冲压模具
冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，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一种压力加工方法。
目录
1简述
2分类
3基础知识
4典型结构
4.1 第一类
4.2 第二类
4.3 制造技术
4.4 高速铣削加工
4.5 电火花铣削加工
4.6 数控测量
5高强度钢
6成形技术
1简述
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是
衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
2分类
冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。
根据工艺性质分类
a.冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。
b.弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。
c.拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。
d.成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
e. 铆合模是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在一起，进而形成一个整体
根据工序组合程度分类
a.单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。
b.复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道
以上冲压工序的模具。
c.级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。
d.传递模综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。
依产品的加工方法分类
依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。
a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。
b.弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。
c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。
d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。
e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。
3基础知识
冲压模具术语基础知识
1、卷边
卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。卷边圆形的轴线呈直线形。
[1]
卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。
3、拉延
拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序，曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。
4、拉弯
拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，使整个弯曲横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序。
5、胀形
胀形是将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。剖切剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。
6、校平
校平是提高局部或整体平面型零件平直度的一种冲压工序。起伏成形
7、起伏成形是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的，即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的，不是设计指定的要求。
8、弯曲
弯曲是利用压力使材料产生塑性变形，从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。
9、凿切
凿切是利用尖刃的凿切模进行的落料或冲孔工序。凿切并无下模，垫在材料下面的只是平板，被冲材料绝大多数是非金属。
10、深孔冲裁
深孔冲裁是孔径等于或小于被冲材料厚度时的冲孔工序。
落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序，被分离的材料成为工件或工序件，大多数是平面形的。
12、缩口
缩口是将空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。
13、整形
整形是依靠材料流动，少量改变工序件形状和尺寸，以保证工件精度的一种冲压工序。
14、整修
整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料，从而提高边缘光洁度和垂直度的一种冲压工序。整修工序一般也同时提高尺寸精度。
15、翻孔
翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。
16、翻边
翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。
17、拉深
拉深是把平直毛料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。
18、连续拉深
连续拉深是在条料（卷料）上，用同一副模具（连续拉深模）通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。
19、变薄拉深
变薄拉深是把空心工序件进一步改变形状和尺寸，意图性地把侧壁减薄的一种拉深工序。
反拉深是把空心工序件内壁外翻的一种拉深工序。
21、差温拉深
差温拉深是利用加热、冷却手段，使待变形部分材料的温度远高于已变形部分材料的温度，从而提高变形程度的一种拉深工序。
22、液压拉深
液压拉深是利用盛在刚性或柔性容器内的液体，代替凸模或凹模以形成空心件的一种拉深工序。
23、压筋
压筋是起伏成形的一种。当局部起伏以筋形式出现时，相应的起伏成形工序称为压筋。
4典型结构
第一类
工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；
第二类
结构零件，这类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，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等，如表1.1.3所示。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。
制造技术
模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，
形成先进制造技术。新型冲压模内攻牙技术,引导了不少冲压厂家为了降低成本,引起了一股抢购热潮.
模具先进制造技术的发展主要体现在：
高速铣削加工
普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点：
a.高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。
b.高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。
c.高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
d.可加工高硬材料可铣削50～54HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。
鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。
电火花铣削加工
电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司推出的EDSCAN8E电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。
慢走丝线切割技术
数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可达到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。直径0.03～0.1mm细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行0.04mm的窄槽及半径0.02mm内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行
30°以上锥度的精密加工。
磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。
数控测量
产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。
模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况，使得模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。
5高强度钢
高强度钢冲压模具
当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化，提高了车辆的碰撞强度和安全性能，因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。[2]
过去在生产深冲或者重冲工件，大家都认为耐压型(EP)润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属--高强度钢的出现，环保要求的严格，EP油基润滑油的价值已经减少，甚至失去市场。
在高温下高强度钢的成型，EP油基润滑油失去了它的性能，无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形，温度不断升高，EP油基润滑油都会变薄，有些情况下会达到闪
点或者烧着（冒烟）。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升，会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上，形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展，在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接，以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具，延长了模具使用寿命，提高了冲压的强度。
6成形技术
冲压模具的快速成形技术
数字化编码钣
随着经济的快速发展和市场需求的多样化,人们对产品生产周期的
要求越来越短,尤其在小批量甚至单件生产方面,要求现代制造技术不仅要有较高的柔性,还要有更新的、更能满足市场要求迅速变化的生产模式。数控单元冲压模具快速成形技术,就是为适应此种状态而产生的。
钣件的形状可分割成一些简单的图形元素,然后合成所需图形。例如:矩形是4个直角的合成;波浪形是一些曲线的合成等。因此,对于一些精度要求较高的小批量甚至单件生产的钣金件,可以用一些通用件迅速组装成单元冲压模具,采用数控技术,使之快速成形。将被加工钣金件看成一个可被分割的平面图形,对分割出来的简单图形元素进行数字化处理。即按其方位进行定位编码。如图1所示的非等距简单图形零件的数字化,缺口1、2、3、4的(Δx,Δy)均相等,方孔5的(Δx,Δy)均等于2倍的(Δx,Δy),设现有通用冲头的宽等于Δx,长等于Δy,则按如图1所示进行编号。缺口1由位置(2,0)以及位置(3,0)合成,缺口2、3、4同样由两个位置合成,方孔由8个位置合成。如果采用矩形单元快速成形,可以获得如图2所示的二维编码,由于
划分过细使得到的编码较长。如果采用正方形单元快速成形,则可以获得如图3所示的二维编码,其编码减小一半。
矩形单元二维编码如下：
对于等距简单图
形零件如钥匙齿形的快速成形由于齿距相等河以进一步简化编码。钥匙齿形编码示意图，如图2所示。图中采用三角形单元，实际应用采用的是梯形单元编码可以降为一维数组。
参数定义:
齿数--冲压的次数，现假使为5。
齿距--冲压时，Y方向的每次移动的距离。
级差值—冲压时X方向移动一个单位
时的距离。
级差数--冲压时，X方向的移动单位。
当选定齿距和级差值后，钥匙的齿形加工位置可以转换为级差数最后齿形编码为一维数组((2 1 3 2 1)。由以上可知数字化编码是单元冲模快速成形的关键，合适的编码不仅可以提高生产效率，而且可以节省存储内存。
结构设计
大部分中小型企业尚不具备购买高档数控冲床的经济实力，数控单元冲压模具可以直
接安装在普通冲床上作为简易数控冲床来使用。
快速成形模具机构示意图如图3所示。上模为凸模机构。光电头安装在上模板下方以检测凸模的起落。坯料的装夹要根据不同的需要进行设计。料板由步进电机控制丝杠分X,Y 方向驱动。下模为凹模机构，直接安装在工作台上。
系统设计
4.1 电机驱动及选用
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。共有3种:永磁式、反应式和混合式。混合式集中了前二种的优点，从性价比方面进行综合考虑，拟选用步进角1.8o的两相混合式步进电机。
驱动器的型号、种类较多，细分型为考虑对象。因为细分型可消除电机的低频振荡，可提高电机的输出转矩及分辨率。顾及速度和精度细分系数定为4。
4.2 系统硬件设计
数控单元冲模是安装在曲轴式压力机上的，机床的冲压原理不变。需要控制的是两方面内容:首先要确定零点以及各工位点的位置;其次在上冲模往复动作的启停间被加工件的按编码所得的X,Y方向的快速进给送料运动以及这两个动作的协调。即实现冲压和送料动作的同步控制。控制系统框图，如图4所示。光电信号检测电路图，如图5所示。
数控系统的人机界面采用键盘输入LED显示键盘具有数字键、设定、修改、查寻、X 及Y方向的调整、执行等的功能键，可用来完成加工程序的输入、修改及对控制的操作和调整等。操作人员根据被加工件的形状在计算机上进行编码，自动生成加工程序，通过串行口将加工程序下载给单片机并且保存在FLASH ROM中。工模安装后手动调整零位。进入执行后单片机从FLASH ROM中取得加工程序，并计算X,Y方向的步进距离后再将其转换成相应的步进脉冲数控制X,Y方向的步进电机的转动步数。当光电信号检测到上模位于开启位置时数控系统迅速将待加工件定位到加工位置，并且启动冲床上冲模下压，实现一次冲压。在冲床带动上冲模开启时数控系统迅速地将待加工件移动到下一加工位置等待下次冲压，直到完成加工停止冲床运动。
4.3 系统软件设计
整个系统由上位机来管理。系统软件语言采用Visual Basic 6 .0编制其集成开发环境(IDE)集设计、修改、调试、生成等功能于一体，人机交互界面十分友好。它是功能强大的Windows环境下的编程语言简单易学可视化程度高。
系统软件结构采用模块化结构，共有5个功能模块:系统开机后进入Windows界面双击“数控单元冲模”图标，即弹出应用界面，可选择功能模块。系统软件功能模块图如图6所示。
编辑模块用来完成用户对所设定的参数组进行操作的程序的编辑、修改、生成。
参数设定模块将输入的参数组制成数据表，送入数据库以备程序的调用。
运行管理模块负责程序的运行、中断。
通信模块负责上、下位机之间的通信管理，就是将控制程序段及调用的参数组使用MSCOMM控件，通过RS232串行口送入单片机使单片机执行控制工作。
查询模块。方便用户对已存文件的查看与调用。
单片机的程序也采用模块化结构，与上位机一样共有5个功能模
块通过通信接口接受上位机的输入指令，控制X,Y方向步进电机的运动。也可以脱离上位机直接控制运行。上位机通信程序流程图，如图7所示。下位机通信程序流程图，如图8所示。[2]
随着数控技术、伺服技术、运动元件的发展，以及市场经济的需要，数控单元冲压模具快速成形技术得到迅速发展。对于中小型传统企业，这种结合传统制造工艺的高新技术无疑是一种投资省，见效J陕，方便、快捷的技术。随着经济和科学技术的不断发展，实现自动上下料装备、外置模具库自动换模装备等，已经摆在人们的面前。可见，数控冲压的发展是以相关技术和新结构的研制为基础的。单元冲压模具快速成形技术，无疑是先进冲压技术发展的一个新起点。
7模内攻牙
模内攻牙又称模内攻丝,是一种替代了传统人工攻牙的新技术,目前传统的攻牙设备已经不能适应冲压产品需求,效率太低,加工时间长.远远满足不了市场的需要.模内攻牙技术的导入使得冲压模具真正的实现了自动化,效率化,攻牙范围可达到最小M0.6,最大可达到M45.精度可达到0.01mm,模内攻牙技术使的冲出来的产品不需要再进行第二次人工攻牙,其挤压出来的产品质量有保证,表面光洁度好,效率高,成本低.广泛应用于冲压
8冲压材料
简介
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
基本分类
a.碳素工具钢
在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。
b.低合金工具钢
低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
c. 高碳高铬工具钢
常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2）、SKD11，它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。
d. 高碳中铬工具钢
用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。
e. 高速钢
高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻，以改善其碳化物分布。
f. 基体钢
在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb（代号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。
g. 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。
钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末（如铬、钼、钨、钒等）做粘合剂，以碳化钛或碳化钨为硬质相，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物，虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达68 ~ 73HRC。
h.新材料
冲压模具使用的材料属于冷作模具钢，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2（相当于我国Cr12MoV）性能基础上，分为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的320CrVMo13，等。
选用原则
在冲压模具中，使用了各种金属材料和非金属材料，主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。
制造模具的材料，要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。
合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具，应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑，并对上述要求的各项性能有所侧重，然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。
当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。
当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。
应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。
注意采用微变形模具钢，以减少机加工费用。
对特殊要求的模具，应开发应用具有专门性能的模具钢
选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定，做到在满足主要条件的前提下，选用价格低廉的材料，降低成本。
9辅助技术
模具CAD/CAM技术
计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合，形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM）这一新型技术。
CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM能显著缩短模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质量已成为人们的共识。
随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，以三维造型为基础、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM技术正成为发展方向，它能实现面向制造和装配的设计，实现成形过程的模拟和数控加工过程的仿真，使设计、制造一体化。
快速经济制模技术为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度，降低模具生产成本，开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前，快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具，能简化模具制造工艺、缩短制造周期（比普通钢模制造周期缩短70%～90%）、降低模具生产成本（比普通钢模制造成本降低60%～80%），在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。
10发展现状
发展现状及技术趋势
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。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
PDX软件界面
及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress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。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。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。
例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国
家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
未来发展趋势
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。
（1）全面推广CAD/CAM/CAE技术
模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
（2）高速铣削加工
国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。
(3)模具扫描及数字化系统
高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
(4)电火花铣削加工
电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。
(5)提高模具标准化程度
我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。
(6)优质材料及先进表面处理技术
选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
(7)模具研磨抛光将自动化、智能化
模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
(8)模具自动加工系统的发展
这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。
行业龙头企业
我国涌现出一大批模具行业的龙头企业。如，汽车覆盖件模具有“四大家”，大型塑料模具有海尔、华威、群达行，精密冲压模具有国盛、华富，汽车轮胎模具有巨轮、豪迈，铸造模具有一汽铸造、宁波合力、广州型腔、北仑辉旺，精密塑料模具有唯科、宁波横河等等。据武兵书介绍，模具行业已有95家企业被授予“中国重点骨干模具企业”称号，本届上海国际模展期间，中国模具协会还将给第四批10多家企业授牌。届时，“中国重点骨干模具企业”将达到110家左右。
长期以来，中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。据模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉介绍，近年来这种格局正在发生深层变化，我国模具业正在从较发达的珠三角、长三角地区向内地和北方扩展，在产业布局上出现了一些新的模具生产较集中的地区，有京津冀、长沙、成渝、武汉、皖中等地区，模具集聚发展成为新特点，模具园区（城、集聚地等）不断涌现。在东部地区，已形成昆山、无锡精密模具产业集群生产基地；泊头、芜湖汽车模具
附件二：冲压模具制作技术要求 1、基本要求 1.1、基准体系：采用GD&T图规定的定位基准。模具以设计基准点为主基准，保证设计、制造、检测基准三者相统一。 1.2、所有工艺方案图、模具图可采用2D或3D进行设计，文件类型为*.dwg或*.prt、*.CATPart格式； 1.3、视图投影法：优先采用第一角法； 1.4、图幅要求：最大采用A0号图纸（图幅可加长）； 1.5、图型比例：1:1、1:2、1:3、1:4； 1.6、图面文字：中文； 1.7、尺寸表示：公制； 1.8、标题栏和明细表：投标方的标准； 1.9、上模画法和方向：翻转向右； 1.10、对镶拼结构的镶块资料应单独出图，并标识清楚； 2、工艺方案图及模具结构图 2.1、工艺方案图 2.1.1 能充分反映冲压零件各工序的工作内容、冲压方向、送料方向，以及各工序所使用压机的规格等； 2.1.2 标示出各工序冲压方向、模具基准点、零件车身坐标值。当冲压方向相对零件车身坐标发生旋转时，应注明清楚； 2.1.3 各工序零件送出料方向及拉延工序补充部份的详细结构； 2.1.4 拉延（整形）工序CH孔、到位标记位置； 2.1.5 零件板材毛坯尺寸标注，中间工序的切边线； 2.1.6 废料切刀的布置位置及切边、冲孔废料的排除方式； 2.1.7 斜楔加工方向、加工范围； 2.1.8 顶杆布置图、废料流向示意及方案图中各种符号说明。 2.1.9 标明零件材料利用率。 2.2、模具结构图
2.2.1 模具图应充分表达模具的工作状态，反映零件的送出料方向、所用的压机型号、顶杆位置与顶杆行程等。 2.2.2 模具图应准确注明模具中心、机床中心。模具中心应加注车身坐标系坐标值。 2.2.3 每工序模具图应有工序内容简图。 2.2.4 模具结构中含弹簧/氮气缸的应有弹力工作示意图。 2.2.5 模具使用斜楔机构的应做出斜楔行程图及斜楔断面图。 2.2.6 模具如果配备气缸顶出机构，模具图中应附加气路图。 2.2.7 工艺方案图、模具图及数模文件的命名规则如下： ×××(项目代号) -×××(零件代号) -×××(零件版本) –OPx/y(x表示10、20…；y表示总工序数，如共五序则为50)。 3、工艺数模 3.1、依据冲压零件3D数模，按冲压工艺方案图建立各工序的工艺数模，工艺数模中须完整表示出各工序线（如分模线、切边线、翻边线等），产品面与工艺补充面要用颜色或图层加以区分。 3.2、产品3D数据以CATIA V5 R18版本格式提供。投标方工艺数模提供的3D 数据格式为*.CATPart、*.prt或IGES。 3.3、所有零件在建模中的坐标要与工艺方案一致。 3.4、拉延成形零件须用Autoform或Dynaform分析软件对其进行CAE成形分析。复杂零件应对后工序进行回弹方面的仿真分析。对于外板零件要有合适的变形量(大于3%)，CAE成形分析的最终结果由招标方确认。 4、模具结构通用要求 4.1、冲压模具必须按照招标方冲压生产线设备参数进行设计和制造。对于自动化生产线能实现自动夹紧、板料及零件的自动传输、零件连动生产等全自动生产过程；手工生产线，要保证取送件容易，操作安全方便。 4.2、在正常使用状态下，按5000件冲次为期限定期维护为前提。模具按30万件进行设计、制造。 4.3、模具高度 模具闭高尽量相同。
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,
A冷冲压模具设计实例 工件名称：手柄 工件简图： 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1、冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3.5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2、冲压工艺方案的确定 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，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚 3.5mm 接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3、主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2手柄排样图所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取 2.5mm和 3.5mm，条料宽度为
1目的和适用范围 为使冲压工装得到安全正确的使用和精心维护，确保冲压零件质量，提高冲压生产效率，延长模具寿命，以达到完好的技术状态和环保要求。特制定以下《模具使用及维修保养规范》 2职责 操作人员严格执行工艺文件，严肃工艺纪律，规范操作，维护保养设备，完善原始记录。3作业程序 3.1冲压模具的使用规范 3.1.1整理工作场地及检查《设备点检记录》： 从压力机工作台上，将与工作无关的物件与工具清理干净，查看《设备点检记录》，有无未解决的问题。 3.1.2对设备进行全面检查： 首先确保设备的运转正常。 3.1.3认真阅读《冲压操作指导书》 3.1.4压板、调节螺钉及压板螺钉使用规范： a）检查压板、调节螺钉及压板螺钉是否有损伤； b）模具长度大于1.5米的使用相应冲床配套的压板不少于6套，模具长度不大于1.5 米的使用相应冲床配套的压板不少于4套； c）尽量使用压板槽固定模具。 3.1.5模具安装： a）确认模具安装前的高度； b）调整压力机闭合高度大于模具安装前的高度10mm c）将上下模板安装面擦拭干净； d）将模具放置在工作台上，（带气顶杆的模具安装时，首先按相应工艺要求装入气顶杆），调整压力机滑块，使之与模具上模板安装面贴合，若是双动模具先安装凸模再安装压料 圈，用相应压板、压板螺丝、垫块拧紧固定好； e）将压力机滑块开至上死点，检查上、下冲模是否清洁，有无毛刺，刃口处有无裂纹、凹痕或伤痕等，模具导柱涂油润滑； f）开动机床将上下模导正后，将模具下模板安装板固定好。 3.1.6冲压件生产调试 a）准备好工作时所需的工具、夹具等； b）调整模具高度，放入料片，进行试冲，参考作业指导书并由检验确认合格； c）压力机重新启动、模具修理后及压缩空气压力改变后均要重复以上操作。
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
概述 模具是工业生产中使用极为广泛的工艺装备之一，也是发展工业的基础。模具是成形金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺装备，是工业生产中发展和实现少无切屑加工技术不可缺少的工具。模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。 为了实现工业现代化今后的模具发展趋势大致包括以下几方面： 1、发展高效模具。对于大批量生产用模具，应向高效率发展。如为了适应当前高速压力机的使用，应发5冲模的工作部分零件必须具备的性能展多工位级进模以提高生产效率。 2、发展简易模具。对于小批量生产用模具，为了降低成本、缩短模具制造周期应尽量发展薄板冲模、聚氨酯模具、锌合金、低熔点合金，环氧树脂等简易模具。 3、发展多功能模具。为了提高效率和保证制品的质量，要发展多工位级进模及具有组合功能的双色、多色塑料注射模等。 4、发展高寿命模具。高效率的模具必然需要高寿命，否则将必然造成频繁的模具拆卸和整修或需要更多的备模。为了达到高寿命的要求，除模具本身结构优化外，还要对材料的选用和热处理、表面强化技术予以开发和创新。 5、发展高精度模具。计算机硬件，软件以及模具加工，检测技术的快速发展使得精锻模具CAD/CAM/CAE一体化技术成为锻造企业切实可行的技术。精密，高效是现代锻造业的发展趋势；应用该技术的实践表明，只有基于效率的模具CAD/CAM/CAE…CAX平台才能实现精锻件及其模具的高效率开发。
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 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 冲压模具使用养护与管理规定（拟稿） 冲压模具是汽车车身生产中不可缺少的特殊工装，模具的合理使用、维护、保养与管理对延长模具使用寿命、降低冲压件成本、提高制件质量、改善模具的技术状态至关重要，是保证冲压正常生产的一项重要工作。 1、模具的使用见《冲压工艺操作规程》。 2、模具的使用、维护、保养管理： 模具的使用、维护、保养管理内容包括： ⑴模具技术状态定期鉴定。 ⑵模具修理。 ⑶模具的保养。 ⑷模具技术文件管理。 ⑸模具的入库与发放。 ⑹模具的保管。 ⑺模具的报废处理。 ⑻模具易损件的制备与管理。 2.1、模具技术状态鉴定 模具在使用过程中，由于模具零件的自然磨损，模具制造工艺不合理，模具在机床上安装或使用不当以及设备发生故障等原因，都会使模具的主要零部件失去原有的使用性能和精度。致使模具技术状态日趋恶化，影响生产的正常进行和效率以及制品的质量。所以，在模具管理上，必须要主动地掌握模具的这些技术状态变化，并认真地予以处理，使模具能始终保持良好的技术状态工作。 通过模具技术状态鉴定结果，连同制品的生产数量、质量的缺陷内容，模具的磨损程度、模具损坏的原因等可制定出模具修理方案及维护方法，这对延长模具的使用寿命，降低生产成本以及提高模具质量及技术制造水平都是十分必要的。 技术状态鉴定包括模具的工作性能检查、制件质量的检查；要求每冲压一批次，检查一次，状态鉴定由模具维修人员实施，模管员负责确认。鉴定后模管员填写《模具日常检查、保养记录卡》。并负责将存在问题项及时反馈给保全课。 2.1.1模具的工作性能检查 在模具使用前、过程中和在使用后，要对模具的性能及工作状态，进行详细的检查，检查内容及检查方法如下： ⑴模具工作成形零件的检查 在模具工作前、工作中和工作后，结合制件的质量情况，对其凸、凹模进行检查，即凸、凹模是否有裂纹、损坏及严重磨损，凸凹模间隙是否均匀及其大小是否合适，刃口是否锋利（冲裁模）等。 ⑵导向装置的检查 检查导向装置的导柱、导套、导板是否有严重磨损、其配合间隙是否过大，安装在模板上是否松动。 ⑶卸料装置的检查 检查模具的推件及卸料装置动作是否灵敏可靠，顶件杆有没有弯曲、折断，卸料用的橡胶及弹簧弹力大小，工作起来是否平稳，有无严重磨损及变形。 ⑷定位装置的检查 检查定位装置是否可靠，定位销及定位板有无松动情况及严重磨损。 ⑸安全防护装置的检查 检查安全防护装置使用的可靠性，是否动作灵敏、安全。 ⑹检查气动元件状态的工作状态 ⑺模具表面清洁、材料残渣的检查 2.1.2制件质量的检查 ⑴制件质量检查的内容：制件形状及表面质量有无明显缺陷和不足；制件各部位精度和样件相比有无明显降低，是否符合工艺要求，具体检查项目见《设备作业指导书》。 ⑵鉴定方法： A、首件检查。制件的首件检查应在模具完成安装在压力机上及调整后试冲时进行。即将首次冲压出的几个制件，进行详细检查，检查其形状、尺寸精度，并与前一次末件和样件作比较，以确定模具的安装及使用是否正确。由品管部主导进行。 B、使用中的检查。模具在使用过程中，应随时对制件进行质量检查（具体检查频次见《设备作业指导书》），及时掌握了解模具在使用中的工作状态。其主要检查方法是：测量尺寸、孔位、形状精度；观察毛刺状况。通过检查，随时掌握模具的磨损和使用性能状况。 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) 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。（× ） 冲压模具使用管理规范公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 冲压模具使用管理规范 一、总则 1、目的：为有效使用与管理车间模具，保证模具工作状态完好，为生产提供合格工艺装备，制订本规范。 2、适用范围：本规范适用于齐轨道公司冲压车间模具的使用管理。 二、冲压模具使用操作规范 1、模具在使用前，要对照工艺卡片进行检查，所使用的模具是否准确，是否与工艺卡片一致。 2、操作者应了解模具的使用性能，掌握正确的使用操作方法。 3、检查所使用的模具状态是否完好，使用的冲压材料是否符合工艺图纸要求，防止由于原材料不符合要求而损坏模具。 4、检查所使用的设备是否符合工艺要求，如压力机的行程、压力机的吨位等是否与所使用的模具配套。 5、在安装模具前，把机床台面、滑块和模具上、下表面油污灰尘和其他杂物擦拭干净。 6、检查模具在压力机上的安装是否正确，上模体下模体是否紧固在压力机上，模具安装闭合高度正确，尽量避免偏心载荷。调整闭合高度时，采用手动、点动的方法逐步调整行程深度，在确认调好之前禁止连车。 7、模具在机床上固定必须牢靠，以免损坏模具和机床。正确使用设备上安全保护和控制装置，加工工件过程中工作台面禁止存放与生产无关的任何物品。工作过程中必须定时检查模具状态，如有松动或滑移应及时调整。 8、严格执行车间“三检制”制度，使用模具在加工的头几件制品要按工艺卡片图样仔细检查，首件合格后才可以进行批量生产。 9、二人以上进行作业时，必须有专人指挥并负责脚踏装置的操作。 10、模具高度和机床调整高度需用垫铁的只能放在模具下模板下；确需垫在上模板上的，需经技术人员同意、指导下进行。 11、模具在使用中，要遵守操作规则，在设备运转时，禁止将手伸入模具取放零件和清除残料，在用脚踏开关操作时，手与脚的动作要协调，续料或取件时，脚应离开脚踏开关。每冲完一个工件时，手或脚必须离开按钮或踏板，以防误操作。 12、在工作过程中，要随时检查模具运转情况，发现异常现象要随时进行维护修理。 13、要及时对模具的工作件表面及活动配合部位进行表面润滑。 14、模具使用后，要按操作规程正确的将模具从压力机卸下，拆卸模具时，必须在合模状态下进行。清理好工作现场，对模具使用过程中出现的问题及时向技术人员反应。 15、要对拆卸后的模具表面进行清理，去除油污灰尘等其他杂物，做到外观清洁、无锈蚀、无油垢，小型工装上架摆放，大型工装指定存放地点摆放，摆放整齐。做好润滑工作，确保工装处于完好状态，工装存放区域需设有存放标识。 16、模具的搬运、吊运过程中应稳妥、慢起、慢放。 17、操作人员不按操作规程操作，造成工艺装备损坏，按照车间经济责任制实施考核管理。 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 冲压模具使用管理规范 一、总则 1、目的：为有效使用与管理车间模具，保证模具工作状态完好，为生产提供合格工艺装备，制订本规范。 2、适用范围：本规范适用于齐轨道公司冲压车间模具的使用管理。 二、冲压模具使用操作规范 1、模具在使用前，要对照工艺卡片进行检查，所使用的模具是否准确，是否与工艺卡片一致。 2、操作者应了解模具的使用性能，掌握正确的使用操作方法。 3、检查所使用的模具状态是否完好，使用的冲压材料是否符合工艺图纸要求，防止由于原材料不符合要求而损坏模具。 4、检查所使用的设备是否符合工艺要求，如压力机的行程、压力机的吨位等是否与所使用的模具配套。 5、在安装模具前，把机床台面、滑块和模具上、下表面油污灰尘和其他杂物擦拭干净。 6、检查模具在压力机上的安装是否正确，上模体下模体是否紧固在压力机上，模具安装闭合高度正确，尽量避免偏心载荷。调整闭合高度时，采用手动、点动的方法逐步调整行程深度，在确认调好之前禁止连车。 7、模具在机床上固定必须牢靠，以免损坏模具和机床。正确使用设备上安全保护和控制装置，加工工件过程中工作台面禁止存放与生产无关的任何物品。工作过程中必须定时检查模具状态，如有松动或滑移应及时调整。 8、严格执行车间“三检制”制度，使用模具在加工的头几件制品要按工艺卡片图样仔细检查，首件合格后才可以进行批量生产。 9、二人以上进行作业时，必须有专人指挥并负责脚踏装置的操作。 10、模具高度和机床调整高度需用垫铁的只能放在模具下模板下；确需垫在上模板上的，需经技术人员同意、指导下进行。 11、模具在使用中，要遵守操作规则，在设备运转时，禁止将手伸入模具取放零件和清除残料，在用脚踏开关操作时，手与脚的动作要协调，续料或取件时，脚应离开脚踏开关。每冲完一个工件时，手或脚必须离开按钮或踏板，以防误操作。 12、在工作过程中，要随时检查模具运转情况，发现异常现象要随时进行维护修理。 13、要及时对模具的工作件表面及活动配合部位进行表面润滑。 14、模具使用后，要按操作规程正确的将模具从压力机卸下，拆卸模具时，必须在合模状态下进行。清理好工作现场，对模具使用过程中出现的问题及时向技术人员反应。 15、要对拆卸后的模具表面进行清理，去除油污灰尘等其他杂物，做到外观清洁、无锈蚀、无油垢，小型工装上架摆放，大型工装指定存放地点摆放，摆放整齐。做好润滑工作，确保工装处于完好状态，工装存放区域需设有存放标识。 16、模具的搬运、吊运过程中应稳妥、慢起、慢放。 17、操作人员不按操作规程操作，造成工艺装备损坏，按照车间经济责任制实施考核管理。 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 创建三维DL图的有关规范 1.三维DL图所包含的内容： a.各冲压工序的三维数学模型；数模反映该工序完成后的工序制件型面及尺寸; b.基准点的选取及基准点的车身坐标； c.各工序的冲压方向； d.各工序的模具中心线；(各序模具中心线结构设计者与冲压工艺设计者应协调一致) e.各工序的送料方向； f.冲压线及冲压设备的选择； g.各冲压工序加工内容的标示；不同的工序内容应放在相应的层里.DL图层的规定见第4页,并用不同的颜 色区分各工序的特征线、特征片。 h.制件的毛坯尺寸； i.拉延凸模的凸模轮廓线； j.修边刃口轮廓线及废料刀的布置；（含各工序废料流向示意图） k.翻边或整形轮廓线； l.各工序所用气垫顶杆的位置；（含生产用顶杆布置示意图。DL平面图中生产用顶杆孔用细实线表示，试模用顶杆孔用双点划线表示。） m.到位标记销位置；（含L、R件标识及依据用户要求的制件代码压印位置等） n.C/H孔（模具型面研修用孔）位置； o.C/P 点（型面、轮廓检测点）坐标； p.侧冲、吊冲、双向斜楔机构布置及工作角度示意； q.多工步或双模膛模具,制件基准点与模具中心线的位置、角度示意； r.修边刃口的局部处理示意及多次修边刃口交接处的处理； s.数模表面指示；（板料在模具中的料厚及料厚方向的指示） t.各工序冲孔的孔径及孔位尺寸（或坐标）； u.各工序数模轴测图示意； v.各工序的主要特征尺寸标注； w.制件的材料； x.进出料方式； y.有关的技术要求及说明。 2.创建三维DL图的一些要点事项 2.1选择确定基准点的原则 (1) 由于基准点既是设计的基准，又是模具型面加工的基准，故基准点在平面图中应尽量与模具的中心线交 点一致,在模具平面图中,中心线的交点作为模具坐标的原点。 (2) 基准点尽可能靠近零件的几何中心点，其车身坐标尽量为整数（即坐标尾数为0或5），并在图中注明基 准点的车身坐标值（X、Y、Z）。 (3) 各工序的基准点统一采用同一点。即一个零件不同的工序，只能取同一点作为基准点，保证各工序基准 统一。 (4) 在模具高度方向上（即沿冲压方向上），高度基准线为通过基准点的水平直线。 (5) 多件合压的工艺或多工步模具的工序，应标注出各自零件的基准点，并注明该基准点距模具中心线及距 模具高度基准线的理论正确尺寸。 2.2模具坐标系（X′、Y′、Z′）的确定 （1）模具坐标原点是模具尺寸标注和模具检测点，C/H孔，拉延到位标记销等特征的的坐标原点（坐标起始点）。应取在平面图中模具中心线的交点上。即模具中心点为模具坐标原点。在剖视图中，模具坐标原点尽量落在高度基准线上。即与基准点的高度一致。 冲压模具使用养护与管理规定 冲压模具是汽车车身生产中不可缺少的特殊工装,模具的合理使用、维护、保养与管理对延长模具使用寿命、降低冲压件成本、提高制件质量、改善模具的技术状态至关重要，是保证冲压正常生产的一项重要工作。 1、模具的使用见《冲压工艺操作规程》。 2、模具的使用、维护、保养管理: 模具的使用、维护、保养管理内容包括: ⑴模具技术状态定期鉴定。 ⑵模具修理。 ⑶模具的保养。 ⑷模具技术文件管理。 ⑸模具的入库与发放。 ⑹模具的保管。 ⑺模具的报废处理。 ⑻模具易损件的制备与管理。 2.1、模具技术状态鉴定 模具在使用过程中,由于模具零件的自然磨损,模具制造工艺不合理，模具在机床上安装或使用不当以及设备发生故障等原因，都会使模具的主要零部件失去原有的使用性能和精度。致使模具技术状态日趋恶化,影响生产的正常进行和效率以及制品的质量。所以，在模具管理上,必须要主动地掌握模具的这些技术状态变化,并认真地予以处理,使模具能始终保持良好的技术状态工作。 通过模具技术状态鉴定结果，连同制品的生产数量、质量的缺陷内容，模具的磨损程度、模具损坏的原因等可制定出模具修理方案及维护方法，这对延长模具的使用寿命,降低生产成本以及提高模具质量及技术制造水平都是十分必要的。 技术状态鉴定包括模具的工作性能检查、制件质量的检查；要求每冲压一批次，检查一次,状态鉴定由模具维修人员实施，模管员负责确认。鉴定后模管员填写《模具日常检查、保养记录卡》。并负责将存在问题项及时反馈给保全课。 ２．1．1模具的工作性能检查 在模具使用前、过程中和在使用后，要对模具的性能及工作状态,进行详细的检查，检查内容及检查方法如下: ⑴模具工作成形零件的检查 在模具工作前、工作中和工作后,结合制件的质量情况，对其凸、凹模进行检查，即凸、凹模是否有裂纹、损坏及严重磨损，凸凹模间隙是否均匀及其大小是否合适，刃口是否锋利(冲裁模）等。 ⑵导向装置的检查 检查导向装置的导柱、导套、导板是否有严重磨损、其配合间隙是否过大,安装在模板上是否松动。 ⑶卸料装置的检查 检查模具的推件及卸料装置动作是否灵敏可靠,顶件杆有没有弯曲、折断,卸料用的橡胶及弹簧弹力大小，工作起来是否平稳，有无严重磨损及变形。 ⑷定位装置的检查 检查定位装置是否可靠，定位销及定位板有无松动情况及严重磨损。 ⑸安全防护装置的检查 检查安全防护装置使用的可靠性，是否动作灵敏、安全。 ⑹检查气动元件状态的工作状态 ⑺模具表面清洁、材料残渣的检查 ２.1.２制件质量的检查 ⑴制件质量检查的内容：制件形状及表面质量有无明显缺陷和不足；制件各部位精度和样件相比有无明显降低，是否符合工艺要求,具体检查项目见《设备作业指导书》。 ⑵鉴定方法： A、首件检查。制件的首件检查应在模具完成安装在压力机上及调整后试冲时进行。即将首次冲压出的几个制件,进行详细检查，检查其形状、尺寸精度，并与前一次末件和样件作比较，以确定模具的安装及使用是否正确。由品管部主导进行。 B、使用中的检查。模具在使用过程中，应随时对制件进行质量检查(具体检查频次见《设备作业指导书》）,及时掌握了解模具在使用中的工作状态。其主要检查方法是：测量尺寸、孔位、形状精度;观察毛刺状况。通过检查,随时掌握模具的磨损和使用性能状况。冲压模具设计
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