修边冲孔及翻孔说明书.doc

装订线长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 绪 论1.1模具行业的发展现状及市场前景 目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的410倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。1.2冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压加工在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的1.3 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.4 冲压技术的现状及发展方向在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的 ，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。 当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。 随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。摘要：冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的左侧中间加强支架作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对指定工件进行模具设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：冷冲压模具 修边 冲孔 翻孔Abstract: Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the suspension by the progressive die design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings. Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords: stamping die; stamping molding; die design第一章 冲压件工艺设计1.1冲压工艺设计冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性,即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等是否符合冲裁工艺的要求。冲裁件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大的影响。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大是几何形状、尺寸、精度要求。良好的冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁件的制造成本。1.1.1 材料分析 该零件的材料为Q/BB117-2002，该钢种是优质碳素结构钢，碳的质量百分数是0.07%0.14，属于低碳钢，屈服点=210MPa，抗拉强度=340MPa，延伸率不小于31，断面收缩率不小于55，具有良好的冲压、拉深、焊接性能，故广泛用于制造冷冲压零件。1.1.2 冲压件结构工艺性及分析 冲裁件的结构形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料，矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工。该工件结构简单，也无复杂形状的曲线。冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量避免锐角。除在少、无废料排样或采用镶拼模结构时，都应有适当的圆角相连，以利于模具制造和提高模具寿命。工件图如图1.1所示： 图1-1此工件为支架，有冲孔、压弯、切断三个工序特征，形状较简单，没有极限冲裁特征，成形容易，适合冲裁。该制件上有两个圆孔：并以此两个圆孔的圆心为中心有两个半圆：在靠近制件中心有一弯曲圆弧，半径为R1mm，制件厚度t.为1.5mm。冲件上的孔与孔、孔与边缘之间的距离不能过小，以避免工件变形、模壁过簿或因材料易被拉入凹模而影响模具寿命。一般孔与孔最小间距：3.1t，孔边距取：对圆孔为（11.5）t。冲裁件的精度要求，应在经济精度以内，对于该制件为普通冲裁件，其经济精度不高于IT11级，冲孔件比落料件高一级。冲裁件的尺寸精度以不高于ITl2级为宜。如无特殊要求，外形尺寸精度应低于ITl0级，内形尺寸精度应低于IT9级。对精度要求高于ITl0级的冲裁件，应在模具结构设计方面采取措施，若提高定位精度，采用弹压卸料顶件装置，提高模具制造精度或采用精冲技术等。零件图上尺寸均无公差标注，按IT14级处理。冲裁件的断面质量是不高的，材料厚度和硬度的影响尤甚。通常材料厚度t1mm的零件，断面粗糙度可达Ra=3.2m；t1mm的零件，断面粗糙度将高于Ra=6.3m。1.1.3 模具结构形式和选材1)该制件主要工序为：落料、成形、翻边、修边、冲孔、翻孔。若采用单工序模，工序多，工件小，手工操作，生产率低，难以满足零件大批量生产的需求，且三道工序中的定位误差，将导致孔心距尺寸精度难以保证。若采用复合模，结构紧凑，冲出的制件精度高，生产效率也高，适合大批量生产。级进模能在一副模具上对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序，生产率高，便于实现机械化。针对工序特点设计相应的模具结构形式。 2) 冷冲压模具的成本分析 在冷冲压模具设计中，常常要提到模具成本问题，即经济性。所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。在冲压生产中，既要保证产品质量，完成所需的产品数量，又要降低模具的制造费用这样才能使整个冷冲压的成本得到降低。 在模具设计中主要考虑的问题是如何降低模具的制造成本。因为产品的成本不仅与材料费(包括原材料费、外购件费)、加工费(包括工人工资、能源消耗、设备折旧费、车间经费等)有关，而且与模具费有关。一副模具少则几万，多则上百万。所以必须采取有效措施降低制造成本。 模具费在工件制造成本中占有一定比例。对于小批量生产，采用简易模具。因其结构简单、制造快速、价廉，所以能降低模具费，从而降低工件制造成本。 在大批大量生产中应尽量采用高效率、长寿命的级进冲模及发展硬质合金冲模。硬质合金冲模的刀磨寿命和总寿命比钢模具大得多。总寿命为钢模具的2040倍，而模具制造费用仅为钢模具的24倍。 而对中批量生产，首先应尽量使冲模标准化，大力发展冲模标准件的品种，推广冲模典型结构，最大限度地缩短冲模设计与制造周期。 制造中、小型冷冲压模具的材料有铸铁、碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨脂橡等。冲模主要零件所使用的模具钢有碳素工具 钢、低合金工具钢、高碳高铬工具钢、高碳中铬工具钢、硬质合金及钢结硬质合金等。 凸模和凹模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作的，并伴随有温度的升高，工件条件极其恶劣。所以对凸模、凹模和材料要求有好的耐有温度的升高，工件条件极其恶劣。所以对凸模、凹模和材料要求有好的耐磨性、耐冲击性、淬透性和切削性，硬度很大，热处理变形小，而且价格低廉。 设计模具时，合理选取模具材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作。冲模的主要零件凸模、凹模和凸凹模等材料的选取尤应慎重通常应考虑如下几点：（1）根据冲压件生产批量的大小来选取模具材料。当冲压件的生产批量很大时，凸模、凹模和凸凹模应选取质量高、耐磨性好的模具钢。例如C r20、Cr4W2MoV、YGl5等。 （2）根据被冲压材料的性能、工序性质和冲模主要零件工作条件和作用来选取模具材料。 （3）应考虑模具材料的冷、热加工性能和工厂现有条件。 （4）应考虑我国模具钢的生产和使用情况。 对于该制件主要工序为：冲孔、压弯、切断，且要求大批量生产，所以模具材料应采用质量较高，能保证耐用度的材料。故凹、凸模可以选择Gr20，热处理硬度：6062HRC。1.2冲压工艺计算1） 落料 落料工序所需的冲裁力便可按下式计算： 式中 L冲裁轮廓的总长度(mm)；L=442mm t板料厚度(mm)；t=2mm 板料的抗拉强度(M pa)；经查的取 (压工艺与模具设计） 由于影响卸料力、推加力和顶件力的因素很多，根本无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式计算：卸料力：K卸料力系数推料力：式中 同时卡在凹模里的冲件数目； H凹模腔口高度（mm)；H=20mm T冲裁件厚度(mm)；t=2mm K推料力系数；顶件力：K顶件力系数 根据零件的要求已及对模具的要求故总冲压力为,选择压力机型号为 J23-16,其公称压力为630KN。2）成形 弯曲力为：= 式中 C与弯曲形式有关的系数，对于V形件C取0.6；对于U形件C取0.7； K安全系数，一般取1.3； B料宽（mm）； t 料厚（mm）； r 弯曲半径（mm）； 材料强度极限(MPa)。 该工件属于V形件，则： =6177.6N 压料力的计算： 压料力Q值可近似取自由弯曲的30%80%，即： 式中 Q压料力，mm； 取 Q= 0.8=0.86177.6N=4942N 选择压力机时： =11119.6N 为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，选则压力机型号为JB21-25开式固定台压力机，公称压力250KN。3）翻边顶件力翻边力式中 F内缘翻边所需要的力； L弯曲线长度；L=50 t材料厚度；t=2 零件材料的抗拉强度；=440Mpa F压边力为（0.25-0.3）F； K系数近似为0.2-0.3；K=0.25推件力n同时卡在凹模内的零件数目K推件力系数卸料力故此工序所需要的总冲压力为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，采用压力机型号为JB21-20开式固定台压力机，公称压力为63KN。4） 修边冲孔这里主要计算各冲孔和修边尺寸冲孔尺寸：孔说我周长 长孔周长修边周长：由于修边外形较复杂不易计算，估算为低碳钢 =210340 落料力 式中 修边长度 板料厚度冲孔力 式中 孔周长 板料厚度注：冲孔动作同时进行冲孔时的推件力 =式中 同时卡在凹模内的零件或废料数目 推件力系数落料时卸料力 式中 卸料力系数故总冲裁力 为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，选JB20-23开式固定台压力机，公称压力5） 翻孔冲孔尺寸孔周长 翻边周长 低碳钢 =210340 冲孔力计算 式中 冲孔周长； 板料厚度；翻边力计算 式中 内缘翻边所需的力； 弯曲线长度； 板料厚度 冲裁件材料的抗拉强度； 压边力为 系数近似为0.20.3；冲孔时的推件力 式中 同时卡在凹模内的零件数目 推件力系数落料时的卸料力 式中 卸料力系数故总冲裁力 为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，选JB16-25压力机。公称压力 250KN发生公称压力时滑块距下死点的距离 3.5mm滑块行程 80mm滑块行程次数最大的封闭高度为 250mm 封闭高度调节量70mm滑块中心到床身的距离 190mm工作台前后尺寸 360mm工作台左右尺寸560mm立柱间距离260mm第2章 修边冲孔模设计 1.1冲裁工艺设计1.1.1冲裁件的工艺性分析（1）从材料上分析：该工件材料为Q/BB117-2002，属于低碳钢，抗剪强度270-340MPa,抗拉强度335-410MPa，屈服强度215MPa，材料的冲压性能较好。（2）从尺寸大小形状特点分析：占用的空间大致为114.550.564.5，属于中型冲压件，零件的壁厚较薄（壁厚2mm），所以冲孔、落料模的凸凹模间隙比较小，模具精度相应较高,工件的形状简单，是由规则的几何形状或由圆弧与直线所组成符合冲裁工艺要求。要求年生产量为60000件/年，属于中批量生产。（3）从精度上分析：由于工件尺寸全部为自由公差，因此尺寸精度要求不高（按IT12处理），只要控制好模具间隙与凸凹模的刃口锋口就不难达到,普通冲压模具完全可以满足要求。1.1.2冲压方案的确定工件加工工序中含有修边和冲孔两个基本工序，根据冲压件工艺分析，设计出三套工艺方案：方案一：先修边后冲孔，采用单工序模冲裁；方案二：修边+冲孔，采用复合模冲裁；方案三：冲孔+修边，采用级进模冲裁。对于这三个方案分别有自身不同的优缺点，对于方案一：采用单工序模冲裁，模具结构简单，但需两道工序，两副模具，采用单工序须要模具数量较多，生产率低，零件精度等级差，所用费用也高；对于方案二：采用复合模冲裁，只需一副模具，得出冲件的精度和平直度较好，生产率较高，尽管模具结构较方案一复杂但由于零件的几何形状简单，模具制造不困难；对于方案三：级进模冲裁时，只需一副模具，生产率高，操作方便，欲保证冲压件的行位精度需在模具上设置导正销导正，模具制造装配复杂，需通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题，根据以上分析，该零件采用复合模冲裁工艺方案。现对复合模中凸凹模进行校核，材料厚度为2mm，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm，现零件上最小孔边距为8.6mm,所以采用复合模生产。零件的生产批量为中批量生产，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。1.1.3 卸料、出件、送料方案的确定刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为2mm相对较薄，卸料力较小，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，所以采用弹性卸料。 出料采用向下落料出件。因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。1.1.4确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该落料模采用后侧导柱模架的导向方式。模具类型的选择正装模具不必考虑工件或废料的流向，模具结构简单，缩短了模具制造周期有利于新产品的研制与开发、使用及维修非常的方便、安装与调整凸凹模间隙较方便、磨具制造成本低，有利于提高企业的经济效益、整个拉伸过程中始终存在压边力，所以适用于非旋转体件的拉伸，该冲压件属于普通冲压成形，精度要求不高故选择正装模结构。1.2 冲裁排样的设计在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。排样指冲裁件在板料、条料或带料上的布置方式。排样是否合理，对材料利用率的大小有直接影响。还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等，因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料利用率。要提高材料利用率，就必须减少废料面积，冲裁过程中所产生的废料，可分为两种情况：（1）结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料称为结构废料，它取决于工件的形状，一般不能够改变。（2）工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料称为工艺废料，它决定于冲压方式和排样方式。因此，提高材料利用率要从减少工艺废料着手，同一个工件，可以有几种不同的排样方法。根据材料的利用情况，排样的方法可以有三种：（1）有废料排样，沿工件的全部外形冲裁，工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料，如图3-3a所示。（2）少废料排样，沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边存在，如图3-3b所示。（3）无废料排样，工件与工件之间。工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而得工件。如图3-3c所示。 图3-3排样方法 a) 有废料排样 b) 少废料排样 c)无废料排样有废料的排样法材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于工件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少、无废料排样法的材料利用率较高，在无废料排样时只有料头、料尾损失，材料利用率可达85%95%，少废料排样法也可达70%90%。少、无废料排样法有利于一次冲裁多个工件，可以提高生产率。由于这种排样法冲切周边减少，所以还可以简化模具结构，降低冲裁力。但是，少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到工件形状结构的限制，且由于条料本身的宽度公差，条料导向与定位所产生的误差，会直接影响工件尺寸而使工件的精度降低。在几个工件的汇合点容易产生毛刺。由于采用单边剪切，也会加快模具磨损而降低冲模寿命，并直接影响工件的断面质量，所以少、无废料排样常用于精度要求不高的工件排样。有废料、少废料或无废料排样。按工件的外形特征、排样的形式又可分为直排、斜排、对排、混合排、多排和裁搭边等。对于简单形状的工件，可以用就算方法选择合理的排样方式，而对于形状复杂的工件要作出正确判断则比较困难，通常用放样的方法，即用厚纸片剪35个样件，摆出各种可能的排样方案，从中选择一个比较合理的方案。合理的排样方法，应是将工艺废料减到最少。考虑到该工件的外形特征和材料的利用情况，可采用少废料直排的排样方式。（参考文献1 ）（二）搭边数值的选取 排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以保证条料有一定刚度，便于送料。搭边数值取决于以下因素：(1)冲件的尺寸和形状；(2)材料的硬度和厚度；(3)排样的形式(直排、斜排、对排等)；(4)条料的送料方法(是否有侧压板)；(5)挡料装置的形式(包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式)。当采用级进模冲压时，排样设计除了要考虑提高材料利用率以外，还必须注意以几点：(1)公差要求较严的零件排样时工步不宜太多，否则累积误差大，零件公差要求不易保证；(2)对孔壁较小的冲裁件，其孔可以分步冲出以保证凹模孔壁的强度；(3)零件孔距公差要求较严时，应尽量在同一工步冲出或在相邻工步冲出；(4)当凹模壁厚太小时，应增设空步以提高凹模孔壁的强度；(5)尽量避免复杂型孔，对复杂外形零件的冲裁，可分步冲出，以减小模具制造难度；(6)当零件小而批量大时，应尽可能采用多工位级进模成形的排样法；(7)在零件较大的大量生产中，为了缩短模具的长度可采用连续复合成形的排样法；(8)对于要求较高或工步较多的冲件，为了减小定位误差，排样时可在条料两侧设置工艺，用导正销定位； (9)在级进模的连续成形排样中，如有切口翘脚、起伏成形、翻边等成形工时，一般应安排在落料前完成；(10)当材料塑性较差时在有弯曲工步的连续成形排样中，必须使弯曲线与材料纹向成一定夹角。（参考文献1 ）搭边值根据工件宽和材料厚度，选工件间搭边值a=1.5mm,侧面无搭边值。图4-4 排样图一个进距内的材料利用率为： 式中：A冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（）； n 一个进距内冲件数目； B条料宽度（mm）； h进距（mm）； 4.4冲压工艺力的计算4.4.1冲裁力 冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料厚度、工件周边长度、材料的力学性能等参数有关。冲裁模设计时为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁力。压力机吨位必须大于计算的冲裁力。以适应冲裁的要求。冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。考虑到成本和冲裁件的质量要求，平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力F(N)可按下式计算：冲孔尺寸：孔说我周长 长孔周长修边周长：由于修边外形较复杂不易计算，估算为低碳钢 =210340 落料力 式中 修边长度 板料厚度冲孔力 式中 孔周长 板料厚度注：冲孔动作同时进行 由于冲裁中材料的弹性变形及摩擦的存在，冲裁后带孔部分的材料会紧箍在凸模上，而冲落的材料会紧卡在凹模洞口中。从凸模上卸下的板料、带料的力称为卸料力；把落入凹模洞口中的冲压件或废料顺着冲裁方向推出的力称为推件力。卸料力的大小与凸模和凹模之间的间隙、工件形状、材料的种类及材料上所涂的润滑剂的质量等因素有关。要准确计算很困难，实际生产中常用下列经验公式计算推件力 =式中 同时卡在凹模内的零件或废料数目 推件力系数卸料力 式中 卸料力系数故总冲裁力 4.5 压力中心的计算 冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。要使冲压模具正常地工作，必须使压力中心与模柄的中心线重合，从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则在冲压时