压圈复合模具设计
目录
（一）.冲压件的工艺性分析 (4)
（二）.确定工艺方案模具机构形式 (4)
（三）.模具设计计算 (5)
（1）排样方式的确定及其计算
( 2) 计算凸.凹模刃口尺寸
（3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
（4）冲压力的计算
（5）压力中心的计算
（四）.模具总体设计 (8)
（五）.模具主要零部件的结构设计 (9)
（1）落料凸、凹模的结构设计
（2）弹性元件的设计计算
（3）模架的设计
（六）.冲压设备的选择 (12)
（七）.绘制模具总装图 (13)
（八）.拆画零件图 (13)
（九）.参考文献 (14)
序言
加入WTO后，我国经济将从真正意义上溶入全球经济一体化，中国的市场将不再只属于中国企业。产品，不仅仅是性能与价格的较量，从外观、实用性到环保，哪一点输给别人那只能堆放在仓库或贱卖，不会创造效益的企业只好关门。手抄书式的靠机床和操作工来实现工程师设计产品化的老机械制造已成为历史，现代制造业驾驭着微电子和新材料，敲击着键盘，在加工中心与模具组成的流水线上精密的复制着工程师在计算机辅助下设计的从市场捕捉来的最新产品。进入21世纪，先进制造技术将全面担负起快速、精确的生产更多门类的产品，以保障和提高人类现代化生活的质量。
模具已不仅仅是人类用来浇铸钱币和内燃机壳的砂箱。今天，它凝聚了各类高技术，能快速精密的直接把材料成型、焊接、装配成零部件、组件或产品，其效率、精度、流线、超微型化、节能、环保，以及产品的性能、外观等，都是传统工艺所无与伦比的。展望21世纪，无论电子、生物、材料、汽车、家电等哪个行业，不装备由计算机、模具和加工中心砌成的生产线，都不可能在制造业中担纲支柱产业。模具是现代制造技术的重要装备，其水平标志着一个国家或企业的制造水平和生产能力。今后一段时期内，我国五大支柱产业的产品质量、批量化成本和包括产业更新在内的技术进步的关键是模具。现在全球模具总产值早已超过传统机械工业机床与工具类产值的总和。
该零件在汽车，机械，家电，飞机，火车等方面都有广泛的应用。该零件在生活中到处都可以看到，它具有使两个零件连在一起从而减少之间的磨损。到处都可以买到，价格便宜，制造简单，方便等。
金属压圈复合模具设计
【摘要】：本设计进行了落料、冲孔连续模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的
结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。
关键词：冲压成型
落料
冲孔
一．冲裁件工艺分析
1、材料：Q235是普通的碳素钢。
2、工件结构形状：该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。
3、尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级
确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：
φφ20+ 22+ 4+
结论：将以上精度与零件的精度要求相比较，该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲
裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。
二．确定工艺方案及模具的结构形状
该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案。
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。
方案二：落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案三：冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。
方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，在模具同一位置时可完成数道分离工序的模具，成本低、操作方便、工件精度也能满足要求。
方案三也只需一道模具，生产效率高，但不在同一个位置就可以完成，操作不方便，精度要求不能满足，成本高。
因此从零件加工精度和经济性角度综合考虑，选则方案二是较为合适的，即选择复合模作为本设计的模具方案。
三．模具设计计算
（1）排样方式的确定及其计算
设计复合模时，首先要设计条料的排样图，因该零件外形为圆形，可采用有废料排样的直排比较合适，确定其排样方式为直排画出排样
图。
最小工艺搭边值a ＝，a 1＝，分别取a ＝2，a 1＝2 条料宽度： B ＝（D+2a ）－△ B ＝（42+2*2）－0 B ＝ 46mm 步距：S ＝42+2＝44mm 材料利用率的计算：
计算冲压件毛坯的面积：A=π×R 2 =π×212 = 2 一个步距的材料利用率：η=
%100 BS
nA
=46×44=﹪ （2）计算总冲压力
F 落 = Lt τb =（2πR ×2×450）N=
F 冲 = Lt τb =（×10π/180+4+2×）×2 ×450= F 推=n K 推F 孔
查表，得 h=6mm 则n=h/t=6mm/2=3 K 推=
所以，有 F 推=n K 推F 孔=3××= 又 F 卸=K 卸F 落 查表，得 K 卸=
所以，有F 卸=K 卸F 落=×= 总冲压力为：
F 总=F 落+F 孔+F 推+F 卸=（+++）KN=
为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲
F 总′=×F 总=×=
(3)压力中心的计算
由图可知工件上下对称，将工件冲裁周边分成L 1、L 2、L 3、L 4、L 5基本线段，求出各段长度的重心位置：
因工件相对x 轴对称，所以Y c =0, 只需计算X C. L 1=2πr=㎜ X 1=0 L 2= X 2= L 3=L 5= X 3=X 5=㎜ L 4=4mm X 4=12㎜
将以上数据代入压力中心坐标公式
X=(L
1 X
1
+L
2
X
2
+…+ L
5
X
5
)/ L
1
+ L
2
+…+ L
5
X=[×0+×+×+4×12+×]/+++4+ =
(4)凹凸模刃口尺寸的计算
1)冲孔凹凸模刃口尺寸的计算
查表，得间隙值Z
min =0.246mm，Z
max
=0.360mm。
由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分开加工方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸计算如下：
查表，得φ20mm凸、凹模制造公差：
δ
凸 =0.020mm δ
凹
=0.025mm
校核： Z
max -Z
min
=（）㎜=
而δ
凸+δ
凹
=（+）㎜=0.045mm
满足 Z
max -Z
min
≥δ
凸
+δ
凹
的条件
查表，得：IT14级时标准公差△=㎜，因为＞，所以磨损系数X=。
按式（） d
凸=[]
X?
+
min
d=（20+×）=0
020
.0
26
.
20
-
mm
D
凹=[]min
Z
d+
凸
=025
.0
246
.0
26
.
20+
+）
（=025.0
506
.
20+mm
查表，得×4mm的矩形凸、凹模制造公差：
δ
凸 =0.020mm δ
凹
=0.020mm
δ
凸+δ
凹
=+=
满足 Z
max -Z
min
≥δ
凸
+δ
凹
的条件
2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
由于外形形状简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。
查表，得凸、凹模制作公差
δ凸=0.020mm δ凹 =0.030mm
校核：Z
max -Z
min
=而δ
T
+δ
A
=
满足 Z
max -Z
min
≥δ
凸
+δ
凹
的条件
查表，得：IT14级时磨损系数X=,
d
凸=[]
X?
+
min
d= d凹=[]min
Z
d+
凸
=+
四．模具的总体设计
根据上述分析，本零件的冲压包括冲压和落料两个工序，且孔边距较大，可采用倒装复合模，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模空洞中，应在凹模孔设置推件块，卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从空洞中落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应有压料的作用，应选用弹性卸料板卸下条料。因是大批量生产，采用手动送料方式，从前往后送料。因该零件采用的是倒装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架。
五．模具主要零部件的结构设计
（1）凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括一下几个方面：
①落料凸、凹模的结构设计
在落料凹模内部，由于要放置推件块，所以凹模刃口应采用直筒
形刃口，并查《冲压工艺与模具设计》书中表，取得刃口高度h=6mm,
该凹模的结构简单，宜采用整体式。
查《冲压工艺与模具设计》书中表，得k=
即凹模高度H=ks=×42mm=
凹模壁厚C==×=
凹模外形尺寸的确定：
凹模外形长度：L=(42+×2)㎜=㎜
凹模外形宽度：B=(42+×2)㎜=㎜
凹模整体尺寸标准化，取为100mm×100mm×16mm
为了增加凸模的强度与刚度，凸模固定板厚度取24mm,因凸模比较长，所以选用带肩的台阶式凸模，凸模长度根据结构上需要来确定。
L= h
凸模固定板+h
落料凹模
=（24+）mm= (取40mm)
③凸凹模的结构设计
本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外还有一个凸凹
模。根据整体模具的结构设计需要，
凸凹模的结构简图如下图所示：
确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数
据，使压力中心与模柄中心重合。
校核凸凹模的强度：查《冲压工艺与模具设计》书中表得凸凹模
的最小壁厚为，而实际最小壁厚为9mm。故符合强度要求。凸凹模
的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双间隙为～.
定位方式
定位方式采用侧刃加导正销定距的方式。
用侧刃定距时，使侧刃的实际长度和凹模型孔间步距一致，可提高送料精度。但采用侧刃定距时，送料操作时的人为因素，会产生送料精度不稳定的现象。对于工位较多的级进模，送料的累积误差，会使送料精度降低，对尺寸精度要求高、形状复杂的冲件尤为明显，因此，在侧刃定距的同时增设导正销的方式，在多工位级进模中得到广泛的应用。
侧刃
导正销的定距方式是将侧刃做粗定位，导正销做精定位。用于导正的导正孔，可以是冲件上的孔，也可在条料上冲出辅助工艺孔。为保证送料精度，一般应设置两个导正孔，并在第一工位上冲出。
1、侧刃和导正销定距方式时，侧刃、侧刃当块、侧导板和导正销的装配与调整方法，与单独装侧刃、导料销基本相同。
2、侧刃和导正销定距方式中，侧刃长度'c与凹模型孔间隙步距c的关系应为：'c=c+~mm。
侧刃长度增大'c（~）mm,是为了补偿导正销插入型孔时，条料可向后移动的补偿量。
卸料、顶件方式
卸料装置分固定卸料装置、弹性卸料装置。卸料板用与卸料卡在凸模或凸、凹模上的冲裁件或废料。
当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决与板料厚度，一般在~之间，卸料薄时取小值：板料厚时取大值。当固定板兼起导板作用时，一般按H7/ h6配合制造，但应该保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。
固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板较厚（大于）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。
弹性卸料装置是由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料的作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹性卸料装置。
弹性卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度查表。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模隙小。此时，凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工件零件刃口~,以便顺利卸料。
由于此零件很薄，只有，在冲压前需先压平，故采用弹性卸料。
模架及模柄
1．模架类型
如采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架(对角导柱导套模架也可)；横向送料适宜采用对角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料(纵横向
均可且送料较顺畅)，但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架差一些，四角导柱导套模架则常用于大型模具，而精密模具还须采用滚珠导柱导套。本模具采用对角导柱导套模架。
2．模柄类型
模柄是连接上模与压力机的零件，常用于1000KN以下的压力机的模具安装。模柄的结构型式比较多，重载的模具可直接用镙钉、压板将上模压在滑块端面。
送料方式
条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。标准的导料板结构见国标(GB2865－81)。而采用导料销时，要选用两个。导料销的结构与挡料销相同。
为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。簧片式用于料厚小于1mm，侧压力要求不大的情况。弹簧压块式和弹簧板式用于侧压力较大的场合。弹簧压板式侧压力均匀，它安装在进料口，常用于侧刃定距的级进模。簧片式和弹簧压块式使用时，一般设置2—3个。
.模架的选用
模架选用适用于中等精度，中、小尺寸冲压的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。
上模座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*50
下摸座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*65
导柱： d/mm*L/mm=35*200
导套：d/mm*L/mm*D/mm=35*125*48
垫板厚度取：12
凸模国定板厚度取：8
凹模的厚度已定为：10
卸料板厚度取：14
弹簧的外露高度：14
模具的闭合高度：H
模=（50+12+8+10+2+14+54+65）mm=
3-8. 冲压设备的选择
选用双柱可倾压力机 J23-40
公称压力：400KN
滑块行程：100mm
最大闭合高度 330mm
连杆调节量:65mm
工作台尺寸:(前后mm×左右mm) ：460×700 垫板尺寸:(厚度mm×孔径mm）：65×220
模柄孔尺寸：（直径mm×深度mm) ：450×7
30
最大倾斜角度：0
冲压模具设计书班级
学号 同心圆垫片冲压模具设计 目录 一．冲压件 1.1.冲压件零件图 二．零件的工艺性分析 2.1.零件的工艺性分析 2.2.冲裁件的精度和粗糙度 2.3.确定工艺方案 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 2.2.操作及定位方式 2.3.卸料及出料方式 2.4.模架类型及精度 四．冲压模具工艺及计算
4.1.排样设计及条料宽度计算 4.2.设计冲裁压力及压力中心，初选压力机五．冲裁模间隙的分析及确定 5.1.冲裁模间隙的分析 5.2.冲裁模间隙的确定 六．凸凹模刃口尺寸的计算 6.1.刃口尺寸的计算的基本原则 6.2.刃口尺寸的计算 6.2.1凸凹模的刃口尺寸计算 七．主要零部件的设计 7.1.工作零件设计及计算 7.2.模架及其与它零件的设计
一．冲压件 二．零件工艺性分析 2.1.零件工艺性分析 该零件只有冲孔落料两个工序，材料为15钢，强度极限为450MPa，具有良好的冲压性能，适合普通冲裁。该零件冲孔及落料的尺寸均满足冲裁要求
2.2.冲裁件的精度和粗糙度 按零件的尺寸公差查公差表得零件的冲裁精度不超过IT11，故冲孔的精度为IT11,落料的精度为IT12，均满足普通冲裁要求。 2.3.确定工艺方案 以上分析可得，有冲孔落料两道工序，结构简单，可采用两工位连续冲裁，可选择级进模或复合模。 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 复合模和级进模均只需要一副模具，但是复合模结构相对复杂，设计难度较大，而级进模的结构简单，更容易设计和制作，故选级进模。 2.2.操作及定位方式 该级进模可同时两工位连续冲裁，为提高工作效率，可选用自动送料。采用固定定位销和导料板定位 2.3.卸料及出料方式 为了实现快速卸料，采用弹性卸料，并采用下出料方式。在落料的同时，将零件顶出。 2.4.模架类型及精度 综合比较无导向模架，导板式模架，导柱式模架，该级进模更适合导柱式模架。该模架在模具冲孔落料时，有定位的作用，提高零件的精度，且导柱和导套也容易加工到较高精度。故选用导柱式模架，模架的尺寸根据凹模的尺寸选择标准的模架。 四．冲压模具工艺及计算
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。 方案一:采用复合模加工。复合模的特点是生产率高, 冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高, 冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂, 制造精度要求高, 成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二:采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,
压圈冲压模具设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
压圈复合模具设计目录 （一）.冲压件的工艺性分析 (4) （二）.确定工艺方案模具机构形式 (4) （三）.模具设计计算 (5) （1）排样方式的确定及其计算 ( 2) 计算凸.凹模刃口尺寸 （3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算 （4）冲压力的计算 （5）压力中心的计算 （四）.模具总体设计 (8) （五）.模具主要零部件的结构设计 (9) （1）落料凸、凹模的结构设计 （2）弹性元件的设计计算 （3）模架的设计 （六）.冲压设备的选择 (12) （七）.绘制模具总装图 (13) （八）.拆画零件图 (13) （九）.参考文献 (14) 序言
加入WTO后，我国经济将从真正意义上溶入全球经济一体化，中国的市场将不再只属于中国企业。产品，不仅仅是性能与价格的较量，从外观、实用性到环保，哪一点输给别人那只能堆放在仓库或贱卖，不会创造效益的企业只好关门。手抄书式的靠机床和操作工来实现工程师设计产品化的老机械制造已成为历史，现代制造业驾驭着微电子和新材料，敲击着键盘，在加工中心与模具组成的流水线上精密的复制着工程师在计算机辅助下设计的从市场捕捉来的最新产品。进入21世纪，先进制造技术将全面担负起快速、精确的生产更多门类的产品，以保障和提高人类现代化生活的质量。 模具已不仅仅是人类用来浇铸钱币和内燃机壳的砂箱。今天，它凝聚了各类高技术，能快速精密的直接把材料成型、焊接、装配成零部件、组件或产品，其效率、精度、流线、超微型化、节能、环保，以及产品的性能、外观等，都是传统工艺所无与伦比的。展望21世纪，无论电子、生物、材料、汽车、家电等哪个行业，不装备由计算机、模具和加工中心砌成的生产线，都不可能在制造业中担纲支柱产业。模具是现代制造技术的重要装备，其水平标志着一个国家或企业的制造水平和生产能力。今后一段时期内，我国五大支柱产业的产品质量、批量化成本和包括产业更新在内的技术进步的关键是模具。现在全球模具总产值早已超过传统机械工业机床与工具类产值的总和。 该零件在汽车，机械，家电，飞机，火车等方面都有广泛的应用。该零件在生活中到处都可以看到，它具有使两个零件连在一起从而减少之间的磨损。到处都可以买到，价格便宜，制造简单，方便等。 金属压圈复合模具设计 【摘要】：本设计进行了落料、冲孔连续模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适
第一章概述 内容简介: 本章讲述冲压冲压模具设计的基础知识。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；模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。 章节内容： 1.1冲压的定义 1.2冲压工序分类 1.3冲压工艺的特点及其应用 1.4冲压变形的理论基础 1.5冲压用板料 1.6冲压设备简介 学习目的与要求： 1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2．认识常见冲压设备，掌握选用原则； 3．了解屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、等冲压成形基本规律； 4．了解冲压成形性能与机械性能关系； 5．认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。 重点内容： 冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常用模具零件加工方法及应用。 难点内容： 冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系。
主要参考书： [1] 王同海.实用冲压设计技术.北京：机械工业出版社，2000 [2] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海：上海科学技术出版社，2000 复习思考题：<参考答案下载> 1-1什么是冲压加工？ 1-2 冲压加工又何特点？ 1-3冲压加工又哪几种类型？ 1-4什么是分离工序？ 1-5 什么是塑性变形工序？ 1-6 我国冲压技术的发展方向是怎么样的？ 1-7 常用的冲压设备有哪几种? 1-8 通用曲柄压力机的工作原理是怎么样的? 1-9 选用冲压设备的基本原则是什么？ 1-10怎样根据冲压工艺来选择压力机的种类？ 1-11怎样选择压力机规格大小？ 1-12如何正确使用压力机？ 1-13使用时如何正确地调整压力机？ 1-14冲压材料常用的备料设备有哪些？ 1-15剪板机由哪几部分组成？ 1-16如何正确使用剪板机？ 例题与解答： [1]冲压塑性变形辅助分析 [2]拉深变形中的变形趋向：注意变形过程、变形区与传力区、变形缺陷 电子教材 1.1 冲压的定义 冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力（或拉力），使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料（或带料）、薄壁管、薄型材等，板厚方向的变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压，
设计题目： 零件图：
前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分。若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即321L L L ?=?=?，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图1所示) 。这些变化主要表现在： 图 1 ⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 (2) 圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越
向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 盒形件拉深有以下变形特点： σ的分布是不均匀的。在圆角部分最大，直 (1) 凸缘变形区内径向拉应力 1 σ也远小于相应的圆筒形件的拉应力。边部分最小。即使在角部，平均拉应力 1 因此，就危险断面处载荷来说，矩形盒拉深时要小得多；对于相同材料，矩形盒拉深的最大成形相对高度要大于相同半径的圆筒形零件拉深时的最大成形相对高度。 (2) 由于直边和圆角变形区内材料受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角处，并且，直边处材料的径向伸长变形小而圆角处材料的径向变形大，使变形区内两处材料的变形量不同，直边处大于圆角处。由此引起两处位移速度差，因而必然诱发出切应力（图2），以协调直边与圆角处的变形。 图2 盒形件拉深时的应力分布 σ的分布也是不均匀的。从角部到中间直 (3)在毛坯外周边上，切向压应力 3 σ的数值逐渐减小。通常情况下，起皱都发生在角部，但是起边部位，压应力 3 皱的趋势要小于拉深相应圆筒形件时的情况。 常用相对圆角半径r/B表示矩形盒的几何形状特征，0 摘要 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠。本套冲压模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握冲压模具设计的基本技能的目的。 首先，对零件做整体的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本，对排样方式进行了合理的设计；其次，对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求；再次，想要保证制件精度的要求，就要考虑模具刃口尺寸的计算。因为刃口是冲制工件的主要工作部分，刃口处的精度就决定了制件的精度，就必须根据公差来进行精确计算。 最后，根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凸凹模，并且查找资料选择冷冲压模的标准零件，符合标准后，就把凸凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合高度后，选出合适的压力机在调试校验后并进行试冲加工，以达到符合的标准，最终完成加工。 关键词：冲压模具，冲压工艺，模具设计 Abstract The topic is the chain plate punching blanking compound mold design and the mold of article described an instance is simple and practical, easy to use and is reliable. This mold is not primarily designed to complex design, but mainly on a systematic study of mold design knowledge and practice, in order to achieve the purpose of master the basic skills of stamping mold design. First of all, do a thorough analysis for the parts, which include the using of the material, the requirement of accuracy and the requirement of working procedure and costs and so on. For declining low cost, proceeded the reasonable design to the row kind method. Secondly, do processing design for the whole parts and the purpose by craft designing and order of the working procedure and by the choice of punching machine. Thirdly, consider the calculation of size of the mould cutting edge in order to meet the need of accuracy. Because the cutting edge is the main working part of the punching processing, the accurate cutting edge guarantees the accurate parts. So you needed to tolerance do accurate calculation. Finally, according to the calculated the size of mold cutting edge design the corresponding punch and mold, and find information on selection criteria for cold stamping parts, meet the standards, put the punch and mold with the other components to the overall assembly. In determining the specific mold closed height, select the appropriate press in the debug and test validation washed after processing, to meet compliance standards, the final completion of the processing chain plate. Keywords：composite modulus, stamping process, mold design , punching blanking 冲模设计课程设计指导书 班级： 姓名： 学号： 2014年 一、课程设计目的 综合运用所学的知识，借助于图册和相关的设计资料培养独立地分析问题和解决问题的能力。从而得到： （1）巩固和扩大本课程所学的理论知识； （2）掌握设计冲压模的一般程序； （3）学习制定中等复杂冲压件的工艺规程； （4）学会绘制模具装配图和零件图； （5）培养设计、计算、制图（包括计算机绘图）、查阅资料的能力。 二、任务 依据一张给定的冲压件零件图，完成如下工作： （1）分析冲压件的生产工艺过程，选择最佳的工艺方案； （2）进行必要的工艺计算； （3）设计所给零件的冲压成形模具一套，给出总装配图一张，主要零件图若干张； （4）完成设计计算说明书一份； （5）填写工艺卡片一份。 三、要求 （1）工艺分析要合理，方案选择即要满足技术要求，又要考虑经济效益； （2）图纸设计要采用计算机绘图，按国标设计，图纸规范、清晰； （3）设计说明书要计算机打印，层次清楚，语句通顺，计算数据要完整、准确； （4）工艺卡填写完与说明书一起装订（放在最后一页）。 四、设计过程 （一）工艺设计过程： 1、工艺性分析：包括对零件图分析（零件形状，尺寸精 度，材料要求等）、工艺性分析； 2、对总体工艺方案分析：基本工序分析，工序顺序与数 目分析，工序组合及模具型式选择分析，进行方案比 较； 3、工序设计和工序尺寸计算（画出必要的工序简图）； 4、工艺计算： （1）材料排样和裁板宽计算； （2）弹性元件计算； （3）冲压工艺计算； （4）压力中心计算； （5）冲模工作零件尺寸计算； （二）确定模具总体结构 1、确定模具结构形式； （1）模具类型选择； （2）操作方式选择； （3）材料送进、定位方式选择； 冷冲压模具设计步骤 冷冲模设计的一般步骤如下： 1 ．搜集必要的资料 设计冷冲模时，需搜集的资料包括产品图、样品、设计任务书和参考图等，并相应了解如下问题： l ）了解提供的产品视图是否完备，技术要求是否明确，有无特殊要求的地方。 2 ）了解制件的生产性质是试制还是批量或大量生产，以确定模具的结构性质。 3 ）了解制件的材料性质（软、硬还是半硬）、尺寸和供应方式（如条料、卷料还是废料利用等），以便确定冲裁的合理间隙及冲压的送料方法。 4 ）了解适用的压力机情况和有关技术规格，根据所选用的设备确定与之相适应的模具及有关参数，如模架大小、模柄尺寸、模具闭合高度和送料机构等。 5 ）了解模具制造的技术力量、设备条件和加工技巧，为确定模具结构提供依据。 6 ）了解最大限度采用标准件的可能性，以缩短模具制造周期。 2 ．冲压工艺性分析 冲压工艺性是指零件冲压加工的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小（最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形）、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见，经产品设计者同意后方可修改。 3 ．确定合理的冲压工艺方案 确定方法如下： l ）根据工件的形状、尺寸精度、表面质量要求进行工艺分析，确定基本工序的性质，即落 料、冲孔、弯曲等基本工序。一般情况下可以由图样要求直接确定。 2 ）根据工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3 ）根据各工序的变形特点、尺寸要求确定工序排列的顺序，例如，是先冲孔后弯曲还是先弯曲后冲孔等。 4 ) 根据生产批量和条件，确定工序的组合，如复合冲压工序、连续冲压工序等。 5 ) 最后从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，并填写冲压工艺过程卡片（内容包括工序名称、工序数目、工序草图（半成品形状和尺寸）、所用模具、所选设备、工序检验要求、板料规格和性能、毛坯形状和尺寸等）: ; 4 确定模具结构形式 确定工序的性质、顺序及工序的组合后，即确定了冲压工艺方案也就决定了各工序模具的结构形式。冲模的种类很多，必须根据冲件的生产批量、尺寸、精度、形状复杂程度和生产条件等多方面因素选择，其选原则如下： l ）根据制件的生产批量确定采用简易模还是复合模结构。一般来说简易模寿命低，成本低；而复合模寿命长，成本高。 2 ）根据制件的尺寸要求确定冲模类型。 若制件的尺寸精度及断面质量要求较高，应采用精密冲模结构；对于一般精度要求的制件,可采用普通冲模。复合模冲出的制件精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。 3 ）根据设备类型确定冲模结构。 拉深加工时有双动压力机的情况下，选用双动冲模结构比选用单动冲模结构好很多 冲压模具设计方法与步 骤 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 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。设计方法如下： ※????确定模具的种类：简单模、连续模还是复合模。 ※???模具工作零件设计：计算凸、凹模刃口尺寸和凸、凹模长度，确定凸、凹模结构形式和连接固定方式。 ※??确定毛坯的定位和定距方式，并对相应的定位、定距零件进行设计。※??确定压料、卸料、顶件及推件方式，并对相应的压料板、卸料板、推件块等进行设计。 ※??模架设计：包括上下模座及导向方式的设计，也可以选用标准模架。 毕业设计（论文）开题报告 系（部）：机械工程系年月日（学生填表）课题名称挡环冲压模具设计 学生姓名专业班级课题类型工程设计 指导教师职称课题来源生产 1.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 近些年来我国模具工业迅速发展，中国正成为世界模具大国，但模具水平和生产工艺水平比国际先进水平低很多，成为真正的模具强国任重而道远。 改革开放以来，随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。 21世纪，随着科技的发展，计算机的普及以及操作性能的提高，CAD/CAM 开始技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM 技术。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 近几年来，随着工业和高科技产业的飞速发展，我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。尽管如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。为了弥补这一技术上的差距，我国正在努力改善生产工艺，提高生产技术，紧追世界模具发展步伐，现如今代表着最先进冲模技术水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。其中具有代表性的集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 模具的专业化程度也是限制冲压模具发展的一大因素，因此想要提高我国整体冲压模具水平，还得从最基础做起，首要的就是多与国外的先进技术进行交流，教育知识与国外的相同步，另外，国内企业也应多和国内外大中专学院开展模具技术的研究和开发，确保能获得最前沿的知识与最先进的技术。 就全球模具发展现状而言：日本模具产能约占全球的40%，居世界第一位；德国在模具行业具有领先世界的技术；美国模具占有率逐渐减少，但在高端模具领域占有重要地位。 国外模具发展趋势——工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计模拟软件进行模具结构的设计；模具加工上已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工和数控编程技术对模具进行加工，使模具的加工质量和附加值大大 冲压模具设计素材(1)(doc 6) 冲压模具设计素材 一、制件图的分析 深→修边→冲孔。考虑到实验的特殊情况，只需设计制造三套冲压模具，即：落料模具、拉深模具、冲孔模具，修边工序采用手工方式进行。 3、此制件是和其它多种小零部件相互配合、有严格装配关系的零件，虽然图纸上的尺寸精度没要求那么高，但考虑到使用时的互换性，在进行模具设计时仍然要对模具的型腔尺寸精度要求高些。 二、模具结构的选取 1、此次制做的冲压模具是用来做实验的，为简化冲压模具的结构复杂程度、缩短模 隙。 2）冲裁间隙（单边）C min =0.015mm 3)凸、凹模刃口尺寸计算公式 设制件尺寸为0?-D 则： a X D D a δ+?-=0)( min )2(t C D D a t δ--= 式中： t a D D 、――分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸 t a δδ、――分别为落料模具凹模、凸模的制造公差 ?――制件的制造公差 C――单边最小冲裁间隙 min X――磨损系数（取X＝1） 4）凸、凹模刃口尺寸（略） 3、为降低模具制造成本，没有进行排样设计，而是在凹模的相应部位设计了定位销（采用手工送料方式），以解决用小块板料落料生产时的定位问题。 4、因镁板的壁厚只有0.6mm，落料时包紧力不大，故采用弹性卸料装置。卸料板和凸模之间的间隙取0.1mm。 5、压力中心和冲裁力的计算（略） 6、凹模采用柱孔口直筒形结构，既便于制造又解决了向下漏料的问题。 四、拉深模具设计 1、拉深的总高度比较小，只有5mm，设计时采用了一次拉深成形工艺。 2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定 1）此制件是要求外形尺寸零件（便于装配），设计时应以凹模为基准件，间隙通过减小凸模尺寸获得。 2）拉深间隙 拉深间隙值C的大小对拉深力、制件质量、模具寿命等影响很大。间隙过大，制件易起皱，有锥度、精度差；间隙过小，则有害摩 擦加大，制件变薄严重，甚至破裂。因此，确定合适的拉深间隙值C 是很重要的。 考虑到镁板的拉深性能差（需把拉深模具和坯料加热到合适的温度才能进行拉深生产）、制件精度要求较高等诸方面的因素，拉深间隙取值如下： （1）直边部分拉深间隙值C=1t=0.6mm （2）转角部分拉深间隙值C=1.1t=0.66mm 3）凸、凹模园角半径 r＝1mm （制件尺寸决定） t r＝2mm （便于拉深） a 第二节冲压工艺与模具设计实例 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺与模具设计 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图，材料Q215钢，厚度1.5mm，年生产量5万件，要求编制该冲压工艺方案。 ⒈零件及其冲压工艺性分析 mm的凸包定位且焊接组合在车架的电气元件支架上，腰圆孔用于摩托车侧盖前支承零件是以2个9.5 侧盖的装配，故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整。 图12-1侧盖前支承零件示意图 该零件端部四角为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装配使用情况，为了改善落料的工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为2mm。此外零件的“腿”较长，若能有效地利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹，则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。 腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为2.5mm。大于材料厚度（1.5mm），从而腰圆孔位于变形区之外，弯曲时不会引起孔变形，故该孔可在弯曲前冲出。 ⒉确定工艺方案 首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合理的弯曲方法十分重要。 (1) 弯曲变形的方法及比较该零件弯曲变形的方法可采用如图12-2所示中的任何一种。 第一种方法(图12-2a)为一次成形，其优点是用一副模具成形，可以提高生产率，减少所需设备和操作人员。缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形，零件表面擦伤严重，且擦伤面积大，零件形状与尺寸都不精确，弯曲处变薄严重，这些缺陷将随零件“腿”长的增加和“腿”长的减小而愈加明显。 第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角，然后在另一副模具上弯曲中间两角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和的多，但回弹现象难以控制，且增加了模具、设备和操作人员。 第三种方法(图12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45°，然后在另一副模具上弯曲成形，这样由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹，故零件的形状和尺寸精确度高。此外，由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力较小，零件的表面质量较好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件的成形特别有利。 冷冲压工艺与模具设计课程实验指导书实验一：典型结构冲模拆装 一、实验目的和要求 1通过对模具的拆装，进一步熟悉模具的结构； 2、通过对所拆模具的分析和论证，进一步掌握各类模具的结构、各零部件的作用、零件间的配合关系及拆装关系。提高分析问题的能力，提高设计模具的能力； 3、通过对模具的拆装，并绘制模具装配图以一些主要模具零件图。提高快速绘制模具草图的能力。 二、冲模的分类及冲模的主要零部件 1冲模的分类 冲模按工序组合程度可分为：单工序模、级进模、复合模。 冲模按导向方式可分为：无导向模、导板模、导柱导套模 （1）单工序模 单工序模是指在一次冲压行程中只完成一道工序的模具。单工序模按工序性质分类 可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉伸模、胀形模、翻边模等等。 （2）级进模 级进模是指在压力机的一次冲程中，依次在几个连续不同的工位上完成两道或两道以上工序的模具，级进模又称连续模或跳步模。级进模根据定位装置的不同，有四结构: （a）由导料板、挡料销、始用挡料销、导正销组成定位部分的导正销级进模. （b ）由导料板、侧刃组成定位部分的侧刃级进模。 （c）由导料板、侧刃、导正销组成定位部分的级进模。 （d）由导料板、自动送料机构、导正销组成定位部分的级进模。 （3）复合冲模 复合模是指是指在压力机的一次冲程中，在同一个工位上完成两道或两道以上工序的模具，复合模按结构可分为：正装复合模、倒装复合模。 2、冲模的主要零部件可分为工艺构件和结构构件两部分。 三、实验仪器 1实验设备：冲压设备； 2、实验模具：冲压模具若干副； 3、实验工具及量具：游标卡尺、直尺、扳手、螺丝刀、铜棒、手锤、零件盒。 四、实验步骤 1认真观察实验模具，并推测模具的种类、工作原理； 2、将模具上、下模部分分开，确定模具的种类及组成模具各零件的作用； 3、由工作零件推测制件形状和毛坯形状，并按比例绘制制件草图和毛坯草图； 4、拟定模具拆装工艺过程。对于模具零件间的过盈配合部分和部分过渡配合部分, 拆卸到组件为止。在拆卸过程中，要记清各个零件在模具中的位置、相互关系及拆卸顺序，以便重新装配。 5、在拆卸时和拆卸后，分析模具工作零件的结构特征、形状、定位和固定方式；验证并修正前面推测的制件形状。 6、分析模具其他零部件的结构形式、特点及它们与相关零件的位置关系；模具定位和紧固零件的结构形式、作用、要求和数量。 给个实例。由于无法上图，只有文字，见谅。 抽引连续模设计步骤及要点, [摘要] 文章在对抽引加工工艺作了简单的概述後,著重总结了抽引连续模设计步骤及要点,并列举了较实用之模具结构形式. 关键词抽引连续模冲压冲模排样 1. 概述 抽引加工工艺在连接器五金件制造中应用极为广泛. 它是一种将平片毛坯抽制成立体空心件的冲压加工方法,在工业及生活用品的制造中应用极为广泛. 诸如汽车覆盖件,连接器中的D型铁壳,生活用品中的易拉罐等都离不开抽引加工工艺.抽引加工一般分为旋转件抽引(如Audio Jack Shell),盒形件抽引(如D-SUB Shell) 及复杂曲面抽引(汽车覆盖件)等. 抽引加工的成形机理是材料内部产生塑性流动,平片毛坯向径向流动逐步转移到筒壁的过程,如图一所示: （图一） 由此可见,抽引加工必然存在以下特点: a. 材料内部塑性流动, 必然产生加工硬化; b. 材料从外围向径向流动时,在切向相互间产生挤压应力,由此导致材料失稳起皱,甚至抽裂. 签于抽引成形机理是材料整体流动,变数太多,故模具设计时光靠理论计算往往不够,需在实际试模中加以修正.在抽引连续模设计时,由於连续模之结构特点以及料带之送料顺畅要求,使得模具设计时有更多的考量要点.以下就抽引连续模设计步骤及要点作些许总结. 2. 抽引件工艺性评估及成形工序确定 在抽引连续模设计之前,首先应对抽引件图面进行工艺性审查评估,评估内容主要包括以下几部分: a. 抽引件之精度要求:一般而言抽引件在圆筒侧壁之材料厚度无法做到等料厚t, 故产品尺寸标注时不能同时对圆筒内外同时有尺寸要求, 只能满足其中一项, 其精度要求可达±0.05mm.在高度方向也可控制到±0.05mm, 其标注方式最好以抽引件底部为基准； b. 抽引件之外观要求: 材料在抽引流动时与模仁摩擦剧烈,外观无法做到车制零件那麼光滑,筒侧壁可能会有内凹或弧形； c. 零件之抽引工艺性: 由於抽引连续模之模具结构特点决定,抽引过程中无法加退火工序,故必须对制件之连续抽引进行工艺评估.如果其总抽引系数小於材料所允许之最小总抽引系数,那麼就不具备连续抽引工艺; d. 如果抽引件深度太高,无法连续抽引完成时,可考虑先抽引後翻底工艺,看能否达到目的,此时产品侧壁外观不平整.另外当总抽引系数太小时, 可考虑用胀形工艺完成; e. 产品形状尽量简单对称,有利於材料均匀流动; f. 产品之圆角半径不宜过小,一般底部圆角r和口部圆角R都应大於 (0.1~0.3)t; ············2011—2012学年第一学期《支撑桶零件的冲压模具设计》·········· 课程设计 题目：支撑桶零件的冲压模具设计 学院：机电学院 专业：材料成型及其控制工程 班级：班 姓名： 学号： 大学 2011年12月 目录 摘要 (3) 第一章工艺分析与确定 (4) 1.1冲裁工序的组合 (4) 1.2冲裁组合方式 (5) 1.3冲裁顺序的安排 (6) 1.4支撑桶冲裁连续模具及工艺设计 (6) 1.5排样 (7) 1.5.1材料的利用率 (7) 1.5.2条料的宽度 (8) 第二章工艺计算 (10) 2.1毛坯尺寸计算 (10) 2.2拉伸次数的确定 (10) 2.3孔翻边 (10) 2.4冲裁力的计算 (11) 2.5压力机的公称压力 (13) 2.6压力中心的确定 (13) 2.7模具刃口尺寸计算及原则 (14) 2.7.1模具人口尺寸及其制造公差原则 (14) 2.7.2模具刃口尺寸计算 (14) 2.7.3模具的形状，尺寸设计计算 (15) 2.8冲裁模间隙 (16) 第三章卸料与推件零件以及其他定位零件的设计 (16) 3.1定位板和定位钉 (16) 3.2送料方向的控制 (16) 3.3挡料销 (17) 3.4卸料装置 (17) 第四章标准模架和导向零件 (17) 4.1模架形式 (17) 4.2模架选用的规格 (18) 第五章连接与固定零件 (18) 第六章模具设计中要注意的部分 (18) 6.1模具的闭合高度，冲模与压力机的关系 (18) 6.2经济性原则 (19) 6.3安全性原则 (19) 第七章模具总装图的绘制 (19) 第八章模具安装要求 (21) 参考文献 (22) 摘要 针对精细要求较高，产品结构形状复杂一级生产批量大的特点通 冲压模具设计指导 模具课程设计是一个重要的专业教学环节，这个数学环节的目的: ?（1)帮助学生具体运用和巩固《模具设计与制造》课程及相关的理论知识,了解设计冲压模的一般程序。 (２)是使学生能够熟练地运用有关技术资料,如《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》及其它有关规范等。?(3)训练学生初步设计冷冲压模具的能力，为以后的工作打下初步的基础。? 1 冲压模设计的准备工作 根据课程设计目的,设计课题由指导教师用“设计任务书”的形式下达,课题难度以轻度复杂《如冲孔落料复合模》为宜。设计工作量根据课程设计时间安排情况，由指导教师酌定。 ?１.1 研究设计任务??学生应充分研究设计任务书,了解产品用途,并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析,对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师的意见后进行改进。在初步明确设计要求的基础上，可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。??第一步,酝酿冲压工序安排的初步方案,并画出各步的冲压工序草图； 第二步,通过工序安排计算及《冷冲压模具结构图册》等技术资料，验证各步的冲压成型方案是否可行,构画该道工序的模具结构草图。 第三步，构画其它模具的结构草图，进一步推敲上述冲压工序安排方案是否合理可行。?第四步，冲压工序安排方案经指导教师过目后,即可正式绘制各步的冲压工序图，并着手按照“设计任务书”上的要求进行课程设计。 １．２资料及工具准备 ?课程设计开始前必须预先准备好《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》等技术资料,及图板、图纸、绘图仪器等工具。也可将课程设计全部或部分工作安排在计算机上用Auto ＣAD 等软件来完成,相应地需事前调试设备及软件、准备好打印用纸及墨盒等材料。 ?1.3设计步骤??冲压模课程设计按以下几个步骤进行。? (1)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图(阶段考核比例为１５%) （２)计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等,初选压力机吨位(２5%)；?(３)确定压力机吨位（５％);?（4)设计及绘制模具装配图(25%)；?(5）设计及绘制模具零件图（25％); (６)按规定格式编制设计说明书(5％); (7)课程设计面批后或答辩(建议对总成绩在10%的范围内适度调整)。 ?１．4 明确考核要求??根据以上6个阶段应该形成的阶段设计成果实施各阶段的质量及考核,从而形成各阶段的考核成绩。其中课程设计面批或答辩不仅有助与当面指出学生的各类设计错例,也是课程设计考核的重要手段。最终的考核成绩在6个阶段考核成绩的基础上,由指导教师结合考勤记录及面 2冲裁模结构批或答辩记录对总成绩在１0%左右的范围内适度调整。?? 设计示范??２.1排样论证的基本思路? 排样论证的目的是为了画出正确的模具排样图。一个较佳的排样方案必须兼顾冲压件的公差等级、冲压件的生产批量、模具结构和材料利用率等方面的因素。 ?1) 保证冲压件的尺寸精度??图1所示冲压件，材料为1０钢板，料厚1ｍｍ,其未注公差尺寸精度等级为IＴ12，属一般冲裁模能达到的公差等级,不需采用精冲或整修等特殊冲裁方式。从该冲压件的形状来看,完全可以实现少、无废料排样法。但该冲压件的尺度精度等级决定了应采用有废料排样法。 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。设计方法如下： ※ 确定模具的种类：简单模、连续模还是复合模。 ※ 模具工作零件设计：计算凸、凹模刃口尺寸和凸、凹模长度，确定凸、凹模结构形式和连接固定方式。 ※ 确定毛坯的定位和定距方式，并对相应的定位、定距零件进行设计。 ※ 确定压料、卸料、顶件及推件方式，并对相应的压料板、卸料板、推件块等进行设计。 ※ 模架设计：包括上下模座及导向方式的设计，也可以选用标准模架。 ※ 在完成以上工作的基础上，按比例绘制模具工作图。先用双点划线绘制毛坯，再绘制工作零件，然后绘制定位和定距零件，用连接零件把以上各部分连接起来，最后在适当的位置绘制压料和卸料零件。根据模具的具体情况，以上顺序也可作适当调整。 ※ 工作图上应该标注模具的外轮廓尺寸、模具闭合高度、配合尺寸及配合型式。工作图上要标注模具的制造精度和技术条件的要求。工作图要按国家制图标准绘制，有标准的标题栏和名细表。如果是落料模，要在工作图的左上角上绘制排样图。 ※计算模具压力中心，检查压力中心与模柄中心线是否重合。如果不重合，对模具结果作相应的修改。 ※计算冲压力，最后选定冲压设备，进行模具与冲压设备相关尺寸的校核（闭合高度、工作台面、模柄安装尺寸等）。 5、测绘模具的大部分零件图（要求完成图纸工作量折合为A0图三张以上），零 件图要求按国家制图标准绘制，标注完整的尺寸、公差、表面粗糙度和技术要求。 6、填写冲压加工工艺规程卡片。压圈开口环冲压模具设计(含全套CAD图纸)
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