汽车车门垫板的冲裁模具设计

江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题：汽车车门垫板的冲裁模具设计系别：机电工程系专业：模具设计与制造学号： 0810403222 姓名：邵玉斌指导教师：陈青云2011年5月15日1 摘要本论文是对汽车车门垫板的冲裁模的设计，其中包含了垫板的工艺分析和模具的形成过程。冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对放置在模具内的板料施加变形力，使板料在模具内产生变形，从而获得一定形状，尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲压生产靠模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法相比它质量稳定，互换性好。可加工表面质量高，形状复杂的零件。效率高，节省材料。所以冲压模具在实际工业生产中应用广泛冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低，主要取决于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进，有直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。由于冲裁件形状、尺寸、精度和生产批量及生产条件不同，冲裁模的结构类型也不同。冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。根据变形机理的差异，冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。通常我们说的冲裁是指普通冲裁，它包括落料、冲孔、切口、剖切、修边等。冲裁所使用的模具称为冲裁模，如落料模、冲孔模、切边模、冲切模等。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。在冲压加工中应用极广。它可直接冲出成品零件也可以为弯曲、拉深和挤压等其他工序准备坯料，还可以在成型的工件进行再加工（切边、切舍、冲孔等工序）。冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程中必不可少的工艺装备。在设计中尤其注意冲裁模间隙的大小问题，间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。间隙对冲裁模的影响大致可分为以下三点：1.间隙对冲裁模质量的影响。2.间隙对冲裁力的影响。实验证明，随间隙的曾达冲裁力有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的5%—20%范围内时冲裁力的降低不超过厚度的5%—10%。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙曾大卸料力和推件力都将减小。一般当单面间隙曾大到材料厚度的15%—25%时，卸料力几乎降到零。但间隙继续曾大时毛刺曾大，又将引起卸料力、顶件力的迅速曾大。3.间隙对模具寿命的影响。模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格制件数表示。总寿命是用模具失效为止的总的合格制件数表示。模具失效的原因一般有：磨损、2 变形、崩刃、折断和涨裂。冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，凸、凹模刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用，高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种附着磨损，是冲模磨损的主要形式。当接触压力愈大，相对滑动距离愈大，模具材料愈软，则磨损量愈大。而冲裁中的接触压力，即垂直力、侧压力、摩擦力均随间隙的减小而增大，且间隙小时，光亮带变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，所以小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸凹模相互啃刃等异常损坏。当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、冲裁件轮廓形状等，但间隙却是其中一个主要因素。所以为了减少凹凸模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。若采用小间隙，就必须提高模具的硬度、精度、减小模具的粗糙、度良好的润滑，以减小磨损。随着模具技术的发展，世界各国对模具工业的发展都十分重视，但由于基础和体制的不同，其发展的速度及水平状态也有明显的差距。当今世界模具工业的基本格局是以日、美以及欧洲各工业化国家作为世界模具技术发展的领头羊。占据世界模具市场的半壁江上，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年这些国家把CAD/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展的石头如日中天。我国模具行业的这种发展速度同模具发达的工业化国家仍存在较大差距，特别是模具进出口贸易结构极不合理。但是，随着计划经济向市场经济过渡，我国模具工业的发展从总体上来说仍是比较快的，模具生产企业的结构也在发生着巨大的变化。本设计讲述了冲压模具设计的全过程；论述了冲压零件的形成原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理；对典型的冲压件模具进行了设计：冲压复合模设计解决了加工的难题、冲孔—落料复合模为弯曲设计提供了制件的半成品、成品。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。关键词：冲压模具；冲裁；汽车车门垫板3 目录摘要....................................................................1目录.....................................................................3引言.....................................................................41.工艺性分析..............................................................61.1冲压件的工艺性分析....................................................72.冲压工艺方案的确定......................................................73.冲裁模设计.............................................................103.1.排样设计、条料宽度及确定步距.........................................103.2.冲裁工艺的主要计算...................................................113.2.1确定凸凹模间隙及制造公差...........................................113.2.2确定凸凹模工作部分尺寸.............................................113.3.冲压工艺力及机床吨位的选择...........................................133.4．压力中心的计算......................................................143.5模具的结构设计.......................................................153.5.1凹模的设计及凹模轮廓尺寸的确定.....................................153.5.2模架的选择.........................................................163.5.3模柄的选择.........................................................163.5.4凸模固定板.........................................................173.5.5垫板...............................................................173.5.6卸料装置的弹性元件—橡皮的自由高度的确定...........................183.5.7挡料、定位装置：...................................................183.5.8模具的闭合高度.....................................................194.冲裁模装配图...........................................................215.模具的检测方法.........................................................215.1．平台检测法..........................................................215.1.1特点...............................................................214 5.2．仪器检测法..........................................................225.2.1特点...............................................................22致谢....................................................................23参考文献.................................................................235 汽车车门垫板的冲裁模具设计引言本次设计中选用的工序——冲裁，我们运用了学习过的冲压模具设计的知识，根据给定的课题及要求进行我们的毕业设计，毕业设计就是检查我们这几年里我们学到的知识与独立做事的能力，及对模具设计与制造专业应用能力训练为主线，以专业知识、常规机械加工实训等实践教学环节为基础，其目的在于自我鉴定与自我提高专业水平知识。冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低，主要取决于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进，有直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。由于冲裁件形状、尺寸、精度和生产批量及生产条件不同，冲裁模的结构类型也不同。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具（供小批量生产）、复合模、多工位级进模（供大量生产）,以及研制快速换模装置,可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模子和工具。模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。据统计，75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件都需要由模具成型，而绝大部分塑料(11940,-105.00,-0.87%)制品也由模具成型。根据所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具，其中金属模具主要有铸造模具和冲压模具，非金属模具主要是塑料模具。塑料模具和冲压模具是主要的模具品种，2010年的市场规模分别达到了630亿和520亿，分别占模具行业的45%和37%。塑料模具主要用于塑料制品的压制成型，冲压模具主要是用于金属材料的冷冲压成型。行业快速成长，规模持续扩大。2000年以来，受益于下游汽车、电子、塑料制品行业的快速发展，我国的6 模具行业取得了长足的发展。模具行业的行业收入从2003年的140亿元快速增长到2010年的1400亿元，8年间增长10倍，年平均增长率在28%以上。金融危机仅仅使行业增速放缓到12.5%，仍然远远高于GDP的增速，可见我国模具行