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1、模具课程设计说明书 题 目 车门垫板的冲压模具设计姓 名 学 号 08010133指导教师 目录1. 零件的工艺性分析 22. 确定工艺方案 23. 排样方式及材料利用率 34. 冲裁力计算 45. 压力中心的计算 56. 主要零件的尺寸计算 57. 主要零部件的设计 98. 模架及导套、导柱的选用119. 压力机的选用1210.模具的结构形式1211.模具的装配1412.小结1413.参考书目15摘要模具是典型的按订单单件生产的行业， 每一个订单都要与客户进行详细的业务和 技术方面的沟通，否则将会产生严重的后果。我国模具行业专业化程度还比较低，模 具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般
2、为 30%，我国冲压模具自产自配比 例为 60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具， 其专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化 程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产 能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专 业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布， 而往往取决于主要投资者 的决策。 该模具是根据市场要求所设计的，通过对零件的认识可知，该零件所用的材料是 Q235 钢板，生产批量为小批量生产，再经过方案比较，故选择级进模生产作为该副 模具工艺生产方案
3、即比较加工又便于经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计 算； 选出符合该模具的定位方式、 卸料出件方式导向方式； 设计模具的工作部分即凸、 凹模的设计，选择模具的材料即确定每个零部件的加工方案；仅接着根据模具的装配 原则，完成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找 出原因给予纠正，并对模具进行适当的调整和修理。引言由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模 具的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展，根据国 内外模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：1）模具生产独立于其他产品生 产，专业生产模具外供；2）按模具
4、种类划分，专门从事某一类模具（如冲压模具） 生产；3）在某一类模具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类模具中 的某种模具（例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等）进行专业化生 产；4）专业生产模具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给模具生产 企业；5）按工序开展专业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门 进行型腔加工或电加工协作的企业、 专门接受测量或热处理委托业务的企业及专业从 事抛光业务的企业等等，这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。但专业化的路 途仍旧遥远，必须加快进程才能适应形势。 在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情
5、况下，我国冲 压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全 体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界 先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、 重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到 质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。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
6、简单，形状规则，适于冲裁加工，材料为Q235钢板,b=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+23.5=382mm图2 排样图板
7、料规格拟选用415002300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=n1n2=353=159个材料利用率总=(n总A/LB)100%=(15910580)/(23001500)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=n1n2=634=204个材料利用率总=(n总A/LB)100%=(20410580)/(23001500)100
8、%=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3831500的条料，具体排样图如图2。4冲裁力计算冲孔力 F孔=Ltb=4944450N=889200N落料力 F落=Ltb=8304450N=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=0.04F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=0.045F推=(F孔+F
9、落)K推=(889200+1494000)0.045N=107244N总冲压力F总=F冲+F卸+F推=2383200N+95328N+107244N=2585772N5压力中心的计算X0=(830187.5+21495.5+20215+130247.5+5280+100305+25330)/(830+214+20+130+5+100+25)=190.85根据料宽383mm，则X0取191.5。Y0=(830100.5+21412.5+28012.5)/(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
10、=40mm，壁厚C=60mm。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0.60.8倍。H1=(0.60.8)H=24mm32mm 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/A=(22+85
11、)24450/(8522)MPa=205.99MPa铸铁模板的b=90140Mpa，即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/(0.250.3)=4352mm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=4.56.75mm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
12、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：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-p dd=(dp+Zmin)0+d=(d+X+Zmin)0+d落料尺寸：Dd=(D-X)
13、0+d Dp=(Dd-Zmin)0-p =(D-X-Zmin)0-p 小冲孔工件小孔尺寸： 宽22mm，长850+1 mm（见图1）由表2-28查得，尺寸为22mm时p=0.02mm d=0.025mm尺寸为85mm时p=0.025mm p=0.035mm尺寸22的IT14级公差 =0.52mm查表2-30，磨损系数均为 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+0.5
14、1+0.64)0+0.035mm=86.140+0.035mm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 p=0.02mm d=0.025mm尺寸为50mm时 p=0.02mm d=0.03mm尺寸为115mm时 p=0.025mm d=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=0.5dp1 =(20+0.50.52)0-0.02mm=20.260-0.02mmdp2 =(25+0.50.52)0-0.02mm=25.260-0.02mmdp3
