冲压模具设计与制造——多工位级进模典型结构与主要零部件设计
《冲压模具设计与制造》课程教学大纲DOC
《冲压模具基础》课程教学大纲课程编号：课程英文译名：课内总学时:72学时学分：4。
5学分课程类别：必修课开课对象：汽车制造与装配技术专业执笔人：编写日期:一、课程性质、目的和任务《冲压模具设计与制造》是汽车制造及汽车整形专业的一门主干专业技术课，它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合，综合性和实践性较强的课程。
其目的是使学生了解冲压变形规律,认识冲压成形工艺方法，冲压模具结构，冲压模具制造方法与手段，掌握冲压模具设计与计算方法，掌握冲压工艺与模具设计方法，冲压模具制造工艺方法，能进行中等冲压零件的冲压工艺编制,冲模设计与冲模制造工艺编制，并培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生逻辑思维能力，为毕业设计及毕业以后从事专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求本课程是冲压模具设计与计算，冲压模具结构,模具制造工艺方法为重点。
学外本课程应达到以下基本要求：1、能应用冲压变形理论,分析中等复杂冲压件变形特点，制定合理冲压工艺规程的能力。
2、协调冲压设备与模具的关系，选择冲压设备的能力。
3、熟悉掌握冲模设计计算方法，具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力，所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配,技术经济性好。
4、具备正确选择冲压模具加工方法，制定中等复杂冲模制造工艺和装配工艺的能力.5、初步具备进行多工位级进模设计和制造的能力。
6、初步具备进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力。
三、教学内容及要求：第1章冲压模具设计与制造基础1.1 冲压成形与模具技术概述掌握冲压与冲模概念;冲压工序的分类；冲模的分类；冲模设计与制造的要求；了解冲压现状与发展方向。
1.2 冲压设备及选用了解常见冲压设备；掌握冲压设备的选用；模具的安装。
1.3 冲压变形理论基础掌握塑性变形的概念；理解塑性力学基础；掌握金属塑性变形的一些基本规律；冲压材料及其冲压成形性能.1.4 模具材料选用掌握冲压对模具材料的要求;冲模材料的选用原则;冲模常见材料及热处理要求。
多工位级进模的主要零部件设计
1.1 凸模设计
多工位级进模的主要零部件设计
常 见 小 凸 模 及 其 装 配 形 式
1.1 凸模设计
多工位级进模的主要零部件设计
带顶出销的凸模结构
1.1 凸模设计
多工位级进模的主要零部件设计
1—更换的垫圈； 2—磨削的垫圈； 3—凹模镶套； 4—凸模； 5—磨削的垫片； 6—更换的垫片
7—
8—衬套； 9—凹模； 11、14—小导套；
12—凹模座； 13—卸料板； 16—固定板
1.5 卸料装置
多工位级进模的主要零部件设计
拼块组合式弹性卸料板
1.5 卸料装置
多工位级进模的主要零部件设计
卸料螺钉的形式 M — 刃磨面
1.6 限位装置
多工位级进模的主要零部件设计
模具深度限位装置
1.6 限位装置
1.2 凹模设计
多工位级进模的主要零部件设计
1）凹模厚度
1.2 凹模设计
多工位级进模的主要零部件设计
2）凹模长度
凹 模 刃 口 到 外 边 缘 的 距 离
1.3 导料装置
多工位级进模的主要零部件设计
带台式导料板与浮顶器配合使用的导料装置
1—带台式导料板； 2—凹模； 3—浮顶销； 4—弹簧； 5—平端紧定螺钉； 6—让位孔； 7—套式浮顶销
1.3 导料装置
多工位级进模的主要零部件设计
浮顶销、套式浮顶销的几种形式和工作原理图
1.3 导料装置
多工位级进模的主要零部件设计
带槽浮动导料销装置
1.3 导料装置
多工位级进模的主要零部件设计
浮动导轨式的导料装置
1.4 导正销
多工位级进模的主要零部件设计
导正销的结构形式
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
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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•侧刃定位误差比较
•1-导料板 2-侧刃挡块 3-侧刃 4-条料
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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•尖 角 形 侧 刃
冲压模具设计与制造
•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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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
•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
多工位级进模设计实例
多工位级进模设计实例
1.6 计算冲裁各工艺力
6.总的冲裁力 7.卸料力 8.推件力 9.冲裁总工艺力
多工位级进模设计实例
1.7 压力中心的确定
由于冲裁力较小，并且采用对角导柱模架， 受力平稳，同时根据零件的排样图可以看出， 模具压力中心不会超出冲模模柄的投影面积。 故压力中心确定为本模具的凹模对称中心。
冲压工艺与模具设计
多工位级进模设计实例
1.1 零件的工艺性分析
1. 零件尺寸精度
2. 零件结构
形状
3. 确定冲压 工艺方案
多工位级进模设计实例
1.1 零件的工艺性分析
簧片
1.2 排样设计
多工位级进模设计实例
排样图
1.3 模具工作工程
多工位级进模设计实例
模具工作过程
1.4 材料利用率
多工位级进模设计实例
落料凸模
多工位级进模设计实例
1.10 模具主要部件零件图
卸料板
多工位级进模设计实例
1.10 模具主要实例
1.5 凹模轮廓尺寸
1
2
凹模计算尺寸
根据凹模轮廓 尺寸选取标准
凹模
选取模具结构 的典型组合
3
根据典型组合 选取标准模架
4
多工位级进模设计实例
1.6 计算冲裁各工艺力
1.工件外轮廓周边长度 2.孔(φ6 mm)周边长度 3.侧刃冲切长度 4.冲切一个工件的周边长度 5.一个工步内冲切工件的总长度
9、21—
10—防转销；
11—模柄； 13—卸料螺钉；
14—垫板； 15—
16—弹簧； 17—导套；
18—导柱； 20—承料板；
22—下模座
簧片落料冲孔级进模
多工位精密级进模的典型结构
多工位精密级进模的典型结构多工位精密级进模是一种常见的现代模具结构，它具有多个模位，每个模位用于完成模具运动的一个工序。
这种模具结构主要用于生产精密级产品，可以同时完成多道工序，提高生产效率和产品质量。
以下是一个典型的多工位精密级进模的结构及工作原理的详细介绍。
一、结构组成1.夹具：用于固定工件，通常由夹具座、夹紧块等组成。
2.模架：用于支撑和固定进模系统的各个组件，通常由上模板、下模板、四柱以及导向柱等组成。
3.进模系统：由进模机构和导向机构组成，用于控制工模的进模和退模动作。
4.顶针系统：用于对工件进行顶针定位、顶出等操作。
5.外拉杆：用于固定进模座和进模板。
6.模板滑动结构：通常由传动件、滑块、滑道等组成，用于控制模板的滑动运动。
7.切割系统：用于对工件进行切割、剪断等操作。
二、工作原理1.夹紧工件：首先将工件固定在夹具上，确保工件能够稳定地进行加工。
2.模具进模：启动进模系统，通过导向机构将模具往前推进，使模具与工件接触。
3.工序加工：在进模的过程中，进模系统将工具与工件进行相对运动，完成所需的加工工序，例如冲压、拉伸、冷镦等。
4.顶针操作：在需要对工件进行顶针操作时，启动顶针系统，通过顶针对工件进行定位、顶出等操作。
5.退出模具：完成模具加工后，启动退模系统，通过导向机构将模具从工件上撤回，实现模具的退出。
6.下一工序：完成一道工序后，进一步推进进模系统，使下一个模具与工件接触，继续进行下一道工序的加工。
7.切割处理：当加工完所有工序后，启动切割系统，对工件进行分割、剪断等操作。
三、特点与优势1.高效生产：通过多工位的设置，可以同时进行多道工序，大大提高生产效率。
2.精密加工：模具通过精密的进模系统和导向机构，能够实现高精度、高稳定性的加工。
3.定位准确：通过顶针系统的配合，能够对工件进行精确定位，确保加工质量。
4.节省空间：多工位结构能够将多个工序集成在一个模具中，节省了生产空间，提高了生产效率。
冲压工艺与模具设计第七章 多工位精密级进模的设计
第7章多工位精密级进模的设计本章学习要求7.1概述7.2多工位精密级进模的排样设计7.3多工位精密级进模主要零部件的设计7.4多工位精密级进模的安全保护 7.5多工位精密级进模自动送料装置7.6多工位精密级进模的典型结构第7章多工位精密级进模的设计本章学习要求：1.掌握常见多工位精密级进模的设计特点特点；2.掌握多工位精密级进模的工位排样设计；3.熟悉多工位精密级进模主要零部件的设计；4.熟悉多工位精密级进模典型结构采用的各种机构。
第7章多工位精密级进模的设计7.1 概述级进冲压是指压力机的一次行程中，在模具的不同工位同时完成多种工序的冲压。
多工位精密级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种精密、高效、长寿命的模具，其工位数可多达几十个。
多工位精密自动级进模有如下特点：（1）生产率高。
级进冲压模具属于多工序、多工位模具。
（2）操作安全。
自动送料、检测，自动出件等自装置，手不必进入危险区。
（3）模具寿命长。
级进模中工序分散在不同的工位上，避免凹模壁的“最小壁厚”。
（4）易于自动化。
（5）可实现高速冲压。
第7章多工位精密级进模的设计（6）减少厂房面积，半成品运输及仓库面积。
（7）多工位级进模通常具有高精度的导向和定距系统。
（8）多工位级进模结构复杂，模具制造精度高，模具的造价高，制造周期长。
（9）多工位级进模主要用于大批量生产，较大的制件可选择多工位传递式冲压。
（10）材料的利用率较其它模具低。
（11）较难保持内、外形相对位置的一致性。
第7章多工位精密级进模的设计7.2 多工位精密自动级进模排样设计确定级进模模具中各工位所要进行的加工工序内容，并在条料上进行各工序的布置，这一设计过程就是条料排样。
条料排样的主要内容：1.将各工序内容进行优化组合形成一系列工序组，并对工序组排序；2.确定工位数和每一工位的加工工序内容；3.确定载体类型；4.毛坯定位方式；5.设计导正孔直径和导正销的数量；6.绘制工序排样图。
冲压模具设计与制作配套案例库：案例09 冲模结构与设计(1)
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。
多工位精密级进模主要零部件的设计
多工位精密级进模主要零部件的设计多工位精密级进模主要零部件的设计除应满足一般冲压模具的设计要求外，还应根据精密级进冲压特点，模具主要零部件装配和制造要求来考虑其结构形状和尺寸。
9.3.1 凸模一般的粗短凸模可以按标准选用或按常规设计。
而在多工位级进模中有许多冲小孔凸模、冲窄长凸模、分解冲裁凸模。
这些凸模应根据具体的冲裁要求、被冲材料的厚度、冲压的速度、冲裁隙和凸模的加工方法等因素来考虑凸模的结构及其凸模的固定方法。
对于冲小孔凸模通常用加大固定部分直径，缩小刃口部分长度的措施来保证小凸模的强度和刚度。
当工作部分和固定部直径差太大时，可设计多台阶结构。
各台阶过渡部分必须用圆弧光滑连接，不允许有刀痕。
特小凸模可以采用保护套结构 (图2—45)。
0.2mm左右的小凸模，其顶端露出保护套约30～40 mm。
料板还应起到对凸模的导向作用，以消除侧压力对凸模的作用而影响其强度。
图9.3.1为常见小凸模及其装配形式。
1-垫板；2-凸模固定板；3-弹压卸料板；4-镶套；5-压柱；6-垫板；7-定位套；8-镶套；9-小凸图 9.3.1 小凸模及其装配形式冲孔后的废料若贴在凸模端面上，会使模具损坏，故对 20mm以上的凸模应采用能排除废料的模。
图9.3.1所示为带顶出销的结构，利用弹性顶销使废料脱离凸模端面。
也可在凸模中心加气孔，减小冲孔废料与冲孔凸模端面上的“真空区压力”，使废料易脱落。
9.3.2 能排除废料的凸模除了冲孔凸模外，级进模中有许多分解冲裁的冲裁凸模。
这些凸模的形状比较复杂，为了工出精密零件，大都采用线切割结合成形磨削制造。
完成磨削加工是依靠专用的自动磨床和平面磨并通过金刚石对砂轮进行修正，达到磨削凸模所要求的形状和尺寸。
图 9.3.3为6种磨削凸模形式。
a)为直通式凸模，常用固定方法是铆接在固定板上，但铆接后难保证凸模与固定板的较垂直度，且修正凸模时铆合固定将失去作用。
此种结构在多工位精密模具中应避免使用。
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1-斜楔 2-凸模 3-螺钉
第六章 多工位级进模的设计
例2．双筒制件级进拉深模
双 筒 制 件 实 验 图
第六章 多工位级进模的设计
双
筒
1压筋
焊 片
2冲槽孔 3切边 4首次拉深
工
5~10第n次拉深
序
11整形
排
12冲底孔
样
13落料
图
第六章 多工位级进模的设计
双 筒 焊 片 级 进 模 总 装 图
先由导正销对条料导正， 待弹性卸料板压紧条料后， 开始进行成形，然后进行冲裁，最后成形结束。 冲裁在成形工作开始后进行， 在成形工作快结束前完成。
第六章 多工位级进模的设计
第三节 多工位级进模典型结构
1．冲孔落料多工位级进模 轮廓分解，形状由复杂变简单
2．冲裁弯曲多工位级进模 分离工序先冲工艺孔、不受弯曲成形影响的型孔 后弯曲成形 最后落料分离
第六章 多工位级进模的设计
带 顶 出 销 的 凸 模
第六章 多工位级进模的设计
成型磨削凸模
第六章 多工位级进模的设计
凸模常用的固定方法（1）
第六章 多工位级进模的设计
a)销钉吊装
b)带压板槽的小凸模
凸模常用的固定方法（2）
1-凸模2-销钉3-凸模固定板
第六章 多工位级进模的设计
嵌块式凹模
第六章 多工位级进模的设计
凹模嵌块
第六章 多工位级进模的设计
嵌块在排样中的位置
第六章 多工位级进模的设计
零 件 图
第六章 多工位级进模的设计
凸 模、 卸 料 嵌 套、 凹 模 嵌 块 相 互 位 置
第六章 多工位级进模的设计
并列组合凹模结构
第六章 多工位级进模的设计
磨削拼装凹模
第六章 多工位级进模的设计
平面固定式
丝架级进模下模图
第六章 多工位级进模的设计
丝架级进模的A-A剖视
1-压杆；2-杠杆；3-轴；4-凹模拼块
第六章 多工位级进模的设计
工
序
1-螺钉
⑥
2-凸模
的
3、4-凸模固定板拼块 5-螺钉
上 模
图
第六章 多工位级进模的设计
丝架级进模的B-B剖视
1-斜楔2-滚轮3-轴4-芯块5-活动凹模
第六章 多工位级进模的设计
第六章 多工位级进模的设计
第四节 多工位级进模主要零部件设计
一、总体构思
以排样图为基础，根据模具工作动作要求，确定模具总体结构： 正倒装
（外、内）导向 条料定位与送进 卸料与出件 镶（拼）结构 运动机构 模架
第六章 多工位级进模的设计
第四节 多工位级进模主要零部件设计
二、主要零部件设计
1．凸模 细小凸模应实施保护、易拆装 常见的小凸模及其装配形式 带顶出销的凸模结构 成型磨削凸模的6种形式 异形凸模一般采用直通结构，用螺钉吊装固定 凸模常用的固定方法
3．冲裁拉深多工位级进模 整体带料拉深、带料切口拉深
第六章 多工位级进模的设计
例1．丝架级进弯曲模
丝 架 制 件 简 图
第六章 多工位级进模的设计
丝架工序排样
①冲导正孔；②压筋； ③冲外形； ④L形弯曲； ⑤切外形；⑥级进模总装图
第六章 多工位级进模的设计
第六章 多工位级进模的设计
直 槽 固 定 式
第六章 多工位级进模的设计
直槽固定式
a) 整体框孔 b) 组合框孔
第六章 多工位级进模的设计
第四节 多工位级进模主要零部件设计
二、主要零部件设计（续）
2．凹模 结构常用的类型： 整体式、拼块式、嵌块式
（1）嵌块式凹模 凹模嵌块结构
（2）拼块式凹模 磨削拼装组合凹模
嵌块布置
拼块凹模的固定形式： ①平面固定式 ②嵌槽固定式 ③框孔固定式
第六章 多工位级进模的设计
常见的小凸模及其装配形式
第六章 多工位级进模的设计
复习上次课的内容
1.多工位级进模的特点及适用范围。 2.多工位级进模排样设计应遵循的原则。 3.如何保证条料的定位精度？
第六章 多工位级进模的设计
第三节 多工位级进模典型结构
冲孔落料多工位级进模 多工位级进模的类型 冲裁弯曲多工位级进模
冲裁拉深多工位级进模
一般多工位级进模的工作动作顺序：