轴架冲压工艺及模具的设计概述模板.doc

目 录
引言 1
1 模具行业发展现实状况及市场前景 1
2 冲压工艺介绍 1
3 冲压工艺种类 2
4 冲压行业阻力和障碍和突破 2
1 冲裁件工艺分析 5
1.1 工件材料 5
1.2 工件结构形状 6
1.3 工件尺寸精度 6
2 冲裁工艺方案确实定 6
8
3 模具结构形式确实定 8
4.1 模具类型选择 9
4.2 操作方法 9
4.3 卸料、出件方法 9
4.4 确定送料方法 10
4.5 确定导向方法 10
5 模具设计计算 11
5.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 11
5.2 冲压力计算 15
5.3 压力中心确实定 17
5.4 模具刃口尺寸计算 18
6 关键零部件设计 21
6.1 工作零部件结构设计 21
7 校核模具闭合高度及压力机相关参数 28
7.1 校核模具闭合高度 28
7.2 冲压设备选定 28
8 设计并绘制模具总装图及选择标准件 29
9 模具安装调试 30
9.1 模具安装调试 30
结论 32
引言
1 模具行业发展现实状况及市场前景
现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，中国模具产业也迎来了新一轮发展机遇。近几年，中国模具产业总产值保持13%年增加率（据不完全统计，中国模具进口总值达成600多亿，同时，有近200个亿出口），到模具产值估计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在每十二个月9000多万美元增加到2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%模具需要更换。中国汽车产销量均突破400万辆，估计产销量各突破500万辆，轿车产量将达成260万辆。另外，电子和通讯产品对模具需求也很大，在发达国家往往占到模具市场总量20%之多。现在，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用约占三分之二，作为商品销售约占三分之一。在模具工业总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。
2 冲压工艺介绍
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，从而取得所需形状和尺寸工件(冲压件)成形加工方法。冲压和铸造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压坯料关键是热轧和冷轧钢板和钢带。
全世界钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉汽包、容器壳体、电机、电器铁芯硅钢片等全部是冲压加工。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。
冲压件和铸件、锻件相比，含有薄、匀轻、强特点。冲压可制出其它方法难于制造带有加强筋、肋、起伏或翻边工件，以提升其刚性。因为采取精密模具，工件精度可达微米级，且反复精度高、规格一致，能够冲压出孔、凸台等。
冷冲压件通常不再经切削加工，或仅需要少许切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。
冲压是高效生产方法，采取复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，通常每分钟可生产数百件。
3 冲压工艺种类
冲压关键是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目标是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时确保分离断面质量要求。成形工序目标是使板料在不破坯条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸工件。在实际生产中，常常是多个工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是多个关键冲压工艺。
冲压用板料表面和内在性能对冲压成品质量影响很大，要求冲压材料厚度正确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无显著方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。
在实际生产中，常见和冲压过程近似工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料冲压性能，以确保成品质量和高合格率。
模具精度和结构直接影响冲压件成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量关键原因。模具设计和制造需要较多时间，这就延长了新冲压件生产准备时间。
模座、模架、导向件标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，和研制快速换模装置，可降低冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适适用于降低冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适适用于大批量生产优异冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。
冲压设备除了厚板用水压机成形外，通常全部采取机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品搜集、输送等机械和模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率自动冲压生产线。
在每分钟生产数十、数百件冲压件情况下，在短临时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。所以，冲压中安全生产是一个很关键问题。
4 冲压行业阻力和障碍和突破
阻力一：机械化、自动化程度低
美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本中国250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平大型多工位压力机在中国应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是一般压力机5~10倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在中国推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，中国难以起步。
突破点：加速技术改造
要改变目前大部分还是手工上下料落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提升机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，尤其是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线技术改造，使尽早达成当今国际水平。而伴随微电子技术和通讯技术发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术和适应新一代轻量化车身结构型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造中国旧设备，使其发挥新生产能力。
阻力二：生产集中度低
很多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，造成各企业冲压件种类多，生产集中度低规模小，易造成低水平反复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临猛烈市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。
突破点：走专业化道路
快速改变现在“大而全”、“散乱差”格局，立即从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件大、中、小分门别类，成立多个大型冲压零部件制造供给中心及几十个小而专零部件工厂。经过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力冲压零部件供给商。
阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套
现在，中国汽车薄板只能满足60%左右，而高级轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等全部依靠进口。
突破点：所用材料应和行业协调发展
汽车用钢板品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和多种规格薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化理性材料，扩大应用已势在必行。
阻力四：科技结果转化慢优异工艺推广慢
在中国，很多冲压新技术起步并不晚，有些还达成了国际优异水平，但常常极难形成生产力。优异冲压工艺应用不多，有仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，造成企业对优异技术掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面差距更甚。现在，中国企业大部分仍采取传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需成形技术缺乏研究和技术贮备。
突破点：走产、学、研联合之路
中国和欧、美、日等相比，存在最大差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，结果不能立即转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术企业联合实体，形成既能开发创新，又能快速产业化良性循环。
阻力五：大、精模具依靠进口
目前，冲压模具材料、设计、制作均满足不了中国汽车发展需要，而且标准化程度尚低，大约为40%~45%，而国际上通常在70%左右。
突破点：提升信息化、标准化水平
必需用信息化技术改造模具企业，发展关键在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，尤其是成形过程计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速中国模具标准化进程，提升精度和交换率。努力争取模具标准件使用覆盖率达成60%，达成70%以上基础满足市场需求。
阻力六：专业人才缺乏
业内掌握优异设计分析技术和数字化技术高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展需要，尤其是摩托车行业中含有冲压知识和技术和技能专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资企业由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺真谛。
突破点：提升行业人员素质
这是一项迫在眉睫任务，又是一项长久而系统任务。振兴中国冲压行业需要大批高水平科技人才，大批熟悉中国外市场、含有现代管理知识和能力企业家，大批掌握优异技术、工艺高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。

1 冲裁件工艺分析
此次设计冲压工件以下图：

图1-1 工件图
1.1 工件材料
由图1-1分析知：Q235钢为优质碳素结构钢，含有良好塑性性、焊接性和压力加工性，关键用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。适合冲裁加工。

1.2 工件结构形状
工件结构形状相对简单，有一个不规则形状孔，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。
1.3 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 冲裁工艺方案确实定
方案一：先冲孔，再弯曲，后落料。单工序模生产。
方案二：冲孔—弯曲—落料级进冲压。级进模生产。
方案三：落料-拉深-冲孔复合模冲压。复合模生产。

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
通常
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，如宽度极小异形件

形状和尺寸受模具结构和强度限制，尺寸能够较大，厚度可达3mm
零件平面度
低
通常
中小型件不平直，高质量制件需较平
因为压料冲件同时得到了较平，制件平直度好且含有良好剪切断面
生产效率
低
较低
工序间自动送料，能够自动排除制件，生产效率高
冲件被顶到模具工作表面上，必需手动或机械排除，生产效率较低
安全性
不安全，需采取安全方法
比较安全
不安全，需采取安全方法
模具制造工作量和成本
低
比无导向稍高
冲裁简单零件时，比复合模低
冲裁较复杂零件时，比级进模低
适用场所
料厚精度要求低小批量冲件生产
大批量小型冲压件生产
形状复杂，精度要求较高平直度要求高中小型制件大批量生产
依据分析结合表分析：
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二低，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为佳。

3 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。

4 模具总体设计
4.1 模具类型选择
由冲压工艺分析可知，采取级进模方法冲压，所以模具类型为级进模。
4.2 操作方法
零件生产批量为10万件，但合理安排生产可用手动送料方法，既能满足生产要求，又能够降低生产成本，提升经济效益。
4.3 卸料、出件方法
4.3.1 卸料方法
刚性卸料和弹性卸料比较：
刚性卸料是采取固定卸料板结构。常见于较硬、较厚且精度要求不高工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时和凸模间隙随材料厚度增加而增大，单边间隙取（0.2～0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模导向作用时卸料板和 凸模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。关键用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装场所。
镇压卸料板含有卸料和压料双重作用，关键用于料厚小于或等于2mm板料因为有压料作用，冲件比较平整。卸料板和凸模之间单边间隙选择（0.1～0.2）t,若镇压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者配合间隙应小于冲裁间隙。常见作落料模、冲孔模、正装复合模卸料装置。
工件平直度较高，料厚为2mm相对较薄，卸料力不大，因为镇压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者能够看见条料在模具中送进动态，且弹性卸料板对工件施加是柔性力，不会损伤工件表面，故可采取弹性卸料。

4.3.2 出件方法
因采取级进模生产，故采取向下落料出件。
4.4 确定送料方法
因选择冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向凹模宽度B小于送料方向凹模长度L故采取横向送料方法，即由右向左（或由左向右）送料。
4.5 确定导向方法
方案一：采取对角导柱模架。因为导柱安装在模具压力中心对称对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常见于横向送料级进模或纵向送料落料模、复合模。
方案二：采取后侧导柱模架。因为前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。
方案三：四导柱模架。含有导向平稳、导向正确可靠、刚性好等优点。常见于冲压件尺寸较大或精度要求较高冲压零件，和大量生产用自动冲压模架。
方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具对称线上，导向平稳、正确。但只能一个方向送料。
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，该级复合模采取对角侧导柱模架导向方法，即方案一最好。

5 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4所列搭边值和侧搭边值确定。
依据零件形状，查表4工件之间搭边值a=5mm, 工件和侧边之间搭边值a1=2.5mm, 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＋2 a1）0△ 公式（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---侧刃冲切得料边定距宽度；（其值查表6）可得△=2.0mm。
△—板料剪裁下偏差；（其值查表5）可得△=0.6mm。
B0△=176＋2×2.5
=1810-0.60mm
故条料宽度为181mm。
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
09
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
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 公式（5-2）
Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边
S＝22＋5
＝27mm
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% 公式（5-2）
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
A=176×22-π×6.52-13×12-π×22
=3570.8mm2
所以一个步距内材料利用率
Η=Ａ／BS×100% 公式（5-2）
=3570.8／179×27×100%
=73.8%
考虑料头 、尾料和边角余料消耗，一张板材上总利用率η总为
η总= nA1／LB×100% 公式（5-3）
式中 n—一张板料上冲裁件总数目；A1—一个冲裁件实际面积；
L—板料长度；B—板料宽度。
查板材标准，宜选择650mm×1300mm钢板，每张钢板可剪裁为24张条料（27mm×1300mm）,每张条料能够冲7个工件，所以每张钢板材料利用率
η总 = nA1/LB×100% 公式（5-2）
=24×3570.8×7/650×1300×100%
=76.9%
依据计算结果知道选择直排材料利用率可达76.9%，满足要求。
5.2 冲压力计算
5.2.1 冲裁力和拉深力计算
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 公式（5-4）
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；
L=396mm
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2为310~380Ｍpa,取τb=380Mpa
所以
F=KLtτb
=1.3×396×1.5×380
=293436N

5.2.2 卸料力、顶件力计算
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；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要力称为顶件力。通常按以下公式计算：
卸料力　　　
F X=KXF 公式（5-5）
顶件力　　　
FD=KDF 公式（5-6）
FX=KXF
=0.04×293436N=11737.44N
（KX 、KD为卸料力系数，其值查表7可得）
FD=KDF
=0.06×293436N=17606.16N
所以总冲压力
FZ=F+FX+FD
=293436N+11737.44N+17606.16N
=322779.5=322.8KN
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—63。
表5-4 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
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) 公式（5-7）
Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln）公式（5-8）
因为该工件高度对称，压力中心即为（0，0）。
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% 公式（5-9）
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IT13，X取0.5。因为本产品采取IT13级精度，所以X取0.5.

1760-0.62 DA=( Dmax－△x) +0.020=(176－0.62×0.5) +0.020=175.69 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(175.69－0.24) 0-0.02=175.450-0.02
220-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(22－0.12×0.5) +0.020=21.94 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(21.94－0.24) 0-0.02=21.70-0.02
120-0.1 DA=( Dmax－△x) +0.020=(12－0.1×0.5) +0.020=11.95 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(11.95－0.24) 0-0.02=11.710-0.02
R6.50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(6.5－0.06×0.5) +0.020=6.47 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(6.47－0.24) 0-0.02=6.230-0.02
50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(5－0.06×0.5) +0.020=4.97 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(4.97－0.24) 0-0.02=4.730-0.02

5.4.3 冲孔尺寸
冲孔尺寸大小为：

Φ120+0.1 dT=( dmin＋△x) 0-0.02=(12＋0.1×0.5) 0-0.02=12.05 0-0.02
dA=( dT＋Zmi