車門墊板級進模、車門墊板沖壓模具設計與CAD圖紙

模具課程設計說明書 2011 屆 XXXXXXXXXXXX 專業(yè) XXXXXX班級題 目 車門墊板的沖壓模具設計姓 名 XXX學 號 XXXXXX指導教師 XXX二一一年一月九日目錄1. 零件的工藝性分析 22. 確定工藝方案 23. 排樣方式及材料利用率 34. 沖裁力計算 45. 壓力中心的計算 56. 主要零件的尺寸計算 57. 主要零部件的設計 98. 模架及導套、導柱的選用119. 壓力機的選用1210.模具的結構形式1211.模具的裝配1412.小結1413.參考書目15附圖：附圖 1.沖孔落料級進模裝配圖附圖 2.沖孔小凸模零件圖附圖 3.沖孔大凸模零件圖附圖 4.落料凸模零件圖附圖 5.凹模零件圖車門墊板的沖壓模具設計1零件的工藝分析如圖1所示工件為客車車門墊板。每輛車數(shù)量為6個，材料為Q235，厚度t=4mm。圖1 車門墊板零件尺寸公差無特殊要求，按IT4級選取，利用普通沖裁方式可達到圖樣要求。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工，材料為Q235鋼板,b=450Mpa。2確定工藝方案零件屬于大批生產(chǎn)，工藝性較好，但不宜采用復合模。因為最窄處A的距離為6.5mm（圖1），而復合模的凸凹模最小壁厚需要8.5mm（表2-42），所以不能采用復合模。如果采用落料以后再沖孔，則效率太低，而且質量不易保證。由于該件批量較大，因此確定零件的工藝方案為沖孔落料級進模較好，并考慮凹模刃口強度，其中間還需留一空步，排樣如圖2所示。3排樣方式及材料利用率由表2-18查的搭邊數(shù)值：a=3.5，a1=3.2進距 s=B+a1=40+3.2=43.2mm條料寬度 b=L+2a=375+23.5=382mm圖2 排樣圖板料規(guī)格擬選用415002300采用縱裁：裁板條數(shù)n1=B/b=1500/382=3條 余354mm每條個數(shù)n2=(L-a1)/s=(2300-3.2)/43.2=53條 余7mm每板總個數(shù)n總=n1n2=353=159個材料利用率總=(n總A/LB)100%=(15910580)/(23001500)100%=48.76%采用橫裁：裁板條數(shù)n1=L/b=2300/382=6條 余8mm每條個數(shù)n2=(B-a1)/s=(1500-3.2)/43.2=34條 余28mm每板總個數(shù)n總=n1n2=634=204個材料利用率總=(n總A/LB)100%=(20410580)/(23001500)100%=62.56%由此可見，采用縱裁有較高的材料利用率和較高的剪裁生產(chǎn)率，考慮到剪裁剩余量，將搭邊值a由3.5增大到4，a1由3.2增大到4。所以最終剪裁方式為3831500的條料，具體排樣圖如圖2。4沖裁力計算沖孔力 F孔=Ltb=4944450N=889200N落料力 F落=Ltb=8304450N=1494000N沖裁力 F沖=F孔+F落=889200N+1494000N=2383200N沖孔及落料部分的卸料力 查表2-37 K卸=0.04F卸=(F孔+F落)K卸=(889200+1494000)0.04N=95328N沖孔及落料部分的推料力 查表2-37 K推=0.045F推=(F孔+F落)K推=(889200+1494000)0.045N=107244N總沖壓力F總=F沖+F卸+F推=2383200N+95328N+107244N=2585772N5壓力中心的計算X0=(830187.5+21495.5+20215+130247.5+5280+100305+25330)/(830+214+20+130+5+100+25)=190.85根據(jù)料寬383mm，則X0取191.5。Y0=(830100.5+21412.5+28012.5)/(830+214+280) =65.29則Y0取65.5。圖3 壓力中心分析圖6主要零件的尺寸計算（1）凹模外形尺寸由表2-39查得，凹模高度H=40mm，壁厚C=60mm。故凹模外型尺寸為500mm315mm40mm。（2）凸模固定板凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.60.8倍。H1=(0.60.8)H=24mm32mm 取整數(shù)30mm固定凸模的型孔決定與凸模的結構設計，對于用螺釘固定的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成M7/h6。我們選擇的尺寸為500mm315mm30mm。 （3）墊板的采用與厚度墊板作用是承受凸?；虬寄５膲毫?，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作。是否采用墊板，以承壓面較小的凸模進行計算，沖小矩形孔的凸模承壓面的尺寸為2285，其承壓應力=F/A=(22+85)24450/(8522)MPa=205.99MPa鑄鐵模板的b=90140Mpa，即b因此須采用墊板，墊板厚度取10mm。選擇外形尺寸為500mm315mm10mm的標準件，材料為45號鋼。（4）卸料橡皮的自由高度根據(jù)工件材料厚度為4mm，沖裁時凸模進入凹模深度取6mm，考慮模具維修時刃磨留量2mm，再考慮開啟時卸料板高出凸模lmm，則總的工作行程h工件=13mm橡皮的自由高度 h自由=h工件/(0.250.3)=4352mm取 h自由=45mm模具在組裝時橡皮的預壓量為h頂=(10%15%)h自由=4.56.75mm取 h頂=6mm由此可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為39mm。（5）卸料板厚度卸料板厚度一般情況下取1015mm，考慮到板料較薄，這里取卸料板的厚度為10mm。（6）凸模長度凸模固定板高度：h1=30mm卸料板高度：h2=10mm導尺高度：h3=4mm附加高度：h=34mm凸模長度：L=h1+h2+h3+h=30mm+10mm+4mm+34mm=78mm（7）凸凹模刃口尺寸由表2-23，查得凸凹模初始間隙：Zmin=0.64mm, Zmax=0.88mm由于沖孔落料部位形狀簡單規(guī)則且尺寸性質相同，因此凸凹模刃口尺寸采用分開加工。根據(jù)表2-27, 沖孔尺寸：dp=(d+X)0-p dd=(dp+Zmin)0+d=(d+X+Zmin)0+d落料尺寸：Dd=(D-X)0+d Dp=(Dd-Zmin)0-p =(D-X-Zmin)0-p 小沖孔工件小孔尺寸： 寬22mm，長850+1 mm（見圖1）由表2-28查得，尺寸為22mm時p=0.02mm d=0.025mm尺寸為85mm時p=0.025mm p=0.035mm尺寸22的IT14級公差 =0.52mm查表2-30，磨損系數(shù)均為 x=0.5dp1 =(22+0.50.52)0-0.02mm=22.260-0.02mm dp2 =(85+0.51)0-0.025mm=85.50-0.025mm，dd1=(22+0.50.52+0.64)0+0.025mm=22.90+0.025mmdd2=(85+0.51+0.64)0+0.035mm=86.140+0.035mm大沖孔工件大孔尺寸: 寬20mm、25mm,長50mm、1150+1mm(見圖1)根據(jù)表2-28查得,尺寸為20mm、25mm時 p=0.02mm d=0.025mm尺寸為50mm時 p=0.02mm d=0.03mm尺寸為115mm時 p=0.025mm d=0.035mm尺寸20、25、50的IT14級公差分別為1=0.52mm, 2=0.52mm, 3=0.62mm查表2-30，磨損系數(shù)均為 x=0.5dp1 =(20+0.50.52)0-0.02mm=20.260-0.02mmdp2 =(25+0.50.52)0-0.02mm=25.260-0.02mmdp3 =(50+0.50.62)0-0.02mm=50.310-0.02mmdp4 =(115+0.51)0-0.025mm=115.50-0.025mmdd1=(20+0.50.52+0.64)0+0.025mm=20.90+0.025mmdd2=(25+0.50.52+0.64)0+0.025mm=25.90+0.025mmdd3=(50+0.50.62+0.64)0+0.03mm=50.950+0.03mmdd4=(115+0.51+0.64)0+0.035mm=116.140+0.035mm落料工件外形尺寸： 長375mm，寬400-0.5mm(見圖1)根據(jù)表2-28查得,尺寸為375mm時 p=0.04mm d=0.06mm尺寸為40mm時 p=0.02mm d=0.03mm尺寸375、40的IT14級公差分別為 1=1.4mm, 2=0.62mm查表2-30，磨損系數(shù)均為 x=0.5Dd1=(375-0.51.4)0+0.06mm=374.30+0.06mmDd2=(40-0.50.62)0+0.03mm=39.690+0.03mmDp1=(375-0.51.4-0.64)0-0.04mm=373.660-0.04mmDp2=(40-0.50.62-0.64)0-0.02mm=39.050-0.02mm7主要零部件的設計 本模具是采用手工送料的級進模，落料凸模面積較大可直接用螺釘固定，沖孔凸模則須用固定板固定，凹模可直接用螺釘與圓柱銷固定。卸料裝置采用彈性的，導向裝置采用導柱導套。板料的定位和導向采用定位銷和導向銷。詳見圖5。模具國標規(guī)定了兩種卸料螺釘，即圓柱頭卸料螺釘（GB2867.5-81）與圓柱頭內六角卸料螺釘（GB2867.6-81），均具有如下特點：螺紋長度雖短但與光桿段有臺階，可保證旋入彈壓卸料板后不易松動；螺釘長度是指光桿段長度且有公差要求，便于保證彈壓卸料板工作平面與凹模面平行；螺釘材料為35號鋼且要求熱處理硬度為2838HRC，以便保證螺釘有足夠的強度，能夠承受卸料過程中反復作用的拉應力。沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內六角螺釘，其特點是用35號鋼制造，并淬火達2838HRC，因此可承受較大的拉應力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰環(huán)，后者裝配時不便調整。定位銷釘采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應力。該模具中的標準件為：螺釘 GB/T 7076圓柱銷GB/T 1192000擋料銷 GB/T 2866.1181模柄是連接上模和壓力機的零件，這里采用的具體規(guī)格是B50100 GB2862.3-81。由四個螺釘固定到上模座上。8模架及導套、導柱的選用該沖孔、落料級進模級進模為橫向送料，零件精度較低，加工批量不大，因此選用鑄鐵滑動導向對角導柱模架。根據(jù)凹模的周界尺寸為500mm315mm，因此選：模架500315245290 GB/T 2851.1 如圖4所示。圖4 鑄鐵滑動導向對角導柱模架由于選擇了標準模架，導套和導柱的基本尺寸也就決定了，導柱為4523060，導套為4512548。9壓力機的選用該模具的主要參數(shù)：總沖壓力：F總=2585772N閉合高度：H模=250mm外廓尺寸：500mm315mm該零件尺寸精度較低，尺寸較大，因此選用操作空間大，操作方便，容易安裝機械化的附屬設備和成本低廉的開式曲柄壓力機JA213150A。該壓力機的主要技術規(guī)格為：公稱壓力：3150KN滑塊行程：200mm行程次數(shù)：30次/min最大裝模高度：500mm裝模高度調節(jié)量：150mm工作臺尺寸：1250mm800mm工作臺孔尺寸：650mm350mm10模具結構形式該零件的生產(chǎn)批量不是很大，合理安排生產(chǎn)采用手工送料方式能夠達到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式；為了便于操作，提高生產(chǎn)率，采用彈性卸料方式，凸模與卸料板推下的出件方式?？紤]零件厚度較后，模架類型及精度，采用對角導柱模架。根據(jù)模具總裝圖的繪制原則，繪制的車門墊板沖孔、落料級進模的結構如圖5所示。采用順裝式級進模，上模主要有凸模9、11、12固定板3橡皮14卸料板16等組成，下模主要有凹模18組成。工作過程：將剪裁好的板料15送入模具中，由定位銷定位。沖壓時，上模降下，卸料板16先壓住板料15，上模繼續(xù)下降閉合，沖孔凸模11、12沖出孔，落料凸模9，沖出零件，廢料被凸模11、12推出，零件由凸模9推出；沖完后磨具開啟，上模上升，卸料板16把板料15從凸模9、11、12上卸下；繼續(xù)送進板料進行下一次沖壓。沖下的廢料和零件落在落料槽中，隔一段時間由工人用推桿從落料槽中推出。1-導套 2-上模座 3-凸模固定板 4-墊板 5、21-圓柱銷6、17-內六角螺釘 7、10-螺釘 8-模柄 9-落料凸模11-沖孔小凸模 12-沖孔大凸模 13-卸料螺釘 14-卸料橡皮15-料板 16-卸料板 18-凹模 19-下模座 20-定位銷 22-導柱圖5 車門墊板沖孔、落料級進模 11. 模具的裝配（1）導柱導套的裝配導柱導套和模座的配合都為過盈配合，一般都用壓力機將導柱導套分別壓入下模座和上模座。裝好后檢查導柱對下模座底平面，導套對上模座上平面的垂直度,其誤差應在要求的范圍內。（2）凸模的裝配凸模用固定板將其裝在模座上的，凸模與固定板是采用過渡配合，裝配時是在壓力機上將凸模壓入固定板的，檢查其垂直度后,將凸模尾部與凸模上平面一起磨平并將凸模端面磨平。凸模、固定板、墊板和上模座安裝在一起，用圓柱銷定位，螺栓固定。（3）裝配下模先將下模座和凹模疊加起來，然后用圓柱銷定位，最后用螺釘固定。（4）裝配上模把上模座、墊板、固定板、橡膠卸和料板按順序疊加起來，然后用圓柱銷定位，然后用卸料螺釘把卸料板、橡膠與上模座連接。然后再安裝模柄。（5）試沖與調整裝機試沖并根據(jù)試沖結果進行相應調整。12小結本文對車門墊板零件的沖壓模具進行了設計，采用了沖孔、落料級進模的結構形式。主要論述了沖孔、落料級進模的結構設計與計算，包括確定模具的結構型式，計算了模具閉合高度和壓力中心，凸、凹模間隙和刃口尺寸的確定，模具主要零件的選擇和設計，并對沖壓設備進行了選取。其中著重闡述了凸、凹模的設計過程，最后繪制了模具的凸、凹模零件圖和車門墊板級進模裝配圖（附圖）。13參考書目1王孝培主編. 沖模設計手冊（第2版）機械工業(yè)出版社, 20002高錦張主編塑性成型工藝及模具設計（第2版）機械工業(yè)出版社，2007 3甘永立主編幾何量公差與檢測明（第8版）上?？茖W技術出版社，20074大連理工大學工程畫教研室編機械制圖（第5版）高等教育出版社，20035劉鴻文主編材料力學（第4版）高等教育出版社，2004- 15 -