千分尺勾头扳手冲裁模设计说明书

1、千分尺勾头扳手冲裁模【摘要】本论文主要阐述了千分尺勾头扳手的制造的设计过程分六部分内容进行阐述其中对于难以说明你过的部分都采用了图文结合的介绍方法。第一部分对冲压工艺的分析。第二部分冲压工艺的确定。第三部分模具结构的确定。第四部分和第五部分详细的介绍了模具设计过程，其中涉及到材料利用率的计算和冲压力的计算，由计算进而选择加工设备。冲裁模冲压件的质量受凸模凹模影响较大，在此也用大量大量篇幅对刃口尺寸公差进行说明计算。同时模具大部分零件设计也做了阐述。本设计为千分尺勾头扳手冲裁模，结构较复杂，本设计说明书很好的解析了模具设计的思路。关键词： 模具、冲裁、尺寸、冲压工艺、千分尺勾头扳手【Abstra

2、ct】This thesis mainly in this paper, the design of the micrometer hook spanner manufacturing process is divided into six parts in this paper, the sections for the re

3、st of you are using the graphic method is introduced. The first part of the analysis of the stamping process. The second part of the determination of stamping p

4、rocess. The third part of the mould structure determination. The fourth part and fifth part of the die design process are introduced in detail, which involves the ca

5、lculation of material utilization and the calculation of impact force, by calculating and choosing processing equipment. The quality of die stamping parts are greatly influenced

6、60;by punch die, also with a lot of a lot of space in the instructions for the blade dimension tolerance is calculated. Most parts and mold design is also 

7、made in this paper. This design is a micrometer hook spanner blanking die, a very complicated structure of the design specification good parsing the mold design train of&

8、#160;thought.  Key words:mould、blanking、size、sheet metal froming technoloy目录1 冲压工艺性分析41.1 结构形式、尺寸大小41.2 尺寸精度、粗糙度、位置精度41.3 冲裁件材料性能42 冲压工艺方案的确定53模具结构形式的确定63.1 操作方式的选择63.2定位方式的选择63.3卸料方式的选择63.4模具总体结构及工作原理64主要工艺设计计算84.1排样设计8排样方式的确定84.2 冲压力计算及压力机初选94.2.1 计算冲裁力、推件力，总压力计算。94.3凸凹模刃口尺寸的计135 主要零部件的设计145.

9、1 凹模的设计145.2 导料板、承料板与挡料销设计155.3 固定卸料板设计155.4凸模固定板和凸模垫板的设计155.5凸模长度设计165.6标准模座选取165.7合模高度计算及模具的闭合高度校核165.8导致导套选的选取175.9模柄的选取175.10螺钉、销钉的选取176模具主要零部件加工工艺过程186.1 凹模的加工设计186.2 导料板、承料板与挡料销的加工设计206.4 凸模的加工设计246.5 凸模固定板加工设计246.6 凸模垫板的加工设计28结 束 语29谢 辞30文 献311 冲压工艺性分析1.1 结构形式、尺寸大小工件如图1材料厚度2mm<3.2mm.属薄板冲裁；

10、零件结构简单内外符合冲裁件外形设计规范;零件最大尺寸为35mm,属小型冲件 1.2 尺寸精度、粗糙度、位置精度零件尺寸16.8mm、11.4mm、35mm未注公差属自由尺寸，按IT14级确定公差经查公差表16.80-0。36mm、11.40+0.36mm、35 0-0.52mm零件图中未标注未粗糙度、位置精度。1.3 冲裁件材料性能零件材料为10钢，抗剪强度t=225340mpa,具有良好的冲压性能，满足冲压工艺要求。附录A1材料名称牌号材料的状态力学性能抗剪强度抗拉强度屈服点伸长率优质碳素结构钢08已退火2253533244411963210F216333275472186301022534

11、029443220629152653733334712252620275392353500245252 冲压工艺方案的确定单工序冲裁模可以采用以下三种方案：方案一：采用无导向的单工序冲裁模；方案二：采用导板导向的单工序冲裁模；方案三：采用导柱导向的单工序冲裁模；方 案特 点方案一方案一模具结构简单，尺寸小，重量轻，模具制造容易，成本低，但冲裁模在使用安装时麻烦，需要调试间隙的均匀性，冲裁精度低且模具寿命短。它适合于精度要求低、形状简单、批量小的冲裁件。方案二方案二精度高，模具寿命长。但模具制造较复杂，冲裁时视线不好。方案三方案三冲裁精度最高，使用寿命长。但与前两种方案相比，成本高。由于产品批量

12、较大，故采用导柱导向的单工序冲裁模。采用滑动导向的标准模架，不仅能满足冲压工艺要求降低，缩短模具的制造周期，还降低成本，所以采用滑动导向的单工序冲裁模3模具结构形式的确定3.1 操作方式的选择选择手工送料操作方式3.2定位方式的选择此例坯料为条料，故选择导料板，固定挡料销定位方式3.3卸料方式的选择 选择固定板卸料3.4模具总体结构及工作原理模具结构图如下1模柄 2圆柱销钉 3内六角螺钉 4上模座 5导套 6导柱 7承料板 8内六角螺钉 9导料板 10下模座 11凹模 12挡料销 13固定卸料板 14凸模固定板 15凸模垫板 16圆柱销钉 17凸模 工作原理：压入式模柄1装入上模座4并以止转销

13、2防止其转动，凹模10用六角螺钉和销钉与下模座10紧固并定位，凸模16用凸模固定板13、螺钉、销钉与上模座4紧固并定位，凸模背面电商垫板14，以防止上模座局部手里过大，固定卸料板12与导料板6用螺钉固定在凹模上，导料板前端设承料板7。将条料沿着导料板9从右到左送进至条料料头顶住挡料销1，模具的上模部分向下运动，在凸模16运动到接近最低位置时，条料被凸、凹模冲剪，工件与条料分离;凸模16继续运动到最低位置时，工件被凸模16推出凹模10，此时压力机滑块刚好在下止点，冲裁过程完成。上模回程时，固定卸料板12把箍在凸模上的边料刮下，为下一次冲裁做好准备。4主要工艺设计计算4.1排样设计排样方式的确定（

14、1）由于零件结构简单，故采用直排；查表1-5，2件间搭边值a=2.0mm,侧面搭边值为a=2.5mm根据条料宽度<50mm，材料宽度=2mm，查表1-6 条料宽度偏差 （mm）条料宽度B(mm)材料厚度t(mm)112233550-0.4-0.5-0.7-0.950100-0.5-0.6-0.8-1.0100150-0.6-0.7-0.9-1.1150220-0.7-0.8-1.0-1.2220300-0.8-0.9-1.1-1.3得条料宽度=-0.5mm，查表1-7条料与导料板之间的单面间隙 料与导料板之间的单面间隙C (mm)板料厚度t无侧压装置有侧压装置条料宽度100>100

15、200>20020010010010.50.5158>150.81158得条料与导料之间隙c=0.8mm；（2）送料步距条料在模具上每次送进的距离称为步距（简称步距或进距）。每个步距可以冲出一个制件，也可以冲出几个制件。每次只冲一个制件的步距S的计算公式为 S=L+a1 （1）式中 a1冲裁件之间的搭边值; L冲裁件沿送进方向方向的最大尺寸根据式S=l+a1=S=8.4+2.0=10.4mm（3）调料宽度B条料是由板料（带料）剪裁剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定条料宽度B的上偏差为零，下偏差为负值（-，见表1-6）为了准确送进，模具上一般设有导向装置。当使用导料导向而又无侧压装置

16、时，在宽度方向也会产生送料误差，条料宽度应保证在这两种误差的影响下，冲裁件与条料侧面之间的搭边值为a。条料宽度为：B0-=(Dmax+2a+C) (2)导料板之间的距离为：A=B+C=DMAX+2a+2C (3) 式中 B条料宽度（mm）Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a侧搭边最小值，见表1-5条料宽度的单向偏差，见表1-6C条料与导板之间的单面间隙，见表1-7条料宽度B0=(10+11.4+16.8+35)mm=73.2mm（4）材料利用率一个步距内的材料利用率可按式（4）计算 =S1/S0X100%=S1/(SXB)X100% (4)式中 S1一个步距内制件的实际面积 S0一个制件内所

17、需毛坯的面积 S条料宽度本设计中S1=(x13.4X13.4)/2-(X8.4X8.4)/2+35X5+(X12.7X12.7)/2-(X5.7X5.7)/2=548.4mm2=548.4/(18.4X73.2)X100%=40%(4)绘制排样图如图4.2 冲压力计算及压力机初选4.2.1 计算冲裁力、推件力，总压力计算。（1）冲裁力的计算规范 冲裁力是在冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常所说的冲裁力是指作用于凸模上的最大抗力，冲裁力可按式（6）计算 F=1.3Lt (6)式中 F冲裁力 L冲裁件受剪切周边长度（mm） t冲裁件的料后（mm） 材

18、料抗剪强度（Mpa）, 冲压常用金属材料的力学性能附录A1材料名称牌号材料的状态力学性能抗剪强度（Mpa）抗拉强(Mpa)屈服点（Mpa）伸长率（%）弹性模量（103Mpa）普通碳素钢Q195未经退火2253143143922833-Q2152653333334122162631-Q2353043734324612532125-Q2553334124815112551923-优质碳素结构钢08F已退火的21630427538317732-082553533244411963218610F21633327541218630-192553402944322062919415265373333471

19、225261982027539235350024525206353925114906373142019745432549539686353162005043256953971637314216不锈钢1Cr13已退火的314373392416412212062Cr13314392392490441202061Cr17Ni8经热处理的45151156932819635196铝锰合金LF21已退火的69781081424919-半冷作硬化的9813715219612713-硬铝（杜拉铝）LY12已退火的103147147211-12-淬硬并自热时效27530439243231615-淬硬后冷作硬化2

20、7531439245133310-纯钢T1,T2,T3软的1571966930106硬的235294-3127值可查附录A1查得材料10钢抗剪强度260Mpa落料尺寸L=(16.8x3.14)/2+(11.7X3.14)/2+35X5=219.21mm2落料力公式F=1.3Lt=1.3x79.27x2x260=53587N(2)推荐力计算规范 冲裁是材料在分离前存在这弹性变形，一般情况下，冲裁后的弹性变形恢复使落料件卡在凹模内，而板料则紧箍在凸模上。为了使冲裁工作继续进行，必须及时将箍在凸模上的板料卸下，将卡在凹模内的落料件向下推出。从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力，采用刚性卸料装置时，卸料

21、力由刚性卸料板提供，因此不需要计算卸料力。 从凹模内向下推出落料件所需的力称为推件力FT。推件力常用以下经验公式计算： FT=Nkf （7）式中 F冲裁力K推件力系数，由冲压模具设计表1-8查取。当冲裁件形状复杂、冲裁间隙小、润滑较差、材料强度高时，应取较大值；反之则应取较小值。表1-8 推件力系数材料种类及厚度（mm）KT钢0.10.1>0.10.50.063>0.52.50.055>2.56.50.045>6.50.025铝、铝合金0.030.07紫铜、黄铜0.030.09n同时卡在凹模内的冲件数（n=h/t）；h凹模直壁刃口的高度t为料厚。当采用锥形洞口时，因无落

22、料件卡在洞口内，故可不计推件力推件力：设同时卡在凹模中的的工件数为2，由上表（1-8）查得推件力系数K=0.06.由式（7）计算推件力F推=2x0.06x53578=6429N（3）总冲压力 FZ=F+FT (8)由式（8） FZ=F+FT =（6429+53587）N=60016N(4)模具压力中心的确定 模具的压力中心就是总的冲压力的作用点。为保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块中心线相重合。 几何形状对称制件的压力中心，位于制件轮廓图形的几何中心。附录B2 J23系列开式可倾台压力机参数技术规格型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-20J

23、23-25公称力KN31.563100160200250公称力行程mm11.51.51.522滑块行程mm253545556565行程次数min-120017014512512560最大装模高度mm80110135170190205装模高度调节量mm253035454555喉深Dpth of throatmm90110130160180200工作台尺寸（前后X左右）mm160X250200X310240X376300X460330X510370X570滑块底面尺寸（前后X左右）mm90X100120X140150X170180X200180X220220X250模柄孔尺寸（直径/深度）mm25

24、/4030/5530/5540/6040/6040/60工作台板厚度mm404045505065电机功率KW0.750.751.11.51.52.2床身最大倾斜角度deg45°45°35°35°35°30°(5)压力机选择。所选压力机的标称压力大于总冲压力，查附录B2，选择型号为J23-10的开式压力机。压力机参数为：工称压力：100KN滑块行程：45mm压力机工作台面尺寸：240mmX370mm压力机工作台漏料孔尺寸：130mmx200mm,台孔直径170mm滑块模柄孔尺寸：30mmX55mm压力机最大闭合高度：180mm连杆调节量

25、：35mm4.3凸凹模刃口尺寸的计对于圆形、方形冲裁模的凸、凹刃口尺寸，一般使用分别加工法计算，即根据冲裁零件尺寸和凸、凹模的最小间隙值分别计算出凸模和凹模的尺寸，然后按计算按计算出的尺寸分别加工出凸、凹，即可保证合理间d隙。凹模刃口尺寸为 Dd=（Dmax-x）+d0 （9）凸模刃口尺寸为 Dp=( Dd-Zmin)0-p=( Dmax-x-Zmin)0-p （10） 冲裁模的制造公差与冲裁之间应满足d+pZMAX-Zmin （11） 式中 Dd落料凹模基本尺寸（mm） DP罗老凸模基本尺寸（mm） Dmax落料件最大极限尺寸（mm） 制件公差（mm） Zmin凸模、凹模最小初始双边间隙d、

26、p凸模、凹模的制造公差（mm），可查表1-11确定：或者先根据制件公差等级差表！1-12确定凸、凹模刃口公差等级。X磨损系数，与工件制造精度有关，按下列规定取值。16.8凸=-0.013mm 16.8凹=+0，021mm11.4凸=-0.011mm 11.4凹=+0.011mm35凸=-0.006mm 35凹=+0.010mm查冲压模具设计表1-10得： Zmin=0.30mm Zmax=0.34mm Zmin-Zmax=0.34-0.30=0.04mm因为|16.8凸|+|16.8凹|=0.034mm<0.04mm |11.4凸|+|11.4凹|=0.022mm<0.04mm |

27、35凸|+|35凹|=0.016mm<0.04mm故能满足分别加工计算方法。综上所述取摩擦系数x=0.75，根据式（9）、（10）得：D16.8凹=（Dmax-x）+凹0×0.084）+0.020=16.76+0.020mmD11.4凹=（Dmax-x）+凹0×0.07）+0.0180=11.37+0.0180D35凹=（Dmax-x）+凹0=（35-0.5×0.14）+0.010=34.93+0.010D16.8凸=（D凹-Zmin）0-凸=（16.76-0.3）0-0.013=16.460-0.013D11.4凸=（D凹-Zmin）0-凸=（11.37-

28、0.3）0-0.011=11.070-0.011D35凸=（D凹-Zmin）0-凸=（34.93-0.3）0-0.06=34.630-0.065 主要零部件的设计5.1 凹模的设计（1）凹模的刃口形式及尺寸。由于工件精度高，材料较厚因此采用图1-19（a）所示的刃口结构，B取3°，刃口高度h取10mm图1-19 异性凹模刃口结构图1-19 异性凹模刃口结构（2）凹模长、宽、高尺寸。凹模高度H按式（12）计算 H=k1k2(0.1F)1/3(15mm) （12）式中 F冲裁力（N）k1凹模材料修正系数，合金钢取1，碳素钢1.3k2凹模刃口周边长度修正系数，由上式得H=1.12X1X(0

29、.1X53587)1/3=22mm查表1-14得凹模壁厚：C=2432mm垂直送料方向的尺寸：B=b+2c=16.8+2X32=80.8mm送料方向的尺寸：A=a+2c=11.4+2X32=75.4mm考虑到模具刃磨并参考附录F1标准矩形凹模板尺寸，对以上适当放大、取整可确定凹模长、宽、高尺寸为100mmX100mmX25mm。5.2 导料板、承料板与挡料销设计（1）导料板。表1-16材料厚度t挡料销高度h 导料板厚度H使用固定挡料销时使用自动挡料销或侧刃时0.32368482348106834410128104651215810610815251015根据板料厚度t=2mm，查表1-16可确

30、定导料板厚度h=6mm根据式（3），可确定两导料板之间的距离：A=B+C=18.4+0.8=19.2mm根据凹模宽度为100mm，可确定导料板的最大宽度Bmax=（100-19.2）/2=40.4mm导料板长度应不小于凹模长度与承料板宽度之和，查附录G1，确定导料板长度L=120mm综上所述，导料板型号为：导料板120X40.4X6JB/T7648.5。（2）承料板查附录G2，可确定承料板型号为：承料板100x20JB/T7648.5。（3）挡料销 小型冲裁采用A型固定挡料销，根据板料厚度t=2mm，查表1-16可确定固定挡料销高度h=3mm，查附录H1可确定挡料销型号为：A10 JB/T76

31、49.05.3 固定卸料板设计 根据坯料厚度t=2mm查表1-17，可确定固定卸料板厚度h=8mm。刚性卸料装置（又称固定卸料板）卸料力大，卸料可靠。因此，冲裁，当冲裁板料较厚（大于0.3mm）、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用刚性卸料装置。卸料板厚度h的经验值见表1-17。卸料板导向孔高度取35mm：与凸模的单边间隙与料厚t有关，一般取（0.20.5）t。 为了方便板料送进，卸料板在材料入口方向有45°的缺口。综上所述凸模与卸料板之间的单边间隙C取0.45mm。5.4 凸模固定板和凸模垫板的设计 固定板主要用于固定小型的凸模和凹模。将凸模或凹模按一定相对位置压入固定板后，作为一

32、个整体安装在上模坐或下模座上。固定板分为固定板和矩形固定板两种。固定板的厚度按凹模厚度的0.60.8倍，一般去1620，查附录F1，选取标准凸模固定板厚度为H=16mm凸模垫板为316mm，查附录F1，选取标准凸模垫板厚度为H=8mm。5.5 凸模长度设计采用固定卸料板的模具凸模长度按式（13） L=h1+h2+h3+h (13)式中 L凸模长度（mm） h1凸模固定板厚度（mm） h2卸料板厚度（mm） h3导料板厚度（mm） h增加长度，它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度（0.5mm1mm）、凸模固定板与卸料板只见的安全距离等，一般取1020mm。根据（13）式可确定凸模长度：L=h1

33、+h2+h3+h=16+18+6+20=50mm参考附录E1标准凸模长度，将凸模长度适当放大，取为60mm。5.6 标准模座选取 根据凹模周界尺寸，可确定LXB为100mmX100mm根据模座厚度为凹模厚度的11.5倍，可确定模座厚度为2537.5mm。按导柱导套布置形式可分为对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架、后侧导柱模架四种结构形式。对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架的共同特点是：导向装置安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠，所以要求导向精确可靠时采用这三种模架。模架特点后侧导柱模架后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，此模架一般用于较小冲裁。对

34、角导柱模架对角导柱模架上、下模座，其工作平面的横向尺寸L一帮大于纵向尺寸B，常用于横向送料的和纵向送料的单工序模或复合膜。中间导柱模架中间导柱模架只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。四角导柱模架四角导柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大冲件的生产及大批量生产。综上所述，查附录M1，选取材料为铸铁，滑动导向，凹模周界L=100mm、B=100mm，下模厚度H=35mm，上模厚度B=30mm的后侧导柱模架。5.7 合模高度计算及模具的闭合高度校核 对于冲裁模，模具的闭合高度H按式(14)计算，导柱的长度按式（15）计算H=h1+h2+h3+h4+h5- (14) L=H-(23)-(1015)

35、（15）式中 H模具的闭合高度 h1上模座的厚度 h2下模坐的厚度 h3凹模板的厚度 h4凸模的长度h5凸模垫板厚度凸模刃口进入凹模刃口的深度，一般取=0.51mmL导柱长度根据（14）可确定合模高度：H=30+35+8+60+25-1=157mm 因为压力机最大的闭合高度为180mm，连杆调节量为35mm，因此所选压力机满足模具闭合高度要求。5.8 导致导套选的选取根据式（15）确定导柱长度L=157-(23)- (1015)=139145mm查附录M3和附录M4，选取的导柱、导套型号为：导柱 A20H5x140 GB/T2861.1导套 A20H6x65x235.9 模柄的选取压力机滑块模

36、柄尺寸（30mmx50mm），查附录N1可确定压入式标准模柄型号为：模柄A30X75 JB/T7646.15.10 螺钉、销钉的选取根据模板厚度及轮廓尺寸，查表可确定螺钉及销钉的个数及直径，根据图1-33可确定螺钉、销钉的长度。凸模固定板固定：螺钉4-M8x40mm，销钉2-8x40mm。凹模固定：螺钉4-M8x40mm，销钉2-8x40mm。固定板卸料板及导料板的固定：螺钉4-M8x30mm ，销钉4-8x40mm。承料板固定螺钉：2-M8x16模具主要零部件加工工艺过程6.1 凹模的加工设计（1）凹模的外形尺寸、刃口尺寸及公差按初步设计阶段的设计计算结果，表面粗糙度可查附录D4,确定，凹模

37、材料及热处理要求查附录A3确定。 (2) 凹模与下模座连接的螺钉孔及销控。根据表1-20，可确定送料方向螺孔间距为56mm，与送料方向垂直方向的螺孔间距为60mm。查附录D2，可确定8销孔的配合公差为H7/n6，查附录D3，可确定销孔尺寸公差8+00.015，销孔布置在送料方向两螺钉之间。（3）导料板、固定卸料板固定用的螺钉及销钉。送料方向螺孔间距为80mm，与送料方向垂直方向的螺孔间距为60mm；8+00.015销孔布置在送料方向两螺孔之间，螺孔间距28mm。(4) 固定挡料销钉。根据固定挡料销的规格确定固定挡料销孔为4mm通孔查附录D2，可确定固定挡料销孔的配合公差H7/n6，查附录D3可确定固定挡料销孔尺寸公差为4+0.0120；根据两工件间的搭边值（2mm）及固定挡料销（10）确定挡料销孔中心到刃口边缘的距离为7mm。凹模零件图如图： 凹模工艺路线卡如下：6.2 导料板、承料板与挡料销的加工设计 （1）导料板导料板零件图如下（由于导料板两面加工精度一样，所以前后导料板可以互换）。根据导料板的规格设计可按附录G1确定导料板的其他尺寸、材料及热处理要求。（2）承料板根据导料板尺寸及附录G2可确定承料板的开孔尺寸及位置、材料及热处理要求。承料板零件图如图：6.3 固定卸料板的加工设计根据凹模顶面开孔位置及尺寸、图1-33及表1-29确定卸料板开孔位置及尺寸。材料及热处理要求