冲压模具设计与制造(2-5)
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。
冲压模具设计——第二章
弱区先变形，变形区为弱区
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第三节 冲压变形理论基础
五、冲压材料及其冲压成形性能
1．冲压成形性能 材料的冲压成形性能：材料对各种冲压加工方法的适应能力。
冲压加工的依据。 成形极限高 材料的冲压性能好 成形质量好 便于冲压加工
成形极限高 冲压成形性能是一个综合性的概念
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3、间隙对模具寿命的影响
模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。 失效原因：磨损、变形、崩刃、折断和胀裂。
小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘 结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹 模相互啃刃等异常损坏。
为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下
1)采用适当或较大的间隙值；
2)减缓间隙不均匀的影响； 3)采用小间隙时必须提高模具硬度与光洁度、精度； 4)改善润滑条件，减少磨损。
3
冲压变形理论基础
一、塑性变形的基本概念
变形：
弹性变形、塑性变形。
塑性：
表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发 生永久变形而不破坏其完整性能力。
塑性指标：
衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率δ和断
面收缩率ψ。
Lk L0 100 % L0
F0 Fk 100 % F0
成形质量好
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第三节 冲压变形理论基础
五、冲压材料及其冲压成形性能（续）
2．冲压成形性能的试验方法 间接试验和直接试验
3．板料的机械性能与冲压成形性能的关系
板料的强度指标越高，产生相同变形量的力就越大； 塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大； 刚度指标越高， 成形时抵抗失稳起皱的能力就越大。
c= （DA-dT）/2
冲压模具设计与制造必考题
一、选择题：（每题2分）1.曲柄压力机可分为曲柄压力机和偏心压力机， 其中偏心压力机具有 丄B ）特点A. 压力在全行程中均衡B. 闭和高度可调，行程可调；C. 闭和高度可调，行程不可调；D.有过载保护。
2. 曲轴压力机的主要特点（B 。
A. 行程可调； B 行程不可调C. 行程和吨位可较大；D. 行程和吨位较小。
3. 在连续模中，侧刃的作用是（_D ）A. 侧面压紧条料B. 对卸料板导向4. 冲裁模的间隙应当（C ）模具导向件的间隙。
A. 小于B.等于C. 大于D. 小于等于5. 在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄, 而产生效率高时，一般选用（C ）定位较合理。
A.挡料销 B 导正销C 侧刃D.初始挡料销6. 冲裁间隙对冲裁件的尺寸精度有一定影响， 一般情况下，若用间隙过大时, 落料件尺（B ）凹模尺寸。
A.大于 B . 小于 C.等于D.无法确定7. 弯曲过程中常常出现的现象（ACB>A. 回弹B.变形区厚度减薄；C.偏移D.变形区的厚度增加。
8. 相对弯曲半径r/t 表示（B ）A 材料的弯曲变形极限；B 零件的弯曲变形程度；C 弯曲的难易程度9. 最小相对弯曲半径r min /t 表示（A ）A.材料的弯曲变形极限；B.材料的弯曲变形程度C.零件的结构工艺好坏；D.弯曲难易程度10. 拉深变形时，润滑剂在（A ）A 毛坯与凹模接触的一面； B.工件与毛坯与凸模接触的一面;C 工件与毛坯的两面。
期 C.不确定11. 影响拉深系数的因数较多，其中（A ）拉深系数值就可随之减少。
材料的相对厚度（t/D ）X 100大；B. 屈强比（s / b ）大;C. 现定位。
控制条料送进时的导向 D 控制进距（送进时的距离）实 A.C .凹模圆角半径小; D. 板厚方向性系数（丫）小12.在拉深过程中，决定材料是否起皱的因素是A 材料的相对厚度（t/D ）X 100； BC 材料所受的径向拉应力；D （BD）材料的拉深变形程度；材料所受的切向压应力;13.除弯曲和拉深以外的工艺中，CD均属于伸长类变形, 其主要问题是拉A .校平、整形、旋压；C .胀形、内孔翻边; B. 边、挤压；D. 胀形、外缘翻边中的内凹翻边14.圆孔翻边，主要的变形是坯料A。
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•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
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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
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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
冲压模具设计方法与步骤(精)
冲压模具设计的方法与步骤1、冲压零件的冲压工艺性分析冲压零件必须具有良好的冲压工艺性,才能以最简单、最经济的方法制造出合格的冲压零件,可以按照以下的方法完成冲压件的工艺性分析:a. 读懂零件图;除零件形状尺寸外,重点要了解零件精度和表面粗糙度的要求。
b. 分析零件的结构和形状是否适合冲压加工。
c. 分析零件的基准选择及尺寸标注是否合理,尺寸、位置和形状精度是否适合冲压加工。
d. 冲裁件断面的表面粗糙度要求是否过高。
e. 是否有足够大的生产批量。
如果零件的工艺性太差,应与设计人员协商,提出修改设计的方案。
如果生产批量太小,应考虑采用其它的生产方法进行加工。
2、冲压工艺方案设计及最佳工艺规程设计:a. 根据冲压零件的形状尺寸, 初步确定冲压工序的性质,如:冲裁、弯曲、拉深、胀形、扩孔。
b. 核算各冲压成形方法的变形程度,若变形成度超过极限变形程度,应计算该工序的冲压次数。
c. 根据各工序的变形特点和质量要求,安排合理的冲压顺序。
要注意确保每道工序的变形区都是弱区, 已经成形的部分 (含已经冲制出的孔或外形在以后的工序中不得再参与变形, 多角弯曲件要先弯外后弯内, 要安排必要的辅助工序和整形、校平、热处理等工序。
d. 在保证制件精度的前提下,根据生产批量和毛坯定位与出料要求。
确定合理的工序组合方式。
e. 要设计两个以上的工艺方案,并从质量、成本、生产率、模具的刃磨与维修、模具寿命及操作安全性等各个方面进行比较,从中选定一个最佳的工艺方案。
f. 初步确定各个工序的冲压设备。
3、冲压零件毛坯设计及排样图设计:a. 按冲压件性质尺寸,计算毛坯尺寸,绘制毛坯图。
b. 按毛坯性质尺寸,设计排样图,进行材料利用率计算。
要设计多种排样方案, 经过比较选择其中的最佳方案。
4、冲压模具设计:a. 确定冲压加工各工序的模具结构形式,并绘制模具简图。
b. 对指定的 1— 2个工序的模具进行详细的结构设计,并绘制模具工作图。
冲压模具设计
冲压模具设计1. 引言冲压模具是指用于进行金属冲压工艺的模具，用于在金属工件上施加力量以将其形状改变。
冲压模具设计在制造业中扮演着重要的角色，它直接影响到产品的质量和生产效率。
本文将介绍冲压模具设计的基本概念、设计过程和一些常用的设计原则。
2. 冲压模具设计的基本概念2.1 冲压工艺冲压工艺是指将薄板金属材料经过剪切、冲孔、弯曲等工艺加工，以获得所需形状和尺寸的工件。
冲压工艺具有高效、精确和重复性好等特点，广泛应用于汽车制造、电子设备和机械制造等行业。
2.2 冲压模具冲压模具是用于进行冲压工艺的工具，通常由上模、下模和导向装置等部件组成。
上模和下模通过导向装置进行定位，形成模腔，金属材料在模腔中受力产生变形，从而得到所需形状的工件。
3. 冲压模具设计的过程冲压模具设计通常包括以下几个步骤：3.1 零件分析在进行冲压模具设计之前，需要对待加工的零件进行分析。
分析包括对零件的形状、材料和尺寸等方面进行研究，以确定合适的冲压工艺和模具结构。
3.2 模具结构设计根据零件的形状和要求，设计冲压模具的结构。
模具结构设计包括上模、下模、导向装置、顶出装置等部分的设计，以保证模具具有足够的刚度和稳定性。
3.3 模具零部件设计根据模具结构设计的结果，对各个零部件进行详细设计。
包括绘制各个零部件的草图、确定材料和尺寸，以及进行结构优化和强度计算等工作。
3.4 工艺路线设计根据零件的要求和工艺特点，设计出适合的工艺路线。
包括冲孔位置和尺寸、切削方式、顶出顺序等方面的确定。
3.5 模具制造和试模根据模具设计的结果，进行模具制造和试模工作。
包括制造各个零部件、装配模具、进行调试和试模等过程。
通过试模，检验模具的设计和制造是否符合要求，提出改进和优化的意见。
4. 冲压模具设计的常用原则4.1 简化结构冲压模具的结构尽量简化，以减少制造成本和提高生产效率。
避免使用复杂的零部件和工艺过程，尽量采用标准件或通用部件，方便制造和维护。
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。
冲压模具设计方案与制造课程标准
《冲压模具设计与制造》课程标准<适用三年制高职模具设计与制造专业）编制：审核：教研室主任：系主任：2018-5-30《冲压模具设计与制造》课程标准<适用三年制高职模具设计与制造专业）一、制订课程标准的依据本标准依据模具设计与制造专业教案标准中的人才培养规格要求和对《冲压设计与制造》课程教案目标要求而制订。
用于指导《冲压模具设计与制造》课程建设与课程教案。
二、课程的性质与作用《冲压模具设计与制造》是模具设计与制造专业的核心主干专业课程之一，也可作为数控技术等制造类其它专业的选修课。
它是一门基于职业和工作分析，以工作过程为导向，以简单到中等偏复杂冲压件和模具为载体，将冲压模具设计与制造技术有机融合、理论与实践一体化、综合性与实践性较强的专业技术课程。
本课程的主要任务是培养学生具备冲压模具设计与制造的工作能力。
三、本课程与其它课程的关系四、教育目标通过本课程的学习和训练，使学生具备以睛知识—能力—素质：1、系统掌握冲压模具设计与制造专业知识。
2、具备设计中等编制复杂冲压件的成形工艺和冲模的能力，具备编制冲模加工工艺及加工程序的能力，掌握冲模具装配与调整的技能，初步具备试模和冲压件质量分析的能力。
3、养成诚信、敬业、科学、严谨的工作态度和较强的法律法规、安全、质量、效率、保密及环保意识，具有良好的职业道德素质。
4、培养自学能力、工具应用<如资料检索等）能力、技术文件写作表达能力、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力，具备较强的工作能力和可持续发展能力。
五、课程的教案内容与建议学时六、课程教案设计指导框架七、教案基本条件1、教案团队的基本要求<1）团队规模：基于每届2个教案班的规模，专兼职老师5人左右<含专业实训指导教师），其中，专职教师3人，兼职教师2人，职称和年龄结构合理，互补性强。
<2）教师专业背景与能力要求：具有一定的模具工程生产实际背景，系统掌握机械设计与制造知识，具备冲压件成形工艺和模具设计能力、冲模零件加工工艺编制及加工程序能力，具备冲压模具装配与调整技能，掌握一定的教案方法与艺术。
冲压模具设计与制造实例教材(PDF 31页)
1. 冲压件工艺分析2. 工艺方案及模具结构类型3. 排样设计4．冲压力与压力中心计算5．工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。
既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。
刃口尺寸计算见表1。
表 1 刃口尺寸计算6．工作零件结构尺寸7．其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点: 凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94，确定其它模具模板尺寸列于表2:根据模具零件结构尺寸 ,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125×25标准模架一副。
8．冲床选用根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。
其主要工艺参数如下：公称压力： 630KN滑块行程： 130mm行程次数： 50 次∕分最大闭合高度： 360mm连杆调节长度： 80mm工作台尺寸（前后×左右）：480mm × 710mm9．冲压工艺规程10．模具总装配图图 4 模具装配图11．模具零件图图 5 凸凹模图 6 冲孔凸模图 7 落料凹模板图 8 上模座板图 9 下模座板图 10 上垫板图 11 下垫板图 12 凸模固定板图 13 空心垫板图 14 推件块图 15 卸料板图 16 凸凹模固定板1. 主要模具零件加工工艺过程落料凹模加工工艺过程材料 :Gr12 硬度 : 60 ～ 64 HRC冲孔凸模加工工艺过程材料： T10A 硬度： 56 ～ 60HRC凸凹模加工工艺过程材料 :Gr12 硬度 : 60 ～ 64 HRC凸模固定板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC凸凹模固定板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC卸料板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC上垫板加工工艺过程材料 :T8A 硬度 : 54 ～ 58 HRC下垫板加工工艺过程材料 :T8A 硬度 : 54 ～ 58 HRC空心垫板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ～ 28 HRC上模座加工工艺过程材料 :HT200下模座加工工艺过程材料： HT200推件块加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 — 28 HRC2. 加工过程：详见素材资源库中的视频。
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,可按IT14级确定工件尺寸的公差.孔边距12mm 的公差为,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.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=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××100%=%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%=%即每张板材的材料利用率为%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力 F总=τ=××2×450=KN其中τ按非退火A3钢板计算.冲孔力 F冲=τ=×2π×10×2×450=KN其中：d 为冲孔直径,2πd为两个圆周长之和.卸料力 F卸=K卸F卸=×=KN推件力 F推=nK推F推=6××=KN其中 n=6 是因有两个孔.总冲压力：F总= F落+ F冲+ F卸+ F推=+++=KN⑵压力中心如图3所示：由于工件X方向对称,故压力中心x0=32.5mm=13.0mm其中：L1=24mm y1=12mmL2=60mm y2=0mmL3=24mm y1=12mmL4=60mm y4=24mmL5=60mm y5=27.96mmL6=60mm y6=24mmL7=60mm y7=12mmL8=60mm y8=12mm计算时,忽略边缘4-R2圆角.由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为,135.工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制.即以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制.刃口尺寸计算见表16.工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb≥15mmH=×凹模边壁厚：c≥~2H=~2×=~mm 实取c=30mm凹模板边长：L=b＋2c=65＋2×30=125mm查标准JB/T ：凹模板宽B=125mm故确定凹模板外形为：125×125×18mm.将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为：125×125×14mm.凸凹模尺寸：凸凹模长度：L=h1+h2+h=16+10+24=50mm其中：h1-凸凹模固定板厚度h2-弹性卸料板厚度h-增加长度包括凸模进入凹模深度,弹性元件安装高度等凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm,根据强度要求查冲压模具设计与制造表2.9.6知,该壁厚为4.9mm即可,故该凸凹模侧壁强度足够.冲孔凸模尺寸：凸模长度：L凸= h1+h2+h3=14+12+1440mm其中：h1-凸模固定板厚 h2-空心垫板厚 h3-凹模板厚凸模强度校核：该凸模不属于细长杆,强度足够.7.其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点：凹模板尺寸并查标准JB/,确定其它模具模板尺寸列于表2：根据模具零件结构尺寸,查标准GB/选取后侧导柱125×25标准模架一副.8.冲床选用根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块.其主要工艺参数如下：公称压力：63KN滑块行程：130mm行程次数：50次/分最大闭合高度：360mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸前后×左右：480mm×710mm二、模具制造1、主要模具零件加工工艺过程制件：柴油机飞轮锁片材料：Q235料厚：1.2mm该制件为大批量生产,制品图如下：一冲裁件的工艺分析1、冲裁件为Q235号钢,是普通碳素钢,有较好的冲压性能,由设计书查得τ=350Mpa.2、该工作外形简单,规则,适合冲压加工.3、所有未标注公差尺寸,都按IT14级制造.4、结论：工艺性较好,可以冲裁.方案选择：方案一：采用单工序模.方案二：采用级进模.方案三：采用复合模.单工序模的分析单工序模又称简单模,是压力机在一次行程内只完成一个工序的冲裁模.工件属大批量生产,为提高生产效率,不宜采用单工序模,而且单工序模定位精度不是很高,所以采用级进模或复合模.级进模的分析级进模是在压力机一次行程中,在一副模具上依次在几个不同的位置同时完成多道工序的冲模.因为冲裁是依次在几个不同的位置逐步冲出的,因此要控制冲裁件的孔与外形的相对位置精度就必须严格控制送料步距,为此,级进模有两种基本结构类型：用导正销定距的级进模和用侧刃定距的级进模.另外级进模有多个工序所以比复合模效率低.复合模的分析复合模是在压力机一次工作行程中,在模具同一位置同时完成多道工序的冲模.它不存在冲压时的定位误差.特点：结构紧凑,生产率高,精度高,孔与外形的位置精度容易保证,用于生产批量大.复合模还分为倒装和正装两种,各有优缺点.倒装复合模但采用直刃壁凹模洞口凸凹模内有积存废料账力较大,正装复合模的优点是：就软就薄的冲裁件,冲出的工件比较平整,平直度高,凸凹模内不积存废料减小孔内废料的胀力,有利于凸凹模减小最小壁厚.经比较分析,该制件的模具制造选用导料销加固定挡料销定位的弹性卸料及上出件的正装复合模.二排样图设计及冲压力和压力中心的计算由3-6,3-8表可查得：a1=,a=,△=查书391.料宽计算： B=D+2a=62+2=64mm2.步距：A=D=a1=62+=62.8mm3.材料利用率计算：η=A/BS×100%=πR2-πR2+12/64=312-+/64×100%=%其中a是搭边值,a1是工作间隙,D是平行于送料方向冲材件的宽度,S是一个步距内制件的实际面积,A是步距,B是料宽,R1是大圆半径,R2是小圆半径,12×是方孔的面积,η为一个步距内的材料的利用率4.冲裁总压力的确定：L=231+2+12+2=周边总长计算冲裁力：F=KLtτ查设计指导书得τ=350MpaF=350≈180KN落料力：F落=τ=231350=卸料力：F卸=kF落==冲孔力：F冲=τ+12+2350=顶件力：F顶=-k2F落==冲裁总压力：F∑=F落+F卸+F冲+F顶=+++=F压=~F∑=246KN说明：K为安全系数,一般取；k为卸料力系数,其值为~,在上式中取值为；k2为顶件力系数,其值为~,式中取值为5.压力机的初步选用：根据制件的冲裁的公称压力,选用开式双柱可倾式压力机,公称压力为350k N 形号为J23-35 满足：F压≥F∑。
模具设计与制造课程设计说明书
模具设计与制造课程设计说明书目录1 绪论 (1)2 冲压件的工艺设计 (1)3 确定工艺方案及模具的结构形式 (2)4 模具设计工艺计算 (6)4.1 计算毛坯尺寸 (6)4.2 排样、计算条料宽度及距的确定 (8)5 冲压力的计算 (10)5.1 计算冲裁力的公式 (10)5.2总的冲裁力、卸料力、推件力、顶件力、弯曲力和总的冲压力 (10)6 刃口尺寸的计算 (12)6.1 刃口尺寸计算的基本原则 (12)6.2 刃口尺寸的计算 (12)6.3 计算落料、冲孔部分的凸、凹模刃口的尺寸 (13)6.4弯曲部分工作尺寸的计算 (14)7 主要零部件的设计 (15)7.1工作零件的设计 (15)7.2 卸料部分的设计 (17)7.3 定位零件的设计 (17)7.4模架及其他零部件的设计 (17)总结 (18)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1 绪论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。
模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。
采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。
2冲压的工艺设计零件图（如图1所示）分析:该零件为带孔的四直角相反弯曲对称件，材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
冲压模具设计及制造
J23—25 翻边模 J23—25 冲孔模 J23—25 切边模
8
检验
按产品零件图检验
编 制 ( 日 审 核 ( 日 会签(日期)
期)
期)
二、 冲模设计
生产中常见冲模的设计要点
模具类型
设计要点
①凸、凹模间隙要根据冲裁件质量、模具寿命和模具制造等要求，综合考虑进行
号
壳
(厂名) 冲压工艺卡片
产品名
零(部)件型号
第页
称
材料牌号及规格
毛坯尺寸
(厚×长×宽) 材 料 技 术 要
每 毛 坯 可 制 件 毛坯重量 辅 助 材
求
( 厚 × 宽 ×数
料
长)
08钢(1.5±0.11) mm×
条料1.5 mm×
l800 mm×900 mm
69 mm×1800 mm 27件
工序号 工 序 名 称
4．选择模具类型
根据已确定的冲压工艺方案，综合考虑冲压 件的质量要求、生产批量大小、冲压加工成本 以及冲压设备情况、模具制造能力等生产条件 后，选择模具类型，最终确定是采用单工序模， 还是复合模或级进模。
5．选择冲压设备
冲压设备选择是工艺设计中的一项重要内容， 它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质 量、模具寿命、生产效率及成本等一系列重要 问题。设备选择主要包括设备类型和规格两个 方面的选择。
6．冲压工艺文件的编写
冲压工艺文件一般以工艺卡的形式表示，它 综合地表达了冲压工艺设计的具体内容，包括 工序序号、工序名称或工序说明、工序草图、 模具的结构形式和种类、选定的冲压设备、工 序检验要求、工时定额、板料的规格以及毛坯 的形状尺寸等等。
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第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
2）斜排法：适用于椭圆形、T形、L形、S形制件。 斜排法：适用于椭圆形、 形制件。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
3）直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、 直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、 形件。 Ш形、Ц形件。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
4）混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状制件的 混全排法： 套排。 套排。 转子
卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。
（3）搭边值的确定：根据经验定，搭边值不可过小也不可过大。 搭边值的确定： 最小值查课本P42表2-16或查设计手册
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
2、条料宽度与导料板间距离的计算 (1)、导料板间有侧压装置或用手将条料紧贴单边导料板（或两个 单边导料销）时条料的宽度与导料板间距离 条料宽度：
（2）无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离 条料宽度：
0 B− ∆ = ( Dmax + 2a + C ) 0 ∆ −
导料板间距离：
A = B + Z = Dmax + 2a + 2C
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
（3）用侧刃定距时条料的宽度与导料板间距离
0 条料宽度： B− ∆ = ( Lmax + 2a′ + nb1 ) 0 ∆ = ( Lmax + 1.5a + nb1 ) 0 ∆ − −
0 B− ∆ = ( Dmax + 2a ) 0 ∆ −
导料板间距离：
A = B + C = Dmax + 2a + C
式中：
∆
Dmax 是冲裁件与送料方向垂直的最大是板料剪裁时的下偏差（查表选取）
C
是条料与导料板之间的间隙（查表选取）
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
四、排样图
0 一张完整的排样图应 包括条料的宽度尺寸 B− ∆ 、条料长度L、
板料厚度t 、端距l、步距S、工件间搭边和侧搭边a。并习惯以剖 面线表示冲压位置。注：采用斜排时应标明倾斜角度
排样动画演示
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
（2）影响搭边值的因素 材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的 搭边值要大一些。
材料厚度 材料越厚，搭边值也越大。 冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值
取大些。
送料及挡料方式 用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；
用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。
定子
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
5）多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方 多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、 矩形等制件。 形、矩形等制件。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
三、搭边和条料宽度的确定
1、搭边： 、搭边： 指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。 （1）搭边的作用 ①能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件； ②能保持条料具有一定的刚性，便于送料； ③能起到保护模具的作用。
导料板间距离： B ′ = B + C = Lmax + 1.5a + nb1 + C
B1′ = Lmax + 1.5a + y
式中：
Lmax ：冲裁件垂直于送料方向尺寸
n
b1
：侧刃数目 ：侧刃切去的条料宽度（查表） ：冲切后的条料宽度与导料板之间的间隙（查表） C 冲切前的条料宽度与导板间的间隙
y
1）当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲 件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。(如图所示） 2）在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料 利用率，如图2.6.2所示 如图2.6.2所示。 如图2.6.2所示
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
零件形状不同材料利用情况的对比
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
2．提高材料利用率的方法 冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
减少工艺废料的有力措施是：
1）设计合理的排样方案； 2）选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾 和边余料）； 3）利用废料作小零件等。
利用结构废料的措施有：
二、排样的方法
1、根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种： （1）有废料排样（a） （2）少废料排样（b） （3）无废料排样（c、d）
案例（下页） 案例（下页） ：电机定子排样
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
（1）有废料排样
（2）少废料排样
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
2、按排列方式分 1）直排法：适用于外形为方、矩形制件。 。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 排样设计
排样是指零件在条料或板料上的布置方法. 一、 排样的经济利用
材料利用率：是指冲裁件的实际面积与所用板料的面积之比。 一个步距内的材料利用率 A η= × 100% BS 一张板料(或带料、条料) 一张板料(或带料、条料) 上总的材料利用率
η总 =
nA1 × 100 % LB