冲压模具设计与制造4-1
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。
冲压模具设计方法与步骤
冲压模具设计方法与步骤冲压模具是制造行业中常用的一种模具，用于在金属板材上进行冲裁、压制、成形等工艺。
冲压模具的设计是冲压工艺的关键环节之一，合理的设计可以提高产品质量和生产效率。
以下是冲压模具设计的方法与步骤。
一、冲压模具设计方法1.分析产品要求：首先需要仔细分析产品要求，了解产品的形状、尺寸、材质等要求，以及要求的生产效率和成本等因素。
2.选择合适的材料：根据产品的要求选择合适的模具材料，常用的材料有合金工具钢、合金冷作工具钢等。
3.制定冲压工艺：根据产品要求，制定冲压工艺，包括冲剪顺序、成形方式、冲压力、冲头形状等因素。
4.设计模具结构：根据产品要求和冲压工艺，设计模具的结构，包括上模、下模、导向机构等部分。
5.进行模具布局：进行模具布局，合理安排模具零件的形状、位置和尺寸，以确保模具的强度和稳定性。
6.进行模具零件设计：根据模具布局，设计模具的零件，包括冲头、导柱、导套、导向板等部分。
7.进行模具装配：根据模具设计，进行模具的装配，确保各个零件之间的配合和精度。
8.进行模具调试：进行模具调试，调整模具的尺寸和位置，确保模具在冲压过程中的稳定性和精度。
9.进行模具试产：进行模具试产，对模具进行试模和试产，检验产品的质量和模具的性能。
10.进行模具改进：根据试产结果，对模具进行改进和优化，提高模具的性能和生产效率。
二、冲压模具设计步骤1.初步设计：根据产品要求，进行初步的模具设计，包括模具结构和布局。
2.详细设计：对初步设计的模具进行详细设计，包括各个零件的形状、尺寸和材料等。
3.模具制造：根据详细设计，进行模具的制造，包括加工模具零部件和进行模具装配。
4.模具调试：对制造完成的模具进行调试，调整模具的尺寸和位置，确保模具的性能和精度。
5.模具试产：进行模具的试模和试产，检验产品的质量和冲压工艺的可行性。
6.模具改进：根据试产结果，对模具进行改进和优化，提高模具的性能和生产效率。
7.模具验收：对改进后的模具进行验收，确保模具达到产品要求和生产效果。
冲压模具常用公式及数据表
冲压模具常⽤公式及数据表常⽤公式及数据表冲压件模具设计常⽤公式⼀.冲裁间隙分类见表4-1表4-1 冲裁间隙分类(JB/Z 271-86)⼆.冲裁间隙选择(提供参考) 见表4-2(⾒下⾴)表4-2 冲裁间隙⽐值(單邊间隙) (單位:%t)(注: 1. 本表適⽤于厚度為10mm以下的⾦屬材料, 厚料间隙⽐值應取⼤些;2. 凸,凹模的制造偏差和磨損均使间隙變⼤, 故新模具應取最⼩间隙;3. 硬質合⾦冲模间隙⽐鋼模⼤20% 左右.)注: 冲裁间隙选择應綜合考慮下列因素:1.冲床﹑模具的精度及剛性.2.產品的斷⾯品質﹑尺⼨精度及平整度.3.模具壽命.4.跳屑.5.被加⼯材料的材質﹑硬度﹑供應狀態及厚度.6.廢料形狀.7.冲⼦﹑模仁材質﹑硬度及表⾯加⼯質量.三.冲裁⼒﹑卸(剝)料⼒﹑推件⼒﹑頂件⼒F冲= 1.3 * L * t *τ(N) (公式4-1)F卸= K卸* F冲(N) (公式4-2)F推= N * K推* K冲(N) (公式4-3)F頂= K頂* F冲(N) (公式4-4)其中:L ――冲切線⾧度(mm)t ――材料厚度(mm)τ――材料抗剪強度(N/mm2 )1.3 ――安全系數K卸――卸(剝)料⼒系數K推――推料⼒系數K頂――頂料⼒系數K卸K推K頂數值见表4-3表4-3 卸料⼒﹑推件⼒和頂件⼒系數注:卸料⼒系數K卸在冲多孔﹑⼤搭邊和輪廓復雜時取上限值.四.中性層彎曲半徑R = r + x * t (mm) (公式4-5) 其中:R――中性層彎曲半徑(mm)r ――零件內側半徑(mm)x ――中性層系數中性層系數见表4-4(提供参考)表4-4 中性層系數x值注: 彎曲件展開尺⼨與下列因素有關:1.彎曲成形⽅式.2.彎曲间隙.3.有無压料.4.材料硬度﹑延伸率﹑厚度.5.根据實際狀況精確修正.五.材料最⼩彎曲半徑,见表4-5表4-5 最⼩彎曲半徑。
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。
压铸模具设计与制造单元4-1中心浇口压铸成型工艺分析教学设计
教师：编制中心浇口压铸成型工艺。
社会能力、方法能力、专业能力
分组任务（编制压铸成型工艺）
分组工作
学生：展示自己、团队能力
任务单
工作单
压铸生产车间
头脑风暴、研讨、论证
45
教师：提高自主学习能力
多元性的评价方式
自我评价、小组评价、教师评价
参考资料学习资源
参考书、专业杂志、专业网站
学习情境4单元1教学设计表
课程名称
压铸模具设计与制造
学习情境/学时
中心浇口压铸模具设计与制造/24学时
工作任务（学习型工作任务）
编制中心浇口压铸成型工艺
适用年级
大二
教学目标
能够编制中心浇口压铸成型工艺
重点难点
压铸件结构工艺性分法等
教学设计
教学目标
内容
教学组织方式
期望
教学资源要求
教学方法
时间（分钟）
明确本学习情境的学习目标和工作任务
1.本学习情境的学习型工作任务；
2.中心浇口压铸模具设计与制造工作流程与教学过程。
全班集中
学生：解决是什么？
铝合金端盖压铸件、教学课件、视频文件、工程案例、电子教案、黑板、模具模型、冷室压铸机、压铸生产现场等。
讲授法
15
教师：达到教学目标
能够编制中心浇口压铸成型工艺
1.铝合金端盖工艺性分析，确定模具类型；
2．选择压铸机；
3．压铸工艺参数选择；
4．编制铝合金端盖压铸成型工艺规程。
分组工作
学生：解决干什么？
铝合金端盖压铸件、教学课件、视频文件、工程案例、电子教案、黑板、模具模型、冷室压铸机、压铸生产现场等。
讲授法、引导文法、案例教学法。
冲压模具设计
冲压模具设计1. 引言冲压模具是指在冲压加工过程中用于将金属材料加工成所需形状的专用模具。
冲压加工具有高效率、高精度、低材料消耗等优点，是广泛应用于汽车、家电、航空航天等制造行业的关键工艺。
冲压模具的设计是冲压加工过程中不可或缺的一环，在模具设计过程中需要考虑多个因素，包括材料的选择、模具结构的设计、加工工艺的确定等。
2. 冲压模具的基本概念和工作原理冲压模具主要由上模、下模和导向系统组成。
上模与下模配合后形成一个封闭的腔体，腔体中通过金属材料进行冲压加工，使其变形成所需要的形状。
冲压模具的工作原理是通过将上模与下模进行闭合，并施加一定的压力，使金属材料产生弹性变形或塑性变形，从而得到目标形状。
3. 冲压模具的设计步骤冲压模具的设计过程可以分为以下几个步骤：3.1 确定产品形状和尺寸在冲压模具设计之前，首先需要明确产品的形状和尺寸要求。
这可以从产品的图纸和技术要求中获取，也可以通过与产品设计师的沟通来确认。
3.2 材料选择根据产品的特性和工艺要求，选择适合的材料作为冲压模具的材料。
常见的冲压模具材料包括合金工具钢、高速钢等，具体选择需要综合考虑材料的强度、耐磨性、导热性等因素。
3.3 模具结构设计根据产品形状和尺寸要求，设计模具的结构。
模具一般分为上模和下模，根据需要还可以增加一些辅助结构，如导向柱、导向套等。
模具的结构设计需要考虑到产品的加工过程和模具的使用寿命，确保模具具有足够的强度和刚度。
3.4 模具零件设计根据模具的结构设计，对各个零部件进行详细设计。
主要包括上模、下模、导向柱、导向套、导向销等部件。
在设计过程中，需要考虑到各个零件的功能需求，如导向柱的导向精度、导向套的磨损等。
3.5 加工工艺确定根据产品的加工要求和模具的结构特点，确定模具的加工工艺。
主要包括不同零件的加工顺序、加工方法、加工设备的选择等。
加工工艺的确定需要综合考虑加工效率、加工精度和加工成本等因素。
4. 冲压模具设计的注意事项在冲压模具设计过程中，需要注意以下几个方面：•结构合理性：冲压模具的结构应尽可能简洁，确保模具的强度和刚度满足要求；同时要尽量避免零部件的干涉和冲突，以提高模具的稳定性和寿命。
冲压模具设计与制作配套案例库：案例04 导柱式简单落料模(1)
案例四导柱式简单落料模图8-56为导柱式简单落料模。
上、下模利用导柱1、导套2的滑动配合导向。
虽然采用导柱、导套导向会加大模具轮廓尺寸，使模具笨重，增加模具成本；但导柱导套系圆柱形结构，制造不复杂，容易达到高的精度，且可进行热处理，使导向面具有高的1 一导柱；2—导套；3—挡料销；4一模柄；5 —凸模；6一上模板;7 —凸模固定板；8—刚性卸料板；9一凹模；10一下模板图8—56导柱式简单落料模硬度，还可制成标准件。
所以，用导柱导套导向比导板可靠，导向精度高，使用寿命长, 更换安装方便，故在大批量生产中广泛采用导柱式冲裁模。
8.5复合模复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔及拉深等数道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，表面较为平直。
8.5.1 复合模正装和倒装的比较常见的复合模结构有正装和倒装两种。
图8-57为正装结构，图8-58为倒装结构。
图8-57为落料拉深复合模。
处在上模部分的工作零件落料凸模也是拉深凹模。
工作零件还有落料凹模和拉深凸模。
工作时，条料送进，由带导料板的固定卸料板导向。
冲首件以目测定位，然后以挡料销定位。
拉深压边靠压力机气垫，通过三根托杆和压边 圈进行，冲压后把工件顶起。
落料的卸料靠固定卸料板。
推件器还起一部分拉深凹模的 作用。
当上模压至下死点时，推件器与上模刚性接触，压出工件底部台阶。
上模上行后， 推杆和推出器推出工件。
图8-58为倒装的冲压垫圈复合模。
工作零件包括处在下模部分的凸凹模和处在上 模部分的落料凹模和冲孔凸模。
这副模具采用了刚性推件装置。
通过推杆7、推块8、 推销9推动顶件块10,顶出工件。
另外，具有两个固定挡料销12和一个活动挡料销18导向，控制条料的送进方向。
利用活动挡料销11挡料定位，控制条料送进距离。
复合模正装和倒装优缺点比较见表8-1 Io 表8-11复合模正装和倒装比较序 号正 装 倒 装1 对于薄工件能达到平整要求 不能达到平整要求2 操作不方便，不安全，孔的废料由 操作方便，能装自动拨料装置，既能图8-57落料拉深复合模（正装） 1-凸模；2 -凹模；3-上模固定板；4、16-垫 板；5-上模板；6-模柄；7-ffiff ； 8-推块；9- 推销；IO-顶件块；11、18-活动挡料销；12- 固定挡料销；13-卸料板；14-凸凹模；15-下8.6级进模级进模是多工序冲模，在一副模具内可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道 工序，能生产复杂的冲压件；级进模由于工序可以分散，不必集中在一个工位，因而模 具强度较高，寿命较长；级进模易于自动化，可以采用高速压力机生产，生产率高。
冲压模具设计
冲压模具设计1. 简介冲压模具是冲压工艺中的重要工具，用于将金属板材通过冲击和压力形成所需形状的工件。
冲压模具的设计和制造直接影响着冲压工艺的质量、效率和成本。
本文将介绍冲压模具设计的基本原理和步骤，帮助读者了解冲压模具设计的要点。
2. 冲压模具设计的基本原理冲压模具设计的基本原理是根据产品的形状和尺寸要求，确定合理的冲压工艺，并设计出相应的模具结构。
冲压模具包括上模和下模，上模安装在冲床上方，下模则安装在冲床的工作台上。
冲压过程中，上模通过冲击和压力作用于工件，使得工件在下模的引导下形成所需形状。
3. 冲压模具设计的步骤3.1 确定产品要求冲压模具设计的第一步是确定产品的形状和尺寸要求。
根据产品的技术要求和设计图纸，确定产品的尺寸、公差和表面质量等指标。
3.2 确定冲压工艺冲压工艺的确定包括冲床的选择、冲孔顺序、冲头的选择等。
根据产品的形状和材料的特性，选择合适的冲压工艺，确保冲压过程中能够达到理想的成形效果。
3.3 设计模具结构根据产品的形状和冲压工艺，设计模具的结构。
模具结构主要包括上模、下模和导向装置等。
上模和下模的形状和尺寸应根据产品的形状和尺寸要求确定，确保能够正确引导工件形成所需形状。
3.4 设计冲头和冲具根据冲压工艺的要求，设计冲头和冲具。
冲头的形状和尺寸应根据冲床的要求和产品的形状确定，确保能够正确施加冲击和压力作用于工件。
冲头的材料应选择具有耐磨性和强度的材料，以确保其使用寿命满足要求。
3.5 完成模具设计根据以上步骤完成模具的设计，包括模具结构和冲头、冲具的设计图纸。
设计图纸应包含模具的三维模型、尺寸要求和加工工艺等信息，以便于制造和检验。
4. 冲压模具设计的要点•合理选择冲压工艺，确保冲压过程能够满足产品的成形要求。
•设计稳定、刚性良好的模具结构，以确保冲压过程中模具的稳定性和使用寿命。
•选择耐磨性和强度好的材料制造冲头和冲具，以确保其使用寿命满足要求。
•设计合理的导向装置，确保工件能够正确引导并形成所需形状。
冲压模具设计与制造
1
产品分析
根据所需零件的形状和材料特性，进行产品分析和需求定义。
2
工艺设计
根据产品分析结果，确定冲压工艺，并设计出合适的工艺参数。
3
模具设计
基于产品和工艺的要求，进行冲压模具的结构设计和配合尺寸设计。
常见的冲压模具类型
单工位模具
适用于简单的冲压零件，工艺流程简单，成本 较低。
复合模具
适用于多工序零件的冲压加工，能够实现一次 成形。
重要性
冲压模具在汽车、电子、家 电等行业中广泛应用，对于 工业制造具有重要的意义。
冲压模具的工作原理
加工流程
冲压模具通过将金属板材置于模具之间，通过机械 力的作用，将金属板材变形成所需的形状。
模具结构
冲压模具主要包括上模、下模和导柱等组成部分， 通过上下模的配合来完成对金属材料的冲压加工。
冲压模具的设计流程
冲压模具设计与制造
冲压模具是一种用来制造各种金属零件的工具。它通过对金属板材施加强力， 并利用模具零件的造型和尺寸来压制出所需
冲压模具是一种精密制造的 工具，用于将金属板材加工 成具有特定形状和尺寸的零 件。
作用
冲压模具能够高效地加工大 量金属零件，具有批量生产、 高精度和低成本的特点。
可持续
注重绿色环保，减少能源消耗和废弃物产生。
连续模具
适用于连续冲压生产，能够提高生产效率和产 品质量。
逐级模具
适用于形状复杂的零件，通过多道冲压工序逐 步成形。
冲压模具制造的关键步骤
1 材料选型
选择合适的模具材料，考虑到硬度、耐磨性和导热性等因素。
2 数控加工
使用数控机床进行模具的高精度加工，确保模具的精度和质量。
3 热处理
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
冲压模具设计与制造冲压模具是冲压工艺中不可或缺的重要组成部分，它直接影响到冲压产品的质量和效率。
本文将探讨冲压模具设计与制造的关键要点，旨在为相关从业人员提供一些有益的指导和参考。
一、冲压模具的基本原理冲压模具是通过挤压、剪切等力量改变板材形状的工具。
它通常由上模、下模和压板组成，其中上模和下模各自具有一定的形状，通过相互咬合和移动来完成冲压过程。
冲压模具的设计要充分考虑到冲压产品的材料、形状、尺寸等因素。
同时，在设计过程中还需要注意模具的刚度和强度，以确保能够承受较大的冲击力和压力。
二、冲压模具的设计步骤1. 产品分析：在进行冲压模具设计之前，首先需要对要生产的产品进行充分的分析。
要明确产品的形状、材料、尺寸等关键参数，以便针对性地进行模具设计。
2. 模具结构设计：根据产品分析的结果，确定适合产品的模具结构。
这包括分离型、移动型等结构的选择，并确定上模、下模的布局和相对位置。
3. 核心结构设计：根据产品的形状和要求，设计合适的核心结构。
核心结构要具备良好的导向和定位功能，以确保产品的准确冲压。
4. 模具部件设计：根据模具结构和核心结构的要求，设计模具的各个部件。
这包括模具座、顶针、排气装置等。
5. 模具装配和调试：将设计好的各个模具部件进行装配，并进行调试。
在调试过程中，需要检查模具的运行状态和冲压效果，确保模具能够正常工作。
三、冲压模具的制造工艺1. 材料选择：冲压模具通常使用具有良好刚性和抗磨性的材料，如合金钢、硬质合金等。
在选择材料时，要考虑到模具的工作环境和使用寿命等因素。
2. 精密加工：冲压模具需要经过精密加工工艺，以确保模具的精度和表面质量。
常见的精密加工工艺包括数控加工、线切割、电火花加工等。
3. 热处理：为了提高模具的硬度和耐磨性，常常需要对模具进行热处理。
常用的热处理方法包括淬火、回火等。
4. 组装和调试：将制造好的模具部件进行组装，并进行调试。
在调试过程中，需要检查模具的运行状态和冲压效果，以确保模具能够正常工作。
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。
冲压模具设计与制造
冲压模具设计与制造介绍冲压模具是指用冲击力将金属板材或非金属板材加工成具有一定形状和尺寸的零件的一种模具。
它们广泛应用于汽车、家电、建材等工业领域。
冲压模具的种类冲压模具分为单工位模具和多工位模具，单工位模具进行单项任务，多工位模具则进行多个任务。
按照结构类型分类，可以分为简单模具、复杂模具和特殊模具。
冲压模具的设计1.压力计算冲压模具的设计需要进行一些基本的压力计算。
例如，在冲剪模中，压力计算需要考虑零件材料特性和金属塑性变形规律，以及加工过程中所使用的模具结构等。
2.设备选型冲压模具制造需要选择合适的设备，这些设备包括高速加工设备、线切割设备、磨床等。
设计者需要了解这些设备的工艺特点和加工精度，以确定最合适的设备选择。
3.模具材料选择冲压模具的材料选择需要考虑多方面因素，如模具的加工精度、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性以及刚度等。
常见的冲压模具材料有高速工具钢、硬质合金、钨钼合金等。
4.模具结构设计在冲压模具结构设计中，包括基础结构设计、模块设计、模腔结构设计等。
设计者需要考虑到模具的加工精度、易损耗部件的更换、模具的拆卸和维护等，综合考虑各方面因素，以设计出合理的模具结构。
冲压模具制造1.数控加工数控加工是冲压模具制造的核心工艺之一。
它是利用计算机控制的数控机床，将数字化的程序指令转换为实际的加工动作，达到高精度、高效率的加工要求。
2.线切割线切割是一种以电火花为原理进行加工的工艺，可以对冲压模具进行高精度的切割，尤其是对于硬度较高的材料和复杂的模具结构，线切割工艺是必不可少的。
3.热处理热处理是针对冲压模具材料的加工硬化程度进行调整的工艺，目的是增加模具材料的强度和硬度，并提高耐磨性和耐腐蚀性。
常见的热处理工艺有淬火、调质、表面热处理等。
4.整体修磨整体修磨是对已经加工好的冲压模具进行修整和打磨处理，以提高其精度和加工质量。
修磨工艺要求操作技能高超，严格按照修磨标准进行操作，确保最终模具的质量。
冲压模具设计与制造
1.1冷冲压加工概述
1.1.1分离工序（续）
分离工序及相应模具
工序 名称
工序简图
工序性质 及特征
使用冲模结构
切口
在坯料上将板 材部分切开， 切口部分发生 弯曲
剖切
将半成品切开 成两个或几个 工件，常用于 成பைடு நூலகம்冲压
切边
将拉深或成形 后的半成品边 缘部分的多余 材料切掉
.
7
第1章 冷冲压概论
1.1冷冲压加工概述
.
3
第1章 冷冲压概论
1.1冷冲压加工概述（续）
冲压加工的三要素：冲床、模具、材料。 冲压的基本工序分为：分离工序与成型工序。 复合工序：为了提高生产效率，常见两个以上 的基本工序合并成一个工序，称为复合工序。
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4
第1章 冷冲压概论
1.1冷冲压加工概述
1.1.1分离工序 分离工序：使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互 分离，并获得一定断面质量的冲压加工方法。
第1章 冷冲压概论
1.2常见冲压设备及工作原理
1.2.1机械(曲柄)压力机 3.曲柄压力机的主要技术参数（续） (2)滑块行程 滑块行程是指滑块从上止点移动到 下止点的距离。 (3)滑块每分冲压次数 反映了曲柄压力机的工作 频率。
.
31
第1章 冷冲压概论
1.2常见冲压设备及工作原理
1.2.1机械(曲柄)压力机 3.曲柄压力机的主要技术参数（续） (4)压力机装模高度 压力机的装模高度是指滑块 移动到下死点时，滑块底平面到工作台垫板上平 面的高度。
1.2.2 其他常用冲压设备(续） 4. 薄板拉深液压机
.
40
第1章 冷冲压概论
1.2常见冲压设备及工作原理
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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第四章 拉深
拉 深 过 程 的 应 力 与 应 变 状 态
下标1、2、3分 别代表坯料径向、 厚度方向、切向 的应力和应变
第四章 拉深
圆 筒 形 件 拉 深 时 凸 缘 变 形 区 的 应 力 分 布
第四章 拉深
拉深件的壁厚和硬度的变化
第四章 拉深
凸 缘 变 形 区 的 起 皱
第四章 拉深
拉深成形后制件壁厚和硬度分布
第四章 拉深
第二节 圆筒形件拉深变形分析
三、拉深件的起皱与拉裂
拉深过程中的质量问题：
主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。
凸缘区起皱： 由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲； 传力区拉裂： 由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。
凸耳：由于各向异性 残余应力：弯曲和反向弯曲所引起
第四章 拉深
第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定
二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
1．将拉深件划分为若干个简单的几何体； 2．分别求出各简单几何体的表面积； 3．把各简单几何体面积相加即为零件总面积； 4．根据表面积相等原则，求出坯料直径。
第四章 拉深
第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定
二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
第四章 拉深
3.凸耳 筒形件拉深，在拉深件口端出现有规律的高低不平现象叫突 耳。一般有四个突耳，有时是两个或六个，甚至八个突耳， 产生突耳的原因是板材的各向异性，在板厚方向性系数r低的 方向，板料变厚，筒壁高度较低。在具有r高的方向，板料厚 度变化不大，故筒壁高度较高。所以板平面方向性系数越大， 突耳现象越严重。 各向异性系数r
第四章 拉深
第一节 概述
拉深：
又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯 料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。 它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒 形零件及其它形状复杂的薄壁零件。
拉深
不变薄拉深
变薄拉深
第四章 拉深
第二节 圆筒形件拉深变形分析
一、拉深变形过程
圆筒形件是最典型的拉深件。 （一）拉深成形时板料的受力分析
第四章 拉深
第二节 圆筒形件拉深变形分析
二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态
1.凸缘部分（主要变形区）
应力分布图
2.凹模圆角部分 （过渡区）
第四章 拉深
3.筒壁部分 （传力区） 4.凸模圆角部分（过渡区） 5.筒底部分 （小变形区）
坯料各区的应力与应变是很不均匀的。
第四章 拉深
第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定
三、复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定
久里金法则求其表面积：
任何形状的母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积，等于 该母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。 如右图所示，旋转体表面积为
A 2Rx L
因拉深前后面积相等，故坯料直径D： D 2 2R x L 4 D 8R x L
（二）拉深变形过程及特点 1．变形现象
平板圆形坯料的凸缘——弯曲绕过凹模圆角，
然后拉直——形成竖直筒壁。
变形区——凸缘； 已变形区——筒壁； 不变形区——底部。 底部和筒壁为传力区。
第四章 拉深
第二节 圆筒形件拉深变形分析
一、拉深变形过程（续）
（二）拉深变形过程及特点（续） 2．金属的流动过程 工艺网格实验 材料转移：高度、厚度发生变化。 3．拉深变形过程 外力 凸缘产生内应力：径向拉应力σ1；切向压应力σ3 凸缘塑性变形：径向伸长，切向压缩，形成筒壁 直径为ｄ高度为Ｈ的圆筒形件（H>（D-d）/2） 拉深单元变形动画
体积不变原则: 若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与
拉深后冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸。 相似原则: 拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似。 但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。 形状复杂的拉深件： 需多次试压，反复修改，才能最终确定坯料形状。 拉深件的模具设计顺序： 先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。 切边工序：拉深件口部不整 (r0 r90 2r45 ) / 2
第四章 拉深
• 4.残余应力 这种周向拉伸应力的存在，会使筒壁由于应力腐蚀而开 裂，如图4-26。 防止措施：使板料变薄，整个断面产生屈服，可大大减 少残余应力。
第四章 拉深
第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定
一、坯料形状和尺寸确定的依据
第四章 拉深
复习第三章的内容
1.弯曲变形过程分析及弯曲过程发生的现象。
2．影响回弹的因素与减少回弹的措施。 3.弯曲件毛坯计算，弯曲力的计算。 4.弯曲件的工艺性（三方面）
5.弯曲件的工序安排(4条原则)
第四章 拉深
内容简介：
拉深是基本冲压工序之一
本章涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、拉深系 数及最小拉深系数影响因素、圆筒形件的工艺计算、其它形 状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定等。
筒 壁 的 拉 裂
第四章 拉深
不变薄拉深
变薄拉深
第四章 拉深
R 0
凸耳的形状
R 0
R 0
按图得： D 2 A A A A i 1 2 3
4
4
故
D
A
i
A1 d ( H r ) A2 A3
2r (d 2r ) 8r 4
2
4
( d 2r ) 2
整理后可得坯料直径为:
D (d 2r ) 2 4d ( H r ) 2r (d 2r ) 8r 2 d 2 4dH 1.72dr 0.56r 2
第四章 拉深
第二节 圆筒形件拉深变形分析
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
2.筒壁的拉裂
主要取决于：
一方面是筒壁传力区中的拉应力；
另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。
当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在 底部圆角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。
防止拉裂：
一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度； 另一方面通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所 受拉应力。
第四章 拉深
拉 深 件 类 型
a）轴对称旋转体拉深件 b)盒形件 c)不对称拉深件
第四章 拉深
１-模柄 ２ -上模座 ３凸模固定板 ４弹簧 ５-压 边圈 ６-定位 板 ７-凹模 ８-下模座 ９ -卸料螺钉 10凸模
拉 深 模 结 构 图
第四章 拉深
第四章 拉深
拉深变形过程
第四章 拉深
拉 深 的 网 格 试 验
第四章 拉深
第二节 圆筒形件拉深变形分析
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
1.凸缘变形区的起皱
主要决定于：
一方面是切向压应力σ 3的大小，越大越容易失稳起皱； 另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。 凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越 小，抵抗失稳能力越小。
最易起皱的位置：凸缘边缘区域 防止起皱：压边