最新冲压模具设计答案 冲压模具设计与制造(5篇)

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冲压模具设计答案 冲压模具设计与制造篇一

1、冲裁件工艺性分析：

① 材料性能分析：是否具有良好的冲压工艺性能； ② 工件结构分析：

结构要求：如果只是对孔的定位有高要求，对外形要求不高，可以改进外形，以实现无废料排样

料厚：是薄板材料还是厚板材料？t<0.3mm？

t<2mm？

t>2mm？ 孔边距：c≥1.5t或c≥t 圆角过渡：转角处尽量用圆角过渡，有利于减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，一般可取r=0.5t，范围大致在0.21mm

2、设计该零件的冲压生产工艺，编制其冷冲压工艺卡片，要求至少提出两种以上的冲压工艺方案分析比较，确定可行的工艺方案。

3、论文正文中需要有该零件的模具结构总图一套及主要零件图。另外，需打印出来至少三张用autocad画的规范三视图，打印图号至少a3号或以上。

4、选择冲压设备，所有设备参数计算需注明取值来源，并将源图表重新绘制在论文中。

5、编写设计说明书，所有工艺参数计算需注明来源，并将源图表重新绘制在论文中。

6、设计论文的最后，将所有来源参考文献按[1]，[2]，[3]等顺序列出。

二、设计进度

第1周，完成工艺分析、工艺方案制定及工艺计算； 第2周，完成模具总图设计与绘制；

第3周，设计绘制主要零件图，撰写设计计算说明书，答辩。

三、参考书

1）王孝培.冲压手册（或冲压设计资料）.机工版，第11章 2）肖景容.冲压工艺学.机工版，第7章 3）太原工学院主编.冷冲模结构图册

4）4457~4460-84 5）* 周玲.冲模设计实例详解.化学工业出版社.2007

1．支架，设计该零件的冲压生产工艺及模具。

2．支架，设计该零件的冲压生产工艺及模具。

3．法兰零件，试设计该零件的冲压生产工艺及模具。

4．筒形零件，试设计该零件的冲压生产工艺及模具。

冲压模具设计答案 冲压模具设计与制造篇二

1、主要冲压工序

【1】分离工序（切断、冲裁（落料、冲孔）、切口、切边）【抗剪强度】 【2】变形工序（弯曲、拉伸、成形（起伏（压筋）、翻边）、缩口、胀形、整形）【屈服期限】

（金属变形三个阶段：①弹性变形 ②均匀塑性变形 ③集中塑形变形）

2、冲压材料

【机器】考虑其强度和硬度

【电机电器】导电性和导磁性

【化工容器】耐腐蚀性

【1】材料塑形好，允许变形程度大，可减少冲压工序次数和中间退火次数

【2】延伸率（δ）、杯突试验深度大或屈服极限/强度极限（（屈强比）σs/σb）、冷弯试验中的弯曲直径（d）小，其塑形就好。

【3】模具间隙是按材料厚度来确定的（材料厚度公差必须符合国家标准）

【公差过大会影响工件质量】

3、冲压机种类

【1】曲柄压力机（开式压力机、闭式压力机）

【2】双动拉深压力机

【3】摩擦压力机

【4】液压机

（*闭合高度、最大装模）

4、模具设计参数(标准件、压力中心)4.1【冲裁间隙】z=d凹—d凸(凹模直径d凹、凸模直径d凸)(单边d/2)4.2【凸凹模刃口尺寸计算原则——落料和冲孔】

4.21【落料件】尺寸取决于凹模尺寸，落料模应先定凹模尺寸，用减小凸模

尺寸来保证合理间隙。

【冲孔件】尺寸取决于凸模尺寸，冲孔模应先定凸模尺寸，用增大凹模

尺寸来保证合理间隙。

4.3【计算凸、凹模刃口尺寸需要用到的参数】zmin 和zmax、落料公差（δ凸、δ凹）和冲孔公差（δ凸、δ凹）、系

数（χ）4.4【冲裁力p0（n）】

【平刃口凸、凹模】 p0=lδτ

【l（冲裁件周长mm）、δ（材料厚度mm）、τ（材料的抗剪强度mpa）】

【考虑其他因素，实际冲裁力：p =1.3p0≈lδσb】【σb（材料的抗拉强度mpa）】 4.5【阶梯分布】一个模具里多个凸模，分为大凸模、小凸模，为防止折断，小

凸模一般比较短，与大凸模呈阶梯状分布，大、小凸模的高度差

为h（取决于材料厚度）。

（δ≤3mm时，h=δ；δ>3mm时，h=0.5δ）4.6【卸料力、推件力、顶出力计算】

❶卸料力：p卸=k卸p（n）

❷推件力：p推=nk推p（n）

❸顶出力：p顶=k顶p（n）

【p(卸料力)、n（卡在凹模洞口内的工件（或废料）数目）、k（系数）】 4.7【排样、搭边和条料宽度】

4.7.1【排料】

4.7.1.1【排料方式】❶直排 ❷斜排 ❸直对排❹斜对排❺混合排❻多行排

nf 4.7.1.2【材料利用率（一个进距内的材料利用率η）】η=×100%

bh

f(冲裁件面积（包括冲出的小孔面积）)

n(一个进距内冲裁件数目)

b(条料数目)

h(进距)4.7.2【搭边】

搭边值大小，能太大，浪费材料；太小容易挤进凹模，影响模具

寿命。（搭边值大小可查表）

5、模具类型

【冲裁模具类型】❶单工序模❷级进模❸复合模 【凹模】

❶凹模孔口形式

❷凹模外形尺寸（凹模厚度h、壁厚c）

【凹模厚度h】h=kb（mm）（k—系数 b—冲件最大外形尺寸）

【凹模壁厚c】 【小凹模】 c=（1.5—2）h（mm）

【大凹模】 c=（2—3）h（mm）【凸凹模】（复合模）

（不集聚废料的凸凹模最小壁厚）

【黑色金属和硬材料】 1.5δ（须大于0.7mm）

【有色金属和软材料】 ≈δ（须大于0.5mm）【凹模上螺钉孔、圆柱销孔的最小距离】（跟是否淬火有关，淬火距离比较大）【凹模强度校核】（检验凹模厚度，因为凹模厚度不够，会使凹模产生弯曲，损

坏模具。

h最小=3p 10

【h最小—凹模最小厚度（mm）p—冲裁力（n)】

【凸模】

【结构型式】 ❶标准圆形凸模

❷带护套的小孔凸模（适用于冲孔直径与料厚相近的小孔）❸快换凸模（用于大型冲模中冲小孔易损坏 ❹大圆凸模 ❺非圆形凸模

【凸模长度】 l=h1+h2+h3+y 【h1—凸模固定板的厚度】

【h2—卸料板的厚度】

【h3—导尺的厚度】

【y—自由尺寸（凸模的修磨量4—6mm；凸模进入凹模的深度0.5—1mm；凸模固定板与卸料板之间的安全距离a，可取15—20mm。】 【凸模强度校核】❶压应力校核❷弯曲应力校核

【凹模、凸模的镶拼结构】

【镶块紧固】

❶框套热压法❷框套螺钉紧固法❸销钉、螺钉紧固法

【镶块尺寸mm】

h:b:l=(0.6-0.8):1:(3-5)

尺寸范围：h（30-75）;b(60-170);l(最大至300)【凸模、凹模固定】

❶机械固定（采用螺钉紧固、压配合等方法）❷粘结固定（①低熔点合金浇注固定法②环氧树脂粘结固定法③无机粘结剂固定

法④）【定位零件】 【定位板、定位销】（定位板（定位销）高度与材料厚度有关）材料厚度δ（mm）：

<1 1-3 >3-5 定位板（销）高h（mm）： δ+2 δ+1 δ

【导尺（或导料销）】

【侧压】❶簧片压块式 ❷弹簧压块式（侧压力大，适合冲裁厚料）❸ 压板

式（适用于单侧刃级进模）

【挡料销】挡料销高度与材料厚度有关，可以查表得到

【挡料销型式】❶圆柱头式挡料销❷钩形挡料销❸活动挡料销❹初始挡料销

【侧刃】切去条料旁侧的少量材料来限定送料进距（提高生产率，保证较高定位精度，有利于自动化）

【侧刃固定方法】❶压配合固定❷铆接固定❸螺钉固定❹销钉固定 【导正销】（主要用于级进模）

【型式】❶压入式❷螺钉固定式

【卸料和推件零件】 【型式】❶固定卸料板❷弹性卸料板❸废料切刀❹弹性卸料和刚性推件装置❺弹

性卸料和弹性推件装置 【弹簧、橡皮的选用】

❶【圆柱螺旋压缩弹簧】（弹簧压缩量、弹簧根数、弹簧装配长度）

❷【橡皮】

【卸料板和凸模之间的间隙】（可查表）

【卸料弹簧窝座深度】

【卸料板螺钉沉孔深度】

【打杆长度】

【顶杆长度】

【导向、联接固定零件及其他】

【导柱、导套 】（用于要求精度高的冲模）

【布置型式】❶后侧导柱❷中间导柱❸对角导柱❹四个（或六个）导柱

【结构型式】❶滑动导柱导套 ❷滚珠导柱导套

【导板】

【厚度】h1=（0.8-1）h凹

（h凹

—凹模厚度）

【上、下 模】（模座分带导柱和不带导柱）

【垫板】

【凸模固定板】（❶ 圆形 ❷矩形）

【模柄】

【平衡侧压力结构】

【模具压力中心计算】

【模具总体设计】 ⑴【掌握资料】❶冲压件图纸及技术条件❷生产批量❸冲压设备❹模具制造条件

⑵【总体设计任务】❶模具类型的确定

❷操作方式、进出料方式的确定

❸定位、卸料、推件、导向、联接固定等型式的确定

❹模具压力中心的确定

❺模具外形尺寸确定 【模具类型确定】（以冲裁工件要求、生产批量、模具加工条件等为主要依据）

❶【冲裁工件要求、生产批量】单工序模、级进模、复合模

无导向模、导柱模、导板模

❷【模具外形尺寸确定】（包括模柄尺寸、闭合高度、模座俯视尺寸）（与

所选冲床规格有关）

❸【模座尺寸】一般冲床工作台每边尺寸大于下模座尺寸50—70mm

【模具设计中须考虑的安全措施】

【模具材料及使用寿命】

【冲压对材料的基本要求】

❶有足够的硬度和耐磨性（冲压模正常失效方式是磨损）❷有一定的强度和韧性 ❸有良好的加工工艺性 【模具常用材料】

【提高模具使用寿命的途径】

❶合理设计模具❷正确选用模具材料❸保证热处理质量和采用热处理新工艺❹保证加工质量和采用新的加工方法（加工模具新方法：①电火花加工和线切割加工（优点：不管材料硬度多高，均能加工，加工安排在热处理之后，从而解决热 处理变形问题）②低熔点合金和锌基合金浇铸（制造周期短，加工容易，成本低，废旧模具可以重熔再造））❺合理使用与维护

【冲裁件质量分析】（毛刺、剪裂带、光亮带、塌角）

【精冲】 ❶精冲过程 ❷精冲材料

❸精冲模设计的参数（⑴精冲力p总=p冲+p压+p推（①冲裁力②齿圈压板力③推板反压力④⑤）；⑵凸凹模间隙）❹精冲模具结构（设计注意事项：①刚度精度要求高②一般采用滚珠导柱模架③控制凸模进入凹模深度④添加排气孔或者排气槽⑤合理分布顶杆）

⑴模具结构：①活动凸模式②固定凸模式③简易精冲模

【弯曲】 【弯曲原理】

【弯曲变形过程】

【弯曲过程中的应力应变状态】

【应变中性层的位置及最小弯曲半径的确定】

【应变中性层的位置】

【最小弯曲半径的确定】

【弯曲件的回弹】

【回弹量的确定】、【影响回弹因素】❶材料的机械性能❷相对弯曲半径

r

❸弯曲角❹弯曲件的形状❺弯曲方式❻模具间隙 【减少回弹量的措施】

❶从改进产品设计和工艺来减少回弹量❷在模具结构上采取措施❸利用橡胶和 聚氨酯凹模进行弯曲❹采用拉弯工艺

【弯曲力计算】

【自由弯曲的弯曲力】

【弯曲件毛坯尺寸计算】

【弯曲件工序安排和模具结构】 【弯曲工序应考虑的原则】

❶两次弯曲成形❷三次弯曲成形❸对称弯曲❹连续工艺成型

【弯曲模的结构设计和典型结构】

⑴【弯曲模结构设计要点】

❶坯料放在模具应有可靠定位

❷不应使毛坯产生严重的局部变薄

❸弯曲过程中，应防止毛坯移动

❹弯曲区能得到校正

❺有消除回弹的可能性

❻毛坯放入到模具上和压弯后从模具中取出工件要方便

⑵【弯曲模具的典型结构】

❶v型件弯曲模❷ u型件弯曲模❸ 圆环件弯曲模❹ 铰链弯曲模❺连续弯曲模

【弯曲模工作部分的设计】

⑴【凸模、凹模圆角半径与凹模深度】

❶ 凸模圆角半径r凸

❷ 凹模圆角半径r凸

❸ 凹模深度h ⑵【凸、凹模间隙】

⑶凸、凹模工作部分尺寸与制造公差

⑷【斜楔的设计和计算】

【楔块受力分析】

【水平斜楔】

【向下倾斜运动的斜楔】

【向上倾斜运动的斜楔】

【楔块尺寸、角度的确定】

【拉深】

⒈【拉深的基本原理】

【拉深变形过程】

【拉深过程中毛坯的应力和应变状态】

【拉深过程中的起皱和断裂】

【旋转体拉深件的毛坯尺寸计算】

【修边余量】

【带料连续拉深】

冲压模具设计答案 冲压模具设计与制造篇三

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。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批或答辩记录对总成绩在10%左右的范围内适度调整。冲裁模结构设计示范

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。

图1 冲压件及排样图

2)考虑冲压件的生产批量

该冲压件的月生产批量为3000件，属于中等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案(该方案较适宜大批量生产，约几十万件以上)；也不考虑采用简易冲裁模常用的单、直排方案，根据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以单斜排、一模一件、级进排样方案为宜。

3)提高原材料利用率

在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。图2所示是垫圈冲压件及其冲裁排样图。如果单纯为了提高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲载方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高，其结果往往得不偿失。

排样图上搭边值设计是否合理，直接影响到原材料的利用率和模具制造的难易程度。总是采用最小许用搭边值[amin]、[a1min]往往人为地提高了模具的制造难度，而在通常情况下却并不能提高原材料的利用率。以一条长1000mm的料条为例，若对图2所示的垫圈冲压件以[amin]=0.8mm进行排样，可排(1000-0.8)/(34+0.8)=28.7个，实际为28个；若以a=1.5mm进行排样，则可排(1000-1.5)/(34+1.5)=28.1个。可见每个步距上省下0.7mm长的料，最终整张条料上并不能多排一个工件，两者的利用率是完全相同的。除使用卷料进行冲压外，一般搭边值均应在[amin]的基础上圆整(料宽尺寸也须圆整)，以降低模具制造难度。

图2 垫圈冲压件及冲裁排样图

4)模具结构论证

在保证产品尺寸公差等级的前提下，应尽量简化模具结构复杂程度，降低模具制造费用，这是设计模具的铁则。图2所示的垫圈冲压件，因外形比较简单，且壁厚较大，所以采用复合模冲裁排样方案就比采用级进模冲裁的方案好。

倒装复合模的结构比顺装复合模简单，所以应优先考虑采用倒装复合模。最终能否采用复合模冲裁方案以及采用何种复合模结构的关键是验算冲压件的最小壁厚。经验算垫圈冲压件的最小壁厚，可用倒装复合模冲裁方案。

2.2 选择压力机及确定压力中心示范

根据图2复合模冲裁排样图，经计算模具工艺总力p∑=10.32(tf)，可初步选择j23-16f压力机。记录有关技术参数供今后校核用。最大封闭高度：205mm；封闭高度调节量：45mm；工作台尺寸前后：300mm、左右：450mm；垫板尺寸厚度：40mm；孔径：φ210mm；模柄孔尺寸直径：φ40mm；模柄孔深度：60mm。

计算压力中心的方法教材上已有详尽的介绍。要计算出压力中心的精确位置既繁锁又无必要。除了少数几种情况，例如：精密冲裁模具、多工位自动级进模和一些造价昂贵的模具为保险起见需要精确计算外，一般情况下，可以根据对称原理把压力中心大致定在条料宽向的中心线和送料方向上最远的两个凸模(有侧刃时，侧刃也算作凸模)距离的中线的交合点”o”上，只要这个0点与实际压力中心之间的偏距小于模柄半径(已知模柄直径为φ40mm)，就能达到模具平稳工作要求；而一旦0点与实际压力中心之间的偏距超出模柄半径的范围，就要调整各凹模洞口在凹模板上的位置，使实际压力中心进入模柄半径范围内。

2.3 冷冲模国家标准的使用

根据图2复合模冲裁排样图，结合模具制造工艺，圆形模板比矩形模板加工简便，因此本模具就采用圆形模板。首先要计算圆形凹模板的轮廓尺寸：厚度h=k·b1=0.4×38=15.2mm；直径d=l1+2l1=34+2×22=78mm。查阅gb2858.4-81，根据”就近就高”的原则初定凹模周界：h×d=16×φ80。

1.确定模具的主要结构要素

根据垫圈产品图排样方案论证结果，已确定本模具采用倒装式复合模结构。在此基础上，尚须确定如下结构要素。

(1)确定送料方式

模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式，还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如l(送料方向的凹模长度)＜b(垂直于送料方向的凹模宽度)时，采用纵向送料方式；l＞b时，则采用横向送料方式；l=b时，纵向或横向均可。就本例的圆形凹模板而言，其送料方式应采用纵向送料。另外采用何种送料方式，还得考虑压力机本身是开式还是闭式而定。

(2)确定卸料形式

模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强(如采用矩形弹簧)，弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况，当材料料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板，大于2mm时采用固定卸料板较为贴近实际。本模具所冲材料的料厚为1mm，因此可采用弹压卸料板。

(3)模架形式

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。本模具采用中间导柱导套模架，一是对纵向送料方式较适宜，二是中间导柱导套模架工作时受力比较均衡、对称。

2.典型组合选择示范

计算凹模周界及确定模具的主要结构是为了选用合适的模具结构典型组合。根据本模具采用纵向送料方式、弹压卸料板、倒装复合模、中间导柱导套模架及凹模周界为h×d=16×ф80，可从《冷冲模国家标准》查到复合模圆形厚凹模典型组合(gb2873.3-81)。各模具零件的标准外形尺寸h×d如下：

(1)上垫板(gb2858.6-81)4×ф80 1块；

(2)固定板(gb2858.5-81)12×ф80 1块；

(3)凹模(gb2858.4-81)(22×ф80)调整至18×ф80 1块；

(4)卸料板(gb2858.5-81)10×ф80 1块；

(5)固定板(gb2858.5-81)14×ф80 1块；

(6)下垫板(gb2858.6-81)4×ф80 1块；

本典型组合推荐使用3只m8的紧固螺钉、2只ф8的圆柱销、3只杆部直径为ф8的台肩式卸料螺钉、凸凹模的推荐长度为42mm、配用模架闭合高度在140～165mm之间。

有了模具结构的典型图，模具设计就大为简化。只要根据排样图中凸模或凸凹模的位置，分别把各个凸模或凸凹模画入典型组合可，并相应地在凹模板或凸凹模上开制相应的凹模洞口及在其它零件上画出漏料孔、打料系统等，就可得到一张完整又正确的装配图。

3.非标准模具的对照设计

有些矩形凹模板根据计算结果会很难选到一个合适的标准凹模板。例如某狭长冲压件，其凹模周界的计算值：h×l×b=20×60×125，与之最为接近的标准凹模板尺寸为：h×l×b=20×125×125，仍相差悬殊。解决的办法是根据h×l×b=20×125×125的标准凹模板找到模具的典型组合，同样根据该典型组合构画装配图，只是把模具内的所有模板的l尺寸全部换成非标准尺寸60mm，而尺寸h及b保持不变，进行必要的有限非标准设计。

2.4 绘制模具装配图示范

有了模具结构典型组合图，就可以着手绘制模具装配图。我们一般应根据模具结构典型组合图绘制模具结构草图，这样无论在布置图面、还是考虑结构细节等问题上都将带来许多便利之处。

1.图面布置规范

为了绘制一张美观、正确的模具装配图，必须掌握模具装配图面的布置规范。图3所示是模具装配图的图面布置示意图，可参考使用。

图纸的左上角1处是档案编号。如果这份图纸将来要归档，就在该处编上档案号(且档案号是倒写的)，以便存档。不能随意在此处填写其它内容。

图3 图面布置示意图

1-档案编号处 2-布置主视图 3-布置俯视图 4-布置产品图 5-布置排样图

6-技术要求说明处 7-明细表 8—标题栏

2处通常布置模具结构主视图。在画主视图前，应先估算整个主视图大致的长与宽，然后选用合适的比例作图。主视图画好后其四周一般与其它图或外框线之间应保持有约50～60mm的空白，不要画得“顶天立地”，也不要画得“缩成一团”，这就需要选择一合适的比例。推荐尽量采用1:1的比例，如不合适，再考虑选用其它《机械制图国家标准》上推荐的比例。

3处布置模具结构俯视图。应画拿走上模部分后的结构形状，其重点是为了反映下模部分所安装的工作零件的情况。俯视图与边框、主视图、标题栏或明细表之间也应保持约50～60mm的空白。

4处布置冲压产品图。并在冲压产品图的右方或下方标注冲压件的名称、材料及料厚等参数。对于不能在一道工序内完成的产品，装配图上应将该道工序图画出，并且还要标注本道工序有关的尺寸。

5处布置排样图。排样图上的送料方向与模具结构图上的送料方向必须一致，以使其他读图人员一目了然。

6处主要技术要求。如模具的闭合高度、标准模架及代号及装配要求和所用的冲压设备型号等。

7处布置明细表及标题栏。结合图4标题栏及明细表填写示例，应注意的要点如下。

(1)明细表至少应有序号、图号、零件名称、数量、材料、标准代号和备注等栏目；

(2)在填写零件名称一栏时，应使名称的首尾两字对齐，中间的字则均匀插入；

(3)在填写图号一栏时，应给出所有零件图的图号。数字序号一般应与序号一样以主视图画面为中心依顺时针旋转的方向为序依次编定。由于模具装配图一般算作图号00，因此明细表中的零件图号应从01开始计数。没有零件图的零件则没有图号。

(4)备注一栏主要标标准件规格、热处理、外购或外加工等说明。一般不另注其它内容。

图4 标题栏及明细表填写示例

8处布置标题栏。作为课程设计，标题栏主要填写的内容有模具名称、作图比例及签名等内容。其余内容可不填。

图5 倒装复合模

1－下模座 2、3－导柱 4－卸料螺钉 5－下垫板 6－凹模固定板 7－凸凹模

8－弹压橡皮 9－卸料板 10－挡料顶 11－推块 12、27－冲孔凸模 13－冲孔凸模固定板

14－开制三叉通孔的垫板 15、25、33－圆柱销 16－上模座 17、18－导套 19－模柄

20－防转销 21－打杆 22－三叉打板 23－上垫板 24－顶杆 26－凹模 28－内六角螺钉

29－活动挡料销 30－半圆头螺钉 31－扭簧 32－内六角螺钉

2.装配图的绘制要求

图5所示是垫圈冲孔落料复合模的装配图，在绘制模具装配图时，初学者的主要问题是图面紊乱无条理、结构表达不清、剖面选择不合理等，还有作图质量差如引出线”重叠交叉”、螺销钉作图比例失真，漏线条等错误屡见不鲜。上述问题除平时练习过少外，更主要的是缺乏作图技巧所致。一旦掌握了必要的技巧，这些错误是可以避免的。结合范例，下面简要地叙述绘制模具装配图的具体要求。

要说清这个问题，先要了解为什么要绘制模具装配图。绘制模具装配图最主要的是要反映模具的基本构造，表达零件之间的相互装配关系。从这个目的出发，一张模具装配图所必须达到的最起码要求一是模具装配图中各个零件(或部件)不能遗漏。不论哪个模具零件，装配图中均应有所表达；二是模具装配图中各个零件位置及与其它零件间的装配关系应明确。下面简要叙述装配图的作图技巧。

(1)装配图的作图状态

冲裁模装配图可以画成敞开状态，上模部分和下模部分敞开10～15mm，具有读图直观的优点。对于初学者则建议画合模的工作状态，这有助于校核各模具零件之间的相关关系。

(2)剖面的选择

图5所示模具的上模部分剖面的选择应重点所映凸模的固定，凹模洞口的形状、各模板之间的装配关系(即螺钉、销钉的安装情况)，模柄与上模座间的安装关系及由打杆、打板、顶杆和推块等组成的打料系统的装配关系等。上述需重点突出的地方应尽可能地采用全剖或半剖，而除此之外的一些装配关系则可不剖而用虚线画出或省去不画，在其它图上(如俯视图)另作表达即可。

模具下模部分剖面的选择应重点反映凸凹模的安装关系、凸凹模的洞口形状、各模板间的安装关系(即螺钉、销钉如何安装)、漏料孔的形状等，这些地方应尽可能考虑全剖，其它一些非重点之处则尽量简化。

图5中上模部分全剖了凸模的固定，凹模洞口形状及螺销钉的安装情况(并在左面布置销钉、右面布置紧固螺钉及另一销钉显得错落有致)，对于模柄与上模座的联接情况进行了局部剖(并顺便画出防转销钉显得构图极为巧妙)，而对打料系统的装配关系也尽量全剖，使其他读图者一目了然。

下模部分对凸凹模的固定，凸凹模洞口及漏料孔的形状，卸料板与卸料螺钉的联接情况，紧固螺钉与圆柱销的结构情况都进行了全剖。而对活动挡料钉的安装情况则采取了用虚线表达的方式。这样的布置需要设计者经过一番精心的运筹后才能获得。

(3)序号引出线的画法

在画序号引出线前应先数出模具中零件的个数，然后再作统筹安排。在图5的模具装配图中，在画序号引出线前，数出整副模具中有33个零件，因此设计者考虑左方布置18个序号，右方再布置15个序号。根据上述布置，然后用相等间距画出33个短横线，最后从模具内引画零件到短横线之间的序号引出线。按照“数出零件数目→布置序号位置→画短横线→引画序号引出线”的作图步骤，可使所有序号引出线布置整齐、间距相等，避免了初学者画序号引出线常出现的”重叠交叉”现象。

3.关于螺钉、销钉的画法

画螺钉应注意以下几点：

(1)螺钉各部分尺寸必须画正确。螺钉的近似画法是：如螺纹部分直径为d，则螺钉头部直径画成1.5d，内六角螺钉的头部沉头深度应为d+1～3mm；销钉与螺钉联用时，销钉直径应选用与螺钉直径相同或小一号(即如选用m8的螺钉，销钉则应选ф8或ф6)。

(2)画螺钉连接时应注意不要漏线条。以图5中螺钉24为例，螺钉只与尾部的凹模26螺纹连接，而螺钉经过冲孔凸固定板

13、上垫板14及上模坐16均应为过孔。

(3)画销钉联接时也要注意不要漏线条。以图5中的销钉15为例，在销钉经过的通孔凸模固定板13与上模座16零件需用销钉进行定位，而上垫板14则无需用销钉15来定位，所以应为过孔。

模具装配图绘制完成后，要审核模具的闭合高度、漏料孔直径、模柄直径及高度、打杆高度、下模座外形尺寸等与压力机有关技术参数间的关系是否正确。本例经审核后确认满足j23-16f压力机参数要求。冲裁模零件设计示范

3.1 图形的绘制方法

图形的绘制方法虽依各人习惯而不尽相同，以下的观点及建议，可供参考。

图6 凸模(材料：t10a)1.图形的不绘条件

画零件图的目的是为了反映零件的构造，为加工该零件提供图示说明。那么哪些零件需要画零件图呢？这可用一句话概括：一切非标准件、或虽是标准件但仍需进一步加工的零件均需绘制零件图。以图5倒装复合模为例，下模座1虽是标准件，但仍需要上面加工漏料孔、螺钉过孔及销钉孔，因此要画零件图；导柱、导套及螺销钉等零件是标准件也不需进一步加工，因此可以不画零件图。

2.零件图的视图布置

为保证绘制零件图正确，建议按装配位置画零件图，但轴类零件按加工位置(一般轴心线为水平布置)。以图5所示的凸模26为例，装配图上该零件的主视图反映了厚度方向的结构，俯视图则为原平面内的结构情况，在绘该凸模26的零件图时，建议就按装配图上的状态来布置零件图的视图，实践证明：这样能有效地避免投影关系绘制的错误。

3.零件图的绘制步骤

绘制模具装配图后，应对照装配图来拆画零件图。推荐如下步骤。

绘制所有零件图的图形，尺寸线可先引出，相关尺寸后标注，以图5为例。模具可分为上下两大部分。在画上半部分的零件图时，绘制的顺序一般采用“自下往上，相关零件优先”的步骤进行。凹模26是工作零件可以首先画出；绘完凹模26的图形后，对照装配图，推块11与凹模26相关，其外形与凹模洞口完全一致，厚度应比凹模大出0.5mm，根据这一关系马上画出推块11的图形；接下来再画冲孔凸模固定板13的图形画好凸模固定板13以后，再对照模具装配图画出装在冲孔凸模板13内的冲孔凸模

12、冲孔凸模27等与之相关零件的图形„„。在画上模部分的零件图时，应注意经过上模座

16、上垫板

14、冲孔凸模固定板13及凹模26等模板上的螺销钉孔的位置一致。

在画下模部分的零件图时，一般采用“自上往下，相关零件优先”的步骤进行。先画卸料板9的图形，然后对照装配图上的装配关系，画活动挡料钉

28、挡料钉10的图形。再画凸凹7的图形„„。在画下模的零件图时，也应注意经过卸料板

9、凸凹模固定板

6、下垫板

5、下模座1上的螺丝钉孔的位置及凸凹模

7、下垫板

5、下模座1上漏料孔位置的一致。

按照上述步骤，根据装配关系对零件形状的要求，绘制各零件图的图形，能很容易地正确绘制出模具零件的图形，并使之与装配关系完全吻合。

3.2 尺寸标注方法

从事模具设计的人都有这样的体会：画图容易标注尺寸难。将一张零件图的图形绘制正确和将一张零件图上的所有尺寸标注正确相比要容易得多。然而初学者中普遍存在一种“重图形、轻尺寸标注”的倾向，一旦进行课程设计，所标注的尺寸或错误百出或紊乱不堪，令人难以读图；甚至出现螺销钉孔错位致使模具无法装配的严重错误，漏尺寸漏公差值等现象更是比比皆是。究其原因除了平时练习少外，更为重要的是缺乏必要的方法。进行尺寸标注时，建议根据装配图上的装配关系，用“联系对照”的方法标注尺寸，可有效地提高尺寸标注的正确率，具有较好的合理性。

1.尺寸的布置方法

对于初学者出现尺寸标注紊乱、无条件等现象，主要是尺寸“布置”方法不当。要使用所有标注的尺寸在图面上布置合理、条理清晰，必须很好地运筹。图7所示的冲孔凸模固定板13的零件图中共有近20个尺寸，其中俯视图左侧布置螺销钉及顶杆过孔尺寸；下方布置顶杆过孔孔距尺寸、冲孔凸模12固定孔孔距尺寸、螺销钉孔的孔距尺寸及模板的外形直径尺寸；上方则布置孔距的角度尺寸。主视图上布置了冲孔凸模 27和12的固定孔形状尺寸、及模板的厚度等尺寸。这种布置方法合理地利用了零件图形周围的空白，既条理分明、又方便了别人读图。

尺寸布置还要求其它相关零件图相关尺寸的“布置地”尽量一致。如图8所示的上垫板14中的尺寸就参照了图7中布置方法，尽量地作到“同一尺寸在图纸的同一地点出现”。如ф

9、ф

7、ф30、ф

56、ф80、30°、厚度14等尺寸的“布置地”基本上同图7冲孔凸模固定板零件图中的“布置地”相同。这样的尺寸标注方式极大地便利了读图者。学生要确立“图纸主要是”画给别人看的！”的观念，学习与借鉴本例中的尺寸布置方法。

图7 冲孔凸模固定板(材料：q235)图8 开制三叉型孔的上垫板(材料：45)2.尺寸标注的思路

要使尺寸标注正确，就要把握尺寸标注的“思路”。前面要求绘制所要零件图的图形而先不标注任何尺寸，就是为了在标注尺寸时能够统筹兼顾，用一种正确的“思路”来正确地标注尺寸。下面以图5倒装复合模为例阐述尺寸标注的“思路”。

(1)标注工作零件的刃口尺寸

根据模具设计法则，先标注基准件上刃口尺寸(即冲孔凸模和落料上的刃口尺寸)，再标注对应件上的刃口尺寸(即凸凹模上的刃口尺寸)；但符合模中也可将凸凹模作为基准件，凸模、凹模作为对应件进行尺寸标注。所有零件图的图形绘好后，先找出本模具的工作零件即凸凹模

7、冲孔凸模12和

27、落料凹模26，把着三张图纸对照起来，按照尺寸布置后安排好的“地点”标注刃口尺寸。这样可保证刃口尺寸标注的正确性。

(2)标准想关零件的相关尺寸

相关尺寸正确，各模具零件才能装配组成一幅模具，必须保证正确。在上模部分，相关尺寸的标注建议按照“自上而下”的顺序进行。先从工作零件凹模26开始，观察装配图6，与该零件模具相关的零件有内六角螺钉

24、销钉25推块

11、冲孔凸模13，应从分析着些相关关系入手进行“相关尺寸”的标注。

凹模26与销钉25成h7/m6配合，故销钉孔直径为ф8h7。销钉25要通过26、13、14、16等模板，其中与26与16成h7/m6配合，因此上模座16上销钉孔直径也应为ф8h7，可立即在上模座16的零件图上标出该尺寸。而销钉通过13、14模板的孔是应有0.5～1mm的间隙，因此13、14上相应的过孔直径为ф9，也应在相应的图纸上立即标出。

凹模26与3个m8的内六角螺钉24是螺纹连接，因此凹模26的图纸上对应螺纹孔应标注为3-m8；螺钉24也同过16、13、14、16等模板，其中与13、14、16上的过孔也有0.5～1mm的间隙，相应的图纸上应立即标注ф9，各模板上的螺纹孔距均为ф9，各模板上的螺纹孔距均为ф56一并标出。

凹模26还与推块11相关。从装配关系知：推块11的外形应与凹模洞口一致，只是尺寸比洞口尺寸小，四周有0.2～0.6mm的间隙，按这一关系找出推块11的零件图纸，标上推板的外形尺寸。为了保证推块11完全将工件推出凹模26，推块的推料段高度是8.5mm。推块尺寸的标注见图9。

图9 推块(材料：45)标注完凹模与凸模相关零件上相关尺寸后，再标注冲孔凸模固定板13上相关零件的相关尺寸„„，直至上模中所有零件的 相关尺寸标注完毕。再举一例进一步说明相关尺寸的标注。装配图中的冲孔凸模27与冲孔凸模固定板13和推块11相关；其中冲孔凸模固定板13相应处为一吊装固定台阶孔，大孔高度与凸模吊装段等高，即同为3mm，孔径应比凸模台阶直径大出0.5～1mm，是22.5mm；小孔与凸模固定段成h7/m6的配合，即冲孔凸模固定板13上的小孔直径应为ф18.5，而推块11上开制的凸模过孔应比凸模刃口部分直径大出0.5～1mm，实际为ф18.8mm。上述尺寸应依次同时标注。冲孔凸模27的零件图见图10。

图10 冲孔凸模(材料：t10a)模具下模部分的相关尺寸标注可按“自上而下”的顺序尽心。先标注弹压卸料板9与挡料钉10、28，弹压卸料板与卸料螺钉4之间的相关尺寸；再标注凸凹模固定板6与凸凹模

7、卸料螺钉

4、紧固螺钉

32、圆柱销33之间的相关尺寸„„，直至所有相关尺寸标注完毕。

(3)补全其它尺寸及技术要求

这个阶段可逐张零件进行，先补全其它尺寸，例如轮廓大小尺寸、位置尺寸等；再标注各加工面的粗糙度要求及倒角、圆角的加工情况，最后是选材及热处理，并对本零件进行命名等。

3.3 其它尺寸标注问题

1.复杂型孔的尺寸标注

形状越复杂，尺寸就越多，由此造成的标注困难是初学者设计冲压模时的主要障碍。图11所示的凸模零件，因洞口形状的尺寸繁多而出现标注困难。有两个解决方法：一是放大标注法。将凹模零件图适当放大后再标注尺寸；二是移出放大标注法。将复杂的洞口型孔单独移至零件图外面的适合位置，再单独标记繁多的型孔尺寸，而零件图内仅标注型孔图形的位置尺寸即可。图11中采用了移位标注法。

图11 复杂模洞口的移位标注

判断冲压件上未注公差尺寸的偏差方向。采用“入体原则”、可先画出该冲压件的假想磨损图。图12所示工件的假想磨损图用双点划线画出，再根据以下方法进行判断。如该尺寸磨损后变小为负偏差；变大为正偏差；不变则为正负偏差。拒此可确定图2-1中，26.2，24.2、20.8等尺寸为负偏差；15、12、2及2-ф5等尺寸为正偏差；而尺寸14.5则为正负偏差。若需判别半径r及角度尺寸的偏差方向同样可采用此法。

图12 冲压件未注公差尺寸的偏差方向判断

冲压件未注公差配合尺寸极限偏差一般为it12～it14，常用it14。若该冲压件使用时与其它工件并无装配关系，则未注公差尺寸的偏差方向及极限偏差可按国际gb/t15055-94圆角半径等的极限偏差分为f(fine精密级)、m(medium 中等级)、c(coarse 粗糙级)、v(very coarse 最粗级)四个公差等级。一般可选用c级。表

1、表

2、表3级表4分别列出了gb/t15055-94中的有关内容，供设计者参考。

3.其它模板上型孔的配制标注

在进行凹模洞口的刃口尺寸计算时如何处理半径尺寸r？实践中视对r的测量手段以及使用要求而定，如有能精确测定r值的量具，则需对r值进行刃口尺寸的计算；如仅有靠尺等常规测量工具，则对r进行刃口尺寸计算并在凹模图上标注计算结果就无必要，可在凹模图山标注原注r值。

由于凸模外形、凹模洞口及其它模板上相应的型孔都是在同一台线切割机床上用同一加工程序，根据线切割机床的“间隙自动补偿”功能使起在线切割机床的割制过程中自动配制一定的间隙而成。因此其它模板上型孔可按上述配制加工的特点进行标注，即简单明晰、又符合模具制作的实际。以图13为例，凸模固定模板按配制法特点进行标注时，仅需在模板内标注型孔的位置尺寸，而型孔的形状尺寸则在图纸的适当位置加注：“型孔尺寸按凸模的实际尺寸成0.02mm的过盈配合”即可。

表1 未注公差冲裁尺寸的极限偏差

注：对于0.5及0.5mm以下的尺寸应标注公差。

表2 未注公差冲裁模角度的极限偏差

表3 未注公差成形尺寸的极限偏差

注：对于0.5及0.5mm以下的尺寸应标注公差。

表4 未注公差冲裁圆角半径的极限偏差

图13 凸模固定板型孔的配制标注

冲压模具设计答案 冲压模具设计与制造篇四

第六章 冲压工艺规程

内容简介:

掌握冲压工艺过程设计步骤、一般冲压工艺方案的确定以及相应的模具结构设计。

章节内容:

6.1 冲压工艺过程设计步骤 6.2 冲压工艺方案的确定 6.3 冲压工艺过程设计实例

学习目的与要求：

1.了解冲压工艺过程设计步骤； 2.了解冲压工艺方案的确定方法。

重点内容： 冲压工艺方案的确定

难点内容：

冲压工艺方案的确定以及相应的模具结构设计。

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：

6-1 简述冲压工艺过程设计的一般流程？ 6-2 分析图6.1零件的工艺性？

6-3 详细分析图6.9汽车空调前端盖的冲压工艺设计过程？

例题与解答：

[1]冲压工艺设计过程应用举例

电子教材

6.1 冲压工艺过程设计步骤 冲压工艺过程是冲压件各加工工序的总和。加工工序不仅包括冲压所用到的冲压加工基本工序，而且包括基本工序之前的准备工序、基本工序之间的辅助工序和基本工序之后的后续工序。工艺过程设计的任务就是根据生产条件，对这些工序的先后次序做出合理安排（协调组合），其基本要求是技术上可行、经济上合算，还要考虑操作方便与安全。冲压工艺过程的优劣，决定了冲压件的质量和成本，所以，冲压工艺过程设计是一项十分重要的工作。

1．分析冲压件零件图

产品零件图是制订冲压工艺方案和模具设计的重要依据，制订冲压工艺方案要从产品的零件图入手。分析零件图包括技术和经济两个方面：

⑴冲压加工的经济性分析根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。

⑵冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指该零件冲压加工的难易程度。技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，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。

2．制定冲压工艺方案

⑴在分析了冲压件的工艺性之后，通常在对工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式的分析基础上，制定几种不同的冲压工艺方案。

⑵从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理的工艺方案。

3．确定冲压并设计各工序的工艺方案

1>依据所确定的零件成形的总体方案，确定并设计各道冲压工序的工艺方案。

2>确定冲压工序的工艺方案的内容。

⑴确定完成本工序成形的加工方法；

⑵确定本工序的主要工艺参数；

⑶根据各冲压工序的成形极限，进行必要的成形工艺计算；

⑷确定各工序的成形力，计算本工序的材料、能源、工时的消耗定额等；

⑸计算并确定每个工序件的形状和尺寸，绘出各工序图。4．完成工艺计算

5．选择模具类型与结构形式

工艺方案确定后，选择模具类型时，需综合考虑生产批量、设备、模具制造等情况，选用简易模、单工序模、复合模或连续模。一般来说，简易模（聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌基合金模、板模、钢带冲模等）寿命低，成本低，通常使用于试制、小批量生产。对于大批量、精度要求较高的冲压件，应应用复合模或连续模。当冲压件尺寸较大时，为便于制造模具和简化模具结构，应采用单工序模具。当冲压件尺寸小且性质复杂时，为便于操作，常用复合模或连续模。6．选择冲压设备

主要有：曲柄压力机、螺旋压力机、多工位压力机、冲压液压机、高速压力机、精密冲裁压力机、冲模回转头压力机。曲柄压力机：最常用，有开式、闭式压力机，单动和双动压力机。螺旋压力机：大型零件的冲压。使用于校平、压印等。多工位压力机：能够在同一工作台上，按顺序完成多道工序，每个行程产生一个零件。精密冲裁压力机：能冲出具有光洁、平直断面的工件（ra0.8~3.2）。7．编写工艺卡

6.2 冲压工艺方案的确定

6．2．1 工序性质的确定

通常，在确定工序性质时，可以从以下三个方面考虑： 在一般情况下，可以从零件图上直观地确定出工序。平板件冲压加工时，常采用剪裁、落料、冲孔等工序； 当工件平直度要求高时，需在最后采用校平工序进行精整；

当工件的断面质量和尺寸精度要求高时，需在最后增加修整工序，或用精密冲裁工艺； 弯曲件冲压时，常采用剪裁、落料、弯曲工序；若弯曲件上有孔，还需增加冲孔工序；当弯曲件弯曲半径小于允许值时，常需在弯曲后增加一道整形工序；

拉深件冲压时，常采用剪裁、落料、拉深、切边工序；当拉深件径向尺寸精度较高或圆角半径较小时，需在拉深后增加一道精整或整形工序。

在某些情况下，需进行必要的分析比较后，才能准确地确定出工序性质。有时，为了改善冲压变形条件或方便定位，往往需要增加一些辅助工序。

6．2．2 工序数目确定 1．冲压件的形状、尺寸要求 2．工序合并情况

料薄、尺寸小的冲压件，宜通过工序合并，用级进工序进行冲压；形位精度高的冲压件，宜通过工序合并，用复合工序加工相关尺寸，反之宜采用单工序分散冲压。工序合并与否，还需要考虑冲压设备能力、模具制造能力、模具造价及使用的可靠性。3．冲压件的尺寸精度及形位公差要求

弯曲件弯曲角度公差要求较高时，需增加校正弯曲；有凸缘拉深件底部与凸缘有平面度要求时，要增加整形工序。

拉深件的口部、翻边件的边缘等都难以直接做到规则而平齐，因而一般情况下，拉深件、翻边件等最后都有一道修边工序。若对周边口部没有较高要求时，修边工序可省略。4．操作安全与方便方面的要求

工人操作是否安全、方便也是在确定工艺方案时要考虑的一个十分重要的问题。例如，对于一些形状复杂、需要进行多道工序冲压的小型件，如果用单工序模分步冲压，需要用手钳放置或取出坯料/工序件/制件，多次进出危险区域，很不安全。还可能出现定位困难。为此，有时即使批量不大，也采用比较安全的级进模进行冲压。图6.5所示为一实例。

6.2.3工序顺序的安排

工序顺序是指冲压加工过程中各道工序进行的先后次序。冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。一般遵循以下原则：

1.对于带孔或有缺口的冲压件，选用单工序模时，通常先落料再冲孔或缺口。选用连续模时，则落料安排为最后工序。

2.如果工件上存在位置靠近、大小不一的两个孔，则应先冲大孔后冲小孔，以免大孔冲裁时的材料变形引起小孔的形变。

3.对于带孔的弯曲件，在一般情况下，可以先冲孔后弯曲，以简化模具结构。当孔位于弯曲变形区或接近变形区，以及孔与基准面有较要求时，则应先弯曲后冲孔。

4.对于带孔的拉深件，一般先拉深后冲孔。当孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高时，可以先冲孔再拉深。5.多角弯曲件应从材料变形影响和弯曲时材料的偏移趋势安排弯曲的顺序，一般应先弯外角后弯内角。

6.对于复杂的旋转体拉深件，一般先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的内形。对于复杂的非旋转体拉深尺寸的应先拉深小尺寸的内形，后拉深大尺寸的外部形状。7.整形工序、校平工序、切边工序，应安排在基本成形以后。6.2.4工序件/半成品形状与尺寸

正确地确定冲压工序间半成品形状与尺寸可以提高冲压件的质量和精度，确定时应注意下述几点：

1.对某些工序的半成品尺寸，应根据该道工序的极限变形参数计算求得。如多次拉深时各道工序的半成品直径、拉深件底部的翻边前预冲孔直径等，都应根据各自的极限拉深系数或极限翻边系数计算确定。图 6.2.4 所示工件出气阀罩盖的冲压过程。该冲压件需分六道工序进行，第一道工序为落料拉深，该道工序的拉深后半成品直径 φ 22 毫米是根据极限拉深参数计算出来的结果。

2.确定半成品尺寸时，应保证已成形的部分在以后各道工序中不再产生任何变动，而待成形部分必须留有恰当的材料余量，以保证以后各道工序中形成工件相应部分的需要。例如图 6.2.4 中第二道工序为再次拉深，拉深直径为 φ 16.5毫米，该成形部分的形状尺寸与工件相应部分相同，所以在以后各道工序中必须保持不变。假如第二道工序中拉深底部为平底，而第三道工序成形凹坑直径为φ5.8毫米，拉深系数（m=5.8/16.5=0.35）过小，周边材料不能对成形部分进行补充，导致第三道工序无法正常成形。因此，只有按面积相等的计算原则储存必需的待成形材料，把半成品工件的底部拉深成球形，才能保证第三道工序凹坑成形的顺利进行。

材料：h62 厚度：0.3mm

1－落料、拉深 2－再拉深 3－成形 4－冲孔.切边 5－内孔、外缘翻边 6－折边

图6.2.4 出气阀罩盖的冲压过程

图6.2.5 曲面零件拉深时的半成品形状

3.半成品的过渡形状，应具有较强的抗失稳能力。如图 6.2.5 所示第一道拉深后的半成品形状，其底部不是一般的平底形状，而做成外凸的曲面。在第二道工序反拉深时，当半成品的曲面和凸模曲面逐渐贴合时，半成品底部所形成的曲面形状具有较高的抗失稳失稳能力，从而有利于第二道拉深工序。

4.半成品的过渡形状与尺寸时应考虑其对工件质量的影响。如多次拉深工序中，凸模的圆角半径或宽凸缘边工件多次拉深时的凸模与凹模圆角半径都不宜过小，否则会在成形后的零件表面残留下经圆角部位弯曲变薄的痕迹使表面质量下降。

6.3 冲压工艺过程设计实例

冲压模具设计答案 冲压模具设计与制造篇五

目录

第1章 绪言............................错误！未定义书签。

1.1 概述...............................................................................错误！未定义书签。1.2 冲压模的分类及简介.....................................................................................1 1.3 冲压模的特点.................................................................................................1 1.4 冲压工艺在制造业中的地位.........................................................................1 1.5 冲压技术的发展趋势...................................................错误！未定义书签。1.6 本论文内容的简介.......................................................错误！未定义书签。

第2章 工件的工艺分析...................错误！未定义书签。

2.1 冲压工件的工艺分析...................................................错误！未定义书签。2.2 确定工艺方案.................................................................................................3

第3章 工艺计算.........................................5 3.1 排样设计及其材料利用率的分析计算.........................................................5 3.1.1 排样设计..............................................................................................5 3.1.2 材料利用率的分析..............................................................................5 3.2 冲裁力的计算...............................................................错误！未定义书签。

3.2.1 冲孔力的计算....................................................错误！未定义书签。3.2.2 落料力的计算......................................................................................6 3.2.3 卸料力的计算......................................................................................7 3.3 计算压力中心.................................................................................................7 3.4 冲压设备的初选择.........................................................................................8

第4章 计算成型零件尺寸..................................9

4.1 冲裁间隙分析.................................................................................................9 4.2 落料模尺寸计算.............................................................................................9 4.3 冲孔模尺寸计算...........................................................错误！未定义书签。

第5章 模具结构和主要零件的设计.........................11 5.1 冲孔凸模的结构设计和卸料板、固定板的选取...................11 5.2 落料凹模的结构设计.........................................11 5.3 冲孔凹模与落料凸模的结构设计...............................12

5.4 模架的选择.................................................13 5.5 条料送进和定位方式的选择...................................14 5.6 推件装置的选择.............................................14 5.7 绘制零件图与装配图.........................................14 5.7.1 绘制落料凹模零件图........................................................................14 5.7.2 绘制落料凸模零件图........................................................................15 5.7.3 装配图的绘制....................................................................................16 5.7.4 绘制冲孔凸模....................................................................................17

第6章 校核压力机安装尺寸...............................19 第7章 总结与展望......................................20 8.1 结论......................................................20 8.2展望......................................................20

参考文献...............................................21 致谢...................................................22

第1章 绪言

1.1 概述

在当今社会，冲压工艺在现实生活和实际工业生产中的应用非常广泛，涉及领域包括电子、电器、机械、航空、车辆、仪表以及日用品工业。而零冲压工艺规程又是模具设计的重要依据，良好的模具结构设计是实现工艺过程的可靠保证。冲压加工属于塑性加工的范畴，冲压加工的原材料主要为带料及金属板料，而冲压加工的对象是三维薄壁零件和平板。冲压加工是以模具为工具，通过压力机提供动力，使得板料自身发生塑性成形或分离。由于冲压加工的过程基本上是在室温条件下进行的，所以又称其为冷冲压[1]。

1.2 冲压模的分类及简介

冲压工艺可以分成冲裁、弯曲、翻边、拉深、膨胀、局部成形等基本工序，加工形状复杂的冲压件需要通过多道单工序或组合工序顺序加工来完成[1]。冲压工艺研究的是如何根据零件的形状特点、材料性能、成形规律和技术要求来制定出既科学有经济的工艺方案。冲压模具是执行冲压加工的工具，根据工序的组合方式，可以分为级进模、单工序模和复合模。考虑到用途和要求差异，它可以分为普通、简易、高效率、高寿命和高精度这几种冲模。对于冲压模具的设计和结构方案的选择，必须要综合考虑到冲压件的生产条件、技术要求、经济成本和生产批量等各方面的因素。

1.3 冲压模的特点

冲压件的尺寸精度、形状以及表面质量取决于模具，不受冲压工的技术水平的影响，所以冲压件在生产中的加工质量可以得到保证。冲压加工也可以通过塑性变形制造出复杂形状的零件，这是其他工艺很难以实现的。在一般的冲压装置上，冲压加工具有很高的生产率并大大的降低了生产成本。在大量的生产中采用冲压加工钣金件是最经济实惠的工艺方法，以冲裁为例吧，一般的冲裁模的寿命可以达到几百万次，硬质合金冲裁模的寿命则可以达到几千万至上亿次。还有冲压生产的材料废弃率很低，通常情况下它的材料利用率可以达到70%以上。

1.4 冲压工艺在制造业中的地位

因为冲压加工具有很多优点，比如它的生产率高、成本较为低廉，不单可以加工出复杂形状的工件而且质量也较为稳定，在很多行业中的应用都十分普遍。

在全球形形色色的钢材品种里，用作冲压加工的带料和板料就占有67%之多。在模具行业的生产总值里，冲压模具就占有一半之多[3]。在航天航空的薄壳制件中，冲压件占70%以上的比例[2]。所以，当前在轻工、机械、电子、国防等工业部门的产品零件中，它的成形方式已经转向优先选用塑性加工工艺，使得制件优质、低耗和成本低，在激烈的市场竞争中占据显著的优势[2]。

1.5 冲压技术的发展趋势

（1）冲压生产及模具制造向专业化生产的方向发展。

（2）板材的成形设备向自动化、机械化、精密化和柔性化的方向发展[1]。（3）cad/cae/cam运用技术的日趋成熟，它代表着模具设计与制造的发展方向[2]。

（4）着重发展模具表面的各种强化超硬处理等方面技术，使模具的使用寿命得以提高。

1.6 本论文内容简介

本论文的设计分为六个章节，第一章为绪言，了解冲压和对冲压模的分析介绍；第二章节为工件的工艺分析，对工件作出准确的工艺分析和确定工艺方案；第三章节为工艺计算，它包括排样设计和它的材料利用率分析计算，还有冲压力的计算、压力中心的计算和冲压设备的选择；第四章对工件各个尺寸的计算。如落料模尺寸计算、冲孔模尺寸计算等；第五章节为对模具主要零件和它的结构进行准确的设计，画出零件图及装配图；第六章是校核压力机安装尺寸，确保所有尺寸均符合安装要求；第七章为总结与展望。

第2章 工件的工艺分析

2.1 冲压工件的工艺分析

图1.1 角垫片

图1.1 角垫片 为所需生产的工件图，该工件的材料采用q235号钢，厚度定为2(mm)，尺寸精度是it9级，用于大批量生产。

根据工件的形状尺寸、厚度、材料，在进行冲压工艺设计过程中，从以下几点进行分析：

1、孔径的太小是否合适，太小会导致凸模强度不够。

2、该工件有两道工序完成，是否应该分为两个工位完成，还是一个工位完成，哪种方法能更好的保证达到加工的要求，应该认真验算；

3、此工件大批量生产，应该重视模具材料和结构的选择。

4、该模具的落料凹模形状较复杂，应注意它的制造工艺和精度。对于所冲小孔φ14（mm），查文献《冲压工艺与模具设计》（表2-17）得，可冲孔的最小孔径d>=1.5t，因而φ14（mm）孔符合工艺要求；分析零件的尺寸标注情况，符合要求。所以适合冲裁。

2.2 确定工艺方案

根据工件的工艺分析，其基本工序有落料和冲孔两种，按其先后顺序组合可得以下三种方案：

(1)采用单工序模生产（先落料后冲孔）；

(2)采用级进模生产（冲孔--落料连续冲压）；(3)采用复合模生产（冲孔--落料复合冲压）；

考虑到工件的生产批量较大、工件自身的尺寸较小，方案（1)的生产效率低下且操作安全系数低，不适用；方案（2）虽然容易实现自动化生产，但价格与工位成比例上升，需要为它分别设计配套模具，过程较为复杂、成本高，所以这个冲裁方案不适合；方案（3）中在同一工位里能同时完成两道共序，符合生产要求且操作简单，所以这个方案最好。(这里选择的复合模生产为倒装式复合模)

第3章 工艺计算

3.1 排样设计及其材料利用率的分析计算 3.1.1 排样设计

冲裁件在条料或板料上的排列方法称为排样。排样的作用有很多，合理的排样可以减少材料的浪费，它是核算材料定额、材料剪裁的依据，排样为模具结构设计提供重要的参考。

因为工件的形状比较复杂，且加工起来比较困难，为了能加工出最好的产品，这里采用的是单排排样方案如图2.1 排样图所示：

图2.1排样图

查文献《冲压工艺与模具设计》（表2-12）可知，搭边尺寸a的取值，得a＝3(mm)，a1＝2(mm)。

由图1-1 角垫片 可以算出冲裁件垂直于送料方向的尺寸d=153*153153*153=216.37（mm）

又因为a=3（mm），所以根据条料宽度b的计算公式：

0(d2aδ)δ=216.37+2*3=222.37(mm)b=可得步距h=(522)2(522)2=76.36(mm)这样排样将只有一个工位，将冲孔和落料两道工序复合在一起，冲孔落料。3.1.2 材料利用率计算分析

由文献《冲压模具技术手册》可知材料利用率的计算公式:

η＝na/bh×100%[2]

式中 ： n——在整块板上冲裁的零件数；

a——一个零件的实际面积，a＝12916(mm²)； b——条料宽度(mm)； h——送料步距(mm)；

得：η＝[12916/(222.73×76.36)×100%≈76.07% 3.2 冲裁力的计算

在冲裁过程中板料受到凸模施加的压力称为冲裁力；模具的设计和压力机的选用都以冲裁力为重要根据。其计算公式为:

f=ltσ 式中 ：f——冲裁力（n）；

l——冲裁工件周边长度（mm）； t——冲裁工件材料厚度（mm）；

σb ——被冲工件材料的抗拉强度（mpa）3.2.1 冲孔力的计算 由公式： f冲＝ltσb 根据制件材料类型选得：

σb——材料的抗拉强度，460(mpa)；

而：

l＝2×14π＝87.92(mm)； t=2(mm)；

所以得：

f冲＝87.92×2×460＝80.89(kn).3.2.2 落料力的计算 由公式： f落＝ltσb

式中 t=2(mm)；

σb

[3] b=460（mpa）；

而：

l＝40×1.41+2×42+2×91+2×133＝588.4（mm)；

所以得：

f落＝588.4×2×460＝541.33（kn）

3.2.3 卸料力的计算 由公式：

f卸＝kp 式中 f卸——卸料力(kn)；

k——卸料力系数，由文献《冲压工实际操作手册》（表2-26）可得：k取0.05；

p——冲裁力(kn)；

得：

f卸＝0.05×(541.33+80.89)＝31.46（kn）。总冲裁力的计算: f总＝ f冲+f落+f卸+f推＝80.89+541.33+31.46+27.07＝680.75（kn）3.3 计算压力中心

（y）

(x)

图2.2 压力中心分析图

因为该工件为轴对称的零件，所以它的重心在对称中心线上，因此计算压力 中心时仅考虑如图2.2所示y方向的值。

根据： xc=∑ly/∑l；

另外，又有∑ly＝l1×y1+l2×y2+l3×y3+l4×y4

＝133×47.02+42×108.89+14.14×123.74+14π×101.12 ＝17024.48；

∑l＝l1+l2+l3+l4=133+42+14.14+14π

＝233.08；

所以 xc＝17024.48/233.08 ≈73.04(mm)。3.4 冲压设备的初选择

压力机的主要技术参数是模具设计中选择冲压设备和确定模具结构的重要依据。

（1）公称压力：就是指滑块离下止点钱某一特定角度（称为公压力角，为20o-30o角）是，滑块所容许承受的最大工作压力。

（2）滑块行程：是指滑块从上止点运动到下止点中间所走过的路程。滑块行程应能保证毛培顺利放入模具和顺利取出。

（3）闭合高度：指在下止点的滑块由它的底表面到垫板下表面的高度。（4）工作台面尺寸：工作台的宽度尺寸和面长都不能比模具下模座尺寸的小，要比它大，为更好安装固定模具用的垫铁、压板和螺栓，工作台面尺寸要求大模具下模座的最大尺寸的60（mm）至100（mm）。

（5）漏料孔尺寸：当废料要穿过工作台漏料孔下落，或者弹顶装置要安装在模具的底部的时候，漏料孔尺寸须大于弹顶装置或下落件的外形尺寸。

（6）电动机的功率：必须保证压力机的电动机功率大于冲压时所需的功率。结合上文冲压力计算给出的数值，查文献《冲压工艺与模具设计》（表1-4），初选压力机型号规格为j23-100。它具有操作方便简洁，成本消耗低和工作台为三面敞开等优点。该压力机与模具设计的有关参数为：

公称压力：1000(kn)； 最大闭合高度：400(mm)； 滑块行程：140(mm)；

工作台尺寸：900mm×600(mm)； 封闭高度调节量：110(mm)； 模柄孔尺寸：φ60mm×75(mm)； 工作台板厚度：50(mm)。

第四章 计算成形零件尺寸