陈俊橙空调零部件导流板的冲压工艺模板.doc

准考证号：

本科生毕业论文（设计）

空调零部件（导流板）冲压工艺和模具设计

学 院： 江 西 科 技 学 院
专 业： 模具设计和制造
班 级： 10模具四（一）班
学生姓名： 陈俊橙
指导老师： 黄雁彬
完成日期： 9月25

本科论文原创性申明

本人郑重申明：所呈交论文（设计）是本人在指导老师指导下独立进行研究，所取得研究结果。除了文中尤其加以标注引用内容外，本论文（设计）不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写结果作品。对本文研究做出关键贡献个人和集体，均已在文中以明确方法表明。本人完全意识到本申明法律后果由本人负担。

学位论文作者署名（手写）： 签字日期： 年 月 日

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学位论文作者署名（手写）： 指导老师署名（手写）：
签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日

摘要
在一系列方法中，传统模具设计方法存在很多缺点。众所周知,热处理对模具起着很关键作用。为了克服模具热处理工艺存在缺点，一个新模具热处理工艺并行设计方法已经被开发出来了。热处理CAD/CAE技术是集成了并行环境和相关模型而建立。这些调查研究能够显著提升效率，降低成本，并确保产品质量达成R和D级。
关键词：模具设计；热处理；模具

Abstract
Many disadvantages exist in the traditional die design method which belongs to serial pattern. It is well known that heat treatment is highly important to the dies. A new idea of concurrent design for heat treatment process of die and mould was developed in order to overcome the existent shortcomings of heat treatment process. Heat treatment CAD/CAE was integrated with concurrent circumstance and the relevant model was built. These investigations can remarkably improve efficiency, reduce cost and ensure quality of R and D for products.
Key words:die design; heat treatment; mould

目 录

第1章 绪 论 1
1.1 冲压及冲压模具概念、特点 1
1.2 冲压基础工序及模具 1
1.3 冲压加工优点 2
1.4 本课题目标和意义 2
第2章 冲裁件工艺分析 3
2.1 工件材料 3
2.2 工件结构形状 4
2.3 工件尺寸精度 4
2.4 翻边孔尺寸计算 5
2.5 拉深展开长度计算 6
第3章 冲裁工艺方案及模具结构确实定 7
3.1 冲裁工艺方案确实定 7
3.2 模具结构形式确实定 8
第4章 模具总体设计 9
4.1 模具类型 9
4.2 操作和定位方法 9
4.3 卸料和出件方法 9
4.4 模架类型及精度 9
第5章 模具设计计算 10
5.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 11
5.1.1 排样方法选择 11
5.1.2 计算条料宽度 11
5.1.3 确定步距和排样方法 13
5.1.4 计算材料利用率 14
5.2 冲压力计算 15
5.2.1 冲裁力和弯曲力计算 15
5.2.2 卸料力计算 16
5.3 压力中心确实定 18
5.4 模具刃口尺寸计算 19
5.4.1 冲裁间隙分析 19
5.4.2 落料尺寸 20
第6章 关键零部件设计 21
6.1 工作零部件结构设计 21
6.1.1 凹模尺寸 21
6.1.2 模具其它零件 22
6.1.2.1 导向零件设计 22
6.1.2.2 固定和联接零件设计和选择 23
第7章 校核模具闭合高度及压力机相关参数 24
7.1 校核模具闭合高度 25
7.2 冲压设备选定 26
第8章 设计并绘制模具总装图及选择标准件 27
第9章 模具制造关键点 28
第10章 模具装配和调试 30
10.1 模具装配和调试 30
10.2 在压力机上安装和调试 31
总 结 32
参考文件 33
附 录 34
致 谢 35

第1章 绪 论
1.1 冲压及冲压模具概念、特点
冲压工艺是利用安装在冲压设备（关键是压力机）上模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而取得所需零件（俗称冲压或冲压件）一个压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且关键采取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关键方法之一，隶属于材料成型工程术。
冲压所使用模具称为冲压模具，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专用工具。冲模在冲压中至关关键，没有符合要求冲模，批量冲压生产就难以进行；没有优异冲模，优异冲压工艺就无法实现。冲压工艺和模具、冲压设备和冲压材料组成冲压加工三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。
1.2 冲压基础工序及模具
因为冲压加工零件种类繁多，各类零件形状、尺寸和精度要求又各不相同，所以生产中采取冲压工艺方法也是多个多样。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轮廓线分离而取得一定形状、尺寸和断面质量冲压（俗称冲裁件）工序；成形工序是指使坯料在不破裂条件下产生塑性变形而取得一定形状和尺寸冲压件工序。
上述两类工序，按基础变形方法不一样又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基础工序，每种基础工序还包含有多个单一工序。
冲模结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序组合方法可分为单工序模、复合模和级进模等。但不管何种类型冲模，全部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，是冲模固定部分。工作时，坯料在下模面上经过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而取得所需形状和尺寸冲件。上模回升时，模具卸料和出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，方便进行下一次冲压循环。

1.3 冲压加工优点
和机械加工及塑性加工其它方法相比，冲压加工不管在技术方面还是经济方面全部含有很多独特优点。关键表现以下：
(1) 冲压加工生产效率高，且操作方便，易于实现机械化和自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，一般压力机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）冲压时因为模具确保了冲压件尺寸和形状精度，且通常不破坏冲压件表面质量,而模具寿命通常较长,所以冲压质量稳定,交换性好,含有“一模一样”特征。
（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂零件，如小到钟表秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压强度和刚度均较高。
（4）冲压通常没有切屑碎料生成，材料消耗较少，且不需其它加热设备，所以是一个省料，节能加工方法，冲压件成本较低。
冲压加工所使用模具通常含有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造精度高，技术要求高，是技术密集形产品。只有在冲压件生产批量较大情况下，冲压加工优点才能充足表现，从而取得很好经济效益。
1.4 本课题目标和意义
本课题题目是，空调导引板成型工艺和成型模具进行设计。此次设计零件加工包含了拉深、冲孔、翻边、落料加工。经过对冲孔模、落料模、弯曲模学习，分析和比较了各加工工艺方案，完成了模具总体结构分析，进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算。绘制了装配草图并进行零部件初步选择设计,然后确定外形尺寸,选择冲压设备,绘制总装配图和零件图。该课题是经过空调导引板成型工艺分析和成型模具设计，对冲压成型工艺进行分析并对冲压模具设计通常步骤和方法进行研究和探讨。经过查阅相关资料和对生产实际进行调研，对冲压成形技术和模具设计现实状况和发展趋势提出自己认识和见解。该课题不仅含有实际意义而且也有很强启发性，能够起到总结和考评作用。以下就是本文具体叙述。
第2章 冲裁件工艺分析
此次设计冲压工件为空调导流板图2.1：

图2.1 工件图
零件名称：空调导流板
生产批量：大批量
材料：Q235
材料厚度：1mm
2.1 工件材料
由图2.1分析知：工件材料采取Q235。
Q235是一个钢材材质。Q代表是这种材质屈服度，后面235，就是指这种材质屈服值，在235MP左右。并会伴随材质厚度增加而使其屈服值减小。因为含碳适中，综合性能很好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高机械零件。

Q235机械性能:
抗拉强度（σb/MPa）：375-500 　　
伸长率（δ5/%）： 　　
≧26（a≦1.6mm） 　　
≧25（a>1.6-4.0mm） 　　
≧24（a>4.0-6.0mm） 　　
≧23（a>6.0-10.0mm） 　　
≧22（a>10.0-15.0mm） 　　
≧21（a>15.0mm） 　　
其中 a 为钢材厚度或直径。
2.2 工件结构形状

图2.2 工件三维立体图
工件结构形状相对简单，图2.2所表示，有一个拉深，另外有2个非圆形孔和3个圆孔，有2个翻边，孔和边缘之间距离满足要求，料厚为1mm满足许用壁厚要求（孔和孔之间、孔和边缘之间壁厚），能够冲裁加工。
2.3 工件尺寸精度
依据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采取IT14级精度，一般冲裁完全能够满足要求。
依据以上分析：该零件冲裁工艺性很好，综合评选适宜冲裁加工。
2.4 翻边孔尺寸计算
翻边孔尺寸计算图2.3所表示：

图2.3 翻边孔计算
在进行翻边之前，需要在坯料上加工出待翻边孔，其孔径d按弯曲展开标准求出，即
d=D-2(H-0.43r-0.72t)　
式中符号均表示图2.3中.
代入数据：
d=4.5-2(2-0.43×0.5-0.72×1)
=2.37mm
取2.4mm。
竖边高度则为：
H=(D-d/2)+0.43r+0.72t或 H=D/2(1-K)+0.43r+0.72t
如以极限翻边系数K min 代入，便求出一次翻边可达成极限高度为
Hmax=D/2(1-Kmin)+0.43r+0.72t
代入数据：
Hmax=4.5/2（1-0.36）+0.43×0.5+0.72
=4.45mm。
所以经过验证，最大翻边高度4.45mm，所以能够一次翻边成形。
2.5 拉深展开长度计算
工件有拉深和翻边，需要计算展开长度，拉深方法图2.4所表示：

图2.4 拉深简图

展开计算公式为：D=
代入数据： D=
=36.72mm。
取D=36.8mm。

第3章 冲裁工艺方案及模具结构确实定
3.1 冲裁工艺方案确实定
该冲裁件包含落料、冲孔、翻边、拉深成形工序。可采取冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种，但零件属于大批量生产，若采取单工序模需要模具数量较多，生产率低，费用较高，故不予采取。用复合模能够使冲件精度和平值度得到确保，生产率也较高，但应零件孔边距较小，模具强度不能确保。用级进模冲裁时，生产率高，操作方便，经过合理设计能够达成很好零件质量和避免模具强度不够问题。依据以上分析，该零件采取级进模冲裁工艺方案。
方案种类
该工序包含落料、冲孔、翻边、拉深成形等工序，可有以下三种工艺方案
方案一：先拉深，再冲孔，再翻边，后落料。单工序模生产。
方案二：拉深-冲孔-翻边-落料级进冲压。级进模生产。
方案三：落料-拉深-冲孔-翻边复合模冲压。复合模生产。
三种类型模具优缺点比较如表3.1：
表3.1

单工序模
复合模
级进模
结构
简单
较复杂
复杂
成本、周期
小、短
小、短
高、长
制造精度
低
较高
高
材料利用率
高
高
低
生产效率
低
低
高
维修
不方便
不方便
方便
产品精度
高
高
低
品质
低
低
高
安全性
不安全
不安全
安全
自动化

易于自动化
冲床性能要求
低
低
高

应用
小批量生产
大中型零件冲压试制
大批量生产
内外形精度要求高
大批量生产
中小零件冲压
依据分析结合表3.1分析：
方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。
方案二只需一副模具，能够完成复杂零件冲裁，即使工位数量增加不过不影响生产效率。
方案三只需一副模具，制件精度和生产效率全部较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件内孔和边缘相对位置精度较高，板料定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。
经过对上述三种方案分析比较，该工件冲压生产采取方案二最好。
3.2 模具结构形式确实定
级进模是指在条料送料方向上，含有两个以上工位，并在压力机一次行程中，在不一样工位上同时完成两道或两道以上冲压工序冲模。级进模定距方法有两种：挡料销定距和侧刃定距。
本模具采取侧刃定距。侧刃替换了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距料边。在条料送进过程中，切下缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进距离即等于步距。
除定距外，条料送进时，需要定位，本设计采取10个定位螺钉替换导料板对条料进行定位。

第4章 模具总体设计
4.1 模具类型
依据前面对零件冲压工艺性分析，模具类型采取级进模见3.1分析。加工工序依次为拉深、冲孔、翻边、落料。
4.2 操作和定位方法
零件虽属于大批量生产，但在此安排手工送料方法能够达成批量生产，且能够降低模具成本。
首次送料时为了便于顺利将板材推进模具中安装一个承料板，承料板是用于接长凹模上平面。
因为零件轮廓复杂，厚度较高，为确保两孔中心距，宜采取导尺导向，由自动挡料销进行初定位，导正销进行正确定位。
4.3 卸料和出件方法
考虑到零件结构较复杂，厚度较高等原因，在此采取刚性卸料装置。另外为了安装采取自动挡料销安装刚性卸料装置是必需，卸料板和各凸模没有配合要求，卸料板上穿过凸模孔通常制成和凸模拟形，可有显著间隙。
因为是大批量生产，为了便于操作，提升生产效率，冲件和废料采取凸模直接从凹模洞口推出下出件方法。
4.4 模架类型及精度
模架关键有以下多个用途和功效如表4.1：
表4.1
类型
用途和功效
对角导柱模架
在凹模面积对角中心线上，装有前、后导柱，其有效区在毛坯进给方向导套间。。受力平衡，上模座在导柱上运动平稳。适适用于纵向或横向送料，使用面宽，常见于级进模或复合模。其凹模周界范围为。
后侧导柱模架
两导柱，导套分别装在上、下模座后侧，凹模面积是导套前有效区域。可用于冲压较宽条料，且可用边角料。送料及操作方便，可纵向、横向送料。关键适适用于通常精度要求冲模，不宜勇于大型模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平稳。其凹模周界范围。
后侧导柱窄形模架
关键用于窄形零件盒特殊冲压工工艺冲模。，起凹模周界范围为
中间导柱圆形模架
常见于电机行业冲模，或用于冲压圆形制件冲模。其凹模周界范围为。
中间导柱模架
其凹模面积是导套间有效区域，仅适适用于横向送料，常见于弯曲模或复合模。含有导向精度高、上模座在导柱上，运动平稳特点。其凹模周界范围为
四导柱模架
模架受力平衡，导向精度高。适适用于大型制件，精度很高冲模，和大批量生产地自动冲压生产线上冲模。其凹模周界范围为
依据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方法，为提升模具寿命和工件质量，该级复合模采取了四导柱导柱模架导向方法，四导柱模架导向平稳、导向正确可靠、刚性好等优点。

第5章 模具设计计算
5.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率
5.1.1 排样方法选择
方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周围全部留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来确保，所以冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。
方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。
方案三：无废料排样 冲件质量和模具寿命更低部分，但材料利用率最高。
经过上述三种方案分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件排样方法选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样具体形式选择直排最好。
5.1.2 计算条料宽度
搭边作用是赔偿定位误差，保持条料有一定刚度，以确保零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时轻易翘曲或被拉断，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。
搭边值通常由表5.1所列搭边值和侧搭边值确定。
依据零件形状，查表5.1，并考虑到工件切边，工件之间搭边值a=1mm, 工件和侧边之间搭边值取a1=1.5mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为确保送料顺利，要求其上偏差为零，下偏差为负值—△
B0-△=（Dmax＋2a1＋2b1）0-△ 式（5.1）
式中 Dmax—条料宽度方向冲裁件最大尺寸；
a1—冲裁件之间搭边值；
b1—工件和侧边之间搭边值。
△—板料剪裁下偏差；（其值查表5.2）可得△=0.4mm。
B0-△=36.8＋2×1.5+2×1
=41.80-0.40mm
故条料宽度为41.8mm。

表5.1 搭边值和侧边值数值
材料厚度t（mm)
圆件及类似圆形制件
矩形或类似矩形制件长度≤50
矩形或类似矩形制件长度＞50
工件间a
侧边a1
工件间a
侧边a1
工件间a
侧边 a1
≤0.25
1.0
1.2
1.2
1.5
1.5~2.5
1.8~2.6
＞0.25～0.5
0.8
1.0
1.0
1.2
1.2~2.2
1.5~2.5
＞0.5～1.0
0.8
1.0
1.0
1.2
1.5~2.5
1.8~2.6
＞1～1.5
1.0
1.3
1.2
1.5
1.8~2.8
2.2~3.2
＞1.5～2.0
1.2
1.5
1.5
1.8
2.0~3.0
2.4~3.4
＞2.0～2.5
1.5
1.9
1.8
2.2
2.2~3.2
2.7~3.7

表5.2 一般剪床用带料宽度偏差△（mm）
条料厚度t(mm)
条料宽度b(mm)
≤50
＞50～100
＞100～200
＞200
≤１
0.4
0.5
0.6
0.7
＞１～2
0.5
0.6
0.7
0.8
＞2～3
0.7
0.8
0.9
1.0
＞3～5　
0.9
1.0
1.1
1.2

表5.3 侧刃冲切得料边定距宽度b1（mm）
条料厚度t(mm)
条料宽度b(mm)
金属材料
非金属材料
≤1.5
1.5
2.0
＞1.5～2.5
2.0
3.0
＞1.5～2.5
2.5
4.0

5.1.3 确定步距和排样方法
排样设计标准
①提升材料利用率：冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用通常会占总成本60℅以上，所以材料利用率是衡量排样经济性一项关键指标，应合理设计零件外形及排样，提升材料利用率。
②改善操作性：冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。通常来说，在冲裁生产时应尽可能降低条料翻动次数，在材料利用率相近情况下，应选择条料宽度及进距小排样方法。
③使模具结构简单合理，使用寿命高。
④确保冲裁件质量。
冲裁件在板料、条料或带料上部署法称为排样法，
称为排样。排样是否合理，直接影响到材料利用率，零件质量，生产率，模具结构和寿命等。所以，在冲压工艺中和模具设计中，排样是一项极为关键技术性很强工作。
依据工件形状，排样采取直排形式，采取始用挡料销控制初始步距，采取活动挡料销控制冲压过程中送料步距。依据材料厚度查《模具实用技术设计综合手册》表2.7（附录3）最小工艺搭边值，工件间距a1=1mm,边距a=2.5mm，送料方法采取手动送料。因为工件本身形状限制，故菜用了有废料排样方法，这即使在材料利用率方面没有少废料排样和无废料排样高但能够消除条料宽度误差和条料导向误差 Y(b4c^.A 影响，并能够感受模具受力状态提升模具寿命。
排样图图5.1。
送料步距S：条料在模具上每次送进距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距和排样方法相关，是决定侧刃长度依据。条料宽度确实定和模具结构相关。
进距确定标准是，最小条料宽度要确保冲裁时工件周围有足够搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利在导料板之间送进条料，并有一定间隙。
级进模送料步距S
S=Dmax+a1 式（5.1）
Dmax 为零件横向最大尺寸，
a1为搭边值
S＝22.8＋1
＝23.8mm
排样图图5.1所表示。

图5.1 排样图
5.1.4 计算材料利用率
冲裁件实际面积和所用板料面积百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料关键指标。
一个步距内材料利用率
η＝A/BS×100% 式（5.1）
式中　 A—一个步距内冲裁件实际面积；
B—条料宽度；
S—步距；
由此可之，η值越大，材料利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定，通常是固定不变，工艺废料多少决定于搭边和余量大小，也决定于排样形式和冲压方法。所以，要提升材料利用率，就要合理排样，降低工艺废料。
排样合理是否不仅影响材料经济和利用，还影响到制件质量、模具结构和寿命、制件生产率和模具成本等指标。所以，排样时应考虑以下标准：
1）、提升材料利用率（不影响制件使用性能前提下，还能够合适改变制件形状）。
2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。
3) 、 模具结构简单、寿命高。
4) 、确保制件质量和制件对板料纤维方向要求。
一个步距内冲裁件实际面积，依据CAD-工具-查询-面积得：
A=721mm2
所以一个步距内材料利用率：
H=A／BS×100% 式（5.1）
代入数值得： H=721／41.8×23.8×100%
=72.5%
依据计算结果知道选择直排材料利用率可达72.5%，满足要求。
5.2 冲压力计算
5.2.1 冲裁力和弯曲力计算
在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料深度而改变。通常说冲裁力是指冲裁力最大值，它是选择压力机和设计模具关键依据之一。
用平刃冲裁时，其冲裁力Ｆ通常按下式计算：
F=KLtτb 式（5.2）
式中　　 F—冲裁力；
L—冲裁周围长度；
　　　　 t—材料厚度；
　　　　τb—材料抗剪强度；
　　　　 Ｋ—系数；
工件周长L计算为：
L=+25.4×2+22.8
=109.396mm
取L=110mm。
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因影响而给出修正系数，通常取Ｋ=1.3。
τb值查表为303～372Mpa,取τb=370Mpa
所以
F=KLtτb
=1.3×110×1×370
=52910N
依据计算，模具冲裁力约为53KN。
翻边力计算：
查《冷冲模设计》，第216页，翻边力公式为
F翻=1.1π(D-d)tσs
其中 F翻—翻边力(N)
D—翻边后中经(mm)
d—翻边直径(mm)
t—材料厚度(mm)
σs —材料屈服点(MPa)
这里D=4.5mm，d=2.4mm, t=1mm, σs=500MPa
于是 F翻=2×1.1×3.14(4.5-2.4)×1×500
=7253.4(N)
5.2.2 卸料力计算
在冲裁结束时，因为材料弹性回复（包含径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦存在，将使冲落材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必需将紧箍在凸模上料卸下，将梗塞在凹模内材料推出。从凸模上卸下箍着料称卸料力；通常按以下公式计算：
卸料力Fx=KxF 式（5.3）

Fx=KxF
=0.055×53KN=2.915KN
（Kx 、KD为卸料力系数，其值查表5.3可得）
所以总冲压力
Fz=F+Fx+FD 式（5.4）
=53KN+7.25KN+2.915KN
=63.165KN
压力机公称压力应大于或等于冲压力，依据冲压力计算结果拟选压力机为J23—10。
J23—10压力机技术参数表5.4

标称压力
Fg/10KN
6.3

标称压力行程
Sg/mm
3.5
滑块
固定行程
S/mm
50
滑块
调整行程
S/mm
50/6

标称压力行程次数
n/次mmˉ1
160
快速型
标称压力行程
Sg/mm
1
快速型
滑块行程
S/mm
20
快速型
标称行程
——
——
快速型
次数(大于)
n/次mmˉ1
350
最大封闭高度
固定和可损
H/mm
170
最大封闭高度
活动台最低
H2/mm
——
最大封闭高度
活动台最高
H1/mm
——

封闭高度调整量
△H/mm
40
标准型
滑块中心到机身距离
C/mm
110
标准型
工作台尺寸左右
L/mm
315
标准型
工作台尺寸前后
B/mm
200
标准型
工作台孔尺寸左右
L1/mm
150
标准型
工作台孔尺寸前后
B1/mm
70

工作台孔尺寸直径
D1/mm
110
磨柄孔尺寸（直径*高度）
磨柄孔尺寸（直径*高度）

Ф30×50

表5.5 卸料力、推件力和顶件力系数
料厚t/mm
KX
KT
KD
钢
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~2.5
＞2.5~6.5
＞6.5
0.06~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.050
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
铝、铝合金
纯铜，黄铜
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
5.3 压力中心确实定
模具压力中心是指冲压时诸冲压力协力作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具压力中心和压力机滑块中心相重合，不然，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机使用寿命。冲模压力中心，能够按下述标准来确定：
1）.对称形状单个冲裁件，冲模压力中心就是冲裁件几何中心。
2）.工件形状相同且分布位置对称时，冲模压力中心和零件对称中心相重合。
3）.形状复杂零件、多孔冲模、级进模压力中心能够用解析计算法求出冲模压力中心。
X0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/(L1＋L2＋…Ln) 式（5.5）
Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln）公式（5.6）
因为该工件在Y方向上高度对称，所以代入数据计算得：
压力中心为（11.4，19）。

5.4 模具刃口尺寸计算
5.4.1 冲裁间隙分析
依据JB/Z271——86要求，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙距离，用符号C表示，其值可为正也可为负，在一般冲裁模中均为正值。它对冲裁件断面质量有极其关键影响，另外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件尺寸精度。所以，冲裁间隙是冲裁工艺和模具设计中一个很关键工艺参数。
1）、间隙对冲裁件尺寸精度影响
冲裁件尺寸精度是指冲裁件实际尺寸和基础尺寸差值，差值越小，则精度越高，这个差值包含两方面偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模偏差，二是模具本身制造偏差。
2）、间隙对模具寿命影响
模具寿命受多种原因综合影响，间隙是可能模具寿命诸因数中最关键因数之一，冲裁过程中，凸模和被冲孔之间，凹模和落料件之间全部有摩擦，而且间隙越小，模具作用压应力越大，摩擦也越严重，所以过小间隙对模具寿命极为不利。而较大间隙可使凸模侧面及材料间摩擦减小，并延缓间隙因为受到制造和装配精度限制，出现间隙不均匀不利影响，从而提升模具寿命。
3）、间隙对冲裁工艺力影响
伴随间隙增大，材料所受拉应力增大，材料轻易断裂分离，所以冲裁力减小。通常冲裁力降低并不显著，当单边间隙在材料厚度5~20%左右时，冲裁力降低不超出5～10%。间隙对卸料力推料力影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料全部省力当当单边间隙达成材料厚度15～25%左右时卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引发卸料力、顶件力快速增大。
4）、间隙值确实定
由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命全部有很大影响。所以，设计模具时一定要选择合理间隙，以确保冲裁件断面质量、尺寸精度满足产品要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面要求确定合理间隙并不是同一个数值，只是相互靠近。考虑到模具制造中偏差及使用中磨损、生产中通常只选择一个合适范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就能够冲出良好制件，这个范围最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中磨损使间隙增大，故设计和制造新模具时要采取最小合理间隙值Cmin。
确定合理间隙方法有经验法、理论确定法和查表法。
依据多年研究和使用经验，在确定间隙值时要按要求分类选择。对于尺寸精度，断面垂直度要求高制件应选择较小间隙值，对于垂直度和尺寸精度要求不高制件，应以降冲裁力、提升模具寿命为主，可采取较大间隙值。其间隙暂取厚度12%，所以由公式：
Zmin=厚度×12% 式（5.7）
取中间间隙可得：
Zmin=1×12%=0.12mm
因为工件形状较简单，所以可分别加工凹、凸模。
5.4.2 落料尺寸
落料凹模刃口尺寸大小为：
为确保冲出合格冲件。冲裁件精度IT10以上，X取1. 冲裁件精度IT11-IT13,X取0.75. 冲裁件精度IT14，X取0.5。因为本产品采取IT14级精度，所以X取0.5.
360-0.32 Dd=( Dmax－△x) +0.020=(36－0.32×0.5) +0.020=35.74 +0.020
Dp=( Dd－Zmin) 0-0.02=(35.74－0.12) 0-0.02=35.620-0.02
220-0.24 Dd=( Dmax－△x) +0.020=(22－0.24×0.5) +0.020=21.88 +0.020
Dp=( Dd－Zmin) 0-0.02=(21.88－0.12) 0-0.02=21.760-0.02
150-0.16 Dd=( Dmax－△x) +0.020=(15－0.16×0.5) +0.020=14.92 +0.02