毕业设计（论文）
题目：圆形工件的弯曲模具设计
学生姓名：李小兵学号：
学部（系）：机械与电气工程
专业年级： 12材料成型及控制工程
指导教师：朱月亭职称或学位：硕士2016 年 5 月 20 日
目录
摘要 (4)
关键词....................................................................................................... 4 Abstract. (5)
Keywords (5)
1.前言 (6)
1.1冲压的概念特点及分类 (6)
1.2 冲压模具的现状与发展趋势 (6)
1.2.1 冲压模具的现状 (6)
1.2.2 冲压模具的发展趋势 (7)
1.3 本课题的意义及主要内容 (8)
1.3.1 选题的意义 (8)
1.3.2 本课题的主要内容 (8)
2.圆形工件的工艺分析 (9)
2.1 工件分析 (9)
2.2 加工分析 (10)
3.弯曲工艺方案的确定 (11)
3.1 弯曲工艺分析比较 (11)
3.1.1 摆动式圆形弯曲模 (11)
3.1.2 楔形圆形弯曲模 (12)
3.2 弯曲工艺选定 (14)
4.弯曲模具工艺计算 (15)
4.1 弯曲件毛坯尺寸的计算 (15)
4.1.1 弯曲应变中性层位置的确定 (15)
4.1.2 弯曲件毛坯长度计算 (15)
4.2 弯曲力计算与压力机选用 (16)
4.2.1 自由弯曲力计算 (16)
4.2.2 校正弯曲力计算 (16)
4.2.3 压力机选用 (16)
4.3 弯曲模工作部分尺寸计算 (17)
4.3.1 弯曲时凸模与凹模之间的间隙 (17)
4.3.2 弯曲时凸模与凹模的宽度尺寸 (18)
5.弯曲模主要零件的设计 (18)
5.1 模具主要零件二维三维图纸 (18)
5.1.1 下模座 (18)
5.1.2 下垫板 (19)
5.1.3 凹模固定板 (20)
5.1.4 凹模 (21)
5.1.5 芯棒 (22)
5.1.6 上凹模 (23)
5.1.7 压料板 (24)
5.1.8 上凹模固定板 (25)
5.1.9 上垫板 (26)
5.1.10 上模座 (27)
5.2 模具三维总装配图 (28)
5.3 模具关键冲压零件的工作过程 (29)
6.弯曲模具数值模拟可行性分析及工艺矫正 (30)
6.1 DEFORM软件分析流程 (31)
6.2 DEFORM初次分析结果 (38)
6.3模具改进后的分析 (40)
结束语 (43)
参考文献 (44)
致谢 (45)
圆形工件的弯曲模具设计
摘要
圆形工件是工业生产中一种不可或缺的零件，然而作为一种非典型弯曲件，目前对他的研究较少，本论文针对此情况，对圆形工件弯曲进行了细致的分析研究，主要内容为对圆形工件的多种弯曲工艺进行分析，设计一种弯曲工艺的模具，并运用三维软件PRO/E画出模具各零件并进行装配，运用目前比较先进的数值模拟软件DEFORM，对已设计的模具进行冲压模拟，分析其应力分布及可行性并对原始模具做改进，经过多次分析最终确定模具成型部位尺寸，完成整个模具设计过程。
关键词：冲压；弯曲模具；PRO/E建模；DEFORM分析
Circular workpiece bending die design
Abstract
Circular workpiece is an integral part of a kind of industrial production, however, as a kind of typical bending parts of his study is less, this thesis aimed at this situation, the circular workpiece bending has carried on the detailed analysis and research, the main content for the various bending process of circular workpiece is analyzed, design a kind of mould of bending process, and using 3D software PRO/E draw mold the parts and assembly, use the more advanced numerical simulation software DEFORM, for the design of die stamping simulation, analyzes the stress distribution and feasibility and do improvement to the original mold, after a lot of analysis of final molding parts size, complete the whole mold design process.
Keywords:stamping;Bending die;PRO/E modeling;DEFORM analysis
1.前言
1.1冲压的概念特点及分类
冲压模具的概念：冲压模具是利用安装在冲压设备上的零件对材料施加压力，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。由于冲压一般是在常温下对材料进行变形加工，且主要是采用板料来成形所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性成型的主要方法之一[1]。
冲压成形有以下特点：①生产效率高、操作简单、容易实现机械化及自动化等过程。②加工的工件表面质量好，尺寸精度高、由于材料的形变强化特性，可以获得强度高、而重量轻的零件。③适合批量生产，材料利用率高，可节约大量人力物力财力。④可得到其它加工方法难以实现的或无法成型的复杂形状零件。这些特点非常符合汽车制造业对于零件强度好质量轻批量生产的要求，因此冲压在汽车行业具有十分重要的地位[2]。
冲压模具的分类：模具是一种技术密集，资金密集型的产品，在我国国民经济中的地位非常重要。可以说模具生产技术的水平高低，已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。冲压模具按不同的加工出来的工件可以分为：冲裁模，拉伸模，弯曲模，翻边模，胀形模等。而其中的弯曲模又可以分为：U形弯曲模，V形弯曲模，Z形弯曲模，圆形弯曲模等。
1.2 冲压模具的现状与发展趋势
1.2.1 冲压模具的现状
根据考古发现我国在两千多面前，就有用模具制造青铜器的记录，研究显示我国古代模具制造是世界领先的。但现代模具制造，由于我国科学技术长期一直落后于欧美等发达国家，所以模具制造技术虽然产量很大，但是技术一直相对比较落后，只能做一些简单以及尺寸精度要求不高的模具。冲压模具制造是一项综合性的工程，冲压模具结构复杂零件众多，又由于冲压模具效率高的特点，模具的自动化也很重要，这就对一个国家的机械制造及其自动化提出了很高的要求，而这一方面我们与日本德国等差距还较大，我国与发达国家模具制造的差距还体现在模具材料方面，同一种模具日本制造的寿命可达到3到4年甚至5到10年，而我国可能就只有1到2年甚至更低，这其实主要是模具材料造成的，
所以我国冲压模具想达到世界先进水平，首先就要在模具材料方面取得突破[3]。
国外，德国日本模具发展起步较早，模具制造技术处于世界领先地位，这一方面是由于他们的机械制造还有材料技术非常先进，另一方面也得益于先进的模具生产管理技术，例如模具作为一个独立的行业，德国日本美国等都设定了许多行业标准，一个模具虽然零件很多，但不同的模具大多数零件都是一样的，因此有必要对那些标准零件设置一些行业标准。另外CAD/CAE在模具设计中的运用德国日本也比我国更加深入，虽然目前我国的大多数制造业也都运用计算机辅助设计生产水品有所提高，但总体上水平参差不齐与发达国家有所差距还有待提高。
1.2.2 冲压模具的发展趋势
虽然当前我国的模具制造技术相对比较落后，但是我国正努力朝着先进制造业大国的目标追赶着，模具作为制造业的基础必然会大力发展。冲压模具的发展趋势，首先在CAD/CAE软件方面，目前国内的大对数制造业都放弃了传统手工作图，采用CAD软件作图，在产品设计的时候也采用计算机三维建模，在完成总体设计之后运用数值模拟技术进行模拟，分析模具的可行性等等，华中科技大学，吉林大学，湖南大学等高校，陆陆续续开发出各自CAD/CAE软件，并且在高等教育中都比较重视计算机技术的学习，等等这些改变在我国的模具制造业中取得显著成绩[4]。
其次机加工技术也正在一步一步提高，一方面大力从国外进口先进的五轴机床等先进的加工机械，淘汰那些落后机床，另一方面我国自己的机床生产技术也在逐步提高，这使得加工的精度越来越高，质量越来越好，而加工精度是影响模具精度寿命的重要因素。除此之外模具材料往往是模具好坏的关键性因素，长期以来我国都从日本德国大量进口模具材料，近年来我国逐步重视新材料的开发，在市场的驱动下，各大材料生产企业也加紧材料的研发，试图抢占国内市场，在国家的支持下各大高校也纷纷加大材料方面的投入，目前在许多方面已经取得了可喜成绩。最后模具的后处理也是重要的部分，往往采用先进的热处理，可以大大提高材料的寿命，例如将加工好的模具零件采用等离子喷涂处理后其寿命可提高百分之20左右，当前的发展趋势是鼓励各种新的先进的材料处理技术运用到模具后处理上来。最后模具的检测设备也十分重要，由于先进的超高精度检测仪器价格昂贵，一般的中小型企业资金实力比较薄弱，在检测仪器方面不重视，这
就导致了模具的尺寸精度不高，进而影响模具的使用寿命[5]。
总得来说我国离先进模具制造大国还有一段距离，但在国家大力鼓励创新建立创新型国家的战略下，目前模具行业各方面都正在蓬勃发展，相信在不久的将来我国的模具制造业会到达世界先进国家的行列。
1.3 本课题的意义及主要内容
1.3.1 选题的意义
冲压模具是制造业中非常重要的一部分，从事这一方面研究学习的人员也非常的多，然而各大高校和职业院校及一些其他模具学校等，在教学及教材的选用上对于U,V形这两种比较典型的弯曲模讲述较多，而对于圆形弯曲模讲解较少或没有讲解。随着工业技术水平的经进一步发展，对于圆形件的运用越来越广且要求越来越高。因此对圆形工件弯曲模具进行专门且详细的研究就显得非常必要了。本论文在比较不同的圆形弯曲模工艺基础上，选取一种最简单模具最稳定的弯曲工艺进行了细致分析，希望能对圆形弯曲成型提供比较科学的参考[6]。
进入21世纪在计算机普及的下模具制造业正在迅速发展，近年来圆形工件的弯曲模具正逐步受到重视。其中，小半径弯管是研究的一个热点，这是因为小半径弯管件有着非常广泛的应用，尤其是在航空航天、汽车等高技术领域，小半径弯管件已成为了一个关键的零件。通过对非典型 U 形冲压件（如圆形工件）冲压成形工艺过程的模拟，寻找出合理而有效的运用 CAD、CAE 技术进行选择、并有针对性的改进成形工艺参数以应对成形过程中可能出现的缺陷等方法，这种方法对于其他冲压件的成形过程也具有一定的理论指导价值[15]。通过计算机的高效的运算能力来分析模具设计过程中存在的问题与缺陷，并有针对性的对这些缺陷加以改进确保了模具设计的合理性与科学性，不仅节省人力，物力还会缩短设计到生产的周期，确保模具行业向着周期短、成本低、产品质优的方向发展[7]。
1.3.2 本课题的主要内容
本课题的主要研究内容：通过查阅文献和相关资料，初步了解冲压模具的工作原理和相关知识。熟悉模具设计的流程，能独立设计一套简单模具。学习分析各种圆形件弯曲工艺的优劣，选取一种简单实用的工艺做细致的研究，对非典型弯曲件圆形件的各个冲压零件尺寸进行合理计算，选取压力机，冲压工艺原理等。
运用PRO/E软件建立圆形工件弯曲模具各个零件的三维模型，并进行组装，并利用有限元模拟软件DEFORM进行数值模拟，对模拟结果进行分析，为圆形工件弯曲模具的实际应用提供相应的理论依据[16]。
通过本课题的研究，巩固学生所学的知识，培养学生的独立工作能力与创新能力，以及学生的专业基本能力和工程师素质，为将来从事工程技术工作奠定基础[8]。
2.圆形工件的工艺分析
2.1 工件分析
材料：45钢
单位：mm
图2-1工件尺寸图
图2-2 工件
该零件如图2-3所示结构比较简单，从图2-2可以看出工件为长10mm，内径10mm，外径12m的不封闭圆管，通常由厚度1mm板料弯曲成型，但其属于非典型冲压件，一般不容易一次冲压成型，常规的做法是先把板料弯成U型再弯成圆型，或先弯成波浪型再弯成圆型，但这样操作两次比较麻烦，现将两步结合一起完成。
2.2 加工分析
1. 材料选用：
在冲压模具设计时，选取冲压工件的材料是及其重要的，一般情况下，冲压模具的工艺及其模具材料的选用都是根据工件材料来选取的，冲压材料众多，但是不同的冲压类型，选取的材料往往不同。冲压材料选取的好坏，不仅仅直接影响冲压工艺设计，还与工件的精度模具的寿命有关，对于控制成本十分重要。因此在选取冲压件材料时不仅仅要考虑它的冲压性能，还要考虑满足冲压工艺以及后续的工作流程。下表2-1给出了一些常见的冲压材料选择。
表2-1 常见冲压材料选择
注：表中t为板料厚度。
根据表2-1，从工件在实际中的性能要求，以及冲压工艺的要求，和工件生产经济性考虑，该工件的材料选用45钢。
2. 冲压工艺方案：
圆形工件弯曲模设计一般分为大直径弯曲模具与小直径弯曲模具，大小不
同其弯曲工艺也不同，一般情况下d≥20mm的工件为大直径工件，通常的做法是现将板料弯成一定的波浪形然后在弯曲成圆形，弯曲工艺过程如图2-5所示。图2-3所示工件为小直径工件，一般的做法是先弯曲成U形，再由U形弯曲成圆形，工艺过程如图2-4所示。但是这样弯曲两次用两套模具生产效率太低，一般的工厂都采用将两步弯曲工艺合成在一起的模具。
图2-3小圆弯曲
图2-4大圆弯曲
图2-3所示工件为小批量生产，由于弯曲件一般会有回弹且不可避免，故工件的精度要求一般，将尺寸切好的45钢板料置于模具指定位置，打开开关，模具运行先将板料冲成U型，然后模具继续运行，将板料冲成圆型。模具上行，抽出芯棒取下工件，冲压过程完成[9]。
3.弯曲工艺方案的确定
3.1 弯曲工艺分析比较
3.1.1 摆动式圆形弯曲模
圆形工件弯曲模具种类众多，有两种模具多次弯曲直至成圆形，也有一套模具多次弯曲成圆形，还有的是将板料卷成圆形。在此我们只列举几套比较常见的模具进行比较。
图3-1摆动弯曲模
该套模具的工作原理是：将板料放置在摆动式凹模上，液压机下行带动上凸模下行，先将板料冲压成U形，凸模继续下行，凹模开始摆动，将U形弯曲成圆形。
这种弯曲模具加工速度比较快，比较适合大直径的工件。加之凹模摆动设计比较复杂，摆动时工件的精度也难以保证。
3.1.2 楔形圆形弯曲模
除了上面的摆动式弯曲模具，还有一种楔形弯曲模具，其结构设计如图所
示：
图3-2楔形弯曲模
该模具的工作原理是：将毛坯放置在模具上，液压机下行带动凸模下行，首先与工件接触将工件冲成U形，然后U形件两边的活块向中间移动，直至将U 形夹至圆形。
该模具结构复杂，零件众多，要保证工作环境干净，否则冲压过程及其容易出现故障，但是该模具成型质量好，效率也比较高[10]。
3.2 弯曲工艺选定
前面介绍了两种弯曲工艺，结构都比较复杂，对于模具设计初学者来说不易掌握，也很难设计好，对于工件精度要求不高，模具经费较低的情况下，这里介绍另外一种弯曲模具。该模具结构简单，模具工作较稳定不容易出故障。本论文研究的就是该模具，其结构如图所示：
图3-3弯曲模
该模具的工作原理是：先将板料放置在下凹模上，第一次冲压芯棒下行将工件冲成U形，此时芯棒不动，上凹模下行将U形工件冲成圆形，模具上行取下芯棒工件即可掉落，至此冲压过程全部完成。
4.弯曲模具工艺计算
4.1 弯曲件毛坯尺寸的计算
4.1.1 弯曲应变中性层位置的确定
分析该工件特征，可认为弯曲件中性层在弯曲过程中长度不变。由于板料在冲压弯曲过程中，中性层位置会产生内移，但在实际生产中，通常采用经验公式来计算应变中性层的曲率半径[11]。
ρ＝r=Kt （4-1）
式中，K为应变中性层位移系数，其值可参考表4-1选择。
4.1.2 弯曲件毛坯长度计算
由于工件弯曲时材料变薄不严重且畸变较小，故认为其应变中性层长度等于毛坯长度来计算，公式为：
L=πψ(r+kt)/180 (4-2)
R 弯曲件弯曲半径；
k 层位移系数；
Ψ弯曲件的弯曲带中心角
弯曲件展开长度：L=π×360（5+0.5×1）／180 =33.92mm
4.2 弯曲力计算与压力机选用
4.2.1 自由弯曲力计算
自由弯曲力的计算公式如下：
F1=0.7×k×b×t2×σb／（r+t） (4-3)
F 自由弯曲力 N;
b 弯曲件的宽度 mm；
t 弯曲件的材料厚度 mm；
材料的抗拉强度 MPa；
σ
b
k 安全因数，一般取k=1.3。
=0.7×1.3×10×1×350／(5+1) ＝530N 自由弯曲力：F
1
4.2.2 校正弯曲力计算
校正弯曲力计算公式如下：
F2=qA (4-4)
校正弯曲力 N；
F
2
q 单位校正力 MPa；
A 工件被校正部分垂直于
运动方向上的投影面积 mm2；
F
=20×10×（10+2）＝2400N
2
4.2.3 压力机选用
表4-2压力机参数
1.单臂液压机具有结构刚性好，导向性能好，速度快等特点。
2.方便的手动调整机构可调整压头或上工作台在行程中任意位置压制，也可在设计行程内任意调整快进和工进行程的长短；
3.整体焊接的坚固开式结构可使机身保持足够刚性的同时拥有最方便的操作空间[12]
又因为压力机公称压力F≥F
1＋F
2
，所以压力机选择Y41X-6.3型。
4.3 弯曲模工作部分尺寸计算
4.3.1 弯曲时凸模与凹模之间的间隙
U形件弯曲模的凹凸模之间需要保持合适的间隙，该间隙值对工件的质量和弯曲力有很大影响。间隙过小，弯曲力增大，并且料厚减薄还可能出现划痕，从而降低模具使用寿命；间隙太大，则工件精度降低，弯曲回弹增加[13]。通常间隙值可有如下公式得到：
C=t+Δ+kt （4-5）
C 弯曲时凹模凸模之间的间隙；
t 材料的公称厚度；
k 间隙系数，查表;
Δ板料厚度的正偏差
当工件精度要求较高时凸凹模的间隙值应取小一些，c=t=1mm。
4.3.2 弯曲时凸模与凹模的宽度尺寸
用内形尺寸标注，因此以凸模为基准件，凸模尺寸可由如下公式得到： L凸=（L+Δ／2 ）=33.93+1×0.74／2 ＝34.3mm
L
凹
按凸模尺寸配制，保证双面间隙为2c，凹模尺寸可由如下公式计算： L凹=（L凸+2c）=34.3 + 2 = 36.3mm
L
凸L
凹
弯曲凸凹模的宽度尺寸 mm；Δ弯曲件的尺寸公差 mm；
L 弯曲件的外形或内形公称尺寸 mm；
C 凸模与凹模的单面间隙 mm
5.弯曲模主要零件的设计
5.1 模具主要零件二维三维图纸
5.1.1 下模座
下模座的轮廓尺寸主要根据压力机工作台大小，不能大于工作台，也不能太小以至于不便于操作，还要根据冲压零件的大小综合考虑，工件尺寸大时冲压力大，下模座相应尺寸较大以保证模具强度与平稳性。本论文设计的模具要加工的工件较小，冲压力也较小，根据已选取的压力机工作台大小等因素，综合分析设计如图5-1所示下模座轮廓尺寸为270mm×130mm×40mm ，上面有六个M10用来固定下模座垫板凹模固定板用的螺钉孔。横向孔距70mm，纵向孔距90mm。
单位：mm
图5-1 下模座
5.1.2 下垫板
下垫板的作用主要是保证模具工作高度，提高模具抗冲击强度，与下模座一起固定凹模固定板。其外形尺寸一般以下模座尺寸为基准设计，其厚度一般根据冲压力大小设计，冲压力大时应设计的较厚，但也不宜太大以免增加模具高度，使液压机滑块行程不够。由于该模具冲压力较小，液压机行程也比较大，从节省材料的角度考虑现设计，如图5-2所示垫板外形尺寸为200mm×130mm×20mm，M10×6孔的位置应与下模座对齐，
江阴职业技术学院 毕业设计 课题：机床附件圆形罩冲压模设计 专题： 专业：模具设计与制造 学生姓名： 班组： 学号： 指导教师： 完成时间：
摘要 摘要 本设计为圆形罩零件冲压模具设计，根据零件的形状、尺寸、精度、材料等条件，首先对圆形罩零件的工艺性进行了分析，并通过综合对比确定了冲压工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算确定排样方案、计算冲压力和压力中心、初选压力机，重点对落料冲孔复合模的各组成零部件的结构、尺寸等进行设计计算，而模架则采用标准模架，再进行孔加工即可。本设计还对弯曲模的整体方案作以说明，所设计的模具结构简单、操作方便、定位基准一致、能满足产品的质量要求。 关键词：模具设计、凸模、凹模、凸凹模。 I
Abstract： This design for the double Z line parts stamping die design, according to parts of shape, size, precision, material conditions, first of all to the technology of double row Z components are analyzed, and through the comprehensive comparison to determine the stamping process and die structure scheme, and then through calculation of the process design to calculate and determine the layout scheme, blunt press, pressure and pressure center, primary focus of blanking punching compound die of various components of the structure, size and so on carries on the design and calculation, and the die set with a standard mould frame, hole processing again can. The design of bending die also, also in the overall scheme of the design of mould structure is simple, easy to operate, positioning base is consistent, can satisfy the requirement of the quality of the product. Key words：die design、male die、female die、punch die.
四、塑胶模具结构及分类 1）模具的基本结构及相关概念 1、模胚即模架：MoldBase。 模胚是整套模具的骨架，所有模具的零部件的制作均需考虑模胚的结构。模胚的成本一般占整套模具的30%左右，模胚由专门的大型模胚厂制造，已标准化，各模具制造厂只需根据自身的需要向模胚厂定制即可。模胚分为面板、A板（前模板）、B板（后模板）、C 板（方铁）、底板、顶针面板、顶针底板、司筒、导柱、回针、顶针、撑头、限位钉等。目前珠三角区域规模较大的模胚厂商有龙记模胚（LKM）、鸿丰模胚、中华模胚等，其中又以LKM名气最大，其模胚广大模具制造厂普遍采用，品质、精度均有保障。 2、模仁又称型腔，即嵌入模胚模板内的成型模芯。分为前模仁，后模仁，俗称前模（Cavity），后模（Core）。为何要在模板内嵌入模仁呢？主要是为节约成本。因为塑胶对模具的钢材特性有很高的要求，如硬度、耐腐蚀性、耐高温（热变形）等；而模胚的模板则无需太高的要求。模仁硬度一般为45~65HRC，模胚的模板硬度30~45HRC；用作模仁的钢料每公斤可达RMB 200，而模胚的钢料一般只需RMB20~30元。 注：HRC为洛氏硬度。 3、唧嘴：Sprue。注塑机炮筒的射胶嘴通过该装置将熔融的塑胶原料注入型腔。 4、滑块又称行位：Slider。为顺利出模而必须使用的结构部件。因为有些产品结构特殊，如有侧边有空，有倒扣（勾）等，需用行位才可出模。 5、斜顶：Angle-Lifter。与行位相似，也是为顺利出模而必须使用的结构部件。 6、还有一些与模具有关的名词：分模线（P/L）、模具基准、缩水率（Shrinkage）、排位（Layout）、钢料、铜公（电极，其材质有铜、石墨等）、倒扣、运水、出模斜度（Draft angle）、冷料井、流道、注塑仿真、分模、出模、开&合模步骤、模号、抛光（省模）、软模、硬模、模具表明处理、试模（TEST MOLD）、改模、装模、交模等。 7、从上可看一套模具按其各部件的功能可细分为：流道系统、成型系统、温度调节系统、排气系统、顶出系统、开合模系统、复位系统。 2）分类 1、按结构分为两大类：大水口模具及细水口模具，又称单分型面模具、双（多）分型面模具； （三）细水口模具 开模步骤说明：a、第一步P/L-1先开约10mm距离，水口勾将把水口从产品拉开； b、第二步P/L-2开至少约100mm（此距离很重要，订模胚一定要参考它。一般不小于成人拳头或机械手的尺寸，且空间大小能保证顺利取出水口），水口将从此两板间取出； c、第三步P/L-3开，取出产品，同样，此距离也由产品的尺寸决定。 2、按热流道分为：普通流道模具及热流道模具。热流道模具除能满足有特殊结构、特大型的制品需要外，其还具有生产效率高、无水口产生的特点。从模具造价方面来说虽然贵很多，但从长远生产来讲还是很节约成本的。 4、按注塑的颜色数量分为：单色模具、双色模具、三色模具。 5、按模具钢料之硬度又可分为软模、硬模。硬模通常用较硬的钢材（如LKM8407#钢材）制成，也有把软模经热处理得到的。一些大公司，一般都会先开一套软模，待模具改好，样板OK后，再开几套相同的硬模。比如NOKIA的手机模具，在开发阶段时就会先开软模，正式生产用的必是硬模。硬模除单价高外，其使用寿命高，啤件质量稳定，外观优良。有些硬模保养好的话，历经二十几年几百万次啤塑后，其啤件仍很漂亮，几乎像新模时刚啤出的一样！！！ 五、常用塑胶原料的特性 1）分类 1、定义： 塑胶即塑料是一种以合成的或天然的高分子为主要成分的物质，通常含有添加剂等的辅助成分，广义地说，他是一种在一定温度及压力下可塑造成一定形状的高分子有机材料。在1996年公布的新国标（GB/T 2035-1996）对塑料重新定义为：以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某各阶段可流动成型的材料。
目录 目录 (1) 1. 工件的冲压工艺设计 (3) 工艺分析 (3) 确定工艺方案 (3) 工艺计算 (5) 排样及确定条料尺寸 (5) 冲压力计算及设备选择 (6) 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 (9) 凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸 (9) 落料凹模结构尺寸 (10) 冲孔凸模结构尺寸 (11) 凸凹模结构尺寸 (11) 其他模具零部件的选择 (12) 模架 (12) 凸模固定板 (12) 模座 (12) 凸凹模固定板 (13) 卸料板 (13) 压力机的确定 (13) 2. 结构总图 (14)
3参考文献 (14) 4.设计小结 (15)
1. 工件的冲压工艺设计 工艺分析 冲压件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量零件设计是否合理。 一般来讲，满足使用要求的条件下，能以最简单、最经济的方法将工 件加工出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的冲压工艺性 就差。工艺性的好坏是相对的，他直接受到工厂的冲压技术水平和设 备条件的影响。 该零件尺寸中，未注公差按照IT13确定工件尺寸的公差。查公 差表，各尺寸公差为0.2208mm +、0.1350.13514mm + -、0.1650.16520mm +-、00.3940mm -。 零件简图：如图所示 零件名称: 典型圆垫片 上产批量: 大量生产（30万件） 材料： 45钢 厚度： 2mm 确定工艺方案 确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序
数、工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应对不同的工艺方案进行全面的分析与研究。在选择工艺时，一般要考虑模具的结构形式，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 在确定冲压件的工艺路线时，应主要考虑以下几个方面：冲压零件的几何形状、尺寸大小、精度等级、生产批量、加工零件时操作的难易程度、模具的加工成本及时间等。 经分析该零件属于大批量生产，形状简单，工艺性较好、冲压件尺寸精度较高。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。 方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模（连续模）生产。 方案一单工序模具结构简单，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。 方案二复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，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，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。 方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平
冲压模具设计与制造实例教材(PPT 42页)
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， -0.74 0 -0.52 -0.52 -0.52 -0.52
可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔边距12mm 的公差为-0.11，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。 +0.36 0 -0.11
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*2.5 =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÷（70×32.2）×100% =68.8% 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%
冲压工艺与模具设计 课程设计 题目圆形垫片冲压工艺与模具设计姓名 指导老师 2013.11.14
目录 第一章概述 (3) 第二章冲压件工艺设计 (5) 第三章工艺计算 (10) 第四章冲压模具设计 (15) 第五章选定冲压设备 (20)
第一章绪论 1.1 冲压概述 冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需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的。 冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。 冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包， 容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 1.2 工艺发展现状 目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，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。 随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数
第一部分选择 模具的分类：金属板料成型模具、金属体积成形模具、非金属材料成型模具 冲压模包括：普通冲裁模、级进模、复合模、精冲模、拉深模、弯曲模、成形模、切断模、其它冲压模 塑料模包括：热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模、其它塑料模 锻造模包括：热锻模、冷锻模、金属挤压模、切边模、其它锻造模、 铸造模包括：压力铸造模、低压铸造模、失蜡铸造模、翻砂金属模 粉末冶金模包括：金属粉末冶金模、非金属粉末冶金模 橡胶模包括：橡胶注射成型模、橡胶压胶成型模、橡胶挤胶成型模、橡胶浇注成型模、橡胶封装成型模、其它橡胶模 拉丝模包括：热拉丝模、冷拉丝模 无机材料成型模包括：玻璃成型模、陶瓷成型模、水泥成型模、其它无机材料成型模 模具标准件包括：冷冲模架、塑料模架、顶杆 其它模具包括：食品成型模具、包装材料模具、复合材料模具、合成纤维模具、其它类未包括的模具 中国模具应用最早的是青铜制作 分离工序：冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σb，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有剪裁、冲孔、落料、切边等。 成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σz，但未达到强度极限σb，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。 主应力图中压力个数越多，数值越大，塑性越好。 冲压常用材料是板材。 机械压力机以Jxx表示其型号；液压机以Yxx表示其型号 裂纹发展的趋势：裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面——凸模刃口附近的侧面——上、下裂纹扩展相遇——材料分离 排样分类：有废料排样少废料排样无废料排样 凸模的固定方式：①中小凸模多用台阶吊装或铆接固定。 ②平面尺寸比较大的凸模，可直接用销钉和
具体加工为人工加工，沿着上图所示黑色直线剪裁，剪裁宽度为 件的毛刺就可以了。完成后就是小朋友可以玩的拼装玩具。直径 很安全，小朋友不会吞下去，也不会太锋利刮伤手 。 1、 零件工艺性分析 0.5mmb 加工完以后，磨掉零 30.28mm 够大，厚度 0.5mm=这样 1.1 零件图的 落料零件的结构图见以下图 1-1: 0,50 序言 落料模具可以制成圆形、长方形、多边形、和其他不规则形状的薄型零件，如果和其他冲压 成形工艺配合，还可以制造形状极为复杂的零件。用落料方法来制造薄型件，生产效率高，节省材 料，零件的强度和刚度好，精度较高，其应用范围非常广泛。因此，拉深在汽车、航空航天、国防、 电器和电子等工业部门以及日用品生产中，都占据相当重要的地位。 本说明书在设计圆形落料件的模具方面，通过分析和计算，详细的叙述了零件的加工工艺流 程，通过选择相应的标准件和压力机，完成落料模的实体设计，并且对零件的技术适用性和经济价 值进行分析，较为全面的展现出圆形落料件模具的特点和优点。 本设计中圆形落料件的加工简单，技术要求较低，从而降低了生产成本，能够在实际应用中 有很高的经济效益，因此也成为落料件中应用最广泛的零件之一。 本产品的主要用途：可以制件进行小加工，即可变成玩具。 图1-1 落料件结构简图 该零件为标准圆形落料件，其结构简单，冲裁时冲裁变形区形成较正常的纺锤形，因此适合冲 裁加工。
模具即 2-2所示的排样方法。 零件的圆外形直径d=30.28mm,厚度t=0.5mm,其厚度较小，可以考虑采取一次拉深成形的工 艺进行加工。拉深件圆角半径为 R=2mm 相对于厚度t=0.5mm 而言，圆角半径较大，有利于零件的 成形，并且免去了整形工序。 冲裁件的内外形尺寸的经济公差精度一般在 IT11级以下，落料件公差等级最好低于 IT10级, 当冲裁厚度小于2mm 勺金属板料，其断面粗糙度 Ra 一般可达12.5到3.2um 2、 零件工艺方案的确定 2.1排样方案的比较 基于工件的基本功能和结构特征可知加工工序为落料。其加工为冲裁加工。 由于此圆形片为批量生产，应选择效率较高的级进模，但考虑到级进模复合模制造成本高且复杂， 而圆形片所需加工不是特别复杂，又是一个简单的落料模具，我认为采取单工序模也是可行的。根 据以上基本工序的性质与数量，进行工序组合与排列，可以确定采用简单的单工序落料模。 在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，较好的确定工件形状尺寸和 合理勤E 样 是降低成本的有效措施之一。 此圆形片只一个简单落料工序，材料为 Q235,初步拟定如下的排样方法 这种方案为有废料的直排，此方案对模具要求比较低，一般精度的 故本例采用此方案 2.2排样图的设计及材料利用率的计算 由2.1排样方案的比较得：选用有废料的直排的排样方法。如图 此圆形片只有落料工序，，材料为Q235钢，确定为直排有废料排样。查表 2-18 （冷 冲压模具设计 指导））可确定搭边a=1.2和a1=1.5 ,再根据所加工零件外形尺寸可确定钢带的宽度应为 33.98mm= 通过放样的方法，从中选择如下图 2-3最为合理的排样方案。（具体的搭边值见A3图纸） *计算材料的利用率 查[1] (3-16 P50) 衡量材料的经济利用的指标是材料的利用率。
圆形模具的设计理念 圆形模具的设计理念 圆形模具是一种广泛应用于工业制造中的模具形式，其设计理念主要包括以下几个方面： 1. 简洁高效：圆形模具通常采用圆形结构，外形简洁明了，易于制造和安装。圆形结构具有高度的对称性，能够保证模具在使用过程中的稳定性和精确度。此外，圆形模具的加工和调整相对简单，加工效率高，能够提高制造效率和降低成本。 2. 灵活多变：圆形模具的设计理念追求灵活多变，能够适应不同形状和尺寸的工件的加工要求。通过合理设计，圆形模具可以实现工件的高效加工，同时也能够灵活调整工件的形状和尺寸，满足不同客户的需求。圆形模具的模块化设计可以实现模具的快速更换和转换，为生产线的高效运行提供了保障。 3. 高精度高质量：圆形模具在设计和制造过程中注重高精度和高质量的要求。优质的原材料和先进的加工工艺确保了圆形模具的稳定性和耐用性。精密的设计和精湛的制造工艺能够保证模具的精确度和加工质量，确保最终产品的精度和质量要求。 4. 安全可靠：圆形模具的设计理念注重安全可靠性。合理的结构设计和稳定的材料选择确保了模具在使用过程中的安全性。同时，圆形模具的设计还考虑了易于操作和维护的因素，能够最大程度地减少操作和维护过程中的人为错误。
5. 环保节能：圆形模具的设计理念追求环保节能。通过合理的结构设计和优化的材料选择，圆形模具能够最大程度地减少能源消耗和资源浪费。同时，圆形模具在使用过程中也能够减少废品产生，降低对环境的污染。 总体来说，圆形模具的设计理念包括简洁高效、灵活多变、高精度高质量、安全可靠和环保节能等方面。这些设计理念的追求能够提高圆形模具的生产效率和产品质量，同时也有利于保护环境和节约资源。
塑料成型工艺及模具设计 课程设计说明书 题目：圆形塑件盖塑料模具设计 目录 第一部分前言（1） 第二部分设计任务书（2）第三部分塑件成形工艺分析（4）第四部分分型面的选择（6）第五部分注射机的初选（8）第六部分模具的结构分析与设计（9）第七部分成型零件的设计(12)第八部分浇注系统的设计(23) 第九部分成型设备的选择及校核(30)第十部分成型工艺参数的确定(32)第十一部分模具特点和工作原理(34)第十二部分设计小结(37) 第十三部分参考资料（38） 第 1页共 46页
前言 一个学期的课程即将结束，为检验这一个学期以来对于塑料模设计的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即我们将努力认真的完成此次课程设计，我们的课程设计题目为：手轮注塑模具设计。 本次课程设计课题来源于生产实际，应用广泛，但成型难度相对较难，模具结构相对复杂，对我们初学模具设计的学生是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。 本次设计以手轮注塑模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构分析，最后是模具的设计计算等一系列模具设计的所有过程。能很好的达到学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时使用了AutoCAD、SolidWorks等软件。 本次课程设计得到了廖秋慧老师和张效迅老师的关心指导。正因为老师的悉心指导和帮助，我们才得以解决一个又一个难题，最后完成课程设计，在此谨代表小组全体同学向老师表示感谢。 由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师和同学批评指正。 第 1页共 46页
圆形模具的设计原理 圆形模具是一种常用的模具设计，广泛应用于金属加工和塑料注塑等领域。它具有结构简单、加工精度高、易操作等特点。下面我将从设计原理、结构及应用方面综述圆形模具。 在设计圆形模具时，需要考虑以下几个方面的原理：材料力学性能、热学性能以及加工工艺，这些有助于提高模具的使用寿命和加工质量。 首先，材料力学性能是模具设计的核心原理之一。模具使用时，需要承受较大的变形和载荷，因此材料的强度和韧性等力学性能是非常关键的。常见的模具材料有高速钢、硬质合金、工具钢等，这些材料在使用时具有较高的硬度和强度，能够满足模具在工作中的要求。 其次，热学性能也是圆形模具设计的重要原理之一。模具在工作时会产生大量的热量，如果不能及时散热，会导致模具温度过高而损坏。因此，在设计模具时需要考虑散热通道、散热装置等设计，以确保模具在长时间工作时始终保持合理的温度。 再次，加工工艺是圆形模具设计的重要原理之一。模具的加工工艺涉及到模具的制造工艺以及模具配合面的加工等方面。在制造工艺方面，需要根据模具的具体结构和材料特性选择合理的工艺，如铣削、磨削、电火花等。在模具配合面的加工方面，需要注意加工精度的控制，以确保模具能够正常工作。
在圆形模具的结构方面，一般包括上模座、下模座、模腔、导向柱、顶出装置等。上模座和下模座是模具的主要支撑部分，需要具备足够的强度和刚度。模腔是工件的成型腔，需要和工件的形状相匹配，并具备合适的光洁度。导向柱是模具的定位装置，能够确保上下模具的精确配合。顶出装置是用于取出成型件的装置，一般采用弹簧顶出或气动顶出等方式。圆形模具的这些结构部分都需要注意设计合理，以确保模具的正常工作效果。 圆形模具在各个领域都有广泛的应用。在金属加工领域，圆形模具常用于冲压、拉伸、剪切、成型等工艺中。在塑料注塑领域，圆形模具常用于注塑成形中的芯模和腔模等部分。此外，圆形模具还可用于玻璃成型、陶瓷成型、橡胶成型等领域。圆形模具设计的合理与否直接影响到产品的质量和成型效果，因此在实际应用中，需要根据具体的产品要求和加工工艺来确定圆形模具的设计参数和结构。 综上所述，圆形模具的设计原理主要包括材料力学性能、热学性能和加工工艺，合理的结构设计和适用的应用领域。只有全面考虑这些原理和要素，才能设计出满足要求的圆形模具，并确保模具的高效使用和较长的寿命。
垫圈冲压模具设计 一、引言 垫圈是一种用于填充和密封机械连接或接头之间缝隙的圆形零件。由 于应用广泛，垫圈的尺寸、材料和形状各异。为了提高生产效率和降低生 产成本，冲压模具在垫圈的生产中得到了广泛应用。本文将针对垫圈冲压 模具的设计进行详细阐述。 二、垫圈冲压模具的工作原理 三、垫圈冲压模具设计步骤 1.确定垫圈规格：根据使用要求，确定垫圈的内径、外径、厚度和材料。这些参数将直接影响模具的设计。 2.设计上模：上模是冲压过程中对垫圈进行冲孔的部分。上模由模架、压脚、导向柱等组成。模架是模具的主要部分，它需要足够的强度和刚度 来支撑上模的冲击力。压脚在上模运动时与下模接触，并通过导向柱来保 持稳定运动。 3.设计下模：下模是冲压过程中固定原材料薄板的部分。下模由模座、冲座、导向套等组成。模座是支撑下模的主要组件，它需要足够的强度来 承受冲击力。冲座的形状应与上模的冲孔冲模相匹配，以保证冲压过程的 稳定。导向套用于保持上下模的相对位置稳定。 4.确定上下模之间的间隙：根据垫圈的厚度和材料的硬度，确定上下 模之间的间隙。间隙的大小直接影响到冲压过程中的变形和精度。 5.添加冲孔冲模：根据垫圈的形状，设计适当的冲孔冲模。冲孔冲模 的形状应与垫圈的形状相匹配，以达到预期的冲压效果。
6.设计模具附件：包括模具导向装置、冷却装置、顶杆、弹簧等。这些附件的作用是保证模具的正常工作，提高生产效率和模具的使用寿命。 四、垫圈冲压模具设计要点 1.提高模具的强度和刚度，保证模具在冲压过程中不变形。 2.控制上下模之间的间隙，保证垫圈的精度和尺寸一致性。 3.设计合理的冲孔冲模，保证垫圈的形状和外观质量。 4.添加适当的模具附件，提高模具的使用寿命和生产效率。 五、垫圈冲压模具的优化设计 为了提高垫圈冲压模具的性能和质量，可以采用以下几种优化方法： 1.通过选择合适的材料和热处理工艺，提高模具的硬度和耐磨性。 2.采用CAD或CAE软件进行模具设计，优化模具的结构和形状，提高冲压过程的稳定性和效率。 3.采用先进的冷却装置，提高模具的冷却效果，降低模具温度，延长模具寿命。 4.通过模具试制和参数调整，优化模具的工艺参数，确保垫圈的质量和尺寸符合要求。 六、结论 垫圈冲压模具设计是提高垫圈生产效率和质量的重要环节。选择合适的材料、设计合理的结构和形状、添加适当的模具附件以及优化模具的工艺参数，都是提高垫圈冲压模具性能和质量的有效方法。通过不断优化和改进，可以使垫圈冲压模具更加高效和可靠地完成任务。
一、设计任务 二、零件工艺性分析 2.1结构与尺寸分析 2.2材料分析 2.3精度分析 三、冲裁工艺方案的确定 四、确定模具总体结构方案 4.1模具类型 4.2操作与定位方式 4.3卸料与出件方式 4.4导向方式 4.5模架类型及精度 五、垫片冲压工艺计算 5.1排样设计与计算 5.2计算冲压力 5.3计算模具压力中心 5.4模具刃口尺寸计算 六、垫片凸模和凹模主要零件的设计计算 6.1凹模设计 6.2固定板 6.3垫板的设计 6.4卸料板的设计 6.5凸模设计 6.6凸模的校核 6.7模架设计 6.8校核模具闭合高度 6.9模柄的设计 七、总结 八、参考文献
绪论 冲压是使板料经分离或成型而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。模具是大批生产的工具，是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产吕表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列的优点，是其它加工方法所不能比拟的，使用模具已成为工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代的制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。 目前，工业生产中普遍采用模具成型工艺方法，以提高警惕产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品；有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有90%左右的零件是用模具加工出来的。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位渐为人们所共识。 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器炼制和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。20世纪模具生产得到了进一步的发展，在此期间归纳出的模具设计原则上，使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进。进入20世纪70年代，不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级和十几个工位的多工位传递模。从20世纪70年代中期至今，计算机逐步进入精度进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域；辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出程序（用于数控加工中心和线切割编程）等工作，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计（）。计算机辅助工艺（）和计算机辅助制造（）的发展趋势是：继续发展几何图形系统，以满足复杂零件和模具的要求；在和的基础上建立生产集成系统（）；开展塑性成形模拟技术（包括物理模拟和数学模拟）的研究，以提高工艺分析和模具的理论水平和实用性；开发智能数据库和分布式数据库，发展专家系统和智能等。 三维技术的出现，极大地推动了模具工业的发展，使零件设计及模具结构设计在非常直观的三维环境下进行，模具设计完成后，可根据投影关系自动生成工程图。模具属于标准化程度较高的工艺装备，模具设计中使用的模架及各种标准件可以直接从系统中建立的标准库中直接调用，大大提高了模具设计的质量和效率。同时，三维系统中设计生成的三维模型可直接用于有限元模拟零件的成形过程及数控加工编程等后续应用，适应现代化生产，满足了集成技术的要求。目前，三维技术已广泛地应用于模具的设计，缩短了新产品的开发周期和产品的更新期，使得开发的新产品达到“高质量、低成本、上市快”的目标成为可能。
钣金成型课程模具设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
钣金成型课程设计说明书制件工艺分析与模具设计 院系： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 沈阳航空航天大学 2017年12月1日
摘要 本次综合实训设计垫片的冲压模具，零件结构简单对称，料厚较小，设计者将其设计为级进模模具，主要有冲孔落料两道工序。本说明书以图文并茂的方式对此零件的模具设计加以介绍，主要叙述了从零件的工艺性分析到模具结构的设计、工艺计算、冲模结构的设计以及主要零件设计等，直到最后的模具装配图、零件图、排样图等一系列的设计过程。其中详尽的分析讲述了针对于该零件的冲压模具完整设计方法，读者可以从本说明书中简单、明确的了解该设计的主要思想路线及合理设计制造方案，加深对级进模模具设计知识的了解、应用以及提升关于级进模模具的分析问题、解决问题的能力。 关键词：垫片、级进模、冲孔落料、模具、设计
目录 第1章冲压工艺分析......................................... 零件工艺分析................................... 产品结构形状及材料分析.................... 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析...........冲压工艺方案的确定............................... 第一种方案......................... 第二种方案............................ 第三种方案................................ 第2章冲压工艺计算................................ 排样....................................... 搭边.................................... 条料宽度和导尺间距离................. 送料步距................................. 材料利用率............................... 计算冲压力............................... 冲裁力计算............................... 卸料力、推件力与顶件力的计算.............. 压力中心的计算............................ 第3章级进模凸凹模设计........................... 模具刃口尺寸的计算......................... 冲孔凸、凹模....................... 落料凹、凸模........................ 凹模的设计........................... 凹模厚度H的计算................ 凹模长度和宽度......................... 凹模材料..................................... 凹模固定方法............................ 凸模的设计................................... 凸模强度——压应力校核.................... 凸模材料................................. 第4章基本冲模结构的确定...................... 模具的形式...............................
锻造模具设计知识点 锻造模具设计是机械设计中的重要内容，是实现金属锻造工艺的关 键环节。本文将介绍锻造模具设计的基本知识点，包括模具类型、设 计要点和注意事项等。 一、锻造模具类型 1.顶料模具 顶料模具用于产生从上模到下模胚料的压力。它由上部和下部两个 模块组成，上部用于提供锻后凸轮面的形状，下部用于支撑、定位和 组合。 2.剪断模具 剪断模具用于将锻造过程中的多余材料切割、去除，使锻件得到所 需形状。它由切断刃和切割装置组成，能够实现高效率、高精度的切断。 3.胀圈模具 胀圈模具用于在锻件上形成圆形凸台或凹槽。通过胀圈模具的运动，使锻件发生径向变形，从而实现凸台或凹槽的形成。 4.内外圆模具 内外圆模具用于锻造圆形截面的工件，如轴、套筒等。内圆模具用 于锻造内圆形工件，外圆模具用于锻造外圆形工件。它们通过模具的 闭合来实现锻造成形。
二、锻造模具设计要点 1.材料选择 锻造模具需要具备高强度、高硬度和高抗磨损性能。常用的材料有 工具钢、合金钢和硬质合金等。根据具体工件的需求，选择适合的模 具材料。 2.结构设计 模具结构设计要考虑锻造工艺的要求，包括模具的拆卸和组合、导 向和定位等。模具结构应合理布局，方便操作和维护。 3.尺寸精度 模具设计应考虑锻件的尺寸精度要求，包括锻件的公差限制、收缩 率等。模具尺寸要根据锻件的实际情况进行调整。 4.冷却系统设计 模具设计要考虑冷却系统的设置，以提高锻件的冷却速度和均匀性。合理的冷却系统可以降低模具温度，延长模具使用寿命。 三、锻造模具设计注意事项 1.模具寿命 模具设计应预留足够的寿命，避免频繁更换和修理。根据不同工件 的锻造次数和要求，选择合适的模具材料和热处理工艺。 2.模具加热
目录 摘要....................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... II 前言 (1) 第1章零件图与工艺方案的拟订 (2) 1.1零件图与零件工艺性分析 (2) 1.2 工艺方案的确定 (4) 第2章工艺设计 (6) 2.1 计算毛坯尺寸 (6) 2.2 确定排样方案 (6) 2.3 确定裁板方案 (7) 2.4 工序的合并与工序顺序 (9) 2.5 计算各工序的压力 (9) 2.6 压力机的选择 (11) 第3章模具类型与结构形式的选择 (12) 3.1 落料、冲孔复合模的设计 (13)
第4章模具工作零件刃口尺寸与公差的计算 (14) 4.1 落料模刃口尺寸的计算 (14) 4.2冲孔模刃口尺寸的计算 (16) 第5章模具零件的选用，设计与必要的计算 (17) 5.1 成形零件 (17) 5.2 模架的选用 (20) 5.3 其他标准零件的选用 (23) 第6章压力机的校核 (27) 6.1 落料-冲孔模压力机的校核 (27) 第7章模具的动作原理与综合分析 (29) 7.1 落料、冲孔模的动作原理 (29) 第8章凸凹模加工工艺方案 (32) 8.1凸模,凹模加工工艺路线 (32) 8.2 模具的装配 (41) 参考文献 (47)
圆形工件的弯曲模具设计毕业设计
毕业设计（论文） 题目：圆形工件的弯曲模具设计 学生姓名：李小兵学号： 学部（系）：机械与电气工程 专业年级： 12材料成型及控制工程 指导教师：朱月亭职称或学位：硕士
2016 年 5 月 20 日
目录 摘要 (4) 关键词....................................................................................................... 4 Abstract (5) Keywords (5) 1.前言 (6) 1.1冲压的概念特点及分类 (6) 1.2 冲压模具的现状与发展趋势 (6) 1.2.1 冲压模具的现状 (6) 1.2.2 冲压模具的发展趋势 (7) 1.3 本课题的意义及主要内容 (8) 1.3.1 选题的意义 (8) 1.3.2 本课题的主要内容 (9) 2.圆形工件的工艺分析 (9) 2.1 工件分析 (9) 2.2 加工分析 (10) 3.弯曲工艺方案的确定 (12) 3.1 弯曲工艺分析比较 (12)
3.1.1 摆动式圆形弯曲模 (12) 3.1.2 楔形圆形弯曲模 (13) 3.2 弯曲工艺选定 (15) 4.弯曲模具工艺计算 (16) 4.1 弯曲件毛坯尺寸的计算 (16) 4.1.1 弯曲应变中性层位置的确定 (16) 4.1.2 弯曲件毛坯长度计算 (16) 4.2 弯曲力计算与压力机选用 (17) 4.2.1 自由弯曲力计算 (17) 4.2.2 校正弯曲力计算 (17) 4.2.3 压力机选用 (17) 4.3 弯曲模工作部分尺寸计算 (18) 4.3.1 弯曲时凸模与凹模之间的间隙 (18) 4.3.2 弯曲时凸模与凹模的宽度尺寸 (19) 5.弯曲模主要零件的设计 (19) 5.1 模具主要零件二维三维图纸 (19) 5.1.1 下模座 (19) 5.1.2 下垫板 (20) 5.1.3 凹模固定板 (21) 5.1.4 凹模 (23) 5.1.5 芯棒 (23)