汽车外壳支架a1级进模本科毕业论文

本科毕业论文（设计）题目汽车外壳支架A1级进模设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级学号姓名指导教师起讫时间2014.11.——2015.5.毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期：年月日导师签名：日期：年月日

注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日

评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日目录HYPERLINK设计总说明 1HYPERLINK1绪论 1HYPERLINK1.1级进模简介 1HYPERLINK1.1.1级进模的含义 1HYPERLINK1.1.2级进模的特点 1HYPERLINK1.2级进模与模具技术现状 1HYPERLINK1.3未来冲压模具制造技术发展趋势 2HYPERLINK2产品工艺性分析及方案的确定 3HYPERLINK2.1产品材料分析、工艺性 3HYPERLINK2.2工艺方案的确定 3HYPERLINK3排样图的设计和料带利用率的计算 4HYPERLINK3.1排样的设计 4HYPERLINK3.3材料利用率的计算 9HYPERLINK4主要工艺的计算 10HYPERLINK4.1冲裁力的计算 10HYPERLINK4.1.1冲裁力的计算公式 10HYPERLINK4.2冲凸包力的计算 13HYPERLINK4.3弯曲力的计算 13HYPERLINK4.3.1弯曲件工件展开的计算 13HYPERLINK4.3.2弯曲力的计算 14HYPERLINK4.4拉深力的计算 14HYPERLINK4.4.1计算毛坯尺寸 14HYPERLINK4.4.2检验能否一次拉深成功 15HYPERLINK4.4.3拉深力的计算 15HYPERLINK4.5压力中心计算 15HYPERLINK5冲压设备的选择 18HYPERLINK5.1冲压设备类型的选择 18HYPERLINK5.2确定设备的规格 18HYPERLINK6级进模具工作部分设计 19HYPERLINK6.1冲裁间隙 19HYPERLINK6.1.1对工件质量的影响 19HYPERLINK6.1.2间隙对冲压力的影响 19HYPERLINK6.2合理间隙的选用 20HYPERLINK6.3模具刃口尺寸的计算 21HYPERLINK6.3.1凸凹模刃口设计计算。 22HYPERLINK7凸模和凹模设计 26HYPERLINK7.1凸模设计 26HYPERLINK7.1.1凸模形式 26HYPERLINK7.1.2凸模的固定方法 26HYPERLINK7.1.3凸模的长度 26HYPERLINK图7-2凸模的长度计算 27HYPERLINK7.2落料凹模设计 28HYPERLINK7.2.1落料凹模的刃口形式 28HYPERLINK7.2.2落料凹模的外形和尺寸确定 28HYPERLINK7.3凸凹模设计 29HYPERLINK8模具总体设计 31HYPERLINK8.1三维图截图 31HYPERLINK8.2模具总装配图 31HYPERLINK致谢 34HYPERLINK参考文献 35设计总说明随着中国在不断的发展，模具工业方面发展表现极其突出，近年来，我国建立了不少模具厂。模具工业技术水平在世界上也有了一定的影响。随着汽车行业不断的的发展，它的需求量也增加了，需要生产时间越短，生产产品的品质越高。本次的毕业设计题目是汽车外壳支架A1级进模设计，题目来自于瑞鹏飞实习单位，因为商业的保密性，没能说明他在汽车外壳是哪一个支架，有什么作用的。只能根据这个汽车外壳支架设计出级进模。多工位级进模是模具的一种，级进模在各个制造业领域都有着着极其重要的地位，本设计是在多工位级进模设计过程中结合生产实际，从汽车覆盖件支架的工艺性分析开始，根据工艺性要求进行设计，进行了冲孔、落料、压弯、切断级进模的设计。级进模是精密高速的冲模，在一套模具中可以完成很多个工序，如冲裁、弯曲、成形、拉深等多个工序。文中简述了多工位级进模目前的发展状况和趋势。对汽车外壳支架进行了工艺分析，确定了工艺方案。对产品排样分析以及材料的利用率的计算，步距的确定，冲裁力的计算，弯曲的计算，按照级进模的设计方法，设计了该级进模模具上的主要零部件，选用了满足要求的的冲压设备。设计过程中，有了必要的计算，对凸凹模进行了必要的校核计算。多工位级进模比单工序模和复合模的劳动效率高，生产出来的工件质量高。设计中涉及冲压分析、排样设计、间隙分析、刃口的计算、模具总体设计、卸料零件计算、主要零部件设计及标准件的选择等。本次设计采用冲孔、落料、拆弯综合性级进模具，减少了使用多副模具的周转使用，可以不用多次定位的，提高了生产效率。由于级进模的结构复杂，镶块、定位块很多，级进模的制造产品精度要很高，给级进模的制造带来了一定的难度，因此，要求模具零件具有互换性。在如今的工业发展过程中，模具有着无可替代的工业地位。但是，我国简单的模具已经供过于求，复杂精密的模具大多还得靠进口，所以，对于模具行业来说，提升技术行量迫在眉睫。在模具中，多工位级进模是模具中精密的模具，生产出的产品精度也比较高，比一般的模具效率也高。

关键词：级进模；冲压设备；冲孔；压弯；切断

GeneraldescriptionofdesignWithChina'scontinuousdevelopment,moldindustryhasbeenextremelyoutstandingdevelopment,inrecentyears,Chinahasestablishedmanymoldfactory.Dieindustrialtechnologyhasacertainimpactintheworld.Withthedevelopmentoftheautoindustry,theamountofdemandisalsoincreased,theshortertheproductiontime,thehigherthequalityoftheproduction..ThegraduationdesigntopiciscarshellbracketA1levelintothemolddesign,thetopicfromYuRuiPengfeiinternshipunits,becauseofcommercialconfidentiality,failtoshowheisabracketwhichintheshellofacar,whatrole.Theonlycanbedesignedaccordingtotheautomobileshellbracketdesignprogressivedie.Multipositionprogressivedieisthemoldofaprogressivedieineachmanufacturingsectorhasaveryimportantposition,thedesignisinmultipositionintothediedesignprocessincombinedwiththeactualproduction,fromthecarcoversupportprocessanalysis,accordingtotheprocessrequirementsofthedesign,punching,blanking,bending,cuttingofftheprogressivediedesign.Progressivedieisaprecisionhigh-speeddie,inasetofmoldscancompletemanyprocesses,suchasblanking,bending,forming,drawingandotherprocesses.Thedevelopmentstatusandtrendofthemultistationprogressivediearedescribedinthispaper..Thetechnicalanalysisoftheautomobileshellbracketiscarriedout,andthetechnologicalplanisdetermined..Theproductlayoutanalysisandmaterialutilizationratecalculation,stepawayfromthedetermined,blankingforcecalculation,calculatethebending,inaccordancewiththelevelintothediedesignmethod,designtheclassintodieofmainparts,usedtomeettherequirementsofstampingequipment.Inthedesignprocess,withthenecessarycalculation,todieforthenecessarycheckingcalculation.Thelaborefficiencyofthemultistationprogressivedieishigherthanthatofthesingleoperationmodeandthecompounddie,andthequalityoftheworkpieceishigh..Thedesigninvolvespunchinganalysis,layoutdesign,gapanalysis,cuttingedgecalculation,diedesign,unloadingspareparts,mainsparepartsdesignandstandardpartsselection,etc..Thedesignusespunching,blanking,bendingcomprehensiveprogressivedie,reducetheuseofmultivicemoldturnover,cannotmanytimes,improvetheproductionefficiency.Duetoprogressivediestructureiscomplicated,theinsertblock,apositioningblockalotofprogressivediemanufacturingprecisionproductstohigh,tothelevelinmouldmanufacturingbringscertaindifficulty.Therefore,itisrequiredthatmoldpartsinterchangeable.Intoday'sindustrialdevelopmentprocess,themoldhasanirreplaceablepositioninindustry.However,China'ssimplemoldhasoversupply,thecomplexityofthemoldismostlystillcomplicatedandsophisticatedimports,soforthemoldindustry,theupgradingoftechnologyisimminent.Inthemold,multistationprogressivedieistheprecisionmold,theproductionoftheproductaccuracyisalsohigher,thanthegeneralmoldefficiencyisalsohigh.

Keywords:Progressivedies;Stampingequipment;Punching;Bending;Cut1绪论1.1级进模简介1.1.1级进模的含义模具有一般分为单工序模、复合模和级进模。在压力机的压力下，将被冲的工件放入凸、凹模之间，在压力机的作用下使材料成为满足条件的需要。1单工序模：指压力机在完成一次行程的压力过程下，可以完成一个工序的冲压模具。2复合模：指模具在压力机的一次压力下完成一个工位，可以完成两个或两个以上冲压工序的模具。3级进模：具有至少两个工位的，并在压力机的完成一次行程的冲压过程中，在多个工位上完成多个冲压工序的冲模。冲压工序常见的有冲孔（圆孔、异形孔、窄缝、窄槽等）、压弯、拉深、整形、落料。由于工件形态各异，所以冲压工序和工位数都不一样。1.1.2级进模的特点=1\*GB2⑴级进模是多工序模，可以完成很多道工序，如拉深、冲裁、都可以在同一模具中完成；=2\*GB2⑵级进模容易实现自动化；=3\*GB2⑶级进模的工序可以分散，可以不集中在一个工位上，因此，它的寿命比其它的模具寿命长；=4\*GB2⑷级进模的工位多，内部结构太复杂，制造精度要求高，周期太长，所花费的成本较高。1.2级进模与模具技术现状我国的工业发展比较晚，对于级进模的技术更为落后。它的精度比较高，它的结构比较复杂，加上工资的不断提高，材料的要求较高，因此，它的成本较高。以前工业发展的落后，导致了模具行业的落后。现在，虽然有了很大的发展，但是，跟发达国家相比，还是落后。现在的发展要求模具的精度和自动化要求更高，现在的模具寿命显然跟不上现在模具发展的要求。近年来，我国的模具工业有了长足的进步，但是跟美国以及一些发达国家相比，依然显得落后。模具技术先进的标志是级进模，可以从级进模的发展看到模具行业的发展。汽车不断的发展，覆盖件要求的精度更高了，设计和制造的难度大大的提升了。1.3未来冲压模具制造技术发展趋势现在的汽车行业不断发展，相应的制造汽车零件的工业也得到了较快的发展，汽车的加速发展，促进了汽车模具的不断更新换代。要求产品的生产效率更快，精度要求更高，这符合级进模的生产特点。未来模具标准件将不断增多，零件的互换性将更高。模具将自动化、智能化的将模具抛光研磨，模具的发展应该向着模具产品的价格低，质量好，精度高的方向发展，模具的自动化要求将更高；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。模具应该能冲压更多的材料，使材料成为合格的产品。在未来，模具产业应该向着更智能的方向的发展。随着软件的不断升级，对建模的速度，精度更加完美，这也是促进模具的发展。

2产品工艺性分析及方案的确定2.1产品材料分析、工艺性汽车支架材料为S420MC，查文献[1]：图2-1零件其C≤0.12%，Si≤0.50%，抗拉强度σb=480-620Mpa，屈服强度δS≥420Mpa，延伸率不小于16％。为细晶粒钢，它有很好的冷成型性。工件厚度为2.5mm，形状较为复杂，最小圆孔直径为6.26mm，倒角半径为1mm。弯曲，拉深。要求：大批量生产，有足够的效率。2.2工艺方案的确定汽车外壳支架A1的主要工序有冲孔、冲裁、成形、弯曲。如果采用单工序模，工序很多，工件较小，所以采用单工序效率低，而且不利于操作；如果采用复合模，虽然效率比单工序高，但是冲压出来的强度得不到保证。如果采用级进模，效率高，能够大批量生产，正确的排样会解决强度等质量问题。因此，采用级进模生产。

3排样图的设计和料带利用率的计算3.1排样的设计工件在料带上正确合理的分布的方法称为排样。排样是否合理，直接影响到材料的成本，有效面积的利用率，还会对生产产品的质量受到影响等，因此，排样对模具来说，是很基本和最重要的工作。图3-1零件展开图模具中花费成本最高的是材料的费用，而且毛坯的材料费要超过成本的一半以上，因此要正确合理的排样将会使成本降低很多，会将材料的利用率提高很多。材料的利用率就可以用来衡量经济的是否合理。一般习惯上有下面三种：（a）有废料排样（b）少废料排样（c）无废料排样图3-2排样方法排样的是否合理，应该是将废料是否减到最少。考虑到该工件的形状和料带的利用情况，此采用单边载体排样方式：图3-3工件的排样排样共有20个工位：=1\*GB2⑴冲导正孔；=2\*GB2⑵切边、E区拉深；=3\*GB2⑶、=4\*GB2⑷、=6\*GB2⑹、=9\*GB2⑼、=10\*GB2⑽、=13\*GB2⒀、=16\*GB2⒃、=19\*GB2⒆冲裁轮廓；=6\*GB2⑹拉深K区；=5\*GB2⑸、=7\*GB2⑺整形=8\*GB2⑻B区折弯90°=11\*GB2⑾F区向下折弯16°；=12\*GB2⑿A区向下折弯90°，G区向上折弯60°=18\*GB2⒅C区折弯90°；=20\*GB2⒇切断。3.2搭边的选取（1）搭边搭边的作用是补偿定位误差。搭边值要合理确定。如果留有太大的搭边，将会使料带的利用率降低，增大成本。如果太小的搭边，将会使材料利用率增加，但是搭边就起不到作用了，将会使工件在加工的过程中会极有可能被拉断，成为废品。根据汽车外壳支架宽度和材料厚度，由文献[3]P72得到工件间的搭边值为a=14mm,在侧面的搭边为a1=11mm。（2）料带宽度的确定料带宽度的确定原则是：最小料带宽度一定要保证工件在加工时四周有足够多的搭边，最大条料宽度一定要保证工件在加工时不能卡在加工的过程中。所以料带宽度是否合理时一定要想到模具导料板之间有没有侧压装置。如图3-4，没有侧压装置时，计算如下（3-1）上式引自文献2。公式中B—料带的标称宽度（mm）；D—工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；—侧搭边（mm）；—料带宽度的公差（mm），查表3.1[15]。—料带与导料板之间的的间隙（mm），查表3.2[15]。当导料板之间有侧压装置时，料带的宽度按下式计算（3-2）式中各符号意义同上。导料板之间的距离：图3-5有侧压装置料带宽度的确定表3.1剪切条料宽度的公差（mm）条料宽度B材料厚度t～11～22～33～5～5050～100100～150150～220220～3000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3表3.2料带与导料板之间的间隙（mm）·条料厚度无侧压装置有侧压装置条料宽度≤100>100～200>200～300≤100>100≤1>1～50.50.50.51115588表3.1、表3.2引自文献[2]P73表2-14和表2-15.当模具有侧刃时，条料宽度按下式计算（图3-6）（3-3）式中n——侧刃数；C——侧刃冲切的料边宽度（mm），见表3.2。其余符号意义同前。导料板间的距离：式中——冲切后料带宽度与导料板间的间隙。图3-6有侧刃时条料宽度的确定表3.3和C值(mm)材料厚度Cb～1.51.50.10〉1.5～2.52.00.15〉2.5～32.50.20上表引自文献[2]P74表2-16.进距是指工件在模具上每次前进的距离，每个进距都可以完成一个零件，也可以完成几个零件。进距是挡料销位置的重要参数。每次完成一个零件的进距的计算公式为（3-4）—平行于送料方向工件的宽度；a—冲件之间的搭边值。因为这个工件形状的特殊性，所以该工件在加工生产的过程中，送料要使用导料板，如图3-4：条料宽度B=[D+2（a1+Δ）+C1]0–Δ=[193+2(2+0.6)+1.5]0-0.6=199.70-0.6mm料带与导料板之间的间隙，查表3.1得△=1mm,料带与导板间的间隙查表3.3得C1=2.5mm。3.3材料利用率的计算一个步距的材料利用率为=nA/Bh×100%(3-5)上式引自文献[2]P67式2-21.式中A——冲裁件的有效面积（mm2）；n——一个步距内冲裁件数目；B——条料宽度（mm）；h——进距（mm）；冲裁件的面积A=62.18×8+（21.8-8）×12+3.14×62-3.14×1.52=769.015mm2进距S=B+a=199+1.5=200.5mm故一个进距内的材料利用率为:η=nA/Bh×100%=2×769.015/194.5.5×34.5×100%=31.4.5%如果按照下面二种方案的排列，分别计算料带的利用率为方案1(B=43.3)：总1=1×769.015/43.3×34.5×100%=26.8%方案2(B=61.5)：总2=1×769.015/61.5×34.5×100%=23.6%经过对比，B=200mm及内冲件数目为1的方案将料带的利用率提高到31.4%。

4主要工艺的计算4.1冲裁力的计算冲裁力是模具加工工件过程中工件和料带分离的力，冲裁力一般有下面四个力：冲裁力、卸料力、推件力、顶件力。冲裁力的计算非常重要，利用冲裁力，可以用它来选择合适的冲压设备，才能生产出合格的产品。4.1.1冲裁力的计算公式冲裁力的大小主要与工件的材料、厚度及工件的形状大小有关。因为要想到工件的加工成本和工件质量精度的要求，所以该模具决定采用平刃口的方式冲裁，冲裁力计算公式如下F（N）：（4-1）上式引自文献[2]P50式。式中L——被冲件的周长（mm）；t——材料厚度（mm）；τ——材料抗剪强度（MPa）；K——系数。由经验一般取K=1.3。材料的抗剪强度（MPa）查文献[1]P3-196表3-2-14：取σb=420MPa式中，σb为材料的抗拉强度。一般情况下，材料的σb=1.3τ，故F=Ltσb工位1：冲两个导正孔R=6.55mm(4-2)=863N工位3：冲外形测得L=264mm=360N工位4：冲外形419mm冲圆孔R=3.13mm=20mm=599N工位5：冲外形测得=137mm=187N工位7：冲外形测得=43mm=58.6N工位8:冲外形测得=129mm=176N工位9：冲外形测得=220mm=300N工位10：冲外形测得=243mm=331N工位12：冲外形测得=92mm=125N工位13：冲外形测得=242mm=330N工位14：冲外形测得=180mm=245N卸料力推件力顶件力式中F–冲裁力（N）;，见表4.1 表4.1卸料力、推件力和顶件力的系数料厚（mm）钢≤0.1>0.1～0.5>0.5～2.5>2.5～6.5>6.50.065～0.0750.045～0.0550.04～0.050.03～0.040.02～0.060.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝铝合金紫铜黄铜0.025～0.080.02～0.060.03～0.070.03～0.09注：表4-1引自文献[2]。如果采用刚性的卸料装置和模具下面出料的方式模具的总压力为（4-5）如果采用弹性的卸料装置和模具下面出料的方式模具的总压力为（4-6）如果采用弹性的卸料装置和模具上面出料方式模具的总压力为（4-7）式（4-5）、（4-6）、（4-7）引自文献[2]P52。因为工件厚2.5mm，工件比较厚，所以采用弹性卸料装置下面出料方式，模具总冲压力：=393KN4.2冲凸包力的计算由下式计算（4-8）式中L上凸包的周长，K=1.3，=420MPa由上式计算凸包冲压力为900kN4.3弯曲力的计算4.3.1弯曲件工件展开的计算=1\*GB2⑴R＞0.5t的工件弯曲部分展开长度的计算（4-9）（4-10）式中L–弯曲部分工件展开长度（mm）A–弯曲部分圆弧中性层部分长度（mm）、-弯曲部分直线部分长度（mm）R–弯曲部分内圆半径(mm)t–材料厚度（mm）-弯曲件的中心角（°）-中性层系数，见下表表4-2中性层系数的值0.5～0.6＞0.6～0.8＞0.8～1.0＞1～1.2＞1.2～1.50.760.730.700.670.64＞1.5～1.8＞1.8～2＞2～2.2＞2.2～2.5＞2.50.610.580.540.50.48=2\*GB2⑵R＜0.5t的弯曲毛坯展开长度的计算一般将R＜0.5t的弯曲部分称为直角弯曲。4.3.2弯曲力的计算ABCDFG都属于自由弯曲，有计算公式：（K=1.3）（4-11）圆角半径R=0.4t=1.00mm，屈服强度，只有板料宽度B不同，六个部位的宽度分别为24mm、20mm、21mm、23mm、19mm、28mm。第八工位：=800N第十一工位：=170N第十二工位：=204N=680N第十七工位：=900N弯曲力总和F=2754N4.4拉深力的计算4.4.1计算毛坯尺寸拉深形状如图4-2所示图4-2拉深形状测得r=3.5mm=38mm=45mm拉深高度h=4.9mm查文献14采用下列公式计算==46.44mm（4-12）4.4.2检验能否一次拉深成功先要计算相对厚度==5.3(4-13)计算相对高度==0.7（4-14）查文献14可知一次拉深的最大高度为0.35，所以可以采用多次拉深计算拉深系数=≈0.15（4-15）查文献2可知拉深2次。=0.65=0.804.4.3拉深力的计算==30KN（4-16）4.5压力中心计算模具的冲压压力中心是冲压各个力在空间合力的作用点。确定压力中心主要针对对有复杂形状的工件，特别是对多工序级进模加工的工件。如图4-3所示。图4-3压力中心的确定其计算公式如下：=31.090（4-17）=7.972（4-18）式（4-1）、（4-12）引自文献[2]P248。式中x1、x2……xn——各个工位模具凸模压力的x轴坐标（mm）；y1、y2……yn——各个工位模具凸模压力的y轴坐标（mm）；、……——各个工位工件冲裁的四周长度（mm）。

5冲压设备的选择5.1冲压设备类型的选择多工位级进模要刚性好，精度高的压力机，滑块要长期承受大的侧压力，而且压力机要有急停功能。本模具的工位很多、冲压力大和冲压次数高，因此使用闭式压力机比较合适。5.2确定设备的规格压力机的选用原则：=1\*GB3①压力机的公称压力应该要比工件冲压的压力力要大；400t=2\*GB3②压力机的行程应该要满足工件高度；=3\*GB3③最小装模高度＋5mm＜模具闭合高度＜最大装模高度－5mm行程800mm=4\*GB3④滑块工作行程应该满足工厂生产的效率型号单位Y27-315Y27-500Y27-630Y27-800Y27-1000Y27-1600公称力KN31505000630080001000016000滑块行程mm6008001000130013001400回程力KN300400600100013001600工作台面积mm1260×11001660×14002480×18003500×24004280×26004780×2800滑块工作行程mm/s4～128～1210～158～128～1210～15滑块有效面积mm1200×11001600×14002400×18003500×24004000×26004500×2800顶出力KN800800700100012502000最大开口mm100012001500180019002200工作台平面距地面高度mm500350350350200710总功率KW49.250100100146.68146.68因此选择Y27-5006级进模具工作部分设计6.1冲裁间隙冲裁间隙是冲裁模的模刃口之间的间隙。选择刃口间隙的大小对工件精度、模具有效使用寿命、模具的冲压力的影响是非常大的，因此间隙在级进模具设计中不容忽视。6.1.1对工件质量的影响当凸凹模间隙合适时，冲裁出的工件比较平坦光洁，塌脚和毛刺较小；当凸凹模间隙过小时，冲裁出的工件毛刺较多；当凸凹模间隙过大时，塌角和斜度过大，毛刺大而且难以去除。表6-1冲裁件精度冲模制造精度材料厚度t(mm)0.50.81.01.52345681012IT6～IT7IT7～IT9IT9IT8--IT8IT9-IT9IT10-IT10IT10IT12IT10IT12IT12-IT12IT12-IT12IT12--IT12--IT14--IT14--IT14--IT146.1.2间隙对冲压力的影响间隙的加大，工件受到的拉力增大，容易拉断。加大间隙，会使冲裁力降低5%～10%，间隙对卸料力、推件力和顶件力的影响明显。间隙如果太大，卸料力、推件力和顶件力起不到作用了，因为他们几乎很接近零了。6.2合理间隙的选用根据上面的资料表明，凹凸模间隙在级进模冲裁过程中显得非常重要，它对毛坯件质量、模具有效使用寿命、冲裁力和卸料力等都占有很重要的地位。确定理想的间隙大小主要有下面两种方法。（一）理论计算法确定正确间隙的理论计算公式。从图6-4通过数学几何计算可以得到理想的间隙的公式：（6-1）式（6-1）引自文献[2]P56式（2-5）。式中——产生裂纹时的凸模的工作深度（mm）；——料厚（mm）；——最大切应力方向与垂线间夹角（即裂纹方向角）[2]。因此可知，间隙Z和β、、、有关。而、β又与工件的材质性能有关，表6.2为常用加工材料的与β的近似值。影响间隙值的主要因素是所用的材料的材质力学性能及其厚度。越大，值越小，越大。工件的材质越软，值就越大，合理间隙值就越小。工件材质热处理后，材质变硬，之比值较表中值要小10%左右。式中，令，称为材料的品质系数。由于计算太麻烦，所以工厂制造时一般使用的是查表。表6.2与β值材料（%）βt<1t=1～2t=2～4t>4软钢中硬钢硬钢75～7065～6054～4770～6560～5547～4565～5555～4844～3850～4045～3535～255°～6°4°～5°6°（二）查表选取法此次模具设计的冲裁间隙的大小按下表6.3选取。引自文献[2]。表6.3冲裁模具开始双面间隙Z（mm）材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、50H62、H68小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0250.0450.80.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0450.0751.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0650.0951.20.1260.1800.1320.0180.1320.0180．0750．1052.50.1500.2400.1750.2400.2000.2530．2250．275本工件所使用的材料为s40mc，材料厚度为2.5，查表得：=0.150mm，=0.240mm.6.3模具刃口尺寸的计算计算方法可以分为以下两大类：1.凸凹模分开加工是指凸凹模分别按图样要求加工到要求的尺寸。这种方法适合形状非常简单的工件，目的是为了让凸、凹模间隙大小小于最大的正确合理间隙，凸凹模的公差都要分开标注（凸模，凹模），制造精度要求都很高，以满足下面的条件：（6-2）或取（6-3）就是设计的比较好的的模具应该满足这个条件：，如图6-5所示。制造的模具凸凹模间隙如果超过~，就会影响模具的使用效果。2.凹模按凸模得装配加工对于要加工的工件件形状很复杂模具,其凹模一般都要采用装配的加工方法。这方法是先加工好凸模作为基准件，然后根据确定的凸模作为基准件的基准，配作凹模，目的是为了凸凹模保持一定的安全距离。由于所要的产品形状不一样，各个部分尺寸大小也不一样，凸模和凹模工作部分都会受到不同程度的磨损，尺寸变化大小也不一样，所以凸凹模的工作部分尺寸计算方法也要不一样。6.3.1凸凹模刃口设计计算。=1\*GB2⑴落料见下表6.4表6.4落料时凹模加工的计算公式尺寸分类计算公式凹模磨损后变大尺寸凹模磨损后变小尺寸凹模磨损后不变尺寸冲裁件尺寸为时冲裁件尺寸为时冲裁件尺寸为时式中－相应的凸模刃口尺寸（mm）-加工工件的最大极限尺寸（mm）-加工工件的最小极限尺寸(mm)-系数-冲裁件的基本尺寸(mm)-冲裁件公差(mm)-凸模制造公差，见下表6.5【1】表6.5凸模制造公差基本尺寸～50＞50～100＞120～180＞180～315公差0.01～0.030.02～0.050.03～0.060.04～0.08=2\*GB2⑵冲孔表6.6冲孔时凹模按凸模配加工凸模尺寸计算方法尺寸分类计算公式凸模磨损后变小尺寸凸模模磨损后变大尺寸凸模磨损后不变尺寸冲裁件尺寸为时冲裁件尺寸为时冲裁件尺寸为时式中－相应的凸模刃口尺寸（mm）-加工工件的最大极限尺寸（mm）-加工工件的最小极限尺寸(mm)-系数-冲裁件的基本尺寸(mm)-冲裁件公差(mm)-凸模制造公差，见表第一工位冲导正孔保证最小间隙为0.02mm,按凸模磨损后尺寸变小计算由表查得=0.03mm==第三工位查表6-3料厚2.5mm的冲裁间隙为=0.12，=0.16。均为IT12级精度，取=0.75，按凸模磨损后减小的尺寸计算======第四工位查表6-3间隙=0.1mm，=0.14mm均为IT12级精度，取=0.75按凹模磨损后增大的尺寸计算========第十二章结论

7凸模和凹模设计7.1凸模设计7.1.1凸模形式凸模形式有两种：=1\*GB2⑴直通式凸模，就是工作部分和固定部分的不论形状和大小，都完全一样；=2\*GB2⑵台阶式凸模，就是工作部分和固定部分的形状和大小不一样，工作部分是各种各样的，固定部分一般有圆形和矩形。圆凸模除外，一般非圆凸模有足够的刚度和强度时，应该尽可能用直通式凸模。本套模具采用直通式7.1.2凸模的固定方法=1\*GB2⑴凸模和模柄做成一体的凸模=2\*GB2⑵用螺钉、销将凸模固定在上模座上=3\*GB2⑶铆接固定，本套模具采用。如图7-1图7-1凸模固定形式7.1.3凸模的长度图7-2凸模的长度计算凸模的长度一般是根据级进模模具上的结构的要求确定的[1]，见图7-2：凸模长度L=h1+h2+t+a式中h1——固定板厚度（mm）；h2——卸料板厚度（mm）；t——材料厚度（mm）,t=2.5mm；a——附加长度，安全距离系数。这一尺寸如无特殊要求，可取10～20mm。由于固定板的厚度h1为22mm,卸料板的厚度为15mm,因此凸模长度为L=22+15+2.5+20=59.5mm因此凸模长度为80mm。因为凸模的断面积很大，所以不需要校核强度。7.2落料凹模设计7.2.1落料凹模的刃口形式图7-3凹模的刃口形式考虑到此次模具的出件方式和精度要求，所以这落料凹模应该采用直刃口形式。7.2.2落料凹模的外形和尺寸确定圆形凹模可由冷冲压模具国家标准选用。非标准尺寸的凹模受力太复杂，目前为止还没有完善的理论计算方法，一般按照经验公式大概的计算，：凹模高度H=Kb(≥15mm)凹模壁厚c=(1.5～2)H（≥30～40mm）式中b——工件件最大外形尺寸K——系数[2]根据本模具情况，查得K=0.28。凹模高度H=Kb=0.28×42.52=11.91mm≤15mm因为要大批量生产，所以要想到到总的修模量，H取30mm.c取22mm