冲压模具设计与制造(4-4)
模具设计与制造试题四及答案
模具设计与制造试题四及答案一、填空题（20分，每空1分）1.模具设计有两个基本条件，即和。
2.常用的冲压材料主要有、和。
3.弯曲变形过程可以分为、和三个阶段。
4.拉深可分为和。
5.空心坯料胀形的方法一般分为和。
6.根据成型工艺的性能不同，塑料可分为和。
7.常见的压铸机按压射室的特点可分为和两类。
8.模具中常用的成形铣削加工方法有和。
9.注射模的浇注系统可分为和两大类。
二、判断题（10分，每题1分）1.冲压模具的导柱和导套大都使用高碳钢制造。
（）2.相对弯曲半径大，弯曲变形程度小，则弯曲后的回弹量就小。
（）3.材料硬化指数值越大，拉深性能就越差，越容易拉裂。
（）4.落料时，应以凸模为基准配制凹模。
（）5.外缘翻边时应力应变的分布是不均匀的，在变形区内切向的拉应力和应变在中部最小，向两端逐渐增大。
（）6.带有活动镶件的注射模具生产效率高，一般用于大批量生产。
（）7.当工件表面有硬皮，或机床的进给机构有间隙时，尽量采用顺铣。
（）8.材料的应力状态中，压应力的成分越大，拉应力的成分越小，越有利于材料塑性的发挥。
（）9.在压力机的一次行程中，能完成两道或两道以上的冲压工序的模具称为级进模。
（）10.刀具半径补偿的目的在于编程时可以不考虑刀具的半径，只要在实际加工中输入刀具半径即可。
（）三、选择题（16分，每题2分）1.缩口变形区的材料主要受（）。
A、两向拉应力B、两向压应力C、径向拉应力和切向压应力D、径向压应力和切向拉应力2.在注射模中，为便于凝料从主流道中拉出，需要将主流道设计成圆锥形，锥度一般为（）。
A、2°~6°B、6°~10°C、10°~16°D、16°~20°3.在注射成型的每个周期中，将塑件及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称为（）。
A、导向机构B、顶件机构C、抽芯机构D、推出机构4.金属熔体从进入内浇口至充满型腔和溢流槽所需的时间称为（）。
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。
冲压模具设计与制作配套案例库：案例09 冲模结构与设计
案例九冲模结构与设计冲模是冲压生产的主要工艺设备，冲模结构设计对冲压件品质、生产率及经济效益影响很大。
因此，了解冲模结构，研究和提高冲模的各项技术指标，对冲模设计和发展冲压技术是十分必要的。
8. 1冲模分类及其特点按不同的特征对冲模进行分类，其分类方法主要有：（1）按冲压工序性质可分为冲裁模、拉深模、翻边模、胀形模、弯曲模……。
习惯上把冲裁模当作所有分离工序模的总称，包括落料模、冲孔模、切断模、切边模、半精冲模、精冲模及整修模等。
（2）按冲压工序的组合方式可分为单工序模、级进模和复合模。
1）单工序模在压力机一次冲压行程内，完成一道冲压工序的模具。
2）级进模在压力机一次冲程内，在模具不同工位上完成多道冲压工序的模具。
3）复合模在压力机一次行程内，在模具一个工位上完成两道以上冲压工序的模具。
（4）按进料、出件及排除废料方式可分为手动模、半自动模、自动模。
（5）按模具零件组合通用程度可分为专用模（包括简易模）和组合冲模。
（6）按凸、凹模材料可分钢模、硬质合金模、钢结硬质合金模、聚氨酯模、低熔点合金模等。
（7）按模具轮廓尺寸可分为大型模、中型模、小型模等。
8.2冲模零部件分类及功能各种类型冲模复杂程度不同，所含零件各有差异，但根据其作用都可归纳为如下五种类型：(1)工作零件工作零件直接使被加工材料变形、分离，而成为工件，如凸模、凹模、凸凹模等。
(2)定位零件定位零件控制条料的送进方向和送料进距，确保条料在冲模中的正确位置，有挡料销、导正销、导尺、定位销、定位板、导料板、侧压板和侧刃等。
(3)压料、卸料与顶料零件压料、卸料与顶料零件包括冲裁模的卸料板、顶出器、废料切刀、拉深模中的压边圈等。
卸料与顶料零件在冲压完毕后，将工件或废料从模具中排出，以使下次冲压工序顺利进行；拉深模中的压边圈的作用是防止板料毛坯发生失稳起皱。
(4)导向零件导向零件的作用是保证上模对下模相对运动精确导向，使凸模与凹模之间保持均匀的间隙，提高冲压件品质。
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。
冲压工艺与模具设计第4章 拉深
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。
1.等重量法 ：已有拉深件样品时，使用等重量法来求毛 坯直径会非常方便。 2.等体积法 ：适用于变薄拉深件。
3.等面积法：不变薄拉深工序用来计算毛坯尺寸的依据。
4.3.2 修边余量
修边余量：拉深件口部或凸缘周边不整齐;特别是经过多 次拉深后的制件，口部或凸缘不整齐的现象更为显著;因 此必须增加制件的高度或凸缘的直径，拉深后修齐增加 的部分即为修边余量。
4.凸模圆角部分 5.筒底部分 坯料各区的应力与应变是很不均匀的。
拉深过程中零件应力与应变状态
4.2.3 拉深变形过程中凸缘变形区的应力分布
圆筒件拉深时凸缘
变形区应力分布图
4.2.4 拉深件主要质量问题
拉深过程中的质量问题：Fra bibliotek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。
毛坯尺寸的计算必须将加上了修边余量后的制件尺寸作 为计算的依据。 表4-5为无凸缘圆筒件的修边余量； 表4-6为带凸缘圆筒件的修边余量。
4.3.3 简单旋转体拉深件毛坯尺寸计算
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。
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。
17809-冲压工艺与模具设计-电子教案-模块4
盒形件拉深时的应力分布
项目一 拉深工艺
低盒形件拉深件的毛坯
项目一 拉深工艺
高盒形件拉深件的毛坯
项目一 拉深工艺
任务八 其他拉深方法 变薄拉深件图
项目一 拉深工艺
液体凸模拉深的变形过程
项目一 拉深工艺
聚氨酯橡胶拉深模 强制润滑拉深
项目一 拉深工艺
变薄拉深
项目一 拉深工艺
项目二 拉深模具结构及工作原理
任务一 首次拉深模具的结构及工作原理
1. 无压边首次拉深模具
2. 有压边的首次拉深模具
项目二 拉深模具结构及工作原理
无压边装置的首次拉深模具 工作时，毛坯在定位圈3中 定位，拉深结束后，工件由 凹模底部的台阶完成脱模， 并由下模座底孔落下。由于 模具没有采用导向机构，故 模具安装时由校模圈2完成 凸、凹模的对中，保证间隙 均匀，工作时将校模圈移走。 该模具结构简单，制造方便， 通常用于材料塑性好、相对 厚度较大的零件拉深。由于 其凸模要深入凹模，所以只 适用于浅拉深。
项目二 拉深模具结构及工作原理
任务一 首次拉深模具的结构及工 作原理 任务二 再次拉深模具的结构及工 作原理
模块小结
项目一 拉深工艺
任务一 拉深概念及分类 典型拉深件
项目一 拉深工艺
拉深件的分类
项目一 拉深工艺
不变薄拉深
项目一 拉深工艺
变薄拉深
项目一 拉深工艺
任务二 直壁圆筒形件拉深的变形过程及特点 圆筒形拉深件
项目二 拉深模具结构及工作原理
无压边圈的再次拉深模具
项目二 拉深模具结构及工作原理
带弹性压边圈的再次拉深模具
项目二 拉深模具结构及工作原理
冲压工艺及模具设计试题1答案
填空题1.冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其变形或分离,从而获得冲件的一种压力加工方法.2.冲压加工获得的零件一般无需进行（机械）加工,因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无（废料)的加工方法.3.性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。
4.材料的冲压成形性能包括(形状冻结性）和（贴模性）两部分内容。
5、材料的应力状态中，压应力的成分（愈大），拉应力的成分（愈小），愈有利于材料塑性的发挥。
6、用的金属材料在冷塑性变形时,随变形程度的增加，所有强度指标均（提高),硬度也(提高），塑性指标(降低），这种现象称为加工硬化。
7、件的切断面由(圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺区）四个部分组成。
8、裁变形过程大致可分为(弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段）的三个阶段.10、在设计模具时，对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件,应选用（较小）的间隙值；对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件，以提高模具寿命为主，应选用（较大）的间隙值。
11、孔时，因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致,应先确定凸模尺寸，即以凸模尺寸为基础，为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故从孔凸模基本尺寸应取（在制件的最大极限尺寸附近）,而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸（加上最小初始双面间隙)。
12、凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有（互换性）,制造周期（短)，便于（维修)。
其缺点是(制造公差)小,凸、凹模的制造公差应符合（δp+δd≤△Z）的条件。
13、搭边是一种（工艺）废料,但它可以补偿（定位）误差和（板料宽度）误差，确保制件合格；搭边还可(提高条料的刚性），提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被（拉入模具间隙)，从而提高模具寿命。
14、为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动，常用（阶梯凸模冲裁)法、（斜刃冲裁）和(加热冲裁）法来降低冲裁力。
15、导料销导正定位多用于(单工序模)和(复合模)中,而导正销通常与（侧刃)，也可与（挡料销）配合使用.16、为了提高弯曲极限变形程度,对于侧面毛刺大的工件，应（先去除毛刺）；当毛刺较小时，也可以使有毛刺的一面处于(弯曲件的内侧），以免产生应力集中而开裂。
冲压模具设计
冲压模具设计第2章冲裁⼯艺及冲裁模具设计冲裁是指利⽤模具在压⼒机上使板料产⽣分离的冲压⼯艺。
冲裁可直接冲出所需形状的零件，也可为其它⼯序制备⽑坯。
冲裁时所使⽤的模具称为冲裁模。
冲裁⼯艺的种类很多，常⽤的有落料、冲孔、切断、切边、切⼝等，其中落料和冲孔应⽤最多。
从板料上冲下所需形状的零件(或⽑坯)称为落料；在零件(或⽑坯)上冲出所需形状的孔(冲去部分为废料)称为冲孔。
落料与冲孔的变形性质完全相同，但在进⾏模具设计时，模具尺⼨的确定⽅法不同，因此，⼯艺上必须作为两个⼯序加以区分。
冲制外形D的冲裁⼯序为落料，如图2.1(a)所⽰；冲制内孔d的⼯序为冲孔，如图2.1(b)所⽰。
根据冲裁的变形机理不同，冲裁⼯艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两⼤类。
精密冲裁断⾯较光洁，精度较⾼，但需专门的精冲设备与模具。
2.1 冲裁过程分析2.1.1 冲裁原理冲裁变形过程，如图2.2所⽰，⼤致可分为三个阶段：1.弹性变形阶段如图2.2(a)所⽰，当凸模下压接触板料时，材料将产⽣短暂的、轻微的弹性变形。
此时如果提升凸模，变形将完全消失。
2.塑性变形阶段如图2.2(b)所⽰，凸模继续下压，板料变形区的应⼒将继续增⼤。
当应⼒状态满⾜屈服极限时，材料便进⼊塑性变形阶段。
这⼀阶段突出的特点是材料只发⽣塑性流动，⽽不产⽣任何裂纹，凸模继续切⼈板料，同时将板料的下部挤⼊凹模孔内。
3.断裂分离阶段图2.1 垫圈冲裁中的落料与冲孔图2.2(c)、(d)、(e)表⽰了断裂分离的全过程，其中图(c)表⽰当凸模切⼊板料达到⼀定深度时，在凹模侧壁靠近刃⼝处的材料⾸先出现裂纹。
这表明塑性剪切变形的终⽌和断裂分离的开始。
图(d)表⽰裂纹发展与贯通的情形。
图(e)表⽰冲裁结束时板料被完全分裂分离的情形。
被冲⼊孔的⼀块料在落料时为⼯件，冲孔时为废料。
留在凹模⾯上的材料在冲孔时为⼯件，落料时为废料。
普图2.2 冲裁变形过程及冲裁件剪切断⾯(a)弹性变形(b)塑性变形(c)出现裂纹(d)裂纹贯通(e)板料完全断裂分离(f)剪切断⾯l⼀凸模2⼀板料3⼀凹模4⼀冲孔为⼯件，落料为废料5⼀落料为⼯件，冲孔为废料通冲裁件的剪切断⾯状况如图2.2(f)所⽰，其精度⼀般在IT10级以下，表⾯粗糙度Ra可达3.2 ~50µm。
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∑。
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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d2 m 第二次拉深系数: 2 = d1
第n次拉深系数: n = d n m
d n 1
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
二,拉深次数与工序件尺寸
求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸. 材料为10钢,板料厚度t=2mm. 解:因t>1mm,故按板厚中径尺寸计算. (1)计算坯料直径 根据零件尺寸,其相对高度为
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例(续) (3)各次拉深工序件尺寸的确定 调整各次拉深系数,从最后一道工序算起 各次工序件直径为 d4=m4d3=0.846×33.1mபைடு நூலகம்=28mm d3=m3d2=0.83×39.9mm=33.1mm d2=m2d1=0.78×51.6mm=39.9mm d1=m1D=0.52×98.2mm=51.6mm 则m1=0.52,m2=78,m3=0.83,m4=0.846 各次工序件底部圆角半径按表4-8取以下数值: r1=7mm,r2=4mm,r3=3mm,r4=3mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
三,圆筒形件拉深的压料力与拉深力
2.拉深力与压力机公称压力 (1)拉深力 采用压料圈拉深时 首次拉深 F = πd1tσ b K1 以后各次拉深 F = πd i tσ b K 2 (i=2,3,…,n) 不采用压料圈拉深时 首次拉深 F = 1.25π ( D d1 )tσ b 以后各次拉深 F = 1.3π (d i 1 d i )tσ b (i=2,3,…,n)
得,h1=30.4
h2=48.7 h3=63.3
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例4.4.1(续) ( (5)工序件草图
第四章 拉深工艺与拉深模设计
作业布置:
完成连续作业.
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
三,圆筒形件拉深的压料力与拉深力
1. 压料装置与压料力 压料装置产生的压料力FY大小应适当: 在保证变形区不起皱的前提下,尽量选用小的压料力. 理想的压料力是随起皱可能性变化而变化. 任何形状的拉深件: FY= Ap 式中 A――压料圈下坯料的投影面积; p――单位面积压料力,p值可查表;
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例(续) (4)各次工序件高度根据计算公式
D2 r h1 = 0.25 d1 + 0.43 1 (d1 + 0.32r1 ) d1 d1 D2 r + 0.43 2 (d 2 + 0.32r2 ) h2 = 0.25 d2 d2 d2 ... D2 r hn = 0.25 d n + 0.43 n (d n + 0.32rn ) dn dn
第四章 拉深工艺与拉深模设计
作业布置:
完成连续作业.
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第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
三,圆筒形件拉深的压料力与拉深力
2.拉深力与压力机公称压力 (2)压力机公称压力 单动压力机,其公称压力应大于工艺总压力Fz. 工艺总压力为 Fz = F + FY 注意: 当拉深工作行程较大,尤其落料拉深复合时,应使工艺力 曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下. 在实际生产中,可以按下式来确定压力机的公称压力 Fg : 浅拉深 Fg ≥ (1.6 ~ 1.8) Fz 深拉深 Fg ≥ (1.8 ~ 2.0) Fz
H 76 1 75 = ≈ 2.7 = d 30 2 28
例
查表4-1得切边量 坯料直径为
h = 6mm
D = d 2 + 4d ( H + h) 1.72 dr 0.56 r 2
代已知条件入上式得D=98.2mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例(续) (2)确定拉深次数 t 2 = × = > 坯料相对厚度为 D 98.2 100% 2.03% 2% 首次拉深采用压料圈. 根据t/D=2.03%,查表4-4得各次极限拉深系数m 1 =0.50, m2=0.75,m3=0.78,m4=0.80,…. 故 d1=m1D=0.50×98.2mm=49.2mm d2=m2d1=0.75×49.2mm=36.9mm d3=m3d2=0.78×36.9mm=28.8mm d4=m4d3=0.8×28.8mm=23mm 此时d4=23mm<28mm 所以应该用4次拉深成形.
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
三,圆筒形件拉深的压料力与拉深力
1.压料装置与压料力 圆筒形件首次拉深 FY = π [D 2 ( d 1 + 2 rA1 ) 2 ]p
4
圆筒形件以后各次拉深 FY =
π
[d 4
2
i 1
( d i + 2 rAi ) 2 p
]
(i=2,3,…,n)
第四章 拉深工艺与拉深模设计
复习上次课的内容
1.什么叫拉深?拉深的常见缺陷有哪几种? 2.拉深件毛坯尺寸计算的方法和步骤
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
一,拉深系数
1.拉深系数的定义 拉深系数m是以拉深后的直 拉深系数m 径d与拉深前的坯料D(工 序件dn)直径之比表示.
m 第一次拉深系数: 1 = d1 D