钥匙模具设计

2013届本科毕业设计（论文）
设计任务书
一、设计题目：
钥匙模具设计
二、设计参数：
零件：钥匙
生产批量：大批量
材料：08F
板料厚度t = 2mm
三、具体要求：
1. 分析研究零件的工作图；
2. 确定零件的冲压工艺；
3. 进行零件冲压模具设计；
4. 编写设计计算使用说明书。

四、进度安排：
收集资料
分析零件工作图，确定冲压工艺方案
模具主要零件尺寸的设计计算
绘制模具装配图及零件图
编写设计说明书
五、工作量：
1. 绘制模具装配图1张
2. 绘制零件图2张
3. 编写设计说明书1份
六、总评成绩及评语：
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日
目录
序言 (5)
1 零件工艺分析 (6)
1.1设计零件介绍 (6)
1.2零件工艺分析 (6)
2确定工艺方案及模具结构形式 (7)
3模具设计计算 (7)
3.1排样 (7)
3.2计算总冲裁力 (8)
3.3计算压力中心 (8)
3.4冲模刃口尺寸及公差的计算 (8)
3.5确定各主要零件结构尺寸 (9)
4绘制非标准零件图 (10)
4.1凸凹模具设计图 (10)
4.2钥匙零件标准图 (12)
4.3 钥匙凹模图 (12)
参考文献 (13)
序言
本次毕业设计是我们学完了大学四年全部的本专业课程后进行的一次设计学习，是大学学业的一次总结性、综合性的复习和锻炼，同时为明年的毕业设计打好基础和铺垫，这也是对我的理论知识与联系实际掌握程度的一次很好的考察。

因此，此次设计对我的学习及在今后的工作中起着很重要的作用，给我很大的帮助。

同时，在此感谢四年来各位专业老师的帮助和教导。

1零件工艺分析
1.1设计零件介绍：
如图1所示零件：钥匙
生产批量：大批量
材料：08F t=2mm
设计该零件的冲压工艺与模具。

图1 钥匙零件图
1.2冲裁件工艺分析
冲裁件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中的难易程度。

冲压件工艺性的具体指标包括：
1) 材料消耗少，生产准备周期短；
2) 工序数量少，劳动量与劳动强度低；
3) 尽量减少后续的机加工量及有关辅助工序；
4) 冲压工艺设备少，生产面积需要小；
5) 操作简便，尽量能采用非高级技工；
6) 提高模具在完成生产周期情况下的寿命；
7) 生产效率高，生产成本。

为使冲压件达到优良工艺指标，必须合理确定尺寸精度和具有良好的结构工艺性。

冲压件的尺寸精度可达IT6（或IT7）级，精度等级越低其冲压加工越困难。

具体查表可得，冲压加工中冲裁，精冲及拉深工序等加工方法所能达到的尺寸精度。

冲压件的结构工艺性一般指其结构的几何形状。

其几何形状越简单，越容易冲压，则结构工艺性越好。

因此要求：
1) 材料的选定不仅要能满足冲压件的强度与刚度要求，还应该具有良好的冲压性能。

这是由于每一种板材都有自己的化学成分，力学性能以及与冲压性密切相关的特征值。

在生产实际中经常出现这样的情况，一个冲压件的加工能否顺利加工完，直接取决于板材的冲压性能。

所以有必要根据冲压变形的特点与要求，合理地选用材料。

2) 冲压加工是一种冷变形加工方法，它与热变形加工方法最本质的特点是：有冷变形加工的硬化效应。

因此，应该充分利用着这一特性，尽量选用软而塑性好的，避免过厚的金属材料。

3) 当对产品零件要求重量轻而强度，刚度高时，可采用强肋形式及翻边，卷圆等工序来达到要求。

综合以上分析
1. 材料：08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。

2. 工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐倾角，为提高模具寿命，建议将所有90°倾角改为R0.5的圆角。

3. 尺寸精度：零件图上未标注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

经查公差表，各尺寸公差为：
24±0.5250-0.6212.8±0.437.3-0.36 3±0.3
结论：可以冲裁
2确定工艺方案及模具结构形式
冲裁模具设计的基本原则：
1）根据制作的尺寸精度要求以及生产批量，综合考虑经济效益选择模具种类。

2）模具结构和模具材料应与制作批量相适应。

3）尽量采用标准模架和模具零件。

4）模架的平面尺寸，不仅要与凹模尺寸相适应，还应与压力机台面尺寸及开孔尺寸大小相适应。

5）落料模的送料方向要与选用压力机相适应。

6) 为了便于校模和存放，模具应安装闭合高度限位块。

模具工作时限位块不应受压。

7) 冲压对称制件的模架应明显不对称，以防止上模和下模装错位置。

8) 弯曲件的落料模，排样时应考虑材料扎制方向。

9) 刀口尖脚处宜用拼块。

既便于加工，也可防止应力集中导致开裂。

10) 应在结构上采取措施使凸模和凹模的侧向力相互平衡，不宜让模架承受侧向力。

11) 安装于模具内的弹簧，应保证弹簧弹裂时不致蹦出伤人。

12) 冲孔模应考虑放入和取出制作方便，安全。

13) 冲孔模的定位，应防止落料板正反都能防入。

14) 多凸模冲孔时，邻近大凸模的细小凸模应在长度上比大凸模短一冲件厚料，因为若作成相同长度则容易折断。

15) 对于大型落料与修边模或冲件内孔有窄小突出与凹槽时，应采用镶拼与嵌块结构。

3模具设计计算
3.1．排样计算条料宽度及确定步距
首先查有关表确定搭边值。

根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值b=2,侧边按圆形取搭边值a=2。

连续模进料步距为17.65mm。

条料宽度按相应的公式计算：
B=(D+2a)-⊿查表⊿=0.6
B=(50+2×2)-0.6
=54-0.6
画出排样图，图2
图2 排样图
3.2．计算总冲裁力
冲裁力F=KLt τ (查τ=300Mpa,周长L 在caxa 里查询得到) =1.3*129.648*2*300/10000=10.11 (t)
推件力F 1= nK t F (取n=1，查表K t =0.06) =1*0.06*10.11=0.61(t)
由于冲模采用刚性卸料装置和下出料方式，故总的冲压力为： F 0 =F+ F 1 =10.11+0.61=10.72(t)
3.3．确定压力中心：
根据图3计算，自定义坐标系,计算压力中心坐标 图形近似关于Y 轴对称，所以X=0
32
.9114.127)
2.36(*
3.72*)2.26(*01
4.202*)2.16(*12*)382.11(*637.98.6*
5.17.................212211-=-+-+-+-+=++++=
n n n L L L y L y L y L Y
即压力中心(X=0.00 Y=-9.32)
图3 压力中心（图中用红十字线表示）
3.4．冲模刃口尺寸及公差的计算 刃口尺寸计算方法及演算过程：
材料为08F,厚度为2mm ，查表（19.1-7），可得Zmin=0.246mm,Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.114 落料部分的基本尺寸为50，则
δ凸= -0.025 δ凹= +0.035
故均能满足分别加工时， │δ凸│ + │δ凹 │=0.06＜ Zmax-Zmin ，的要求
查表得 x ＝0.5
3.5确定各主要零件结构尺寸
（1）落料凹模外形尺寸的确定
落料凹模厚度h的确定：
h=kb （b为最大孔口尺寸，取50mm，查表，取k=0.34）=17mm
落料凹模壁厚c的确定
c=2h=34mm 取c=34mm
（2）凸模长度L的确定
凸模长度L计算为：
L=h1+h2+h3+a
其中固定板厚h1=21；固定卸料板厚h2=5；导板厚h3=0; a=2.4
L= h1+h2+h3+a＝28.4
凸模厚度H的确定：
H=31.0P P取总压力=107200N
1.0*=2
2.049mm
H=3107200
选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=10.72t;最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。

按上述要求，结合工厂实际，可选用开式双柱压力机。

并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。

（3）设计并绘制总图、选取标准件
按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。

绘制模具总装图。

按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表。

并将各零件标出统一代号。

4绘制非标准零件图
4.1 凸凹模具设计图
图4 钥匙冲裁模设计
1-下模座2-定位销3-凹模4-导柱5-导套6-凸模7-卸料板8-模柄
9-连接螺钉10-内六角螺钉11-圆柱销12-上模座13-螺钉14-紧固螺钉15-圆柱销
4.2钥匙零件标准图
图5标准零件图
4.3 钥匙凹模图
图6 凹模图
参考文献
陈锡栋，周小玉主编. 实用模具技术手册. 北京：机械工业出版社，2001.7 邓明主编. 实用模具设计简明手册. 北京：机械工业出版社，2006.1。