气筒支架冲裁模设计)冲压模具.doc

气筒支架冲裁模设计
【摘要】
本设计阐述了气筒支架冲裁模的设计。该该模具实现了冲空和落料一次进行完成，对于一般精密要求结构复杂的冲裁件冲裁质量满足使用要求，模局结构以及制造工艺简单，该模具易于制造，操作方便，可在普通冲床上使用，并适宜大批量生产。

关键词：冲孔 落料 模具设计

Abstract：This design describes the design of stamping die pump bracket. The implementation of the impulse of the mold space and blanking time to complete requirements for the general structure of the complex precision stamping parts stamping quality to meet the application requirements, model structure and the Bureau of manufacturing process is simple, easy to manufacture the mold, easy to operate in the ordinary red bed use, and suitable for mass production.

Key words: Punching Blanking Mold Design

目 录
1模具设计…………………………………………………………………………………….…………1
1.1原始数据………………………………..…………………………………… …….……………1
1.2工艺分析………………………………..…………………………………… ………….………1
1.3冲裁工艺方案确定……………………..…………………………………… …….……………2
1.4模具形式确定………………………………..………………………………………………….2
1.5工艺尺寸确定………………………………..…………………………………… ….…………2
1.5.1排样设计……………………………………………………………………….... …….2
1.5.2冲裁力计算……………………………………………………………………….…...….3
1.5.3压力机工程压力确定…………………………………………………….….….….…….3
1.5.4冲裁压力中心确定……………………………………………………………………….3

2主要零件外形尺寸…………………………………………………………………………...….…….4
2.1加工方法确定……………………………………………………………………………………4
2.2刃口尺寸确定……………………………………………………………………………………5
3模具总体设计………………………………………………………………………………………….5
3.1模具结构选择……………………………………………………………………………………5
3.2定位方式选择……………………………………………………………………………………6
3.3卸料，定位方式选择…………………………………………………………………..…………6
3.4导柱，导套确定…………………………………………………………………………………6
4主要零部件设计……………………………………………………………………………………….6
4.1工作零部件设计…………………………………………………………………………………6
4.1.1落料凹模采用整体凹模………………………………………………………………….6
4.1.2冲孔凸模采用阶梯式固定……………………………………………………………….7
4.2凸凹模……………………………………………………………………………………………8
4.3落料凹模…………………………………………………………………………………………8
4.4卸料装置设计……………………………………………………………………………..……10
4.5紧固螺钉选择……………………………………………………………………………..……10
4.6定位销选择…………………………………………………………………………..…………10
4.7卸料板设计………………………………………………………………………………..……10
4.8模柄选用…………………………………………………………………………………..……10
4.9模架选取…………………………………………………………………………………..……10
5结束语………………………………………………………………………………..…….…………13
6谢辞…………………………………………………………………………………………..……….14
7参考文献………………………………………………………………………………………..…….15

1模具设计
1.1 原始数据
数据如图1所示。大批量生产，材料为Q215,t＝3mm。

图（1）零件图

1.2工艺分析
该工件有冲孔和落料两个工序。材料为Q215。具有良好的冲压性能，适合冲裁 ，工件有圆孔，长方行空和两个直径为13mm的椭圆孔。满足冲裁加工空与空，空与工件边缘之间最小壁厚大于8 mm。工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级，精度一般，普通冲裁可以满足精度要求。
1.3冲裁工艺方案的确定
该工件包括落料，冲孔两个基本工序，工件精度要求一般，若采用单工序模其结构简单，制造方便，但是需要两导工序，两副模具，成本较高，效率低，进入第二道工序误差增大影响质量。级进模生产是一种高效率的加工方法，适用于大批量，小型冲压件，本工件尺寸轮廓较大，采用此模具，模具尺寸很大，加工难度高。
此工件为大批量生产，效率要求高，固采用落料，冲孔同时进行的复合模生产，工件的精度以及生产效率都能满足使用要求，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高，所以采用先冲孔后落料的冲裁工艺。那么本套模具采用冲孔，落料复合模。
1．4 模具结构形式确定
分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便，倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在 上模装一副推件装置，采用倒装式复合模。
1．5 工艺尺寸计算
1.5.1 排样设计
（1）排样方法的确定
根据工件的形状，确定采用无废料的方法是不可能做到，故采用有废料和少废料的排样方法。计算采用直对排法。
（2） 确定搭边值
查表知，取最小搭边值：工件间a1＝2．8，侧面a＝3．2。考虑工件尺寸较大，在冲压过程中需在两边设置压边值，则取a1＝3；a＝5。
（3） 确定条料步距 步距：257．5 mm，宽度：260 mm。
（4）条料利用率

（5）画出排样图 如图2所示。

图（2）排样图

1.5.2 冲裁力计算
（1）冲裁力F
查表取材料Q235的抗拉强度＝368MPa
由于 F≈Lt
已知：L=181＋113＋10×2＋220.5＋50.73＋30.7＋98.27＋×44＋14×2＋48×2＋×6×2+5×4+×13×2＝1124.68
所以 F=1124.68×3×386N＝1302379N≈1300KN
(2) 卸料力Fix
由 Fx=Kef,已知Kx＝0.04
则 Fx＝KxF＝0.004×1300＝52KN
(3) 推件力
由 Ft＝nKtF，已知n＝4 Kt＝0.045
则 Ft＝nKtF＝4×0.045×1300＝23.4N
(4) 顶件力Fd
由 Fd＝KdF, 已知Kd＝0.045
则 Fd＝KdF＝0.05×1300＝65KN
1.5.3 压力机公称压力的确定
本模具采用刚性卸了装置和下料方式，所以
Fz=F+Ft≈1324.KN
所以根据结果，压力机选择JA21-160。
1.5.4冲裁压力中心的确定
（1）按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置，并确定坐标系，标注各段压力中心坐标点，
（2）冲裁直线段时，其压力中心位于各段直线的中心。冲裁圆弧线段时，按下式计算。
y＝(180Rsin)∕()＝RS∕b
则 y＝142×188∕220.5=121
所以，如图5 点H的坐标为（122.27,120.86）。
冲裁压力中心计算数据如表1所示。

各段
基本要素长度
L／mm
各基本要素压力中心的坐标值
冲裁力 F／N
X
Y
A
181
90.5
0
179190
B
40
171
20
36900
C
10
176
40
9900
D
58.27
181
49.15
57687.3
E
39.7
194
113.27
39303
F
50.73
208
153.9
5022.7
G
10
203
179
9900
H
220.5
121.27
120.86
218295
I
10
5
113
9900
J
73
0
86.5
72270
K
10
5
40
9900
L
40
5
20
36900
M
50.82
69
14.5
50311.8
N
50.82
134
14.5
50311.8
O
138.16
138
75
136778.4
P
161.68
57
69
160063.2

表（1）

（3）根据力学原理，分力对某轴的力矩等于各分力对同力矩的代数和，则求的压力中心坐标（xo,yo）
Xo＝

yo＝

得 Xo＝101.87 yo＝62.73
综上所述，冲裁件得压力中心为（101.87，62.73）。
2 主要零件外形尺寸
2.1加工方法的确定。
结合模具的结构特点，此模具制造采用配作法，落料时，选凹模为设计基准，只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸要求配作；冲孔时，则只需计算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸配作；只是需要在配作时保证最小双面合理间隙值Zmin＝0.46mm
2.2刃口尺寸确定
根据模具各个尺寸在模具磨损后的变化情况，确定冲裁件内形与内形尺寸公差工件零件刃口尺寸如表1所示。
表（2）

三 模具总体设计
3．1 模具结构的选择 由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压模，所以为复合模。
3．2 定位方式选择 因为采用的时条料，控制条料送料方向采用导料销；控制调料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距，而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量可目测确定。
3．3卸料，出件方式选择 根据模具运动特点，该模具采用刚性卸料方式比较方便，采用推件块，利用模具开模的开模力来推出工件，结构如图（3）所示。
3．4 导柱,导套位置确定 为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装，该复合模采用 中间导柱模架。

图 （3） 卸料装置

1－打杆 2－推板 3－连接推杆 4－推件板

四 主要零部件设计
4．1 工作零部件设计
4.1.1落料凹模 采用整体凹模
凹模厚度 H＝kb＝0.2×181＝36.2mm
凹模壁厚 C＝(1.5～2)H＝54.3～72.4 mm
取凹模厚度 H＝60 mm，壁厚 C＝60 mm
凹模宽度 B＝b＋2C＝179＋2×60＝299mm
凹模长度 L＝181＋2×60＝301
为了保证强度取长度和宽度均为315MM。
4.1.2冲孔凸模 共有4个凸模，采用阶梯式固定。
长度为L＝凸模＋固定板＋t＝60＋30＋3.5＝93.5mm。
如图（4）为矩形充孔凸模一个，图（5）为圆形充孔凸模一个，图（6）为椭圆形充孔凸模两个。

图（4） 图（5）
冲孔凸模 冲孔凸模

图（6） 冲孔凸模

4.2凸凹模 倒装复合模的计算为
H＝h1＋h2＋t＋h＝20＋30+3+10.5＝63.5 mm

其中h1为卸料板厚度，h2为凸凹模固定板厚度，t为材料厚度，h卸料板与固定板之间安全高度。
4.3 画出落料凹模，凸凹模尺寸，如图6所示。

图（7）凸凹模

图（8）落料凹模

4.3 定位零部件设计
很据本套模具的结构，设计一个Φ6活动挡料销和两个Φ8活动导料销，下面均采用压缩弹簧，结构如图8所示。

图（9）活动挡料销

4.4 卸料装置设计
采用如图9所示卸料装置，由于冲裁板厚度为3mm冲裁力Fx＝52KN。根据需要所选弹簧的定压力为

F0≥Fx／n＝8.67 KN
选择圆柱螺旋压缩弹簧，其规格为d＝6 mm ，D＝30 mm ，h0＝60 mm， hj＝13.1 mm, n＝7,f＝1.88 mm ,t＝7.8 mm
弹簧压缩总量为
△H＝Fx／Fj×hj＝66.81 mm
4.5紧固螺钉选择
根据需要固定模柄处选用M12的内六角螺钉，落料凹模和上模座间选用M20的内六角螺钉。
4.6 定位销钉的选择
该模具中销钉均采用d=10mm的圆柱销。其中L=140mm和L=85mm的圆柱销均为两个。
4.7 卸料板的设计
卸料板的尺寸和凹模周界尺寸相同，厚度为20 mm。卸料螺钉的选用采用六个M8的螺钉固定。
4.8 模柄的选用
此模具选用凸缘模柄，基本尺寸为d＝60，D＝100，H＝78,h＝18,d1＝13，D1＝62,d3＝11,d2＝15,h1＝9。
4.9 模架的选取
选用中间导柱式模架，此模架可防止由于偏心距而引起的模具歪斜，以凹模周界尺寸为依据选取模架规格如下。
导柱：d(mm) ×L(mm) Φ45×230
导套：d(mm) ×L(mm) ×D( mm) Φ45×125×48
上模座H取50mm,下模座取H取60 mm，上垫板H垫取10 mm
则该模具的闭合高度H闭为
H闭＝H＋H＋L＋H－h＝50＋60＋10＋93.5＋63.5－3.5＝273 mm

其中 L— 凸模高度，
H—凸凹模高度，
h—凸模冲裁后进入凸凹模的深度，
由此可见该模具的闭合高度小于所选压力机的最大装模高度，因此可以满足要求。

结 束 语
通过这次毕业设计在查阅相关资料和所学知识的完成，再次对所学知识进一步的运用和深入学习，是我们学完了大学的全部基础课以及大部分的专业课之后进行的.这是我们在走上工作岗位前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的综合训练,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。同时也对自己临毕业步入工作单位做好前期铺垫。
经过这段时间的努力，此次毕业设计已经顺利地完成，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题以及自我学习的能力，从中能够更好的为过去所学的知识进行一次复习，发现自已的不足，巩固所掌握的，为自己所学知识来一个全面的总结，同时也为今后参加工作打下一个良好的基础，能够使自己将来更好地适应社会，更好的完成即将面临的挑战。

谢 辞
在整个毕业设计中，我得到了指导老师徐老师的热心指导和帮助，不断为我答难解疑。细致地为我解题；指导设计难点，使我从疑惑中不断找出问题的出口，最终才能是本设计顺利完成，老师都严格要求，力求完美。以及不厌其烦的指导，和同学的多次帮助我的设计才有如此结果和成效。
徐老师热情，不厌其烦的为我解决了一个又一个设计难题，，为我营造了一种良好的积极的学习氛围。置身其间使我不仅接受了全新的思想观念就，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且其严以律己，宽以待人的崇高风范、平易近人的人格魅力，与无微不至、感人至深的关怀，倍感温馨。我无法准确的语言来描述自己的真实感受，唯有一道虔诚的祝福：愿老师合家欢乐，一生平安。同时，也将希望曾给每一位帮助同学，希望你们能够在以后的工作顺利，幸福。
再次感谢我的指导老师和同学，希望大家以后工作顺利。全家幸福，谢谢！

参考文献
[1]：汤酞则主编，«冷冲模课程设计与毕业设计知道»，湖南大学出版社，
[2]：吴慧媛、刘建超主编，«机械制造技术»，西安电子科技大学出版社，2006
[3]：赵家齐主编 ，«机械制造工艺学课程设计指导书»，北京机械工业出版社，2005
[4]：薛源顺主编，«机床夹具设计»，上海市机电工业学校，1995
[5]：赵岷主编，«机械制图»，西北大学出版社，2005
[6]：许德珠主编，«机械工程材料»，北京高等教肓出版社，1992
[7]：李益民主编，«机械制造工艺设计简明手册»，北京机械工业出版社,2003
[8]：贺敬宏、宋敏主编，«机械设计基础»，西北大学出版社，2005

目 录
前 言 1
1 城市现状 2
1.1 自然状况 2
1.2 社会经济发展现状 5
1.3 城市结构与人口 6
1.4 城市能源供应及消费状况 7
1.5 环境状况 7
1.6 交通条件 8
2 设计依据、设计原则及规范与标准 9
2.1 设计依据 9
2.2 编制原则 9
2.3 编制应遵循的规范、标准 11
3 我国城镇燃气概况与发展燃气政策 12
3.1 我国能源 12
3.2城镇燃气概况 14
3.3 我国发展城镇燃气政策 19
4 气源确定与气源基本参数 19
4.1 气源条件 19
4.2 CNG与LNG气源选择 22
4.3 CNG供气及供气基本参数 23
5 工程项目范围、供气规模及主要工程量 24
5.1 工程项目建设的必要性 24
5.2 工程项目范围 25
5.3 供气原则 25
5.4 供气对象与供气范围 26
5.5 气化人口与气化率的确定 26
5.6工程分期 27
5.7 各类用户耗热定额 27
5.8 居民与商业用户高峰系数的确定 28
5.9 供气比例与供气规模 30
5.10 各类用户耗气量平衡与高峰流量 31
5.11 储气与调峰 34
6 CNG气源站 38
6.1 站址选择 38
6.2 建站规模及占地面积 39
6.3 总图布置 39
6.4 CNG气源站竖向设计 40
6.5 交通运输及道路 41
6.6 绿化 41
6.7 用地指标 41
6.8 工艺设计与主要设备 42
6.9 管材选择及防腐 47
6.10 公用工程 48
7 中压管网输配系统 53
7.1 中压输配系统压力级制确定 53
7.2 城区中压管网布置原则 55
7.3 中压管网布置 56
7.4 中压管网的敷设和特殊地段的处理 57
7.5 管材选择与防腐 58
7.6 管道水力计算 59
8、组织机构及劳动定员 61
9 环境保护专篇 62
9.1 设计采用规范及标准 63
9.2 污染物及治理措施 63
9.3 绿化设计 64
10 消防专篇 65
10.1 设计采用规范和标准 65
10.2 工程项目火灾危险性分析 65
10.3 消防措施 66
10.4 建立健全各种规章制度 67
11 劳动保护、职业安全与工业卫生 68
11.1 设计依据及遵循的标准和规范 68
11.2 安全措施 68
11.3 劳动保护与工业卫生 70
12 各类用户对燃气价格承受能力分析 71
12.1 居民用户对燃气价格承受能力分析 71
12.2 商业用户对天然气价格承受能力分析 72
13 节能 73
13.1 能耗分析 73
13.2 节能措施 73
13.3 节能效益 73
14 工程效益分析 74
14.1 经济效益分析 74
14.2 社会效益分析 75
14.3 环境效益分析 75
15 主要设备与技术经济指标： 76
15.1 主要设备 76
15.2 主要技术经济指标（一期工程） 77
16工程项目实施计划 79
17 工程项目招标初步方案 80
17.1 招标范围及招标 80
17.2 招标初步安排 80
17.3 招标形式 81
17.4 招标方式 81
17.5 评标专家来源 81
17.6 招标程序和招标基本情况表 82
18 投资估算及资金筹措 83
18.1 编制依据 83
18.2 投资估算 83
18.3 资金筹措 84
18.4 庭院及户内管道工程 84
19 经济评价 84
19.1编制依据 84
19.2基础数据 85
19.3成本分析 85
19.4损益分析 85
19.5清偿能力分析 87
19.6不确定性分析 87
19.7财务评价结论： 87
20 结论与建议 88
20.1 结论 88
19.2 建议 89

20