快进功能键模具设计毕业设计_改0.docx

重庆科技学院

毕业设计（论文）

题 目 快进功能键冲压工艺编制及模具设计

院 （系） 机械与动力工程学院
专业班级 机械设计制造及其自动化(应) 机设2008 -01
学生姓名 向冯锐 学号 2008540231
指导教师 李建辉 职称 副教授
评阅教师 职称

2012年 6 月 8 日

学生毕业设计（论文）原创性声明

本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计（论文）作者（签字）：
年 月 日

摘 要

冲压是一种先进的金属加工方法，主要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的成形加工方法。它所具有生产率高，加工成本低，材料利用率高，产品尺寸精度稳定等优点。
本次毕业设计的研究对象为快进功能键的冲压工艺编制。从成形工艺的合理性出发，首先分析了零件的结构精度特点，在满足冲压加工精度的基础上充分考虑节约成本，如果采用级进模生产时，生产效率大幅提高，非常适合大批量生产。又或选用单工序模将极难完成或选用复合模也将较难加工，达不到生产批量的要求。由此确定了选用级进模进行加工成形。
加工工艺过程为：冲孔、切边、切边、弯曲、落料。同时经过进一步的分析，确定了模具的总体结构和冲压工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸等相关工艺计算。在此基础上，绘制完成了相应的模具装配图和各非标件的零件图，并选定压力机类型及其主要参数。
关键词：冲压工艺 级进模 冲孔 落料 弯曲

Ⅰ

Abstract

Stamping is a kind of advanced metal processing methods, it’s mainly by the press and die of sheet, strip, pipe and profiles such as external force is applied, so that the plastic deformation or separation, to obtain the required shape and size of the workpiece forming process. It has high productivity, low processing cost, high material utilization ratio, product size precision and stability advantages.Stamping die design take full advantage of the function of characteristics of mechanical presses, stamping, and high production efficiency in the blank under room temperature conditions, and significant economic benefits.
On the graduation design, the design is in the function keys of the stamping process preparation. From the forming process of rationality set out, first analyzes the parts of the structure precision characteristics, to meet the stamping processing accuracy based on full consideration of cost savings, if the use of progressive die production, greatly improve production efficiency, is suitable for large batch production. Or the selection of a single process model will be extremely difficult to complete or selection of compound die will be more difficult to process, reach the production requirement. Thus to determine the selection of progressive die forming.
Machining process for: punching, cutting edge, edge cutting, bending, blanking. At the same time through further analysis, determine the total structure of the mould and stamping technology force, center of pressure, working parts of die size and other related process calculation. On this basis, rendering the corresponding mold assembly drawing and various pieces of non-standard parts diagram, and selected the type of the press and its main parameters.
Keywords: Stamping process Modulus of continuity Punching Blanking Bend

Ⅱ

目录

摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
1 绪 论 1
1.1设计的目的意义 1
1.3主要内容 3
2成形工艺性分析 4
2.1零件图分析 4
2.2冲压工艺性分析 4
2.3工艺方案的确定 5
3 冲压工艺设计和冲压力的计算 8
3.1模具结构形式的确定 8
3.2排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 8
3.2.1 排样方式的选择 8
3.2.2 计算条料宽度 9
3.2.3 确定步距 10
3.2.4 计算材料利用率 10
3.3 冲压力的计算 11
3.3.1 冲裁力的计算 11
3.3.2 卸料力的计算 12
3.4压力中心的确定 12
4级进模模具的设计 14
4.1模具零件刃口尺寸的计算 14
4.1.1凹模刃口的计算方法 14
4.1.2凸、凹模尺寸的计算 14
4.1.3. 凹模洞的类形 15
4.1.4凹模的外形尺寸 15
4.1.5 模具的其它零件 16
4.2凸、凹模的强度校核 18
4.2.1落料拉深复合模的校核 18
5 总体结构及主要零部件设计 23
5.1确定模具的总体结构形式 23
5.2 操作方式 23
5.3 卸料、出件方式 23
5.3.1 卸料方式 23
5.3.2 出件方式 23
5.4 确定送料方式 23
5.5 确定导向方式 24
6 冲压设备的选用 25
6.1模具的压力中心 25
6.2模具闭合高度的确定 25
6.3冲压设备的选定 25
7 设计总结 26
参考文献 27
致 谢 28

1 绪 论

1.1设计的目的意义
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的成形加工方法[1]。冲压是一种先进的金属加工方法，具有生产率高，加工成本低，材料利用率高，产品尺寸精度稳定等优点，尤其采用级进模生产时，生产效率大幅提高，非常适合大批量生产[2]。
本次毕业设计研究对象快进功能键冲压工艺编程与模具设计，是通过冲裁板料，再通过选择复合模，级进模或单工序模对快进功能键弯曲部分进行加工工艺进行确定。重点是快进功能键的冲压工艺选择与模具选择的过程。通过本课题的研究，合理选用模具，工艺过程设计的选择，深入了解模具设计过程。
1.2国内外研究状况分析
冲压模具作为一种现代加工技术，应用于各行各业的生产加工[3]。模具是工业生产的基础装备，被称为“工业之母”。据测算，75%的粗加工工业产品零件丶50%的精加工零件由模具成，绝大部分塑料制品也由模具成形。作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量丶效益和新产品的开发能力，因此模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力[4]。
在国家产业政策的支持和引导下，我国塑料模具工业近年发展迅速，在第13届中国国际模具技术和设备展览会（上海）上国内外模具企业展示的设备和技术，大致体现出我国塑料模具工业的现状和与发达国家模具工业的多方面差异，并指出需在“高、精、尖”技术及管理方面持续努力[5]。
在未来我国模具技术的发展重点：
(1) 提高模具设计的现代化、信息化、智能化和标准化水平,全面推广和应用全三维设计、成形模拟和数字化制造技术、企业信息化管理技术。
(2) 建立在CAM/CAPP基础上的先进模具加工技术和现代制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平。
(3)推广与普及信息化网络技术,集成PDM、ERP、MIS系统与Internet平台，让模具公共信息服务平台真正发挥作用。
(4)重点发展大型、精密、复杂、组合、多功能复合模具和高速多工位级进模具。突破在航空航天、高速铁路、轨道交通、新能源等领域要求的高强、高速、高韧、耐高温、高耐磨性材料的成形工艺及模具制造上的技术难题。[6]
国外在模具行业上较为领先与国内模具行业：目前全世界模具年产值约为 600 亿美元,日本、美国等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。虽然中国模具工业近几年设计、制造技术、模具质量水平等取得了很大的发展,但与世界发达国家相比仍存在较大的差距。例如：
(1) 模具设计体系 规范模具设计软件系统开发是当务之急。
(2) 制造工艺水平 国内模具生产厂家工艺条件参差不齐。不少厂家特别是私有企业,由于设备不配套,很多工作依赖手工完成,严重影响精度和质量。而欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。
(3) 调试水平模具属于工艺装备, 生产出合格制品才是最终目的。国内模具的质量、性能检验大多放在用户处,易给用户造成大量的损失和浪费。而国外大都拥有自己的试模场所和设备,可以模拟用户的工作条件试模,所以能在最短时限达到很好的效果。
(4) 原材料问题 国产模具多采用2Cr13和3Cr13,而国外则采用专用模具材料 DINI、2316,其综合机械性能、耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产材料。材料从根本上影响国产模具的外观质量和使用寿命。 [7]
虽然在模具上有着差距，但是随着现代生产技术的快速发展，据不完全统计，冲压件数量在汽车丶拖拉机行业中约占60%~70%，电子工业中约占85%，日用五金产品占90%。目前我国已经能制造质量不足0.001kg的冲压制件，公差精度达IT6级的精密冲模。在美国和日本这些工业技术发达国家，冲压生产已成为生产优质先进机电产品的重要手段。要想使我国生产的产品在世界各地受到欢迎，从加工技术方面就必需加强模具技术的研究，认真分析影响冲裁零件质量的原因，努力减少加工误差，不断提高加工精度和零件的表面质量。[8]
在模具设计中。分为单工序模，复合模，级进模。而级进模又称连续模或跳步模，该工艺可在一套模具上完成两个或两个以上的工位，并将复杂的制件外形或型孔经分解变成简单的冲压工艺，即在一副模具中完成冲裁、压弯、成形、拉深等多道冲压工序，并在压力机一次行程中完成。级进模具有高效、安全、高精度、长寿命的特点[9]。
模具设计过程中需要注意的环节：在制造过程中，无论是冲裁零件的表面，还是它的尺寸都存在着质量问题。这不仅影响零件的正常使用，还影响到机电设备的正常工作，影响物品的美观和使用者的安全。通过调查分析普通冲裁加工方法加工的零件存在的质量问题主要是：1.尺寸精度。公称尺寸不合要求；尺寸精度不合要求；零件翘曲变形大断面质量；2. 断面质量。断面出现毛刺；产生宏观和微观裂纹；断面粗糙[8]。
目前，欧洲模具已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快44%和61%左右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的91%，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了25%左右。前些年全球58%的模具是由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的生产比例只占到1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右[11]。总之,现代制造业中,由模具工业提供的产品越来越多地被各行业的工程装备所采用。模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速自身的技术进步,以满足各行各业用户对模具这一基础工艺装备的迫切需求[12]。

1.3主要内容
冲压模具的设计在其生产、加工以及使用的过程中尤为重要。特别是它的结构设计对加工、装配、工期、成本乃至冲压产品的质量以及生产效率产生极大的影响。
广泛收集有关冲压模具的设计有关的知识和技术，对收集的资料进行比较，选择出合理的设计方案。所以，本课题主要考虑以下几个方面的内容：
1、熟悉冲压件（快进功能键）的图样和技术条件；
2、分析冲压件（快进功能键）的工艺性，计算冲裁力和拉深力，为进一步设计做好准备；
3、合理的选择冲压设备，确定压力机的参数；
4、确定模具的具体结构以及模架的参数，绘制出模具的装配图及主要零件图，并进行必要的强度校核。

2成形工艺性分析

2.1零件图分析
本次设计冲压工件如下图

图2.1工件图

2.2冲压工艺性分析
从零件图分析，工件结构形状相对简单，有1个圆形孔和不规则外形以及90°弯曲，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为0.8mm，满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。又根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT12级精度，普通冲裁完全可以满足要求。
由图1-1分析知：工件材料采用20号钢,厚度为0.8mm。批量为大批量生产。未注尺寸公差为IT12级。
20钢的20是指含碳量，含碳量为0.2%，属于低碳钢。
钢中可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。 　　
低碳钢--含碳量一般小于0.25%； 　　
中碳钢--含碳量一般在0.25～0.60%之间； 　　
高碳钢--含碳量一般大于0.60%。 　　
钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(一般不超过0.40%),锰(Mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。 　　
含碳量低于2.1%为钢，含碳量高于2.1%为铁。 　　
钢中含碳量越高其韧性越差，铁中含碳量越高其韧性越好。
20号钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa，伸长率≥24%。 　　
20特性与15钢基本相仿，但强度稍高。用途：适用于制造汽车、拖拉机及一般机械制造业中建造不太重要的中小型渗碳碳氮共渗等零件，如汽车上的手刹蹄片、杠杆轴、变速箱速叉、传动被动齿轮及拖拉机上凸轮轴、悬挂均衡器轴、均衡器内外衬套等；在热轧或正火状态下用于制造受力不大，而要求韧性高的各种机械零件；在重、中型机械制造业中，如锻制或压制的拉杆、钩环、杠杆、套筒、夹具等。在汽轮机和锅炉制造业中多用于压力≤6N/平方，温度≤450℃的非腐化介质中工作的管子、法兰、联箱及各种紧固件；在铁路、机车车辆上用于制造十字头、活塞等铸件。
根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。

2.3工艺方案的确定
经过对冲压件的工艺分析后，结合工件图进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺类型、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出几种可能的冲压分析方案如下：
方案一：先冲孔，切边，切边，弯曲，落料单工序模。单工序模生产。
方案二：冲孔-切边-切边-弯曲-落料级进冲压。级进模生产。
方案三：冲孔-落料-弯曲复合模冲压。复合模生产。
一个工件成形往往需要经过多道工序才能完成，编制工序方案时必须考虑两种情况：单工序模分散冲压或者采用工序组合复合模连续冲压、采用级进模进行一副模具完成。分析如表3.1各类模具结构及特点比较。
表2.1 各类模具结构及特点比较
模具种类比较项目
单工序模
（无导向）（有导向）
级进模
复合模
零件公差等级
低
一般
可达IT13～IT10级
可达IT10～IT8级
零件特点
尺寸不受限制厚度不受限制
中小型尺寸厚度较厚
小零件厚度0.2～6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件
形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm
零件平面度
低
一般
中小型件不平直，高质量制件需较平
由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面
生产效率
低
较低
工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高
冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低
安全性
不安全，需采取安全措施
比较安全
不安全，需采取安全措施
模具制造工作量和成本
低
比无导向的稍高
冲裁简单的零件时，比复合模低
冲裁较复杂零件时，比级进模低
适用场合
料厚精度要求低的小批量冲件的生产
大批量小型冲压件的生产
形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产
根据分析结合表分析：
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的要求。
方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。
方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，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。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。
通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二和方案三为佳，但鉴于工件的特殊外形，对于复合模中的凸凹模或多刃口凹模，由于刃口之间的距离决定于冲裁件的尺寸，从强度考虑，壁厚受其最小值限制。查阅相表6-1可知，对于料厚t=0.8mm的零件，最小壁厚为1mm。该零件中Ф1.6的孔周围的最小壁厚为1mm-1.2mm。采用复合模，对模具设计要求难度较大。
固应该选择方案二级进模进行设计。
表2.2复合模的最小壁厚（mm）
毛坯材料
坯料厚度δ
≤0.5
0.6~0.8
≥1
铝、纯铜
0.6~0.8
0.8~1.0
（1.0~1.2）δ
黄铜、低碳钢
0.8~1.0
1.0~1.2
（1.2~1.5）δ
硅钢、磷钢、中碳钢
1.2~1.5
1.5~2.0
（2.0~2.5）δ

3 冲压工艺设计和冲压力的计算
3.1模具结构形式的确定
级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。
本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，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的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。

3.2排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率
3.2.1 排样方式的选择
方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，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的影响，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 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。
通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式，选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择对排最佳。排样图如3。

图3.1排样图
3.2.2 计算条料宽度
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。
搭边值通常由表4所列搭边值和侧搭边值确定。
根据零件形状，查表4，并考虑到工件的切边，工件之间搭边值a=1mm, 工件与侧边之间搭边值取a1=1mm,,条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值—△
B0△=（Dmax＋2a1＋2b1）0△ 公式（5-1）
式中 Dmax—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；
a1---工件与侧边之间的搭边值；
△—板料剪裁下的偏差；（其值查表5）可得△=0.5mm。
B0△=38+1×2+2×1.5
=430-0.50mm
故条料宽度为43mm。
表3.1 搭边值和侧边值的数值
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3.2 普通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3.3 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
3.2.3 确定步距
送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。
进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。
级进模送料步距S
S=Dmax+a1 公式（5-2）
Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边
S＝11＋1＝12mm
排样图如图3-1所示。
3.2.4 计算材料利用率
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。
一个步距内的材料利用率
η＝Ａ/BS×100% 公式（5-2）
式中　 A—一个步距内冲裁件的实际面积；
B—条料宽度； S—步距；
由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，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的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。
排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则：
1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。
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)、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。
一个步距内冲裁件的实际面积，根据CAD软件-工具-查询-面积：
A=209mm2
所以一个步距内的材料利用率
Η=Ａ／BS×100% 公式（5-2）
=209／43×12×100%
=37.4%
根据计算结果知道选用对排材料利用率为37.4%，材料利用率较低，但造成材料利用率较低的原因是工件的外形轮廓决定的。
3.3 冲压力的计算
3.3.1 冲裁力的计算
在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。
用平刃冲裁时，其冲裁力Ｆ一般按下式计算：
F=KLtτb 公式（5-4）
式中　　F—冲裁力；
L—冲裁周边长度；
　　　　t—材料厚度；
　　　　τb—材料抗剪强度；
　　　　Ｋ—系数；
根据CAD软件-工具-查询-长度：
L=214mm
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性

能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。
τb的值查表2为280~400Ｍpa,取τb=400Mpa
所以
F=KLtτb=1.3×214×0.8×400/1000=89KN
根据计算，模具冲裁力为89KN。
3.3.2 卸料力的计算
在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；一般按以下公式计算：
卸料力　　　
F X=KXF 公式（5-5）
FX=KXF=0.04×89KN=3.56KN
（KX 、KD为卸料力系数，其值查表7可得）
所以总冲压力
FZ=F+FX+FD
=89KN+3.56KN=92.56KN
压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为J23—16。
表3.4 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
3.4 压力中心的确定
模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，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的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定：
1）.对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
2）.工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
3）.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。
X0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/(L1＋L2＋…Ln) 公式（5-7）
Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln）公式（5-8）
由于该工件采用对排，所以工件在X和Y方向上都不对称，所以需要计算其压力中心坐标，代入数据，其压力中心为（5，22）。

4级进模模具的设计

4.1模具零件刃口尺寸的计算
4.1.1凹模刃口的计算方法
根据凸、凹模的加工方法的不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本可分为两类。
（1）凸模与凹模分别加工方法：这种加工方法目前多用于圆形或筒形规则形状（方形或矩形）的工件。
（2）凸模与凹模配合加工方法：配合法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凹模或凸模），然后根据基准件的实际尺寸按间隙配置另一件。这种加工方法的特点是模具的间隙由配置保证，工艺比较简单，并且还可适当放大基准件的制造公差，使制造容易，故目前一般工厂常常采用此种加工方法。
4.1.2凸、凹模尺寸的计算
落料尺寸大小为：
为保证冲出合格冲件。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。由于本产品采用IT12级精度，所以X取0.75.
380-0.24 DA=( Dmax－△x) +0.060=(38－0.24×0.75) +0.020=37.82+0.060
DT=( DA－Zmin) 0-0.06=(37.82－0.1) 0-0.02=37.720-0.06
240-0.16 DA=( Dmax－△x) +0.040=(24－0.16×0.75) +0.040=23.88+0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.04=(23.88－0.1) 0-0.04=23.780-0.04
150-0.16 DA=( Dmax－△x) +0.040=(15－0.16×0.75) +0.040=14.88+0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.04=(14.88－0.1) 0-0.04=14.780-0.04
80-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.040=(8－0.12×0.75) +0.040=7.91+0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.04=(7.91－0.1) 0-0.04=7.810-0.04
60-0.16 DA=( Dmax－△x) +0.040=(6－0.12×0.75) +0.040=5.91+0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.04=(5.91－0.1) 0-0.04=5.810-0.04

Φ1.60-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(1.6－0.06×0.75) +0.020=1.54 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(1.54 －0.1) 0-0.02=1.44 0-0.02
4.1.3. 凹模洞的类形
常用凹模洞口的类形如图4.1所示

图4.1常用凹模洞口类型
其中图a、b、c为直筒式刃的凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料（或制件的聚集而增大了推件力和凹模的胀裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模上出件的冲裁模用图a、c型，下出件的冲裁模用图b或图a型，图d、e型是锥筒式刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大（如α＝300时，刃磨0.1mm时，其尺寸增大0.0017mm，凹模锥角α，后角β和洞高度h，均随制件材料厚度增加而增大，一般取α＝15＇～30＇　β＝20＇～30＇ h=4-10mm综上所述及其对工件孔分析，选择a型凹模洞口，取h=7mm，周边为0.5mm。　　
4.1.4凹模的外形尺寸
凹模的外形一般有矩形与圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度，刚度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的如图7所示
凹模的厚度为:1+ kb (≥15)
凹模壁厚度为：c=(1.5～2)H (≥30～40mm)
式中b为冲裁件的最大外形尺寸；K为系数,是考虑板料厚度影响的系数可以《冲压工艺与模具设计》表2．8．2中查得代入数据可得冲孔凹模
落料凹模：
H=0.64×38=24.32mm 取H=25mm
4.1.5 模具的其它零件
1、模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的和种类很多，要根据模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合适的模架.
模架的选择可从《实用模具技术手册》P192页选择标准架。根据查阅的内容及分析，此级进模可选用四导柱模架，导柱安装在四侧，有偏心裁荷时也不容易歪斜，滑动平稳，可从左右前后四个方向进料操作比较方便。常用于精度较高要求的冲裁模。
L =360mm B=360mm 上模座：360×360×50 下模座360×360×60
导柱，32×190 导套 32×95×48 其余尺寸见上下模座零件图，可以《冲压手册》冲压模具常用标准件选择。
2、卸料板
卸料板的主要作用是将冲压的料从凸模或凸、凹模上推下来，此外在进模比较复杂的模具中，卸料板还具有保护小凸模作用，常用的卸料板结构形式及适用范围见表11-24和第八章级进模表8-10《实用模具技术手册》卸料板的尺寸可根据《实用模具技术手册》表11-25查得，本模具选用刚性卸料板。卸料板的结构与尺寸关系如图装配图所示，
3、导向装置（导柱 导套）