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cm077 车门 垫板 模具设计

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【CM077】车门垫板级进模具设计[C],cm077,车门,垫板,模具设计

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济源职业技术学院毕业设计 济源职业技术学院 机电系 2007 届毕业生毕业设计答辩记录 姓 名 张齐锋 专 业 模具设计与 制造 班 级 模具 0401 答辩时间 答辩地点 设计题目 22 型车门垫板冲裁模具设计与制造 1. 冲裁模刃口尺寸计算的基本原则有哪些？ （ 1） 由于凸、凹模之间存在间隙，是落下的料或冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。 （ 2） 在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 （ 3） 冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈大，结果是间隙越来越大。 2. 间隙值的确定通常哪几种方法？ （ 1） 理论确定法 （ 2） 经验确定法 3. 冲压的压力中心确定原则？ （ 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。 （ 1）提高材料利用率（在不影响制件使用性能前提下，还可以改变制件形状）。 （ 2）排样方法应使冲压操作方便，劳动强度小且安全。 （ 3）模具结构简单、寿命高。 （ 4）保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 （ 1）冲压件的尺寸精度由模具来保证，具有一模一样的特征，所以质量稳定，互换性好。 （ 2）由于利用模具来加工，所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。 （ 3）冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样，大量切削金属，所以它不但节能，而且节约金属。 （ 4）普通压力机每分钟可生产几十件冲压件，而高速压力机每分钟可生产几百甚至上千件。所以它是一种高效率的加工方法 记录教师（签名）： 目录 1零件的工艺分析 . - 1 - 2确定工艺方案 . - 1 - 3排样方式及材料利用率 . - 2 - 4冲裁力计算 . - 3 - 5压力中心的计算 . - 4 - 6 . 凸凹模刃口尺寸 . - 5 - 7主要零件的尺寸计算 . - 7 - 8. 模架及导套、导柱的选用 . - 10 - 9 . 冲压设备的选择 . - 12 - 10主要零部件的设计 . - 13 - 11模具结构形式 . - 14 - 12. 模具的装配 . - 15 - 13小结 . - 17 - 14参考文献 . - 18 - 附图： 附图 附图 附图 模零件图 附图 附图 附图 附图 附图 - 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 度 t=4 图 1 车门垫板 零件尺寸公差无特殊要求，按 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，材料为 有一定的伸长率和强度，韧性及铸造性均好， 适于冲裁加工 ，查文献 4表 2 b=450 2 确定工艺方案 方案一： 落料 采用复合模生产。 方案二： 先落料 ，后 冲孔。采用单工序模生产。 方案三： 冲孔 续冲压，采用级进模 生产。 - 2 - 零 件属于大批生产，工艺性较好，但不宜采用 方案一复合模 。 因为最窄处 图 1），查文献【 2】表 6合模的凸凹模最小壁厚需要 （ t =（ 8以不能采用复合模。 如果采用 方案二模具结构简单 ， 但需要两道工序两副模具， 则效率太低，而且质 量不易保证。 方案三只需一副模具，生产效率高， 冲压精度较差，但由于 零件的冲压精度稍差 级进模也能满足 。 通过对上述三种方案的分析比较， 因此确定零件的工艺方案 三 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 文献【 3】 表 3边数值： a=文献【 3】表 3=距 s=B+K 0+料宽度 b=L+2a K=375+2 83 2 排样图 板料规格拟选用 4 1400 3500 - 3 - 采用 横 裁： 裁板条数 (s=(2条 余 板总个数 n 总 = 32=288个 材料利用率 总 =(n 总 A/ 100% =(288 10585)/(3500 1400) 100% =采用纵 裁： 裁板条数 (s=(35000条 余 12板总个数 n 总 = 80=240个 材料利用率 总 =(n 总 A/ 100% =(204 10585)/(3500 1400) 100% =由此可见，采用横 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 大到 5， 大到 4。所以最终剪裁方式为 385 1400的条料，具体排样图如图 2。 4 冲裁力计算 冲孔力 ： F 孔 =b=494 4 450N=889200N 落料 力 ： F 落 =b=（ 40+375） 2 4 450N=1494000N 冲裁 力 ： F 冲 =F 孔 +F 落 =889200N+1494000N=2383200N - 4 - L 冲裁周边长度 冲孔及落料部分的卸料力 查 文献【 1】 表 3 F 卸 =(F 孔 +F 落 )889200+1494000) 5328N 冲孔及落料部分的推料力 F 推 =n(F 孔 +F 落 ) (889200+1494000) 144880N n 同时卡在凹模内的冲裁件数 总冲压力 F 总 =F 冲 +F 卸 +F 推 =2383200N+95328N+2144880N=4623408N 5 压力中心的计算 375 14 0 215+132 281 +25 330+98 (375+214+20+132+5+25+98) =据料宽 385 92。 375 14 80 (375+214+280) = 8，具体分布见图。 - 5 - 图 3 压力中心分析图 6 . 凸凹模刃口尺寸 查文献【 1】 表 3查得 凸凹模初始间隙 ： 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。 冲孔尺寸： d+X )0- p + d=(d+X + d 落料尺寸： )0+ d - p =(- p 小 冲孔 工件小孔尺寸： 宽 22 850+1 图 1） 以凸模设计为基准 由 文献【 2】 表 2 尺寸为 22 p= d=寸为 85 p= d=文献【 1】表 16 尺寸 22的 =- 6 - 查 文献【 1】 表 3磨损系数均为 x=0.5 (22+(85+1) 22+85+1+ 大 冲孔 工件 大 孔尺寸 : 宽 2049 251150+1图 1) 由 文献【 2】表 2 尺寸为 2025 p= d=寸为 49 p= d=寸为 115 p= d=文献【 1】表 16 尺寸 20的 1=寸 26的 2=寸 49的 3= 文献【 1】表 3磨损系数均为 x=0.5 (20+(26+(49+(115+1)20+26+- 7 - 49+115+1+ 落料 工件外形尺寸： 长 375 图 1) 以凹模设计为基准： 由文献【 2】表 2 尺寸 为 375 p= d=寸为 40 p= d=文献【 3】表 16 尺寸 375、 40的 差分别为 1= 2= 文献【 1】 表 3损系数均为 x=+主要零件的尺寸计算 （ 1）凹模外形尺寸 厚度： H=K b K 系数 b 凹模刃口的最大尺寸 - 8 - 由文献【 4】表 3 K=115 件上还需冲一个较小的孔，且均在同一凹模上进行，所以凹模厚度应适当增加故选： H=40厚 ： C=（ H C=80模长： L=（ 115+78+85） +2 C=438模宽： B=（ 40+10+65） +2 C=275凹模外型尺寸为 ： 50031540 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， =2432 取整数 30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/们选 择的尺寸为 50031530 （ 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 =F/A=(22+85) 2 4 450/(85 22)- 9 - 查文献【 6】表 2 2 铸铁模板的 b=90 140工件材料 b=400 工件材料 b 模板的 b 因此须采用垫板，垫板厚度取 10选择外形尺寸为 50031510料为 45号钢。 （ 4）卸料橡皮的自由高度 由于橡皮允许承受的负荷较大，而且安装调整比较灵活方便，因而它适用于弹性卸料元件，由于零件加工 F 冲 较大 ，因而选用橡皮。 为保证橡皮不因过早失去弹性而被损坏，其允许最大压缩量应不超过其自由高度 的 10%即： h 预 =（ h 自由 故工作行程： h 工作 = h 总 - h 预 =（ h 自由 所以橡皮的高度： h 自由 = h 工作 /(根据工件 材料厚度为 4裁时凸模进入凹模深度取 5虑模具维修时刃磨留量 2考虑开启时卸料板高出凸模 1总的工作行程 h 工件 =12皮的自由高度 h 自由 =h 工件 /(40 48 h 自由 =45具在组装时橡皮的预压量为 H 预 =(10% 15%)/h 自由 =- 10 - 取 h 预 =6此可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为 39 （ 5）卸料板厚度 卸料板厚度一般情况下取 10 15虑到板料较薄，这里取卸料板的厚度为 10 （ 6）凸模长度 凸模固定板高度： 0料板高度： 0料 高度： 加高度： h=34模长度： L=h1+h2+h3+h =300478. 模架 及导套、导柱 的选用 该 冲孔 、落料级进模为横向送料， 零件精度较低，加工批量较大，因此选用 材料 铸铁滑动导向对角导柱模架，根据凹模周界尺寸为 500315 根据文献【 2】表 10 模架允许使用闭合高度范围：（ 245合高度： H 模 =250架 根据文献【 3】表 16表 16 - 11 - 500 315（ 24I 图 4所示 根据文献【 3】表 16 模座厚度： H 上 =60 下 =75据文献【 2】表 10柱选材料 20钢： 1 45 260 1 50 260 导套选材料 20钢： 1 45 150 58 1 50 150 58 - 12 - 图 4 铸铁滑动导向对角导柱模架 9 . 冲压设备的选择 根据 ： F 总冲 =N 为使压力机能正常工作，则冲压设备的 F 压 比 计算的冲压力大 30%左右。所以 F 压 F 总冲 (1+F 压 N 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， - 13 - 容易安装机械化的附属设备和成本低廉的压力机， 所以根据文献【 3】表436称力 / 6300 公称力行程 / 26 滑块行程长度 / 500 滑块行程次数 /（ n/ 9 最大装模高度 / 810 装模高度调节量 / 340 工作台尺寸（前后左右） / 1500 3450 滑块底面尺寸（前后左右） / 1270 3450 主电动机功率 / 75 10 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 料 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（ 圆柱头内六角卸料螺钉（ 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 38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。 - 14 - 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 38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： 螺钉 70 76 圆柱销 119 2000 挡料销 柄是连接上模和压力机的零件， 这里 采用 的 具体规格是 四个 螺钉固定到上模座上 。 11 模具 结构形式 该 零件的生产批量不是很大，合理安排生产 采 用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采 用手工送料方式 ； 为了便于操作，提高生产率，采用弹性卸料方式， 凸 模与卸料板推下的出件方式。考虑零件厚度较 后 ，模架类型及精度，采用 对角 导柱模架。 根据模具总装图的绘制原则，绘制的 车门垫板冲孔 、 落料级进 模的结构 如 图 5 所示。 采用顺装式 级进 模，上模主要有凸 模 9、 11、 12 固定板 3橡皮 14卸料板 16等组成，下模主要有凹模 18组成。 工作过程：将剪裁好的板料 15送入 模具中，由定位销定位。 冲压时， - 15 - 上模降 下， 卸料板 16 先 压住 板料 15， 上模继续下降闭合，冲孔凸模 11、12冲出孔， 落料凸模 9，冲出零件， 废料被凸模 11、 12推 出 ，零件由凸模 9推出 ； 冲完后 磨具开启，上模上升，卸料板 16把 板料 15从凸模 9、11、 12 上卸下 ；继续送进板料 进行下一次冲压。冲下的废料和零件落在落料槽中，隔一段时间由工人用推杆 从落料槽中推出 。 12345、 216、 177、 10891112131415 1618192022图 5 车门垫板冲孔、落料级进 模 12. 模具的装配 （ 1） 导柱导套的装配 导柱导套和模座的配合都为过盈配合，一般都用压力机将导柱导套 - 16 - 分别压入下模座和上模座。装好后检查导柱对下模座底平面，导套对上模座上平面的垂直度 ,其误差应在要求的范围内。 （ 2） 凸模的装配 凸模用固定板将其装在模座上的，凸模与固定板是采用过渡配合，装配时是在压力机上将凸模压入固定板的，检查其垂直度后 ,将凸模尾部与凸模上平面一起磨平并将凸模端面磨平。 凸模、固 定板 、垫板和上模座 安装在一起，用圆柱销定位，螺栓固定 。 （ 3） 装配下模 先将 下模座 和 凹模叠加起来，然后用圆柱销定位， 最后 用螺钉固定。 （ 4） 装配上模 把上模座、垫板、固定板、橡胶 和 卸料板 按顺序叠加起来，然后用圆柱销定位，然后用卸料螺钉把卸料板、橡胶与上模座连接。然后再安装模柄。 （ 5） 试冲与调整 装机试冲并根据试冲结果进行相应调整。 - 17 - 13 小结 本 文对车门垫板零件的冲压模具进行了设计，采用了冲孔 、 落料级进模 的结构形式。 主要论述了 冲孔 、 落料级进 模的结构设计与计算，包括确定模具的结构型式，计算了模具闭合 高度 和压力中心 ，凸、凹模间隙和刃口尺寸的确 定 ，模具主要零件的选择和设计，并对冲压设备进行了选取。其中着重阐述了凸、凹模的设计过程，最后绘制了模具的 凸、凹模零件图和车门垫板级进模 装配图 （附图） 。 - 18 - 14参考 文献 1李奇涵 主编 . 冲 压成形工艺与模具设计 北京：科学出版社， 2007 2 曹立文 主编 新编实用冲压模具设计手册 北京：人民邮电出版社 ， 2007 3薛啟翔 主 编 冷冲压实用技术 北京： 机械工业出版社 ， 2006 4中国机械工业教育协会组 编 冷冲模设计及制造 北 京： 机械工业出版社 ， 2001 5冲模设计手册组 编 冲模设计手册 机械工业 出版社， 1988 6张海星编 . 冷冲压工艺与模具设计 . 浙江大学出版社 ， 2006 冲压工艺和模具 毕业 设计指导说明 一、设计目的和意义 毕业 设计是冲压工艺课教学环节之 。通过 毕业 设计，学会运用所学理论知识和有关设计资料，培养学生分析和解决冲压工艺问题，编制冲压工艺规程和设计冲压模具的能力。 二、设计内容，步骤和要求 设计内容是对冲压制件进行工艺规程设计和完成其多工序的冲压模具设计。 (一 )编制冲压工艺规程 分析冲压件的冲压工艺性，从冲压工艺的角度审查冲压件所用材料、形状、尺寸、精度等方面是否适合于冲压加工方法。 根据冲压件产品图及其技术要求，生产批量和生产条件，拟定冲压件可能采用的各种冲压工艺方案，经过技术和经济两方面的综合分析，选择最佳的冲压工艺方案。 计算毛坯尺寸：如弯曲件毛坯展开尺寸，拉深零件毛坯形状和尺寸等。 进行必要的工艺计算。 拟定几种不 同的冲压工艺方案，经过技术和经济两方面的综合分析，选择最佳工艺方案。 按所拟定的冲压工艺方案确定工序的半成品形状和尺寸，绘出各工序图。 板方法，并计算材料的利用率。 择冲压设备。 压工艺卡。 (二 )冲模设计 设计某一多工序工件的冲模，绘制模具总装配图和零件图。 模具类型及结构形式的确定，根据确定的冲压工艺方案，冲压件的形状和尺寸，精度要求，生产批量，模具制造和维修条件，上料和出料方式，使用设备，操作与安全等方面的情况。 确定冲模压力中心的位置。 弹簧和橡皮的选用和计算 。 冲模工作零件，定位零件、压料、卸料和拔出零件，固定零件的设计。 冲模标准件（模板、导向零件，紧固零件等）的选用。 绘制模具总装配图 在总装配图设计中，应绘制主视图和俯视图，必要时 绘制剖面图或局部视图。 在总装配图上还应绘制工序图、排样图、零件明细表和技术要求。 2. 绘制模具零件图 按设计的模具总装配图，拆绘模具的零件图。 零件图绘制时，还应有剖视图。 零件图应注明详细尺寸、制造公差、形位公差，表面粗糙度，