4确定模具总体结构方案
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，优先采用级进冲裁模。
4.2操作与定位方式
虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料的方式。考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，侧刃定距的定位方式。为减小料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用双刃左右对称布置。
4.3卸料与出件方式
考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料的方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的出件方式。
4.4 模架类型与精度
由于零件厚度薄，冲裁间隙小，又是级进模，因此采用导向平稳的中间导柱模架。考虑零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用1级精度的模架。
4.5 导向形式的确定
方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。
方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、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。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。
方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级进模采用中间导柱的导向方式，即方案二最佳。
5 弯曲件尺寸、排样形式和材料利用率计算
5.1 弯曲件展开尺寸的计算
弯曲件毛坯展开长度是根据应变中性层弯曲前后长度不变以及变形区在弯曲前后体积不变的原则来计算的。
弯曲属于90°角弯曲，圆角半径r?2mm，厚度t?3mm，r?2/3t?0.5t属于圆角半径较大的弯曲件，圆角
其中
??90?，则弯曲部分的长度
L弯曲??（r?x0t）/2?1.57(r?x0t)x0。
x0为弯曲件中性层系数，根据表3-1（《塑性成型工艺与模具设计》）选取得
，
则
弯
曲
毛
坯
=0.40，则度
为
L弯曲?1.57（2?0.4?3）?5.024?5.02300mm。
长
L总??L直边??L弯曲?50?15?15?5.02?2?90.04mm，而坯料的宽度为
5.2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。
方案四：采用中间载体来连接各工位之间的冲裁、弯曲及切断等工作，其兼有单侧载体和双侧载体的优点，材料利用率高。
通过上述四种方案的分析比较，综合考虑模具寿命、冲件质量、材料利用率和零件结构，该冲件的排样方式选择方案四为佳。
零件的排样图如下
5 弯曲件尺寸、排样形式和材料利用率计算
图5.1 零件的排样图
5.3 搭边值的确定
搭边值的作用，搭边是指排样时零件与条料侧边这间留下的剩料。其作用是使条料定位，保证零件的质量和精度，补偿定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不弯曲，便于送进，并能使冲模的寿命提高。为了节约材料，应选择合理的搭边值，它一般与卸料板的形式，条料厚度，冲压宽度L有关。
本设计采用弹性卸料方式，条料厚度t=3mm,矩形件边长L=90mm>50mm,且圆角r=2<2t=6,又其材料为低碳钢，通过查表（《塑性成型工艺与模具设计》），得工件间a=2.5,侧面搭边值a1?2.8,但由于本次设计的送料方式为直接送料，且条料精度可以达到零件要求，所以不需要搭边值。参照如图所示为了方便加工所设计的排样方式，则各零件间的距离为5mm。
5.4 送料步距与条料宽度计算
按排样图所示，本次排样选用无废料排样，则条料宽度可由下式计算：
o0B??(D?2a??)，???，其中B为条料的宽度，D为零件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）
为90.04mm，a为侧搭边的最小值（mm），为0，?为条料宽度的偏差（mm），查表2-7（《塑性成型工艺与模具设计》）的??0.8mm，则计算得B?(90.04?0?0.8)?0.80?90.86，但由
于本次设计的精度要求为1T14级，条料的精度要求不高，又零件在弯曲时会发生变形，使条料变宽，则可以直接选用宽度为90mm的标准条料。
条料在模具上每次送进的距离为送料步距，用A表示，则A?300?2.5?302.5。
5.5计算材料的利用率
冲裁件的实际面积与所用板料的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，用η
300?90.04/302.5?96.44?92.6％。
表示，??S1/S0?(S1/LB)?100％=
6 冲裁力、弯曲力、压件力、压力机的选择和压力中心的确定
6冲裁力、弯曲力、压件力、压力机的选择和压力中心的确定
6.1 冲裁力的计算
模具有俩个冲裁区，冲裁力由下式计算：F?KLt?
式中F为冲裁力（N），L为零件剪切周长（mm），t为材料厚度（mm）为3mm，?为材料抗剪强度（MPa）为315MPa，K为系数（考虑到模具间隙值的波动及均匀性，刃口的磨损，材料力学性能及厚度的波动，润滑情况等因素对冲裁力的值都有影响，故一般取K?1.3）。
在第一个冲孔工位中，零件的剪切周长L为所冲的在底部的三个孔和侧面的俩个半的周长之和。
L?L1?L2?L3?2L4??d1??d2?(?d3?2?12)?2?r4?10.2??8.2??8.2??24?2?12.5??
?51.6??24?186mm则冲裁力
F?1.3?186?3?315?228501在第二个工位中，零件的剪切周长
L=96.44，则冲裁力力见下表所示。
F?1.3?96.44?3?315?118476.5则各冲裁线长度和冲裁
表6.1 长度和冲裁力
部 位 第 1工 位 第 2工 位 总 计 L/mm 186 96.44 F/N 228501 118476.5 346977.5 6.2弯曲力的计算
有零件图可知，该零件弯曲属于U型弯曲，弯曲力可由下式计算（《塑性成型工艺与模具设计》表3-3），F自?0.7Kbt2?b/(r?t)，式中F为自由弯曲力，B为弯曲件宽度，B=20，t为
弯曲件材料厚度，t=3mm，r为弯曲件内半径，r=2mm，?b为材料抗拉强度，?b?315MPa，K为弯曲系数，K=1.3。
U型支架冲压工艺分析及模具设计毕业论文
