第一篇冲压工艺及模具设计
冲压工艺及模具设计
冲压工艺及模具设计一、冲压工艺冲压工艺是指利用压力使金属板材在模具的作用下发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工艺。
冲压工艺的主要步骤包括：设计制作模具、准备材料、冲压加工及后续处理。
1.模具的设计制作：冲压工艺的关键在于模具的设计和制作。
模具由上下模具组成，上模具固定在机床上，下模具固定在滑块上。
上下模具之间有一定的空隙，当滑块向下运动时，上下模具会夹紧工件，使之发生塑性变形。
2.材料的准备：在进行冲压加工前，需要将金属板材裁剪成适当大小，并将其清洗干净，以去除杂质和油污。
3.冲压加工：冲压加工是将金属板材放置在模具中，通过机械设备施加压力，使金属板材发生塑性变形，最终获得所需形状和尺寸的工件。
4.后续处理：冲压工艺完成后，还需要进行一些后续处理，如清洗、抛光、喷涂等，以提高工件的表面光洁度和装饰性。
二、模具设计模具设计是冲压工艺中的重要环节，好的模具设计可以提高冲压加工的效率和质量。
模具设计的主要考虑因素包括：工件的形状和尺寸、材料的性质、冲压工艺的要求等。
1.模具结构设计：模具结构设计是模具设计的基础，主要包括上模具和下模具的结构设计。
上模具一般由模板、定位销、导向套等组成，下模具一般由模座、模块、导向柱等组成。
2.模具材料选择：模具的材料选择直接影响到模具的使用寿命和加工质量。
一般情况下，模具材料应具有高硬度、高强度、良好的热导性和耐磨性等特性。
3.模具零件设计：模具零件的设计应考虑到工件的形状和尺寸，以及冲压工艺的要求。
模具零件的设计应尽量简化，减少加工难度，提高生产效率。
4.模具配合设计：模具零件之间的配合关系直接影响到模具的精度和稳定性。
模具配合设计应确保零件的定位准确、运动平稳，并充分考虑到热膨胀等因素。
综上所述，冲压工艺及模具设计是一项复杂的工程，它涉及到材料、结构、流程等多个方面。
通过合理的冲压工艺和精心的模具设计，可以实现高效、高质量的冲压加工，为生产制造提供有力支持。
冲压工艺与模具设计的内容及步骤
冲压工艺与模具设计的内容及步骤冲压工艺是利用机械设备将金属板材冲压成所需形状的一种生产方法，广泛应用于制造汽车、电器、通信设备等工业产品中。
模具设计是冲压工艺的重要环节，它决定了冲压件的质量和成本。
下面将详细介绍冲压工艺和模具设计的内容及步骤。
一、冲压工艺步骤：1.确定冲压工艺参数：包括材料的选择、厚度、韧性、硬化指数等；成形件的形状、尺寸、公差要求等；冲床的选型和工作速度等。
2.设计冲压模具：根据成形件的形状和尺寸，设计出合适的冲压模具。
冲压模具一般包括上模、下模、冲子、顶针和导向装置等。
冲床是冲压操作的设备，通过上下模具的间隙来进行材料的冲压。
3.制作冲压模具：根据冲压模具设计的要求，进行模具零件的加工和装配。
模具材料通常选择高硬度、高耐磨、高强度的工具钢。
4.进行冲压加工：根据工艺参数和模具设计要求，将金属板材装夹在冲床上，通过冲床的动力系统进行冲压加工，将金属板材冲压成成形件。
5.进行后续加工：对冲压成形的零件进行必要的后续加工，如去毛刺、油污清洗、焊接等。
6.进行检验和质量控制：对成形件进行尺寸、公差、表面质量等方面的检验。
根据质量控制要求，对生产过程进行控制和调整，以保证成形件的质量。
二、模具设计步骤：1.确定产品的设计要求：根据成形件的形状和尺寸要求，确定模具结构、材料和工艺要求。
同时还要考虑到模具制造的成本和生产周期等因素。
2.进行产品结构的分析和仿真：运用CAD和CAM软件进行产品结构的分析和仿真，确定冲压工艺和模具设计的合理性。
通过仿真，可以预测模具在使用过程中可能出现的问题，并进行相应的优化。
3.进行模具结构设计：根据产品的形状和尺寸要求，设计模具的结构，包括上下模板的大小和形状、导向装置的位置和尺寸、冲子的形状和尺寸等。
同时还要合理布置冷却系统和润滑系统，以保证模具的使用寿命和成形件的质量。
4.进行模具零件的设计：将模具结构划分为各个零件，并进行分析和计算，确定各个零件的形状、尺寸和工艺要求，包括上下模板、导向装置、冲子、顶针等。
冲压工艺与模具设计实例
冲压工艺与模具设计实例冲压工艺是一种常用的加工方法，可以在金属板材上制造出形状各异的零件。
随着工艺技术的不断提升，冲压工艺已经成为了汽车、电子、家电等制造行业中不可或缺的一部分。
而模具则是冲压工艺的核心，是实现高精度、高效率生产的关键之一。
在本文中，我们将探讨冲压工艺与模具设计的一些实例。
一、冲压工艺的常见方法冲压工艺的基本原理是利用模具对金属板材进行加工，将其切割、弯曲、拉伸等，从而制造出所需的零件。
在实际生产中，常用的冲压方法包括以下几种。
1、冲裁法冲裁法是最基本的冲压加工方法，主要用于将相对简单的平面零部件从板料中裁出。
该方法适用于要求尺寸精度较低、批量较大的产品。
在冲裁法中，常用的模具种类包括：简单冲模、复合冲模、级进冲模等。
2、弯曲法弯曲法主要用于制造曲形零件，例如各种支架、角铁等。
它的优点是可以实现大经度的曲率控制，适用于高尺寸精度的产品。
在弯曲法中，常用的模具种类包括：简单弯模、复合弯模等。
3、拉伸法拉伸法是一种将板材拉伸成型的方法，适用于制造拉伸高度较大的零部件。
它的优点是可以制造出复杂的形状，缺点则是对板材的性能有较高的要求。
在拉伸法中，常用的模具种类包括：简单拉伸模、复合拉伸模等。
二、模具设计的注意事项模具的设计是冲压工艺中十分重要的步骤，它直接决定了产品的精度和品质。
在模具设计的过程中，需要注意以下几点。
1、材料选择模具的主要材料应该是坚固、耐磨的合金钢，以保证模具的使用寿命。
在选择材料时，还需要考虑到生产成本、耐腐蚀性和加工性能等因素。
2、结构设计模具的结构设计应该符合产品的形状尺寸，能够保证加工精度和产品品质。
模具的设计需要考虑到成型力度、冲孔位置、冲孔大小等因素。
3、表面处理为了防止磨损和腐蚀，在模具表面需要采用一定的表面处理方式。
常用的表面处理方式包括渗碳、氮化、电化学抛光等。
三、模具设计实例为了更好地阐述模具设计的重要性，我们介绍一个手机机壳模具设计的实例。
手机机壳是一款外壳非常薄的产品，具有较高的尺寸精度和表面要求。
冲压工艺及模具设计
冲压工艺及模具设计冲压工艺及模具设计是现代工业制造中常用的一种技术，它通过将金属板材或者其他形状的金属件置于模具中，然后通过冲压机的动作使得金属材料发生塑性变形以得到所需的形状和尺寸。
冲压工艺及模具设计是一门综合性强的工艺技术，以下将介绍其包括冲压工艺流程、模具设计原则、模具结构设计、模具构件选用等相关内容。
一、冲压工艺流程冲压工艺分为单道冲压和多道冲压两种。
单道冲压是指在一个冲压过程中完成产品的全体造型，多道冲压是指通过多次冲压工艺来完成产品的全体造型。
下面将以多道冲压为例介绍冲压工艺流程。
1.材料准备：选择合适的板材材料，进行剪切、铺料等准备工作。
2.模具设计：根据产品的形状和尺寸要求，设计合适的冲压模具。
3.上料：将材料板厚按照模具规格要求剪切成对应尺寸，然后放置在模具上。
4.开模：通过冲压机的动作，使得模具上的凸模与凹模对压，使材料发生塑性变形。
5.去杂及模具保养：在冲压过程中会产生一些杂质，需要及时清理，并对模具进行保养和维护。
二、模具设计原则模具设计是冲压工艺的核心环节，它直接影响着产品的质量和成本。
在进行模具设计时，需要遵循以下原则：1.合理性原则：模具结构要合理，能够满足产品的形状和尺寸要求，并且易于加工和调整。
2.稳定性原则：模具要具有足够的刚性和稳定性，能够承受冲压机的冲击力和振动。
3.高效原则：模具设计要考虑工作效率，设计出能够实现快速冲压的模具结构。
4.经济原则：模具的设计和制造成本要较低，以降低产品的制造成本。
三、模具结构设计模具的结构设计是模具设计的重要环节，它包括模具的整体结构、分段结构、导向结构等。
下面将介绍常用的模具结构设计方法：1.整体结构设计：将模具设计为一个整体结构，具有较好的刚性和稳定性。
2.分段结构设计：根据产品的形状和尺寸要求，将模具分为多个部分，通过连接件进行连接。
3.导向结构设计：模具需要具有良好的导向性，避免材料在冲压过程中发生歪斜和偏移。
4.其他辅助结构设计：模具还需要考虑各种辅助结构，如剪断边缘结构、定位结构、脱模结构等。
冲压工艺及模具设计方案
冲压工艺及模具设计方案冲压工艺是一种常用的金属成形工艺，适用于大批量生产，具有高效、精确、稳定的特点。
模具是冲压工艺的核心部件，其设计方案直接影响产品的质量和生产效率。
本文将就冲压工艺及模具设计方案进行探讨。
一、冲压工艺分析冲压工艺的核心是模具设计，其主要过程包括：材料选择、冲剪线设计、工序计算、模具设计、模具制造和装配等。
在模具设计过程中，需要考虑产品的尺寸、形状、材料及生产批量等因素。
1.材料选择：根据产品的要求，选择适宜的材料进行冲压。
常见的材料有冷轧钢板、不锈钢板、铝板等。
材料的选择应考虑产品的应用环境、强度、耐磨性等因素。
2.冲剪线设计：冲剪线是产品的外形轮廓线，在模具设计中，需要绘制出产品的冲剪线。
冲剪线的设计应合理，保证产品的精度和质量。
3.工序计算：根据产品的结构和尺寸，进行工序计算。
工序计算主要包括模具开数、冲头设计、压力计算等。
通过合理的工序计算，可以提高生产效率和降低生产成本。
4.模具设计：模具设计是冲压工艺的核心。
在模具设计中，需要考虑产品的形状、尺寸、材料、模具材料、模具开数、冲头设计等因素。
模具设计应以满足产品要求为主要目标，同时考虑制造成本和交货周期。
5.模具制造和装配：根据模具设计方案进行模具制造和装配。
模具的制造应严格按照模具设计要求进行，保证模具的精度和质量。
模具装配时，需要注意各组件之间的配合和调试，确保模具能够正常运行。
在模具设计方案中，需要考虑以下几个方面：1.产品的形状和尺寸：根据产品的形状和尺寸，确定模具的结构和尺寸。
模具的结构应简单、合理，并能够满足产品的要求。
2.模具材料：模具的材料应具有良好的切削性能、硬度和耐磨性。
常见的模具材料有合金工具钢、硬质合金等。
模具的材料选择应根据产品的要求和生产批量来确定。
3.模具开数：模具开数是指一次生产中所需要的模具的数量。
模具开数的选择应根据产品的生产批量和生产效率来确定。
开数过多不利于模具制造和管理，开数过少会降低生产效率。
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计引言随着制造业的发展，冲压工艺和模具设计在产品制造过程中变得越来越重要。
冲压工艺是一种将金属板材置于冲压机中，通过冲压机的力量使得金属板材发生塑性变形，以实现所需产品形状的工艺过程。
而模具则是冲压工艺不可或缺的工具，它在冲压过程中起到定位、压制、剪断等作用，对产品质量和生产效率有着重要影响。
本文将对冲压工艺和模具设计进行详细介绍。
冲压工艺冲压工艺的基本原理冲压工艺是利用冲压机对金属板材进行塑性变形的工艺过程。
它通过冲切、冲孔、弯曲和拉伸等方法，将金属板材切割成所需形状，并加工出具有一定强度和刚度的产品。
冲压工艺的基本原理如下：1.选择合适的冲压机：不同的冲压工艺需要不同类型的冲压机。
根据冲压件的材料、厚度、尺寸和加工要求，选择冲压机的类型和规格。
2.制作模具：模具是冲压工艺的关键，它决定了产品的形状和尺寸。
模具的制作需要考虑产品的结构、材料和加工要求等因素。
3.材料准备：选择合适的金属板材，根据产品的要求进行裁剪和处理。
4.加工过程：将金属板材放置在冲压机的工作台上，通过机械力对金属板材施加压力，使其发生塑性变形。
5.完成产品：经过冲压机的压制、弯曲、切割等操作，金属板材最终被加工成所需的产品形状。
冲压工艺的优点和应用领域冲压工艺有以下几个优点：•生产效率高：冲压工艺可以实现自动化生产，大大提高了生产效率。
•产品质量好：冲压工艺可以保持产品的尺寸精度和表面质量，提高产品的一致性和稳定性。
•節約資源：冲压工艺可以最大限度地利用材料，减少浪费。
因其高效、高质和节约资源的特点，冲压工艺被广泛应用于汽车、电子、家电、航空航天等行业。
模具设计模具设计的基本原理模具设计是根据产品的形状和加工要求，设计和制作适用于冲压工艺的模具。
模具设计的基本原理包括如下几点：1.确定产品结构：根据产品的形状和功能需求，确定产品的结构和尺寸。
2.确定模具类型：根据产品的加工要求，确定适用于冲压工艺的模具类型，如冲裁模、冲孔模、弯曲模和拉伸模等。
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计冲压工艺是一种通过对金属板材进行压制或冲剪，以改变其形状和尺寸的制造工艺。
在冲压过程中，需要使用模具来对金属板材施加确定的压力，使其发生塑性变形。
模具设计是冲压工艺的关键环节，合理的模具设计可以保证冲压过程的精度和效率。
一、金属材料的选择冲压工艺中常用的金属材料有钢板、铝板、铜板等。
不同金属材料的机械性能和加工性能不同，选择合适的金属材料对冲压工艺的成功至关重要。
二、冲压工艺的确定冲压工艺主要包括件的外形确定、孔位置的布置、切缘的设计等。
通过工艺确定，可以确定冲压工序的顺序、模具的需求以及操作要求。
三、模具设计要点1.模具结构的设计：模具结构设计要满足零件的加工要求，并在生产中方便拆卸、更换。
2.模具材料的选择：模具材料需要具有较高的硬度、强度和耐磨性，常用的模具材料有合金工具钢、硬质合金等。
3.模具配套设备的选择：根据冲压工艺的要求，选择合适的配套设备，如冲压机等。
4.压力分布的设计：模具在冲压过程中需要对板材施加一定的压力，合理的压力分布可以避免产生变形和裂纹。
5.模具的预紧力设计：预紧力是指模具在冲压过程中需承受的力量，需要合理设置预紧力以保证冲压过程的稳定性和精度。
6.附件的设计：模具附件是模具的辅助部件，如导向柱、定位销等，合理的设计可以提高模具的使用寿命和加工效率。
7.考虑模具的便于制造性和可维护性：在模具设计中，需要考虑到模具的制造难度和维护难度，合理的设计可以降低成本和提高效率。
总之，冲压工艺与模具设计是密不可分的，合理的模具设计可以保证冲压过程的精度和效率，最终提高产品的质量和生产效益。
在进行冲压工艺与模具设计时，需要考虑金属材料的选择、工艺的确定以及模具结构、材料等方面的要点。
只有全面考虑这些因素，才能设计出合理、高效的模具，实现优质的冲压加工。
冲压模具设计——第一章PPT课件
第二节 冷冲压设备
1
第一章 冲压加工概述与冲压设备
第一节 冲压加工概述 一、概念
• （冷）冲压——指在室温下，利用安装
在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
零件的一种压力加工方法。
加工对象：主要金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
21
第一章 冲压加工概述与冲压设备
压力机技术规格 • （1）标称/公称压力：
• （2）滑块行程长度：成形拉深件和弯曲件应使滑 块行程长度大于制件高度的2.5～3.0倍。
• （3）行程次数
• （4）工作台面尺寸 长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，每边留出
60~100mm（50~70mm）。
22
第一章 冲压加工概述与冲压设备
“一模一样”的关系。冲模没有通用性。
冲模是冲压生产必不可少的工艺装备。它决定
着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手
段，决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。
4
第一章 冲压加工概述与冲压设备
冲 压 生 产 场 景
5
第一章 冲压加工概述与冲压设备
• 典型冲压模具
三、冲压工序分类
• 分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分 的应力达到强度极限σb以后，使坯料发生断裂而产 生分离。
• 分离工序主要有剪裁和冲裁等。
• 成形（变形）工序——是指坯料在冲压力作用下，
变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极 限σb，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、
尺寸与精度制件的加工工序。 • 成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。
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能力要求
➢了解冲压的应用，能根据冲压件的结构特征初步
判断出该冲压件所需的基本冲压工序
➢熟悉冲压材料的种类及供应规格 ➢熟悉常用冲压设备的类型及适应工艺
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——自动冲压
冲压过程现场录像——自动高速冲压
1.1 冲压工艺特点及应用
由此可见，冲压能集优质、高效、低能耗、 低成本于一身，这是其它加工方法无法与之相比拟的，
因此冲压的应用十分广泛，如汽车，拖拉机行业中，冲压 件占60%~70%，仪器仪表占到60~70%，还有日常生活中的 各种不锈钢餐具等等。从精细的电子元件，仪表指针到重 型汽车的覆盖件和大梁以及飞机蒙皮等均需冲压加工。
➢直接试验：采用专用设备直接模拟实际冲压工
艺过程进行试验。
➢间接试验：采用通用设备，通过拉伸、剪切、
硬度测试、金相试验等方法获得材 料的有关性能指标。
（1）直接试验方法
如锥杯试验（GB/T 15825.6-2008)
（2）间接试验方法
如低碳钢的拉伸试验等
影响冲压成形性能的力学指标
（ 1）总延伸率δ与均匀延伸率δb δ好 →允许产生较大的塑性变形
如何衡量板料的冲压成形性能？
（1）抗破裂性是指板料在变形中抵抗破坏的能力。 （2） 贴模性 是指板料在冲压成形பைடு நூலகம்程中取得与模具形状一
致的能力。
（3）定形性是指零件脱模后保持其在模内所得形状的能力。
板料的冲压成形性能可以通过板料的力学性能指标来 衡量。力学性能指标可通过试验获得。
板料冲压成形性能试验方法：
1.2 冲压工艺分类
1.按变形性质分类
➢分离工序 ➢成形工序
（1）分离工序 冲压成形时，被加工材料在外力作用下产生变形，当变
形区材料受到的剪切应力达到材料的抗剪强度，材料便产生 剪切而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。分离工序主 要有剪裁、冲孔、落料、切口、剖切等。
分离工序示意
D
D
D
落料
D
剪切
1.冲压成形性能
冲压成形性能是指板料对冲压工艺的适应能力。
两种失稳：
➢ 拉伸失稳— 在拉应力的作用下出现局部缩颈或断裂； ➢ 压缩失稳— 在压应力的作用下失稳起皱。
前者如低碳钢拉伸实验中的缩颈现象，后者如压杆失稳现象。
这样就有了成形极限，有总体成形极限和局部成形极限之分，
成形极限愈高说明冲压成形性能愈好。
（2）屈强比σs /σb σs/σb 小 →抗破裂性、定形性、贴模性好
（3）弹性模量E 弹性模量E大 →定形性好
（4）硬化指数n n大 → 不易产生裂纹
有分离现象发生，但不 改变空间形状
表1-1 分离工序
表1-1 分离工序（续）
（2）成形工序
冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区材料所受 到的等效应力达到材料的屈服极限σs，但未达到强度极限σb， 使材料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。成 形工序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。
一定形状、尺寸和性能的零件。 分离
塑性变形
由冲压概念可知：
⑴ 冲压是在常温下进行的,即不需加热,故又叫冷冲压。 ⑵ 冲压加工的对象都是板料，故又称为板料冲压。 ⑶ 冲压是由设备和模具完成其加工过程的，需具备三
个要素：冲床(设备）、模具、原材料。 ⑷ 冲压是塑性变形的基本形式之一。
1.1.2 冲压的特点及应用
1.1.1 冲压的概念
日常生活用品
食品行业
电机行业
仪器、仪表行业
家用电器、电脑行业
空调背板 洗衣机滚筒
电子行业
接插件端子
电子行业
汽车行业
航空业及军事
苏33舰载战斗机
美国F18战斗机
什么是冲压？
冲压的概念
在常温下，利用冲模在压力机上对金属（或非金属）板 料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而得到具有
3. 按基本变形方式分
➢冲裁 ➢弯曲 ➢拉深 ➢成形
4. 按工序组合形式分
➢ 单工序冲压 ➢ 复合冲压 ➢ 级进冲压
1.3 冲压材料
冲压对板料的基本要求
➢ 满足使用性能要求 ➢ 满足冲压工艺的要求
满足使用性能要求是第一位的，在满足使用性 能 要求的前提下尽可能地满足冲压工艺要求。
1.3.1 冲压材料的工艺要求
⑴ 生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化。 ⑵ 尺寸精度高，互换性好。 ⑶ 材料利用率高，一般可达70%~85%，有的高达95%。 ⑷ 可得到其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的零件，如
薄壳拉深件。 ⑸ 可得到重量轻，刚性好，强度大的零件。 ⑹ 不需要加热，可以节省能源，且表面质量好。 (7)大量生产时，产品成本低。
第1篇冲压工艺概述 第1章冲压工艺基础知识 第2章冲压工艺基础理论 第2篇冲压工艺与模具设计 第3章冲裁工艺与模具设计 第4章弯曲工艺与模具设计
第1篇 冲压工艺概述
第1章 冲压工艺基础知识 第2章 冲压工艺基础理论
第1章 冲压工艺基础知识
1.1 冲压工艺特点及应用 1.2 冲压工艺分类 1.3 冲压材料 1.4 冲压设备 1.5 冲压常用标准 1.6 冲压技术现状及发展
成形工序示意
D
只改变毛坯形状，不发生分离
表1-2 成形工序
表1-2 成形工序（续）
2. 按变形区受力性质分
➢ 伸长类成形：变形区的最大主应力为拉应力，其破坏形式
为拉裂，特征是厚度减薄。
➢ 压缩类成形：变形区的最大主应力为压应力，其特征是厚
度增厚，破坏形式为起皱。
胀形——伸长类成形
拉深——压缩类成形
冲压加工的缺点
模具制造周期长，成本高。
车门板修边 冲孔模：98 万元
传统加工方法
和手段及传统 模具材料
自动叠铆级 进模：98万 元
缺点将不复存在
但随着先进的模具加工技术及非传统意义上的模具 材料的出现，这种缺点也可逐渐被克服。
➢ 如采用低熔点合金材料制造模具 ➢采用快速原型制造技术制造模具 ➢采用经济模具。
总之，模具工业是 一个国家的基础工业，模具设计与模 具制造水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平的高低。
发达国家非常重视模具的发展，日本认为：“模具就是进 入富裕社会的原动力”；德国：“金属加工业中的帝王”；罗 马尼亚：“模具就是黄金”；模具在国际上被认为是点石成金 的行业。不过这里的模具还包括塑模、锻模、压铸模、橡胶模、 食品模、建材模等等，但目前以冷冲模和塑料模的应用最广， 各占40%左右。