推件固定片级进模设计及其制造工艺模板.doc

摘要本文关键经过分析对推件固定片零件冲裁和弯曲生产工艺，了解了级进模总体结构。分析比较了该零件工艺方案，选定了模具形式是多工位级进模。经过对零件冲压工艺分析、冲孔-落料级进模零件设计和计算、冲裁件整形、模具安装于调试、和绘制装配图和零件图。其中还有推件固定片零件冲压工艺性分析；确定冲压基础工序；排样方案确实定；连续模送料定位系统选择；冲裁模具凸凹模刃口尺寸计算；模具关键零件尺寸计算；冲压力计算；压力中心计算；选择冲压设备；冲模闭合高度；调整模具闭合高度等来研究零件冲裁。最终校核了冲压设备及确定了模具部件材料和热处理要求。在模具结构绘制方面，借助于AutoCAD软件，绘制出模具装配图和非标准件零件图。此次设计对数次弯曲零件级进模设计有一定深入了解，为以后模具设计打下了基础。关键词：推件固定片，级进模，模具设计，结构设计AbstractThis paper mainly through the analysis to push a fixed piece of cutting and bending manufacturing process, understand the overall structure of progressive die. Analysis compared the processing plan of the parts and the mold form is selected multi-station progressive die. Through the parts stamping process analysis, punching and blanking progressive die design and calculation of blanking pieces, plastic parts, mould installation debugging, and draw the assembly drawing and part drawing. With a fixed piece parts stamping manufacturability analysis; Basic process to determine the stamping; The scheme determination of layout; Continuous mode selection of feeding positioning system; Blanking mould and die cutting edge dimension calculation; Die main parts size calculation; Burst pressure calculation; Calculation of pressure center; Choose stamping equipment; Die shut height; Adjust the height and so on to study a part of the blanking die closed. Finally check the stamping equipment and determine the mould parts material and heat treatment requirements.In terms of the mould structure drawing, with the help of AutoCAD software, draw mold assembly drawing and non-standard parts drawing. The design of multiple bending parts of progressive die design has a certain understanding, lays a foundation for future mold design.Key words: push a fixed piece, progressive die, dies design, structure design目 录1绪论11.1冲压概念和特点11.2冲压设备21.3冲压技术现实状况31.4冲压技术发展方向41.5本文关键研究内容52制件结构及工艺分析62.1工件工艺分析62.2工件方案选择63模具工艺计算93.1毛坯展开尺寸计算93.2排样设计103.3冲裁力及弯曲力计算133.4弹簧原件选择和计算153.5模具压力中心计算163.6凸凹模刃口尺寸计算174模具关键零部件结构设计234.1凹模结构设计234.2凸模结构设计244.3卸料零件设计264.4导向方法选择274.5垫板、固定板采取和厚度274.6模具闭合高度确实定274.7辅助零件设计284.8上下模座选择294.9模柄选择295冲压设备选择306模具材料选择和加工316.1模具材料选择316.2模具零件加工317模具装配和调试367.1模具装配概述367.2模具零件固定方法377.3冷冲模装配378结论39参考文件40致谢411绪论 伴随科学技术水平不停提升和工业生产快速发展，产品性能和质量不停地提升，进而使得现代冲压产品正展现多品种、复杂、大型、更新换代速度快等改变特点。所以针对冲压技术提出了更高要求。1现在我们和国际接轨脚步不停地加紧，市场竞争又日益地加剧，大家已经认识到了产品质量、成本和新产品开发能力等关键性。而模具制造是整个产业链中最基础要素之一，模具制造技术现已然成为衡量一个国家产品制造水平关键标志和发展程度标志。多工位级进模是在一般级进模基础上发展起来一个高精度、高效率、长寿命模具，是技术密集型模具关键代表了。这种类型模具除了能进行冲孔落料工作外，还可依据零件结构特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还能够在模具中完成铆接、旋转等装配工序。21.1 冲压概念和特点冲压是金属加工成形技术之一，能利用冲压机机械设备对板材进行压力加工，使板材产生塑性变形，以至于取得一定形状，尺寸和性能制件。它是机械制造中加工成形零件关键方法之一，也是现代制造业中高效、优异金属加工方法之一，应用范围广泛。冲压成形特点关键表现为以下几点：1）制件正确度高。通常不需要大量机械加工能取得高强度、刚性好、轻重量、交换性好零件。2）生产效率较高。每分钟几件或几十件，多达数百件。3）能够生产复杂形状制件。用简单机械设备，经过使用模具加工出复杂形状制件。比如炮弹壳、高压气瓶等。4）材料利用率高。冲压模具生产出制品能够用廉价板材和带材，其利用率能够达成70%80%，大大降低成本。5）有利于实现自动化和机械化。降低工人劳动强度并改善了劳动条件。总而言之，冲压工艺在国民经济各个领域应用相当广泛。不仅各个产业界全部会用它，而且我们每个人全部和冲压制品有着直接联络。现在日常生活中，我们随时全部会使用到冲压制品。而现在我们作为代步工具汽车和家用电器飞跃发展，很多国家对冲压生产开始高度重视，甚至我们认为冲压生产水平高低代表了国家工业化水平。冲压作为一个行业，在国民经济上是占有较为关键地位。因为冲压工艺含有上上述特点，工业发达国家对冲压生产工艺发展十分重视。依据统计，在电机、仪器、汽车、玩具、仪表等民用和机械产品生产方面上，冲压件百分比占零件总数70%80%；在电子产品上占90%以上；在航天工业中，冲压件也占有较大百分比。3因为工业发达国家钢材品种组成，能够经过表1-1看出冲压应用广泛性。表1-1工业发达国家钢材品种组成钢材品种钢带钢板棒材型材线材管材其它所占百分比（%）5017139722从表中能够看出冷冲压这种加工方法已经成为了现代工业生产关键手段和工艺发展方向。冲压行业立即迎来又一个快速发展时期。现在，在生产中所采取冲压方法有很多，依据不一样角度和特点，分类方法也不一样。冲压加工关键包含冲压工艺和模具两个方面，冲压工艺依据材料变形特点，能够分为分离工序和成形工序。板料在外力作用下产生变形，看成用在变形部分等效应力达成了材料抗剪强度，材料会产生剪切而分离，从而形成一定形状和尺寸产品。这类冲压工序统称为分离工序。9分离工序关键分为落料、冲孔、切边和切断。成形工序是板料在外力作用下，变形部分应力介于材料屈服强度和抗拉强度之间，产生塑性变形，得到一定形状和尺寸产品。其关键分为弯曲、拉深、翻边、胀形、扩口和校正。1.2 冲压设备冲压设备是用来完成冲压件多种冲压工艺机床统称。冲压设备种类很多，按传动方法分类，关键有液压压力机和机械压力机两个大类。机械压力机包含曲柄压力机 、拉深压力机、摩擦压力机、偏心压力机、模锻精压机和专用压力机等；液压压力机有冲压液压机、通常见途液压机、打包压块用液压机和弯曲校正压紧用液压机等。而我们常常见到冲压设备是机械式曲柄压力机、偏心压力机、摩擦压力机、液压机。4冲压设备选择是冲压工艺设计过程中一项关键内容，其直接关系到冲压工艺和模具结构合理性。而必需条件是要了解设备工作原理和特征是确保产品质量、模具寿命、生产效率等。1.3 冲压技术现实状况级进模是在压力机一次行程中，在模具不一样工位上完成两道或两道以上冲压工序冲模，采取级进模生产效率比复合模更高。级进模尤其适适用于复杂小型零件、孔边距较小冲压件和生产批量大零件加工。采取级进模能够提升生产效率、降低成本、提升生产质量和实现冲压自动化等，在这些方面有着很现实意义。至今，冲压产品已近深入到了工业生产、生活各个领域了，现在已经发展了部分比如精密冲模、无毛刺冲模、柔性模成形等优异冲压工艺，而且已经广泛应用到了生产实践当中了。冲压技术中冲压模具是制造业关键基础工艺装备。用模具生产制件所达成高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中地位越来越关键。5现在，模具技术已成为衡量一国产品制造水平关键标志。没有高水平模具就没有高水平产品已经成为了共识。依据现在中国制造大型精密复杂冲模和精密多工位级进模水平分析，在模具结构、制造精度、使用寿命、性能、技术含量和制造周期等不一样方面取得了显著进步。6其中，大部分模具在寿命和关键性能上和国际优异水平差距越来越小，部分高级优质模具总体水平和国际优异水平相当了，不仅完全替换进口，并有一部分模具出口到工业发达国家和地域。现在，中国模具市场总体趋势平稳向上。中国市场对中高级家电、汽车、塑料制品模具需求量很大，不过要求国产模具必需在质量上等方面满足用户需求。中国加入WTO后，伴伴随世界经济一体化浪潮，全球制造业加速向中国大陆地域转移已经是大势所趋了，中国也逐步发展成为世界级制造业基地。4中低级模具国际市场潜力十分巨大，只要国产模具质量能够有所提升，交货期能够得到确保，模具出口前景是十分乐观。3尽管中国模具工业取得了令人瞩目标发展，不过中国在很多方面和日本、西欧和美国等发达国家差距依旧较大。标准化程度不够高，模具生产专业化程度相对不足。应用比重较低，优异模具技术应用不够广泛，所以中国现在一部分大型、精密、复杂和长寿命模具仍然依靠进口。7日本模具产能约占全球40%，居世界第一位，每十二个月向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋猛烈，所以日本模具业也在努力降低生产成本。其次在日本使用模具关键企业有加紧向国外转移趋势，这使日本本国模具使用量降低。伴随模具工业全球化布局发展，模具行业在美国工业总产值中所占比重展现出不停下降态势，不过美国模具在全球模具高端产品仍然占据着关键地位。7德国关键世界上关键制造大国之一，在模具制造方面含有领先技术。德国拥有世界领先汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上含有较为关键地位。因为德国将将技术含量较高制造业作为其立国之本，未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高模具研究和开发。81.4 冲压技术发展方向当今模具工业中，模具设计和制造正在发生着改变。模具制造技术伴随制造设备水平提升而提升。新材料、工艺不停涌现，势必带来模具使用寿命革命性改变。模具制造技术标准化程度日益提升。然而，中国冲压行业依旧存在着部分问题：1） 冲压行业机械化、自动化程度比较低，生产集中度低。冲压行业大多数是企业设备比较落后，能耗高，材料利用率低，而且多是手工操作，环境污染严重。多工位压力机等优异生产设备因为价格昂贵、设备投资较大，在我们国家应用还不多，大部分冲压机还是需要手工上下料。2） 冲压板材自给率不足，品种规格不配套。现在，我们国家生产汽车用薄板只能满足实际需求60%左右，而高级轿车用钢板，如高强度板、超宽板等大全部依靠进口。3） 大、精模具依靠进口，模具标准化程度低。在现在现代工业生产中，大部分工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展基础。中国冲压模具材料、设计、制造均满足不了中国冲压行业发展需要，而且标准化程度尚低，远低于国际水平。4） 科技结果转化慢，优异工艺应用缓慢。在中国中，很多冲压新技术起步不晚，有甚至还抵达了国际水平，不过依旧极难形成生产力。一部分原因是因为高校和科研单位这种研究机构无法将研究结果进行科技转化，另一部分是大部分企业仍然采取是传统冲压技术，其技术研究开发费用少，创新能力不够。5） 专业人才缺乏。需要以冲压行业为头，全方面提升冲压行业人员素质，有计划、分层次培养能将冲压基础知识和优异技术工艺相结合高科技人才。91.5 本文关键研究内容本课题起源于工厂中一个实际项目，关键研究内容为：零件冲压工艺分析、冲孔-落料级进模零件设计和计算、冲裁件整形、模具安装于调试、和绘制装配图和零件图。其中还有推件固定片零件冲压工艺性分析；确定冲压基础工序；排样方案确实定；连续模送料定位系统选择；冲裁模具凸凹模刃口尺寸计算；模具关键零件尺寸计算；冲压力计算；压力中心计算；选择冲压设备；冲模闭合高度；调整模具闭合高度等。该推件固定片零件外形小，需多道冲裁和弯曲工序冲压成形，材料为08F,厚度t=0.8mm。要求所设计模具能安装在压力机上使用，并能安全、经济地大批生产合格推件固定片零件。故本课题拟采取级进模冲压成形，以提升生产效率，降低生产成本。2制件结构及工艺性分析2.1 工件工艺性分析零件名称：推件固定片零件材料：08F零件厚度：0.8 mm零件精度：IT12零件三维图和二维图分别图2-1和图2-2所表示。图2-1 三维零件图图2-2 零件图冲裁件工艺性指是对冲压工艺适应性能，就是冲裁件结构形状、材料、尺寸大小、工件精度等对冲裁加工难易程度影响，和其它技术要求是不是适应冲裁加工工艺要求。所以，对冲裁件工艺分析是对于制订合理冲裁工艺设计方案起到了相当关键影响。良好工艺性和工艺方案应该确保材料损耗是最低、工序数目标最少、冲模结构简单易拆卸而且能够满足制件质量稳定、模具寿命长和生产效率高等要求。务求以最经济方法保质保量加工冲裁件。而本文所研究冲裁件工艺分析以下：（1）工件形状不规则且复杂，排样时少废料排样会影响边缘部分精度。（2）工件内、外转角有部分90直角。（3）工件上有5处90弯曲。（4）一般冲裁件能达成尺寸精度通常为IT11IT14，其尺寸精度为IT12，取制件冲裁粗糙度为1.6。2.2 工艺方案选择该工件包含冲孔、弯曲、切断等基础工序，能够有一下三种工艺方案。方案一：落料、弯曲分别加工，采取单工序模生产。方案二：采取级进模生产。方案三：采取落料复合模单工序模生产。首优异行单工序模具，复合模具及级进模每个方案优缺点分析。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序冲裁模。其生产批量比较小，而且冲压精度较低，生产效率低。可是单工序冲裁模能够比较轻易地实现自动化操作机械，尤其适合多工位压力机。它通用性好，适合于中小批量生产及大型零件大量生产。冲模制造结构简单，制造周期短而且价格低。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具同一位置同时地完成两个或两个以上冲压工序。其生产批量为中批量甚至大批量，而且冲压精度较高，生产效率较高，能够让压力机在一次行程内可完成二个以上工序。因为它制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作。它通用性较差，仅适合于大批量生产。冲裁较复杂零件时，价格比级进模低。级进冲裁则是把冲裁件若干个冲压工序，排列成一定次序，在压力机一次行程中条料在冲模不一样位置上，分别完成工件所要求工序。其生产批量为中批量到大批量，而且冲压精度较高，生产效率较高，能够让压力机在一次行程内可完成多个工序。在这三个工艺方案中，它最轻易实现自动化操作机械，尤其适应于单机上实现自动化操作。它通用性较差，仅仅适合于中小型零件大批量生产。冲裁较简单零件时，价格比复合模低。本文所研究制件，依据零件结构和其要求中批量生产。为了提升生产率，依据上述方案分析和比较，适合采取级进模冲裁。采取级进模，经过冲孔，落料，弯曲，切断载体落料几道工序完成零件成形。该方案生产效率高，可自动送料， 工人操作安全， 不过零件在成形过程中存在累积误差，平整性通常。综合考虑到制件用途，需要大批量生产，生产效率要求高，生产成本不易过高，制件尺寸适中，所需工序数较多，故优先选择方案二多工位级进模。3模具工艺计算3.1 毛坯展开尺寸计算 外层纤维出现拉裂前极限相对弯曲半径。当r/t值较小情况下，板料外侧纵向材料可能会因为变形过大而产生破裂，或是让板料断面会出现大畸变，厚度会严重变薄，甚至影响到弯曲件质量。有效方法是增大r/t值，能够降低或避免这些缺点。当r/t变得过大情况下，板料内弹性变形区域增大，塑性变形不够充足，使得弯曲后回弹大，工件圆角半径和角度不轻易得到确保。所以，弯曲件相对弯曲半径r/t值应该取在二者之间。各个弯角处，弯曲角度为90度，材料厚度t为0.8mm，r/t=0.25,查文件2表知：中性层系数x为0.31，由经验公式（3-1）中性层曲率半径 （3-1）得中性层曲率半径0.45mm。由下公式(3-2)计算得毛坯展开尺寸: （3-2）式中：l1，l2:未弯曲部分长度(mm）； X:折弯系数，通常取0.4-0.6；具体尺寸标注及展开形状图3-1所表示。图3-1 零件展开及具体尺寸3.2 排样设计3.2.1 排样方法和标准 合理有效排样是能够确保在材料消耗最低和生产效率较高条件下，得到符合设计技术要求工件。因为产量比较大，所以材料利用率是一项很关键经济指标。合理地利用材料是降低成本、确保零件质量和模具寿命等最有效方法。尤其是在生产效率高时，冲压零件数量达成数万件，其合理利用经济效果更为突出。 所以，通常会根据以下标准进行排样：1）冲裁小工件或某种工件需要窄形带料时候，应该沿着板料顺长方向进行排样，而且要符合材料规格和工艺要求；2）冲裁弯曲件毛坯时候，要考虑板料轧制方向；3）冲裁件在带料上排样，要考虑冲压生产效率、模具寿命、冲模结构是否简单和工人操作时是否方便、安全；4）条料宽度选择和在板料上排样需要考虑到选择条料宽度较大、步距较小方案；5）在可能情况下，采取少甚至无废料排样方法。排样应该确保冲裁件质量，其方法可分为有废料和少、无废料排样三种方法。依据冲裁件在条料上不一样部署方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多个形式排列方法，能够依据不一样冲裁件形状加以选出用。3.2.2排样方案 本文制件材料为08F，料厚T=0.8mm， 展开件形状规则，出件方法为切断载体落料。依据上面所述排样标准对排样中冲裁次序和工序组合进行设计并优化。排样设计最终表示方法是排样图，是编制冲压工艺和设计模具关键工艺文件。 方案一：采取单排多工位级进模，冲压、弯曲在一副模具中完成。图3-2所表示图3-2 排样方案一本排样图材料利用率不是很高。而且一次只能出一件。方案二：采取双排多工位级进模，冲压、弯曲在一副模具中完成。图3-3所表示图3-3 排样方案二这个排样材料利用率比上一个要高，且一次成型零件个数也比上一个多，不过带料困难，在后期试模和调模时极难做到完美同时，使最终零件尺寸得不到确保。方案三：一样是单排多工位级进模，但较以方案一有所改善。图3-4所表示。图3-4 排样方案三这个排样处理了上面全部问题，结构稳定，并加宽了切除余料凸模宽度，两边带料使零件在整个加工过程中精度得到确保，而且模具刀口磨损小，加工简单，所以最终确定为这个排样。 3.2.3排样分析本排样采取一次出一件排样形式。图3-4所表示，设有10个工位，由左向右送料。由排样可知：第1-4工位为冲制件导正孔和外形。第5工位为向上折弯。第6工位为向下折弯。第7工位为制件Z形弯曲。第8工位为落料。第9工位为空步。第10工位为落零件。3.2.4 确定条料宽和步距排料搭边值大小不仅和材料性能和厚度，冲件形状和尺寸大小相关。而且其和冲裁模具所用不一样卸料方法相关。搭边是废料，所以要尽可能地取小。不过数值较小地搭边轻易挤进凹模，会增加刃口地磨损，影响到模具寿命。搭边能够用在赔偿定位误差。使凸、凹模刃口两边受力，受力得到平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命和工件断面质量全部能提升，而且能够让条料有一定刚度，方便送料。对于利用搭边自动送料模具，搭边会让条料有一定刚度，来确保条料连续地送进。搭边合理数值关键取决于材料厚度、材料种类、冲裁件大小和冲裁件轮廓形状等。通常情况是板料越厚，材料愈软和冲裁件尺寸愈大，形状越复杂，则搭边值也应愈大。条料在模具上每一次送进距离被称之为送料步距。每一步距能够冲出一个制件，也能够冲出多个制件。而送料步距数值则应该是条料上两个对应制件所对应点之间距离。假如一个模具是出两个制件，那它送料步距则是制件宽度两倍。条料厚度较薄，依据厚度和零件材料查阅模具设计手册得出：两侧搭边值取4mm。条料宽 B=49mm。步距 A=20mm。3.2.5材料利用率 材料经济利用，会直接取决到冲压制件制造方法和排样方法。在冲压工艺设计中，而评价材料经济利用程度指标是材料利用率。根据公式(3-3)计算为： （3-3） 式中：k:材料利用率； N:条料上生产冲件数；S工件:每个冲件面积，mm2；S总:条料面积，mm2计算得：K=24.8%3.3 冲裁力及弯曲力计算3.3.1 冲压力计算冲裁力是从板料或是卷料上冲出工件需要轮廓尺寸或是在坯料上冲孔时候，材料对凸模最大抵御力，也就是压力机在这个时候应该含有最小压力。计算冲裁力目标是为了选择合理压力机，设计模具和检验模具强度。压力机吨位必需大于所计算冲裁力，来适应冲裁工艺需求。影响冲裁力关键原因是材料厚度、抗剪强度和冲裁件周长。而且刃口锐利程度、冲裁间隙、速度等也会对冲裁力有比较大影响。1）用一般平刃口模具冲裁时，冲裁力F通常按以下式(3-4)计算： (3-4)式中 F:冲裁力(N) L:冲裁周围长度（mm） :材料抗剪切强度（MPa） K:系数，模具间隙值波动、刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因 而影响而给出修正系数， 通常取K=1.3。 T :料厚（mm） 查表得 =(300-400Mpa)取=350Mpa；T=0.8mm。计算得各个工位冲裁力为： F1 =1.331.360.8350=11415N F2=1.339.450.8350=14360N F3=1.358.070.8350=21137N F4=1.3450.8350=16380N F5=1.356.360.8350=20515N F6=1.3200.8350=7280N F7=1.329.140.8350=10607N 所以:=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7 =101.69KN卸料力是将工件或是废料从凸模上卸下时所需要力。2）卸料力按公式(3-5)计算： =KX (3-5)其中： :卸料力（N） :冲裁力（N） KX:卸料系数，查模具设计手册，其值为0.03-0.04，取K=0.04。计算得:F卸=4067.76N3.3.2 弯曲力计算 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机关键依据。弯曲力大小在毛坯尺寸，零件形状，材料力学性能，弯曲方法，模具结构，模具间隙和模具工作表面质量等很多原因相关。所以利用理论分析方法极难确切计算弯曲力。生产中常见经验公式计算弯曲力。 1）自由弯曲时弯曲力按以下公式(3-6)进行计算： （3-6）式中：B:弯曲件宽度（mm） T:弯曲材料厚度（mm） R:弯曲件内弯半径（mm） :材料抗拉强度,275-380Mpa。 K:安全系数，通常取K=1.3 校正弯曲力可按下公式(3-7)进行计算： (3-7) 式中 Fj:校正弯曲力（N）； P:单位校正力(可查表 3-1)，（MPa）； A:工件被校正部分在凹模上投影面积（mm2 ）；表 3-1单位校正力 p材料材料厚度t/mm11225510黄铜15202030304040601020钢20303040406060802530钢30404050507070100 计算得总弯曲力：F弯=4043N 2）顶件力计算：顶件力是将工件从凹模洞口逆着冲裁方向顶出所需要了。对于含有顶件装置或压料装置弯曲模具，顶件力值可近似取自由弯曲力30%-80%。所以，总冲压力 F总107KN初选开式压力机。3.4 弹性原件选择和计算弹性元件中弹簧关键是弹性卸料、压料和顶件等装置来提供作用力和行程，是冲压模具中应用最为广泛弹性元件之一，弹簧品种规格很多而且性能用途各异，器标准化，系列化和通用化程度比较高，交换性好，设计模具时按标准选择即可。可按下表3-3选择所需弹簧。表3-2圆柱螺旋压缩弹簧规格(mm)DdHtH2fF2N1153504.19.40.9444010182555.723.22.5989.3204455.39.41.237807.7224455.711.41.597007.2254456.413.82.165906.4305507.614.42.459505.9表中：D：弹簧外径，d：钢丝直径，H：弹簧自由高度，t:弹簧节距，H2：最大工作负荷下总变形量，f：最大工作负荷下单圈变形量，F2：最大工作负荷，n1：弹簧有效圈数。依据上述卸料力计算，选择D=20mm弹簧3.5 模具压力中心计算冲压力协力作用点被称之为冲模压力中心。为了确保压力机和模具能够正常工作，应确保冲模压力中心和压力机滑块中心线相重合。不然，在冲压时候会使得冲模和压力机滑块歪斜，进而使得凸，凹模制件间隙不均和导向零件磨损加剧，造成刃口和其它零件损坏，模具寿命降低。有时更会引发压力机导轨磨损，影响到压力机精度。到了实际生产中，可能会出现因为排样，冲裁件形状等等之类原因，使得压力中心和压力机滑块中心线不能够重合。形状简单而且对称工件，比如圆形，矩形，正多边形等，它冲裁时压力中心和工件几何中心重合。然而形状复杂工作，多凸模冲孔模及连续模压力中心则用解析法来进行确定。对于制件外形尺寸大，形状较为复杂或是多凸模冲裁模、连续模，正确确定其压力中心就显得很关键，假如因为冲件形状特殊，在模具结构方面考虑不适合使压力中心和模柄轴心线相重合，也需要注意到尽可能让压力中心偏离不要超出所选择压力机模柄孔投影面积范围。利用力矩原理求出复杂形状制件或多凸模冲裁压力中心步骤是以下：1 )画出制件轮廓形状2 )最好取计算最简便坐标系3)将复杂轮廓分解成为若干最简单线段L1 、L2、L3，分别求出各个线段长度和重心坐标X1 、X2、 X3,Y1 、Y2 、Y3。4）依据力矩原理根据公式式算出压力中心坐标X0 ,Y0我们依据这个原理：对同一轴线协力力矩等于各分力矩之和。以此来得到合理作用点，因为冲裁力和冲裁件周长成正比，所以用以下公式得出。 X0= (3-8) Y0= (3-9) 最终算出压力中心为(，) =(15，6) 。图3-5 压力中心示意图3.6凸凹模刃口尺寸计算凸模和凹模工作部分尺寸和公差，是影响冲裁件尺寸精度关键原因。凸凹模合理间隙数值也要靠凸模和凹模工作部分尺寸和公差来确保。所以，在冲裁模设计过程中正确确定凸模和凹模工作部分尺寸和公差极为关键。依据落料和冲孔特点，落料时应先确定凹模工作部分尺寸，而冲孔时则应先确定凸模尺寸。所以，设计落料模时以凹模为基准，间隙取在凸模上。设计冲孔模时以凸模为基准，间隙取在凹模上。依据凸、凹模刃口磨损规律，凹模在刃口磨损后会使落料件尺寸变大，它刃口基础尺寸应该选择靠近或是等于工件最小极限尺寸。而凸模刃口磨损后会使冲孔件孔径变小，所以应该使刃口尺寸靠近或等于工件最大极限尺寸。考虑到工件精度和模具精度间关系，在确定模具制造公差时，需要既能确保工件精度要求，又能确保有合理间隙数值，通常冲模制造精度要比工件精度高23级。3.6.1 通常形状凸凹模尺寸计算伴随模具加工设备发展和加工精度提升，凸、凹模全部会采取分开加工方法。不过对于简单形状和复杂形状冲裁件。凸、凹模刃口尺寸计算方法会有些不一样。凸模和凹模分开加工时候，应该分别计算并标注凸模和凹模工作部分尺寸和制造公差。这种方法比较适合圆形或是形状简单凸模和凹模及大量生产冲模时候采取。采取这种方法时必需使模具制造公差于间隙满足条件。凸模、凹模工作部分尺寸就是凸、凹模刃口尺寸计算，有两种计算方法。第一个方法是凸模和凹模分别加工方法计算；第二种计算方法则是凸模和凹模配作方法计算。本文所研究冲件形状复杂，对于形状比较复杂尺寸冲制件来说，不轻易区分落料尺寸和冲孔尺寸。为了方便计算刃口尺寸，先将尺寸分为磨损以后变大尺寸、磨损以后变小尺寸和磨损以后不变尺寸。因为是顺送模具，关键是以落料为主，所以这个凹模为基准件来制作凸模，只要给出间隙值即可，此处间隙取0.08。（1）凹模磨损后会增大尺寸：第一类尺寸AAj=(Amax-x) (3-10)（2）凹模磨损后会减小尺寸：第二类尺寸BBj=(Bmin+x) (3-11)（3）凹模磨损后基础不变尺寸：第三类尺寸CCj=(Cmin+) (3-12)式中：x:为磨损系数； A max:为工件最大极限尺寸； B min ，Cmin:为工件最小极限尺寸； :为工件公差。查表得：工件精度IT10级以上，x=1；工件精度IT11-IT13，x=0.75；工件精度IT14，x=0.5；可知工件尺寸按IT12级精度，x=0.75。在全部尺寸中，属于A类尺寸有：7.65 0+0.15，2.1 0+0.1，8.030+0.15，7.84 0+0.15，3.1 0+0.12，9.040+0.12，9.91 0+0.15，3 0+0.1，4.4 0+0.12，7 0+0.15，10.7 0+0.18，23.78 0+0.21，4 0+0.12，6 0+0.12，11.7 0+0.18，2.87 0+0.1。属于B类尺寸有：60+0.12， 3.40+0.12。属于C类尺寸有：14 0+0.18，2.6 0+0.1，1.4 0+0.1，2.03 0+0.1， 3.7 0+0.1， 2.33 0+0.1， 5.31 0+0.12， 4.7 0+0.12。 凹模尺寸：通常规则形状截面基础尺寸，查公差等级表可知具体尺寸。7.65 0+0.15：= =2.1 0+0.1：= =8.030+0.15：= =7.84 0+0.15：= =3.1 0+0.12：= =9.040+0.12：= =9.91 0+0.15：= =3 0+0.1：= =4.4 0+0.12：= =10.7 0+0.18：= =23.78 0+0.21：=23.940.026 =4 0+0.12：=4.060.015 =6 0+0.12：= =11.7 0+0.18：= =2.87 0+0.1:= =2.6 0+0.1：= =1.4 0+0.1：= =2.03 0+0.1：= =3.7 0+0.1：= =2.33 0+0.1：= =5.31 0+0.12：= =4.7 0+0.12：= = 3.6.2 圆形凸模尺寸计算因为此次设计中板料是薄板料，且制件外形较不规则，所以圆形凸，凹模应采取交换法加工法制造。以下计算中工件公差值。查资料，冲裁模合理双面间隙值Zmin=0.1；Zmax=0.13；Zmax-Zmin=0.03；制件