车门垫板的冲压模具设计

本科毕业设计（论文）通过答辩

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2-37 K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2-37 K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