4冲裁模具设计
冲裁模具设计步骤
冲裁模具设计步骤第一步工作：对所设计模具之产品进行可行性分析，以电脑机箱为例，首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析（套图），确保各产品图纸的正确性，另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性，以确定重点尺寸，这样在模具设计中很有好处。
第二步：对产品进行分析采用什么样的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序冲工内容，并利用设计软件进行产品展开，在产品展开时一般从后向前展开，例如一产品需要量五个工序，则从加工成品开始展开，一直向前四工序、三工序、二工序、一工序，并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。
注意，这一步很重要，同时要细心。
第三步：依产品展开图进行备料，在图纸中确定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。
注意：如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。
可以大大的提高设计效益。
如果进行手工计算效率太低。
第四步：模具图的绘制，在备料图纸中再制一份出来，进行各组件的绘制，并且加入线切割的穿丝孔，在成型模中，上下模的成型间隙，一定不能忘记。
尺寸的标注也是一个非常重要的工作。
第五步：校对设计实例 1冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。
零件简图：如图3-1所示．名称：垫圈生产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：2mm要求设计此工件的冲裁模。
图3-1一.冲压件工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。
根据冲模手册表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.1mm．将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证．其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。
2.1.4-5冲裁间隙(模具设计与制造)
Z = D凹 一D凸 如无特殊说明，冲裁间隙一 般是指双边间隙。
2020/7/9
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙 冲裁时受力分析
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙
合理的冲裁间隙 由冲裁变形过程的
分析可知，决定合理间 隙值的理论依据是应保 证在塑性剪切变形结束 后，由凸模和凹模刃口 处所产生的上、下剪切 裂纹重合。如图2.8所示。
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第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙 冲裁间隙关系式：
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第2章 冲裁模结构与设计
2．1．5 凸模和凹模工作部分尺寸的计算
1．尺寸计算的原则 （1）落料时，落料件的尺寸是由凹模决定的，因 此应以落料凹模为设计基准。
冲孔件的尺寸是由凸模决定的，因此应以冲 孔凸模为设计基准。
寸配作，保证间隙值在Zmin -Zmax之内。这种方法多用
于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。
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第2章 冲裁模结构与设计
2．1．5 凸模和凹模工作部分尺寸的计算
1．尺寸计算的原则； 2．凸模和凹模分别加工时的尺寸的计算； 3．凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算；
第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙
冲裁间隙对模具的影响：
（1）间隙小时： 冲裁过程的挤压作用加剧，冲裁力F与摩擦力
冲裁模具设计习题答案
冲裁模具设计习题答案一、填空1.根据变形机理的不同，冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。
2.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。
3.冲裁件的切断面由塌角带、光亮带、断裂带、毛刺四个部分组成。
4.塌角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。
5.光亮带是紧挨塌角并与板面垂直的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。
6.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。
7.塑性差的材料，断裂倾向严重，断裂带增宽，而光量带所占比例较少，毛刺和圆角带大。
8.塑性好的材料，光亮带所占比例较大，塌角和毛刺也大，而毛面所站比例_小_。
9.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为：减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、注意润滑等。
10.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：尽可能采用合理间隙的下限值、保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。
11.冲裁间隙合理时，上下刃口处所产生的剪裂纹能基本重合，光亮带约占板厚的 1/2 ～ 1/3 左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均较小，完全可以满足一般冲裁件的要求。
12.间隙过小时，出现的毛刺比合理间隙时的毛刺长一些，但易去除，而且断面的斜度和塌角小，在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。
13.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。
14.间隙过大时，致使断面光亮带减小，塌角及斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺。
15冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越小，毛刺越长。
16.凸、凹模之间的间隙越小，模具的寿命越短，冲裁力越大。
17.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。
18.在设计模具时，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。
19.凸、凹模磨钝后，其刃口处形成圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺，凸模刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺。
冲裁及冲裁模设计
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
17
第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
18
第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
12
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
10
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
冲裁模具凹模课程设计
冲裁模具凹模课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解冲裁模具凹模的基本结构及其在冲压加工中的应用。
2. 学生掌握凹模设计的基本原则，包括材料选择、形状设计、尺寸计算等。
3. 学生了解冲裁模具凹模的使用与维护要点，以及常见故障的解决方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成简单冲裁模具凹模的设计。
2. 学生能够运用CAD软件进行凹模的图纸绘制，具备初步的计算机辅助设计能力。
3. 学生通过小组合作，完成凹模设计的讨论、修正和优化，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对模具设计专业的兴趣，激发学习热情，形成主动探究的学习习惯。
2. 学生树立质量意识，注重细节，培养精益求精的工作态度。
3. 学生通过学习，认识到模具设计在制造业中的重要性，增强对制造行业的责任感。
课程性质：本课程为专业实践课，以冲裁模具凹模的设计原理和实践操作为核心内容。
学生特点：学生为高中二年级工业设计与制造专业，具备一定的机械基础知识，对模具设计有一定了解，但缺乏实践操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作能力的培养，提高学生的设计思维和创新能力。
通过课程目标的具体分解，使学生在掌握专业知识的同时，培养良好的职业素养。
二、教学内容1. 凹模结构组成及工作原理- 冲裁模具的分类及凹模在其中的作用- 凹模的典型结构及其工作原理2. 凹模设计基础- 材料选择原则及常用材料性能- 凹模形状设计方法和原则- 凹模尺寸计算及其公差配合3. 凹模设计实践- 简单凹模设计案例分析- CAD软件操作教学，完成凹模图纸绘制- 小组讨论，凹模设计方案的修正与优化4. 凹模的使用与维护- 凹模安装、调试与使用注意事项- 凹模的日常维护与保养方法- 常见凹模故障分析与解决方法教学大纲安排：第一周：冲裁模具分类及凹模结构组成第二周：凹模设计基础，包括材料选择、形状设计和尺寸计算第三周：凹模设计实践，分组进行简单凹模设计及图纸绘制第四周：凹模使用与维护知识学习，结合实际案例分析教材章节关联：本教学内容与教材第十章“冲裁模具设计”相关，具体涉及第10.2节凹模结构设计、10.3节凹模设计计算及10.4节模具使用与维护等内容。
冲裁工艺与模具设计-冲裁模设计步骤及实例
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
实际确定冲裁工艺方案时，通常可以先拟定出 几种不同的工艺方案，然后根据冲件的生产批 量、尺寸大小、精度高低、复杂程度、材料厚 度、模具制造、冲压设备及安全操作等方面进 行全面分析和研究，从中确定技术可行、经济 合理、满足产量和质量要求的最佳冲裁工艺方 案。
或级进冲裁； 冲件尺寸较大时，料薄时可用复合冲裁或单工序冲裁，料厚时受
压力机压力限制只宜采用单工序冲裁； 冲件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，受凸凹模强度
限制，不宜采用复合冲裁而宜用级进冲裁，但级进模轮廓尺寸受 压力机台面尺寸限制，所以级进冲裁宜适应尺寸不大、宽度较小 的异形冲件； 形状复杂的冲件，考虑模具的加工、装配与调整方便，采用复合 冲裁比级进冲裁较为适宜，但复合冲裁时其出件和废料清除较麻 烦，工作安全性和生产率不如级进冲裁。
《冲压工艺及模具设计》
第2（章１冲）裁模具工类艺型及冲裁模设计
模具类型主要是指单工序模、复合模、级进模三种。有些单件试 制或小批量生产的情况下，也采用简易模或组合模。
模具类型应根据生产批量、冲件形状与尺寸、冲件质量要求、材 料性质与厚度、冲压设备与制模条件、操作与安全等因素确定。
（２）操作与定位方式
《冲压工艺及模具设计》
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
4 进行必要的工艺计算 在冲裁工艺与模具结构方案确定以后，为了进
一步设计模具零件的具体结构，应进行以下有 关工艺与设计方面的计算：
《冲压工艺及模具设计》
第2（章１冲）裁排工样艺设及计冲与裁计模算设计 根据冲件形状特征、质量要求、模具类型与结构方 案、材料利用率等方面因素进行冲件的排样设计。设 计排样时，在保证冲件质量和模具寿命的前提下，主 要考虑材料的充分利用，所以，对形状复杂的冲件， 应多列几种不同排样方案 （特殊形状件可用纸板按冲 件比例作出样板进行实物排样），估算材料利用率， 比较各种方案的优缺点，选择出最佳排样方案。 排样方案确定以后，查出搭边值，根据模具类型和定 位方式画出排样图，计算条料宽度、进距及材料利用 率，并选择板料规格，确定裁板方式 （纵裁或横 裁），进而确定条料长度，计算一块条料或整块板料 的材料利用率。
冲裁模具设计课程设计
冲裁模具设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握冲裁模具设计的基本理论、方法和技能，能够运用所学知识进行简单的冲裁模具设计。
1.掌握冲裁模具的基本结构和工作原理。
2.掌握冲裁模具设计的基本步骤和方法。
3.了解冲裁模具设计的最新发展动态。
4.能够运用CAD软件进行冲裁模具的二维设计。
5.能够进行冲裁模具的装配和运动分析。
6.能够进行冲裁模具的强度计算和结构优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.增强学生对冲裁模具设计行业的认同感和责任感。
二、教学内容教学内容主要包括冲裁模具的基本理论、设计方法和实际应用。
1.冲裁模具的基本结构和工作原理：介绍冲裁模具的各个部分及其功能，expln how they work together to achieve the desired shaping and cuttingeffects.2.冲裁模具设计的基本步骤和方法： detled explanation of the designprocess, including the selection of die materials, calculation of die strength, and design of die structure.3.冲裁模具设计的最新发展动态： introduce the latest trends andtechnologies in stamping die design, such as the use of CAD software and rapid prototyping technology.4.实际应用案例： analyze real-world examples of stamping die designto demonstrate the application of the concepts and techniques covered in thecourse.三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
冲裁模的结构与设计
定期检查与保养
定期检查冲裁模的外观和结构， 确保没有损坏或变形。
检查冲裁模的刃口是否锋利， 如需磨刃应及时进行。
定期对冲裁模进行润滑，以减 少磨损和保持其良好的工作状 态。
常见故障与排除方法
冲裁出的工件尺寸不稳定
检查冲裁模的刃口是否磨损或松动，调整刃 口间隙或更换磨损件。
冲裁出的工件表面质量差
检查冲裁模的刃口是否锋利，如需磨刃应及 时进行。
冲裁模的应用领域
汽车制造
汽车面板、座椅、车门等部件 的制造。
家用电器
洗衣机、冰箱、空调等产品的 制造。
电子行业
手机、电脑、平板等产品的制 造。
航空航天
飞机、火箭、卫星等高端设备 的制造。
02
冲裁模的结构
上模
01
上模是冲裁模的主要组 成部分，通常安装在冲 压机上。
02
03
04
上模主要由凸模、卸料 板、上模板和垫板等组 成。
标注模具各零件的尺寸、材 料和热处理要求。
绘制详细的装配图，包括各零 件之间的装配关系、配合尺寸
和连接方式等。
审核与修改设计
对设计完成的模具进行审核，确 保其满足工艺要求和结构形式要
求。
根据审核结果，对设计进行必要 的修改和完善。
与制造部门沟通，确保模具制造 的可行性和经济性。
05
冲裁模的维护与保养
04
冲裁模的设计流程
确定工艺要求
1
确定冲裁件的材料、尺寸、精度和表面质量要求。
2
分析冲裁件的工艺性，评估是否适合采用冲裁工 艺。
3
确定冲裁工艺方案，包括冲裁次数、工序组合方 式等。
确定模具结构形式
01
根据冲裁件形状、尺寸和精度要求，选择合适的模具结构形 式。
冲裁工艺和冲裁模具设计
冲裁工艺和冲裁模具设计冲裁工艺是一种常用的金属成形方法，广泛应用于汽车、电子、电器等工业领域。
它通过在金属板材上用模具施加力量，使板材发生塑性变形，实现所需形状的制造。
冲裁工艺的关键是冲裁模具设计，好的模具设计能够提高冲裁质量和生产效率。
冲裁模具设计的要素主要包括模具结构设计、模具材料选择和模具工艺设计。
模具结构设计是冲裁模具设计的核心内容，它决定了模具的功能和可靠性。
模具结构设计需要考虑到所需冲裁零件的形状、尺寸和数量等因素，以及生产效率和模具寿命的要求。
在模具结构设计中，应该注意以下几个方面：1.模具的开合方式：冲裁模具通常是由上模和下模组成，选择合适的开合方式可以提高模具的使用效率和稳定性。
常见的开合方式有固定式、推拉式和旋转式等。
2.模具的导向方式：冲裁模具在使用过程中需要保持稳定位置，通过合理的导向方式可以减少模具的摆动和磨损。
常见的导向方式有滑动导向、滚动导向和定位导向等。
3.模具的定位方式：冲裁模具需要在冲裁过程中保持对准，通过合理的定位方式可以提高冲裁精度和生产效率。
常见的定位方式有销针定位、销轴定位和夹紧定位等。
模具材料选择是冲裁模具设计的重要环节，材料的选择需要考虑到工作环境、冲裁材料和生产要求等因素。
常见的模具材料有工具钢、硬质合金和高速钢等。
根据不同的要求，可以选择合适的材料来提高模具的耐磨性、耐冲击性和耐腐蚀性。
模具工艺设计是冲裁模具设计的关键环节，它直接影响到冲裁质量和生产效率。
模具工艺设计需要考虑到冲裁顺序、切割方式和切割尺寸等因素。
冲裁顺序是指冲裁零件的先后顺序，合理的冲裁顺序可以提高生产效率和模具使用寿命。
切割方式是指冲裁刀具与板材的接触方式，常见的切割方式有切割、剪断和破裂等。
切割尺寸是指冲裁零件的尺寸要求，合理的切割尺寸可以提高冲裁质量和成品率。
总之，冲裁工艺和冲裁模具设计是冲裁技术的重要组成部分。
合理的冲裁工艺和模具设计可以提高冲裁质量和生产效率，降低生产成本和能源消耗。
冲裁模具设计资料
冲裁模具设计资料摘要：冲裁模具是一种用于冲压工艺的专用模具，其设计关系到产品的加工效率和质量。
本文将介绍冲裁模具的设计要点、设计步骤以及所需的设计资料，以帮助读者了解冲裁模具设计的基本知识。
一、冲裁模具的设计要点1.加工工艺要求：需要了解产品的冲压工艺要求，例如材料的厚度、强度、硬度等，以及产品的形状和尺寸要求。
这些要求将直接影响模具的设计和制造。
2.模具结构设计：模具的结构设计需要考虑冲头、模座、模板、导向装置等组成部分之间的相互配合关系，以及冲击力和工作台面的承载能力。
此外还需要设计合适的导向方式和过渡孔等结构来保证模具的稳定性和工作精度。
3.模具材料选择：模具的材料需要具备足够的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，以确保模具在长时间的工作中不会出现损坏或变形。
常见的模具材料有优质合金工具钢、硬质合金、高速钢等。
4.冲裁模具的位置和安装：冲裁模具在机床上的安装需要考虑机床的尺寸和结构限制，以及工作台面的承载能力。
正确的安装位置和方式可以提高冲裁模具的工作效率和精度。
二、冲裁模具的设计步骤冲裁模具的设计步骤通常包括以下几个步骤：1.分析产品要求：了解产品的形状、尺寸和加工要求，包括冲压工艺要求和质量要求。
2.绘制工艺图：根据产品要求绘制工艺图，包括冲压工序和冲裁模具的位置和结构。
3.确定模具结构：根据工艺图和实际生产情况，确定冲头、模座、模板等组成部分的结构和尺寸。
4.选择材料：根据冲裁模具的工作环境和要求，选择合适的模具材料。
5.设计模具零件：根据模具结构确定各个零件的尺寸和形状，包括导向装置、过渡孔等。
6.绘制模具图纸：根据模具设计要求，使用CAD软件或手绘图纸绘制模具零件图纸。
7.制造模具：根据模具图纸进行模具的制造和组装。
8.调试和试产：进行模具的调试和试产，检验模具的工作效果和生产能力。
三、冲裁模具设计所需的资料1.产品图纸：了解产品的形状、尺寸和加工要求。
2.工艺要求：包括产品的冲压工艺要求和质量要求。
冲裁工艺及冲裁模设计
工艺性原则
冲裁模设计应满足生产 工艺要求，确保冲裁件
的质量和精度。
安全性原则
设计应确保操作安全， 防止模具使用过程中出
现危险。
经济性原则
在满足功能和安全性的 前提下，降低模具成本
。
维护性原则
设计应便于模具的安装 、调试、维修和保养。
冲裁模设计的步骤与方法
明确设计任务
了解冲裁件的结构、尺寸、材料和生产批量 等要求。
。
强度和韧性
选择具有良好强度和韧性的材 料，以确保模具在使用过程中 不易开裂或断裂。
热处理性能
选择适合的热处理工艺，以提 高模具的硬度和耐久性。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 量选择价格较低的材料，降低
模具成本。
03 冲裁模结构设计
冲裁模结构的选择
根据产品要求选择合适的冲裁模结构，如简单模 、连续模、复合模等。
03
固定方式。
冲裁模的装配与调试
01
根据设计图纸，正确装 配凸模、凹模、压板、 螺栓等零件。
02
检查装配后的冲裁模是 否符合设计要求，并进 行必要的调整。
03
进行试冲，检查冲裁件 的质量、尺寸精度和模 具的稳定性，对模具进 行调整优化。
04
对冲裁模进行保养和维 护，确保其长期稳定运 行。
04 冲裁模设计实例分析
Байду номын сангаас
实例一：简单冲裁模设计
总结词
结构简单、成本低、适用于中小批量生产
详细描述
简单冲裁模设计通常采用单工序模具，结构相对简单，制造成本较低，适用于中小批量生产。这种模具一般由上 模和下模组成，通过压力机将上模压下，使板料分离，完成冲裁工序。
实例二：复杂冲裁模设计
冲压工艺及模具设计(3篇)
第1篇一、引言冲压工艺是一种常见的金属成形工艺，广泛应用于汽车、家电、电子、航空等行业。
冲压工艺具有生产效率高、成本低、精度高、尺寸稳定性好等优点。
模具是冲压工艺中的关键设备，其设计质量直接影响到冲压产品的质量和生产效率。
本文将对冲压工艺及模具设计进行简要介绍。
二、冲压工艺概述1. 冲压工艺原理冲压工艺是利用模具对金属板材施加压力，使其产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的零件。
冲压工艺的基本原理是金属的塑性变形，即金属在受到外力作用时，产生塑性变形而不破坏其连续性的过程。
2. 冲压工艺分类（1）拉深：将平板金属沿模具凹模形状变形，形成空心或实心零件的过程。
（2）成形：将平板金属沿模具凸模形状变形，形成具有一定形状的零件的过程。
（3）剪切：将平板金属沿剪切线剪切成一定形状和尺寸的零件的过程。
（4）弯曲：将平板金属沿模具凸模形状弯曲，形成具有一定角度的零件的过程。
三、模具设计概述1. 模具设计原则（1）满足产品精度和尺寸要求：模具设计应保证冲压产品具有高精度和尺寸稳定性。
（2）提高生产效率：模具设计应优化工艺流程，减少不必要的加工步骤，提高生产效率。
（3）降低生产成本：模具设计应选用合适的材料，降低模具成本。
（4）确保模具寿命：模具设计应考虑模具的耐磨性、耐腐蚀性等性能，延长模具使用寿命。
2. 模具设计步骤（1）产品分析：分析产品的形状、尺寸、材料等，确定模具设计的基本要求。
（2）工艺分析：根据产品形状和尺寸，确定冲压工艺类型，如拉深、成形、剪切、弯曲等。
（3）模具结构设计：根据工艺要求，设计模具结构，包括凸模、凹模、导向装置、压边装置等。
（4）模具零件设计：根据模具结构，设计模具零件，如凸模、凹模、导向装置、压边装置等。
（5）模具加工：根据模具零件设计，进行模具加工。
（6）模具调试：完成模具加工后，进行模具调试，确保模具性能符合要求。
四、冲压工艺及模具设计要点1. 冲压工艺要点（1）合理选择材料：根据产品形状、尺寸、性能要求，选择合适的金属材料。
冲裁模具课程设计
冲裁模具课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解冲裁模具的基本概念，掌握模具的构造、分类及工作原理；2. 使学生掌握冲裁模具设计的基本方法，了解模具设计中的关键技术；3. 帮助学生了解冲裁模具的材料选择、加工工艺及其对模具性能的影响。
技能目标：1. 培养学生具备独立设计简单冲裁模具的能力，能够运用CAD软件进行模具设计；2. 提高学生分析、解决冲裁模具设计过程中问题的能力；3. 培养学生通过团队合作完成模具设计项目，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对冲裁模具设计的学习兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨、认真、负责的工作态度，使其具备良好的职业素养；3. 引导学生关注模具行业的发展，了解国家相关政策，增强社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在通过理论与实践相结合的教学方法，使学生掌握冲裁模具设计的基本知识和技能，培养具备创新意识和实践能力的高素质模具设计人才。
课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 冲裁模具基础知识：- 模具分类、结构及工作原理；- 冲裁模具的材料及热处理；- 冲裁模具设计的基本原则。
2. 冲裁模具设计方法：- 冲裁模具设计步骤及要点；- 冲裁模具结构设计；- 冲裁模具零件设计。
3. 冲裁模具设计关键技术：- 冲裁力计算与设备选择；- 冲模导向与定位设计；- 冲模间隙与刃口设计。
4. 冲裁模具设计实践：- 简单冲裁模具设计实例分析；- CAD软件在冲裁模具设计中的应用；- 模具设计项目实践。
5. 教学内容安排与进度：- 基础知识（2课时）；- 设计方法（3课时）；- 关键技术（4课时）；- 设计实践（5课时）。
教学内容依据课程目标，结合教材相关章节进行组织，确保科学性和系统性。
通过以上教学内容的学习，使学生掌握冲裁模具设计的基本知识和技能，为后续课程和实际工作打下基础。
三、教学方法针对本课程内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过教师讲解，使学生掌握冲裁模具设计的基本理论知识，如模具分类、结构、工作原理等。
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4冲裁模具设计4 冲裁模具设计教学内容：确定模具类型，设计计算凸凹模刃口的形状、尺寸、精度、配合间隙以及选择定位、卸料方式等。
教学要求：了解各种类型冲裁模具的结构形式、使用范围及其特点。
掌握冲裁模具的设计步骤。
根据工艺方案所定的工艺顺序、工序性质和设备选用情况设计一般的冲裁模具。
4.1 普通冲裁模设计基本原则：(1) 模具与制件的尺寸精度及生产批量适应(2) 模具与压力机适应(3) 模具与工艺适应(4) 尽量选用标准模架和模具零件(5) 模具工作与存放安全4.1.1 无导向开式简单冲裁模特点：结构简单，重量轻，尺寸小，制造容易，成本低。
但调整麻烦，寿命低，冲裁件精度差，操作不够安全。
第4章冲裁模具设计·86·应用：精度要求不高、形状简单、批量小的冲裁件。
图4.1 无导向开式简单冲裁模4.1.2 导板式落料冲裁模特点：有导板导向，但压力机行程要短(一般不大于20mm)。
第4章冲裁模具设计·87·图4.2 导板导向式冲裁模4.1.3 设计实例4.1.3.1 导柱导套式落料冲裁模特点：导柱、导套进行精确导向定位应用：精度要求较高、生产批量较大的冲裁件第4章冲裁模具设计图4.3 导柱导套式落料模4.1.3.2 设计举例·88·第4章 冲裁模具设计图4.4 制件图材料Q235，大批量生产1) 冲裁件工艺分析外形简单，一次冲裁加工即可成形。
大批量生产，采用单工序、后侧导柱导套式冲裁模进行加工。
制件尺寸较厚，采用固定卸料板刚性卸料和下出料的方式。
2) 工艺计算(1) 冲裁力、卸料力、推件力计算及初选压力机查表Q235的MPaMPa b 460375～=σ，取MPa b 460=σ。
表4-1 部分碳素结构钢力学性能牌 号 屈服强度sσ/ MPa 伸长率δ/%抗拉强度bσ/ MPa Q215Q235 165～215 185～235 26～31 21～26 335～410 375～460第4章 冲裁模具设计·90·计算冲裁力：1b ππ403460N 173328N F Dt σ==⨯⨯⨯=查表0.045K =推；表4-2 卸料力、推件力和顶件力系数8mm h =有冲孔废料的个数833h n t==≈个推料力：2130.045173 32823399)(N F nK F ==⨯⨯=推 总力：12(173********)196727(N)F F F =+=+= 初选：公称压力为250kN 的开式压力机。
(2) 确定模具压力中心本例产品为对称形状制件，压力中心位于制件的几何中心。
总第4章冲裁模具设计(3) 计算排样由表4.3取搭边值12a=（便于进距取整）， 2.5a=条料宽度为45mm，进距为42mm。
表4-3 最小工艺搭边值(单排)材料厚度t / mm工件间a1/mm沿边a/mm ＜0.25 1.8 2.00.25～0.5 1.2 1.50.5～0.8 1.0 1.20.8～1.2 0.8 1.01.2～1.6 1.0 1.21.6～2.0 1.2 1.52.0～2.5 1.5 1.82.5～3.0 1.8 2.23.0～3.5 2.2 2.5(4) 冲裁摸间隙及凹模、凸模刃口尺寸公差计算查表，min 0.46mmZ=，max0.64mmZ=。
表4-4 冲裁模初始双面间隙z ( z = 2c ) (单位：mm)板料厚度/mm材料08、10、35、Q23540、50 65MnZ min Z max Z min Z max Z min Z max0.5 0.040 0.060 0.040 0.080 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092第4章 冲裁模具设计·92·查表，p0.02mm δ=，d0.03mm δ=。
表4-5 规则形状(圆形、方形)冲裁凸模、凹模的极限偏差查表，0.5x =。
表4-6 磨损系数x第4章 冲裁模具设计·93·由于pd 0.05mm δδ+=，maxmin 0.18mmZZ -=，满足maxminZZ -≥p d δδ+故凸、凹模采取分别制造的方法。
凸、凹模尺寸：d0.030.03d 000()(400.50.25)mm 39.88mm D D x δ∆+++=-=-⨯=p 000p d min 0.020.02(Z )(39.880.46)mm 39.42mm D D δ---=-=-=3) 有关模具零件设计计算(1) 凹模、凸模、凸凹模尺寸取凹模厚30mm ，外圆直径110mm φ。
（校核） 凸模采用圆形冲孔凸模，采用固定板固定方式。
(2) 选择上、下模板及模柄采用GB/T2851.3—1990后侧滑动导柱导向模架。
根据凹模外形尺寸110mm φ选相近规格标准模板L B ⨯，为160mm 125mm ⨯，上模板厚40mm ，下模板厚50mm 。
选用GB/T2861.1—1990导柱25mm 180mm φ⨯，GB/T2861.6—1990导套25mm 95mm 38mm φ⨯⨯。
根据压力机模柄孔尺寸，选择40110A ⨯JB/T7646.1—1994压入式模柄。
(3) 其他结构尺寸垫板：110mm6mmφ⨯凸模固定板：110mm45mmφ⨯刚性卸料板：110mm12mmφ⨯导料板：110mm8mmφ⨯凸模长度：p (45201280.5)mm85.5mmH=++++=，取86mm 4) 模具闭合高度0(40645201283050)mm211mmH=+++++++=所选压力机闭合高度max 250mmH=，min(25070)mm180mmH=-=。
满足max 5mmH-≥0H≥min10mmH+5) 绘制模具总图及零件图·94·图4.5 冲裁模装配图图4.6 工作零件图·95·4.1.4 连续模连续模——在一次冲压行程中，在几个不同的工位上同时完成多道工序的冲裁的冲模，又称级进模。
图4.7 侧刀定距边连续冲裁模·96·4.1.5 正装式复合模正装式复合模：落料凹模在下模布置。
图4.8 正装式冲孔落料复合冲裁模4.1.6 倒装式复合模倒装式复合模：落料凹模在上模布置的复合模。
·97·图4.9 冲孔落料倒装式复合冲裁模·98··99· 优点：废料能直接从压力机落料孔落下，操作方便，生产效率较高，应用广泛。
4.2 特殊冲裁模设计4.2.1 拼块式冲裁模模具凸模或凹模采用拼块的方法组成。
图4.10 拼块上螺钉、销钉的布置图4.11 嵌入法(a) 冲大件拼块落料模平面结构(b) 冲大件拼块落料上模·100·图4.12 冲大件拼块落料模结构4.2.2 厚料冲孔模图4.13 厚料冲孔模结构图4.2.3 小孔冲裁模对于一般的软钢，其最小极限孔径d等于板料厚度t，min即d t 。
min小孔冲模的结构特点主要是保护凸模不被折断。
通常采用凸模全长导向方式，或采用超短凸模方式。
图4.14所示小孔冲模。
工件厚度2mm，Q235钢板，冲两个2mm孔。
·101·图4.14 对凸模采用全长导向的小孔冲模结构·102··103·图4.15 活动护套与固定护套结构图图4.16 凸模导向组件在工作始末情况4.2.4 悬臂式冲孔模与侧向冲孔模图4.17 悬臂式冲孔模结构图4.2.5 两同心件落料模图4.18 同心件落料复合模结构·104··105·图4.19 同心件零件图4.2.6 硬质合金冲裁模硬质合金冲裁模——用硬质合金作为凸模和凹模材料的冲裁模。
特点：模具寿命比一般合金钢模具寿命高20倍～30倍。
模具成本比一般合金钢模高3倍～4倍。
材料：含钴量在8%～30% 的钨钴类合金，YG15、YG20、YG25。
图4.21 硬质合金连续冲裁模结构·106··107·(a) 零件图(b) 排样图图4.22 零件图及排样图4.2.7 棒料切断模(a) 正视图·108·(b) 俯视图图4.23 棒料切断模结构图4.2.8 非金属冲裁模(a) 冲孔的刃口 (b) 落料的刃口 (c) 复合模图4.24 尖刃冲裁模结构·109·4.2.9 精密冲裁模4.2.9.1 整修整修——将普通冲裁后所得的毛坯放在整修模中进行一次或数次整修加工，去掉粗糙不平的断面与锥度，得到光滑平整的断面。
整修工艺示意图，如图4.25所示。
图4.25 整修工艺示意图 图4.26 尖角的整修4.2.9.2 光洁冲裁 1) 小间隙圆角刃口冲裁·110·图4.27 带椭圆角或圆角的凹模2) 负间隙冲裁图4.28 负间隙冲裁图4.29 负间隙冲裁凸模尺寸分布4.2.9.3 精冲工艺特点：压力下塑性变形，阻止与推迟裂纹产生。
图4.30 精冲模具结构简图模具结构：·111·图4.31 落料冲孔精冲模·112·图4.32 凸模活动式复合精冲模习题1. 简述题(1) 试分析无导向开式冲裁模、导板式冲裁模与导柱式冲裁模各自特点(2) 正装复合模与倒装复合模各有何特点？如何选择？·113·第4章冲裁模具设计(3) 滚动模架和滑动模架相比，在结构特点上有什么不同？(4) 非金属冲裁的特点和金属冲裁的特点有什么不同？非金属冲裁的凸、凹模刃口形状和金属冲裁的凸、凹模刃口形状有什么不同？(5) 整修的冲裁原理和普通的冲裁原理有什么不同？整修的精度可以达到多少？(6) 采用精冲和采用负间隙冲裁有何异同？(7) 简述精冲工艺原理，并分析精冲模具的结构特点。
2. 设计题(1) 如图4.33所示大型工件，如采用拼块式落料模结构形式，应该如何划分镶拼结构？图4.33 设计拼块落料模的拼块形式(2) 设计落料冲裁模，材料Q235，t=2mm，如图4.34所示。
·114·第4章冲裁模具设计·115··115·图4.34 设计落料冲裁模(3) 设计冲孔落料级进模或复合模，并且对这两种模具的特点进行比较。
材料10钢，t=2mm，如图4.35所示。
图4.35 设计冲孔落料级进模或复合模。