车门垫板冲压模具课程设计.docx
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车门垫板冲压模具课程设计
模具课程设计说明书
2011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О一年一月九日
目录
1.零件的工艺性分析……………………………………………………2
2.确定工艺方案…………………………………………………………2
3.排样方式及材料利用率………………………………………………3
4.冲裁力计算……………………………………………………………4
5.压力中心的计算………………………………………………………5
6.主要零件的尺寸计算…………………………………………………5
7.主要零部件的设计……………………………………………………9
8.模架及导套、导柱的选用……………………………………………11
9.压力机的选用…………………………………………………………12
10.模具的结构形式………………………………………………………12
11.模具的装配……………………………………………………………14
12.小结……………………………………………………………………14
13.参考书目………………………………………………………………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
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,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%
=(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=0.04
F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
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=2585772N
5.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.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:
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-δp
1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=0.5
dp1=(22+0.5×0.52)0-0.02mm=22.260-0.02mm
dp2=(85+0.5×1)0-0.025mm=85.50-0.025mm,
dd1=(22+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=22.90+0.025mm
dd2=(85+0.5×1+0.64)0+0.035mm=86.140+0.035mm
②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,
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=0.5
dp1=(20+0.5×0.52)0-0.02mm=20.260-0.02mm
dp2=(25+0.5×0.52)0-0.02mm=25.260-0.02mm
dp3=(50+0.5×0.62)0-0.02mm=50.310-0.02mm
dp4=(115+0.5×1)0-0.025mm=115.50-0.025mm
dd1=(20+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=20.90+0.025mm
dd2=(25+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=25.90+0.025mm
dd3=(50+0.5×0.62+0.64)0+0.03mm=50.950+0.03mm
dd4=(115+0.5×1+0.64)0+0.035mm=116.140+0.035mm
③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=0.5
Dd1=(375-0.5×1.4)0+0.06mm=374.30+0.06mm
Dd2=(40-0.5×0.62)0+0.03mm=39.690+0.03mm
Dp1=(375-0.5×1.4-0.64)0-0.04mm=373.660-0.04mm
Dp2=(40-0.5×0.62-0.64)0-0.02mm=39.050-0.02mm
7.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:
螺钉 GB/T70—76
圆柱销 GB/T119—2000
挡料销GB/T
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