冲压模具设计与制造-冲模结构及设计
冲压模具设计与制造
第一章 冲压模具设计与制造基础
内容简介：
本章讲述冲压模具设计与制造的基础知识。 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、性能、选用原则及热处理方法；模具制造特点、模具零件加工方法及应用等 。
第一章 冲压模具设计与制造基础
一、冲压与冲模概念
1.基本概念（续）
冲压模具：
在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。
第一章 冲压模具设计与制造基础
第一节 冲压成形与模具技术概述 冲压与冲模概念 基本概念（续） 合理的冲压工艺 先进的模具 高效的冲压设备 冲压生产的三要素
第一章 冲压模具设计与制造基础
多工位精密级进模
第一章 冲压模具设计与制造基础
冲压成形产品示例一——日常用品
第一章 冲压模具设计与制造基础
冲压成形产品示例二—— 高科技产品 汽车覆盖件 飞机蒙皮
第一章 冲压模具设计与制造基础
数控高速铣削加工
高效 、高精度 、高的表面质量 、可加工高硬材料
第一章 冲压模具设计与制造基础
五、冲压技术现状与发展方向（续）
第一节 冲压成形与模具技术概述
多品种、少批量，更新换代速度快
计算机技术、制造新技术
第一章 冲压模具设计与制造基础
(1)冲压成形理论及冲压工艺
加强理论研究，开展CAE技术应用。 开发和应用冲压新工艺。
2.冲压技术发展方向
满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求。
1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。 主要原因：①冲压基础理论与成形工艺落后； ②模具标准化程度低； ③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； ④模具专业化水平低。 所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
冲压模具设计与制作配套案例库：案例09 冲模结构与设计
案例九冲模结构与设计冲模是冲压生产的主要工艺设备，冲模结构设计对冲压件品质、生产率及经济效益影响很大。
因此，了解冲模结构，研究和提高冲模的各项技术指标，对冲模设计和发展冲压技术是十分必要的。
8. 1冲模分类及其特点按不同的特征对冲模进行分类，其分类方法主要有：（1）按冲压工序性质可分为冲裁模、拉深模、翻边模、胀形模、弯曲模……。
习惯上把冲裁模当作所有分离工序模的总称，包括落料模、冲孔模、切断模、切边模、半精冲模、精冲模及整修模等。
（2）按冲压工序的组合方式可分为单工序模、级进模和复合模。
1）单工序模在压力机一次冲压行程内，完成一道冲压工序的模具。
2）级进模在压力机一次冲程内，在模具不同工位上完成多道冲压工序的模具。
3）复合模在压力机一次行程内，在模具一个工位上完成两道以上冲压工序的模具。
（4）按进料、出件及排除废料方式可分为手动模、半自动模、自动模。
（5）按模具零件组合通用程度可分为专用模（包括简易模）和组合冲模。
（6）按凸、凹模材料可分钢模、硬质合金模、钢结硬质合金模、聚氨酯模、低熔点合金模等。
（7）按模具轮廓尺寸可分为大型模、中型模、小型模等。
8.2冲模零部件分类及功能各种类型冲模复杂程度不同，所含零件各有差异，但根据其作用都可归纳为如下五种类型：(1)工作零件工作零件直接使被加工材料变形、分离，而成为工件，如凸模、凹模、凸凹模等。
(2)定位零件定位零件控制条料的送进方向和送料进距，确保条料在冲模中的正确位置，有挡料销、导正销、导尺、定位销、定位板、导料板、侧压板和侧刃等。
(3)压料、卸料与顶料零件压料、卸料与顶料零件包括冲裁模的卸料板、顶出器、废料切刀、拉深模中的压边圈等。
卸料与顶料零件在冲压完毕后，将工件或废料从模具中排出，以使下次冲压工序顺利进行；拉深模中的压边圈的作用是防止板料毛坯发生失稳起皱。
(4)导向零件导向零件的作用是保证上模对下模相对运动精确导向，使凸模与凹模之间保持均匀的间隙，提高冲压件品质。
冷冲模冷冲压模具的结构与设计1课件
工作零件
工艺零件 定位零件
冲裁模零部件
卸料与推件零部件
结构零件 导向零件 连接与固定零件
其它零件
二、模具零件的结构与设计
1、凸模组件及其结构设计 2、凹模设计 3、定位零件 4、卸料与推件零件 5、模架
1、凸模组件及其结构设计
凸模组件:凸模、凸模固定板、垫板和防转销、 上模座、螺钉、销钉固定
倒装模凸凹模的最小壁厚： 查p.102表4-4
3、定位零件
横向定位装置：使条料由正确的送进方向
导料销、导料板及侧压装置
纵向定位装置：控制条料在冲裁中送进步距
挡料销、导正销、侧刃
定位板和定位钉
横向定位装置
导料销
导料销两个，位于条料的同侧
导料板
两导料板之间距离L=条料最大宽度+间隙值 导料板厚度H=材料厚度t或挡料销高度+（2∽8） 整体式导料板其长度和宽度与凹模板外形尺寸
缺点：模具结构复杂，材料有额外消耗，定位 精度不高。
连续模排样
连续模排样设计：
1、零件精度对排样要求:
精度要求高——尽量减少工位数 孔距公差较小——尽量同一工位冲出
2、模具结果对排样要求:
零件较大或较小但工位多——采用连续复合排样
3、模具强度对排样要求:
孔距小——分布冲 工位间凹模壁厚小——增设空工位 外形复杂——分布冲
动力由压力机传递给 模具
相关链接：动力
第一节 冲压模的分类
一、按工序组合程度分 二、按上下模导向方式分 三、按凹模位置分 四、按自动化程度分
一、按工序组合程度分
1、单工序模（简单模）
单工序模是指压力机在一次行程中只完成一道工序的冲裁模
2在、一多副模工具中序，模在模具的同一位置上能同时完成数种 工序的模具 （在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上同时 完成A几、道连工序续的模冲（模）级进模、跳步模） 在一副模具中，材料在模具的不同位置上能同时完成各 自工（B序是、指复压合力机模在一次行程中依次在几个不同的位置上 同时完成多道工序的冲模）
冲压模具设计与制造
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•侧刃结 构
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•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•侧刃定位误差比较
•1-导料板 2-侧刃挡块 3-侧刃 4-条料
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•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•尖 角 形 侧 刃
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•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
•1．导料销、导料板 •导料销：•两个，位于条料的同侧， •从右向左送料时，导料销装在后侧； •从前向后送料时，导料销装在左侧。 •结构形式：•固定式、活动式
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冲压模具设计与制造
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设 计•第九节 冲裁模零部件设计
•二、定位零件（续）
•1．导料销、导料板（续）
•导料板：•设在条料两侧
最小搭边得到保证。 •结构形式：•①弹簧式侧压装置(图2.9.15a）
•②簧片式侧压装置 •③簧片压块式侧压装置 •④板式侧压装置
•不宜设置侧压装置的场合：•①板料厚度在0.3mm以下的薄板；
•②辊轴自动送料装置的模具。
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•第二章 冲裁工艺与冲裁模设 计•第九节 冲裁模零部件设计
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•1-内六角螺钉 2-销钉 3-模柄 4-卸料螺钉 5-垫板 6-上模座 7-凸模固定板 8、9、10-凸模 11-导料板 12-承料板 13-卸料板 14-凹模 15-下模座 16-侧刃 17-侧刃挡块
•双侧刃定距的冲孔落料级进 模
冲压模具设计与制造
冲压模具设计与制造
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
冲压模具的基本结构及工作原理
冲压模具的基本结构及工作原理冲压模具是一种用于金属材料加工的工具，用于将金属板材或条形材料在变形压力下通过冲裁、弯曲、拉伸、压实等工艺加工成一定形状和尺寸的零件或工件。
冲压模具是冲压机的配套工具，可以分为冲裁模、成型模和冲压上下模。
冲裁模是冲压模具的主要结构，一般由上模座、上模、下模座、下模和导向装置组成。
上模座和下模座相对固定在冲压机上，而上模和下模则位于上模座和下模座之间，可以进行移动。
导向装置用于保持上模和下模的相对位置，以确保模具的稳定工作。
冲裁模具通常用于将金属板材剪切成一定形状和尺寸的零件。
成型模是用于将金属材料进行弯曲、拉伸、压实等成型工艺的冲压模具，一般由上模座、上模、下模座、下模、弯管装置和导向装置等组成。
弯管装置用于将金属板材进行弯曲成型，导向装置用于保持上模和下模的相对位置。
冲压上下模是用于将金属材料通过冲压工艺加工成一定形状和尺寸的零件的冲压模具，一般由上模座、上模、下模座和下模组成。
冲压上下模通常用于将金属板材进行冲孔、拉伸等工艺，形成一些特定的凹形或凸形结构。
冲压模具的工作原理主要是通过冲击力将金属材料加工成所需形状的零件。
在进行冲裁操作时，冲压机将上模座和下模座夹紧住，上模和下模分别位于上模座和下模座上方和下方。
冲压机的活塞以很高的速度向下移动，冲击上模，使上模和下模之间的金属板材被切割或冲裁成所需形状的零件。
通过适当的模具结构设计和材料选用，冲压模具能够实现高速、高效、高精度的加工。
总之，冲压模具是一种重要的金属加工工具，其基本结构包括冲裁模、成型模和冲压上下模。
冲压模具通过冲击力将金属材料加工成所需形状的零件，具有高速、高效、高精度等优点。
冲压模具的设计和制造需要综合考虑多个因素，以满足零件的加工要求。
冲压模具设计与制造-冲模结构及设计
压力完成金属片的塑性变形。
模，确保冲压过程的准确性和
冲压过程中保持金属片的稳定
稳定性。
性。
冲模设计的基本步骤
1
产品需求分析
根据产品要求和设计需求，分析冲压模具设计的具体要求。
2
模具结构设计
根据产品形状和冲压工艺，设计模具的结构和布局。
3
零部件设计
设计模具的各个零部件，如上模、下模、导柱和导套。
4
模具制造加工
现代冲模设计的趋势和发展方向
自动化和智能化
设计软件的应用
新材料的应用
趋向于自动化生产和智能化控
借助设计软件进行模具设计和仿
研究和应用新材料，提高模具的
制，提高冲压生产效率。
真分析，提高设计质量和效率。
耐磨性和寿命。
冲压模具的分类
按工艺分类 ️
按使用行业分类
包括单工位模具、连续模具和复合模具等。
例如汽车模具、家电模具和电子模具等。
按制造工艺分类
包括压力模具、拉伸模具和弯曲模具等。
冲模结构的基本原理
上模和下模
导柱和导套 ⚙️
顶杆和顶板
上模和下模相互作用，通过冲
导柱和导套用于定位上模和下
顶杆和顶板用于施加压力，在
冲压模具设计与制造-冲
模结构及设计
冲压模具设计与制造的背景：随着工业的发展，冲压模具在制造过程中起着
至关重要的作用。
冲压模的定义
1
关键组成部分 ️
冲压模具由上模、下模和导柱组成，用于完成冲压加工过程。
2
功能和作用 ⚙️
冲压模具用于塑造金属片，例如冲压出汽车零部件等。
3
高精度要求
冲压模具需要具备高精度和稳定性，以确保产品质量。
冲压模具的设计与制造分析
冲压模具的设计与制造分析摘要：现代社会必须以先进的科技手段促进经济的快速发展，这就对各个领域的技术手段提出了新的要求和期望。
重点介绍了冲压工艺和冲压设计，近年来随着市场竞争的加剧，人们对其提出了更高的要求。
但是，一项技术开发与研究是一个非常漫长和困难的过程，往往受到很多外部因素的影响。
因此，在目前的情况下，冲压模具的设计和制造仍存在许多问题，本文就此展开研究。
关键词：冲压模具；设计；制造引言冲压模具的设计和制造水平是决定模具制造质量的关键，目前在我国行业总体上，冲压模具的制造趋向于更加准确和技术化。
为了有效提高模具零件的质量和生产效率，需要对模具冲压新技术有更深入的了解，根据市场需求设计模具，使冲压模具行业具有新产业的发展优势。
1.冲压模具的概述以及分类冲压是通过安装在成型设备上的模具对材料进行加压，使材料发生分离或塑性变形，以获得所需零件。
由于成型通常是材料在温度下的冷变形，因此称为冷成型。
冲压是材料塑性加工的主要方法之一，属于材料成形技术。
用于成型的模具称为冲模，是用于为必要的成型零件准备材料的专用工具，在成型过程中非常重要。
没有合格的冲模，就很难进行大规模的冲压，先进的成型技术是不可能的。
冲压技术的三个要素包括冲压工艺、冲压设备和冲压材料，必须结合起来才能获得现成的零件。
与其他塑料加工方法相比，冲压具有许多独特的技术和经济优势。
在对成型模具进行分类时，主要根据模具材料、模具结构和工作特性进行分类。
冲压模具被广泛使用，并在技术不断发展的情况下，模具制造业也有着非常广阔的前景。
2、冲压模具设计分析2.1 设定目标尺寸在设计模具图的过程中，第一步是根据产品图的尺寸分析确定最终产品的尺寸。
具体而言，在可接受的产品公差范围内，最终产品尺寸值由冲头和模具的磨损趋势决定。
例如，在选择内径时，选择最大值，在考虑冲击器磨损和毛刺等因素的情况下设置外径，然后选择最小值。
总的来说，目标大小的选择与设计人员的工作经验、专业技能水平、产品预测等密切相关。
冲压模具设计与制造
河源职业技术学院《冲压模具设计与制造工艺》课程设计说明书班级：10模具设计与制造2班学号：姓名：指导老师：设计时间：2012、12、25共17页第 1 页目录1.绪论 (1)（1）模具行业发展前景分析 (1)（2）发展趋势分析 (2)2.分析冲压零件的工艺性 (3)（1）冲裁件的结构工艺性 (3)（2）冲裁件的精度与断面粗糙度 (3)（3）冲裁件的材料 (4)3.确定冲压工艺方案 (5)4.确定模具总体结构方案 (5)（1）模具类型 (5)（2）操作与定位方式 (5)（3）卸料与出件方式 (5)（4）模架类型及精度 (5)5.冲压工艺与设计计算 (6)（1）排样设计与计算 (6)（2）计算冲压力，初选压力机 (8)（3）排样设计及材料利用率分析 (9)（4）冲压工艺过程卡 (10)（5）计算凸，凹模刃口尺寸及公差 (11)6.设计选用模具零，部件，绘图模具总装图 (11)（2）落料凸模设计 (11)（3）卸料板的设计 (12)（4）凸模固定板板 (12)（5）垫板设计 (13)（8）模具总装草图 (13)7. 紧固件选着与校核压力机的强度 (15)（1）紧固件的选择 (15)（2）校核压力机强度 (15)（3）装配技术条件要求 (16)共17页第 2 页1绪论（1）模具行业发展前景分析模具作为产品制造的基础工艺装备，又是集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造等高新技术为一体的高新技术产品，以及在制造业中的重要地位和作用，在全国人大通过的《国民经济和社会发展第十二五个五年规划纲要》的第三篇“转型升级提高产业核心竞争力”中明确“提升模具等基础零部件水平”作为制造业发展重点方向。
在我国，重工业发展是经济发展的一大组成部分，其中，模具产业又是重工业中的重中之重，因此，模具产业的发展对我国经济的发展有这非凡的意义。
由于各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具等。
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不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具 完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用。
(1) 导向零件
导柱、导套、导板、导桶；
(2) 固定(支撑)零件
上(下)模板、模柄、凸(凹)模固定板、垫板、限位支撑装置；
(3) 紧固零件
螺钉、销钉、键；
(4) 其他零件
弹性零件、传动零件
§7.2 冲模主要零件设计
2.凹模
(1) 凹模的结构形式与固定方法
§7.2 冲模主要零件设计
§7.2 冲模主要零件设计
(2) 凹模刃口的结构类型
§7.2 冲模主要零件设计
a. 直壁刃口 ① 刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。 ② 凹模内易积存废料或冲裁件，尤其间隙较小时，刃口直壁 部分磨损较快。 ③ 用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件。 b. 斜壁刃口 ① 刃口强度较差，修磨后刃口尺寸略有增大。 ② 凹模内不易积存废料或冲裁件，刃口内壁磨损较慢。 ③ 用于冲裁形状简单、精度要求不高的零件。
固定导料销
活动导料销
§7.2 冲模主要零件设计
3.定位件
定位板和定位销是作为单个坯料或工序件的定位用。
(1) 定位板
§7.2 冲模主要零件设计
(2) 定位销
Байду номын сангаас
§7.2 冲模主要零件设计
三.卸料装置
1.刚性(固定)卸料装置
§7.2 冲模主要零件设计
§7.1 冲模及冲模零件的分类
2.按照工序组合程度分类
(1) 单工序模 在一个工位只完成一道冲压工序。
(2) 复合模 在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序。
(3) 级进模 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位。
3.按照导向方式分类
开式模、导板模、导柱模
§7.1 冲模及冲模零件的分类
4.按材料定位方式分类
《冲压模具设计与制造》
第七章 冲模结构及设计
§7.1 冲模及冲模零件的分类
第一节 冲模及冲模零件的分类
一.冲模的分类
1.按照工序性质分类
(1) 冲裁模
沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。 (2) 弯曲模
使板料毛坯或其他坯料沿着直线产生弯曲变形。 (3) 拉深模
把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件改变形状和尺寸。 (4) 各种成形模
挡料销模、导正销模、侧刃模
5.按照卸料和出件方式分类
刚性卸料模、弹性卸料模、顺出件模具、逆出件模具
6.按照送料、出件和排除废料的自动化程度分类
手动模、半自动模、自动模
7.按照凸、凹模的材料分类
钢模、硬质合金模、锌基合金模、钢带模、聚胺酯橡胶模
§7.1 冲模及冲模零件的分类
按照工序性质分类
冲模的分类
§7.1 冲模及冲模零件的分类
§7.2 冲模主要零件设计
第二节 冲模主要零件设计
一.工作零件
1.凸模
(1) 凸模结构设计原则：
a. 精确定位 b. 防止拔出 c. 防止转动
§7.2 冲模主要零件设计
(2) 凸模的结构形式与固定方法
a. 圆形凸模 强度刚性较好，装配修磨方便；与凸模固定板配合部分按过 渡配合制造；台肩保证工作时凸模不被拉出。
(2) 侧压装置
为避免条料在导料板中偏摆，使最小搭边得到保证，在送料方 向的一侧装侧压装置，迫使条料始终紧靠另一侧导料板送进。
§7.2 冲模主要零件设计
§7.2 冲模主要零件设计
2.挡料装置
挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料送进距离。
(1) 固定挡料销
§7.2 冲模主要零件设计
(2) 活动挡料销
§7.2 冲模主要零件设计
进，称为送进导向，零件属于导料装置；
在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为
送料定距，零件属于挡料装置。 在两个方向上同时的定位，零件属于定位件。
§7.2 冲模主要零件设计
1.导料装置
(1) 导料销、导料板
导料销或导料板是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏。
§7.2 冲模主要零件设计
§7.2 冲模主要零件设计
b. 非圆形凸模
a) 台肩固定
b) 铆接固定
c) 直通式凸模
§7.2 冲模主要零件设计
c. 大、中型凸模 镶拼式凸模不但节约贵重的模具钢，而且减少锻造、热处理和 机械加工的困难。
§7.2 冲模主要零件设计
d. 冲小孔凸模（d < 1mm，A < 1mm2） 凸模强度和刚度差，容易弯曲和折断，所以必须采取措施提高 它的强度和刚度，从而提高其使用寿命。 ① 冲小孔凸模加保护与导向 ② 采用短凸模的冲孔模 ③ 采取在其它措施保护小凸模
(3) 始用挡料销（临时挡料销）
§7.2 冲模主要零件设计
(4) 侧刃
① 矩形侧刃刃口尖角磨损后，在条料侧边形成的毛刺会影响 顺利送进和定位的准确性
② 成形侧刃毛刺离开了导料板和侧刃挡板的定位面，送进顺 利，定位准确。
§7.2 冲模主要零件设计
§7.2 冲模主要零件设计
(5) 导正销
消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差，主要用于 级进模。导正销先进入已冲孔中，保证孔与外形相对位置要求。
§7.1 冲模及冲模零件的分类
二.冲模零件的分类
1.工艺零件
直接参与工艺过程的完成，并和坯料有直接接触。
(1) 工作零件
凸模、凹模、凸凹模；
(2) 定位零件
挡料板、导正销、侧刃、侧刃挡块，定位销、定位板，导料销、 导料板、侧压装置；
(3) 卸料和压料零件
卸料装置、顶件装置、推件装置、压料装置
§7.1 冲模及冲模零件的分类
按照工序组合程度分类 按照导向方式分类 按材料定位方式分类
按照卸料和出件方式分类
按照送料、出件和排除废料 的自动化程度分类
按照凸、凹模的材料分类
1.冲裁模 2.弯曲模 3.拉深模 4.各种成形模 5.单工序模 6.级进模 7.复合模 8.开式模 9.导板模 10.导柱模 11.挡料销模 12.导正销模 13.侧刃模 14.刚性卸料模 15.弹性卸料模 16.顺出件模具 17.逆出件模具 18.手动模 19.半自动模 20.自动模 21.钢模 22.硬质合金模 23.锌基合金模 24.钢带模 25.聚胺酯橡胶模
§7.2 冲模主要零件设计
3.凸凹模
凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零 件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺 寸。
§7.2 冲模主要零件设计
二.定位零件
冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确 位置。
在与条料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送