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