在设计冲压模具时，要合理地选择模具结构，正确地确定模具工作零件的结构形状、尺寸及其技术要求。使所设计的模具制造工艺性良好，造价便宜。充分利用冲压成形的特点，尽量减少后续加工，设计的模具应尽量能高效、优质、安全可靠地生产，且模具使用寿命长。

2.2.3级进模设计

级进模：有多个工位组成，各工位完成不同的加工，各工位顺序关联，在冲床的一次行程中完成一系列不同的冲压加工。级进模可以是两道工序的连续，也可以是多道工序的连续【7】。

级进模有如下特点：

1）冲压生产效率高；

2）操作安全简单；

3）模具寿命长；

4）产品质量高。

2.3冲压模具的失效性

冲裁模具主要用于各种板料的冲切。从冲裁工艺分析中我们已经得知，板料的冲裁过程可以分为三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段和剪裂阶段。

从磨损机理上分析，凸、凹模的磨损主要是粘附磨损和磨粒磨损【8】。

一般情况下，凸模的磨损要快于凹模，这是因为凸模刃口处的承力面积小于凹模，在同一冲裁力的作用下，凸模刃口处单位面积承受的压应力要比凹模刃口处更大一些；同时，在每一次冲裁过程中，凸模都要切入并退出板料，前后经历两次摩擦，而凹模和板料的分离部分仅发生一次摩擦。而且，凹模的淬火硬度通常高于凸模，这一切使得凸模的磨损要比凹模更快。

由于冲压模具的类型多样，其结构、材料的选择不同，加上冲模的工作条件相对复杂，生产中，冲压模具的失效形式也多种多样【9】。

近年来，关于模具的失效原因做了一个比较完善的统计，如表2.1【10】所示。

序号 模具失效原因 上海地区的统计数据％

1 模具材料质量不好 17．8

2 模具结构设计不合理 3．3

3 模具热处理工艺不佳 52

4 模具加工方法不合理 8．9

5 对模具材料的性能缺乏认识 -

6 毛坯材料下料不当 -

7 模具使用条件不好 11

8 模具毛坯锻造工艺不好 7

9 模具材料选用不当 -

10 其它 -

2.4冲压模具的快速成形技术：数字化编码钣

随着经济的快速发展和市场需求的多样化，人们对产品生产周期的要求越来越短，尤其在小批量甚至单件生产方面,要求现代制造技术不仅要有较高的柔性，还要有更新的、更能满足市场要求迅速变化的生产模式。数控单元冲压模具快速成形技术，就是为适应此种状态而产生的【11】。

钣件的形状可分割成一些简单的图形元素,然后合成所需图形。例如：矩形是4个直角的合成；波浪形是一些曲线的合成等。如图2.3所示的非等距简单图形零件的数字化，缺口1、2、3、4的(Δx，Δy)均相等，方孔5的(Δx，Δy)均等于2倍的(Δx，Δy)，设现有通用冲头的宽等于Δx，长等于Δy，则按如图2.3所示进行编号。缺口1由位置(2，0)以及位置(3，0)合成，缺口2、3、4同样由两个位置合成，方孔由8个位置合成。

3方案论证

3.1铰接支架零件的结构特点

铰接支架是起支撑作用的铰接构架，承受较大的力，也具有定位作用，使零件之间保持正确的位置，支架也提高了系统的刚性。

3.2铰接支架零件的材料特性

由零件的图纸要求可知，铰接支架零件采用的是A3即Q235A材料。A3钢是碳素结构钢，是GB700-79标准中规定的甲类钢，甲类钢保证机械性能；乙类钢保证化学成份。Q235A韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性。Q235A一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一些普通的机器零件，如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。表3.1是Q235A的特性【12】。