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2015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文）
工件厚度为1mm，材料为DC04，其?s ?130~ 210Mpa,?b ?270Mpa
??
工件的形状较简单、规则；内外形转角处的圆角较大，满足冲压件对圆角的要求； 六个孔的孔间距较大，距零件边缘距离较大，孔的尺寸也较大，即都满足冲压件工艺要 求。
2.1.1.2 尺寸精度
修边精度±0.5mm，孔位精度±0.2mm。冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一
般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。
2.2 模具结构形式设计
2.2.1 零件加工分析
根据东风越野车公司生产加工实际情况，整个冲压加工过程分为：拉延、修边冲孔、 冲孔剖切、冲孔侧冲孔剖切。本课题主要研究的是修边冲孔这道工序，这道工序有修边 和冲孔这两道工序，可以采用级进模或复合模。根据越野车公司实际生产情况，考虑生 产需要，最终决定采用复合模。
2.2.2 模具结构形式设计
2.2.2.1 主要模具零件
工作零件：凸模、凸凹模、凹模的镶拼块
工艺零件
卸料与压料零部件：废料刀、废料滑板、压料芯
模具零件
支持及夹持零件：上下模座、行程限制器
辅助结构零件
导向零件：导柱、导套，导板 紧固及其他零件：螺钉、销、弹簧
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废料由废料刀切碎后，从废料滑板流出，根据现场配置废料滑板。
2.2.2.2 工件定位和夹紧分析
工件需要被限制6个自由度。由于本道工序之前已经加工出相应型面，因此，可以
采用型面定位，通过已加工型面与凹凸模型面贴合自行找正定位，再利用压料零件将工 件完全定位。
定位之后要进行夹紧才能使冲压过程正常进行。冲压设备给予夹紧力，夹紧力由上 模座通过弹簧传给夹紧装置即压料芯，压料芯进而夹紧零件。
2.2.2.3 工件的加工分析
在压料芯夹紧工件后，由固定在上模座上的的工作零件（凹模或凸模）通过上模座 传来的力向下运动与下模座上的工作零件合作切掉工件的废料。切下的废料由废料刀切 碎后，从废料滑板流出。
2.2.2.4 模具结构
导柱导套导向，复合模倒装结构，采用弹簧压料装置，修边凹模镶块。
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第三章 工艺计算
3.1 冲压力的计算
3.1.1冲裁力的计算
冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抗力，计算冲裁力是为了合理选择压力机和设计 模具。冲裁力理论计算如下式：
F ??Lt? 0
F
0
L-冲裁件的周长（mm）； t-材料厚度（mm）； ??-材料抗剪强度（MPa）。
工件为1mm厚的DC04深冲用钢板，??取210Mpa，抗拉强度?b ?270Mpa，t=1mm,
?
?
而L=6106mm。
由于实际加工时凸、凹模刃口有磨损，模具也有间隙的变化，材料力学性能也有变 化且材料厚度有偏差偏差，所以在实际计算冲裁力还要增加30%，故选择冲床的最小冲
裁力（N）：
F=1.3F Lt?
0
b
由以上分析得冲床的最小冲裁力
F=1.3F0 ??Lt?b=6106?1?270N=1648620N≈1648KN
?
3.1.2 卸料力、推件力的计算
冲裁时，工件或废料从凸模上卸下来的力叫卸料力，从凹模内将工件或废料顺着冲 裁的方向推出的力叫推件力。通常多以经验公式计算.
由于设计本修边冲孔模具采用废料刀使废料自动流向滑料槽和来自凸模冲出的废
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料落在废料滑槽里，所以卸料力FQ、顶件力FQ2为零。
3.1.3 降低冲裁力的方法
3.1.3.1 加热冲裁
加热时，材料的抵抗剪切能力下降，这种方法可以有效的降低冲裁力。但是，材料 加热后会产生氧化皮，生产条件差，该法只是用于厚板或表面质量及尺寸精度不高的工 件。对于本课题使用的DC04深冲钢板不适用。
3.1.3.2 阶梯冲裁
多个凸模冲裁时，可以将凸模呈阶梯形布置，这样能避免多个凸模最大冲裁力同时 出现，从而降低了最大冲裁力。阶梯凸模冲裁力的计算，应按相同高度的凸模最大冲裁 力之和来确定。本课题的凸模布置可以考虑该方法。
3.1.3.3 斜刃冲裁
用普遍平刃口模具冲裁的时候，其所有刃口平面同一时间接触板料，所以在冲裁大 型或厚板工件的时候，冲裁力一般很大。如果将凸模或者凹模刃口平面做成与轴线倾斜 一定的角度，冲裁的时候刃口就不会在同一时间切入，而是一步一步地冲切材料，这就 如同减少了剪切的面积，因而能够有效降低冲裁力。同时还能降低冲裁时的振动和噪声。
3.2 计算压力中心
3.2.1 确定压力中心的目的
冲裁模的压力中心是指冲裁力合力的作用点。冲裁的时候，模具的压力中心必须与 冲床滑块的中心线重合。如果不重合，滑块就会承受偏心载荷，这样会导致模具歪斜，
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间隙不均，从而造成冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损，降低冲床和模具的使用寿命。 因此在设计模具的时候，一定要确定模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，从而保 证模具的压力中心与冲床的滑块中心重合。
3.2.2 压力中心的计算方法
1）简单几何图形的压力中心
简单几何图形压力中心很容易计算得到，它的位置就在几何图形的几何中心，可 以根据几何知识计算得到压力中心。
2）复杂工件的压力中心
复杂工件的压力中心计算麻烦一点，需要用用解析计算法，解析法的计算依据是合 力对某个轴的力矩等于各分力对同一个轴的力矩的代数和，通过这个原理便可计算得压 力中心坐标（x0, y0 ）。
3）多凸模模具的压力中心
要确定多凸模模具的压力中心，就要先将各凸模的压力中心确定后，再根据解析法 计算整个模具的压力中心。不过现在模具CAD技术应用比较广泛，模具的压力中心也可
以通过CAD软件分析求得。
本课题零件外形较复杂，不是规则弧线，并且是复合冲压，因此手动计算不能准确 地求得压力中心，所以采用软件命令求得。
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