毕业设计（论文）天然气防泄漏卡子冲压模具设计【含全套CAD设计图纸】

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1、优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224天然气防泄漏卡子冲压模具设计摘 要本设计主要介绍了天然气防泄漏卡子冲压模具的设计过程。通过对零件进行工艺分析、确定冲压工艺方案及模具结构形式，然后进行排样设计、压力中心计算、冲裁力计算、工作零件刃口尺寸的计算等，最后通过 AutoCAD 绘制天然气防泄漏卡子冲压模具装配总图和零件图。关键词：天然气防泄漏卡子；冲压模具；设计优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224I目 录1 绪论.12 冲冲裁件工艺分析.3 2.1 零件说明 .3 2.2 材料分析 .3 2.3 零件结构 .3 2.4 尺寸精度 .43 冲裁方案的确定.5

2、3.1 冲裁工艺方案的确定 .5 3.2 冲裁工艺方法的选择 .54 模具总体结构的确定.7 4.1 模具类型的选择 .7 4.2 送料方式的选择 .7 4.3 定位方式的选择 .7 4.4 导向方式的选择 .8 4.5 卸料、出件方式的选择 .85 工艺参数计算.10 5.1 排样方式的选择 .10 5.1.1 搭边值的确定.11 5.1.2 材料利用率的确定.13 5.2 冲压力的计算 .14 5.2.1 总冲裁力的计算.14 5.2.2 卸料力、推件力的计算.15 5.2.3 总冲压力的计算.16 5.2.4 初选压力机.16 5.2.5 压力中心的确定.176 刃口尺寸计算.20 6.

3、1 冲裁间隙的确定 .20 6.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 .21优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224II7 主要零部件设计.26 7.1 凹模设计 .26 7.1.1 凹模外形的确定.26 7.1.2 凹模刃口结构形式的选择.26 7.1.3 凹模精度与材料的确定.26 7.2 凸模的设计 .29 7.2.1 凸模结构的确定.29 7.2.2 凸模材料的确定.29 7.2.3 凸模精度的确定.29 7.2.4 凸模高度的确定.30 7.3 凸凹模设计 .31 7.3.1 凸凹模外形的确定.31 7.3.2 凸凹模材料的选取.31 7.3.3 凸凹模精度的确定.31 7

4、.3.4 凸凹模壁厚的确定.31 7.3.5 凸凹模洞口类型的选取.32 7.3.6 凸凹模尺寸的设计.32 7.4 定位零件的选用 .33 7.5 卸料装置的选定 .34 7.5.1 卸料装置的选用.34 7.5.2 卸料螺钉的选用.34 7.5.3 卸料板外型设计.34 7.5.4 卸料板材料的选择.34 7.5.5 卸料板的结构设计.35 7.5.6 卸料板整体精度的确定.35 7.5.7 卸料橡胶的选用.35 7.6 推件装置的选定 .37 7.6.1 推件块的设计.37 7.6.2 推板的选用.38优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224III 7.6.3 推杆的选用

5、.39 7.7 上下模座的选用 .39 7.8 连接及固定零件的选用 .39 7.8.1 螺钉与销钉的选用.39 7.8.2 模柄的选用.40 7.8.3 凸模固定板的设计.40 7.8.4 凸凹模固定板的设计.41 7.8.5 垫板的设计.428 冲压设备的校核与选定.44 8.1 冲压设备的校核 .44 8.2 冲压设备的选用 .449 压力机的选用.4510 模具结构简述.46结论.47致谢.48参考文献.49附录.50优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622411 绪论绪论模具，作为高效率的生产工具的一种，它是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。模具工业是国民经济的基

6、础产业，模具工业被称为先进制造技术的重要组成部分，也标志着一个国家的工业水平以及产品开发能力。随着我国模具制造业的不断发展，对冲压技术也提出了更高的要求，如：提高生产效益、保证产品质量、节约成本，从而取得更高的经济效益。在中国人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从

7、事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE 技术已基本成熟。由于模具 CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，

8、更为广大模具企业普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具 CAD/CAM 技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ976662242本设计采用了 CAD 技术,加快了冲压模具设计时制图与造型的速度，缩短了不必要的时间，也合理的解释了该模具的工作过程及一些加工时应注意的难点。天然气防泄漏卡子的

9、设计在安全使用天然气的领域非常重要，设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622432 冲裁件工艺分析冲裁件工艺分析2.1 零件说明零件说明天然气防泄漏卡子年产量为 30 万件，采用大批生产，材料采用 Q235，零件厚度为 1.2mm，未注公差等级为 IT12，零件如图 2-1 所示：图图 2- -1 卡子卡子零件图零件图2.2 材料分析材料分析冲

10、裁件材质为：Q235，零件厚度为 1.2mm，属于碳素结构钢，具有良好的冲压性能，适用于要求较高的零件。由上表 2-1 可知：Q235 碳素结构钢抗剪强度为 303372MPa。表表 2- -1 部分碳素钢抗剪性能部分碳素钢抗剪性能材料名称牌号材料状态抗剪强度 /MPaQ195255314Q235303372碳素结构钢Q275未经退火392490优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622442.3 零件结构零件结构零件结构形状相对简单，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有 2 个圆孔，最小尺寸为10mm，满足冲裁最小孔径 dmin0.9mm 的要求。根据该零件形状来分析，该零件的结

11、构满足冲裁要求。2.4 尺寸精度尺寸精度由于本零件给定的精度都按生产所需经济精度要求 IT12 查表 2-2 得：冲孔尺寸：1015. 00；落料尺寸：45，55，30，R3；030. 0030. 0021. 0010. 0中心距：210.21。表表 2- -2 常见零件公差等级表常见零件公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm336610101818303050508080120120180180250250315315400400500344567810121416182045689111315182023252

12、768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.52

13、0.620.740.871.001.151.301.401.55优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622453 冲裁方案的确定冲裁方案的确定3.1 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。3.2 冲裁工艺方法的选择冲裁工艺方法的选择冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。方案一：先落料，后冲孔。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压

14、工序。方案三：级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。其三种工序的性能见表 3-1：表表 3- -1 单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能比较项目单工序模复合模级进模生产批量小批量中批量和大批量中批量和大批量冲压精度较低较高较高冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于

15、单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差，仅适合于大批量生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ976662246冲模制造的复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁较简单零件时低于复合模根据分析结合表 3-1 得出结论：方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。方案二只需一副模具，冲压的形状精度和尺寸容易保证且生产效率也高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造难度较小。方案三只需一副模具，生产效率很高，但零件的

16、冲裁精度稍差。欲保证冲压件的形状精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模具复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的的几何形状简单，模具制造难度较小，故冲压生产采用方案二为佳。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622474 模具总体结构的确定模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择模具类型的选择按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种，两种的优点、缺点及适用范围见表 4-1。正装式复合模适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。倒装式冷冲模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式冷冲模结构简

17、单，可以直接利用压力机打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛。表表 4- -1 正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围比较项目正装（顺装)式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直

18、接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛综上所述，该制件结构形状简单，精度要求较低，孔边距较大，宜采用倒装式复合模。由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为倒装式复合模。4.2 送料方式的选择送料方式的选择由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ976662248后自动送料方式。4.3 定位方式的定位方式的选择选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进布局采用挡料销定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量

19、，可以靠操作工目测来定。4.4 导向方式的选择导向方式的选择模具运动方向的导向，是由导向装置来保证的。同时，导向装置对模具间隙的均匀性，精确合模运动还起定位的作用。主要包括以下四种方案：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：采用后侧式导柱模架。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对模具使用寿命有一定影响。方案三：采用四导柱模架。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及大量

20、生产用的自动冲压模架。方案四：采用中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。只能一个方向送料。（a）中间导柱 （b）后侧导柱 （c）对角导柱 （d）四角导柱 （1）下模座 （2）导柱 （3）导套 （4）上模座优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ976662249图图 4- -1 导柱模架导柱模架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，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制，能满足工件成型的要求。即方案二最佳。4.5 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择刚性卸料是采用固定卸料板结构，常用于较硬、较厚且

21、精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料版只起卸料作用时与凸模间隙随材料厚度的增大而增加，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的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。主要用于卸料力较大，材料厚度大于 2mm 的材料。弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲料厚在 2mm 及以下厚度的板料，卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t，若弹性卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙性小于冲裁间隙，常用作落料模、冲孔模、症状复合模的卸料装置。由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。工件

22、平直度较高，料厚为 1.2mm 相对较薄，卸料力不大，由于弹性卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进状态，且弹性卸料板对工件施加的柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224105 工艺参数计算工艺参数计算5.1 排样排样方式的选择方式的选择冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。根据材料经济利用程度，排样的方法有：直排、斜排、对直排、混合排，根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考

23、虑。因此有下列三种方案：方案一：有废料排样。沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样。因受剪裁条料质量和定位误差的影响。其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命。但材料利用率稍高。冲模结构简单。方案三：无废料排样。冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件，但对材料利用率最高。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但受条料宽度误差及条料导向误差的影响，冲裁件的尺寸精度不易保证，

24、故应采用方案一。可采用的排样方式有横排和纵排，如图 5-1、图 5-2 两种方式所示：优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622411图图 5- -1 横排横排图图 5- -2 纵排纵排5.1.1 搭边值的确定搭边值的确定排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验和查表来确定的，该制件的搭边值查表 5-1： 表表5- -1 搭边搭边a a和和a a1 1数值（低碳钢）数值（低碳钢） mm圆形或圆角 r2t 的工

25、件材料厚度 t工件间 a1侧面 a0.25 以下1.82.00.250.51.21.5优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224120.50.81.01.20.81.20.81.01.21.61.01.21.62.01.21.5搭边由表 5-1 得材料的性能、厚度和形状可确定搭边。工件之间的搭边：a1=0.8mm工件与侧面的搭边：a=1.0mm宽度的确定：搭边的作用是补偿定位误差，保证条料有一定的刚度，同时保证零件质量和送料方便。根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的模具和无侧压装置的模具，侧压装置的作用是用于压紧送进模具的条料（从料带侧面压紧） ，使条料不至于侧向窜动，以利于稳

26、定地加工生产。本套模具无导料板为无侧压装置。故按下式计算： 0max0)2(caDB（5-1）式中： B-条料宽度（mm） ； Dmax-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a-冲裁件之间的搭边值可参考表 5-1； -条料宽度的单向（负向）偏差，见表 5-2； C-导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见表 5-3。 表表 5- -2 剪料公差及条料与导料板之间隙剪料公差及条料与导料板之间隙 mm材料厚度t/mm条料宽度B/mm0112233550501001001501502202203000.40.50.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.2

27、1.3 表表 5- -3 有侧压装置和无侧压装置对照表有侧压装置和无侧压装置对照表 mm材料厚度无侧压装置有侧压装置优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622413条料宽度 B（mm）t（mm）1001002002003000.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.055 0.040.050.030.040.020.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝及铝合金紫铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09 K推-推件力系数通过查表 5-5 确定，推件力系数取 K推

28、=0.055mm。由 K推=0.055mm，n=5，F冲=115452.4N，代入公式（5-5）得：推件力 冲推推FnKF =6/1.20.055115452.4 =31749.41N优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622417由 K卸=0.05mm，代入公式（5-6）得：卸料力 冲卸卸FKF =0.05115452.4 =2178.72N5.2.3 总冲压力的计算总冲压力的计算 推卸冲FFFF =115452.4+31749.62+2178.41 =155205.53N5.2.4 初选压力机初选压力机压力机可分为机械式和液压式，机械式分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床，液压

29、式分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母 C，其机身前端及左右均敞开，操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过 2000KW。闭式机左右两侧封闭，机身刚度好，压力机精度高。考虑到零件尺寸较大，在此选闭式单点压力机。根据以上计算数值，查下表 5-6 初选压力机为 J23-16 型压力机。表表 5- -6 闭式单点压力机规格及参数闭式单点压力机规格及参数型号J23-3.15J23-6.3J23-10J323-16公称压力/KN31.563100160滑块行程/mm25354555最大装模高度/

30、mm120150180220装模高度调节量/mm25354555滑块中心线至床身距离/mm90110110160前后90滑块底面尺寸/mm左右100工作台板厚度/mm354050290直径25303040模柄孔尺寸/mm深度40555560优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622418 初选压力机为 J23-16 型压力机。最大装模高度/mm：220mm；滑块行程/mm：55mm。5.2.5 压力中心的确定压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压合力的作用点的位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否者，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，

31、使滑块和导轨之间产生偏移。冲模的压力中心，可按下述原则来确定： （1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件、多孔冲模、给进模的压力中心可用解析计算法求出冲模的压力中心。其依据就是各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合理对该轴的力矩，求出合力作用点的坐标位置，即为所求模具的压力中心。 计算公式为： niiniiinnnFxLLLLxLxLxLx112122110 （5-7）niiniiinnnFyLLLLyLyLyLy112122110 （5-8）式中： L1、L2、L3-各基

32、本线段的长度(mm)； X1、X2、X3-各基本线段的重心位置到 Y 轴的距离； Y1、Y2、Y3-各基本线段的重心位置到 X 轴的距离。 制件整体是非对称的，如图 5-4 所示：优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622419图图 5- -4 压力中心分析图压力中心分析图表表 5- -7 零件压力中心坐标零件压力中心坐标 根据公式计算落料凹模的压力中心坐标为：图形上下对称，压力中心坐标 y0=0各线段压力中心坐标线段长度（mm）YL1=5522.5L2=3080L3=940L4=200L5=5040L6=2055L7=940L8=3023.5L9=31.550L10=37.684

33、0L11=15.740L12=15.730优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622420niiniiinnnFxLLLLxLxLxLx112122110 =（550301515.710）/(503015.7) =8394.52/278.72 28.556 根据计算得出压力中心的坐标为（0,28.556） ，可知压力中心位于模柄投影范围内，所以模具不会发生偏移。6 刃口尺寸计算刃口尺寸计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。6.1 冲裁间隙的确定冲裁间隙的确定冲

34、裁间隙是影响冲裁工序最重要的工艺参数，其定义为冲裁凸模与凹模之间的空隙尺寸，如图 6-1 所示。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高。冲裁过程中模具的失效形式一般有磨损、变形、崩刀和凹模刃口胀裂四种。间隙大小主要对模具磨损及胀裂产生影响,间隙增大可以使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小。但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具寿命。一般间隙为（10%15%）t 时的磨损最小，模具寿命较高。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622421图图 6- -1 冲裁间隙图冲裁间隙图由于冲裁间隙对断面质量、工件尺寸

35、精度、模具寿命、冲裁力等的影响规律并非一致，所以，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳、尺寸精度最高、模具寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。所以在实际生产中，其总的原则应该是在保证满足冲裁件剪切断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命达到最长。目前在生产中，广泛采用经验法和查表法来确定合理的间隙植。本套模具采用查表法予以确定其间隙值。根据实用间隙表 6-1 查得材料 Q235 的最小双面间隙 Zmin=0.126mm，最大双面间隙 Zmax=0.180mm。 表表 6- -1 冲裁模初始双边间隙值冲裁模初始双边间隙值 mm 08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5

36、065Mn材料厚度ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于 0.5极小间隙（或无间隙）优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224220.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.03.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3

37、800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2

38、600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的计算及依据与法则刃口尺寸的计算及依据与法则在确定冲模凸模和凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原则：（1）根据落料和冲孔的特点，落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸，用

39、减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故冲孔以凹模为基准件，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。（2）根据凸、凹模刃口的磨损规律，凹模刃口磨损后使落料件尺寸变大，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；凸模刃口磨损后使冲孔件孔径减小，故应使刃口尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸。（3）凸模和凹模之间应保证有合理的间隙。（4）凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应。制造模具时常用以下两种方法来保证合理间隙： （1）分别加工法。分别规定凸模与凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差来保证间隙要求。凸模与凹模分别加工，成批制造，可以互换。这种加工方法必须把模具的制造公差控制在间隙

40、的变动范围之内，使模具制造难度增加。这种方法主要用于冲裁形状简单、间隙较大的模具或用精密设备加工凸模和凹模的优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622423模具。（2）单配加工法。用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。先加工基准件，然后非基准件按基准件配做，加工后的凸模和凹模不能互换。通常落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。这种方法多用于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。模具磨损预留量与工件制造精度有关。x表示，其中为工件的公差值，x为磨损系数，其值在(0.51)之间，根据工件制造精度选取： 工件精度 IT10 以上 x=1 工件精度 IT11IT13 x=0.75

41、 工件精度 IT14 x=0.5我们的制件落料的工件精度为 IT12，冲孔制件为 IT10。由上式可以得出落料磨损系数 x=0.75，冲孔磨损系数为 x=1。根据上述计算法则，对于采用分别加工的凸模和凹模，应保证下述关系：minmax|ZZ凹凸所以，新制造的模具应该保证，否则，模具的初始minmax|ZZ凹凸间隙已超过了允许的变动范围 ZminZmax，会影响模具使用寿命。本套模具采用分别加工法进行加工。分开加工时计算公式如下：落料 （6-凹）（凹0maxxDD1） （6-0min凹）（凹凸ZDD2）冲孔 （6-3）0min凸）（凸xdd （6-凹）（凸凹0minZdd4）孔心距 （6-8/1

42、LLd5）式中： D凸、D凹-分别为落料凹模和凸模的基本尺寸；优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622424 d凸、d凹-分别为冲孔凹模和凸模的基本尺寸； Dmax-落料件的最大极限尺寸； dmin -冲孔件的最小极限尺寸； L、Ld-工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸； -冲裁件公差； x-磨损系数； 凸-凸模的制造公差，凸模偏差取负值； 凹-凹模的制造公差，凹模偏差正值。由上表 6-1 可得：Zmin=0.126mm Zmax=0.180mmZmax-Zmin=（0.180-0.126）mm=0.054mm（1）对落料件尺寸 450-0.25的凹、凸模偏差值查下表 6-2 得：

43、凸=-0.020mm 凹=+0.030mm 根据条件 minmax|ZZ凹凸 则 （0.020+0.030）mm=0.050mm0.054mm 所以，满足分别加工条件。（2）对冲孔尺寸100-0.15的凸、凹模偏差查表 6-2 得：凸=-0.020mm 凹=+0.020mm 根据条件 minmax|ZZ凹凸 （0.020+0.020）mm=0.040mm0.054mm 所以，满足分别加工条件。 表表 6- -2 凸、凹模的制造公差凸、凹模的制造公差 mm基本尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹基本尺寸凸模偏差凸凹模偏差 凹18-0.020+0.020180260-0.030+0.0451830-0.020

44、+0.025260360-0.035+0.0503080-0.020+0.030360500-0.040+0.06080120-0.025+0.035120180-0.030+0.040500-0.050+0.070优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622425由下表 6-3 可查得：按照圆形公差查得磨损系数 x=0.75，非圆形件磨损系数 x=0.5。 表表 6- -3 磨损系数磨损系数 mm材料厚度工件公差1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.241336

45、500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.30 查表7-1得：K=0.25mm。代入公式（7-1）可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224291KbH =0.2555 =14mm代入公式（7-2）可计算凹模边壁厚： 2)H1.5(c =（1.52）14 =2128mm取凹模边壁厚为26mm。根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板的长、宽的尺寸。代入公式（7-3）可计算凹模长：2cbL1 =55+226 =107mm代入公式（7-

46、4）可计算凹模宽： 2cbB2 =45+226 =97mm 即：LBH=107mm97mm14mm查表 7-2 得凹模尺寸为 125mm100mm14mm。 表表 7- -2 矩形和圆形凹模外形尺寸矩形和圆形凹模外形尺寸 mm矩形凹模的长度和宽度 LB矩形和圆形凹模厚度圆形凹模直径d6350、6363 10、12、14、16、18、20638063、8080、10063、10080、100100、12580 12、14、16、18、20、2280、100125100、125125、14080、140100 14、16、18、20、22、25125优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766

47、622430140125、140140、160100、160125、160140、200100、200125 16、18、20、22、25、28140160160、200140、200160、200125、250140 16、20、22、25、28、32160200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35200250250、280200、280250、 20、25、28、32、35、40250315250 20、28、32、35、40、45280、315 凹模外形简图如图 7-2 所示：图图 7- -2 凹模简图凹模简图优秀毕业设计，全套设计【带图纸

48、】加 QQ97666224317.2 凸模的设计凸模的设计7.2.1 凸模凸模结构的确定结构的确定凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。因为该制件形状不复杂，所以将落料模设计成台阶式凸模，台阶式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，凸模与凸模固定板的配合按 H7/m6。7.2.2 凸模材料的确定凸模材料的确定该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力,所以凸模的材料应选 Cr12MoV，热处理 5862HRC。7.2.3 凸模精度的确定凸模精度的确定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用 IT7 级，

49、表面粗糙度为 Ra1.6，同轴度为 0.02。7.2.4 凸模尺寸的凸模尺寸的设计设计因为该制件形状不是很复杂，所以将冲孔模设计成台阶式凸模。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模与附加长度的总和，如图7-3所示：图图7- -3 凸模高度尺寸凸模高度尺寸凸模高度为： （7-2)(1hhL215）式中： h1-凸模固定板厚度，可得：h1=14mm；优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622432 h2-凹模厚度，可得：h2=14mm； 12-附加长度。附加长度包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度。 （附加长度取1mm）由 h1=14mm，h2=1

50、4mm，代入公式（7-5）得： L=14+14+1=29mm由以上可得凸模简图如图 7-4 所示：图图 7- -4 凸模简图凸模简图7.3 凸凹模设计凸凹模设计7.3.1 凸凹模外形的确定凸凹模外形的确定凸凹模的外形由本套模具所设计的零件图样外形确定。凸凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量，一般根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，与落料凹模配合确定，其内孔尺寸与冲孔凸模配合确定。7.3.2 凸凹模材料的选取凸凹模材料的选取由于冲模为复合模，所以材料要有良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性、热处理工艺性等。Cr12MoV 刚具有较好的淬透性，很高的耐磨性，有较

51、高的冲击韧度和承载强度，且淬火变形小。为满足以上要求，在该模具中凸凹模材料选用 Cr12MoV 钢。7.3.3 凸凹模精度的确定凸凹模精度的确定零件精度：由于该零件为工作零件，起主要成型的作用，对精度要求较高，外形精度公差为 IT7。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224337.3.4 凸凹模壁厚的确定凸凹模壁厚的确定凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。凸凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装结构

52、时，若内孔为直筒型刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大一些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表 7-3。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小一些。表表 7- -3 凸凹模的最小壁厚凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚/mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚/mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710凸凹模内外刃

53、口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为3.2mm，厚为3.2mm，设计中凸凹模壁厚为4mm，该凸凹模的侧壁强度要求足够。7.3.5 凸凹模洞口类型的选取凸凹模洞口类型的选取本设计采用的是倒装式复合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要设计凸凹模洞口类型，排出积存废料。凸凹模洞口的类型如图 7-5 所示，其中 a、b、c 型为直筒式刃口凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料的聚集而增大了推件力和凸凹模的涨裂力，给凸、凸凹模的强度都带来了不利影响。一般复合模和上出件的冲裁模用 a、c 型，下出件用 b、d

54、型其中 d 型是锥筒式刃口，在凸凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大。综上所述，本设计选用 a 型洞口。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622434（a）直通式 （b）直通式 （c）直通式 （d）锥筒式 （e）锥形式图图 7- -5 凸凹模洞口的类型凸凹模洞口的类型7.3.6 凸凹模尺寸的设计凸凹模尺寸的设计凸凹模高度尺寸如图 7-6 所示，计算公式如下： （7-321hhhhL6）式中： h-增加长度（包括凸模进入凸凹模深度，弹性元件安装高度等） ； h1-凸凹模固定板厚度； h2-弹性卸料板厚度； h3-凸凹模板厚度。图图 7- -6 凸凹

55、模高度尺寸凸凹模高度尺寸由 h=2mm，h1=16mm，h2=10mm，h3=18mm，代入公式（7-6）得凸凹模高度：321hhhhL =2+16+10+18 =46mm综上所述，结合总体设计中对零件图样的设计，最终确定凸凹模尺寸：57mm46mm。凸凹模简图如图 7-7 所示：优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622435图图 7- -7 凸凹模简图凸凹模简图7.4 定位零件的选用定位零件的选用 定位零件为挡料销和导料销，选取时，应注意以下几点：（1）工件外形简单时，应以外形定位，外形复杂时以内孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，确保操作安全。（3）若工件需要

56、经过几道工序完成时，各套冲模应尽可能利用工件上同一位基准，避免累积误差。在此选用机械行业标准 GB/T7649.10-94 中的 A 型挡料销，作为该模具中的挡料销和导料销。选取该模具的挡料销和导料销的直径 d=8mm 的 A 型固定挡料销。7.5 卸料装置的选定卸料装置的选定7.5.1 卸料装置的选用卸料装置的选用 弹性卸料装置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料起导向作用时，卸料板与凸模按 H7/h6 配合制造，但其间隙应比凸、凹间隙小，此时，凸模与固定板以 H7/h6 配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622436工件

57、零件刃口(0.30.5)mm，以便顺利卸料。弹性卸料装置简图如图 7-8 所示：1-卸料板；2-弹性元件；3-卸料螺钉图图 7- -8 弹压卸料装置简图弹压卸料装置简图7.5.2 卸料螺钉的选用卸料螺钉的选用根据复合模典型组合尺寸查得卸料螺钉选择为：圆柱头卸料螺钉M842mm JB/T7650.5。7.5.3 卸料板外型设计卸料板外型设计在冲压工艺分析中已经选择了弹性卸料装置，采用卸料板进行卸料。卸料板不仅有卸料作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相等。卸料板与凸凹模的间隙值由表 7-4 确定，取0.15mm。7.5.4 卸料板卸料板材料的选择材料的选

58、择卸料板主要是起卸料的作用，对它的强度和硬度要求较高，所以材料选择是 45 钢。45 钢是优质碳素结构钢，它的质量较好，含碳量（0.45%）波动小，性能较稳定。经过热处理（调质）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。7.5.5 卸料板的结构设计卸料板的结构设计卸料板与凸凹模应该是间隙配合，要保证单边间隙为 0.15mm。表表 7-7-4 卸料板与凸凹模间隙值卸料板与凸凹模间隙值材料厚度 t/mm1单边间隙 Z/mm0.050.10.15优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622437 根据查表 7-4 得，卸料板与凸凹模间隙符合条件。 本套模具采

59、用了一个挡料销和两个导料销进行条料的定位和导料。根据条料的宽和搭边值确定挡料销和导料销的位置，两个导料销之间的距离为20mm。模具采用的是弹压卸料板、橡胶和卸料螺钉进行卸料。两个卸料螺钉对称分布，使每个卸料螺钉受力均匀。7.5.6 卸料板整体精度的确定卸料板整体精度的确定卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选取 IT14 级，粗糙度为 Ra3.2；而内轮廓的精度要求比外轮廓的要求稍高，所以选取 IT11 级，粗糙度为 Ra1.6；两个螺纹孔和挡料销、导料销有定位的作用，所以精度要求要高一些为 IT7 级，粗糙度为 Ra3.2。7.5.7 卸料橡胶的选用卸料橡胶的选用在冲裁模卸料与出件装置中，常用的

60、元件是弹簧和橡胶，考虑模具的结构，该模具采用的弹性元件为橡胶。橡胶允许承受的负载较大，占据空间尺寸较小，安装调整较方便灵活，而且成本低，是中小型冲模中弹性卸料、顶件及压边装置常用的弹性元件。卸料橡胶的选用与计算步骤：（1）确定自由高度 H自 （7-7修模工自）（h0.300.25/LH）式中： L工-冲模的工作行程，对冲裁模而言，L工=t+1； h修模-预留的修模量，根据模具设计寿命一般取(46)mm。代入公式（7-7）得： 修模工自）（h0.300.25/LH =2.2/（0.250.30）+（46） =（7.338.8）+（46） =11.3314.8 =14mm优秀毕业设计，全套设计【带

61、图纸】加 QQ9766622438（2）确定 L预和 H装 （7-8自预）（H0.150.1L）式中： L预-橡胶的预压缩量。由 H自=14mm，代入公式（7-8）得： L预=（0.10.15）14=1.42.1=2.0mm （7-9预自装LHH）式中： H装-冲模装配好以后橡胶的高度。由 H自=14mm，代入公式（7-9）得：=14-2=12mm预自装LHH（3）确定橡胶橫截面积 A （7-10F/gA ）式中： F-所需的弹压力（F=36883.665N） ； g-橡胶在预压缩状态下的单位压力：g=0.260.50(MPa)。代入公式（7-10）得：A=F/g=36883.665/0.40

62、=92209.1625mm2综上所述，结合卸料板的厚度查表 7-5，卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸 125mm100mm14mm，从而可以确定卸料板的尺寸。 查表 7-5，卸料板的厚度为 10mm。表表 7- -5 固定卸料板厚度固定卸料板厚度2000.866810120.81.5681012141.53810121416 卸料板简图如图 7-9 所示：优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622439图图 7- -9 卸料板简图卸料板简图7.6 推件装置的选定推件装置的选定推件装置主要有两种：（1）弹性推件装置：一般装在下模，具有压料作用，冲裁件质量好，但推件力小。常用

63、于正装式复合模或冲裁薄板料的落料模中。（2）刚性推件装置：一般装在上模，利用压力机的力推件，因为推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。常用于倒装复合模中。根据本副模具要求，所以采用刚性推件装置。刚性推件装置由打杆、推板、连接推杆和推件快组成，其结构如图所示：图图 7- -10 推件装置示意图推件装置示意图7.6.1 推件块的推件块的设计设计推件的目的是将制件从凹模中推出。优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622440推件块结构形式分为：（1）弹性推件装置：一般装在下模，具有压料作用，冲裁件质量好，但推件力较小。常用于正装式复合模或冲裁薄板料的落料模中。（2）刚性推件装置：一般装在

64、上模，利用压力机的力推件，因此推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。常用于倒装式复合模中。根据本副模具要求，所以采用刚性推件装置。确定推件块的材料为 45 钢，冲孔凸模与推件块的单边间隙确定为 0.5mm，保证冲孔凸模能正常运动。推件块简图如图 7-10 所示：图图 7- -10 推件块简图推件块简图7.6.2 推板的推板的选用选用根据零件尺寸和自身模具设计加上参照书本标准，最终我们选取的零件尺寸为：推板的尺寸为 55mm10mm5mm。推板材料的选择：采用 45 钢作为原材料，热处理硬度 4348HRC。根据以上确定推板的结构尺寸如图 7-11 所示：图图 7- -11 推板简图推板简图优秀

65、毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224417.6.3 推杆的推杆的选用选用根据上模座、凸模固定板、以及凹模尺寸。我们设计选取的推杆尺寸如下：D=6mm，L=40mm。推杆材料的选择：用的材料是 45 钢，热处理硬度 4348HRC。根据以上确定推杆零件简图如图 7-12 所示：图图 7- -12 推杆简图推杆简图7.77.7 上下模座的选用上下模座的选用本模具采用后侧导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。后侧导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态） ，导柱上端面与上模座顶面的距离 5mm。而下模座底面与导柱底面的距离为 14mm

66、。导柱的下部与下模座导柱孔采用 H7/r6 的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用 H7/r6 的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套 10mm 以上。导柱与导套之间采用 H7/r6 的间隙配合，导柱与导套均采用 20 钢，热处理硬度渗碳深度(0.81.2)mm，淬硬5862HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：B22120 GB/T2861.1导套：A357030 GB/2861.6模座的的尺寸 L/mmB/mm=125mm100mm，上模座的厚度与下模座厚度查标准分别为 35mm、45mm。7.8 连接及固定零件的选用连接及固定零件的选用7.8.1 螺钉与销钉的选用螺钉与销钉的选用冲模中广泛使用内六角螺钉（紧固可靠、螺钉头部不外露）和圆柱销钉。中、小型模具通用M6M16的螺钉和420的销钉。一起使用时，销钉公称直优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ9766622442径可取与螺钉的螺纹规格数值相同或小一个规格。根据上模座、垫板、凸模固定板和凹模采用4个M865mm的螺钉固定，凸凹模固定板和下模座采用4个M845mm的螺钉固定，螺钉分布对称，使紧固零件受