车门垫板级进模具设计【8张CAD图纸和说明书】
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-
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 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
附图 6.凸模固定板零件图
附图 7.卸料板零件图
附图 8.垫板零件图
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，材料为Q235钢板，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2-3得：σb=450Mpa。
2．确定工艺方案
方案一： 落料-冲孔复合冲压，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-落料连续冲压，采用级进模生产。
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A的距离为6.5mm（图1），查文献【2】表6-1得复合模的凸凹模最小壁厚需要 （2.0-2.5）×t =（8-9）mm，所以不能采用复合模。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3-57查得搭边数值：a=4.5，a1=4.0
由文献【3】表3-58查得K=0.9
进距 s=B+K×a1=40+4.0×0.9=43.6mm
条料宽度 b=L+2a×K=375+2×4.5=383mm
- 内容简介：
-
目录1零件的工艺分析12确定工艺方案13排样方式及材料利用率24冲裁力计算35压力中心的计算46凸凹模刃口尺寸57主要零件的尺寸计算78模架及导套、导柱的选用109冲压设备的选择1210主要零部件的设计1311模具结构形式1412模具的装配1513小结1714参考文献18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凹模零件图附图6凸模固定板零件图附图7卸料板零件图附图8垫板零件图1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T4MM。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，材料为Q235钢板，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23得B450MPA。2确定工艺方案方案一落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案二先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案三冲孔落料连续冲压，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A的距离为65MM（图1），查文献【2】表61得复合模的凸凹模最小壁厚需要（2025）T（89）MM，所以不能采用复合模。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357查得搭边数值A45，A140由文献【3】表358查得K09进距SBKA1404009436MM条料宽度BL2AK375245383MM图2排样图板料规格拟选用4140035003采用横裁裁板条数N1L/B3500/3839条余53MM每条个数N2BA1/S140036/43632条余48MM每板总个数N总N1N2932288个材料利用率总N总A/LB10028810585/350014001006222采用纵裁裁板条数N1B/B1400/3833条余251MM每条个数N2LA1/S35004/43680条余12MM每板总个数N总N1N2380240个材料利用率总N总A/LB10020410585/350014001004407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405增大到5，A1由36增大到4。所以最终剪裁方式为3851400的条料，具体排样图如图2。4冲裁力计算冲孔力F孔LTB4944450N889200N落料力F落LTB（40375）24450N1494000N冲裁力F冲F孔F落889200N1494000N2383200N4L冲裁周边长度冲孔及落料部分的卸料力查文献【1】表314得KX004KT045F卸F孔F落KX8892001494000004N95328N冲孔及落料部分的推料力F推NF孔F落KT28892001494000045N2144880NN同时卡在凹模内的冲裁件数总冲压力F总F冲F卸F推2383200N95328N2144880N4623408N5压力中心的计算X03751875214955202151322475528125330983055/37521420132525981924根据料宽385MM，则X0取192。Y0375715214125280125/3752142803796则Y0取38，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35，查得凸凹模初始间隙ZMIN064MM,ZMAX088MM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。冲孔尺寸DPDX0PDDDPZMIN0DDXZMIN0D落料尺寸DDDX0DDPDDZMIN0PDXZMIN0P小冲孔工件小孔尺寸宽22MM，长8501MM（见图1）以凸模设计为基准由文献【2】表214查得，尺寸为22MM时P002MMD0025MM尺寸为85MM时P0025MMD0035MM查文献【1】表163得尺寸22的IT14级公差052MM6查文献【1】表37，磨损系数均为X05DP1220505200025MM222600025MMDP28505100035MM85500035MM，DD1220505206400025MM22900025MMDD28505106400035MM861400035MM大冲孔工件大孔尺寸宽20MM、49MM,长25MM、11501MM见图1由文献【2】表214查得，尺寸为20MM、25MM时P002MMD0025MM尺寸为49MM时P002MMD003MM尺寸为115MM时P0025MMD0035MM查文献【1】表163得尺寸20的IT14级公差1052MM尺寸26的IT14级公差2052MM尺寸49的IT14级公差3062MM查文献【1】表37，磨损系数均为X05DP120050520002MM20260002MMDP226050520002MM25260002MMDP349050620002MM49310002MMDP411505100025MM115500025MMDD1200505206400025MM20900025MMDD2260505206400025MM25900025MM7DD349050620640003MM49950003MMDD411505106400035MM1161400035MM落料工件外形尺寸长375MM，宽40005MM见图1以凹模设计为基准由文献【2】表224查得尺寸为375MM时P004MMD006MM尺寸为40MM时P002MMD003MM由文献【3】表163得尺寸375、40的IT14级公差分别为114MM,205MM查文献【1】表37，磨损系数均为X05DD137505140006MM37430006MMDD24005050003MM39750003MMDP137505140640004MM373660004MMDP24005050640002MM39110002MM7主要零件的尺寸计算（1）凹模外形尺寸厚度HKBK系数B凹模刃口的最大尺寸8由文献【4】表333得K03H11503345MM该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H40MM壁厚C（152）HC80MM凹模长L（1157885）2C438MM凹模宽B（401065）2C275MM故凹模外型尺寸为500MM315MM40MM（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0608倍。H10608H24MM32MM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500MM315MM30MM。（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2285，其承压应力F/A228524450/8522MPA20599MPA9查文献【6】表246表247得铸铁模板的B90140MPA，工件材料B400MPA即工件材料B模板的B因此须采用垫板，垫板厚度取10MM。选择外形尺寸为500MM315MM10MM的标准件，材料为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1015，即H预（010015）H自由故工作行程H工作H总H预（025030）H自由所以橡皮的高度H自由H工作/025030根据工件材料厚度为4MM，冲裁时凸模进入凹模深度取5MM，考虑模具维修时刃磨留量2MM，再考虑开启时卸料板高出凸模1MM，则总的工作行程H工件12MM橡皮的自由高度H自由H工件/025034048MM取H自由45MM模具在组装时橡皮的预压量为H预1015/H自由45675MM10取H预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1015MM，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H130MM卸料板高度H210MM材料高度H34MM附加高度H34MM凸模长度LH1H2H3H30MM10MM4MM34MM78MM8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HT200的铸铁滑动导向对角导柱模架，根据凹模周界尺寸为500MM315MM选用。根据文献【2】表1053得模架允许使用闭合高度范围（245290）MM闭合高度H模250MM模架根据文献【3】表1654表1653得11500315（24290）IGB/T285111990如图4所示根据文献【3】表1655得模座厚度H上60MMH下75MM根据文献【2】表1022导柱选材料20钢GB/T28611145260GB/T28611150260导套选材料20钢GB/T2861614515058GB/T286161501505812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4623408KN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103F压601042KN13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压力机，所以根据文献【3】表46选闭合双点压力机J36630B公称力/KN6300公称力行程/MM26滑块行程长度/MM500滑块行程次数/（N/MIN）9最大装模高度/MM810装模高度调节量/MM340工作台尺寸（前后左右）/MM15003450滑块底面尺寸（前后左右）/MM12703450主电动机功率/MM7510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（GB2867581）与圆柱头内六角卸料螺钉（GB2867681），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2838HRC，以便保证螺钉有足14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2838HRC，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螺钉GB/T7076圆柱销GB/T1192000挡料销JB/T76499模柄是连接上模和压力机的零件，这里采用的具体规格是A6096JB7646394。由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。15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，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。1导套2上模座3凸模固定板4垫板5、21圆柱销6、17内六角螺钉7、10螺钉8模柄9落料凸模11冲孔小凸模12冲孔大凸模13卸料螺钉14卸料橡皮15料板16卸料板18凹模19下模座20定位销22导柱图5车门垫板冲孔、落料级进模1612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
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