垫板冲压模具设计
垫板冲压模具设计
摘要：本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。
关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模；
Abstract: The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project.
Key words: mold; stamping parts; punch; die; punch and die;
1 前言
冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方
法之一，隶属于材料成型工程。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。
(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。
（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。
由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分
组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计，其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性（材料、工件结构形状、尺寸精度），拟定零件的冲压工艺方案及模具结构，排样，裁板，计算冲压工序压力，选用压力机及确定压力中心，计算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的结构设计和加工工艺编制，压力机的校核。冲裁模设计题目
如图1所示零件：垫扳
生产批量：大批量
材料：08F t=2mm
设计该零件的冲压工艺与模具
2 零件的工艺分析
2.1 结构与尺寸
该零件结构简单,形状对称。
硬钢材料被自由凸模冲圆形孔,查《冷冲压工艺及模具设计》表3-8,可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t,该工件的孔径为:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。
由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行,故最小孔边距不应小于材料厚度t,该工件的空边距(20)>t=2,(10)>t=2,均适宜于冲裁加工。
2.2 精度
零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表得,各尺寸公差分别为：
，38062.0-, 30052.0-, 16043.0-, 8036.0-
零件外形:580
-
74
.0
零件内形:630.00+
孔心距:18±0.215,
利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
2.3 材料
08F，属于碳素结构钢,查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知抗剪强度τ=260MPa,断后伸长率=32％。此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其冲裁加工性能好。
根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。
3 确定冲裁工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下几种工艺方案：
(a)先落料，再冲孔，采用单工序模生产；
(b)采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产；
(c)用冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。
方案(a)模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。
根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。
4 确定模具总体结构方案
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒
装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。
4.2 操作与定位方式
虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料，并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性，进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。
4.3 卸料与出件方式
采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作，提高零件生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架类型及精度
考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。
4.5 凸模设计
凸模的结构形式与固定方法：
落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模与固定板的加工，可设计成固定台阶式，中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模，在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。
5 工艺设计计算
5.1 排样设计与计算
零件外形近似矩形，轮廓尺寸为58×30。考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。如图1所示：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13，工件的搭边值a=2，沿边的搭边值a1=2.2。级进模送料步距为S=30+2=32mm
条料宽度按表3-14中公式计算：
B -0△=(D max+2a1)-△0查表3-15得：△=0.6
B=（58+2×2.2）0
6.0-=62.40
6.0-
（㎜）
由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2，一个进距内的坏料面积B×S=62.4×32=1996.8㎜2。因此一个进距内的材料利用率为：
η=（A/B S）×100﹪=67.8﹪
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×2000×2。
采用横裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32，每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为：
η=（n×A0/A）×100﹪
η=（22×32×1354.8/710×2000）×100﹪=67.2﹪
采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11，每条可冲零件个数62个零件，则一块板材的材料利用率为：
η=（n×A0/A）×100﹪
η=（11×62×1354.8/710×2000）×100﹪=59.2﹪
根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁。
5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机
冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度：
L1=16π+8+28+38×2
=162.27
内周边长度之和：
L=2π×3=18.84㎜
τMP a;
查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知：260
=
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知：K x=0.05, K T=0.055.
落料力：
F落=KL1 t T
=1.3×162.27×2×260
=109.69KN
冲孔力：
F孔=KL2 t T
=1.3×6π×2×260
=12.74
KN
卸料力：
Fx=KxF落
=0.05×109.69
=5.48KN
推件力：
根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,
故:n=h/t=3
F T=nKtF孔
=3×0.055×25.47
=4.20KN
总冲压力：
FЁ= F落+ F孔+Fx+ F T
则F
Ё=109.69+12.74+5.48+4.20
=132.11KN
应选取的压力机公称压力：25t.
因此可初选压力机型号为J23-25。
当模具结构及尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度，模具安装尺寸进行校核，从而最终确定压力机的规格。
确定压力中心：画出凹模刃口，建立如图所示的坐标系：
由图可知，该形状关于X轴上下对称，关于Y轴左右对称，则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为（0，0）。
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差
由于模具间隙较小，固凸、凹模采用配作加工为宜，由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料与冲孔两种情况分别进行。由此，在确定模具刃口尺寸及其制造公差时，需遵循以下原则：
（I）落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；
（II）冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸
在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较
大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；
（III ）凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度高
2~3级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。
a): 落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算：
i)凹模磨损后增大的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：D A =(D max -X
△);计算，取 δA =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5
58074.0-: D A1 =(58-0.5×0.74 )185.00
+=57.63185.00+ （㎜） 380
62.0-: D A2=（38-0.5×0.62）155.00+=37.69155.00+ （㎜）
30052.0-: D A3=（30-0.5×0.52）13.00+=29.7413.00+ （㎜） 16
043.0-: D A4=（16-0.5×0.43）1075.00+=15.7851075.00+（㎜） 80
36.0-: D A5=（8-0.5×0.36）09.00+=7.1809.00+（㎜）
ii)凹模磨损后不变的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：C A =（C min +X
△）±0.5δA: 计算，取δA =△/4 ，制件精度为IT14级，故X=0.5
18±0.215: C d1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=18±0.05375（㎜）
冲裁间隙影响冲裁件质量，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，
但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。间隙的
大小则直接影响到摩擦的大小，在满足冲裁件质量的前提下，间隙一般取偏大值，
这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-3可知Z max =0.360㎜ , Z min =0.246㎜
相应凸模按凹模实际尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm
冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形，可按《冷冲压工艺及模具设计》公式
d T =(d min +x △)0-
计算，取δT =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5 1230
.00+: d T1=(6+0.5×0.30)0
075.0-=6.150075.0-
6 设计选用零件、部件，绘制模具总装草图
6.1 凹模设计
凹模的结构形式和固定方法：凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固
定在凹模固定板内，其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否则会影响模具强度
和寿命，其值可查《冷冲压工艺及模具设计》表3-23。
凹模刃口的结构形式：因冲件的批量较大，考虑凹模有磨损和保证冲件的质
量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口轮廓单边扩大
0.5 mm
凹模轮廓尺寸的确定：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-24，得：K=0.28;
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-25, 得: s2=36;
凹模厚度H=ks=0.28×58=16.24（㎜）
B=s+（2.5～4.0）H
=58+（2.5～4.0）×16.24
=98.6～122.96 （㎜）
L=s
1+2s
2
=30+2×36
=102 （㎜）
根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为L ×B×H=125×125×28.5（㎜）
凹模材料和技术要求：凹模的材料选用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外轮廓棱角要倒钝。
如图2所示：
其余
图2 落料凹模
6.2 凸模设计
6.2.1 凸模的结构形式与固定方法
冲孔部分的凸模刃口尺寸为圆形，为了便于凸模和固定板的加工，将冲孔凸
模设计成台阶式。
为了保证强度、刚度及便于加工与装配，圆形凸模常做成圆滑过渡的阶梯形，
小端圆柱部分。是具有锋利刃口的工作部分，中间圆柱部分是安装部分，它与固
定板按H7/m6配合，尾部台肩是为了保证卸料时凸模不致被拉出，圆形凸模采
用台肩式固定。
6.2.2 凸模长度计算
凸模的长度是依据模具结构而定的。
采用弹性卸料时，凸模长度按公式L=h 1+h 2+h 3计算，
式中 L---凸模长度，mm ；
h 1---凸模固定板厚度，mm;
h 2----卸料板厚度，mm ;
h 3----卸料弹性元件被预压后的厚度
L=22mm+10mm+18.5mm
=50.5mm
6.2.3 凸模的强度与刚度校核
一般情况下，凸模强度与刚度足够，由于凸模的截面尺寸较为积适中，估计
强度足够，只需对刚度进行校核。
对冲孔凸模进行刚度校核：
凸模的最大自由长度不超过下式：
有导向的凸模L max ≤1200
，其中对于圆形凸模I min =∏d 4/64 则L max ≤12002602123.164412????ππ=24.00mm
由此可知：冲孔部分凸模工作长度不能超过24.00mm ，根据冲孔标准中的凸
模长度系列，选取凸模的长度：50.5
6.2.4 凸模材料和技术条件
凸模材料采用碳素工具钢T10A ，凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC 56～
60，凸模尾端淬火后，硬度为HRC 43～48为宜。
如图3所示：
其余
技术要求
材料采用碳素工具钢T10A.
2.刃口淬硬至56～60HRC,尾端淬硬至43～48HRC.
图3 冲孔凸模
6.3 凸凹模的设计
6.3.1 凸凹模的结构形式与固定方法
凸凹模的结构简图如图4所示：
技术要求：
1.上下面无毛刺，平行度为0.0
2.
2.材料为T10A,热处理56-60HRC.
3.带* 号的尺寸按 凹模实际尺寸配作，
保证Zmin=0.246.
4.带**号的尺寸按 凸模实际尺寸配作，
保证Zmin=0.246.
其余
图4 凸凹模
凸凹模与凸凹模固定板的采用H7/m6配合。
6.3.2 校核凸凹模的强度
冲孔边缘与工件外开边缘不平行时，凸凹模的最小壁厚不应小于材料厚度
t=2mm ，而实际最小壁厚为5mm ，故符合强度要求。
6.3.3 凸凹模尺寸的确定
凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保证最小间隙为Z min =0.246mm,内形
刃口尺寸按凸模尺寸配做并保证最小间隙为Z min =0.246mm 。
6.3.4 凸凹模材料和技术条件
凸凹模材料采用碳素工具钢T10A ，淬硬至56～60HRC 。
6.4 定位零件
定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。
选用固定挡料销一个。挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离，固定挡料销固定在位于下模的凸凹模上，规格为GB/T7694.10-94，材料45号钢，硬度为43～48HRC
选用导料销两个。导料销的作用是保证条料沿正确的方向送进，位于条料的后侧（条料从右向左送进）尺寸规格为6X2，如图5所示：
图5 导料销
6.5 卸料与出件装置
出件方式是采用凸模直接顶出的下出料方式。
由于卸料采用弹性卸料的方式，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件组成。
卸料板：
弹性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍, 卸料板与凸模的单边间隙按《冷冲压工艺及模具设计》表3-32选取,t＞1mm时,单边间隙为0.15mm。
为了便于可靠卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口尺
寸端面0.3～0.5，卸料板的尺寸规格为：125mmX125mmX10mm，材料为:45#钢。如图6所示：
图6 卸料板
卸料螺钉：
卸料螺钉采用标准的阶梯形螺钉，根据卸料板的尺寸选择4个卸料螺钉，规格为，JB/T7650.5-94。如图7所示：
冲压模具设计书
冲压模具设计书班级
学号 同心圆垫片冲压模具设计 目录 一．冲压件 1.1.冲压件零件图 二．零件的工艺性分析 2.1.零件的工艺性分析 2.2.冲裁件的精度和粗糙度 2.3.确定工艺方案 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 2.2.操作及定位方式 2.3.卸料及出料方式 2.4.模架类型及精度 四．冲压模具工艺及计算
4.1.排样设计及条料宽度计算 4.2.设计冲裁压力及压力中心，初选压力机五．冲裁模间隙的分析及确定 5.1.冲裁模间隙的分析 5.2.冲裁模间隙的确定 六．凸凹模刃口尺寸的计算 6.1.刃口尺寸的计算的基本原则 6.2.刃口尺寸的计算 6.2.1凸凹模的刃口尺寸计算 七．主要零部件的设计 7.1.工作零件设计及计算 7.2.模架及其与它零件的设计
一．冲压件 二．零件工艺性分析 2.1.零件工艺性分析 该零件只有冲孔落料两个工序，材料为15钢，强度极限为450MPa，具有良好的冲压性能，适合普通冲裁。该零件冲孔及落料的尺寸均满足冲裁要求
2.2.冲裁件的精度和粗糙度 按零件的尺寸公差查公差表得零件的冲裁精度不超过IT11，故冲孔的精度为IT11,落料的精度为IT12，均满足普通冲裁要求。 2.3.确定工艺方案 以上分析可得，有冲孔落料两道工序，结构简单，可采用两工位连续冲裁，可选择级进模或复合模。 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 复合模和级进模均只需要一副模具，但是复合模结构相对复杂，设计难度较大，而级进模的结构简单，更容易设计和制作，故选级进模。 2.2.操作及定位方式 该级进模可同时两工位连续冲裁，为提高工作效率，可选用自动送料。采用固定定位销和导料板定位 2.3.卸料及出料方式 为了实现快速卸料，采用弹性卸料，并采用下出料方式。在落料的同时，将零件顶出。 2.4.模架类型及精度 综合比较无导向模架，导板式模架，导柱式模架，该级进模更适合导柱式模架。该模架在模具冲孔落料时，有定位的作用，提高零件的精度，且导柱和导套也容易加工到较高精度。故选用导柱式模架，模架的尺寸根据凹模的尺寸选择标准的模架。 四．冲压模具工艺及计算
弯垫板冲压模具设计说明
课程设计说明书题目：弯垫板冲压模具设计 学院：材料科学与工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级： ： 学号： 指导教师：
目录 一、确定工艺方案及模具结构形式 二、工艺计算 三、凸、凹模具零件设计 四、模具零部件设计 五、相关零件刚度、强度校核 六、压力机的校核 七、参考文献
零件图 一、确定工艺方案及模具结构形式 （一）工艺方案的确定 1、零件的工艺性分析 该零件材料为10钢，为优质碳素结构钢，其抗剪强度为τ=260～340MPa，抗拉强度为σb=300～440MPa，屈服强度为σs=210MPa，伸长率为δ=29%，屈强比为σs/σb=0.48～0.7，材料综合性能良好，适合冲压工艺。大批量生产，板厚为1.5mm，工件精度为IT8。有落料、冲孔、弯曲三个工序。 2、工艺方案的确定
（1）方案种类：该零件包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序，可以有三种工艺方案： 方案一：先冲孔，后落料，再弯曲。采用单工序模生产 方案二：先冲孔落料，再弯曲。采用连续模和弯曲模生产 方案三：先冲孔落料，再弯曲。采用复合模和弯曲模生产 方案四：冲孔落料弯曲复合模生产 （2）方案比较： 方案一：结构简单，但需要三道工具三副模具，成本高而生产效率低，模具寿命低，冲压精度差，操作也不安全，难以满足中批量生产要求。 方案二：连续模是一种多工位，效率高的加工方法。但连续模轮廓尺寸较大，采用此方案会加大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：需要两套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。 方案四：只需一套模具，但模具结构复杂，制造加工难度大，且维修不易。 综合考虑，故采用第三种方案最佳。 （二）模具总体结构设计 1、模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模，所以模具类型为落料-冲孔复合模、弯曲模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模。凸凹模装在上模模称为正装式复合模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。 2、定位方式
冲压工艺及模具设计一
第一章概述 内容简介: 本章讲述冲压冲压模具设计的基础知识。涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压材料；模具材料种类；模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。 章节内容： 1.1冲压的定义 1.2冲压工序分类 1.3冲压工艺的特点及其应用 1.4冲压变形的理论基础 1.5冲压用板料 1.6冲压设备简介 学习目的与要求： 1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2．认识常见冲压设备，掌握选用原则； 3．了解屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、等冲压成形基本规律； 4．了解冲压成形性能与机械性能关系； 5．认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。 重点内容： 冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常用模具零件加工方法及应用。 难点内容： 冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系。
主要参考书： [1] 王同海.实用冲压设计技术.北京：机械工业出版社，2000 [2] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海：上海科学技术出版社，2000 复习思考题：<参考答案下载> 1-1什么是冲压加工？ 1-2 冲压加工又何特点？ 1-3冲压加工又哪几种类型？ 1-4什么是分离工序？ 1-5 什么是塑性变形工序？ 1-6 我国冲压技术的发展方向是怎么样的？ 1-7 常用的冲压设备有哪几种? 1-8 通用曲柄压力机的工作原理是怎么样的? 1-9 选用冲压设备的基本原则是什么？ 1-10怎样根据冲压工艺来选择压力机的种类？ 1-11怎样选择压力机规格大小？ 1-12如何正确使用压力机？ 1-13使用时如何正确地调整压力机？ 1-14冲压材料常用的备料设备有哪些？ 1-15剪板机由哪几部分组成？ 1-16如何正确使用剪板机？ 例题与解答： [1]冲压塑性变形辅助分析 [2]拉深变形中的变形趋向：注意变形过程、变形区与传力区、变形缺陷 电子教材 1.1 冲压的定义 冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力（或拉力），使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料（或带料）、薄壁管、薄型材等，板厚方向的变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压，
冲压模具设计
设计题目： 零件图：
前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分。若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即321L L L ?=?=?，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图1所示) 。这些变化主要表现在： 图 1 ⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 (2) 圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越
向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 盒形件拉深有以下变形特点： σ的分布是不均匀的。在圆角部分最大，直 (1) 凸缘变形区内径向拉应力 1 σ也远小于相应的圆筒形件的拉应力。边部分最小。即使在角部，平均拉应力 1 因此，就危险断面处载荷来说，矩形盒拉深时要小得多；对于相同材料，矩形盒拉深的最大成形相对高度要大于相同半径的圆筒形零件拉深时的最大成形相对高度。 (2) 由于直边和圆角变形区内材料受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角处，并且，直边处材料的径向伸长变形小而圆角处材料的径向变形大，使变形区内两处材料的变形量不同，直边处大于圆角处。由此引起两处位移速度差，因而必然诱发出切应力（图2），以协调直边与圆角处的变形。 图2 盒形件拉深时的应力分布 σ的分布也是不均匀的。从角部到中间直 (3)在毛坯外周边上，切向压应力 3 σ的数值逐渐减小。通常情况下，起皱都发生在角部，但是起边部位，压应力 3 皱的趋势要小于拉深相应圆筒形件时的情况。 常用相对圆角半径r/B表示矩形盒的几何形状特征，0 1—下模座2、15—销钉3凹模4套5 导柱 6 导套 7 上模座 8卸料板9橡胶10凸模固定板 11—垫板12—卸料螺钉13—凸模14 —模柄 16、17螺钉图2.0.1 冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图 复合模的基本结构 1—凸模；2—凹模；3—上模固定板； 4、16—垫板；5—上模座；6—模柄； 7—推杆； 8—推块； 9—推销； 10—推件块；11、18—活动档料销； 12—固定挡料销13—卸料板 14—凸凹模；15—下模固定板； 17—下模座；19—弹簧 1-下模座；2、5-销钉；3-凹模；4-凸模 1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板；5-靠板6-上模座；7-顶杆；8-弹簧；图3.4.2 L形件弯曲模 9、11-螺钉；10-可调定位板 1．冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。（×） 2．冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。（×） 3．形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。（×） 4．对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。（×） 5．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 6．利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。（∨） 7．采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。（×） 8．冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。（∨）9．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。（×） 10．模具的压力中心就是冲压件的重心。（×） 11．冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。（×） 12．在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。× 13．凡是有凸凹模的模具就是复合模。（×） 14．在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。（×） 15．导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。（×） 16．侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。（×） 17．侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。× 18．对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。（×） 19．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 20．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 21．凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。（×） 22．在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。（∨） 23．在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。（×） 24．模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。（×） 25．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 26．精密冲裁时，材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。（∨） 27．在级进模中，根据零件的成形规律对排样的要求，需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形工位之前冲出。（×） 28．压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。× 1 、自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。（× ） 2 、从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。（∨） 3 、窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。（× ） 4 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（× ） 5 、弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。（× ） 6 、对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。 r/t 愈大，增大量愈× 7 、弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。（× ） 8 、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。（∨） 9 、减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。（× ） 10 、采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。（∨） 11 、塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。（∨） 12 、经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。（× ） 13 、在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。（∨） 14 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。（× ） 15 、一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制作用愈大，则回弹就大。（× ） 16 、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。（× ） 17 、弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。（∨） 18 、当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与 板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。（× ） 19 、在弯曲 r/t 较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。（× ） 冲模设计课程设计指导书 班级： 姓名： 学号： 2014年 一、课程设计目的 综合运用所学的知识，借助于图册和相关的设计资料培养独立地分析问题和解决问题的能力。从而得到： （1）巩固和扩大本课程所学的理论知识； （2）掌握设计冲压模的一般程序； （3）学习制定中等复杂冲压件的工艺规程； （4）学会绘制模具装配图和零件图； （5）培养设计、计算、制图（包括计算机绘图）、查阅资料的能力。 二、任务 依据一张给定的冲压件零件图，完成如下工作： （1）分析冲压件的生产工艺过程，选择最佳的工艺方案； （2）进行必要的工艺计算； （3）设计所给零件的冲压成形模具一套，给出总装配图一张，主要零件图若干张； （4）完成设计计算说明书一份； （5）填写工艺卡片一份。 三、要求 （1）工艺分析要合理，方案选择即要满足技术要求，又要考虑经济效益； （2）图纸设计要采用计算机绘图，按国标设计，图纸规范、清晰； （3）设计说明书要计算机打印，层次清楚，语句通顺，计算数据要完整、准确； （4）工艺卡填写完与说明书一起装订（放在最后一页）。 四、设计过程 （一）工艺设计过程： 1、工艺性分析：包括对零件图分析（零件形状，尺寸精 度，材料要求等）、工艺性分析； 2、对总体工艺方案分析：基本工序分析，工序顺序与数 目分析，工序组合及模具型式选择分析，进行方案比 较； 3、工序设计和工序尺寸计算（画出必要的工序简图）； 4、工艺计算： （1）材料排样和裁板宽计算； （2）弹性元件计算； （3）冲压工艺计算； （4）压力中心计算； （5）冲模工作零件尺寸计算； （二）确定模具总体结构 1、确定模具结构形式； （1）模具类型选择； （2）操作方式选择； （3）材料送进、定位方式选择； 冲压模具成型工艺及模具设计 设计课题：工件如下图所示，材料Q235，板料厚度1mm，年产量8万件，表面不允许有明显的划痕。设计成型零件的模具。 技术要求：未注圆角为R1；未注公差为IT14级；材料厚度t=1mm 一、冲压工艺分析 1、该零件的材料是Q235，是普通的碳素工具钢，板厚为1mm，具有良好 的可冲压性能。 2、该零件结构简单，并在转角处有R1的圆角，所冲的三个孔都是Φ5的 尺寸，工艺性比较好，整个工件的结构工艺性好。 3、尺寸精度，零件上的三个孔的尺寸精度为IT12～13级，三个孔的位置 精度是IT11～12级，其余尺寸的公差为IT12～14，精度比较低。 结论：适合冲压生产。 二、工艺方案确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，有以下3种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模具生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料级进冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要两道工序两幅模具，成本高而生产率低，难以满足中批量生产需求。 方案二只需一副模具，工件精度及生产效率都较高。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度不如复合模具冲裁精度高。 通过对上述三种方案的分析比较，成型该零件应该采用方案二复合模具成型。 三、确定模具类型及结构形式 1、该零件质量要求不高，板的厚度有1mm, 孔边距有6mm，所以可以选用 倒装复合模。 2、定位方式的选择：控制条料的送进方向采用两个导料销，控制条料的 送进步距采用挡料销。 3、卸料、出件方式的选择：采用弹性卸料。下出件，上模刚性顶件。 4、导向方式的选择：为了方便操作，该模具采用后侧导柱的导向方式。 冲压件的形状简单、精度要求不高、生产批量为中批量，为了使得模具寿命较高，采用有导向、弹性卸料、下出件的模具结构形式。 四、工艺计算 1、确定最佳排样方式，并计算材料利用率，选择板料规格。 该零件为近似矩形零件，设计排样1、排样2三种排样方式，如图：排样1： 排样2： 目录 引言 一、工艺分析 二、工艺方案的确定 三、制件排样图的设计及材料利用率的计算 四、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 五、凸、凹模尺寸计算 六、模具结构形式的确定 七、模具零件的结构设计 (一)、落料凸凹模的设计 (二)、落料凹模的设计 (三)、冲头固定板的设计 (四)、弯曲凸模的设计 (五)、弯曲凹模的设计 八、模具零件的加工工艺 （一）落料凹模的加工工艺 （二）凸凹模的加工工艺 （三）冲头的加工工艺 （四）弯曲凸模的加工工艺 （五）弯曲凹模的加工工艺 九、模具的总装配 小结 参考文献 摘要 随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。 毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 关键词： 工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 冷冲压模具设计步骤 冷冲模设计的一般步骤如下： 1 ．搜集必要的资料 设计冷冲模时，需搜集的资料包括产品图、样品、设计任务书和参考图等，并相应了解如下问题： l ）了解提供的产品视图是否完备，技术要求是否明确，有无特殊要求的地方。 2 ）了解制件的生产性质是试制还是批量或大量生产，以确定模具的结构性质。 3 ）了解制件的材料性质（软、硬还是半硬）、尺寸和供应方式（如条料、卷料还是废料利用等），以便确定冲裁的合理间隙及冲压的送料方法。 4 ）了解适用的压力机情况和有关技术规格，根据所选用的设备确定与之相适应的模具及有关参数，如模架大小、模柄尺寸、模具闭合高度和送料机构等。 5 ）了解模具制造的技术力量、设备条件和加工技巧，为确定模具结构提供依据。 6 ）了解最大限度采用标准件的可能性，以缩短模具制造周期。 2 ．冲压工艺性分析 冲压工艺性是指零件冲压加工的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小（最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形）、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见，经产品设计者同意后方可修改。 3 ．确定合理的冲压工艺方案 确定方法如下： l ）根据工件的形状、尺寸精度、表面质量要求进行工艺分析，确定基本工序的性质，即落 料、冲孔、弯曲等基本工序。一般情况下可以由图样要求直接确定。 2 ）根据工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3 ）根据各工序的变形特点、尺寸要求确定工序排列的顺序，例如，是先冲孔后弯曲还是先弯曲后冲孔等。 4 ) 根据生产批量和条件，确定工序的组合，如复合冲压工序、连续冲压工序等。 5 ) 最后从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，并填写冲压工艺过程卡片（内容包括工序名称、工序数目、工序草图（半成品形状和尺寸）、所用模具、所选设备、工序检验要求、板料规格和性能、毛坯形状和尺寸等）: ; 4 确定模具结构形式 确定工序的性质、顺序及工序的组合后，即确定了冲压工艺方案也就决定了各工序模具的结构形式。冲模的种类很多，必须根据冲件的生产批量、尺寸、精度、形状复杂程度和生产条件等多方面因素选择，其选原则如下： l ）根据制件的生产批量确定采用简易模还是复合模结构。一般来说简易模寿命低，成本低；而复合模寿命长，成本高。 2 ）根据制件的尺寸要求确定冲模类型。 若制件的尺寸精度及断面质量要求较高，应采用精密冲模结构；对于一般精度要求的制件,可采用普通冲模。复合模冲出的制件精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。 3 ）根据设备类型确定冲模结构。 拉深加工时有双动压力机的情况下，选用双动冲模结构比选用单动冲模结构好很多 垫板冲压工艺及模具设计 概述模板 1 毕业设计(论文) 垫板冲压工艺及模具设计 学生姓名: 学号: 专业: 指导教师: 学院: 1 江西·新余 独创性声明 本人郑重声明: 所呈交的毕业设计( 论文) 是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方, 以及法律规定允许的之外, 不包含其它人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果, 也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而作的材料。其它同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。 本毕业设计( 论文) 成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的, 成果归新余学院所有。 特此声明。 作者签名( 手写) : 签名日期: 年月日 版权使用授权书 本毕业设计( 论文) 作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计( 论文) 的规定, 有权保留并向国家有关部门或机 构送交毕业设计( 论文) 的复印件和磁盘, 允许毕业设计( 论文) 被查 2 阅和借阅。 作者签名( 手写) : 指导教师签名( 手写) : 日期: 年月日日期: 年月日 摘要 当前, 中国的冲压技术在世界上还是比较落后的, 其原因是中国的冲压理论, 和设备方面与工业发达国家有一定的距离, 造成磨具的寿命, 设计, 加工, 成产周期等于工业发达国家的差距越来越大。 本论文主要研究垫板的加工工艺及用途, 加工点半的模具设计及分析, 垫板的用途十分广泛, 可用做于变压器里的零件, 虽然是一个小的垫板加工性能方便, 节约材料, 便于大批量生产, 垫板作于连接处的缓冲紧固的作用。根据垫板的需求来选取合适的模具, 采用级进模。 在设计前主要进行是对工件的尺寸公差的确定, 用尺寸公差才能确定模具的精度。经过排样分析来进行模具的分析, 首先考虑冲裁力, 卸料力, 模具冲裁间隙等因素, 并将设计方面运用CAD软件画出装配图, 零件图, 凸模图, 凹模图, 编写设计要求和任务书。 3 毕业设计（论文）开题报告 系（部）：机械工程系年月日（学生填表）课题名称挡环冲压模具设计 学生姓名专业班级课题类型工程设计 指导教师职称课题来源生产 1.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 近些年来我国模具工业迅速发展，中国正成为世界模具大国，但模具水平和生产工艺水平比国际先进水平低很多，成为真正的模具强国任重而道远。 改革开放以来，随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。 21世纪，随着科技的发展，计算机的普及以及操作性能的提高，CAD/CAM 开始技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM 技术。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 近几年来，随着工业和高科技产业的飞速发展，我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。尽管如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。为了弥补这一技术上的差距，我国正在努力改善生产工艺，提高生产技术，紧追世界模具发展步伐，现如今代表着最先进冲模技术水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。其中具有代表性的集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 模具的专业化程度也是限制冲压模具发展的一大因素，因此想要提高我国整体冲压模具水平，还得从最基础做起，首要的就是多与国外的先进技术进行交流，教育知识与国外的相同步，另外，国内企业也应多和国内外大中专学院开展模具技术的研究和开发，确保能获得最前沿的知识与最先进的技术。 就全球模具发展现状而言：日本模具产能约占全球的40%，居世界第一位；德国在模具行业具有领先世界的技术；美国模具占有率逐渐减少，但在高端模具领域占有重要地位。 国外模具发展趋势——工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计模拟软件进行模具结构的设计；模具加工上已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工和数控编程技术对模具进行加工，使模具的加工质量和附加值大大 【范例】 (1)题目：东风EQ-1090汽车储气简支架 (2)原始数据 数据如图7—1所示。大批量生产，材料为Q215，t=3mm。 图7-1零件图 (3)工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径φ44mm的圆孔，一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。 方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模。 (5)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 a ．排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 2所示。 b ．确定搭边值查表，取最小搭边值：工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=5；为了方便计算取a l =3。 c. 确定条料步距步距：257.5mm ，宽度：250+5+5=260mm ． d ．条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-3所示。 冲压模具设计素材(1)(doc 6) 冲压模具设计素材 一、制件图的分析 深→修边→冲孔。考虑到实验的特殊情况，只需设计制造三套冲压模具，即：落料模具、拉深模具、冲孔模具，修边工序采用手工方式进行。 3、此制件是和其它多种小零部件相互配合、有严格装配关系的零件，虽然图纸上的尺寸精度没要求那么高，但考虑到使用时的互换性，在进行模具设计时仍然要对模具的型腔尺寸精度要求高些。 二、模具结构的选取 1、此次制做的冲压模具是用来做实验的，为简化冲压模具的结构复杂程度、缩短模 隙。 2）冲裁间隙（单边）C min =0.015mm 3)凸、凹模刃口尺寸计算公式 设制件尺寸为0?-D 则： a X D D a δ+?-=0)( min )2(t C D D a t δ--= 式中： t a D D 、――分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸 t a δδ、――分别为落料模具凹模、凸模的制造公差 ?――制件的制造公差 C――单边最小冲裁间隙 min X――磨损系数（取X＝1） 4）凸、凹模刃口尺寸（略） 3、为降低模具制造成本，没有进行排样设计，而是在凹模的相应部位设计了定位销（采用手工送料方式），以解决用小块板料落料生产时的定位问题。 4、因镁板的壁厚只有0.6mm，落料时包紧力不大，故采用弹性卸料装置。卸料板和凸模之间的间隙取0.1mm。 5、压力中心和冲裁力的计算（略） 6、凹模采用柱孔口直筒形结构，既便于制造又解决了向下漏料的问题。 四、拉深模具设计 1、拉深的总高度比较小，只有5mm，设计时采用了一次拉深成形工艺。 2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定 1）此制件是要求外形尺寸零件（便于装配），设计时应以凹模为基准件，间隙通过减小凸模尺寸获得。 2）拉深间隙 拉深间隙值C的大小对拉深力、制件质量、模具寿命等影响很大。间隙过大，制件易起皱，有锥度、精度差；间隙过小，则有害摩 擦加大，制件变薄严重，甚至破裂。因此，确定合适的拉深间隙值C 是很重要的。 考虑到镁板的拉深性能差（需把拉深模具和坯料加热到合适的温度才能进行拉深生产）、制件精度要求较高等诸方面的因素，拉深间隙取值如下： （1）直边部分拉深间隙值C=1t=0.6mm （2）转角部分拉深间隙值C=1.1t=0.66mm 3）凸、凹模园角半径 r＝1mm （制件尺寸决定） t r＝2mm （便于拉深） a 垫板冲压模具设计 摘要：本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模； Abstract: The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. Key words: mold; stamping parts; punch; die; punch and die; 1 前言 冷冲压工艺与模具设计课程实验指导书实验一：典型结构冲模拆装 一、实验目的和要求 1通过对模具的拆装，进一步熟悉模具的结构； 2、通过对所拆模具的分析和论证，进一步掌握各类模具的结构、各零部件的作用、零件间的配合关系及拆装关系。提高分析问题的能力，提高设计模具的能力； 3、通过对模具的拆装，并绘制模具装配图以一些主要模具零件图。提高快速绘制模具草图的能力。 二、冲模的分类及冲模的主要零部件 1冲模的分类 冲模按工序组合程度可分为：单工序模、级进模、复合模。 冲模按导向方式可分为：无导向模、导板模、导柱导套模 （1）单工序模 单工序模是指在一次冲压行程中只完成一道工序的模具。单工序模按工序性质分类 可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉伸模、胀形模、翻边模等等。 （2）级进模 级进模是指在压力机的一次冲程中，依次在几个连续不同的工位上完成两道或两道以上工序的模具，级进模又称连续模或跳步模。级进模根据定位装置的不同，有四结构: （a）由导料板、挡料销、始用挡料销、导正销组成定位部分的导正销级进模. （b ）由导料板、侧刃组成定位部分的侧刃级进模。 （c）由导料板、侧刃、导正销组成定位部分的级进模。 （d）由导料板、自动送料机构、导正销组成定位部分的级进模。 （3）复合冲模 复合模是指是指在压力机的一次冲程中，在同一个工位上完成两道或两道以上工序的模具，复合模按结构可分为：正装复合模、倒装复合模。 2、冲模的主要零部件可分为工艺构件和结构构件两部分。 三、实验仪器 1实验设备：冲压设备； 2、实验模具：冲压模具若干副； 3、实验工具及量具：游标卡尺、直尺、扳手、螺丝刀、铜棒、手锤、零件盒。 四、实验步骤 1认真观察实验模具，并推测模具的种类、工作原理； 2、将模具上、下模部分分开，确定模具的种类及组成模具各零件的作用； 3、由工作零件推测制件形状和毛坯形状，并按比例绘制制件草图和毛坯草图； 4、拟定模具拆装工艺过程。对于模具零件间的过盈配合部分和部分过渡配合部分, 拆卸到组件为止。在拆卸过程中，要记清各个零件在模具中的位置、相互关系及拆卸顺序，以便重新装配。 5、在拆卸时和拆卸后，分析模具工作零件的结构特征、形状、定位和固定方式；验证并修正前面推测的制件形状。 6、分析模具其他零部件的结构形式、特点及它们与相关零件的位置关系；模具定位和紧固零件的结构形式、作用、要求和数量。 《冲压工艺及模具设计》考试试卷B卷 《冲压工艺与模具设计》试卷1 一、单项选择题（本大题共10题，每小题2分，共20分） 1.模具沿封闭的轮廓线冲切板料，冲下的部分是工件的冲裁工艺叫【】 A.落料 B．冲孔 C．切断 D．剖切 2.如图所示冲压变形区划分示意图，A为变形区，B为已变形区，a)图为 【】 题2图 A.胀形工艺 B．缩口工艺 C．翻边工艺 D．拉深工艺 3. 在冲压过程中，需要最小变形力区是个相对的弱区，材料变形时，首先变形区为 【】 A.已变形区 B．强区 C．传力区 D．弱区4．设计落料模时，设计基准应选择【】 A.凸模 B.凹模固定板 C．凹模 D．凸凹模 5．弯曲变形区的板料的外区(靠凹模一侧)，纵向纤维变形后【】 A. 缩短 B.不变 C．分离 D．伸长 6．由于覆盖件形状比较复杂，拉深往往采用【】 A. 多次拉深 B. 一次拉深 C. 拉深弯曲复合 D. 落料拉深复合 7．在拉深变形过程中的某一时刻，在凸缘变形区中间有一位置，其3 1σ σ= 。在该位置，用R=作圆，可将凸缘变形区分为两部分，由此圆到凹模洞口处【】 A．∣б1∣>|б3|，|ε1|<|ε3| B．∣б1∣>|б3|，|ε1|>|ε3| C．∣б1∣<|б3|，|ε1|<|ε3| D．∣б1∣<|б3|，|ε1|>|ε3| 8．在多工位精密级进模具冲压时，条料的精确定位主要依靠【】 A. 送料装置 B. 导正销 C. 导料钉 D.导料板 9．如图所示的阶梯形零件，当材料相对厚度t/D×100＞1，且阶梯之间的直径之差和零件的高度较小时，可一次拉深成形的条件是【】 A.（h １＋h ２＋h ３／d n ）≥h ／d n B. （h １＋h ２＋h ３／d n ）≤h ／d n C. （h １＋h ２＋h ３／d n ）＞h ／d n D. （h １＋h ２＋h ３／d n ）≠h ／d n 10 ．冲压工艺过程卡是用于指导 工艺过程的依据。【 】 A. 冲压工艺制定 B. 冲模电加工 C. 冲压生产 D.冲压模具制造 二、 多项选择题（本大题共6题，每小题2分，共12分） 1．采用弹压卸料板的普通冲裁模具，弹压卸料板具有 作用。【 】 A.压料 B.导料 C.顶料 D.卸料 2. 当弯曲变形程度较大（r ／t ＜5）时，变形区的应力和应变状态为立体塑性弯曲应力应变状态。在宽板(B/t ＞3)弯曲时，弯曲变形区内侧的应力应变状态为 【 】 A. B. C ． D ． 3．圆筒形制件在拉深成形时，一般是底部厚度略有变簿，且筒壁从下向上逐渐【 】 A.厚度增厚 B. 厚度减簿 C ．硬度增加 D ．硬度减少 4．以下工序不属于伸长类变形的是 【 】 A. 内孔翻边 B. 缩口 C. 胀形 D. 弯曲内侧变形 5. 拉深时，要求拉深件的材料应具有 【 】 、 A. 小的的板厚方向性系数 B. 低的屈强比 C. 良好塑性 D. 高的屈强比 6. 多工位精密级进模在送料时，控制送料进距和初定位常选用【 】 A. 侧刃 B. 自动送料机构 C. 始用挡销 D. 导正销 三、 填空题(本大题共10题，每空1分，共20分) 1．胀形变形主要是由材料 方向的减薄量支持板面方向的 而完成的。 2.冲压加工是利用安装在压力机上的 ，对放置在模里的板料施加 ，使板料在模 具里产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。 3．导正销通常与挡料销或侧刃配合使用在级进模中，以减小 误差，保证孔与 的相 对位置尺寸要求。 4．最小相对弯曲半径是指在保证毛坯弯曲时外表面不发生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯 成的 与 的比值，用r min /t 来表示。 5．V 形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙是由调节 高度来控制。对于U 形件弯曲模，则 必须选择适当的 。 6．在拉深过程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸缘毛坯的径向产生 ，切向产 生 。在它们的共同作用下，凸缘变形区材料发生了塑性变形，并不断被拉入凹模内形成 筒形拉深件。 7．金属塑性变形时物体主要是发生形状的改变，体积变化 ，其表达式可成 。冲压模具设计装配图
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