为冲压模具设计开发一个切实可行的排样优化系统排样是冲压模具设计中的一个重要工艺。材料成本是板料冲压中最重要的成本之一，因此最大限度减小废料是节省材料的本质所在，这不仅仅体现在板料冲压过程中，而且在整个生产过程中也应该注意。本文主要是讨论用AutoCAD 的ObjectARX 开发工具为冲压模具开发一个切实可行的排样优化系统。这个排样优化系统的基本原理还是首次被描述，并且也提出了这个系统的一般结构。这个系统不仅仅是一个排样算法的计算问题而且还要考虑到工业实际要求和用户操作的问题。在最后，以一个毛坯形状补偿法去解决补偿曲面的自交问题，并且这种方法是对传统的― 一步转换‖法的一种改良，它可以消除排样过程中高效性和精确性之间的冲突。关键词：排样；优化；冲压模具1．前言冲压工艺是制造工业中发展最早的工业技术之一。冲压工艺一直在持续不断的发展，我们可以看到冲压产品随处可见。排样是冲压模具设计中最重要的工艺之一，它可以定义为冲压毛坯在板料和条料总面积中所占的最大比例。排样的目的是提高材料的利用率并且尽量减少废料适应冲压工艺的实际要求。材料成本是板料冲压中最重要的成本之一，因此最大限度减小废料是节省材料的本质所在，这不仅仅体现在板料冲压过程中，而且在整个生产过程中也应该注意。另外，排样的结果是条料设计
和冲压模具设计如模板设计的基础。在过去，排样完全是靠手工操作的，它高度依赖于设计师的经验和技术。当然，这种方法经历了一个长时间的经验积累，它解决了许工艺设计中的实际问题，这是从书本和手册中所得不到的。为的板材提供了三种方案。Adamowicz 和Albano 2，Dori 和Ben-Bassat 3，Qu 和Sanders 4，共同提出了一个―两次趋近‖的方法，也就是把最初复杂不规则的形状转换成像矩形、凸多边形等形状，然后再嵌入。Dagli 和Tatoglu 5，提出了一种具有启发性的方法，也就是依据不同的类型的形状进行优先划分。Nee 67，Nee 和Foong 8，已经开发了一种实验数据包，包含算法和评价功能。这种算法的发展是基于一种双线串口，它可以详尽地搜索以180°转角为增量的所有配对。该算法包括一般的同
一坐标系的转换和平移转换，从而区别任何重叠的形状。Ismail 和Hon 9，提出了一种基于边缘信息优化选取的优化阵列，它是用来识别可能包含的方向并且获取最佳的配对。Lin 和Hsu 10，介绍了一种优化配置方法，可以获取最优的
排样方法，并且把排样图形用AutoLISP显示
在屏幕上。Tang 和Rajesham 11，提出了一种算法，排样方法接近所有变数的多边形。纤维的流动方向是被考虑
进去的，特别是对于弯曲类型。Singh 和Sekhon 12，介绍了一种基于计算机图形和矩
阵的方法。Cheok 和Foong 13，开发的IAPDie系统，可以把选定的一系列角度相互转换，并且把每一部分相同的角度设为前进的方向。Choiet al. 14 开发出了一种基于AutoCAD的系统，可以用于不规则形状的金属板材。这种算法能计算出两度倾角范围内的变化。这一切先进的算法都有望提高我们自动排样的能力，可是很少有人关注如何建立一个切实可行的优化排样系统，这不仅仅是一种算法的问题，而且还具有很强的实用价值。基于以上情况，本文首先介绍了排样优化系统的基本原则和原理，然后介绍了排样系统的一般结构。最后，对一些关键的技术，如毛坯形状补偿的算法、排样的一些参数和排样方案的改变等技术进行了详尽的介绍。了提高设计工作者的设计质量和缩短设计周期，开发一款计算机辅助设计软件是很有必要也是很实用的。基于这种需求，本文主要是讨论用AutoCAD 的ObjectARX开发工具为冲压模具开发一个切实可行的排样优化系统。被描述为数学建模过程的排样算法，已经被很多工人推荐使用，并且被证实在提高材料的最大利用率方面具有很大的
潜力。Chow 1为单排类型和双排类型2．排样优化的基本原理一件毛坯可以简单地描述为一个需要进行
冲孔或落料工艺的零件的外轮廓线，但是毛坯件还需要拉深或者弯曲的话轮廓展开部分还需要留有自由切削区。为了简化问题，以―无限长的条形‖毛坯的排样为例，材料利用率可表示如下：其中，P 是条料或板料的长度，W 是条料或板料的宽度，n 是条料或整个板料上实际冲裁的零件数，A 是一个零件的实际面积。在冲压工艺中，很多排样类型都可以用如图 1 所示的类型表示，其中箭头表示毛坯。一个实用的排样系统可以解决多种排样
类型，诸如，一排，三最两排，排和混合排等。常用的排样类型如图2 所示：普a、通一排b、对排一排c、普通二排d、对排二排。普通排样（如图2 中的a、c）而（是将所有的毛坯都排布在条料的同一转角内，对排排样如图2 中的b、d）将临近的毛坯都旋转180°排列。图1、排样方式类型图2、四种常用的排样方式排样的算法是系统的核心。在实际工业生产中需要选择哪种算法需要做充分考虑。要想在金属冲压操作中获得较好的排样效果，必须遵循以下排样原则：1、提高材料利用率。这是需要考虑的最重要的一个因素，特别是当毛坯的质量很大或者价格很高时就更应充
分考虑。2、对于弯曲件的落料，在排样时还应考虑板料的纤维方向，使弯曲方向和材
料的纤维方向一致。这是因为，在冷轧过程中板材将进行塑性变形，从而使纤维方向和轧制方向一致。如果弯曲线的方向和板料的纤维方向平行就容易在弯曲线的边缘出现裂纹。
3、考虑板材厚度的限制（给定的极大值和极小值）或者送料步距（给定的极大值和极小值）以满足不同厚度和送料步距客户的需求。
4、保证合适的模具结构设计。
5、计算送料步距和条料宽度以满足计算误差和精度要求。
6、在整个排样过程中应保证同一的搭边宽度。搭边宽度是指毛坯与毛坯和毛坯与条料之间最小的宽度。为了开发解决排样问题的算法，大量的工作已经付诸实施。材料利用率的问题是排样优化的主要目的。该列举算法已被证明是和实践紧密相连的。在种方法中，不同的旋转角度和变换距离都将被统计，并且所有可能的排列类型都会根据材料的利用率自动调节，在这些条件的制约下产生最优的排样方案。为了实现这种列举算法，一些复杂的算法过程将根据毛坯的轮廓线划分成很多小的线性部分；一些算法过程根据排样优化过程只需要分解成几部分线性圆弧或者原始的线性弧；一些算法过程需要根据毛坯的原有轮廓线一步一步平移转换成二次轮廓线，当然一些轮廓线还可以直接转换成二次轮廓线。因为每种算法都有自己的
优缺点，所以想选择出最好的解决方案是很困难的。总之，要想开发一个合适的列举算法主要集中在解决以下四个问题：1、毛坯的轮廓线是否需要分解？2、排样需要一步还是多步转换？3、如何消除在排样优化过程中精度和效率之间的冲突？4、如何使系统适应实际工业生产的限制？3．开发排样优化系统在本文中，一方面，通过改进排样算法计算系统已经开发了一款实用的排样优化系统；另一方面，也将实际的制约因素也纳入了次系统中。该系统是基于个人电脑微机技术，并且使用AutoCAD 的objectARX 工具包和Visual C＋＋作为系统的开发语言。AutoCAD 软件是被用来作为系统运行的平台。这个系统的一般结构如图 3 所示，详细的解释将在以下的几小节中给出。被称作―排样设计程序‖的集成界面，可以为用户提供一个可以方便地处理与排样工艺有关的程序，因此，它可以很容易的被用户执行一个接一个的单一步骤而获得一个最优且实用的排样方式，或者直接跳入规定的步骤即可。输入排样的初始参数前处理毛坯的工艺形状排样排样参数设的计算计
程序选择方案修改参数图3、排样系统的一般结构3．1 前处理排样的前处理为排样优化提供初始参数和形状，包括如下内容：1、输入排样的初始参数。这是为整个排样系统提供所有必要的
初始参数，以下是在系统中涉及的所有项目：a、预先选择排样方式。九种排样方式已经被定义，这几乎涵盖了单排、双排、三排和混合排等单毛坯排样的所有类型。b、角度范围的优化。它缺省范围值是0°— 180°，递增量为5°，此这几乎可以包含所有的最优方案。外还专门设定有一些其它特殊角度值，如0° 30° 60°等特殊角。c、卸料方向。根据实际制造生产的需要可以分为自左向右或者自右向左两种方向。d、板材的弯曲线角。这个系统可以挑出不适合弯曲要求的角度。这可以通过以下方法求得：如果毛坯的弯曲角为Ang1，而板材的弯曲线角为
Ang2，那么Ang1 Ang2 应该在45°–135°或者
225°–315°（规定区域），如图4 所示。图4、弯曲线的限制示意图e、搭边宽。这包括步距宽（零件之间）和边宽（零件和板材边缘之间）。f、料宽值和送料步距限制值。2、毛坯的工艺形状。这主要包括毛坯形状的获取，检查（曲线是否首尾相连）和弥补。主要的困难是毛坯形状的弥补工艺，详细内容描述如下。为了把步距宽控制在预计的范围内，毛坯的外轮廓在法线方向将被放大。在排样的过程中，原来的零件外形将被扩大的轮廓线替
代；这个扩大的轮廓线与原来零件之间的最
小距离相切（如图 5 所示）。这种常规的补偿图5、排样的补偿工艺图6、自交形状的补偿算法是很成熟的，并且很多商业化的CAD 平台的API 工具包都能提供这种补偿功能，但当形状为下凹形时补偿距离要比预定值大的多，自交也就容易产生，如图 6 所示。当一些商业化的CAD 软件平台在处理这些具有干涉作用的
情况下存在很多问题时，本文就提出了一种特别适合排样的非常简单和便利的形状补偿算法。这种算法的基础是计算两个向量之间的角度，并且找出外部元素从而产生补偿曲线。详细陈述如下：将（a）利用常规的补偿算法获得一个从端点到端点的补偿曲线。这些
补偿线用几何方法表示，如SET0，SET0 E01 E02 . . . E0i . . .E0n，其中E0i可以表示直线，弧线或者圆等。（b）检查在SET0补偿线中是否有相交的。原理是，E0i ∈SET0，如果它们相交或者在一些非起点到终点的曲线中相切，么就意味着将那有自交现象产生，这时记下所有的
自交点Pj，这时就执行（c）和d步，同时终止检查。（c）分解补偿曲线。将所有元素分解为Pj，并且设定SEP1是不自交的，SET1
E1 E2 . . . Ei . . . En。例如，在图7中，曲线AB和直线CD相交，交点为E，因此AB应该分解为AE和EB，CD应该分解为CE和ED。因此，SET1 . . . AE EB BC CE ED . . .。图7、自交问题的分解示意图 a 简单自交 b 实际工艺中的自交（d）将E1顺时针通过SET1，找出左下角的节点P1，并找出SET1中的所有相关元素（Ei）其中P1是终点或者起点。如果Ei为直线，可以获得从P1到Ei的终点或者起点的矢量Vec1（其中Vec1始终是从P1 点向外）；如果Ei 为弧线，可以得到通过P1点与这个弧线相切的线Vec1。通过这种方法，可以建立矢量VECTOR1，并且VECTOR1 Vec11 Vec12 . . . Vec1j . . . Vec1m。定义Vec0（初始参考向量）为X轴方向的单位向量，并且计算VECTOR1中从Vec0到Vec1j 很逆时针方向的所有夹角ej ej ∈
02_。显然，Ei是当ejmax ek 时的外轮廓线，此时将Ei复制到解集SET2中，并将Ei从集合SET1 删除。定义Vec0 -Vec1k。从中SET1进入到下一个元素，重复上面的步骤直到初始
点为止。SET2将是最终的结果。例如，在图7b 如那中，果存在AE并且已经被复制到
解集SET2中，么Vec0 Vec11–3 可以定义为如图所示。很显然，e3和Vec13的交线ED存在于SET2 中。这也证明了适合排样优化要求的补偿曲线可以用这种算法求得。3． 2 排样参数的计算利用选定的算法进行排样优化，并且保存每个方案的参数到相应的数―据结构，这些参数有材料利用率、料宽、送料步距等。一步转换法‖是一种传统的列举算法，并且已经被应用于一些系统中。送料步距的计算就是基于这种算法。在过去，一组平行等距离的直线段被用来连接补偿形状以此来计算截面线的最大距离，但是两条平行线之间的距离是很难控制的。如果两平行线间的距离很大，送料步距的计算将是错误的，那么搭边宽将不能满足；如果两平行线间的距离太小，在排样的计算过程中将会做很多―无谓的计算并且浪费大量的时间。在本文中，一步转换法‖被改进用来解决在排样的计算过程中精度和效率的矛盾。就拿双排对排排样方式为例：设定η η a，，其中，a 为转角，为两补偿轮廓的偏差。首先，设定a 为定值，然后根据以下步骤进行：1、定义：I 为补偿形状，I0 为初始形状。设定 a 为定值：复制坐标: I I0 旋转坐标: I I0 旋转角度: 180°旋转中心: 原点旋转结果: II II0；转换坐标: II II0 X 轴方向: 左→ 右X 方向
移动的距离: XImax XImin Y 轴方向: 下→ 上Y 方向移动的距离:2YImin 转换结果: II II0，结果如图8a所示。图8、排样工艺示意图a排样步骤 1 b排样步骤2，3，4 c排样步骤 5 2、将II和II0沿Y轴正方向保持Δ u增量转换。Δ u 与将毛坯的进一步转换为零件的增量有关。当偏差为uuY II min-Y I minu∈- Δ y a Δ y a Δ y a Y I max- y I mina在Y轴方向II和I的范围内，计算出II和I的范围内所有元素截线的极限值，定义为P A 如图8b所示。另外，根据I 0 和II 0 的几何关系计算料宽W在u 下，这时搭边宽也就计算出来了。3、将II和II 0 向右手方向转换（P A 是一个代数值）可以得到III和，这（（所III 0 ，个位置就是在拉深排样中的二次形状如图8 b）示）。4、也在Y 轴方向I和III的范围内，可以计算出I和III 的范围内所有元素截线的极限值，定义
为P 1 。同时计算出I自身截面线的距离，定义为P 2 。可以得到送料步距为PmaxP 1 P 2 。5、复制I并通过P进行正确的转换可以得到IV，这个位置就是在拉深排样过程中的第三次转换的形状（如图8 c所示）。利
用u计算材料率η。重复以上的步骤获得在不同u角度下的材料利用率η ，选取η max；重复a，记下在不同的计算角度下最佳的排样方案。这种算法的主要特征如下所述：1、通过计算两个元素横截面距离的极限值获得准
确的送料步距。这种方法可以解决线与线，线与弧和弧与弧之间等情况的问题。获得送料步距的关键是，通过直线、弧线部分的节点和弧线部分的一些固定点创建横截线。弧与弧的情况（如图9所示），关键点是计算固定点。如果，x i ，y i ，r i i 12是两个弧线部分的坐标和半径，那么这两个横截面之间的距离就是：如果disty0那么可以得到Y 坐标的定点：图9、两弧线段之间横截线的距离2、在一些情况下原始形状的补偿形状将发生变化，特别是在非圆弧
过当渡的地方，用传统的算法进行拉深排样的设计和计算料宽时是很难排列原始形状的。而在排样工艺的算法中，原始形状与原始形状和原始形状之间的关系都被记录在一起，这其中也包括补偿形状，因此就可以方便地生成拉深排样并且准确地计算料宽。3． 3 选取方案这个程序的目的是为用户提供方便的操作和友好的界面。为了帮助用户有
序地进行排样和选取最优的排样方案，将部分的零件的材料利用率和转角制成了表格。由于步距的最大最小值、料宽的最大最小值和弯曲线角的约束，不可能的结果就可以很容易被排除。在这个表格中，不同的颜色表示特定的排样方案。当用户选定一个特定的方.
第1章 一. 填空题 1.因为冷冲压主要是用板料（或金属板料）加工成零件，所以又叫板料冲压。 2.冷冲压不仅可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。 3.冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备。 4.冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。 二. 判断题（正确的打√，错误的打×） 1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。（×） 2 . 落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。（×） 3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。（√ ） 4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。（√ ） 5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。（√ ） 6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。（√ ） 7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。 （√ ） 8 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。（√ ） 9. 冲压加工只能加工形状简单的零件。（×） 第3章
一、填空题 1. 冲裁既可以直接冲制各种形状的平板零件，又可以为其他成形工艺制备毛坯。 2. 从广义来说，利用冲裁模在压力机的作用下使板料分离的一种冷冲压工艺叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修边等工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。 3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。 4.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。 5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。 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，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带小；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。 8.冲裁凸模和凹模之间的间隙，对冲裁件的断面及表面质量、尺寸精度、冲压工艺力、冲模寿命等均有很大的影响。 9.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。 10.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的断面质量和尺寸精度。 11.影响冲裁件尺寸精度的因素有冲模本身的制造精度、冲裁间隙、材料性质、工件的形状和尺寸，其中冲裁间隙起主导作用。
第 2章冲裁 填空题 1.冲裁件的断面质量由塌角、光亮带、断裂带、毛刺4部分组成。 2.冲裁件在板料或条料上的布置方法称为排样。 3.冲裁时冲裁件与冲裁件之间，冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料称为搭边和 侧搭边。 4.当间隙较小时，冲裁后材料的弹性恢复使落料件的尺寸大于凹模尺寸，冲孔件 的尺寸小于凸模尺寸。 5.当间隙较大时，冲裁后材料的弹性恢复使落料件的尺寸小于凹模尺寸，冲孔件 的尺寸大于凸模尺寸。 6.影响冲裁件尺寸精度的因素有间隙、材料性质、工件形状与尺寸、其中间隙起 主导作用。 7.凸模刃口磨钝时，在落料件的上端产生毛刺，而凹模刃口磨钝时，在冲孔件的 下端产生毛刺。 8.冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心，模具的压力中心必须通过模柄轴 线而与压力机滑块的中心线相重合。 9.复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模有是冲孔凹模的凸凹模。 10.倒装复合模落料凹模装在上模，顺装复合模落料凹模装在下模。 判断题 1.冲裁件的排样是否合理主要用材料利用率来衡量。（√） 2.常用的卸料装置可分为固定卸料装置和弹压卸料装置，固定卸料装置常用于冲 裁厚料和冲裁力较大的冲件，弹压卸料装置一般用于冲裁薄料及精度要求高的
冲件。（√） 3.导料板的作用主要是保证凸模有正确的引导方向。（×） 4.冷冲压工艺可分为分离工序和成型工序两大类。（√） 5.倒装复合模落料凹模装在上模，顺装复合模落料凹模装在下模。（√） 6.上、下模座、导柱、导套的组合体叫冲模。（×） 7.凸凹模就是落料、冲孔复合模中把凸模和落料凹模做成一体的工作零件。（×） 8.取合理小间隙时有利于提高制件质量，取合理大间隙时有利于延长模具寿命。（√） 9.垫板的主要作用是把凸模连接到模座上。（×） 10.影响冲裁件尺寸精度有两大方面因素，一是冲模凸、凹模本身制造偏差，二是冲裁 结束后冲裁件相对于凸模或凹模的尺寸偏差。（√） 简答题 1.何谓冲模？ 加压将金属或非金属板料分离、成型或结合而得到制件的工艺装备叫冲模。 2.何谓复合模？ 只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模叫复合模。 3.确定冲裁间隙的主要根据是什么？ 主要根据冲件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素给间隙规定一个范围值。 4.试述落料模由哪些零件组成。 主要由工作零件：凸模、凹模； 定位零件：到料板（倒料销）、承料板、挡料销； 卸料零件：弹压（固定）卸料板； 导向零件：导柱、导套； 固定零件：上、下模座、模柄、凸模固定板、垫板；
一、板料成形(冲压、冷冲)就是利用安装在压力机上的模具,对板料施加变形力,使板料在模具里产生变形,从而获得一定形状、尺寸与性能的产品零件的一种压力加工方法二、分离工序:指冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓相互分离的工序。基本工序:冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修等。 三、冲孔:用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯,冲下部分为废料。 四、落料:用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料,冲下部分为制件。 五、切断:用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边,并使其分离。 六、切口:用切口模将部分材料切开,但并不使它完全分离,切开部分材料发生弯曲。 七、塑性成形工序:指材料在不破裂的条件下产生塑性变形,从而获得一定形状、尺寸与精度要求的零件。基本工序:弯曲、拉深、成形等。 八、弯曲:把平面毛坯料制成具有一定角度与尺寸要求的一种塑性成形工艺。 九、冲压模具的基本结构组成:按模具零件的功能可分为工艺零件与结构零件两部分。工艺零件:工作零件:凸模、凹模、凸凹模: 结构零件:导向零件:导柱、导套、导板 十、冲压模具按工序组合可分为单工序模、级进模、复合模。 十一、冲裁就是利用模具使板料沿一定的轮廓形状分离的一种冲压工序。主要指落料、冲孔 十二、冲裁变形过程:弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段、 十三、断面特征: 圆角带、光亮带、断裂带 十四、冲裁件断面质量影响因素:1)材料的性能对断面质量的影响2)模具刃口状态对断面质量的影响3)模具冲裁间隙大小对断面质量的影响 十五、冲裁间隙的概念:指冲裁模的凸模与凹模刃口之间的间隙,也就就是凸、凹模刃口间缝隙的距离。 十六、冲裁间隙对冲裁件质量的影响:冲裁件的质量主要就是指断面质量、尺寸精度与形状误差
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
目录 引言 一、工艺分析 二、工艺方案的确定 三、制件排样图的设计及材料利用率的计算 四、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 五、凸、凹模尺寸计算 六、模具结构形式的确定 七、模具零件的结构设计 (一)、落料凸凹模的设计 (二)、落料凹模的设计 (三)、冲头固定板的设计 (四)、弯曲凸模的设计 (五)、弯曲凹模的设计 八、模具零件的加工工艺 （一）落料凹模的加工工艺 （二）凸凹模的加工工艺 （三）冲头的加工工艺 （四）弯曲凸模的加工工艺 （五）弯曲凹模的加工工艺 九、模具的总装配 小结 参考文献
摘要 随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。 毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 关键词： 工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。
第五章 其它冲压成形工艺及模具设计 复习题答案 一、 填空题 1. 其它冲压成形是指除了弯曲和拉深以外的冲压成形工序。包括胀形、翻边、缩口、旋压 和校形等冲压工序。 2. 成形工序中，胀形和翻孔属于伸长类成形，成形极限主要受变形区内过大的拉应力而破裂的限制。缩口和外缘翻凸边属于压缩类成形，成形极限主要受变形区过大的压应力而失稳的限制。 3. 成形工序的共同特点是通过局部的变形来改变坯料的形状。 4. 胀形变形区内金属处于双向拉伸的应力状态，其成形极限将受到拉伸破裂的限制，材料 的塑性愈好、加工硬化现象愈弱可能达到的极限变形程度就愈大。 5. 起伏成形的极限变形程度可根据胀形程度来确定。 6. 胀形的极限变形程度用d k 0max =来表示，K 值大则变形程度大，反之亦然。 7. 胀形系数与材料的伸长率的关系为δ+=1max K 。 8. 翻边是使坯料的平面部分或曲面部分的边缘沿一定的曲线翻成竖立的边缘的成形方法。 9. 翻孔是在带孔坯料的孔边缘上冲制出竖立边缘的成形方。 10. 翻孔时坯料的变形区是坯料上翻孔凸模以内的环形部分。 11. 翻孔时坯料变形区受两向拉应力即切向拉应力和径向拉应力的作用，其中切向拉应力是 最大的主应力。 12. 翻孔时，当工件要求的高度大于极限翻孔高度时时，说明不可能在一次翻孔中完成，这 时可以采用加热翻孔、多次翻孔或拉深后再翻孔的方法进行。 13. 采用多次翻孔时，应在每两次工序间进行退火。 14. 外缘翻边按变形性质可分为伸长类外缘翻边和压缩类外缘翻边。
15.伸长类外缘翻边的特点是，坯料变形区主要在切向拉应力的作用下产生切向的伸长变 形，边缘容易拉裂。 16.压缩类外缘翻边变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易失稳起皱。 17.在缩口变形过程中，坯料变形区受切向和径向压应力的作用，而切向压应力是最大的主 应力，使坯料直径减小，壁厚和高度增加，因而切向可能产生失稳起皱的现象。 18.缩口的极限变形程度主要受失稳起皱的限制，防止失稳是缩口工艺要解决的主要问题。 19.校平和整形工序大都是在冲裁、弯曲、拉深等工序之后进行，以便使冲压件的平面度、 圆角半径或某些形状尺寸经过校形后达到产品的要求。 20.校形与整形工序的特点之一是：只在工序件局部位置使其产生不大的塑性变形，以达到 提高零件的形状与尺寸精度的要求。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1.由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态，所以变形区的材料不会产生破裂。（×） 2.由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态，所以变形区的材料不会产生失稳现象，成形 以后的冲件表面光滑、质量好。（√） 3.胀形变形时，由于变形区材料截面上的拉应力沿厚度方向分布比较均匀，所以卸载时的 弹性回复很小，容易得到尺寸精度高的冲件。（√） 4.胀形变形时，由于变形区材料截面上的拉应力沿厚度方向分布比较均匀，所以坯料变形 区内变形的分布是很均匀的。（×） 5.校形工序大都安排在冲裁、弯曲、拉深等工序之前。（×） 6.为了使校平模不受压力机滑块导向精度的影响，其模柄最好采用带凸缘模柄。（×） 7.压缩类外缘翻边与伸长类外缘翻边的共同特点是:坯料变形区在切向拉应力的作用下，产 生切向伸长类变形，边缘容易拉裂。（×） 8.压缩类外缘翻边特点是:变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易起皱，其变形 程度用 压来表示。（√）
冲压工艺及模具设计模具课题设计 班级： 姓名： 学号： 日期： 材料科学与工程学院 College of Materials Science and Engineering
引言 在工业产品中，板材件占据了一个大比例。许许多多的机械零件，产品覆盖件都是用板料加工而成的，因此，研究板料的成形方法对产品的设计与加工有着重要的意义。 现在的板材成形方法有许许多多种，其中冷冲压占据很大的一部分。冷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，从而获得所需要的零件的一种压力加工方法。冷冲压可以分为两大类，即分离工序和成形工序。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状，尺寸和切断面质量的冲压件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸冲压件的工序。 冷冲压过程主要依靠冲模和压力设备完成加工的，便于实现自动化生产，生产率很高，操作简单。而且产品壁薄、质量轻、刚度好、可以加工成形复杂的零件，小到钟表的秒针，大到汽车纵梁，覆盖件等。 冷冲压与其他加工方法相比具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。 本课程即将结束之时，为了了解冲压工艺的基本原理，掌握冲压工艺的编制和模具的设计，我将选择了一个垫片零件。通过设计冲裁模实现零件的大规模的生产与制造。
目录 引言 .............................................................................................................. I 一零件的工艺性分析.. (1) 1.1 零件要求 (1) 1.2 冲裁件的工艺性分析 (1) 1.3 冲裁工艺方案的设定 (2) 二冲模设计相关计算 (2) 2.1 排样的相关设计与计算 (2) 2.2 冲裁力的计算 (3) 2.3 冲裁压力中心的计算 (4) 2.4 冲裁模刃口尺寸及公差的计算 (4) 2.5主要零件的尺寸计算 (5) 三定位装置的设计 (7) 3.1 横向送料定位装置设计 (7) 3.2 纵向送料定位装置的设计 (8) 四标准件的选用 (9) 4.1 模座选用 (9) 4.2 压力机选用 (10) 4.3 紧固件选择 (10) 五模具加工工艺 (11) 5.1 凸模加工工艺 (11) 5.2 凹模加工工艺 (11)
【范例】 (1)题目：东风EQ-1090汽车储气简支架 (2)原始数据 数据如图7—1所示。大批量生产，材料为Q215，t=3mm。 图7-1零件图 (3)工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径φ44mm的圆孔，一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。
方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模。 (5)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 a ．排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 2所示。 b ．确定搭边值查表，取最小搭边值：工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=5；为了方便计算取a l =3。 c. 确定条料步距步距：257.5mm ，宽度：250+5+5=260mm ． d ．条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-3所示。
模具设计与制造基础复习题+答案 一、选择题 1.冷冲压工序分为AD工序两大类。 A分离工序；B冲裁；C拉深；D塑性变形 2.冲裁模的间隙应当C模具导向件的间隙。 A、小于； B、等于； C、大于； D、小于等于。 3 、落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定____ A _______ 。 A 、凹模刃口尺寸 B 、凸模刃口尺寸 C 、凸、凹模尺寸公差 4.在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产效率高时，一般选用C定位较合理。 A、挡料销， B、导正销， C、侧刃， D、初始挡料销. 5.冲裁间隙对冲裁件的尺寸精度有一定影晌。一般情况下，若采用间隙过大时，落料件尺寸B凹模尺寸。 A 大于; B、小于; C、等于；D大于等于 6 、对T 形件，为提高材料的利用率，应采用_____ C ______ 。 A 、多排 B 、直对排 C 、斜对排 7 、为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需要的力称为______ A _____ 。 A 、推料力 B 、卸料力 C 、顶件力 8 、冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求，宜采用_____ C ______ 。 A 、导板模 B 、级进模 C 、复合模 9 、弯曲件在变形区的切向外侧部分____ A ____ 。 A 、受拉应力 B 、受压应力 C 、不受力 10.弯曲过程中常常出现的现象A C B A、回弹; B,变形区厚度减薄; C、偏移; D、变形区厚度增加. 11.相对弯曲半径r/t表示B A、材料的弯曲变形极限: B、零件的弯曲变形程度， C、弯曲难易程度。
第一章概述 冲压：室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力， 使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的压力加工方法。 冲压生产的三要素先进的模具，高效的冲压设备，合理的冲压工艺 冲压工序的分类： 根据材料的变形特点分为：分离工序、成形工序 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和冲裁等。 成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σs，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、胀形、扩口、缩口和旋压等。 冲压模具 1.冲模的分类 （1）根据工艺性质分类： 冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。 （2）根据工序组合程度分类： 单工序模、复合模、级进模 复合模：在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序的模具。 级进模：在压机的一次行程内，在连续模具的不同工位上完成多道冲压共序的模具。 2.冲模组成零件 冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类： ①工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件 ②结构零件：不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等. 第二冲裁工艺与冲裁模设计 学习目的与要求： 1．了解冲裁变形规律、冲裁件质量及影响因素； 2．掌握冲裁模间隙确定、刃口尺寸计算、排样设计、冲裁力计算等设计计算方法。 3．掌握冲裁工艺性分析与工艺设计方法； 4．认识冲裁模典型结构（尤其是级进模和复合模）及特点，了解模具标准，掌握模具零部件设计及模具标准应用方法； 5．掌握冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。 第一节概述 冲裁利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。 基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。 落料：冲下所需形状的零件冲孔：在工件上冲出所需形状的孔 冲裁模：冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。 分类：普通冲裁、精密冲裁
附录冲压件零件图汇编 本附录提供冲压件零件图以及相关的技术资料60套,指导教师和学生可以从中选定项目实训课题。 图 冲压件名称圆垫片材料Q235 板厚 1 工件精度IT14 图 冲压件名称圆垫圈材料10 板厚 1.5 工件精度IT14 图 冲压件名称垫块材料20 板厚0。8 工件精度IT13 图 冲压件名称角垫片材料Q235 板厚 2 工件精度IT9
图 冲压件名称止动片材料H62 板厚0。7 工件精度IT9 图 冲压件名称花孔垫圈材料08 板厚0.8 工件精度IT9 图 冲压件名称扇形齿板材料45 板厚 2 工件精度IT10
图8 冲压件名称齿形垫圈材料T8A 板厚0.8 齿数16 模数1。5 图 冲压件名称仪表指针材料LY12 板厚0。3 工件精度IT8 图 板厚0。2 工件精度IT11 冲压件名称压圈材料QSn4-4— 2.5 图 冲压件名称导电片材料T2 板厚0。3 工件精度IT10
图 冲压件名称异形垫片材料H68 板厚0.15 工件精度IT13 图 冲压件名称镶条材料H68 板厚0。1 工件精度IT10 图14 冲压件名称谐振窗材料H62 板厚0.2 工件精度IT9 图15
冲压件名称塑料薄膜材料PVC 板厚0。05 工件精度IT11 图 冲压件名称硅钢片材料DR510 板厚 1 工件精度IT9 图17 冲压件名称小垫片材料Q235 板厚 1 工件精度IT11 图 冲压件名称云母片材料云母片板厚0.8 工件精度IT11
图19 冲压件名称摩擦片材料15钢镀锡板厚0。6 工件精度IT10 图 冲压件名称坯块材料L3 板厚8 工件精度IT12 图21 冲压件名称凸轮材料20 板厚 6 工件精度IT10 图22 冲压件名称V形件材料10 板厚 3 板宽7
1．冷冲压的优点有：生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高。 2．冷冲压是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。 3．一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加，所有的强度、硬度都提高，同时塑性指标降低，这种现象称为冷作硬化。4．拉深时变形程度以拉深系数m表示，其值越小，变形程度越大。5．材料的屈强比小，均匀延伸率大有利于成形极限的提高。6．冲裁件的断面分为圆角，光面，毛面，毛刺四个区域。 7．翻孔件的变形程度用翻孔系数K表示，变形程度最大时，口部可能出现开裂 8．缩孔变形区的应力性质为双向压缩应力，其可能产生的质量问题是失稳起皱 9．精冲时冲裁变形区的材料处于三向压应力，并且由于采用了极小的间隙，冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。 10．冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。 11．落料和冲孔属于分离工序，拉深和弯曲属于成形工序。 12．变形温度对金属塑性的影响很大，一般来说，随着变形温度的升高，塑性提高，变形抗力降低。 13．压力机的标称压力是指滑块在离下止点前某一特定位置时，滑块上所容许承受的最大作用力。 14．材料在塑性变形中，变形前的体积等于变形后的体积，用公式来表示即：ε1+ε2+ε3=0 。15．冲裁的变形过程分为弹性变形，塑性变形，断裂分离 三个阶段。 16．冲裁模工作零件刃口尺寸计算时，落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3级。17．冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保冲出合格的制件。18．弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于弯曲回弹而引起的，校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度要高。 19．拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂 20在室温下，利用安装在压力机上的对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。 21用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为。 22冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。 23物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。 24变形温度对金属的塑性有重大影响。就大多数金属而言，其总的趋势是：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。 25以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。可能出现的主应力图共有九种。 26塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：ε1+ε2+ε3=0。 27加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。 28在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的弹性回复(简称回弹)造成的。 29材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及的因素很多，但就其主要内容来看，有两个方面：一是成形极限，二是成形质量。
1—下模座2、15—销钉3凹模4套5 导柱 6 导套 7 上模座 8卸料板9橡胶10凸模固定板 11—垫板12—卸料螺钉13—凸模14 —模柄 16、17螺钉图2.0.1 冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图
复合模的基本结构 1—凸模；2—凹模；3—上模固定板； 4、16—垫板；5—上模座；6—模柄； 7—推杆； 8—推块； 9—推销； 10—推件块；11、18—活动档料销； 12—固定挡料销13—卸料板 14—凸凹模；15—下模固定板； 17—下模座；19—弹簧 1-下模座；2、5-销钉；3-凹模；4-凸模 1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板；5-靠板6-上模座；7-顶杆；8-弹簧；图3.4.2 L形件弯曲模 9、11-螺钉；10-可调定位板
1．冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。（×） 2．冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。（×） 3．形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。（×） 4．对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。（×） 5．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 6．利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。（∨） 7．采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。（×） 8．冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。（∨）9．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。（×） 10．模具的压力中心就是冲压件的重心。（×） 11．冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。（×） 12．在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。× 13．凡是有凸凹模的模具就是复合模。（×） 14．在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。（×） 15．导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。（×） 16．侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。（×） 17．侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。× 18．对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。（×） 19．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 20．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 21．凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。（×） 22．在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。（∨） 23．在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。（×） 24．模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。（×） 25．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 26．精密冲裁时，材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。（∨） 27．在级进模中，根据零件的成形规律对排样的要求，需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形工位之前冲出。（×） 28．压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。× 1 、自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。（× ） 2 、从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。（∨） 3 、窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。（× ） 4 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（× ） 5 、弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。（× ） 6 、对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。 r/t 愈大，增大量愈× 7 、弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。（× ） 8 、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。（∨） 9 、减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。（× ） 10 、采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。（∨） 11 、塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。（∨） 12 、经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。（× ） 13 、在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。（∨） 14 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。（× ） 15 、一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制作用愈大，则回弹就大。（× ） 16 、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。（× ） 17 、弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。（∨） 18 、当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与 板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。（× ） 19 、在弯曲 r/t 较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。（× ）
河北工业大学城市学院毕业论文 作者：学号： 系：材料科学与工程系 专业：模具设计及制造 题目：仪表盘固定支架A冲压模具设计指导者：讲师 (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2014年06月10日 毕业设计（论文）中文摘要
毕业设计（论文）外文摘要
目录第一章前言1 1.1冲压的概念及其优点1 1.1.1冲压的概念1 1.1.2冲压的优点1 1.2冷冲压模具国内外现状2 1.2.1模具CAD/CAM技术状况2 1.2.2模具设计与制造能力状况3 1.3我国冲压模具发展趋势4 第二章冲压工艺及模具结构设计5 2.1 制件的工艺性分析及工艺计算5 2.1.1 工艺分析5 2.1.2冲裁模的工艺方案的确定5 2.1.3计算毛坯尺寸6 2.1.4排样及工艺计算6 2.2 冲压力及压力中心的计算8 2.2.1冲压力计算8 2.2.2计算压力中心9 2.3 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算10 2.3.1 计算模具刃口尺寸10 2.3.2 落料凹模结构尺寸计算11 2.3.3冲孔凸模结构尺寸确定11 2.3.4凸凹模结构尺寸确定12 2.4其它非标准件的设计13 2.4.1橡胶垫13 2.4.2推件块14 2.4.3卸料板14 2.4.4凸凹模固定板15 2.4.5凸模固定板15 2.4.6垫板15 2.5标准件的选择15 2.5.1送料定位机构设计15 2.5.2卸料螺钉16 2.5.3推杆16
2.5.4推板16 2.5.5模架的选择16 2.5.6紧固螺钉17 2.5.7圆柱销钉17 2.5.8模柄17 2.6压力机与模具总体结构17 2.6.1压力机的确定17 2.6.2模具总体结构18 第三章弯曲工艺及模具结构设计19 3.1 制件的工艺性分析及工艺计算19 3.1.1制件的工艺性分析19 3.1.2弯曲力计算19 3.2弯曲模工作部分尺寸的计算及结构的确定20 3.2.1弯曲模的圆角半径20 3.2.2弯曲凸模和凹模之间的间隙20 3.2.3弯曲凸模和凹模宽度的计算21 3.3凸模、凹模和凸凹模结构设计22 3.3.1凸模结构22 3.3.2弯曲凸凹模结构22 3.3.3弯曲凹模结构22 3.4其它非标准零部件的设计23 3.4.1定位板23 3.4.2垫板23 3.4.3卸料板24 3.5其它标准零部件的选择25 3.5.1弹簧25 3.5.2顶杆25 3.5.3打料杆25 3.5.4定位螺钉25 3.5.5卸料螺钉25 3.5.6紧固螺钉25 3.5.7模架26 3.5.8模柄错误!未定义书签。3 3.6压力机与模具总体结构26 3.6.1压力机的确定26 3.6.2模具总体结构27 结论28 参考文献29
错误！未定义书签。错误！未定义书签。m R a μ8.0~4.0mm 6~46/7h H mm mm mm mm mm 09D D 凹固==mm 120D =垫mm 10H =垫mm 10H =垫mm 错误！未定义书签。错 误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义 书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。
冲压模具设计及标准导柱图库开发 第1章绪论 1.1课题研究的意义 1.1.1参数化设计的意义 参数化设计是Revit Building的一个重要思想，它分为两个部分：。Revit Building中的图元都是以构件的形式出现，通过参数的调整反映出这些构件之间的不同，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。 在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。如果想要满足这些要求，不仅仅要考虑尺寸或工程参数的初值，还要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：一类是各种尺寸值，称为可变参数；另一类是几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。[1] 1.1.2冲压模具设计生产的意义 冲压加工是金属板料的重要成型方法，它具有生产效率高、尺寸精度良好、重量轻、成本低和易于实现机械化、自动化等优点，在汽车、机械、家电、电器、仪表、日常生活用品以及国防等各个工业生产部门中占有十分重要的地位。随着生产技术的发展和各类新产品的不断问世，人们的冲压件的品种、数量以及质量都提出了更高的要求。 成批和大量生产各种机电与家电产品必备的基础是模具的基础工艺装备，是进行少或者无切削加工的主要工具，是发展制造业的前提。随着我国正在向世界制造业中心和国际模具市场与制造基地逐步发展，国内模具产业将获取更大的发展机遇和更广阔的发展空间。 近年来，据汽车、电器、农机、仪表仪器等行业的统计，以达到经济生产规模的产品，其中 6 5 % 为冲模， 2 0 % 为塑料模，锻压模约 5 % ，其他 1 0 % 。冲模比例最大，使用最广。可见，冲模对我国的制造业的发展有着举足轻重的作用。 1.2国内外研究现状 1.2.1参数化设计的国内外研究现状 早在20世纪80年代，参数化技术公司便推出了以变量化、参数化、特征设计为基础的新一 代实体造型软件。PRO/E,CAD由此认识到了参数化设计的真正威力，并纷纷仿效。常用的参数化设计CAD软件中，主流的应用软件有U G 、Pro/Engineer、CATIA和Solidworks这四 大软件，这些软件各自有不同的特点并在不同的领域分别占有一 定的市场份额。参数化设计的鼻祖就是P r o / E n g i n e e r 了，正是由 Pro/Engineer最先实现了参数化设计，正因为她参数化的特点，在其 横空出世后迅速抢占了传统C A D 软件巨头U G 和 C A T I A 的部分市场 份额，其主要应用于小家电和日用品、消费电子、发动机设计等 行业；U G 和 C A T I A 两个传统的软件巨头也不甘落后，紧随其后便 也加入了参数化设计的功能，在传统的制造行业比如汽车、航空航天等行业上两个软件还依然占据绝对的市场份额。
第一章: ① 在自己的周围尽可能多地找出冲压制品。 ② 和其他加工方式相比，冲压有哪些优点，有哪些缺点？ 第二章 ① 试述影响金属塑性和变形抗力的因素。 ② 何为塑性条件？ 第3章冲裁2 ①冲裁变形过程分为哪三个阶段？裂纹首先在什么位置产生？ ②冲裁件质量包括哪些方面？冲裁断面具有什么特征，这些特征是如何形成的？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？ ③试述冲裁间隙对冲裁工艺的影响。 ④如图所示的冲孔件，其中a=80-0.400mm,b=400-0.34mm, c=350-0.34mm d=22±0.14,e=150-0.2mm. 板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试用配合加工法计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。 ⑤冲裁模刃口尺寸计算的原则是什么？刃口尺寸计算方法有哪些？各有何特点？分别适用于什么场合？
第4章弯曲 ①弯曲过程有几个阶段？各阶段各有什么特点？ ② 弯曲变形的特点有哪些？窄板弯曲和宽板弯曲有什么不同？ ③ 弯曲件为什么会产生回弹？影响回弹的因素有哪些？试述减少回弹的措施。 第五章拉深 ① 试述拉深变形特点？ ② 什么是拉深系数？多次拉深的总拉深系数总是小于一次拉深的极限拉深系数，但生产实际中往往尽量减少拉深次数？为什么？弯曲变形的特点有哪些？窄板弯曲和宽板弯曲有什么不同？ ③ “一种板料不止一个极限拉深系数”。这种说法对吗？为什么？。 ④拉裂和起皱发生在何时、何位？说明原因。 第6章其他冲压成形 ①? 翻边变形程度用什么来描述？翻边的变形程度与哪些因素有关？ ② 什么是局部成形工艺？成形模具主要包括哪些？ 第7章多工位级进模 ①与复合模具相比多工位级进模有什么优越性？
目录 一、设计任务???????????????????????????2 二、零件工艺性分析????????????????????????2 三、冲裁工艺方案的确定?????????????????????3 四、确定模具总体结构方案???????????????????3 五、零件工艺计算???????????????????????3 六、模具零部件结构的确定????????????????????8 七、模具其他零件的设计与计算?????????????????9 八、模具装配图及明细表?????????????????????11 九、设计总结?????????????????????????13九、设计总结?????????????????????????13参考文献14
摘要 在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压橡胶等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能够提高生产效率，节约原材料，降低成本，并可保证一定的加工质量要求。金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性，操作的方便性等要求也日益提高。模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。 本次课程设计的内容为垫圈复合模，完成冲孔、落料两道工序。冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，它包括落料、冲孔、切口、整修及精密冲裁等。。模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。 此次垫圈的冲裁模具采用倒装结构，由打杆顶出制件；排样方式为直排，由弹性挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。使用creo2.0 、Auto CAD2010等软件绘制相关设计图。 关键词：冲孔；落料；倒装；直排；creo2.0 ；Auto CAD2010 全套图纸，加153893706