1、毕业设计方形扣件冲压模具设计班 级 专 业 模具设计与制造 教 学 系 指导老师 完成时间 年 月 日至 年 月 日毕业设计 方形扣件冲压模具设计I摘 要本文主要论述方形扣件冲压复合模具设计的全过程。通过对零件的材料、料厚、生产批量等的分析，确定模具结构形式为倒装式复合模，选择模架为滑动导向模的中间导柱模架，选择卸料装置为弹压卸料装置，选择弹簧弹顶活动导料销对条料的侧向进行导向，选择弹簧弹顶活动挡料销进行挡料，以及送料方式为人工送料。设计的主要内容包括零件的工艺性分析、工艺方案的确定、模具结构的确定、冲裁排样设计、冲压力的计算、压力中心的计算和冲压设备的选择、凸模与凹模刃口尺寸、冲裁模主要零部
2、件的设计、工作原理分析、主要零件的制造与装配等。设计时用绘图软件和 绘制模具的主要零件图以及总装配图，并运用数控切削加工、数控Eo/PrAutCD电加工等先进加工技术确定模具主要零件的加工工艺路线。设计的难点是凸模和凹模刃口尺寸的计算，因为它将直接影响零件的质量；设计的重点是冲裁模主要零部件的设计。通过对该零件的设计，我学到了许多教材以外的冲压模具设计知识，吸取了许多深刻的经验，为以后设计更复杂的冲压模具做了一定铺垫。关键词：方形扣件，倒装复合模具设计，模具主要零件加工工艺路线毕业设计 方形扣件冲压模具设计II目 录前 言 .11 设计课题 .22 零件工艺性分析 .32.1 材料分析 .32
3、.2 结构分析 .32.2.1 冲裁结构分析 .32.2.2 弯曲结构分析 .42.3 制造尺寸分析 .42.3.1 冲裁尺寸度分析 .42.3.2 弯曲尺寸分析 .52.4 粗糙度分析 .52.5 结论 .53 工艺方案的确定 .63.1 冲裁工艺方案的制定 .63.2 弯曲工艺方案的制定 .73.3 工艺方案的选择 .74 模具结构的确定 .84.1 模具结构形式的选用 .84.2 模架结构的确定 .84.3 卸料装置的确定 .95 冲裁排样设计 .115.1 排样方法 .115.2 搭边值的确定 .115.3 计算条料宽度及步距 .115.4 条料的剪裁及排样方案 .125.5 排样方式
4、的确定 .125.6 材料利用率的计算 .146 冲压力的计算 .167 压力中心的计算和冲压设备的选择 .187.1 压力中心的计算 .187.2 冲压设备的选择 .20毕业设计 方形扣件冲压模具设计III8 凸模与凹模刃口尺寸 .218.1 加工方案的比较 .218.2 刃口尺寸的计算 .219 冲裁模主要零部件的设计 .239.1 工作零件的设计 .239.1.1 凹模的设计 .239.1.2 凸模的设计 .239.1.3 凸凹模的设计 .239.2 卸料装置的设计 .249.2.1 卸料板的设计 .249.2.2 弹性元件的选用 .249.2.3 弹簧校核 .259.3 定位零件的设计
5、 .269.3.1 条料的送进导向 .269.3.2 条料的送料定距 .269.3.3 导、挡料装置的设计 .269.4 模架及其他零件 .279.4.1 模架及其规格的确定 .279.4.2 导向装置的设计 .289.4.3 模柄的选择 .2810 工作原理分析 .2911 模具主要零件的制造与装配 .3111.1 凹模加工工艺过程 .3111.2 凸模加工工艺过程 .3111.3 凸凹模加工工艺过程 .33设计总结 .34致 谢 .35参考文献 .36毕业设计 方形扣件冲压模具设计0前 言一、冲压现状由于社会的进步和发展，商品的制造越来越复杂，有的必须依靠模具才能够生产加工，故模具制造迅速
6、发展成了一个新兴的热门行业。其中，由于冷冲压模应用范围广、产品质量良好、生产效率高等特点受到越来越多的业内人士认同，占模具总量的50%以上，但跟工业发达的国家相比在模具设计制造水平和零件标准化程度上还存在很大的差距，例如我国制造的模具在使用寿命、生产效率、零件加工精度、生产所需的时间等方面相当落后。二、课题来源本文设计的零件来自预就业企业，零件名称为方形扣件，材料为镀锌钢板，料厚为 ，生产批量为 690 件/年。它是建筑行业常见的紧固件，根据预就业企业的mt2草图及要求初步绘制出零件的三维图，经过与指导老师的多次沟通，以及与企业的交流，对绘制的零件进行局部修正，最终确定了零件的三维图和二维展开
7、图。三、设计思路与步骤在这次方形扣件冲压模具设计的过程中，除了参照学校所学教材冲压模具设计与制造以外，还大量翻阅了各种有关冲压模具的设计资料，例如冲压模具设计实用手册 、 冷冲压工艺及模具设计（第 2 版） 、 冲压模具简明设计手册 、 模具设计指导 、 冲压工艺与模具设计 、 公差配合与测量技术 、 机械制图 、 中国模具设计大典 、 机械制造基础等书籍。本文主要论述设计的全过程，主要内容包括以下十个板块： 零件工艺性分析、 工艺方案的确定、 模具结构的确定、 冲裁 1 2 3 4排样设计、 冲压力的计算、 压力中心的计算和冲压设备的选择、 凸模与凹模 5 6 7刃口尺寸、 冲裁模主要零部件
8、的设计、 工作原理分析、 模具零件制造与装配。 8 9 10设计的难点与是凸、凹模刃口尺寸的计算，设计的重点是冲裁模主要零部件的设计。为了方便制造，在设计说明书后面还添加了主要零件图和装配图。本次设计中涉及到比较多的专业知识，由于我的水平、经验有限，在设计过程中存在一些错漏及不合理之处，敬请各位老师批评和指正，以使我的毕业设计做到合理。毕业设计 方形扣件冲压模具设计11 设计课题运用绘图软件 绘制零件三维图如图 1.1 所示，以及运用绘图软件Eo/Pr绘制零件二维展开图如图 1.2 所示。AutCD图 1.1 方形扣件（立体图）图 1.2 方形扣件（展开图）毕业设计 方形扣件冲压模具设计22
9、零件工艺性分析2.1 材料分析冲压件的材料：基材为 Q215 的镀锌钢板，钢板镀锌有防腐蚀的作用。 Q215 由参考文献 2表 1-5 所示查得，它是一种普通碳素结构钢，力学性能如表 2.1 所示。表 2.1 力学性能基材名称 材料状态抗剪强度 MPa/抗拉强度 Pab/屈服点 Mas/伸长率 %/Q215 未退火 3265412353126通过对表 2.1 的数据分析，基材为 Q215 的镀锌钢板具有高的塑性、韧性和焊接性能，以及良好的压力加工性能。2.2 结构分析2.2.1 冲裁结构分析（1）零件的形状对称。（2）零件内形是圆弧，无尖角，外形有 10 个 和 2 个 的尖角。因090135
10、冲裁件各直线或曲线连接处应尽可能避免出现尖角，所以外形应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。由参考文献 3表2.7.1 所示查得，圆角半径 ， 即 。tR25.0mmR.05.（3）零件上有两个相同的凸出悬臂，经计算得 为 ， 为 。由参b27l5.21考文献 3图 2.7.2 所示查得， ， ， ，即 ，tb.1lt3.，所以凸出的悬臂符合工艺要求。ml15（4）零件上有 5 个为 的孔和 1 个 的孔。因受凸模强度的限制，孔25.0的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。由参考文献 3表 2.7.3 所示查得，一般冲孔模可冲压的最小孔径 ， ，即 ，
11、所以 的孔和 的td.0mdm12m5.10孔符合工艺要求。（5）通过绘图软件 测量冲压件最小孔间距尺寸为 。由参考文献 3图AutoCD6.2.7.2 所示查得，孔间距的最小尺寸 ， ，可得 ，tc5.12tc35所以孔间距符合工艺要求。（6）通过绘图软件 测量零件最小孔边距尺寸为 。由参考文献 3图t m2.7.2 所示查得，孔间距的最小尺寸 ， ，可得 ，tc.tc2.1毕业设计 方形扣件冲压模具设计3所以孔边距符合工艺要求。（7）零件上最大尺寸是 ，属于中、小型零件。m1942.2.2 弯曲结构分析 （1）零件上弯曲的形状对称，弯曲半径全相等。（2）零件上的弯曲半径为 。因弯曲半径不易
12、过大或过小，过大因受回弹r2影响，精度不易保证；过小则会产生弯裂。根据一般要求： ，由参考文献 2表trt/min3-1 所示查得，最小相对弯曲半径 ， ，可得 ，所以弯曲4.0/mintt24.01半径符合弯曲工艺要求。（3）通过绘图软件 测量零件上的最小直边高度为 。因直边高度不CADuto8宜过小，过小会使直边在模具上的支持长度过小，很难得到形状准确的零件。一般， ，可得 ，所以直边高度符合弯曲工艺要求。trh2mh62（4）通过绘图软件 测量零件上的最小孔边距为 。因弯曲时孔不可t m5位于变形区内，否则孔要发生变形。一般孔边距至弯曲半径 中心的距离按料厚确定：r当 时， 。 ，可得
13、，所以孔边距符合弯曲工艺要求。ttl l42.3 制造尺寸分析2.3.1 冲裁尺寸度分析由于零件冲裁部分的尺寸精度要求不高，普通冲裁就能满足要求，且所有的尺寸均未标注公差，故所有的尺寸均为自由尺寸，尺寸公差的确定可全部按 IT14 级。查参考文献 7中的标准公差数值表可得各尺寸如表 2.2 所示。表 2.2 尺寸精度图纸原始尺寸 IT14 图纸原始尺寸 IT14m194m015.-9460m047.-63.- 98.-957047.- 2025.-1.3-17.-7外形尺寸 mR3mR052.- 15m0.43-1內形尺寸 5.04322孔心距尺寸 17.1777.5毕业设计 方形扣件冲压模具
14、设计4m30m26.03毕业设计 方形扣件冲压模具设计52.3.2 弯曲尺寸分析 零件弯曲部分的尺寸公差均未标注，属于自由尺寸，由参考文献 2表 3-2 所示查得，确定弯曲件的公差等级为 IT14 级。查参考文献 7中的标准公差数值表可得各尺寸公差如下所示：弯曲尺寸： 、 、 、m0.160.137m052.4弯曲半径： R25.零件弯曲部分的角度公差也未标注，属于自由角度，由参考文献 2表 3-3 所示查得，确定弯曲件的角度公差值为 。0曲角度为： 0192.4 粗糙度分析零件的断面粗糙度均未标注，故不需要采用整修或精冲等比较特殊的冲裁方式，普通的冲裁就能满足要求。2.5 结论综合分析，零件基材为 Q215 的镀锌钢板，具有高的塑性、韧性和焊接性能，以及良好的压力加工性能；冲裁部分与弯曲部分精度不高；冲裁部分与弯曲部分结构均符合工艺性要求。故适合冲裁、弯曲。
