冲压模具设计与制造292
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。
冲压模具的设计与制造分析
冲压模具的设计与制造分析冲压模具是制造零部件的重要工具，也是工业生产过程中的重要组成部分。
一个好的冲压模具应该具备精度高、生产效率高、使用寿命长、成本低等特点，以最大程度地提高生产效率和质量。
因此，冲压模具的设计和制造一直是一个非常关键的环节。
接下来，本文将对冲压模具的设计与制造进行分析。
1. 模具的组成冲压模具由钢材、保护装置、导向机构和切削部分四个部分组成。
其中，切削部分是模具的最关键部分，也是决定模具质量好坏的重要因素。
冲压模具的切削部分应该具有以下几个特点：（1）切削部分应该是坚固、耐腐蚀、耐用的，以满足生产过程的需求。
（2）模具切削应该是精度高的，以保证生产零件的精度和质量。
（3）切削部分应该具有一定的自动化和智能化功能，以提高生产效率和质量。
2. 设计要求（1）准确理解零件的结构、功能和使用要求，以便根据零件的特点设计模具。
（2）合理选择模具材料，使模具具有高强度、高耐磨损、高耐腐蚀的特点。
（3）合理设计模具结构，以便提高模具的生产效率和稳定性。
（4）对于大型复杂模具，应该进行结构强度分析以保证模具的安全性和使用寿命。
3. 设计流程冲压模具的设计流程是一个系统性的过程，主要包括产品分析、技术分析、流程设计、模具设计、制备图纸、工艺规程和加工工具等步骤。
（1）产品分析：首先对待生产的零件进行分析，并确定零件的结构、用途和生产要求，以便后续的设计和制造。
（2）技术分析：对生产过程的各种技术要求进行分析，并确定模具的材料、结构和加工方式等要素。
（3）流程设计：根据零件要求，设计适合的生产流程，并确定生产序列和工艺参数等内容。
（4）模具设计：根据以上要求，对模具进行设计和优化，并进行模拟和模拟仿真，以确定模具的工作性能和质量。
（5）制备图纸：根据模具设计图，进行制图和制作。
（6）工艺规程：对制作各个零件的加工工艺、工装设计和工艺流程进行规划和设计。
（7）加工工具：根据工艺规程和制造要求，准备加工需要的切削工具、夹具、加工设备和检测工具等。
冲压模具的设计与制造分析
冲压模具的设计与制造分析冲压模具是一种用于将金属板材或金属片材进行冲压加工的工具。
它由模具座、冲头、模座、定位销等部件组成，通过对材料施加压力来使材料发生变形，最终得到所需的产品。
冲压模具设计的目标是提高冲压产品的质量、生产效率和经济效益。
在进行冲压模具设计时，需要考虑以下几个方面：1. 产品材料的特性：不同材料具有不同的物理性质和加工特性，冲压模具的设计要根据产品材料的特性来确定合适的冲头形状、模具座结构和模座材料等。
2. 产品的结构形式：冲压产品的结构形式决定了模具的形状和加工工艺。
对于复杂的产品结构，需要设计多工位的冲压模具，以实现一次冲压完成多个工序。
3. 模具的寿命和耐用性：冲压模具在生产过程中需要承受高压力和频繁的运动，因此需要选择高硬度和高韧性的材料来制作模具，以提高模具的寿命和耐用性。
4. 模具的工艺性：冲压模具的设计要考虑到产品的成型精度和表面质量要求，确定合适的冲床和冲头尺寸，以及适当的冲压工艺参数。
在进行冲压模具制造时，需要进行以下分析和步骤：1. 材料选择和加工工艺的确定：根据冲压产品的要求和模具设计要求，选择合适的材料进行制造，并确定适当的加工工艺和工艺参数。
2. 模具结构的制造：根据模具设计要求，将模具座、冲头、模座等部件进行制造，并进行必要的热处理和表面处理。
3. 模具装配和调试：将各个部件进行装配，并进行必要的调试和检测，确保模具的稳定性和性能。
4. 模具使用和维护：在模具制造完成后，进行模具的使用和维护，定期进行润滑、清洁和检修，以延长模具的使用寿命。
冲压模具的设计和制造是一个复杂而重要的工作，需要综合考虑材料特性、产品结构形式、模具寿命和工艺性等方面的要求。
只有合理设计和制造冲压模具，才能实现高质量、高效益的冲压加工。
冲压模具设计和制造实例
冲压模具设计和制造实例冲压模具设计与制造实例例：图1所示冲裁件，材料为A3，厚度为2mm，大批量生产。
试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
零件名称：止动件生产批量：大批材料：A3材料厚度：t=2mm一、冲压工艺与模具设计1.冲压件工艺分析①材料：该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。
②零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。
③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，-0.74 0-0.52-0.52-0.52-0.52可按IT14级确定工件尺寸的公差。
孔边距12mm 的公差为-0.11，属11级精度。
查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm零件内形：10 mm孔心距：37±0.31mm 结论：适合冲裁。
2.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序，可以采用以下三种工艺方案：①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
②落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。
③冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。
方案①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，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。
由于孔边距尺寸12 mm 有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。
+0.36 0-0.11工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。
3.排样设计查《冲压模具设计与制造》表2.5.2，确定搭边值：两工件间的搭边：a=2.2mm工件边缘搭边：a1=2.5mm步距为：32.2mm条料宽度B=D+2a1=65+2*2.5=70确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率η为：η=A/BS×100%=1550÷（70×32.2）×100%=68.8%查板材标准，宜选900mm×1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（70mm×1000mm），每张条料可冲378个工件，则η为：η=nA1/LB×100%=378×1550/900×1000×100%=65.1%即每张板材的材料利用率为65.1%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力F总=1.3Ltτ=1.3×215.96×2×450=252.67（KN）其中τ按非退火A3钢板计算。
【材料课件】冲压模具设计与制造(292)
•与挡料销的位置关系： •a图
•b图
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【材料课件】冲压模具设计与制造 (292)
•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）
•6．定位板和定位销
•定位方式：•外缘定位、内孔定位
•定位板厚度或定位销高度见表2.9.10
•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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【材料课件】冲压模具设计与制造 (292)
•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）
•3．挡料销 •（1）固定挡料销
•导板式单工序落料 模
【材料课件】冲压模具设计与制造 (292)
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•导料板结 构
【材料课件】冲压模具设计与制造 (292)
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•1-凸模 2-凹模 3-挡料杆 •4-侧压板 5-侧压簧片
•具有自动挡料装置的级进模
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【材料课件】冲压模具设计与制造 (292)
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
•作业布置：
Байду номын сангаас•继续完成本章思考与练习题6。
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【材料课件】冲压模具设计与制造 (292)
•第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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•1-打杆 2-模柄 3-推板 4-推杆 5-卸料螺钉 6-凸凹模 7-卸料板 8-落料凹模 9-顶件块 10-带肩顶杆 11-冲孔凸模 12-挡料销 13-导料销
冲压模具设计与制造_冲压工艺过程设计的步骤与内容
冲压模具设计与制造_冲压工艺过程设计的步骤与内容冲压模具设计与制造是冲压工艺的核心环节，它直接影响到冲压件的质量和成本。
冲压工艺过程设计是冲压模具设计与制造的重要组成部分，也是冲压件成形过程中的关键步骤。
下面将详细介绍冲压工艺过程设计的步骤和内容。
第一步：确定冲压件的工艺要求冲压工艺过程设计的第一步是确定冲压件的工艺要求。
这包括冲压件的材料、形状、尺寸、数量等要求。
根据冲压件的工艺要求，决定冲压件的加工方法、工艺流程和工艺参数。
第二步：确定冲压件的几何形状确定冲压件的几何形状是冲压工艺过程设计的核心任务之一、这包括确定冲压件的外形尺寸、形状特征和内部结构。
根据冲压件的几何形状，选择合适的冲压工艺，设计冲压模具的结构和功能。
第三步：制定冲压工艺流程冲压工艺流程是冲压工艺过程设计的重要内容之一、它包括冲压件加工的步骤、工序和设备的安排。
冲压工艺流程应该根据冲压件的几何形状、材料特性和工艺要求来确定，确保冲压件的形状和尺寸满足设计要求。
第四步：选择合适的冲压工艺参数冲压工艺参数是冲压工艺过程设计的关键环节之一、它包括冲压件的压力、速度、温度、模具间隙等参数。
选择合适的冲压工艺参数可以保证冲压件的成形质量和生产效率。
根据冲压件的材料特性、几何形状和工艺要求，确定合适的冲压工艺参数。
第五步：设计冲压模具设计冲压模具是冲压工艺过程设计的重要内容之一、它包括冲压模具的结构、尺寸、材料和加工工艺等方面。
根据冲压件的几何形状、工艺要求和生产效率要求，设计合理的冲压模具。
冲压模具应具备高精度、高强度和高耐磨性的特点，确保冲压件的成形质量和生产效率。
第六步：制造冲压模具制造冲压模具是冲压工艺过程设计的最后一步。
它包括冲压模具的加工工艺、装配和调试等环节。
冲压模具的制造应根据设计要求和工艺要求，选择合适的材料和加工工艺，确保冲压模具的质量和寿命。
制造冲压模具还需要进行装配和调试，确保冲压模具的合理性和可靠性。
总结：冲压工艺过程设计是冲压模具设计与制造的重要环节，它直接关系到冲压件的质量和生产效率。
冲压模具的设计与制造分析
冲压模具的设计与制造分析冲压模具是冲压工艺中的关键设备，其设计与制造质量直接影响到冲压零件的加工质量和成本。
冲压模具设计与制造的分析工作主要包括以下几个方面：1. 冲压工艺分析：冲压模具设计前需要对零件的冲压工艺进行分析。
首先要分析零件的形状、材料和厚度等特点，确定冲压工艺的可行性。
然后要根据零件的外形特点，确定冲孔、压边、开槽等工序的顺序和方式。
最后要根据零件的尺寸和形状，选择合适的冲床和冲压参数。
2. 冲压模具的结构设计：冲压模具的结构设计是冲压模具设计的核心任务。
首先要确定模具的型式，包括单步进模、连续模和复合模等。
然后根据零件的形状和数量，确定模具的型腔结构，包括上下模板、导向柱、导向套、顶针等。
同时要确定模具的导向方式和固定方式，保证模具的刚度和稳定性。
3. 冲压模具的材料选择：冲压模具的材料选择直接关系到模具的使用寿命和成本。
通常情况下，冲压模具主要采用高速工具钢、硬质合金和工程塑料等材料。
材料的选择要考虑到模具的导热性、抗磨性和耐腐蚀性等特点。
4. 冲压模具的制造工艺：冲压模具的制造工艺主要包括模具的加工和热处理两个方面。
模具的加工是指将原材料进行切削、铣削、钳工和电火花等工艺加工，形成模具的各个零部件。
热处理是指对模具的部分或整体进行淬火、回火和表面强化等工艺处理，提高模具的硬度和耐磨性。
5. 冲压模具的质量检测：冲压模具的质量检测是保证模具质量的重要环节。
质量检测主要包括模具的尺寸、形状、硬度和表面质量等方面的检测。
常用的检测方法有三坐标测量、光学投影仪和硬度计等。
冲压模具的设计与制造是一个复杂的工作，需要综合考虑材料、工艺和质量等多个因素。
只有通过科学合理的设计与制造分析，才能保证冲压模具的质量和效益，提高冲压生产的质量和效率。
冲压模具设计与制造
冲压模具设计与制造冲压模具设计与制造是现代工业制造中常用的一种技术和方法。
冲压模具是用于模压薄板材料的一种工具，通过将板材材料放入模具中，然后用压力将其加工成所需形状或大小的零件。
冲压模具广泛应用于汽车制造、电子设备制造、家电制造等行业，对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
冲压模具设计与制造涉及多个方面的知识和技能，包括材料力学、机械设计、热处理工艺、加工工艺等。
在整个设计制造过程中，需要从产品设计、模具设计、模具加工、模具调试等多个环节中进行协调和配合，以确保最终产品的质量和成本要求。
冲压模具设计的第一步是根据产品的结构和要求进行模具设计。
设计过程中需要考虑到产品的尺寸、形状、材料等因素，并结合模具的特点和加工工艺的要求进行合理的设计。
模具设计包括三维绘图、结构设计、零件分解和装配等工作。
在模具制造过程中，材料的选择和工艺的控制对于模具的质量和耐用性有重要影响。
冲压模具常用的材料有高速钢、硬质合金等，这些材料具有高强度、良好的耐磨性和热稳定性。
在材料选择的基础上，还需要通过热处理等工艺对模具进行强化和改善材料的性能。
冲压模具的加工过程通常包括铣削、钳工、磨削和电火花等多种工艺。
这些工艺的选择和控制对于模具的精度和质量具有决定性的影响。
在加工过程中，需要根据模具的设计图纸，合理选择加工工艺和设备，保证加工过程的精度和质量。
模具制造完成后需要进行调试和试模工作。
调试过程中需要对模具进行调整和修正，以满足产品的要求。
如果出现问题，需要及时进行处理和修复，并通过试模检测对加工质量进行验证。
冲压模具设计与制造需要设计师和制造工程师的协作和配合，要求相关专业背景和经验。
设计师需要具备良好的创新能力和设计思维，能够将产品的要求转化为可行的模具设计方案。
制造工程师需要具备良好的工艺控制能力和技术经验，能够根据设计要求进行模具的加工和调试。
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第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
侧刃定位误差比较
1-导料板 2-侧刃挡块 3-侧刃 4-条料
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
尖 角 形 侧 刃
正装式复合模
1-打杆 2-模柄 3-推板 4-推杆 5-卸料螺钉 6-凸凹模 7-卸料板 8-落料凹模 9-顶件块 10-带肩顶杆 11-冲孔凸模 12-挡料销 13-导料销
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
倒装式复合模
1-下模座 2-导柱 3、20-弹簧 4-卸料板 5-活动挡料销 6-导套 7-上模座 8-凸模固定板 9-推件块 10-连接推杆 11-推板 12-打杆 13-模柄 14、16-冲孔凸模 15-垫板 17-落料凹模 18-凸凹模 19-固定板 21-卸料螺钉 22-导料销
条料的限位：
①在与条料垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向 送进，称为送进导向；
②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。
块料或工序件的定位：
基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式 与条料的有所不同而已。
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
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 结构形式：一种是标准结构，(图2.9.13a)它与卸料板（或导
板）分开制造； 一种是与卸料板制成整体的结构。(图2.9.13b)
导料板的厚度： 见表2.9.7
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
侧刃数量：一个或两个 侧刃布置： 并列布置、对角布置
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）
5．导正销
使用目的: 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
特点及适用范围:见表2.9.8
配合使用：与挡料销或与侧刃配合使用
后者粗定位，前者精定位
结构组成 导入部分：圆锥形的头部
b图
s1 s
DT 2
D 2
0.1 s
DT D 2
0.1
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）
6．定位板和定位销 定位方式：外缘定位、内孔定位 定位板厚度或定位销高度见表2.9.10
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
作业布置：
继续完成本章思考与练习题6。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
二、定位零件（续）
属于送进导向的定位零件：导料销、导料板、侧压板等；
属于送料定距的定位零件：用挡料销、导正销、侧刃等； 属于块料或工序件的定位零件： 定位销、定位板等。
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
第九节 冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
2．侧压装置 设置目的：若条料公差较大，为避免条料在导料板中偏摆，使最
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。
始 用 挡 料 销
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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
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）
4．侧刃（续）
尖角形侧刃：与弹簧挡销配合使用；
材料消耗少，但操作不便，生产率低； 可用于冲裁贵重金属。
特殊侧刃：既可定距，又可冲裁零件的部分轮廓
宽度b
侧刃断面尺寸
b [s (0.05 ~ 0.1)]0c
其他尺寸按标准规定
侧刃凹模按侧刃实际尺寸配制，留单边间隙。
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）
3．挡料销 （1）固定挡料销
钩形挡料销 （2）活动挡料销
①弹簧弹顶挡料装置 ②扭簧弹顶挡料装置 ③橡胶弹顶挡料装置 ④回带式挡料装置 （3）始用挡料装置
应用
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）
导正部分：圆柱形的
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）
5．导正销（续） 基本尺寸：导正部分直径d——与导正孔采取H7/h6或H7/h7配合
导正部分高度a图
s1
s
DT 2
D 2
0.1 s
DT D 2
0.1
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
导料板结构
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
1-凸模 2-凹模 3-挡料杆 4-侧压板 5-侧压簧片
具有自动挡料装置的级进模
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
侧 压 装 置
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
固定挡料销
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
活 动 挡 料 销
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
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1.凸模常见的结构形式及其固定方法 2.对冲小孔凸模一般采取哪些措施提高其强度和刚度？ 3.凹模刃口形式？ 4.整体式凹模轮廓尺寸的确定 5.镶拼结构的应用场合及镶拼方法
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
定位零件：用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。
4．侧刃
侧刃：在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切出
一定尺寸缺口的凸模。
特点：定距精度高、可靠
适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况
Ⅰ型
按侧刃工作端面形状分
侧刃结构
Ⅱ型：用于厚度为1mm以上
长方形侧刃：结构简单、定位欠准确
按侧刃截面形状分
成形侧刃：制造困难、定位准确
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
1-模柄 2-止动销 3-上模座 4、8-内六角螺钉 5-凸模 6-垫板 7-凸模固定板 9-导板 10-导料板 11-承料板 12-螺钉 13-凹模 14-圆柱销 15-下模座 16-固定挡料销 17-止动销 18-限位销 19-弹簧 20-始用挡料销
导板式单工序落料模