冲压模具设计4篇[合集]
冲压模具设计1
一、课题的来源
课题来源于生产实际，探讨冲压加工中较常见零件的工艺方法和结构设计。课题涉及知识面较广，且设计要求较高，对学生的设计能力，特别是思考能力是一个很好的锻炼。课题研究内容包括机械工程学科的力学，材料学，机械原理，机械设计，公差与互换性，机械制造工艺等知识，特别锻炼学生规范性设计的能力。使学生能得到全面的锻炼。课题要求学生具备较强的机构设计能力和创新能力，对学生是一个挑战。课题为典型的机械设计类课题，涉及机械知识全面，与工程机械专业方向结合紧密。
二、选题的现实意义和理论意义
冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。它是利用安装在压力机上的模具，在常温或加热的条件下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。因为它主要用于加工板料零件，所以又称板料冲压。
冲压加工的特点如下：
（1）. 借助压力机的压力，利用模具能获得壁薄、质量轻、刚性好、形状复杂的零件，这些零件用其他的方法难以加工甚至无法加工；
（2）. 冲压加工的零件精度高、尺寸稳定，具有良好的互换性；
（3）.冲压加工是少、无切削加工的一种，部分零件冲压直接成形，大部分无需任何再加工，材料利用率高，达85%以上；
（4）.生产效率高，生产过程容易实现机械化和自动化，适合于大批大量生产；
（5.）操作简单，便于组织生产和管理。
冲压加工的缺点是模具制造的周期长，制造成本高，不适于单件小批量生产；其次，冲压加工多用机械压力机，由于滑块往复运动快，大量手工操作，劳动强度较大，易发生事故，安全生产与管理要求高，须采用必要的安全技术措施来保证。
冲压加工的应用十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且可以加工非金属材料。在现代制造业，比如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。
冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及
车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。
但是，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，是技术密集形产品。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。
当然，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二完善的得到解决。
三、国内外的研究现状及分析
据统计，20xx年我国生产汽车冲压件约240万吨/8亿件，摩托车冲压件约28万吨/19亿件，拖拉机、农用车冲压件约96万吨/7.1亿件，家用空调和冰箱冲压件100万吨/12.8亿件。业内专家预计，随着冲压成形行业最大用户市场--汽车行业今后继续迅猛发展，中国冲压行业已迎来了一个快速发展机遇期，但能否抓住机遇获得新的更快的发展，前进的道路上尚有许多阻力和障碍需要克服与突破。
（1）机械化、自动化程度低
美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的5~10倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。
（2）生产集中度低
许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。
（3）冲压板材自给率不足，品种规格不配套
目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌
板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。
（4）科技成果转化慢先进工艺推广慢
在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。
（5）大、精模具依赖进口
当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%~45%，而国际上一般在70%左右。
（6）专业人才缺乏
业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。
冲压成形用户市场的迅猛发展为冲压行业带来了全新的发展机遇，虽然在冲压业发展的道路上还存在着各种各样的阻力与障碍，但我们始终相信，这些都阻挡不了冲压行业前进的步伐。
科学技术的迅猛发展, 尤其是在现有资源及环境不可过分乐观的形势下, 对冲压加工乃至整个塑性加工业等都提出了严重的挑战。 减轻重量, 节省材料, 降低能耗, 开拓创新已成为塑性加工业等面临的一个极其重要的课题。 不可否认在金属加工中, 冲压是成形效率和材料利用率最高的加工方式之一, 其具有自己独特的.优势与特点。 面对严重挑战, 冲压加工正以新的姿态, 向铸造、 锻压、 焊接和机械加工等领域开拓, 已经并正在生产出许多具有时代特点的产品, 展现了冲压加工广阔的天地。 例如冲压发动机壳体、 冲压摇臂、 冲压摇臂座、 冲压排气管、 冲压焊接成形的离心泵、 冲压托架、 冲压焊接成形的汽车后轿壳、 冲压离合器壳体、 冲压变速箱壳体、 冲压皮带轮等等, 所有这些不仅一改过去工件由铸造、 焊接生产而呈现的粗笨外表, 许多冲压件的精度也毫不逊色于机械加工的产品, 其结构合理性甚至要超过某些机械加工产品, 尤其是其生产率又远非机械加工所能比拟。 而复合冲压、 微细冲压、 智能化冲压、 绿色冲压等高新技术又向我们展示了冲压加工极具魅力的新领域, 可以说冲压加工不论从深度, 还是从广度上都大有作为, 前景美好。
四、设计的目的、要求和规划
1、设计的目的
总结和巩固基础技术课程和专业课程中所获得的知识，综合应用这些知识，并将理论知识用于解决生产实际问题；通过设计使学生获得课堂讲授不易掌握的冲模结构知识；培养学生的设计、计算和绘图能力，培养学生独立解决冲压范围内工程问题的能力。 2、设计的要求
1) 巩固和扩大本课程所学的理论知识。
2) 综合运用本课程和其它课程的知识，能够设计一般冲压零件的工艺过程和模具。
3) 进一步提高设计、计算和绘图能力，熟悉工程计算方法和技巧，正确绘制装配图和零件工作图，要求做到 ：字体端正，图面整洁。通过编写计算说明书，提高总结技术问题与编写报告的能力。
4) 熟悉使用机械零件手册、冲压设计资料（如《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》）、技术规范、国家标准(如《冷冲模国家标准》)以及其它技术资料。
5) 树立正确的设计思想，设计必须从实际出发，在设计中培养学生认真踏实的工作态度和工作作风。
3、设计的工作规划
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。
1) 酝酿冲压模具设计安排的初步方案，并画出各步的冲压工序草图；
2) 通过工序安排计算及《冲压模具结构图册》等技术资料，验证各步的冲压模具设计方案是否可行，构画该道工序的模具结构草图。
3) 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。
4) 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“任务书”上的要求进行课程设计。
冲压模具设计2
一、设计过程
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
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3
曲柄滑块压力机上一般冲模的设计
1：cad中压力中心的计算方法：
（1）对剪切线非封闭区域偏移一微小距离如0。3mm，并连接两端使之封闭；对孔等封闭区域同样偏移一微小距离如0。3mm，
（2）针对剪切线（已封闭两端）执行绘图>面域，形成剪切线的封闭区域；对于孔等已封闭区域则先执行面域，形成内外两个面域，再执行修改
>实体编辑>差集，用大园减去小园即得到沿剪切线的.小偏距集合；
（3）当封闭区域不止一个时，执行修改>实体编辑>并集，将各个面域区域求和；
（4）执行工具>查询>面域/质量特性，则该区域的质心坐标可近似为压力中心。
2：冲裁力计算：
对于一般的16MnL，Q235板可近似使用：冲裁力=500MPa*截面面积/10000（吨），截面面积可通过查看面域/质量特性/2获得。
3：模具闭合高度与模具零件高度的协调：
根据采用的模具闭合高度值，初步设计影响模具闭合高度的上下模、上下模座、模板的高度，本着节约和强度够用的原则设计和协调。高度值宽度值长度值上下模座55、65、75从定位板向外单边加宽50定位板距离导套孔中心50+导套中心距离模座边50=100。上下模60—7560—75模板3530—32根据上下模外形尺寸决定卸料胶60、70、80宽度不少于40宽卸料板14—20定位板30—45采用12、16或20销定位，14或16螺栓。选取考虑因数出料方式，强度16Mn板4：确定卸料、落料方式（落料孔是否有效，是否加落料槽）、上模座夹紧方式（模柄或U型槽）
螺纹孔一般钻深35，攻深30，上牙25深；销孔钻深35，销进入30深；凸凹模间隙取值t/10；
定位板与模具取配合为H8/f7，大模具时取H8/e7；
导套导柱T8，导柱导套配合取间隙配合H7/g6，导柱导套分别与模座取小过盈配合，其中导套与上模座取小过盈量配合H7/r6，导柱与下模座取略大些过盈量配合H7/p6；
模具材料Cr12，调质52—56HRC；或者54—58HRC模具材料Cr12MoV，调质52—56HRC；或者54—58HRC
最后检查
模具总成干涉检查，导柱导套长度是否合适，冲压时是否会有干涉；模具标识方法：
模具标识制作说明：
1：装配后按图示位置打上模具总成图号钢印，和制造厂名、制造日期。要求钢印字体高度不少于10mm，字体宽度不少于8mm，钢印深度不少于0。5mm，钢印线条宽度不少于1mm。沿着钢印线条，涂上黄色油漆，并抹干净外表面油漆，要求字体线条所形成的色差能使双眼5。0视力者在1。5m处可清晰识别标识；
2：按图示位置用醒目油漆标识防错位标记“左边”。
1：上模冲头安装方式采用螺栓紧固，对中冲头缺口。
2：上模一般在上模座与定位板之间有垫板（调质）以避免上模座长期冲击下出现凹坑，垫板可换，螺栓穿过垫板通孔上紧在上模板上，垫板为通孔，通过配做定位销将垫板、上模定位板准确定位在上模座上，取H7，消除磨损（正偏差）。
聚氨酯卸料胶厚度t=60、70+卸料板8—10，通过螺栓安装在在上模定位板上，设计卸料板时，自然状态下螺栓头应沉入卸料板>=t+5，防止工作时上模下行时螺栓头撞击下模；
卸料板孔应大于冲头大头直径3—4个。冲头头高度25mm左右；凹模壁厚s=10—12mm；
设计更改上模冲头安装定位板厚时，应考虑冲头缺口尺寸是否能接触到紧固螺栓。上、下模定位板一般取30—35mm厚度。模具安装夹紧方式模具闭合高度
成本节约控制，如模具双面、双侧用，相当于1个可以当4个用。需加工平面的板尽量设计成10*n+5厚度
Cr12材料的冲头其热处理硬度一般为50—54HRC，相应凹模热处理硬度一般为52—56HRC，螺栓上紧式冲头非工作部分调质，工作部分局部淬火。上下模导柱导套一般为配做，设计图应标注位置度公差和垂直度公差。
冲压模具设计4
1、冲压：在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，对其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸精度的零件加工方法。
2、冲压三要素：合理冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备。
3、冲压的优点：生产效率高、材料利用率高、制件强度精度高、随批量增大，零件制造成本降低、有良好的互换性。
缺点：模具成本高、制造复杂、周期长、制造费用昂贵。
4、冲压工序分类：根据材料变形特点分为分离工序和成形工序。
分离工序：指板料在冲压力的作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，使坯料发生断裂而产生分离。（有：落料、冲口、剪切、切断、切槽、切口、切边等）
成形工序：指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未超出抗拉强度极限，使板料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸精度制件的加工工序（拉深、胀形、翻边等）
5、冲模按工艺性质分为：冲裁模、弯曲模、拉伸模、成形模；按工序组合程度分：单工序、复合、级进模。
6、常用冲压设备：机械压力机（摩擦、曲柄压力机和高速冲床）、液压机（油、水压机）。
7、公称压力的大小，表示压力机本身能够承受冲击的大小。
8、塑性：指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
9、塑性指标：延伸率、断面收缩率、扭转圈数、压缩程度。
10、塑性的影响因素：化学成分和组织；变形温度；变形速度；应力状态；尺寸因素。
11、冲压成型性能主要包括：成型极限（材料达到最大变形程度）和成型质量。
12、冲压件的质量指标：尺寸精度、厚度变化、表面质量以及成形后材料的物理机械性能。
13、冲压成形对材料的要求主要体现在：材料成形性能、材料厚度公差、材料表面质量等。
14、冲裁是利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得之间的工冲压工艺与模具设计知识点总结序。
15、冲裁的目的：获得一定形状和尺寸的内孔成为冲孔；在于获得一定外形轮廓和尺寸的之间称为落料。
16、冲裁变形过程：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。
17、冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。
18、冲裁件的`断面四个特征区：圆角带、光亮带、毛刺区、断裂带。
19、影响冲裁件断面质量的因素：材料性能；模具间隙；模具刃口状态。
20、影响冲裁件尺寸精度的因素：模具的制造精度；冲裁间隙；材料的性质。
21、影响冲裁件形状误差的因素：材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等。
22、模具间隙的确定方法：理论确定法、经验确定法以及图表法。其影响因素主要是材料性质和厚度。
23、凸凹模刃口尺寸计算自行翻阅课本：p45
24、排样：冲裁件在条料上、带料上布置的方法。
25、冲裁件的实际面积与所用的面积的百分比称为利用率。
26、排样的方法：有废料、少废料、无废料排样。
27、搭边：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
FKLt；卸料力计算：FXKXF；推件力计算：FTnKTF；顶件力：
28、冲裁力计算：FDKDF；
29、降低冲裁力的方法：阶梯凸模冲裁；斜刃冲裁；红冲。
30、冲压力合力的作用点成为模具的压力中心。
31、冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应程度。
32、单工序冲裁模是指压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模（落料模、冲孔模、切边模、切口模）冲压工艺与模具设计知识点总结
33、落料模常见的三种形式：无导向的敞开式、导板式、导柱式单工序落料模。
34、冲孔模有导柱式冲孔模、冲测孔模、小孔冲模。
35、复合模的优点：结构紧凑，生产效率高，之间内孔与外缘的相对位置精度保证，板料的定位精度比级进模低，比冲裁模轮廓尺寸小。
缺点：结构复杂，制造精度要求高，成本高。
36、倒装式复合模：凸凹模在下模，落料凹模和冲孔凸模在上模，而顺装式相反。
37、冲裁模分为工艺零件和结构零件。工艺零件在完成冲压工序时，与材料或制件直接接触的零件；结构零件是模具在制造使用中起装配、安装、定位、导向作用的零件。
38、凸模根据截面形状分为圆形和非圆形凸模，其结构有：整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、带护套式。
凸模固定方式有：台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定、粘结剂浇注固定。
39、提高小孔凸模刚度和强度的方法：加保护与导向结构；采用短凸模的冲孔模；在冲模其他结构设计与制造上采取保护小凸模的措施。
40、凹模外形结构：圆形和板形。其结构有整体式和镶拼式。凹模的刃口形式有直筒形和锥形。
41、镶拼结构分为：镶接和拼接。其固定方法有平面固定、嵌入式固定、压入式固定、斜楔式固定。
42、镶拼结构的优点：加工工艺性好，简化了模具毛坯的锻造；把内孔加工变为外形加工；减轻了热处理的困难；易保证模具拼块质量；对加工设备能力要求小；凹凸模损坏部分容易维修；节约模具钢。
缺点：在装配工艺和镶块加工精度要求高，由于内涨力作用，在凹模拼缝处容易产生毛刺，冲裁厚板受到限制。
43、导料销或者导料板是对条料或带料的侧向进行导向的。冲压工艺与模具设计知识点总结
44、导料销分为固定、活动和始用挡料销。作用：挡住搭边或冲裁件轮廓，以限定条料送进距离。
45、测刃分为矩形和成型侧刃。目的是以切去条料旁侧少量材料来达到控制条料送料距离。
46、导正销：消除送料导向和送料定距或定位板条粗定位误差。
47、定位板和定位销的定位方式有：外缘定位和内孔定位。
48、卸料装置分为：固定卸料板、弹压卸料装置和废料切刀（圆形和方形）。
固定卸料板适用于板料厚度大于0.5mm，卸料力大、平直度要求不是很高的冲裁时。弹压卸料装置适用于料厚小于1.5mm一下的板料，冲裁件质量，平直度高的场合。废料切刀适用于冲裁尺寸大，卸料力大的落料火车成型件的切边过程中。
49、推件（顶件）装置的作用：将制件从凹模中推出或者顶出。
50、弯曲是使材料产生塑性变形，行成具有一定角度或一定曲率的冲压工序。
51、弯曲变形过程分为：弹性弯曲变形、弹-塑性弯曲变形和塑性弯曲变形。其中弯曲圆角区域为主变形区。
52、弯曲变形的特点：圆角区域是弯曲变形的主要变形区；弯曲变形区存在应变中性层；弯曲区材料厚度变薄。
53、一般认为：窄板弯曲的应力状态是平面的，宽板弯曲的应力状态是立体的。
54、塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失的现象称为回弹。
55、回弹通常表现为曲率和弯曲中心变化。
56、影响回弹的主要因素：材料的力学性能；相对弯曲半径r/t；弯曲中心角；弯曲件形状；模具间隙；弯曲方式；
57、减小回弹的措施：选用合适的弯曲材料；改进弯曲件的结构设计；改进弯曲工艺（热处理、增加校正工序、采用拉弯工艺）；改进模具结构（补偿法、校正法、软凹模法）。冲压工艺与模具设计知识点总结
58、影响最小相对弯曲半径rmin/t的因素：材料的力学性能；弯曲中心角；板料的纤维方向；板料的冲裁断面质量和表面质量；板料宽度；板料厚度。
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