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1、w济源职业技术学院济源职业技术学院毕毕 业业 设设 计计题目 柜子扣子模设计与制造 系别 机电系 专业 模具设计与制造 班级0806 姓名学号08030636 指导教师日期w设计任务书设计题目：设计题目：柜子上面的扣子的冲压模具设计设计要求：设计要求：1.柜子扣子的工艺性分析及冲裁方案的确定；2.有关计算及模具设计；3.模具制造工艺编制与装配。设计进度：设计进度：第一周: 收集资料第二周: 主要设计计算第三周：结构设计第四周：模具的整体设计第五周：撰写论文第六周：校核、修改、提交论文第七周：论文答辩指导教师（签名）：指导教师（签名）： w目目 录录 摘 要 3 1 冲压工艺分析 4 1.1 工
2、件分析 .4 1.2 材料.5 1.3 结构形状 .5 1.4 尺寸精度 .5 2 模具的技术要求及材料选用 6 2.1 模具的技术要求 .6 2.2 模具材料的选用及要求.6 2.2.1 冷冲模材料应具有的性能6 2.2.2 材料的选择原则6 3 确定工艺方案及模具形式 9 3.1 工艺方案的确定 .9 4 模具结构设计 .11 5 冲裁的工艺计算 .12 5.1 排样设计与计算 12 5.1.1 选择排样方法.12 5.1.2 确定搭边值.12 5.1.3 计算条料宽度.13 5.1.4 计算送料步距.13 5.2 计算冲压力 14 5.2.1 冲裁力.14 5.2.2 卸料力、推件力及顶
3、件力的计算 15 5.3 计算压力中心18 5.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差19 5.4.1 冲裁间隙的确定 19 6 主要零部件设计 .25 7 模具闭合高度的计算 .27 8 模具总装图 .28 9 压力设备的选定 .29 致 谢 .32 参考文献 .33w摘摘 要要我本次设计的零件为柜子的扣子。此工件采用的材料钢 10 及厚度 0.8mm 保证了足够的强度和刚度,该零件外形简单，工序简单,故设计成复合模进行冲裁，在冲裁中对小凸模进行保护。合理排样、减小废料。材料为优质碳素钢,采用冲压加工经济性良好。首先对零件进行了工艺性分析，然后选复合模作为该副模具的工艺生产方案，经过计
4、算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计， 。完成一系列的计算后，画出总装图、凸凹模配合图等设计模具必备的图纸。完成模具设计的大部分程序。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。关键词：关键词：模具, 落料 ,冲孔 ,设计w1 冲压工艺分析1.11.1 工件分析工件分析工件名称：柜子上面的扣子生产批量：大批大量材料：钢 10材料厚度：0.8mm工件简图：如图 1.1 所
5、示图 1.1 零件图w1.21.2 材料材料冲压工艺对材料的基本要求主要是：（1） 对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。（2） 对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易
6、擦伤模具，工件表面质量好（3） 常用冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。 总上所述，冲压材料我选择钢 10 作为冲压件的材料。钢 10 为优质碳素钢，碳的质量分数很低，塑性好，有较好的冲压、弯曲性能由冲压模具设计与制造表 1.3.6 取抗剪强度，抗拉强度，屈服点400aMP240baMP， 断面收缩率240saMP00=601.31.
7、3 结构形状结构形状该工件结构简单，所要冲裁的矩形槽圆弧直径仅 4.0mm，包括五处圆弧和一个外槽。1.41.4 尺寸精度尺寸精度该工件未标注公差的尺寸，根据工件的使用性能，可按 IT12 级制造。w2 模具的技术要求及材料选用2.12.1 模具的技术要求模具的技术要求利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。2.22.2 模具材料的选用
8、及要求模具材料的选用及要求2.2.12.2.1 冷冲模材料应具有的性能冷冲模材料应具有的性能冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。（1）应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在 60HRC 强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。（2）应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、
9、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性（3）应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等（4）应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止
10、热处理后变形等。2.2.22.2.2材料的选择原则材料的选择原则（1）要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料（2）要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：w1）为防模具开裂，要选用韧性好的材料2）为防磨损，应选用合金元素高的材料3）对于大型冲模应选用淬透性好的材料4）为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢5）为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料.（3）要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用:对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以
11、降低成本。（4）要根据冲模零件的作用选择：凸、凹模具应选用优质的钢材制作，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。（5）要根据冲模精密程度选用：在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。综上所述，此模具采用合金工具钢为模具材料。该合金钢具有较好的耐磨12rOCM V性，较好的淬火不变形性，较好的红硬性，较小的脱碳敏感性，较深的淬硬深度，但它的切削加工性较差，耐冲击性也较差。基本能满足此模具的冲裁。此模具的弯曲部分也采用这种材料。凸模的热处理硬度为 5862H
12、RC，凹模的热处理硬度为 6264HRC。表表 1 碳素结构钢的化学成分、性能及用途碳素结构钢的化学成分、性能及用途S/MPa5/%化学成分钢材厚度和型材直径16mm牌号等级 c%不小于b/MPa用途举例Q1950.060.1219533315390用来制造薄钢板、钢丝、管钢、钢钉、螺wA Q215 B0.090.1521531335410钉、地脚螺栓等A0.140.22B0.120.20C0.18Q235D0.1723526375460用来制造拉钉、螺栓、螺母、轴、销子、螺纹钢、角钢、槽钢、钢板等A Q255 B0.180.2825524410510用来 制造各种型条钢和钢板Q2750.28
13、0.3827520490610 相当于 3540 钢表表 2 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（Mpa）Q195260-320Q235310-380普通碳素钢Q275未退火400-500w3 确定工艺方案及模具形式3.1 工艺方案的确定方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。级进模生产。表表 3 各类模具结构及特点比较各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向） （有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达 IT13IT10 级可达 IT10IT8 级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型
14、尺寸厚度较厚小零件厚度 0.26mm 可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达 3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直
15、度要求高的中小型制件的大批量生产根据分析结合表 3 分析：w方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。正装式复合模和倒装式结构比较：3.2 模具结构形式的确定模具结构形式的确定正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的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，所以应用十分广泛。制件的平直度要求较高，孔边距较小，工件最小壁厚为 9mm 接近倒装式复合模最小许用壁厚 4.9mm,不能使用倒装是复合模生产。由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。w4 模具结构设计板料采用自动送料装置送进，用导料销 20 和挡料销 21 进行精确定位。模具装配图如图 8.1 所示。上模下压时，凸
