车门垫板冲压模具课程设计

模具课程设计说明书20XX届XXXXXXXXXXXX专业XXXXXX班级题目车门垫板的冲压模具设计姓名XXX学号XXXXXX指导教师XXX二ОXX年一月九日-1-目录1.零件的工艺性分析……………………………………………………22.确定工艺方案…………………………………………………………23.排样方式及材料利用率………………………………………………34.冲裁力计算……………………………………………………………45.压力中心的计算………………………………………………………56.主要零件的尺寸计算…………………………………………………57.主要零部件的设计……………………………………………………98.模架及导套、导柱的选用……………………………………………119.压力机的选用…………………………………………………………1210.模具的结构形式………………………………………………………1211.模具的装配……………………………………………………………1412.小结……………………………………………………………………1413.参考书目………………………………………………………………15附图：附图1.冲孔落料级进模装配图附图2.冲孔小凸模零件图附图3.冲孔大凸模零件图附图4.落料凸模零件图附图5.凹模零件图-2-车门垫板的冲压模具设计1．零件的工艺分析如图1所示工件为客车车门垫板。每辆车数量为6个，材料为Q235，厚度t=4mm。图1车门垫板零件尺寸公差无特殊要求，按IT4级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工，材料为Q235钢板,σb=450Mpa。2．确定工艺方案零件属于大批生产，工艺性较好，但不宜采用复合模。因为最窄处A的距离为6.5mm（图1），而复合模的凸凹模最小壁厚需要8.5mm（表2-42），所以不能采用复合模。如果采用落料以后再冲孔，则效率太低，-3-而且质量不易保证。由于该件批量较大，因此确定零件的工艺方案为冲孔—落料级进模较好，并考虑凹模刃口强度，其中间还需留一空步，排样如图2所示。3．排样方式及材料利用率由表2-18查的搭边数值：a=3.5，a1=3.2进距s=B+a1=40+3.2=43.2mm条料宽度b=L+2a=375+2×3.5=382mm图2排样图板料规格拟选用4×1500×2300采用纵裁：裁板条数n1=B/b=1500/382=3条余354mm每条个数n2=(L-a1)/s=(2300-3.2)/43.2=53条余7mm每板总个数n总=n1×n2=3×53=159个材料利用率η总=(n总A/LB)×100%-4-=(159×10580)/(2300×1500)×100%=48.76%采用横裁：裁板条数n1=L/b=2300/382=6条余8mm每条个数n2=(B-a1)/s=(1500-3.2)/43.2=34条余28mm每板总个数n总=n1×n2=6×34=204个材料利用率η总=(n总A/LB)×100%=(204×10580)/(2300×1500)×100%=62.56%由此可见，采用纵裁有较高的材料利用率和较高的剪裁生产率，考虑到剪裁剩余量，将搭边值a由3.5增大到4，a1由3.2增大到4。所以最终剪裁方式为383×1500的条料，具体排样图如图2。4．冲裁力计算冲孔力F孔=Ltσb=494×4×450N=889200N落料力F落=Ltσb=830×4×450N=1494000N冲裁力F冲=F孔+F落=889200N+1494000N=2383200N冲孔及落料部分的卸料力查表2-37K卸=0.04F卸=(F孔+F落)K卸=(889200+1494000)×0.04N=95328N冲孔及落料部分的推料力查表2-37K推=0.045-5-F推=(F孔+F落)K推=(889200+1494000)×0.045N=107244N总冲压力F总=F冲+F卸+F推=2383200N+95328N+107244N=2585772N5．压力中心的计算X0=(830×187.5+214×95.5+20×215+130×247.5+5×280+100×305+25×330)/(830+214+20+130+5+100+25)=190.85根据料宽383mm，则X0取191.5。Y0=(830×100.5+214×12.5+280×12.5)/(830+214+280)=65.29则Y0取65.5。图3压力中心分析图-6-6．主要零件的尺寸计算（1）凹模外形尺寸由表2-39查得，凹模高度H=40mm，壁厚C=60mm。故凹模外型尺寸为500mm×315mm×40mm。（2）凸模固定板凸模固定板的外形与尺寸通常与凹模板相同，厚度为凹模板厚度的0.6～0.8倍。H1=(0.6～0.8)H=24mm～32mm取整数30mm固定凸模的型孔决定与凸模的结构设计，对于用螺钉固定的直通式凸模，要求型孔按凸模实际尺寸配作成M7/h6。我们选择的尺寸为500mm×315mm×30mm。（3）垫板的采用与厚度垫板作用是承受凸模或凹模的压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具正常工作。是否采用垫板，以承压面较小的凸模进行计算，冲小矩形孔的凸模承压面的尺寸为22×85，其承压应力σ=F/A=[(22+85)×2×4×450]/(85×22)MPa=205.99MPa铸铁模板的σb=90～140Mpa，即σ＞σb因此须采用垫板，垫板厚度取10mm。选择外形尺寸为500mm×315mm×10mm的标准件，材料为45号钢。（4）卸料橡皮的自由高度根据工件材料厚度为4mm，冲裁时凸模进入凹模深度取6mm，考-7-虑模具维修时刃磨留量2mm，再考虑开启时卸料板高出凸模lmm，则总的工作行程h工件=13mm橡皮的自由高度h自由=h工件/(0.25～0.3)=43～52mm取h自由=45mm模具在组装时橡皮的预压量为h顶=(10%～15%)h自由=4.5～6.75mm取h顶=6mm由此可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为39mm。（5）卸料板厚度卸料板厚度一般情况下取10～15mm，考虑到板料较薄，这里取卸料板的厚度为10mm。（6）凸模长度凸模固定板高度：h1=30mm卸料板高度：h2=10mm导尺高度：h3=4mm附加高度：h=34mm凸模长度：L=h1+h2+h3+h=30mm+10mm+4mm+34mm=78mm（7）凸凹模刃口尺寸由表2-23，查得凸凹模初始间隙：-8-Zmin=0.64mm,Zmax=0.88mm由于冲孔落料部位形状简单规则且尺寸性质相同，因此凸凹模刃口尺寸采用分开加工。根据表2-27,冲孔尺寸：dp=(d+X△)0-δpdd=(dp+Zmin)0+δd=(d+X△+Zmin)0+δd落料尺寸：Dd=(D-X△)0+δdDp=(Dd-Zmin)0-δp=(D-X△-Zmin)0-δp①小冲孔工件小孔尺寸：宽22mm，长850+1mm（见图1）由表2-28查得，尺寸为22mm时δp=0.02mmδd=0.025mm尺寸为85mm时δp=0.025mmδp=0.035mm尺寸22的IT14级公差△=0.52mm查表2-30，磨损系数均为x=0.5dp1=(22+0.5×0.52)0-0.02mm=22.260-0.02mmdp2=(85+0.5×1)0-0.025mm=85.50-0.025mm，dd1=(22+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=22.90+0.025mmdd2=(85+0.5×1+0.64)0+0.035mm=86.140+0.035mm②大冲孔工件大孔尺寸:宽20mm、25mm,长50mm、1150+1mm(见图1)根据表2-28查得,-9-尺寸为20mm、25mm时δp=0.02mmδd=0.025mm尺寸为50mm时δp=0.02mmδd=0.03mm尺寸为115mm时δp=0.025mmδd=0.035mm尺寸20、25、50的IT14级公差分别为△1=0.52mm,△2=0.52mm,△3=0.62mm查表2-30，磨损系数均为x=0.5dp1=(20+0.5×0.52)0-0.02mm=20.260-0.02mmdp2=(25+0.5×0.52)0-0.02mm=25.260-0.02mmdp3=(50+0.5×0.62)0-0.02mm=50.310-0.02mmdp4=(115+0.5×1)0-0.025mm=115.50-0.025mmdd1=(20+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=20.90+0.025mmdd2=(25+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=25.90+0.025mmdd3=(50+0.5×0.62+0.64)0+0.03mm=50.950+0.03mmdd4=(115+0.5×1+0.64)0+0.035mm=116.140+0.035mm③落料工件外形尺寸：长375mm，宽400-0.5mm(见图1)根据表2-28查得,尺寸为375mm时δp=0.04mmδd=0.06mm尺寸为40mm时δp=0.02mmδd=0.03mm尺寸375、40的IT14级公差分别为△1=1.4mm,△2=0.62mm查表2-30，磨损系数均为x=0.5Dd1=(375-0.5×1.4)0+0.06mm=374.30+0.06mm-10-Dd2=(40-0.5×0.62)0+0.03mm=39.690+0.03mmDp1=(375-0.5×1.4-0.64)0-0.04mm=373.660-0.04mmDp2=(40-0.5×0.62-0.64)0-0.02mm=39.050-0.02mm7．主要零部件的设计本模具是采用手工送料的级进模，落料凸模面积较大可直接用螺钉固定，冲孔凸模则须用固定板固定，凹模可直接用螺钉与圆柱销固定。卸料装置采用弹性的，导向装置采用导柱导套。板料的定位和导向采用定位销和导向销。详见图5。模具国标规定了两种卸料螺钉，即圆柱头卸料螺钉（GB2867.5-81）与圆柱头内六角卸料螺钉（GB2867.6-81），均具有如下特点：螺纹长度虽短但与光杆段有台阶，可保证旋入弹压卸料板后不易松动；螺钉长度是指光杆段长度且有公差要求，便于保证弹压卸料板工作平面与凹模面平行；螺钉材料为35号钢且要求热处理硬度为28～38HRC，以便保证螺钉有足够的强度，能够承受卸料过程中反复作用的拉应力。冲模上的紧固件包括连接螺钉和定位销钉。受力较大的连接螺钉一般都采用内六角螺钉，其特点是用35号钢制造，并淬火达28～38HRC，因此可承受较大的拉应力。受力不大的小螺钉可以采用普通圆柱头螺钉，但一般不用半球头螺钉或沉头螺钉。前者一字槽容易拧环，后者装配时不便调整。定位销钉采用普通圆柱销，可以承受一定的切应力。该模具中的标准件为：-11-螺钉GB/T70—76圆柱销GB/T119—2000挡料销GB/T2866.11—81模柄是连接上模和压力机的零件，这里采用的具体规格是B50×100GB2862.3-81。由四个螺钉固定到上模座上。8．模架及导套、导柱的选用该冲孔、落料级进模级进模为横向送料，零件精度较低，加工批量不大，因此选用铸铁滑动导向对角导柱模架。根据凹模的周界尺寸为500mm×315mm，因此选：模架500×315×245～290ⅠGB/T2851.1如图4所示。-12-图4铸铁滑动导向对角导柱模架由于选择了标准模架，导套和导柱的基本尺寸也就决定了，导柱为45×230×60，导套为45×125×48。9．压力机的选用该模具的主要参数：总冲压力：F总=2585772N-13-闭合高度：H模=250mm外廓尺寸：500mm×315mm该零件尺寸精度较低，尺寸较大，因此选用操作空间大，操作方便，容易安装机械化的附属设备和成本低廉的开式曲柄压力机JA21—3150A。该压力机的主要技术规格为：公称压力：3150KN滑块行程：200mm行程次数：30次/min最大装模高度：500mm装模高度