冲模设计终结版

E字形铁芯的连续冲裁模设计摘要分析了零件的工艺性,阐述了采用多工位级进模生产的可行性与技术难点,介绍了零件的排样设计、成形模具结构特点及设计中应注意的问题, 并据制件的形状和要求，进行工艺分析，制定了模具设计工艺方案。

可为类似零件的成形模具设计与制造提供参考。

本文重点介绍了工艺方案的确定、材料利用率的计算以及模具结构的设计。

关键词：多工序模；工艺分析；结构设计AbstractThe manufacturability of this product was analyzed. The feasibility and technical difficulties in applying the multi-position progressive die for the production were discussed. The layout design, the structural features and the points needing attention in the design of the die were introduced in detail. According to the shape and requirement of part, technical analysis is conducted and technical solution of diedesign is formulated. It can be reference to the design and manufacture of the forming die for similar parts. The determination of technical solution, calculation of material utilizationratio and the design of die structure are emphasized.Key words：Multi-position progressive diet；echnical analysis；structure design目录1、绪论1.1 冲压的概念、特点及应用1.2 我国模具制造技术与工业发达国家的差距1.3 冲压模具制造技术的发展趋势1.4 冲压工艺及模具设计2. E字形铁芯的冲裁模设计2.1 任务引入2.2 任务流程2.3任务实施设计阶段：一．制件图样及原始数据二.冲裁件工艺分析三．确定工艺方案及模具结构形式四．工艺尺寸计算1.排样2.搭边的选取3.材料利用率计算五.冲裁力和压力中心的计算1.冲裁力的计算2.推件力的计算3.卸料力的计算4.压力中心的计算六．凹、凸模刃口尺寸计算1.冲裁件的尺寸精度及粗糙度分析2.凸凹模刃口尺寸公差及加工方法的确定3.凸、凹模刃口尺寸的计算Ⅰ.侧刃凸模的计算Ⅱ.冲孔凸模的计算Ⅲ.落料凹模的计算七．模具主要零部件的设计与选用Ⅰ. 凹模设计(1).凹模尺寸的确定：(2).凹模结构的设计(3).凹模材料的选择Ⅱ. 卸料装置和推件装置的设计(1).卸料装置的设计(2).卸料板的连接与安装Ⅲ.定位方式的选择与设计①导料装置的选择(1).导料板的设计（2件）(2).导料板安装即导料板的连接(3).导料板材料(4).承料板的设计（附）②挡料装置的选择Ⅳ.凸模固定板选择与设计(1).凸模固定板的设计(2).凸模垫板的设计Ⅳ.凸模外形尺寸的设计与形状的选择凸模设计八．压力机及模架的选取与校核Ⅰ.压力机的选择Ⅱ.选择模架及其它模具零件①选择模架:②选择模柄:Ⅲ.装模高度的校核Ⅳ.压力机的校核(1).公称压力(2).滑块行程(3).行程次数(4)工作台面的尺寸(5) 滑块模柄孔尺寸(6).闭合高度Ⅴ.模架组成零件的统计九. 绘制模具总装图及零件图1.模具总装图（A1）2.凹模零件图（A2）3.凸模固定板零件图（A3）4.一字形凸模零件图（A4）十.模具材料的选用十一.模具的装配与检测1 模具的装配2.模具的检测附录：装配图及凹模零件图参考文献1、绪论1.1 冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备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。

冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成形工程技术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。

冲模是将材料批量加工成所需冲件的专用工具。

冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，它们共同起作用形成了冲压件。

与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是在经济方面都具有许多独特的优点。

主要表现如下：（1）冲压加工的生产率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。

（2）冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压件的强度和刚度均较高。

（4）冲压一般没有切削碎料生成，材料的消耗较小，且不需要其他的加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专业性，有时一个复杂零件要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集型产品。

所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

冲压在现代工业生产中应用十分广泛，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其是在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。

冲压加工的范围应用极为广泛，从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车覆盖件和高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工得到，因此可以说，如果生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。

1.2 我国模具制造技术与工业发达国家的差距（1）冲压模具CAD/ CAE/ CAM 技术的开发手段比较落后、技术的普及率不高,应用不够广泛仅有约10 %的模具在设计中采用了CAD 技术,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用CAE 进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,在应用CAM 技术制造模具方面,由于缺乏先进适用的制造装备和工艺设备,只有5 %左右的模具制造设备被应用于这项工作。

（2）精密加工设备在模具加工设备中所占比重较低工艺设备落后,直接影响国产模具质量的提高。

由于现代工业的发展使产品更新换代加快,对模具的需求量加大。

但是,我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的60 %左右,大部分模具厂的模具加工设备陈旧,在役期长、精度差、效率低,还不能适应国民经济发展的需要。

目前,国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具(如中高档轿车的外覆盖件) 还主要依靠进口。

（3）生产冲压模具的各种条件不完备生产冲压模具的配套材料质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种较少,大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。

（4）生产冲压模具的专用技术尚未成熟,大多仍还处于试验摸索阶段如模具的表面涂层、表面热处理技术、导向副润滑技术、型腔传感及润滑技术、去应力技术、抗疲劳及防腐技术等未完全形成生产能力,走向商品化。

一些关键、重要的技术缺少知识产权的保护。

（5）模具标准件标准化程度及使用覆盖率较低在汽车制造业中被大量使用的模具是冲压模。

近5 年来,汽车模具标准件的使用覆盖率尽管有了较大增长,已从20 世纪末的25 %～30 %提高到目前的45 %左右。

但这种增长距国际先进水平(一般在70 %以上,中小模具在80 %以上) 差距还很大。

这是汽车模具交货期长,也是我国成为模具进口大国的重要原因之一。

1.3 冲压模具制造技术的发展趋势（1）全面推广CAD/ CAM/ CAE 技术CAD/ CAM/ CAE 技术的应用是模具制造技术发展的动力。

随着电脑软件的开发和应用,普及CAD/ CAM/ CAE 技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/ CAM 技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE 技术的应用范围。

世界较先进的丰田汽车模具制造厂在这方面为我们提供了比较成功的经验,它的模具从设计到加工完全依赖高科技,将实体设计加上数控编程,取代了人工实型制作和机床操作;精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修;高精度加工取消了模具的研合、修配。

现在数控编程人员已超过了现场操作工人,数控编程的工时费用,超过了机床的加工工时费50 %。

这种高精度和无人化加工,使模具的质量有了极大的提高,生产周期大大缩短。

（2）模具检测设备向精密、高效和多功能方向发展精密、复杂、大型模具的发展,对检测设备的要求越来越高。

现在精密模具的精度已达2～3μm ,目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机,并具有数字化扫描功能。

如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm ×3250mm 三坐标测量机,还拥有数码摄影光学扫描仪,率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段,从而实现了从测量实物→建立数学模型→输出工程图纸→模具制造全过程,使逆向工程技术的开发和应用取得了很大成功。

（3）模具加工设备向高速、一体化方向发展国外近年来发展的高速铣削加工,主轴转速可达40 000～100 000r/ min ,快速进给速度可达到30～40r/ min ,加速度可达1g ,这样就大幅度提高了加工效率。

另外,还可加工硬度达60HRC 的模块,形成了对电火花成型加工的挑战。

高速切削加工与传统切削加工相比还具有温升低(加工工件只升高3 ℃) 、热变形小等优点。

高速铣削加工技术的发展,促进了模具加工技术的发展,特别是对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。

电火花铣削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样) ,因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成型加工领域的重大发展。

国外已把使用这种技术的机床用于模具加工,今后这一技术将得到发展。

（4）一体化加工中心是目前正在发展的新技术在丰田模具制造厂,近年已投入使用了一个粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工中心。

它的优点是集各种机床优点之大成,除底面加工外,一次装卡,粗、精、卧,高功率、高精度、高速面面俱到,十八班武艺样样精通,加工效率很高。