管材卡扣冲裁模的设计.doc

题目：管材卡扣冲裁模的设计第1章 引言 在现代化生产中，模具工业是国民经济发展的重要基础工业之一，模具在机械、电子、航空、航天、兵器、汽车、电器、仪表、轻工、农业、机械及日常生活用品的生产中，已占有十分重要的地位，在产品竞争和产品不断更新的年代，要使产品不断降低成本并具有价格优势，采用模具成形技术来制造产品是非常重要的途径之一。现代工业发达的国家对模具工业都十分重视，模具技术水平的高低反映了一个国家制造业的能力和工业发达的程度。随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。数控加工技术在模具制造的应用，它不仅提高了生产效率，降低了劳动强度，还使得一些无法加工的零件变得可以加工。例如：简单的线切割加工时间长，如果不采用数控加工技术，劳动强度就很大；鼠标外壳模具形状不规则，如果不用数控加工，就很难加工且加工精度低，这就说明模具行业已与数控加工密不可分。本设计是作为模具设计与制造专业毕业生，在毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用。巩固和扩展自己所学的基本理论和专业知识，综合运用所学知识培养自己的技能分析和解决实际问题的能力，初步形成融技术、管理于一体的大工程意识，培养勇于探索的创新精神和实践能力；培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；进一步训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧；通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术。第2章管材卡扣模具设计过程2.1产品零件图图2-1卡扣零件图2.2工艺分析冲压件的工艺性是指冲件在冲压加工中的难易程序。冲压工艺性的好坏直接影响冲压件的质量、模具寿命、材料消耗、生产率和冲压成本，甚至影响到冲压工艺的实施。因此，设计中应尽可能提高冲压件的工艺性。2.2.1零件结构及尺寸分析零件使用材料为低碳钢，牌号Q195，材料厚度为0.8mm，大批量生产。低碳钢又称软钢，是碳含量低于0.25的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，冲压性能，适合进行冲压加工。零件既有冲孔、落料，还有弯曲，但结构较为简单，属于对称图形。需要冲2个6的孔、1个40的半圆。根据图1-1上所标注的尺寸，除对制件的2个孔的公差有要求外，其余都是按IT14精度等级进行。2.2.2零件冲裁工艺分析冲裁的孔与孔之间、孔与零件边缘之间需要一定间隙，不可过小，一般取【1】C(11.5)t,C>(1.52)t。由图1-1上的尺寸可知零件上的二孔距离足够，而二孔与零件边缘的距离C=10-3=7>1.5X0.8。由此可知该零件上的孔与孔、孔与边的距离满足冲裁工艺要求。2.2.3弯曲工艺分析管材卡扣制件的弯曲部分形状左右对称，因此毛坯受力均衡不产生滑动。该制件的生产采用弯曲、落料、冲孔三道基本工序，弯曲半径大于最小弯曲半径（0.8t=0.8×0.8=1.6<4），因此可以用冷冲压加工成型。但在加工时，应避免弯曲部分的回弹。2.2.4冲裁工艺方案的确定此零件的加工需要弯曲、落料、冲孔三道工序，有以下方案可选择：方案一：弯曲落料冲孔。即单工序模生产，虽然模具制造简单，但是需要三道工序，成本较大。由于此冲压零件需要大批量生产，第一道工序完成后需要进入到第二道工序和第三道工序，效率低下，期间的精度难以控制，质量难达到要求。方案二：弯曲落料冲孔级进冲压。即级进模生产，这是一种效率高，精度高的生产方式，适合小型、大批量的生产。但应为零件的轮廓尺寸比较大，制造起来较为复杂，成本随之也大大增加。方案三：弯曲落料冲孔同时进行。即复合模生产，这种方式生产只需要一套模具，模具的轮廓较小，制造简单，成本可以控制的很好，同时生产效率和精度也可以得到保证。而且考虑到毛坯板料容易窜动，最终确定采用先弯曲、后落料、再冲孔的复合冲裁方法。2.3主要工艺参数计算2.3.1毛坯尺寸计算该毛坯的工件展开图如图2-2所示图2-2毛坯的工件展开图按弯曲件展开来计算，由冲压工艺与模具中的公式，中性层半径为【2】 r0=r+Xt 式中r0中性层半径（）；R弯曲内半径（）；X中性层位置因数，由下表2-1查出；t材料厚度（）；R/t1.21.522.5345616X0.330.360.370.40.420.410.430.440.5表2-1中心层位置因素X与r/t比值关系依据表2-2和毛坯展开图尺寸可知：小圆弧部分 弯曲内半径r=4，X=0.43，t=0.8mm，则中性层半径r0=4mm+0.43×0.8mm=4.344mm中性层长度L1=L2=2r(90°/360°)=2×3.14×4.344mm/4=6.82008mm半圆部分 弯曲内半径r=20mm，X=0.5，t=0.8mm，则中性层半径r0=20mm+0.5×0.8mm=20.4mm中性层长度L3=2r(180°/360°)【3】=2×3.14×20.4mm/2=64.056mm直线部分长度 A1=A2=(88/2-20-4)mm=20mm B1=B2=（34.8-0.8-4-20）mm=15.2mm由于圆弧r=4mm>0.5×2mm=1mm，所以为有圆角半径弯曲。则 L=l直+l圆弧 =A1+A2+B1+B2+L1+L2+L3=20+20+15.2+15.2+6.82008+6.82008+64.056=148.09616mm2.3.2排样设计 冲裁件在板料上的布置叫排样。它是制定冲压工艺不可缺少的内容，直接影响着材料的利用率、冲模结构、制件质量和生产率等，条料冲裁时所产生的废料分为两种情况：（1）工艺废料：工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边，与定位孔不可避免的料头和料尾废料。（2）结构废料：由于工件结构的需要，如工件内孔的存在而产生的废料。排样方法主要有三种：有搭边排样：无搭边排样：少搭边排样合理排样并充分利用材料具有重大意义。 此模具设计时，由于采用先弯曲的基本工序，因此宽度方向采用精裁方法，（即宽度方向不落料），使模具简单化，故条料宽度为20，公差为IT14。另外，考虑操作方便及模具结构简单，故采用直排设计。 排样时，制件与制件之间，制件与条料侧边之间的距离叫做搭边。冲裁后，搭边虽然是废料。但是在工艺上有很大作用。搭边最主要的作用是补偿定位误差，保证条料具有一定的刚度，便于送料。搭边值太大，材料利用率。搭边值过小，搭边强度不够，产生变形。搭边值一般由经验确定，下表可供日常设计参考。料厚手工送料自动送料圆形非圆形a a1aa1aa111.51.521.5>1221.52.5232>232.5232.5>3432.53.5343>45435454表2-2冲裁金属材料的搭边值制件厚度0.8mm，属于非圆形，查上表得a1=1.5（制件间）。送料步距用A表示；即A= L+a1=141.27608+1.5=142.77608mm式中：L零件边长a1工件间搭边值最终可以确定排样图2-32.3.3材料利用率的计算衡量材料经济利用的指标就是材料利用率。一个进距内的材料利用率=（nA/Bh） ×100% 式中：A冲裁面积(包括冲裁小孔)，mm2；n一个进距的冲件数；B条料宽度，mm；h进距，mm。根据排样图图2-3：=（1X2683.0016/20X142.77608）X100%=93.95%2.3.4压力中心的计算【3】模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。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、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。综上所述，由于该制件形状简单而对称的工件，圆形、正多边形、矩形，其冲裁时的压力中心与工件的中心重合。制件的弯曲、落料、冲孔均为轴对称形状，其中心便是压力机的压力中心，故压力中心就是冲裁件的几何中心，无需进行压力中心的计算。2.3.5各部分冲压力的计算（1）冲孔力计算冲孔力就是凸模对板料施加的力，随进入材料的深度而不断发生变化。它是选定压力机的依据。计算公式：P=L×t×b 式中 P 冲裁力（N）； L 冲裁线长度（m） t 制件的厚度（m） b 材料的抗拉强度（Pa）此零件厚度为0.8，查表2-3得抗拉强度b为320400 Mpa。取b =320Mpa根据以上公式得P=Ltb=(3.14×3×2）×0.8×320×2=9646N=9.646KN材料名称牌号材料状态抗剪强度抗拉强度伸长率屈服强度普通碳素钢Q195未退火2603203204002833200Q235未退火3103803804702125240Q275未退火4005005006201519280优质碳素结构钢08F已退火2203102803903218008已退火2603603304503220010已退火2603403004402921020已退火2804003604102525045已退火4405605507001636065Mn已退火60075012400表2-3常用冲压金属材料的力学性能表（2）落料力的计算计算公式：P=L×t×b 式中 P 冲裁力（N）； L 冲裁线长度（m） t 制件的厚度（m） b 材料的抗拉强度（Pa）此零件厚度为0.8，查表2-4得抗拉强度b为320400 Mpa。取b =320Mpa；由于制件宽度方向采用精裁方法，故工件外轮廓周长不包括制件两个长度方向上的尺寸。根据公式以上公式得：P=Ltb=(3.14×10×2）×0.8×320=16076.8N=16.076KN（3）自由弯曲力与校正弯曲力自由弯曲力计算公式F自=0.7kbt2b/r+t式中 F自 冲压行程结束时的自由弯曲力(N)； k 安全系数,一般取1.3； b 弯曲材料的宽度（mm）； t 弯曲材料的厚度（mm）； r 弯曲件的内弯曲半径（mm）； b 材料的强度极限（MPa）；抗拉强度查表2-4，b=320 400Mpa，取b=400Mpa。可得：F自1=0.7X1.3X20X6.4X400/4+0.8=9706N=9.706KNX2=19.41KN F自2=0.7X1.3X20X6.4X400/20+0.8=2240N=2.2KN校正弯曲力计算公式F校Aq式中F校 校正弯曲时的弯曲力（N）； A 校正部分垂直投影面积（mm2）； q 单位面积上的校正力（Mpa），取q=30 Mpa则 F校=Aq=40×20×30=24000N=24KN（4）推件力计算按冲压工艺与模具结构书中推件力的计算公式为Q推=K推×P×n式中 Q推 推件力;K推 推件力系数；一般取0.050.08；这里取K推=0.05P 冲裁力;n 同时卡在凹模洞口的件数，n=h/t（h为凹模刃口直壁高度，t为制件厚度）；则 Q推=0.05×16.076×1=0.8038 KN（5）卸料力计算【4】按冲压工艺与模具结构书中卸料力的计算公式为Q卸=K卸×P式中K卸 卸料力系数一般取0.050.08这里取K卸0.05; P 冲裁力; 则Q卸=K卸×P冲孔力=0.05×9.646=0.4823 KN Q卸=K卸×P落料力=0.05×16.076=0.8038 KN则总冲压力为P总= P冲孔力+ P落料力+ Q推+Q卸+ Q卸 =9.646+16.076+0.8038+0.4823+0.8038 =27.8119KN（6）回弹值得确定压弯过程并不完全是材料的塑性变形过程，其弯曲部位还存在着弹性变形，所以压弯后零件形状与模具的形状并不完全一致，这种现象称为回弹。由于影响回弹的因素很多（材料的力学性能、材料的屈服点越、弹性模量、材料的相对弯曲半径、弯曲工件的形状、模具尺寸、模具间隙、校正力）等，由于影响回弹数值的因素很多，而且各因素往往有相互影响，故难以进行精确的计算或分析。在一般情况下，设计模具时对回弹量确定大多按照经验数值，或计算后在实际试模中再进行修正。只有当弯曲工件的圆角半径r/t小于5-8时,工件的弯曲半径一般变化不大，只考虑角度回弹。但是在本设计中的工件圆角半径均大于5，可先计算出回弹值，在试模时在修正。可以是用下面的计算公式进行计算。rt=1/(1/r+3s/Et)t=r/rTrt凸模的圆角半径，mm；r弯曲件圆角半径，mm；t凸模圆弧所对中心角，mm；弯曲件弯曲角，（°）；s弯曲件材料屈服强度，Mpa；E材料拉压弹性模量，Mpa；t材料厚度，mm。根据以上公式，求的：R4凸模圆角半径rt=1/(1/4+3X200/200000X0.8)=3.9408R4凸模圆弧所对中心角t=r/rT=4X90/3.9408=91.3520°R20凸模圆角半径rt=1/(1/20+3X200/200000X0.8)=18.6219R20凸模圆弧所对中心角t=r/rT=4X180/18.9219=38.0511°2.3.6压设备的选择（1）冲压设备类型的选择根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。考虑冲压件的大小在中小型的冲压件、弯曲件或拉深件的生产中，主要采用开式机械压力机。因为它提供了极为方便的操作条件，模具也容易安装；在大中型冲压件生产中，多采用闭式结构形式的机械压力机；对于大型拉伸件的生产中，则应尽量选用双动压力机，使所用模具结构简单，调整方便。考虑冲压件的生产批量 在大批量生产或形状复杂零件的大量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机；在小批量生产中，尤其是大型厚板冲压件的生产中，多采用液压机，由于液压机没有固定的行程，不会因为板料厚度变化而超载；对于小批量生产的弯曲、成型、校平或校形等工序可选用摩擦压力机，因为它具有行程自动调节，不易发生超负荷损坏的特点。考虑压力机设备的精度和刚度压力机的刚度由床身刚度、传动刚度和导向刚度3部分组成，如果刚度较差，负载终了和卸载终了时模具间隙会发生很大变化，影响冲压件的精度和模具寿命，设备的精度也有类似的问题。（2）冲压设备规格的选择在冲压设备的类型选定之后，应该进一步根据冲压件的大小、模具的尺寸和冲压力来确定设备的规格。所选压力机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力，即：压力机的行程大小要适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁、弯曲等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离（导模板）或滚珠导向装置脱开的不良后果。所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受力条件也是不利的。 在实际生产中，为了防止设备的超载，可按F(1.61.8)F来估算压力机的公称压力F。参照开式双柱可倾压力机，规格见【5】表2-4：型 号J23-10J23-16J23-25J23-40公称压力/kN100160250400滑块行程/mm455565100滑块行程次数/（次/mm）14512010545最大闭合高度/mm180220270330最大装模高度/mm145180220265连杆调节长度/mm35455565滑块中心线至床身距离/mm130160200250床身两立柱间距离/mm180220270340工件台尺寸/mm前后240300370460左右370450560700垫板尺寸/mm厚度35405065孔径170210200220模柄孔尺寸/mm直径30404050深度55606070最大倾斜角度（）35353030电动机功率/Kn1.101.502.205.5机床外形尺寸/mm前后895113013351685左右65192111121325高度1673189021202470机床总质量/576105517803540表2-4 开式双柱可倾压力机主要技术规格参照表2-4，选用公称压力为160 kN的压力机，其型号为J23-16。该压力机与模具设计的有关参数为：公称压力：100kN；滑块行程：55mm；最大闭合高度：220mm；封闭高度调节量：45mm；工作台尺寸：300×450mm； 模柄孔尺寸：40mm×60mm。2.4冲裁间隙的确定以及主要工作部分尺寸的计算2.4.1确定冲裁间隙冲裁间隙是指冲裁模中凸凹模刃口部分尺寸之差，其双面间隙用Z表示。Z=D凹-D凸 式中 Z 双面间隙；D凹 凹模刃口尺寸；D凸 凸模刃口尺寸；当冲裁间隙过小时，虽然毛刺很浅，光亮带面积较大，断面质量较高，但是过小的间隙将增大冲裁力和退料力，加快模具的磨损，降低模具寿命。而冲裁间隙过大时，会产生很深的毛刺，断面锥度大粗糙，严重时还会使冲裁件产生弯曲变形。实践证明，冲裁模的间隙在一个适当的范围内可得到合格的冲裁件，并使冲裁力降低，延长模具的使用寿命。这一间隙范围称为冲裁的合理间隙。合理间隙的最大值称为最大合理间隙间隙，用Zmax表示，其最小值用Zmin表示。合理间隙的取值与诸多因素有关，其中最主要的是材料的力学性能和板料厚度。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时先采用最小合理间隙值Zmin。确定合理间隙的方法有经验确定法和查表法。下表2-5提供了落料、冲孔模初始双面间隙的经验数据：落料、冲孔磨刃口始用间隙材 料 名 称45 T7、T8 （退火） 65Mn（退火）磷青铜（硬）铍青铜（硬）10、15、20 冷轧钢带 30钢板H62、H68（硬） Ly12（硬铝） 硅钢片Q215A.Q235A钢板08.10.15钢板H62.H68(半硬)纯铜(硬)磷青铜(软)铍青铜(软)H62、H68（软）纯铜（软）防锈铝 LF21、LF2软铝 L2L6Ly12（退火） 铜母线 铝母线厚度t始用间隙ZminZmax Zmin ZmaxZmin ZmaxZmin Zmax0.50.080.100.060.080.040.060.0250.0450.80.130.160.100.130.070.100.0450.0751.00.170.200.130.160.100.130.0650.0951.20.210.240.160.190.130.160.0750.1051.50.270.310.210.250.150.190.100.141.80.340.380.270.310.200.240.130.172.00.380.420.300.340.220.260.140.18表2-5落料、冲孔模初始双面间隙因该冲件的材料为Q195钢，厚度t=0.8,查表2-6可得Zmin=0.07，Zmax=0.10。2.4.2.主要工作部分尺寸计算（1）落料刃口尺寸计算冲裁件的尺寸精度取决于凸模与凹模的刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸模与凹模刃口部分的尺寸来实现和保证.所以正确的确定刃口部分尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑下述原则：1）落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。2）考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值；对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值。这样在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。3）在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数值。基本尺寸凸模公差凸凹模公差凹180.0200.02018300.0200.02530800.0200.3801200.0250.35表2-6 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模、凹模的制造公差工件尺寸88的凸凹模制造公差由表2-6查得凸=0.025，凹=0.35。根据公式算出落料凸凹模的刃口尺寸：D凹=（Dmax-x）D凸=（Dmax-x-Zmin）0 -凸式中：D凹 落料凹模基本尺寸（）D凸 落料凸模基本尺寸（） 工件制造公差（）（图中未标注按TI14） X 因数（查表2-7 ，取0.5）Dmax 落料件的最大极限尺寸则D凹（Dmax-x）+凹 0=（88-0.5 × 0.87）+0.35 0=87.304+0.35 0 D凸 =（ Dmax-x- Zmin）0 -凸=（88-0.5 × 0.87-0.07）=87.234材料厚度t/圆形x值0.750.5工件公差/10.160.16120.200.20240.240.24表2-7因数X（2）冲孔刃口尺寸计算对于孔6的凸凹模制造公差由表2-7查得凸凹0.02。根据公式算出冲孔凸凹模的刃口尺寸：d凸=（dmin+x）0 -凸d凹=（dmin+x+Zmin）式中：d凹 冲孔凹模基本尺寸（）d凸 冲孔凸模基本尺寸（） 工件制造公差（）（图中未标注按TI14） X 因数（查表2-7 ，取0.75）Dmax 落料件的最大极限尺寸则 d凸 =（dmin+x）0 -凸=（6+0.75×0.03）=6.0225 d凹（dmin+x+Zmin）=（6+0.75×0.07+0.07）+0.02 0=6.0925+0.02 0（3）弯曲部分尺寸计算 凸模的圆角半径由2.3.5.6回弹量的计算确定，R4凸=3.9408；R20凸=18.6219凹模的圆角半径,生产中常根据材料的厚度来选择凹模的圆角半径当t2mm时，r凸= (3)t；当4mmt2mm时，r凸=（23）t；当t4mm时，r凸=2t。凹模两边的圆角半径应当一致，否则弯曲时毛坯会发生偏移。凹模的圆角半径可查表28。料厚0.50.52.02.04.04.07.0边长10203550751001502006812152033456101215202530354534568101215101520253035405545681012152020253035405065881012152025表2-8凹模圆角半径与凹模深度的对应关系(位：mm) 由表2-8查得r凹=4，凸模、凹模的工作尺寸计算与弯曲件的标注尺寸有关。其原则是:当弯曲件标注的是外形尺寸时，以凹模为设计基准件，间隙取在凸模上；当弯曲件标注的是内形尺寸时，选择凸模为设计基准件，间隙取在凹模上。因零件外形有尺寸要求则 L凹=（Lmax-0.75）+凹 0 L凸=（L凹-Z）0 -凹 式中Lmax 弯曲件宽度尺寸； 弯曲件的尺寸偏差（mm）；L凹 弯曲凹模宽度的基本尺寸（mm）；L凸 弯曲凸模宽度的基本尺寸（mm）；凸，凹 弯曲凸模，凹模制造公差，一般选IT7IT9；Z 凸模与凹模的双面间隙（mm）；t 材料厚度基本尺寸n 间隙系数,见表2-9，此处c=0.05由标准公差数值表（GB1800-79）得凸=0.021，凹=0.033则c=tnt=2+0.05×2=2.1L凹=（Lmax-0.75）+凹 0=(40-0.75×0.2)+0.033 0=39.85+0.033 0L凸=（L凹-2c）0 -凹=（39.85-2×2.1）0 -0.021=35.650 -0.021弯曲件高度H/材料厚度t/>0.52>24>0.52>24L2HL2H100.050.040.100.08200.050.040.100.08300.050.040.100.08500.070.050.150.10表2-9 间隙系数n2.5模具主要零件及结构设计这套模具主要由上模座、下模座、落料凹模、弯曲凸模、冲孔凸模、凸凹模、垫板、固定板、卸料板等零件组成。2.5.1卸料零件因卸料力较小，该模具采用橡胶卸料。2.5.2定位零件的确定定位零件的作用，是使条料或毛坯在精冲在确定正确的位置，从而保证冲出合格的制件，根据毛坏和模具不同的特点，必须采用不同形式的定位装置，冲模中常见的定位零件有定位板、定位销、挡料销、导料销，侧压板等。而在该卡扣件的模具设计中，采用了挡料销定位零件进行定位。2.5.3导向装置的种类及标准的确定模具中导向副的作用是保证上模相对于下模有一定位置关系，分为滑动导向副和滚动导向副两类。滑动导向副由导柱，导套组成，在中、小型模具中应用广泛。滚动导向副由导柱、导套和钢球保持圈组成，适于要求精度高寿命长的模具，如高速冲裁模、精密冲裁模、硬质合金冲裁模等。由于滚动导向副与滑动导向副相比，在滚动式导套、导柱间多了一层装在保持圈内的钢球作为滚动体，使原来的滑动磨擦变为滚动磨擦，磨擦系数小，提高模具导向副的使用寿命，但是滚动导向副的价格高，对于大批量生产的托架来说，滑动导向副就能满足生产要求，与滚动导向副相比，成本低。因此，采用滑动导向副。2.5.4固定与支承零件的确定（1）模柄的确定模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上，常用的模柄形式有整体式、旋入式、压入式、凸缘式、浮动式。压入式模柄通过配合与上模座联接固定，适用于模板较厚的中校型模具中，而且可以保证较高的同轴度和垂直度。此套模具选用压入式模柄，它与模座安装孔用H7/ n6配合。（2）固定板的设计与标准固定板按外形分为圆形和矩形两种，其平面轮廓尺寸除应保证凸、凹模安装孔外，还应考虑螺钉和销钉孔的定位，厚度一般取凹模厚度的60%80%。固定板孔与凸、凹模采用过渡配合（H7/k6）。压装后端面磨平，以保证冲模垂直度。（3）垫板的设计与标准垫板主要用于直接承受和扩散凸、凹模传来的压力，防止模座承受过大压力而出现凹坑，影响模具正常工作。模具是否用垫板，根据模座承受压力大来确定，凸（凹）模支承端面对模座的单位压力为： = PA 式中： P 冲裁力A 凸（凹模）支承端面面积小于等于模座许用应力则应在凸（凹）模与模座间加经淬硬磨平的垫板，垫板厚度一般取6 12mm，外形尺寸按固定板形状决定。（4）凸凹模的设计根据垫板、固定板、卸料板、橡胶的厚度及模具结构，可选取凸凹模的高度为45.5。如图2-7图2-7凸凹模（5） 冲孔凸模所冲孔为圆形孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸孔凸模设计成阶梯式，采用数控铣削床加工。采用弹压卸料方式，其总长按相关公式计算：L=h1+h2+t+h=20+20+15+0.8=60.8mmh1为凸模固定板厚度h2卸料版厚度t为材料厚度h增加长度；一般取20mm2-8冲孔凸模（6）弯曲凸模2-9弯曲凸模（7）落料凹模2-10落料凹模（8）推件零件的设计弹簧是模具中广泛应用的弹性零件，主要用于卸料、推件和压边等工作，模具设计时，弹簧一般是按标准选的。（9）模架零件的设计模架按照凹模周界选取冲压模具标准模架凹模周界 L=160 B=100 H=212 模架160×100×1902253.管材卡扣冲裁模的工作原理1.下模座 2.卸料螺钉 3.垫板 4.凸凹模固定板 5.橡胶 6.导柱 7.导套 8.挡料销 9.凸模固定板 10.垫板 11.内六角螺钉 12.上模座 13.橡胶14.模柄 15.打杆 16.冲孔凸模 17.定位销 18.上顶杆 19.弯曲凸模 20.落料凹模 21.凸凹模 22.卸料板 23.定位销 24.内六角螺钉 25.下顶杆 26.圆柱螺旋压缩弹簧 如图为一副弯曲、落料、冲孔倒装复合冲裁模的结构。冲裁模的工作原理：冲模开始工作时，上、下模在压力机作用下分开，将条料放在卸料板22上并通过挡料销8定位，待上模在压力机滑块作用下下降时，上模中的弯曲凸模19首先接触条料，继续加压时，弯曲凸模19与凸凹模21开始对条料进行弯曲冲裁，上模继续下降，在即将完成弯曲后凸凹模21的外缘与落料凹模20作用进行落料，同时使橡胶能够承受弯曲力的作用，上模继续下降，由固定在凸模固定板9上的冲头16对冲裁件进行冲孔，废料从凸凹模21中的落料孔中排出。待上模在压力机滑块作用下回升时，打杆15通过上顶杆18下移顶出工件，同时安装在下模座中的下顶杆25在弹簧力的作用下向上顶起，拿出制品，卸料板22及条料又恢复到原来的位置，准备下一冲程的冲裁。4.结 论本次毕业设计让我系统地巩固了*的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。从2009年11月到1月，我们历时两个月，系统地巩固了如：冷冲压工艺与模具设计、机械制图、机械制造基础、模具加工工艺等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，终于完成了这套模具。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验了我技校6年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。致谢这篇论文是我花费两个多月的时间完成的，选材取自现实生活中的线管固定卡扣。经过很详细的准备，但在其中我遇到了很多大大小小的问题。在此特别要感谢*老师对我的帮助，感谢她对我的精心指导。可以说通过这篇论文让我所学过的知识得到了融合，真的让我获益匪浅。当然其中肯定有不足之处，还望各位评委给予批评和给出宝贵的意见。在此，我也要感谢我的同学和帮助过我老师，谢谢你们！