自动冲模及半自动冲模中。 通常情况下，模具的工作零件、定位零件，卸、推料零件称为模具的工艺零件；而导向零件，支撑及支持零件，紧固零件，缓冲零件及附加零件等称冲压模具的结构零件，亦称辅助零件。52.3.2 冲裁模冲裁工艺过程（即冲裁原理）在冷冲压生产中，用来将金属板料或非金属板料相互分离的冲模称为冲裁模。如上图2-2所示为一普通冲裁模工作示意图。其中凸模4是通过模柄安装在压力机滑块5上，凹模2是通过模座固定在压力机工作台1上。凸模4与凹模2组成一队上、下工作刃口，两者之间断面形状相同、尺寸相似，并略有一定间隙。在冲压开始时，将被冲的板料3放在凹模2上面，并进行适当的定位。当凸模4随压力机滑块下降对板料施加压力时，板料在凸、凹模作用下产生塑性变形进行剪切或者弯曲，直至最后顺凸凹模刃口断裂或弯曲分离而形成所要求形状的零件，完成冲裁工作。其板料在冲裁过程中变形情况，可参见参考文献【3】中表2-8 冲裁模冲裁时板料变形过程。其简单变形原理为：冲裁时，板料变形过程分为： （1）.弹性变形阶段 （2）.塑性变形阶段 （3）.断裂分离过程具体过程可参见下图： 图23冲裁变形与分离过程2.3.3 零件方案确定该零件包括冲孔、落料、弯曲三个基本工序，可以采用以下三种方案：、 先落料，再冲孔，最后弯曲，采用单工序模生产。、 落料冲孔复合冲压，再弯曲，采用复合模与单工序模相结合生产。、 冲孔落料连续冲压，再弯曲，采用连续模与单工序模相结合生产。、 先落料，再冲孔弯曲复合冲压，采用单工序模与复合模相结合生产。方案模具结构简单，制造周期短，加工成本低，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，这样应采用复合冲裁或连续冲裁方式。如采用复合模，则其凸凹模壁厚不能太薄（外形与内形、内形与内形），以免影响强度；凸凹模刃磨有时不方便，尤其是在凸凹模即冲裁，又成形的情况时。所以，只有当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，才选用复合模具结构。综上所述可知，宜采用方案三，即采用固定挡料销和导料板定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料连续冲压模与弯曲单工序模相结合的生产方式。以下就这两副模具分别进行设计计算。3连续模.半成品零件图图.半成品零件图.连续模的工作原理连续模，指的是压力机在一次冲压行程中，采用带状冲压原材料，在一副模具上用几个不同的工位同时完成多道冲压工序的冷冲压冲模，模具每冲压完成一次，料带定距移动一次，至产品完成。 连续模在冲压过程中材料料带始终向一个方向运动；模具内部料带切断后向两个或者两个以上方向运动的叫级进模；料带送料在模具内部完成的叫自动连续模；在一个冲压生产链上用不同工艺的冲压模具用机械手或其他自动化设施，采用模具或者零件移动完成工件冲压加工额定模具叫多工位模。连续模具有以下特点：1.在一副模具中，可以完成包括冲裁、弯曲、拉深和成形等多道工序；减少了使用多复模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率；2.由于在连续模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可以根据模具强度和模具的装备需要留出空工位，从而保证模具的强度和装备空间；3.连续模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高给模具的制造、调试及维修带来一定的难度；4.连续模主要用于冲制厚度较薄、产量大、形状复杂、精度较高的中小型零件。3.3工件工艺分析1、材料：该冲裁件的材料195是普通碳素结构钢，具有较好的可冲压性能。2、零件结构：该工件外形结构较简单，形状规则，并在转角处有R4圆角，比较适合冲裁。 3、尺寸精度：零件图上所注尺寸公差无特殊要求，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。 查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm零件内形：mm、mm、mm孔心距： mm孔边距： mm、mm.4工艺方案及模具结构类型由2.3节的分析知，此零件利用冲孔落料连续模生产。.5排样设计在冲压零件中，节约材料和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好的确定冲压件的尺寸和合理排样是降低成本的重要措施之一。冲裁件在条料上的布置方法称为排样。排样的合理与否影响到材料的经济利用，还会影响到模具结构与寿命、生产率、工件公差等级、生产操作方便与安全等。排样方法按有无废料可分为三种：无废料排样、少废料排样、有废料排样。无废料排样是指工件与工件之间、工件与条料之间均无废料。少废料排样是指沿工件的部分外形切断或冲裁，而废料只有冲裁刃之间的搭边或侧搭边。无废料排样是全部沿工件外形冲裁，在冲裁刃之间，工件与条料之间均无搭边。根据以上述叙可见，采用少、无废料排样要求工件的相应无搭边部分公差等级与板材一致或根本上无公差要求。鉴于图3.1所示的工件尺寸及公差等级，采用少、无废料排样均不能满足要求，因此应采用有废料排样。经计算此工件采用对排排样，可提高材料利用率，但会使模具制造难度增大，模具制造成本增加，考虑到此零件材料为Q195，材料成本相对偏低，故只考虑直排方案。3.5.1排样的设计原则:1.保持模具受力的整体平衡，由于受到成型工艺要求的局限，如模具压力中心与冲床中心不一致（相差较大）时，可修正模具安装尺寸予以调节。 三维网技术论坛- - W* m2 : L% U2.一般先冲工艺圆孔（导正销孔），第二部即设置导正销导正，以确实消除送距及材料送进的翘曲等引起的送料不准（且后续工位也难以矫正）。切边及打凸等工序可安排在冲圆孔前面。 & j. + L* f , U( e( a yy/ b三维网技术论坛3.工步以少为宜，但要充分考虑成型的可靠性及成型件的强度等。! s/ f; e% d4 M% a% i8 z; L; p三维网技术论坛4.考虑产品设变的可能性及模具设计成型困难时进行模具设变的可行性，必要时预留空档位。3 G* R1 Y N& J7 R! N8 w, c6 e& S级进模排样的设计，需多参考一些类似产品设计成功的例子，通过对多套排样方案进分风析、检讨，从中选出最佳方案。3.5.2最小工艺搭边值的选择冲裁排样时，制品与制品之间、制品与条料之间的板料称为搭边。搭边是用来补偿冲压过程中条料定位的误差，以保证条料具有一定的刚性，保持送料的方便和保证冲压件的质量。由于搭边是废料，故搭边值不宜太大，但选的过窄又会引起冲压过程搭边断裂或翘曲造成“啃模”而损坏模具。设选取固定卸料板，有侧压板时，查冲压工艺及模具设计表2.8知，当R2t时，两工件间的搭边：a=1.2mm, 工件边缘搭边：a1=1.5mm。3.5.2最小工3.5.3. 送料步距的计算模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离称为送料步距。当每个进距内只冲裁一个零件时，送料步距等于条料上两个零件对应点间的距离。 公式中 ：送料步距，mm; 送料方向上的冲裁件宽度，mm; 冲裁件间的搭边值，mm计算得步距为：45.2 mm3.5.4. 条料宽度的计算冲裁时，通常需按照要求将板料裁剪为适当宽度的条料，称为下料。在设计冲裁模时，设计者应根据冲裁件的形状尺寸、选用的搭边值计算出条料宽度，以备供应、工艺、生产等部门备料。条料宽度按冲压工艺及模具设计式（2.26）计算，即 (3.1)式中 B条料公称宽度，mm； D垂直于送料方向的工件尺寸,mm； 侧搭边，mm； 条料宽度的公差，见冲压工艺及模具设计表2.9。则：条料宽度B= （96+21.5+0.6）=100上式按冲压工艺及模具设计式（2.26），查冲压工艺及模具设计表2.9知，=0.6。确定后排样图如图3.2所示。图3.2 半成品排样图.6确定条料利用率查板材标准，宜选取1000mm2000mm2mm的钢板。工件的有效面积:2412.02mm假如，条料长度为1000mm,则条料上可冲压工件数为个 取=22个假如，条料长度为2000mm,则条料上可冲压工件数为个 取n=44个显然，两种规格的利用率是相等的。即.7裁板方式、裁板方式根据板材规格100020002，按直排法可裁条数为条 （长度为1000mm）取=20条；条 （长度为2000mm）取=10条。 两种裁板方式得到的工件数分别为=2220=440件=4410=440件2、板料利用率=53.1%即选取把板料裁成长为1000mm、宽为100mm的条料的裁板方式。.8计算冲裁力冲裁力是指从板料上冲出所需轮廓尺寸的制品，其材料对凸模的最大抵抗力，也就是压力机在此时的最小承受压力。3.8.1.冲裁力的计算冲裁力可以分为平刃冲裁力和斜刃冲裁力两种。冲裁力的大小计算公式可参见下表所示：刃口形式 计算公式 平刃式 斜刃式 注：表中 冲裁力，N； 冲裁件断面周长，； 冲裁件厚度，； 材料抗剪强度，； 修正系数，一般取，具体为：当时，；当时，。 此外，一般情况下，材料1.3，为了方便计算，冲裁力也可以按下式估算： 式中：材料的抗拉强度，。落料力 =1.3221.6822195/1000(kN)=112.393(kN) 冲孔力 =1.3158.2652195/1000(kN) =80.240(kN)3.8.2卸料力、推件力、顶件力的计算 1.卸料力冲裁时，退下卡在凸模上的废料或制件所需的力，或者是从凸模上将零件或废料取下所需的力称为卸料力，记为。 计算公式为： 式中：卸料力系数 2.推件力 冲裁时，吧卡在凹模中的废料或制件退出来所需的力，或从凹模腔内顺着冲裁方向将零件或废料推出所需的力称为推件力，记为。 计算公式为： 式中：卡在凹模中的制品数量（n=h/t） 推件力系数 3.顶件力 冲裁时从凹模中顶出零件或废料所需的力，或从凹模腔内逆着冲裁方向将零件或废料顶出所需的力称为顶件力，记为。 计算公式为： 式中：顶件力系数由于此连续模采用刚性卸料装置和自然漏料方式，故按冲压工艺及模具设计式（2.17），总的冲压力为： (3.2)式中 总的冲压力； 落料时的冲裁力； 冲孔时的冲裁力；卸料力；推件力。查表=195Mpa，K=1.3，经计算：=221.682mm ，=158.265mm 卸料力 =查冲压工艺及模具设计表2.6：=0.05 ，则：=0.05192.633kN=9.63(kN)推料力 =式中：=4(查模具结构设计表2-2：h=8mm，查冲压工艺及模具设计表2.6：=0.05，则： =40.05192.633kN=38.527(kN)计算总冲压力： =112.393+80.240+38.527+9.63 =240.80(kN)3.9模压力中心的确定 冲裁力的压力中心就是冲压力合力的作用点。 冲模时，模具的压力中心一定要与压力机滑块中心相重合，否则滑块就会受到偏心载荷使模具歪斜，间隙不均，从而导致压力机滑块与导轨及模具发生不正常磨损，降低压力机及模具的使用寿命。 所以在设计模具时，必须首先计算出模具的压力中心，并使其通过模柄的中心轴线，从而保证模具压力中心与压力机滑块中心相重合。 复杂形状冲裁件的压力中心 确定复杂形状冲裁件的压力中心，常根据力矩平衡原理用解析计算法确定。其计算步骤为：（1）.按比例将冲裁件的冲裁轮廓画出 （2）.建立直角坐标系，其坐标原点虽可以任意选取，但坐标轴位置选择适当可使计算简便。 （3）.将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干段，求出各段的长度、 （4）.确定各基本断的重心位置，即、和、 （5）.计算冲裁压力中心坐标、 图3.3计算压力中心草图选取如图3.3所示的坐标系，将轴选在上下对称的位置，则压力中心的y坐标不用计算，即0独立的冲裁轮廓共有8，其长度与重心的坐标如下： =0 =78 =9 =29=18 =25=18.94 =4=31 =36=43.06 =4=44 =37=54.2 =16=75.2 =108按冲压工艺及模具设计式（3.25）计算压力中心的坐标为： (3.3)=36.85mm由以上计算可知，冲压件压力中心的坐标为（36.85，0）。4 连续模零、部件结构设计4.1 凸、凹模结构设计4.1.1 凸模为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三个原则：（1)精确定位 凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位，否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时造成啃模。（2)防止拔出 回程时，卸料力对凸模产生拉深作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出。（3) 防止转动1、凸模的结构形式经综合考虑，选用无固定台阶式凸模，其工作部分和固定部分为等断面形式，故非常适合凸模刃口用线切割或成形磨削成形。2、固定方式凸模在上模的正确固定应该是既要保证凸模工作可靠和良好的稳定性，还要使凸模在更换或修理时拆装方便。因考虑到冲三个方孔的凸模之间的间距小，故采用铆接式固定，如图4.1。图4.1 铆接式固定凸模装入固定板后，将凸模上端铆出1.545的斜面，以防止凸模脱落，铆接凸模多用于不规则形状端面的凸模安装，凸模可做成直通式，便于加工。该凸模应采取头部局部淬火工艺，以便上端铆接。3、凸模长度 凸模长度L应根据模具的结构确定，据冲压工艺及模具设计式（3.1），凸模长度的计算公式为： =+ （4.1）式中 固定板厚度，mm； 卸料板厚度，mm； 倒料板厚度，mm； 附加厚度，包括凸模的总修磨量（1015mm），凸模进入凹模的深度（0.51mm）及模具闭合状态下凸模固定板与卸料板的安全距离（1520mm）等。则：=+ =24+30+8+30 =92mm 凸模端面尺寸较小时，必须进行承压能力和抗纵向弯曲能力两方面的校验。此设计中圆形冲孔凸模断面面积最小，故只对其进行校核。 （1） 承压能力校验： （4.2）对圆形凸模，代入上式可得 （4.3）式中 P冲裁力，N； F凸模最小断面面积，mm； d凸模直径，mm； t毛料厚度，mm； 毛料的抗剪强度，MPa； 凸模材料的许用压应力，MPa。其中=4，查冲压模具与制造表9-9，知MPa，取1200MPa，=195Mpa，则：所以 成立，即该冲孔凸模承压能力足够。（2）失稳弯曲应力校验对于有导向装置的圆凸模不发生失稳弯曲的最大长度为： 270 （4.4）其中d=8mm，P=240.84kN，即111mm，而此处=92mm111mm，故失稳弯曲应力足够。4.1.2 凹模1、类型据冲压工艺及模具设计，选取直壁刃口凹模，刃口强度较高，刃口修磨后工作部分尺寸不变，制造方便。但是在刃口孔内易于聚集废料或工件，增大了凹模的胀裂力、推件力和孔壁的磨损。磨损后刃口形成倒锥形状，可能使冲成的工件从孔口反跳到凹模表面上造成操作困难，如图4.2所示，一般适用于非圆形工件。图4.2 凹模结构2、凹模结构尺寸的确定（1）、据冲压工艺及模具设计式（3.11）和（3.12）凹模厚度：H=Kb（须15mm） （4.5） 凹模壁厚：C（1.52）H（须3040mm） （4.6）式中 b冲裁件最大外形尺寸，b=96mm； K系数，查冲压工艺及模具设计表3.3，取K=0.28，则：H=Kb=0.2896=26.88mm 取30mmC2H=60mm，因为凹模刃口线具有复杂形状（2）、确定凹模有效面积如图4.3所示，从型孔边界画一矩形b初定为凹模有效面积（图中以双点画线表示）。图4.3 凹模有效面积凹模有效面积矩形的对称中心应与压力中心重合，以便使模柄的中心线通过压力中心。但压力中心对于矩形的宽度b处于对称位置，而对于长度并不处于对称位置，压力中心到矩形左边的距离小于到右边的距离。因此应将矩形的长度增大为，使压力中心对于处于对称位置，即以压力中心到矩形左边的距离为实际凹模有效面积矩形长度的一半。则修正后的凹模有效面积矩形的长度与宽度b分别为：=44+1.2+44+15.5=104.7mmB=44+1.2+44=89.2mm（3）、计算凹模外形尺寸从凹模有效面积矩形b向四周扩大一个允许的凹模壁厚C值,即60mm，即为凹模外形尺寸LB的尺寸。则：凹模长度L： L=104.7+260=224.7mm凹模宽度B： B=96+260=216mm凹模尺寸： LBh=224.721630mm经综合考虑，将上述尺寸圆整为：24024030mm。4.1.3凸、凹模工作尺寸计算凸、凹模加工方法一般分为两种：凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具，制造简便，成本低廉。采用配做法制模时，配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序，落料时先加工凹模，配做凸模；冲孔时先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度较低，特别是板料较薄时，基准件的公差值较大，而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易，而配做件加工较难。由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工，精度可达0.010.02mm，而凸模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情况下，凹模型孔一般都能采用线切割方法一次加工出来。因此，对于常用的冲裁模，选择凹模为配做件，加工比较方便。选择凹模为配做件，对