z形扳手冲压模具的设计与计算
【摘 要】本论文主要通过对Z形扳手工件的材料，结构，尺寸精度的分析，来对工件相应的冲压模进行设计。 Z形扳手在形状上具有对称结构，厚度3mm，并且有冲裁弯折部分，有一个圆孔和一个弯曲工序。基于这种结构特点，在总体设计上，Z形扳手的冲压模采用常用的冲裁模和单工作弯曲模的组合设计方式。在进行设计之前，首先对Z形扳手的结构进行分析，分析可以知Z形扳手为比较规则落料冲孔弯曲件；其次，要对材料进行分析，分析材料的精度是否能够使用生产工艺进行生产；最后，分析并设计模具的结构，由于工件有冲裁，冲压，折弯等工序，我们采用单工模式和复合模具完成制作的设计方案。这样在工件时大批量的生产制作时，采用这种复合模或者级进模的结构能够提高制造的效率。通过对Z形扳手复合模的设计，提高学习和利用各种资源的能力，掌握模具设计和制造的基础知识。
目 录
引言 1
一、 分析零件的工艺性 3
1.1 冲裁件造型 3
1.2 冲裁件工艺分析 3
1.2.1分析Q235的材料性能 3
1.2.2冲裁件的结构 3
1.2.3尺寸精度 4
1.3 工艺方案的确定 4
二、排样设计和计算材料的利用率 6
2.1 排样方式的对比 6
2.2 布置方式的确定 6
三、冲裁力及压力中心计算 8
3.1 计算冲裁件的冲压力 8
3.2 计算冲裁件的其他冲压力 8
3.3 总的冲压力 9
四、选择压力设备 10
4.1 冲压设备的选择 10
4.2 压力中心的确定 10
五、模具总体结构设计 11
5.1 送料的方式 11
5.2 卸料和出件方式 11
5.3 凹模板外形尺寸 11
5.4 其他板尺寸的确定 13
5.4.1 卸料板设计 13
5.4.2 凸模固定板设计 14
5.4.3 垫板设计 15
5.5 模架的选择 16
六、模具零件设计 17
6.1凸、凹模零件的设计 17
6.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1 刃口尺寸计算 17
6.1.2 冲孔凸模的设计 18
6.1.3凸凹模的设计 20
6.2 卸料和顶件装置的确定 21
6.2.1 卸料螺钉的选用 21
6.2.2 推杆的选用 21
6.2.3 推板的选用 21
6.3 模柄的设计 21
6.4 圆柱销和螺钉的设计 22
七、校核模具高度和压力机 23
7.1 冲压设备的校核 23
7.2 冲压设备的选用 23
八、弯曲模的工艺计算及压力机的选择 24
8.1 弯曲的毛坯尺寸 24
8.2 计算弯曲的冲压力 24
8.3 选择压力机设备 25
九、弯曲模的模具设计 26
9.1工作刃口尺寸计算 26
9.2 凹模圆角半径 27
9.3 回弹分析 27
9.4凸模和凹模的结构设计 28
9.5 模架的选用 28
9.6 模炳的选用 29
9.7 校核弯曲模的闭合高度 30
9.8模具工作原理 31
9.9模具装配图和零件图 32
总 结 43
参考文献 44
致 谢 45
引 言
本文主要是Z形扳手冲压模具设计，在进行设计之前需要对Z形扳手进行分析，分析可以知道Z形扳手为比较规则落料冲孔弯曲件。还要对材料进行分析，分析材料的精度是否能够使用生产工艺进行生产。之后分析本次模具的大概结构，由于工件只有冲裁，冲压，折弯等工序，我们可以采用单工模式和复合模具完成制作。由于工件时大批量的生产制作，所以只有采用复合模或者级进模能让制作提高效率。
确定好模具的冲压结构之后就要进行一些计算了，比如采用哪种的排样方式可以使材料的利用率提高，排样方式一般有三种，有废料的，无废料的和少废料的，从工件可以看出采用少废料的排样方式是最好的，刚好可以利用工件之间的搭边值和侧搭边来实现少废料的排样方式，然后达到少废料的目的。
选择好排样方式就要确定排样图的搭边值了，搭边值一般可以查表可以确定出来，确定好搭边值就能根据步距和宽度的公式计算出来，然后利用CAD测量出工件Z形扳手的面积。之后就可以带入材料利用率的公式来计算出排样的利用率。
下一步是计算冲击压力，并在计算冲击压力之前确定材料的抗剪强度，还有工件的厚度。落料的周长和冲孔的周长可以使用CAD来测量出来，确定好之后就带入公式进行计算。在计算卸料力和推件力之前要先确定好出件方式和卸料方式，卸料力和推件力的系数可以查表得出，然后带入公式得出卸料力和推件力。
各工序的冲压力计算出来之后，然后将总压力加到过程的冲击力上。 压力机的选择必须合适，选择的压力机大于总压力的1.3倍压力机的公称压力可以查表确定。
刃口尺寸计算主要是为了保证工件的精度，通过工件的精度来确定我们需要设计凸模和凹模的精度，另外还要注意凸模和模的磨损间隙。工件的间隙值是根据材料和厚度来确定的，知道工件的材料和厚度然后查冲裁模初始双边间隙值表得出。
在计算过程参数之后，遵循整体设计的原则。 首先，计算工作部件主要结构的尺寸，然后，再通过所设计的尺寸确定螺栓等标准件，从而完成模具的整体结构设计。 第三，完成整套模具的CAD装配图，和相应的零件图纸并使框架保持适当的比例，最后，依次对零件图和装配图进行标注和公差标注。
在做这次毕业设计课题时，需要搜集相关模具行业的最新资讯及材料，了解和掌握该行业国内外最新的发展技术和方向，进一步了解模具厂的模具设计，掌握中型复杂模具的设计方法。培养自己的独立精神和创新意识，为将来的工作打下一个坚实的基础。
一、分析零件的工艺性
1.1 冲裁件造型
图11 冲裁件图
如图上图11所示，Z型扳手是这次设计的工件，它的材质为Q235，冲裁件的厚度是3 mm。Z形扳手的公差未注，生产的制件是需要大量的生产，所以制件的时候要考虑它的加工速度和加工的精度。
1.2 制件工艺的分析
1.2.1分析Q235的材料性能
表11抗剪性能
由上表11可知：Z形扳手采用经常用到的材料，所以采用Q235，它的材料性能比较好，使用Q235不但可以降低生产的成本，而且还能更美观。
1.2.2冲裁件的结构
冲裁件使用的材料是Q235，它是经常使用的制件类材料，它的冲压性能较好。 该结构属于完全对称的工件，料厚是3mm。 由于工件是冲裁和弯曲的结合件，通常由两个模具生产。
1.2.3尺寸精度
本次制件的属于大量的生产，对制件的精度也没有什么要求，一般对没有要求的公差精度，我们都是根据经验使用比较低的IT14级精度进行计算。
1.3 工艺方案的确定
根据上面对制件的部分分析，可以明确的知道本次制件属于标准的落料、冲孔、弯曲这三步工序使制件成形的，根据经验来确定本次设计安排了三种常用的模具组合方案：
目 录
引言 1
一、 分析零件的工艺性 3
1.1 冲裁件造型 3
1.2 冲裁件工艺分析 3
1.2.1分析Q235的材料性能 3
1.2.2冲裁件的结构 3
1.2.3尺寸精度 4
1.3 工艺方案的确定 4
二、排样设计和计算材料的利用率 6
2.1 排样方式的对比 6
2.2 布置方式的确定 6
三、冲裁力及压力中心计算 8
3.1 计算冲裁件的冲压力 8
3.2 计算冲裁件的其他冲压力 8
3.3 总的冲压力 9
四、选择压力设备 10
4.1 冲压设备的选择 10
4.2 压力中心的确定 10
五、模具总体结构设计 11
5.1 送料的方式 11
5.2 卸料和出件方式 11
5.3 凹模板外形尺寸 11
5.4 其他板尺寸的确定 13
5.4.1 卸料板设计 13
5.4.2 凸模固定板设计 14
5.4.3 垫板设计 15
5.5 模架的选择 16
六、模具零件设计 17
6.1凸、凹模零件的设计 17
6.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1 刃口尺寸计算 17
6.1.2 冲孔凸模的设计 18
6.1.3凸凹模的设计 20
6.2 卸料和顶件装置的确定 21
6.2.1 卸料螺钉的选用 21
6.2.2 推杆的选用 21
6.2.3 推板的选用 21
6.3 模柄的设计 21
6.4 圆柱销和螺钉的设计 22
七、校核模具高度和压力机 23
7.1 冲压设备的校核 23
7.2 冲压设备的选用 23
八、弯曲模的工艺计算及压力机的选择 24
8.1 弯曲的毛坯尺寸 24
8.2 计算弯曲的冲压力 24
8.3 选择压力机设备 25
九、弯曲模的模具设计 26
9.1工作刃口尺寸计算 26
9.2 凹模圆角半径 27
9.3 回弹分析 27
9.4凸模和凹模的结构设计 28
9.5 模架的选用 28
9.6 模炳的选用 29
9.7 校核弯曲模的闭合高度 30
9.8模具工作原理 31
9.9模具装配图和零件图 32
总 结 43
参考文献 44
致 谢 45
引 言
本文主要是Z形扳手冲压模具设计，在进行设计之前需要对Z形扳手进行分析，分析可以知道Z形扳手为比较规则落料冲孔弯曲件。还要对材料进行分析，分析材料的精度是否能够使用生产工艺进行生产。之后分析本次模具的大概结构，由于工件只有冲裁，冲压，折弯等工序，我们可以采用单工模式和复合模具完成制作。由于工件时大批量的生产制作，所以只有采用复合模或者级进模能让制作提高效率。
确定好模具的冲压结构之后就要进行一些计算了，比如采用哪种的排样方式可以使材料的利用率提高，排样方式一般有三种，有废料的，无废料的和少废料的，从工件可以看出采用少废料的排样方式是最好的，刚好可以利用工件之间的搭边值和侧搭边来实现少废料的排样方式，然后达到少废料的目的。
选择好排样方式就要确定排样图的搭边值了，搭边值一般可以查表可以确定出来，确定好搭边值就能根据步距和宽度的公式计算出来，然后利用CAD测量出工件Z形扳手的面积。之后就可以带入材料利用率的公式来计算出排样的利用率。
下一步是计算冲击压力，并在计算冲击压力之前确定材料的抗剪强度，还有工件的厚度。落料的周长和冲孔的周长可以使用CAD来测量出来，确定好之后就带入公式进行计算。在计算卸料力和推件力之前要先确定好出件方式和卸料方式，卸料力和推件力的系数可以查表得出，然后带入公式得出卸料力和推件力。
各工序的冲压力计算出来之后，然后将总压力加到过程的冲击力上。 压力机的选择必须合适，选择的压力机大于总压力的1.3倍压力机的公称压力可以查表确定。
刃口尺寸计算主要是为了保证工件的精度，通过工件的精度来确定我们需要设计凸模和凹模的精度，另外还要注意凸模和模的磨损间隙。工件的间隙值是根据材料和厚度来确定的，知道工件的材料和厚度然后查冲裁模初始双边间隙值表得出。
在计算过程参数之后，遵循整体设计的原则。 首先，计算工作部件主要结构的尺寸，然后，再通过所设计的尺寸确定螺栓等标准件，从而完成模具的整体结构设计。 第三，完成整套模具的CAD装配图，和相应的零件图纸并使框架保持适当的比例，最后，依次对零件图和装配图进行标注和公差标注。
在做这次毕业设计课题时，需要搜集相关模具行业的最新资讯及材料，了解和掌握该行业国内外最新的发展技术和方向，进一步了解模具厂的模具设计，掌握中型复杂模具的设计方法。培养自己的独立精神和创新意识，为将来的工作打下一个坚实的基础。
一、分析零件的工艺性
1.1 冲裁件造型
图11 冲裁件图
如图上图11所示，Z型扳手是这次设计的工件，它的材质为Q235，冲裁件的厚度是3 mm。Z形扳手的公差未注，生产的制件是需要大量的生产，所以制件的时候要考虑它的加工速度和加工的精度。
1.2 制件工艺的分析
1.2.1分析Q235的材料性能
表11抗剪性能
由上表11可知：Z形扳手采用经常用到的材料，所以采用Q235，它的材料性能比较好，使用Q235不但可以降低生产的成本，而且还能更美观。
1.2.2冲裁件的结构
冲裁件使用的材料是Q235，它是经常使用的制件类材料，它的冲压性能较好。 该结构属于完全对称的工件，料厚是3mm。 由于工件是冲裁和弯曲的结合件，通常由两个模具生产。
1.2.3尺寸精度
本次制件的属于大量的生产，对制件的精度也没有什么要求，一般对没有要求的公差精度，我们都是根据经验使用比较低的IT14级精度进行计算。
1.3 工艺方案的确定
根据上面对制件的部分分析，可以明确的知道本次制件属于标准的落料、冲孔、弯曲这三步工序使制件成形的，根据经验来确定本次设计安排了三种常用的模具组合方案：
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