油箱隔离阀支架模具毕业论文.doc

景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）油箱隔离阀支架模具毕业论文目录摘 要.IABSTRACT.II第1章 绪论.-51.1 课题来源-51.2设计目的-51.3冲压工艺的种类-51.4冲压工艺的特点及其应用- 51.5冲压模具的发展现状与发展趋势.-6第2章 油箱隔离阀支架模具设计.-8 2.1 冲压工艺性分析-8 2.2冲压工艺方案的确定.-9 2.2.1 拟定冲压工艺方案.-92.2.2确定冲压工艺方案.-92.3排样的方法及材料利用率- 92.3.2搭边值和料宽的确定.- 11 2.3.3 工艺的安排.-132.3.4材料利用率.-132.4冲压工艺计算- 13 2.4.1第一站工序：冲定位工艺孔和切边.- 13 2.4.2第二、三站工序：切边.- 152.4.3第四、五站工序：弯曲和打字码. . - 16 2.4.4第六站工序：弯曲工序和折弯并挤.- 162.4.5第七站工序：冲侧孔工序. .- 172.4.6第九站工序：切断工序 .- 18 2.5计算凸、凹模刃口尺寸.- 182.5.1冲孔凸、凹模刃口尺寸. - 18 2.5.2凹模刃口的结构型式的选择.- 192.6 级进模的工艺零件设计.- 202.6.1级进模的工艺零件设计. - 20 2.6.2弯曲凸、凹模尺寸设计.- 212.6.3弯曲凸、凹模结构设计.- 22 2.6.4导料装置的设计 .-242.6.5定距和定位零件的设计.- 26 2.6.6卸料装置的设计 .-26 2.7结构零件的设计.- 27 2.7.2支撑零件的设计.- 272.7.3弹性元件的选择.- 292.7.4限位装置.- 30第3章 模具的总体结构.-31第4章 冲压设备的选择与校核.-334.1冲压设备的选择.- 334.2冲压设备的校核.- 334.3计算压力中心.- 33 设计小结.-36参考文献.-37附图1：零件图.-38附图2：模具总装配图.-39 景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）摘 要在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，无论在数量上，还是在质量、技术和能力上都已取得了较大的进步。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术正在不断地提高和完善；高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。目前国内已有多家企业能够生产精度达到12m、寿命2亿次左右的多工位级进模，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍需大量进口，特别是中高档轿车大型覆盖件模具的进口表现的尤为突出。冷冲压成型是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用冲压模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冲压工艺中，板料、冲压设备和模具是构成冲压加工的三个必要因素。冷冲压成型具有生产率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、加工成本低、材料利用率高、容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合于大批量生产。本文主要是根据零件的生产技术要求，设计了一套由冲裁、折弯和侧冲孔组成的连续模具。整个模具设计过程中，主要介绍了零件的冲压工艺性分析、排样方法的确定、冲压工艺的计算、工艺零件设计、结构零件的设计、模具总体设计、冲压设备的校核等等。除了模具设计之外，还论述了模具设计的可行性分析报告，进一步阐述了本模具设计的合理性。关键词： 冷冲压 连续模 冲压工艺 模具设计ABSTRACTThe right of national industrial policy guidance, after decades of efforts, China now stamping die design and manufacturing capability has reached a high level, in terms of quantity or in quality, technology and capacity have made great progress. The automotive panel die stamping dies for the representatives of the major manufacturing techniques are constantly improved and perfected; high precision, high efficiency processing equipment more widely used. Currently, there are many companies capable of producing precision of 1 2m, life 200 million times around the multi-position progressive die, but in many ways compared with the industrialized countries there is still a large gap. Some large, sophisticated, complex, long-life die each year still need to import large quantities of high quality, especially in the high-end car imports large cover mold performance is particularly important.Cold pressing of metal forming is an advanced processing method, which is built on the basis of metal plastic deformation, using stamping dies and stamping equipment on sheet metal processing, in order to obtain the required shape and size of parts. Stamping process, sheet metal, stamping equipment and stamping die constitute the three essential elements. Cold Stamping with high productivity, the product dimensional accuracy and stability, simple operation, low cost, high utilization ratio, easy to implement a series of advantages such as mechanization and automation, particularly suitable for mass production.This article is mainly according to the parts production requirements and design a suit by cutting, bending and side of continuous punching moulds. The whole mold design process, mainly introduces the components of the stamping technology analysis, layout method of determination, the calculation of stamping process, process design, structure parts parts design, mould overall design, press equipment of checking and so on.In addition to outside of mold design, mold design also discussed the feasibility analysis, Further elaborated the mold design is reasonable.KEYWORDS： Cold stamping Progressive Die Stamping process Mold Design第1章 绪论1.1 课题来源随着科技的不断发展进步，汽车越来越普及。油箱隔离阀支架影响了汽车燃油量，油箱隔离阀支架是汽车中的一个重要零件。该油箱隔离阀支架，可以实现汽车有效地控制燃油。为了保证汽车控制燃油的准确和稳定性，本课题将根据制件进行排样的设计，工艺设计和计算，然后设计出合理的多工位级进模，使得冲压成形的制件能够满足要求。1.2 设计目的该油箱隔离阀支架在汽车中主要起控制燃油作用，其制造精度直接关系到汽车的控制燃油稳定性，若出现汽车控油不稳定，将直接影响到汽车行驶的稳定性和安全性。该油箱隔离阀支架的成形工序较多，包括冲孔、弯曲、成型、切断等。通过设计排样来提高材料的利用率及设计出合理的级进模。1.3冲压工艺的种类冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求；成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件中。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 在实际生产中，常用冲压过程近似的工艺性试验，来保证成品质量和高的合格率。如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能。冲压板料的表面质量和内在性能对冲压成品的质量有很大的影响。用于冲压的材料，一般要求材料厚度精确、表面光洁、无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均一化，无明显方向性；均匀延伸率高、屈强比低、加工硬化性低等。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。1.4冲压工艺的特点及其应用冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。采用精密冲压模具，工件精度可达微米级，且制件的重复精度高、规格一致。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。从技术先进性方面看，冲压工艺可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的制件（如薄壳类件），而且能够把强度好、刚度大、重量轻等相互矛盾的特点融为一体。制件的精度由模具保证，互换性好，品质稳定。从经济合理性方面看，通过合理设计、优化排样，冲压工艺可以获得很高的材料利用率；不像切削加工那样在把金属切成碎屑时消耗大量的能量，也不像锻造那样需要耗能对坯料加热；冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。一般的冲压工艺，生产效率为几件/分至几十件/分，自动化生产可达上千件/分以上。当然冲压工艺也存在不足之处，对于批量较小的制件，模具开发费用会使其成本明显增高，所以冲压制件的生产一般要有经济批量；同时，模具的开发需要一个生产准备周期，加工、装配、调试时间较长。冲压过程中，存在很大的噪音和震动，如果冲压厂劳动保护措施做的不到位时，容易产生安全隐患。总体上看，冲压是一种制件质量好、生产效率高、成本低，其他加工方法无法替代的加工工艺，在机械、车辆、电机、电器、仪器仪表、农机、轻工、日用品、航空航天、电子、通讯、船舶、铁道、兵器等制造业中获得了十分广泛的应用。1.5冲压模具的发展现状与发展趋势级进模是指模具上沿被冲原材料的直线送料方向，至少有两个或是两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同工位上完成两个或是两个以上的冲压工序的冲模。级进模在过去，因技术水平的限制，工位相对较少。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键。目前，在国内工位间步距精度可控制在之内，工位已达几十个，多的已有70多个。例如，空调器翅片级进模级进模制造精度达2，具有18个工位；集成电路引线框架级进模的制造精度达2微米，引线框架已经有4排24列，管脚64只，最小间隙尺寸为0.13mm。其冲压次数也大大提高，由原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟几百次，对于纯冲裁高达1500次/min。当然这速度和冲床及周边设备的性能有关。冲压方式由早期的手动送料，手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。模具的总寿命由于新材料的应用，加工精度的提高和一些容易磨损的零件具有互换性，也不是早先几十万次，而是几千万次，上亿次。如汽车零件级进模的寿命至少达100万冲次；电机铁芯自动片级进模的寿命可达1亿冲次；空调器翅片级进模的寿命可达3亿冲次。级进模结构与精度正朝着两方面发展。一方面为了适应高效、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展；另一方面，为适应市场上产品更新换代迅速的要求，各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造业得到迅速发展。其中模具CAD、CAM技术向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。因此本课题研究是对该制件进行工艺性分析，然后进行排样设计和工资计算，最后根据相关理论只是完成多工位级进模的设计。第二章 油箱隔离阀支架模具设计2.1 冲压工艺性分析零件名称：油箱隔离阀支架生产批量：中批量材料：冷成型热轧汽车结构钢(S420)厚度：2 mm 冲压件如图2-1所示：图2-1 制件图1、 该冲压件的形状性属于中等，有四个侧孔，中间有十个形状复杂的一样凹亢，边缘没有复杂形状的曲线，且各相接处都有圆角过渡。2、 该冲压件没有较长的窄槽。3、 最小冲孔直径为7mm，冲孔的最小尺寸d1.0t。故冲孔不会过小，冲孔凸模不易折断。4、 孔与边、孔与孔之间的距离 由表2-201可知最小孔间距远大于2t，孔边距也（1-1.5）t,故制件上的孔边距和孔与孔之间的距离都不会小，不会使工件的冲压时产生变形。5、 弯曲的直边高度 该冲压件的弯曲边的高度H远大于2t，不会使弯曲根部发生开裂。6、 材料为冷成型热轧汽车结构钢(S420mc)：为细晶粒钢，具有良好冷成型性。用于要求良好的冷成型性能并有较高或高强度要求的汽车大梁、横梁等汽车结构件。7、 尺寸精度：0.2。尺寸精度较低，普通冲裁完全能够满足生产要求。2.2 工艺方案的确定2.2.1拟定冲压工艺方案：该工件包括冲孔，切边，成型，弯曲四个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一 ：先落料，成型，弯曲，最后冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料-弯曲-成型-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲裁-折弯并挤-弯曲-侧冲孔-切断级进冲压，采用级进模生产。方案一单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，但需要四道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产的要求。方案二复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。复合模的特点是：生产效率较高，冲裁件内孔与外形的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小，而且工件上不是所有的孔都在同一平面上，冲孔凸模与弯曲凸模的防止存在干涉现象。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高，主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案三级进模（又称为连续模、跳步模）：是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，其特点是生产率高，便于实现机械化和自动化，适于大批量生产。由于采用条料(或带料)进行连续冲压，所以操作方便安全。它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化。难以保证制件内、外相对位置的准确性因此制件精度不高。2.2.2确定冲压工艺方案：通过对上述三种方案的的分析比较，因为该制件的精度要求不高，用于中批量生产。所以该制件的冲压生产采用方案三为佳。2.3 排样的方法及材料利用率2.3.1 排样方法的设计排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上的布置的方法。合理有效的排样在于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件，在冲压生产过程中，保证很低的废料率是现代冲压生产最重要的技术指标之一。在冲压过程中，冲压件材料费用可达总成本的，每降低的冲压废料，将会使成本降低。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在成皮和大量生产中，材料合理利用率的经济效果更为突出。排样是完成排样图的冲模设计过程，即冲裁件在条料上的布置方法。排样设计工作的主要内容包括选择排样方法、确定搭边数值、计算条料宽度及步距、画出排样图。排样工作对材料的利用率、冲压的操作方式，以及模具结构都有非常大的影响，排样原则如下：（1） 在冲压生产过程中，材料的费用约占制件成本的6080%。提高材料的利用率具有重要的经济意义，为此，必须尽量减少废料面积。（2） 在考虑提高材料利用率的同时，应使模具结构简单、模具寿命高、操作方便安全，为此应尽可能减少条料的翻动，在材料利用率相近时，尽可能选择条料宽、进距小的排样方法。（3） 在不影响制件使用性能的前提下，可适当修改冲裁件的尺寸和形状，以提高材料的饿利用率，同时使模具结构简单，操作方便安全。（A）排样方法排样方法分三大类：有废料排样、少废料排样和无废料排样，如图2.3所示：（a）有废料排样 （b） 少废料排样 （c） 无废料排样图2-2 排样方法有废料排样是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间都有工艺余量存在，冲裁件分离轮廓封闭，冲裁件质量好，模具寿命长，但是材料利用率较低。少、无废料排样法材料利用率很高，且模具结构简单，所需冲裁里小，但是其应用范围有很大的局限性，即受之间形状、结构限制，且由于条料宽度误差及送料误差均会影响制件的尺寸精度，而且对模具的断面质量有害。无任采用何种排样法，根据冲裁件在条料上的不同布置，排样方法由有以下几种，如图表2-1所示。表2-1 排样形式形 式用 途直 排几何形状简单的制件（如圆形、矩形等）斜 排T形或其他复杂外形制件，这些制件直排废料较多对 排T、U、E形制件，这些制件直排或斜排废料较多混 合 排材料及厚度均相同的不同制件，适于大批量生产多 排大批量生产中轮廓尺寸较小的制件裁 搭 边大批量生产中小而窄的制件由于零件毛坯是方形，但是零件为U形，根据排样形式决定采用直排比较合适，比较合理的利用材料，提高材料的利用率。排样图如下：图2-3 排样图2.3.2 搭边值和料宽的确定1、搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表2-2所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表2-2 搭边a和a1数值t圆件及r2t的圆角矩形件边长50工件间a侧面a1工件间a侧面a1工件间a侧面a10.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.61.01.21.51.81.82.01.621.21.51.82.02.02.2搭边值工件间a为料厚的1到1.5倍取3mm 侧搭边a1为1.5mm2、条料宽度的确定排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度和进距也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑；有侧压装置时条料的宽度。无侧压装置时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。当模具有定距侧刃时，在能保证定距侧刃冲切剪口的断面质量时，应该使料边宽度尽可能小，以保证提高材料利用率避免浪费和尽量减小模具体积和材料。单边条料宽度公式： =（D+2+nC）其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。侧搭边值。表23 剪切条料宽度公差（mm）条料宽度B/mm材料厚度t/mm112233550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3D取值由设计条料宽度方向冲裁件的最大尺寸为176.3(mm)侧搭边值为2mm故带入单边条料宽度公式得；=（176.3+2x1.5+2x2）=183.3 (mm) 故调料宽度为183mm，考虑其他方面圆整为187mm查表4.32中，可得条料宽度偏差下偏差为-0.8mm3、导料板间距离的确定条料的宽度确定了，进而就可以确定导料板间距离,根据经验，条料与导料板间的间隙取为单边0.2mm，所以导料板间距为187.4mm2.3.3工序的安排多工位级进模中的工位顺序一般是：冲裁成形切断分离。各个工位内容安排如下：第一工位：冲成型侧刃和导正孔第二工位：切边第三工位：切边第四工位：弯曲第五工位：打字印第六工位：弯曲和折弯并挤第七工位：侧冲孔第八工位：空工位第九工位：切断分离2.3.4、材料利用率:=n*A/B*hA产品的展开面积(可以用ug软件里的分析-测量面来获得产品的面积)n个进距内冲件数目B料宽H进距=116731.9/187133 =64.6% 对于64.6%的这样一个材料利用率来说，在冲压工艺的排样设计中是一个比较低的材料利用率，但是考虑到排样时的废料都为工艺废料，是不可省略的。若是考虑改变排样方法，例如斜排，这样不对称的排样又不能保证模具的对称而不能保证模具的受力平衡，而且工件较复杂，两边都要冲侧孔，只能采用直排有废料排样。2.4 冲压工艺计算 2.4.1第一站工序：冲定位工艺孔和切边 这一站为普通平刃冲裁模，其冲裁力F p一般可以按下式计算：Fp=KtL 式中 材料抗剪强度MPa；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数K是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数K，一般取1.3。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度代替，而取K=1的近似计算法计算。客户给出所用材料S420，查参考文献的抗拉强度（）为554 冲孔周长为： L2=2R=23.145.04 =31.6 (mm)冲孔冲裁力为： F1=Lt =231.6554 =35012.8(N) 切边周长为：328.6切边冲裁力为： F2 Lt 2328.6554 364088.8（N) F F1 F2 434114.4(N)表24 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09按顶件力公式算卸料力 =F查表24 得0.05根据公式得=F=0.05434114.4=21705.7（N） 按推件力公式算卸料力 =F查表24 得0.055根据公式得=F=0.055434114.4=23876.3N） = + =479696.4（N） 刃口尺寸的计算 这一站属于级进模的工艺孔和切边，在汽车模具行业，这种孔一般标准直径为10.8mm，所以凸模（俗称冲孔冲头），凹模（俗称冲孔入子）都为行业内标准件，一般凸模做准，间隙取在凹模。所以凸模直径为10.08mm，凹模内径为10.64mm。 2.4.2第二、三站工序：切边 这一站也为普通平刃冲裁，与上一站切边像类似，所以冲裁力的计算方法是一样的。从料带上量的，总的冲裁周长为：358mmF= Lt =2358554 =396664（N）按顶件力公式算卸料力 =F查表24 得0.05根据公式得=F=0.05396664=19833.2（N） 按推件力公式算卸料力 =F查表24 得0.055根据公式得=F=0.055396664=21816.5（N） = + =438313.7（N） 刃口尺寸计算这一站为异形冲裁，凸模，凹模都为异形零件。一般采用线切割加工，发方法是直接从三维实体里面调取零件的二维数据，然后利用数控机床编程，编程时，线切割加工轨迹包含了零件外形尺寸和线切割铜丝或钼丝半径一般为0.09mm和线切割放电火花为0.02mm。2.4.3第四、五站工序：弯曲和打字码 F=(CKB/r+t)bC与弯曲有关的系数，对于V形件C取0.6；U形件C取0.7K安装系数，一般取1.3；B料宽t 料厚r 弯曲半径b材料的强度极限由产品要求的r为3mm；料宽为187mm；查表钢材表（宝钢标准）得给出的材料抗拉强度极限为554MPa =(CKB/r+t)b2 =【（0.61.318722）/（2+3）】540 =64645（N）打字码工序和弯曲属同一站，并且相对弯曲力来说冲压力相对很小，所以可以在打字码的冲压力基本可以忽略不计，这一站的总冲压力可以在弯曲力的基础上稍微放大。用全部的料厚2mm代入计算公式计算得弯曲力为100000N。2.4.4第六站工序：弯曲工序和折弯并挤 F=(CKB/r+t)bC与弯曲有关的系数，对于V形件C取0.6；U形件C取0.7K安装系数，一般取1.3；B料宽t 料厚r 弯曲半径b材料的强度极限由产品要求得r为2mm；料宽为187mm；查表钢材表（宝钢标准）得给出的材料抗拉强度极限为554MPa =(CKB/r+t)b2 =【（0.71.318722）/（3+2）】554 =75419.3（N）2.4.5第七站工序：冲侧孔工序这一站也为普通平刃冲裁模，其冲裁力F 一般可以按下式计算：F= KtL 式中 材料抗拉强度MPa；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数K是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数K，一般取1.3。当查不到抗剪强度时，可以用抗拉强度代替，而取K=1的近似计算法计算。 客户给出所用材料S420钢查参考文献7得抗剪强度为554MPa冲孔周长为： L2=(2R1+2R2) 2=223.14（3.5+3.5） =87.92 (mm)冲裁力为： F= Lt =284.78554 =97415.36（N）按顶件力公式算卸料力 =F查表24 得0.05根据公式得=F=0.0597415.36=4870.8（N） 按推件力公式算卸料力 =F查表24 得0.055根据公式得=F=0.05597415.36=5357.8（N） = + =107643.7（N）2.4.6第九站工序：切断工序 切断工序就是普通冲裁，所以冲裁力的计算公式与前面的一样。 F=KtL = Lt =2135.3554 =149912.4(N)按顶件力公式算卸料力 =F查表24 得0.05根据公式得=F=0.05149912.4=7495.6（N） 按推件力公式算卸料力 =F查表24 得0.055根据公式得=F=0.05593936=8245（N） = + =165653（N）2.5计算凸、凹模刃口尺寸2.5.1 冲孔凸、凹模刃口尺寸 （1）合理间隙值的确定。 间隙值是影响冲裁件的主要因素，因为断面质量与裂纹的走向有关而裂纹走向与间隙有关。设计模具时一定要选择合理间隙，使冲裁件的断面质量较好，所须冲裁力较小，模具寿命较高。但分别按质量、精度、模具寿命、冲裁力等方面的要求，各自确定的合理间隙并不相同，考虑到模具制造中的偏差即使用中的磨损，生产中选则一个合适的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就能得到合格产品和较长的模具寿命。这个范围的最小合理间隙Z，最大值称为最大合理间隙Z。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。参照表21【2】可查得：Z=0.38mm Z=0.26mm（2）凸、凹模计算原则。计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的依据为：冲裁变形规律；零件的尺寸精度；合理的间隙值；磨损规律；凸、凹模加工制造方法。冲孔时以凸模为基准件，落料时以凹模为基准件。新模具的间隙应是最小合理间隙。一般模具制造精度比工件高24级。（3）刃口尺寸计算由于制件冲孔为圆形孔，其形状简单可采用凸、凹模分别加工。参照公式21【2】：d=(d+xd=(dp+Z) 式中： d、d冲孔凸、凹模刃口尺寸(mm) d零件孔径公称尺寸(mm) 零件公差(mm)Z最小合理间隙(mm) 、凸、凹模制造公差(mm) a.冲7mm孔的凸、凹模刃口尺寸。由零件结构知：=0.2mm，查表3-1【3】得x=0.75mm，查表2-10【4】得 =0.02mm，=0.02mm。 d=(7+0.750.2) =7.15mmd=(7.15+0.26) =7.41mm而：+=0.020+0.020=0.040mm；Z-Z=0.38-0.26=0.12mm。满足|+| Z-Z。2.5.2 凹模刃口的结构型式的选择 最常见的凹模刃口结构型式有如图34所示几种。 (a) (b) (c) (d) 图2-4 常见凹模刃口结构型式（1）.柱孔口锥行凹模这种结构形式的刃口尺寸比较坚固。凹模刃口经修磨后孔口尺寸不会变化，但冲裁时孔口内可能积存冲裁件。这要增加总的冲裁力（推件力）和空壁的磨损，并且每次刃口的修磨量较大，所以模具的总寿命比较低。（2）.锥形口凹模 采用这种凹模结构型式时，其冲裁件容易通过，凹模磨损后的修磨量较小。但刃口的强度较低，孔口尺寸再修磨后要有所增大。实用于凹模较薄的小型薄料冲模。 （3）柱形口凹模 这种可以在凹模背面预先铣削出比工作部分尺寸稍大的一定形状的槽，然后再加工出柱形孔口，以提高工作效率。 这种刃口制造比较方便，通常用于冲制的零件及尺寸不大的模具中。柱形孔口的凹模也合于把冲件或废料逆冲压方向推出的形状简单的冲裁模。适合于大批量生产中。 （4.）柱形孔口凹模 这种结构型式的凹模适用于装有顶件装置的，、从凹模上面取件的复合模中。采用这种结构形式凹模时，可使冲件平整，由于刃磨后刃口尺寸不便所以得到冲件精度也较高。 比较分析，由于制件尺寸不大，为保证凹模刃口寿命使之满足大批量生产本设计采用(c)图：柱形口凹模。其凹模工作部分高度h由表219【2】查的为8mm。2.6 工作零件的具体结构设计2.6.1 冲孔大凸模的结构设计 （1）、降低冲裁力 考虑小凸模的刚度、强度采用降阶梯凸模冲裁，将凸模做成不同长度，使其工作端面呈阶梯布置。使其冲裁力的最大峰值不同时出现，以此降低总的冲裁力。在几个凸模直径相差悬殊，相距又很近的情况下，为避免小直径凸