冲压工艺设计说明书

冲压工艺设计说明书（精选8篇）

冲压工艺设计说明书 篇1

云母片冲压工艺及模具设计

摘要

本文分析了云母片的结构、尺寸、精度和原材料性能，并具体指出了该产品的成型难点；拟定了落料模具冲压工艺方案；详细阐述了排样设计方法和过程，确定了该产品需要落料的排样图；完成了所有必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、各工位冲压力、总的冲压工艺力、压力中心等；概述了模具概要设计方法，系统的阐述了模具主要零部件的结构、尺寸设计及标准零部件的选用。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性并对设备选择和核算进行了较为细致的叙述。

关键词：云母片；冲压工艺分析；零件设计；模具设计

Mica sheet stamping process and die design

ABSTRACT This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials.There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure.The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on.It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of each process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold.It summarizes the method of designing this mold.It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details.And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations.Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.Key words：mica sheet;analysis of stamping process;parts design;mold design

目 录

1绪论.........................................................................................................................................1 2工艺设计.................................................................................................................................3 2.1零件介绍...........................................................................................................................4 2.2零件工艺性分析...............................................................................................................4 2.3工艺方案的确定...............................................................................................................4 3排样设计.................................................................................................................................5 3.1毛坯排样设计...................................................................................................................5 3.2材料的利用率...................................................................................................................7 4工艺计算.................................................................................................................................8 4.1冲压工艺力的计算...........................................................................................................8 4.2冲裁力计算.......................................................................................................................8 5模具总体结构设计...............................................................................................................11 5.1模具概要设计.................................................................................................................11 5.2模具零件结构形式确定.................................................................................................11 5.2.1定位机构..................................................................................................................14 5.2.2卸料机构..................................................................................................................15 5.2.3导向机构。..............................................................................................................16 6模具零件的设计与计算.......................................................................................................17 6.1工作零件.........................................................................................................................17 6.1.1冲裁凸、凹模刃口尺寸计算..................................................................................17 6.1.2凸模设计..................................................................................................................19 6.2定位零件.........................................................................................................................20 6.3出料零件.........................................................................................................................20 6.3.1卸料零件..................................................................................................................20 6.3.2顶件零件..................................................................................................................21

云母片冲压工艺及模具设计

6.4导向零件.........................................................................................................................21 6.5其他零件.........................................................................................................................21 7设备选择...............................................................................................................................24 7.1设备吨位确定.................................................................................................................24 7.1.1设备类型的选择......................................................................................................24 7.1.2设备规格的选择......................................................................................................24 7.2设备校核.........................................................................................................................26 7.2.1压力行程..................................................................................................................25 7.2.2压力机工作台面尺寸..............................................................................................25 结 论........................................................................................................................................26 参考文献..................................................................................................................................28 致谢..........................................................................................................................................28

1737544646 1 绪论

模具工业是国民经济的基础工业，是工业生产的重要工艺装备。先进国家的模具工业已摆脱从属地位，发展为独立的行业。美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石。”日本工业界认为：“模具工业是其它工业的先行工业，是创造富裕社会的动力。”在德国，模具被冠以“金属加工行业中的帝王”之称。近20多年来，美国﹑日本﹑德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值，世界模具市场总产量已达600~650亿美元。冲压技术的最新研究成果与加工方法，以及模具工业的前沿技术及房展方向：高速冲裁，高效﹑精密﹑长寿命模具，激光与等离子数控打孔与剪切，板料激光成形，板材多点成形和单点渐进成形，对向液压拉深，内高压成形与粘性介质压力成形，流动控制成形（FCF加工方法），精冲复合工艺，SPF/DB成形，高速高能成形，数字化冲压成形关键技术，冲压成形有限元数值模拟和优化，快速样品生产，冲压生产自动化和柔性加工系统，冲压制品与模具的远程网络设计与制造，冲模CAD/CAE/CAM/PDM,RP技术与快速模具制造。

冲压加工技术应用范围十分广泛，在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。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制件的工序。

冲压成形近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成型精度、生产率越来越高，冲压范围越来越广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立体精密成形等。计算机辅助工程（CAE）在冲压领域也得到了较好的发展和应用，模具计算机辅助设计∕辅助制造技术（CAD∕CAM）、板料成形模拟仿真技术（冲压CAE）、快速成形（RPM）等。计算机辅助工程可进行应力应变的分析、排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。

冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板料）的加工过程。所以冲压加工具有如下特点：

（1）生产效率高、操作简单、内容实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产；

（2）冲压零件表面光滑、尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉；

（3）在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件；

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（4）可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。

本论文主要以云母片冲压模具设计为主线，云母材料为天然矿因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、耐电压性能好和化学稳定性的特点，而且云母片是一种多层结晶体的非金属材料。因云母本身具有独特的耐高温、耐高压及高度的绝缘性能，因此，在电子、仪器仪表等行业应用广泛。故可根据客户需求冲切各种规格的天然云母片。采用云母板制得零件云母片，材料壁厚较薄，零件为异形件，结构虽较为复杂，但只要用适合的冲孔落料就可以获得所要的零件。依据模具的基本组成部分，采取基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，图例与剖析相结合，模具设计与加工工艺相结合的方式，分析云母片的冲压工艺性，提出设计其模具的多种方案，通过比较分析设计出较合理的模具。同时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。

本论文在设计时广泛吸收了国内外各个领域成熟的经验和最新的参考资料，并在模具的成型零部件等关键部位采用了国内外的优质模具钢。为了顺应形势发展的需要，在技术上也有一定的创新，使用了计算机辅助设计来绘图，如UG、AUTOCAD等，达到优化设计的目的。

毕业设计是按查阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的。本论文是关于介绍我在毕业设计中做的一副云母片落料模具的全部设计资料，文中包含了较详细的工艺分析、模具结构设计及冲压机床的选择。整个设计是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨下完成，通过这次毕业设计的锻炼，我增加了专业知识，丰富了视野，提高了自主创新的能力。但是，我毕竟是初次接触模具如此具体的设计，再加上知识经验的局限现性，设计内容可能会有一些漏洞和错误，学生的所有不足之处，殷切希望各位尊敬的老师及所有的评委能给予指正和指导，谢谢各位老师。

1737544646 2 工艺设计

2.1 零件介绍

本次毕业设计的产品见图2.1所示，材料为厚1mm的Q235钢板料,要求批量为中批量。该零件属于典型的冲裁件，如图2.1零件尺寸图，图2.2云母片工件图所示

图2.1 零件尺寸图

图2.2云母片工件图

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2.2 零件工艺性分析

零件尺寸：图中零件未注公差取ST8级，零件的尺寸较小，成形的位置较为紧凑，成形比较简单。零件材料为Q235钢，是普通的碳素结构钢，有一定的塑性，料厚为1mm属薄料，冲压性能良好，零件需要经过一次冲裁，零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。

综上所述，得到结论：零件具有较好的可冲压性。

2.3 工艺方案的确定

确定工艺方案首先要确定的是冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。冲裁工序一般易确定，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序。应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。

冲裁工序按工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。

单工序模是只完成一种工序的冲裁模。如落料、冲孔、切边、剖切等。复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每次冲程都可以完成一个冲裁件。由零件的工艺分析及图可知：该工件落料一个基本工序：落料，故采用采用单工序模生产。

1737544646 3排样设计

3.1毛坯排样设计

在进行模具设计时，首先要设计条料排样图，条料排样图的设计是模具设计时的重要依据。模具条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后拉伸，最后切断，并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。

冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题,特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。

排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排。

根据此次毕业设计的零件结构特征及材料的利用率，决定采用对排，采用这种毛 坯排样的模具结构的相对简单，模具制造较为方便。

1﹑条料搭边值的确定

搭边是指排样中相邻两冲裁件之间的余料或冲裁件与条料边缘间的余料。其作用是补偿定位误差和保持条料有一定的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差、送进步距误差、送料歪斜等原因而冲裁出残缺的废品，保证送料的顺利进行，从而保证制件的质量。

由参考文献[3]得

材料厚度为1mm时，条料长度大于20mm，搭边可以取a=2mm，a1＝2mm。

2、条料的宽度

条料是由板料（或带料）剪裁下料而得，为了保证送料顺利，规定条料宽度B的上级极限偏差为零，下偏差为负值（－Δ）。条料在模具上送进时常用导尺导向，使用导尺又分为有侧压导向和无侧压导向两种情况。两种导向情况下的条料宽度计算不同，但目6

云母片冲压工艺及模具设计 的是一致的，要求既能保证条料的顺利送进，又能保证冲裁件与条料侧边之间有不低于规定的搭边值。条料采用无侧压，可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为c1＝0.5mm，Δ＝0.6mm由参考文献[3]中公式得

00 条料宽度B[D2(a)c]1(3.1)

3、步距

冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度。设计连续模时，要合理的确定步距的基本尺寸和精度。步距的基本尺寸，就是模具中相邻工位的距离。

此次毕业设计的条料为单排，步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廓尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和，其步距基本尺寸由参考文献[3]得：

h= L + a

(3.2)式中h---冲裁步距

L---沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值 a----沿送进方向的搭边值 排样方式图3.1所示

图3.1 坯料排样图

00 条料宽度B[D2(a)c1]

=[45+2×﹙2+0.6）﹢0.5﹚0-0.6 =50.70-0..6mm

该零件的步距确定为： h= L + a=35+3=38mm

借助UG软件分析可得单个零件的面积为A=1032mm，一个步距的材料利用率η为 η=﹙A∕h×B﹚×100％=﹙1032/38×50.7﹚×100％＝53.6％ 排样方式图3.2所示

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图3.2 坯料排样图

00条料宽度B[D2(a)c1]

=[45+2×﹙2+0.6）﹢0.5﹚0-0.6 =50.70-0..6mm 步距h

h＝62.5mm 一个步距的材料利用率η为

η=﹙A∕h×B﹚×100％=﹙1032×2/50.7×62.5﹚×100％＝65.1％

由上计算知道方案的材料利用率分别为56.9％和67％。其中第一种排样方式材料的利用率少于60%，这样原材料没有得到合理的利用。而第二种排样方式虽然需要二次送料，但材料利用率高，为此我们选择方案二的排样方式。

3.2材料的利用率

1、排样方式的确定

根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：对排，有废料排样。

2、送料进距的确定

为了节约材料，应合理的选择搭边值。搭边值过小，会使作用在凸模侧表面上的发向应力沿切口分布不均，降低冲裁质量和模具寿命，故必须使搭边的最小宽度大于冲裁时塑性变形区的宽度，一般可以取材料的厚度。若搭边值小于材料的厚度，冲裁时搭边可能被拉断，有时还会被拉入到凸、凹模间隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口。

搭边值的大小与材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及挡料的方式、卸料方式有关。硬材料的搭边值可以小一些，软材料和脆材料的搭边值应大一些。零件尺寸大或有尖突时，搭边值应大一些，厚材料的搭边值取大一些。

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4工艺计算

4.1冲压工艺力的计算

工艺计算是模具设计的基础，只有正确的计算出各道工序的凸凹模尺寸、冲压力、毛坏尺寸等，才能设计出正确的模具。而且是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。

工艺计算是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。

4.2冲裁力计算

冲裁力是冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。

冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料的厚度、工件的周长、材料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲裁力的大小是为了合理的利用冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标准冲压压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能够传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。

该模具采用弹性卸料和下方出料方式。总冲压力F0由冲裁力F、卸料力F卸和推件力F推组成。若采用复合冲裁模，其冲裁力由落料冲裁力F落料和冲裁力F冲孔两部分组成。

冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算：

FKLtb

（4.1）

式中 F——冲裁力（N）；

L——零件剪切周长（m m）； t——材料厚度（mm）； b——材料抗拉强度（MPa）。

K——系数,一般取K=1.3。已知零件材料是Q235,取

b=400Mpa，材料厚度t=1mm,L值由全部冲裁线即冲裁零件周长尺寸组成,由于零件是异形件，形状比较复杂，用手工计算零件的周长比较困

1737544646 难，借助CAD中“面域、查询面域∕质量特性”等命令测出该零件的周长为L＝187.98mm,取L＝188mm。

1）落料、冲裁力。材料Q235铜的抗拉强度可按b400MPa

F落料Ltb1881.5400112.8KN

2）推件力，K推=0.055

F推=nK推F=1×0.055×112.8＝6.2kN 3）力。查表得卸料力系数

F卸K卸F落料0.05112.85.64KN

4）总冲压力F0的确定

所以总冲压力F0=F落＋F推＋F卸＝112.8+6.2+5.64＝134.64kN 冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。冲模压力中心应尽可能和模柄的轴线以及和压力机滑块的中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向机构滑动件之间的磨损，提高运动精度以及模具和压力机的寿命。

求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。具体的方法如下：

(1)按比例画出每个凸模刃口轮廓的位置;(2))建立坐标轴线，分别凸模刃口轮廓的压力中心及坐标位置x1，x2，x3，...，xn和y1，y2，y3，...，yn。

(3)分别计算凸模刃口轮廓的冲裁力F1，F2，F3，„，Fn或每一个凸模刃口轮廓的周长L1，L2，L3，„Ln。

(4)对平行系，冲裁力的合力等于各力的代数和，即F＝F1﹢F2﹢F3﹢„Fn。(5)根据力学原理，即可求出压力中心的坐标(x0,y0)。按下列公式求出冲模压力中心的坐标值（x0,y0）

x0L1x1L2x2Lnxn

（4.2）

L1L2...LnL1y1L2y2Lnyn

（4.3）L1L2...Lny0由于该零件形状对称，所以压力中心在该零件的中点上坐标值（X0,Y0），如图3.1所示

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图4.1 零件轮廓线划分图

xn0L1x1L2x2LxnL1L2...Ln

＝2788.17/173.83＝16 y10Ly1L2y2LnynL1L2...Ln

＝4134.46/173.83＝24 由以上计算可知冲裁件（云母片）的压力中心的坐标为（16,24）。如下图3.2所示

图4.2 零件压力中心图

1737544646 5模具总体结构设计

5.1模具概要设计

冲压制件的质量，不仅依赖于模具的正确设计，而且在很大程度上取决于模具的制造精度，而模具生产又多为单件小批量生产，这给模具生产带来许多困难，为了获得高质量的冲压制件，冲模制造时，在工艺上要充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度、工作特性和使用寿命等方面的不同要求。模具是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体，结构是模具的“形”。模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此落料模具的结构对模具的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。

在此次模具的结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的基本结构框架，确定组成落料模具的主要结构单元及形式，对模具制造和使用提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。

在结构设计中概要设计是模具结构设计的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定落料模具的基本结构框架。结构概要设计包括：

（1）模具主要零件凸凹模的设计，计算过程；

（2）模具基本结构：定位方式以及导向方式确定;卸料方式以及出件方式确定；（3）模具基本尺寸：模具工作空间尺寸、各个板件的厚度、模具闭合高度；（4）模架基本结构：模架的类型，导柱与导套选配以及模柄类型的选择；（5）压力机的选择：压力机的类型，压力机规格；（6）设备校核：压力机的校核。

5.2模具零件结构形式确定

该零件是用落料模具完成的。模架是模具的主体结构，采用自行设计的模架机构导向，采用后侧导柱模架，导向装置在后侧，横向或纵向送料都比较方便，并采用弹性卸料装置，落料模具总装图如图5.1所示

云母片冲压工艺及模具设计

注：1—模柄；2—止动销；3—凸模；4—内六角螺钉；5—上模座；6—凸模固定板；7—橡胶；8—卸料板；9—凹模；10—下模座；11—导柱；12—导套；13—内六角螺钉；14—卸料螺钉；15—圆柱销；16—

圆柱销；17—挡料销；18—垫板

5.1 模具整装图

凹模外形尺寸应保证有足够的强度和刚度。由于凹模的结构型式不一，受力状态又比较复杂，首先考虑是在冲裁工位所要受到的冲裁力，所以要适当增加凹模厚，一般根据冲裁件尺寸和板料厚度，由文献[2]凹模的厚度H可按以下经验公式计算

H = Kb

（≥15mm）

（5.2）式中

K—考虑坯料厚度影响的系数；

b — 冲裁件最大外形尺寸（mm）； 查文献 [1] 表8-1，得K=0.35； H= 0.35×45 mm=14.6mm＝15.75mm 考虑到压窝凸模的高度，则H调整为25mm,此凹模用于大批量生产，其厚度要考虑修磨量（5~6mm），所以凹模厚度H为25 mm。

确定凹模周界尺寸L×B

由文献[2]可得凹模最小壁厚为1.6mm。

1737544646 由文献[2]可得凹模壁厚（刃口到外边缘的距离）可按下列公式确定

C﹦（1.5～2.0）H（≥30mm）

（5.3）C﹦1.5×40 mm﹦60 mm 所以 L=160mm;

B=160 mm 如下图5.3所示

图5.3 凹模图

该模具使用定位销定位夹紧，冲压条料时，销定位挡料销进行导向挡料，由导柱导套导向向下运动，凸模和凹模完成零件的落料工序，弹性元件由于受压反弹，致使得卸料板进行推出材料，制件从下孔掉出，完成整个落料过程。模具主要有模柄、上模座、垫板、凸模固定板、凸模、凹模、卸料板、凸模固定板、螺钉、销钉、下模座、导柱、导套等。落料模具凹模周界长160mm,宽160mm,模具总长250mm，总宽215mm。模具的闭合高度是h﹦40+10+20+21+1+16+25+45﹦178mm。凸模固定板用于安装所有凸模、凹模板用于落料。采用螺钉紧固、销钉定位的方式固定。卸料板是一整块，采用四个螺钉固定。

5.2.1定位机构

为限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位板、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位装置应避免油污、碎屑的干扰并且不与运动14

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机构干涉。定位精度要求较高时，要考虑粗精度和精精度两套装置，分步进行；坯料需要两个以上工序的定位时，它们的定位应该一致，如图5.2圆柱销图所示

图5.2 圆柱销图

5.2.2卸料机构

卸料机构的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模等。可分为固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀。固定卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在0.2~0.5mm之间，板料薄时取小值，板料厚时去大值。当固定卸料板兼起导板作用时，一般按H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模hi之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力不大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。

弹压卸料装置既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁质量较好，平直度较高。因此质量要求较高的冲裁件或薄板宜用弹压卸料装置。

废料切刀是在冲压过程中将废料切断成数块，避免卡箍在凸模上，切刀夹角α一般为78~80度。主要用于小型模具和切断薄废料以及大型模具和切断厚废料。

在本次模具设计中采用弹压卸料板，弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高,卸料板的尺寸取160×160×20mm如图5.3卸料板图所示

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图5.3 卸料板图

5.2.3导向机构

对生产批量大，要求模具寿命和制件精度较高的冲模。一般应采用导向机构来保证上、下模的精确导向。上、下模导向，在凸、凹模开始闭合前或压料板接触制件前就应该充分的合上。导向机构有导柱、导套机构，侧导板与导板机构和导块机构。在此副模具中由于零件的尺寸较小，对制件的精度要求较高。所以采用后置导柱、导套和压入式模柄配合，这样的后置导柱导向精度比较平稳，精度较高，图5.4所示

图5.4 滑动导柱、导套

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6模具零件的设计与计算

6.1工作零件

6.1.1冲裁凸、凹模刃口尺寸计算

1、冲裁凸、凹模刃口尺寸计算原则

计算冲裁凸、凹模刃口的依据为：①冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相等，尺寸与凸模刃口尺寸相同。②零件的尺寸精度。③合理的间隙值。④磨损规律，如圆形凹模尺寸磨损后变大，凸模尺寸磨损后变小，间隙磨损后变大。⑤冲模的加工制造方法。因而在计算入口尺寸时应按下述原则进行。

1）保证冲出合格的零件

根据冲裁变形规律，冲孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。所以冲孔时，应以凸模为基准。落料时，以凹模为基准。基准件的尺寸应在零件的公差范围内。冲孔间隙取在凹模上，落料时间隙取在凸模上。

2)保证模具有一定的使用寿命

新模具的间隙应是最小的间隙，磨损后到最大合理间隙。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准刃口尺寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其人口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值。这样，在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。

3)考虑冲模制造修理方便，降低成本

为使新模具的间隙值不小于最小合理间隙，一般凹模公差标注成+d，凸模公差标注成p。间隙能保证的条件下不要把制造公差定的太紧。一般模具制造精度比工件精度高2至4级。若零件没有标注公差，对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14精度处理。本毕业设计对未标注公差的零件尺寸采用IT14精度处理。

2、冲裁刃口尺寸计算方法

制造冲模的关键主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其间隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸计算公式和公差标注也不同。凸、凹模刃口尺寸的计算方法基本上可分为两类，分别加工与配合加工，对于形状复杂或薄料的冲裁件的冲裁，为了保证凸、凹模之间的间隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中一件（凸模或凹模）

1737544646 作为基准件，然后以此基准件来加工另一件，使他们之间保持一定的间隙。这种加工方法的特点是

⑴ 模具间隙是在配制中保证的，因此不需要校核|p||d|ZmaxZmin，所以加工基准时可以适当放宽公差，使其加工容易。

⑵ 尺寸标注简单，只需在基准件上标注尺寸和公差，配制件仅标注基准尺寸并注明装配时所留间隙值。

由于形状复杂工件各部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损情况也不同，有变大的、有变小的、也有不变的，必须对有关尺寸进行具体分析后，按前述尺寸计算原则区别对待，查得模具冲裁间隙值Zmin0.05mm，Zmax0.08mm，查得凸、凹模制造公差：p0.007，d0.010，查得，因数x=0.75, 取0.2 校核：Zmax-Zmin=0.08-0.05=0.03mm，pd0.0070.0100.017mm 满足校核条件： pdZmaxZmin

由于该工件时落料件，落料件尺寸的测量基准是大端尺寸，故落料件尺寸取决于凹模，而凸模刃口尺寸应按凹模人口尺寸来确定，即凸模应根据凹模按凹模配做。

冲压制件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理间隙的数值也必须靠模具的刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸极其公差，是设计冲模的主要任务之一。对于落料凸模的计算，采用配合加工的形式制作。零件图未注尺寸公差，按ST8级选取，并按照“入体原则”标注，可得零件的公差要求如下图6.1所示

图6.1 零件图

形状不规则冲裁件的凹、凸模尺寸，在使用过程中磨损后会发生变大、变小、不变18

云母片冲压工艺及模具设计

三种情况即分别对应A、B、C三类。

（1）凹模磨损后，尺寸变大的有A1 ,A2，A3，A4，A5，A6，A7。由文献[3]表2-6可知摩损系数X1＝0.5，X2＝0.5，X3＝0.5，X4＝0.75,X5＝0.75,X6＝0.75,X7＝0.5，d（2）由公式A d=(A-x)0 ﹙Δ 为工件公差﹚

（6.1）

A1d =﹙45.5－0.56×0.5﹚ mm＝mm A2d＝﹙16－0.5×0.40﹚mm＝mm A3d=﹙35－0.5×0.40﹚mm＝mm A4d＝﹙17.1－0.75×0.20﹚mm＝mm A5d＝﹙9.1－0.75×0.20﹚mm＝mm A6d＝﹙24.1－0.75×0.20﹚mm＝mm A7d＝﹙4.5－0.5×0.30﹚

mm＝

mm ﹙2﹚凹模磨损后尺寸变小的有B1=R2.5，磨损系数x=0.5，由公式

Bd＝﹙B﹢xΔ﹚0-δd

Bd1＝﹙2.5﹢0.5×0.25﹚0-0.25×0.25＝2.630-0.06mm ﹙3﹚凹模磨损后，尺寸不变的有C1,C2,C3,由公式Cd=Cd/2得： Cd1＝15.5±0.25×0.2÷2＝15.5±0.03mm Cd2＝10±0.25×0.2÷2＝10±0.03mm Cd3＝14±0.25×0.2÷2＝14±0.03mm 由上述计算可得，凹模形状及尺寸公差如下图6.2所示

图6.2 零件图

6.2）19

（1737544646 按计算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口实际尺寸并保证最小合理间隙Zmin配做凹模。

6.1.2凸模设计

凸模的长度应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修磨量以及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。本模具设计采用弹性卸料板，凸模的长度计算可按下式：

L=h1h2th

（6.3）

所以凸模长L=20+21+16+1+1=59mm 式中h1——凸模固定板的厚度mm；

h2——卸料板的厚度mm；

t——材料的厚度mm；

h——附加长度mm。包括凸模的修磨量，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等。一般取h=15~20mm。，本次级进模具设计的凸模长度设计是以第六工位拉伸凸模高度h为基准，其余的凸模长度以此为基准进行必要的加长或缩短，凸模的尺寸按凹模配做。

6.2定位零件

模具上定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能够置于正确的位置根据毛坯形状、尺寸及模具的结构形式，可以选用不同的定位方式。常见的定位零件有挡料销、导正销、侧刃、导料板、导料销和侧压装置等。挡料销用于限定条料送进距离、抵住条料的搭边或工作轮廓，起定位作用。挡料销有固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销.固定挡料销分圆形与钩形两种,一般装在凹模上。圆形挡料销结构简单，制造容易，本模具采用圆形挡料销。

6.3出料零件

6.3.1卸料零件

卸料装置有固定卸料装置和弹压卸料装置两种，弹性卸料装置由卸料板、弹性元件（弹簧和橡胶）和卸料螺钉组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料作用，所以冲裁零件质量较好，平直度较高，因此，质量要求较高的冲裁或薄板冲裁宜用弹性卸料装置。

本模具采用了弹性卸料装置，零件的厚度为1mm，考虑卸料力的问题在前面算过20

云母片冲压工艺及模具设计

了，厚度为30mm的橡胶，具体计算如下(1)确定橡胶的自由高度HIh工作h修磨

h工作t1mm，t为材料厚度

h修磨取5~10mm HI0.3156.3mm

所以H0(3.5~4)6.325.2mm(2)确定橡胶的横截面积A AF卸/P

查表6-9得P=1.05，所以A3032mm

2(3)橡胶的安装高度

H预（10%~15%）H05mm H装＝H0－H预＝25.2﹣5＝20.0mm 在本副模具中，采用弹性卸料装置卸料，弹顶器推动推杆，推杆推动零件，然后进行卸料。如图6.3所示

图6.3 橡胶图

6.3.2顶件零件

在设计模具时，一般均采用卸料橡胶作为弹性元件，是模具中广泛使用的弹性元件，主要为弹性卸料、压料及出件装置等提供所要求的作用力和行程，采用橡胶作为弹性元件的优点是：橡胶允许承受的负荷比弹簧较大，而且安装方便、调整方便。

卸料螺钉属于标准件，在此次毕业设计冲压模具中选用。主要的选用数量如下：卸料螺钉个数n=4。

6.4 导向零件

导套、导柱都是圆柱形的，加工方便，容易装配，是模具行业应用最广泛的导向装

1737544646 置，本模具采用滑动式导柱、导套，并导柱导套配合选用H7/h6配合：

导柱为：导柱D28×150 材料为20钢 导套为：导套D38×100材料为20钢 数量为2对，热处理：渗碳加表面淬火

6.5 其他零件

1、模架选用的是：后侧导柱模架形式，导向装置在后侧，横向或纵向送料都比较方便，而且导向平稳，一般用于较小的冲模。

2、凸模固定板是将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同但还要考虑紧固螺钉（及销钉）的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。凸模固定板形式有圆形和矩形两种，本模具采用矩形形式，其规格是：160mm×160mm×20mm 材料选用45钢,如图6.4所示

图6.4 凸模固定板图

3、垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止过大的冲裁力模座被局部压陷，影响模具正常工作。其厚度一般取4~12mm，规格是：160mm×160mm×10mm 材料选用T8A，热处理之后硬度达到58～62HRC,如图6.5所示

云母片冲压工艺及模具设计

图6.5垫板图

4、中小型模具一般通过模柄将模具固定在压力机滑块上。对于大型模具则用螺钉、压板直接将上模座固定在滑块上。常用的模柄有旋入式模柄、压入式模柄、凸缘模柄、槽型模柄、通用模柄、浮动模柄和推入式模柄等，本模具采用的是压入式模柄，如图6.6所示

图6.6 模柄结构

1737544646 压入式模柄的优点是，它与上模座孔连接，采用过渡配合H7/m6，并加销钉防转。这种模柄可较好地保证轴线与上模座的垂直度，使得压力中心线重合，提高了模具生产精度，提高了模具的运动精度和使用寿命。模柄支撑面应垂直于模柄轴线（垂直度不应超过0.02:100）。压入式模柄配合面的表面粗糙度Ra应达到1.6~o.8μm，模柄压入模座后，应将底面磨平。

云母片冲压工艺及模具设计

7设备选择

7.1设备吨位确定

冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要的内容。压力机的主要技术参数是反应一台压力机的工艺能力、能加工零件的尺寸范围以及有关生产率的指标。这些参数也是模具设计中选择冲压设备、确定模具结构的重要依据。必须根据冲压工序的性质、冲压力、变形功、模具结构型式、模具的闭合高度和轮廓尺寸以及生产批量、生产成本、产品质量等诸多因素，结合单位现有设备条件进行。

7.1.1设备类型的选择

设备类型的选择要依据冲压件的生产批量、工艺方法与性质及冲压件的尺寸、形状与精度等要求来进行。

由参考文献[5]，初步选择开式通用机械式压力机。

7.1.2设备规格的选择

设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、模具尺寸及工艺变形力来进行。从模具设备上安装并能开始工作的顺序来考虑，其设备规格的主要参数有以下几个。

1）行程 压力机行程的大小，应该保证坯料的方便放进与零件的方便取出。例如：对于拉深工序所用的压力机行程，至少应保证：压力机的行程S>2h（h为零件的高度）。

2）装配模具的相关尺寸 压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸，还应有模具安装与固定的余地，但过大的余地对工作台受力不利；工作台面中间孔的尺寸要保证漏料或顺利的安装模具顶出料装置；大吨位压力机滑块上应加工出燕尾槽，用于固定模具，而一般开式压力机滑块上有模柄孔尺寸，为两件哈夫式夹紧模柄用。

3）闭合高度 压力机的闭合高度是指滑块处于下死点时，滑块底面至工作台上表面之间的距离。压力机的闭合高度是可通过连杆丝杠在一定范围内调节的。当连杆调至最短，滑块处于下止点时，滑块底面到工作台上表面之间的距离称为压力机的最大闭合高度，相反，连杆调至最长时，两者之间的距离称为最小闭合高度。由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修模后模具的闭合高度可能要减小，因此一般模具的闭合高度要接近于压力机的最大装模高度，在实用上为：

Hmax-H1-5mm≥H≥Hmin-H1+10mm

（7.1）

1737544646 Hmax、Hmin、H1、H分别为压力机的最大闭合高度、压力机的最小闭合高度、垫板厚度和模具闭合高度

如果模具的闭合高度H大于压力机的最大闭合高度，冲模将不能在该压力机上工作。反之，H小于压力机的最小闭合高度时，可加垫板。

设备吨位 设备吨位的选择，首先要以冲压工艺的所需要的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且，还要有一定的力量储备。

查参考文献[3]表1.5(开式压力机技术参数)，初选择160kN的开式压力机J23-16，其技术参数如下:

公称压力：160kN

滑块行程：55mm

滑块行程次数：120次/min 最大闭合高度：220mm 封闭高度调节量：60mm 工模柄尺寸：φ40×50mm 作台尺寸：前后300mm、左右450mm 7.2设备校核

7.2.1压力行程

该模具的闭合高度有178mm，选择的压力机的滑块行程为55mm,压力机的行程满足要求。

7.2.2压力机工作台面尺寸

由于模具外形尺寸为：前后250mm，左右215mm，而压力机工作台面尺寸为：前后300mm、左右450mm，所以满足条件。主要参数均符合条件因此最终160kN的压力机。压力机的选择也是至关重要的，压力机提供的压力过大，会把冲压件冲坏，甚至损坏整一副模具和压力机在选择之后必须要校核才能使用。

云母片冲压工艺及模具设计

结 论

在落料模设计中，采用二维的画法，从对工件的分析,再对其加工工艺的选择与对比,然后选择最佳的成形工艺方案；然后进行条料宽度，再到对模具加工方法的构思和模具形状的设计以及冲压工艺的计算。通过对本套落料模的设计、计算，使我对落料模的设计流程有了更深一层的了解，包括落料件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。

在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成好一次设计不仅要有扎实的专业知识，使用CAD、UG等绘图软件绘图，这就要有过硬的计算机基础，并且善于查阅资料,与别人多交流，才能完成本次设计。

通过这次自己设计冲压模具，让我对冲压模有了更加深刻的了解，使我能够综合运用各种冲压模具设计资料上的知识，懂得了在遇到难题时该如何去查找资料来解决问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识。同时也发现自己的不足，专业知识不够扎实，所以在今后的学习中不仅要学好应该所学的，还要尽可能多的去拓展我们在其它方面的领域，只有更好地充实自己,拓宽自己的视线,才能更好地把握和发挥自己所学过的知识,就更好地应用于实践当中。

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参考文献

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云母片冲压工艺及模具设计

致谢

本论文（设计）是在指导老师悉心教导、严格要求和大力支持下完成的。从论文的选题、方案论证到论文的撰写和修改过程中，都倾注了雷敏娟老师的大量心血。

通过对本套落料模的设计、计算，使我对落料模的设计流程有了更深一层的了解，包括落料件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。

在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成好一次设计不仅要有扎实的专业知识，还要有过硬的计算机基础作保障，因为其中涉及很多绘图的地方，并且善于查阅资料,与别人多交流,才能取长补短,很好的完成这次设计。

所以说我们今后的学习中不仅要学好应该所学的，还要尽可能多的去拓展我们在其它方面的领域，只有更好地充实自己,拓宽自己的视线,才能更好地把握和发挥自己所学过的知识,就更好地应用于实践当中。

第一次进行冲压模具设计，由于理论知识粗浅和实际经验有限，难免存在不足、错误的地方，敬请批评指正。在设计过程中参考了部分相关的文献资料，在此对其作者和对在设计过程中提供帮助与支持的同学们表示由衷的感谢。

同时，对我们设计过程中的指导老师雷敏娟老师表示衷心的感谢，感谢她对此次设计过程中提供大量指导性意见和建议。

冲压工艺设计说明书 篇2

关键词：冲压工艺,模具,机械

1 前言

在冲压过程中, 机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理, 这种运动是和模具密切相关的, 各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动, 直接影响到冲压件的品质, 所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求, 不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中, 而应不断发展和创新, 在模具设计中对机械运动灵活运用。

2 冲压工艺

2.1 冲压工艺介绍

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力, 使之产生塑性变形或分离, 从而获得所需形状和尺寸的工件 (冲压件) 的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工 (或称压力加工) , 合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中, 有60%~70%是板材, 其中大部分是经过冲压制成的成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片, 锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中, 也有大量冲压件。

冲压件与铸件、锻件相比, 具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件, 以提高其刚性。由于采用精密模具, 工件精度可达微米级, 且重复精度高、规格一致, 可以冲压出孔、凸台等。

冷冲压件一般不再经切削加工, 或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件, 但仍优于铸件、锻件, 切削加工量少。冲压是高效的生产方法, 采用复合模, 尤其是多工位级进模, 可在一台压力机上完成多道冲压工序, 实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高, 劳动条件好, 生产成本低, 一般每分钟可生产数百件。

2.2 冲压工艺的种类

冲压主要是按工艺分类, 可分为分离工序和成形工序2大类。分离工序也称冲裁, 其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离, 同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形, 制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中, 常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大, 要求冲压材料厚度精确、均匀;表面光洁, 无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等;屈服强度均匀, 无明显方向性;均匀延伸率高;屈强比低;加工硬化性低。

3 冲裁模具中机械运动的控制和运用

冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离, 然后凸、凹模分开, 卸料板把工件或废料从凸模上推落, 完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的, 为了保证冲裁的质量, 必须控制卸料板的运动, 一定要让它先于凸模与板料接触, 并且压料力要足够, 否则中裁件切断面质量差, 尺寸精度低, 平面度不良, 甚至模具寿命减少。

按通常的方法设计落料冲孔模具, 往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下, 可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块, 以使落料;中孔运动完成后, 凹模卸料板先把工件从凹模中推出, 然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落, 这样一来, 工件与废料也就自然分开了。对于一些有局部凸起的较大的冲压件, 可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模, 同时施加足够的弹簧力, 以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的, 再继续落料冲孔运动, 往往可以减少一个工步的模具, 降低成本。有些冲孔模具的冲孔数量很多, 需要很大冲压力, 对冲压生产不利, 甚至无足够吨位的冲床, 有一个简单的方法, 是采用不同长度的2~4批冲头, 在冲压时让冲孔运动分时进行, 可以有效地减小冲裁力。

在实际生产中, 常用与冲压过程近似的工艺性试验, 如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能, 以保证成品质量和较高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间, 这就延长了新冲压件的生产准备时间。

模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产) 、复合模、多工位级进模 (供大量生产) , 以及研制快速换模装置, 可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间, 能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。

冲压设备除了厚板用水压机成形外, 一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心, 配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置, 并利用计算机程序控制, 可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下, 在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序, 常常发生人身、设备和质量事故。因此, 冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。

4 冲压模具设计的基本思路

(1) 转换图纸。如果给一个零件图 (如果给你的是一个产品, 你就把它测绘出来变成你公司使用的我们国家的标准零件图纸) , 如果是其他单位拿来或传来的图纸 (包括香港、台湾、美国、日本等) , 也要转换成你公司使用的国家标准图纸。这就是工厂通常所说的转换图纸或图纸转换工序。

(2) 用三维软件画出零件图, 然后转换成工程图 (带有展开图的) , 再另存为CAD的dwg格式画出来作为自己参考图调用。

(3) 根据展开图把排样图或单工序图画出来, 再根据展开料图设计出每个步骤之产品零件图 (这就叫工艺图) 。

(4) 把CAD排样图调入三维软件画出排样图实体, 然后转换成工程图, 再另存为CAD的dwg格式画出来作为自己参考图调用。

(5) 根据以上参考图/工艺图设计出每个零件工艺图的模具图。

(6) 根据模具图设计出每个模具零件的模具零件图来。 (把工艺图和全套模具图及ISO9000文件交办文控中心受控就可以了。)

以上几个方面就是如何着手设计模具之主要内容, 用文字是不可能完全说明的, 一定要有丰富的实践经验, 并加以灵活应用。

5 结语

在我国, 许多冲压新技术起步并不晚, 有些虽然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, 要提高我国的冲压工艺技术水平, 首先要在两方面有所突破, 一是提高行业人员素质, 这是一项迫在眉睫的任务, 又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才, 大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家, 大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气, 有计划、分层次地培养。二是用信息化技术改造模具企业, 发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术, 特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术 (CAE) 。加速我国模具标准化进程, 提高精度和互换率, 只有这样才能满足当前广阔的市场需求。

参考文献

[1]栗原, 昭八.实现冲压自动化设计[M].北京:机械工业出版社, 1987

[2]高仲航.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社, 1997

冲压工艺设计说明书 篇3

关键词 冲压工艺；发展现状；冲压模具设计；基本思路

中图分类号 TG386 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0232-02

1 冲压工艺发展的优势及其种类

1.1 冲压工艺的发展优势

冲压工艺是一种成形加工方法，通常依靠外在压力和模具对相关的板料施加外力，使其板料发生分离或塑性变形，从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取。与其他的机械、塑性等加工方法比较而言，冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势，具体表现在以下几个方面。

1）冲压加工工艺的操作便利，易于实现工艺的机械自动化。由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的，而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次，若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次，并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件，从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。

2）冲压工艺的质量稳定，具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时，冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证，冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护，再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长，从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。

3）小到秒表大到汽车覆盖，冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件，再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应，使其所得冲压件的刚强度较高。

4）冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法，在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生，使得材料的利用率较高，并且在此过程中无需外来其他的加热设备，因而所得冲压件的成本也

较低。

由于冲压加工工艺中所用的模具具有一定的专业性，冲压模具是一种制造精度、技术要求都较高的技术密集型产品，而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多，因此，冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现，其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。

1.2 冲压工艺的种类

在实际生产中，为了满足冲压件在其形状、精度、尺寸等各方面的相关要求，所采用的冲压加工工艺也各式多样，将其概括起来可将冲压工艺划分为分离工序和成形工序两大类。

其中，分离工序也被称为冲裁，其目的是将冲压件沿着相应的轮廓线从板料上实现有效的分离，与此同时还需满足其分离断面的质量要求（如表1所示）；而成型工序则是在不破坏坯的前提下，使其板料发生塑性变形，从而制成所需规格的冲压件（如表2所示）。

2 冲压工艺的发展现状

近年来，随着对先进制造技术发展的重要性共识的形成，将其特征与现代化高新技术相结合，冲压工艺在其深度和广度上都取得了突飞猛进的进展。本文以汽车车身覆盖件的加工为对象，阐述冲压工艺的发展现状。

1）就产品的冲压工艺性及经济性而言，冲压加工工艺的序数是用以衡量其工艺水平的重要标志，是决定冲压件加工制造成本、投资规模的关键因素。

当前我国汽车冲压件是根据其结构来确定冲压加工工艺的序数的，在其产品的开发设计中，由于过度注重汽车的性能和效果，致使在其相关的冲压工艺性和经济性方面欠缺有效的考虑，从而导致其冲压工序数较大（如表3所示）。

由上表可看出，我国的汽车制造在开发设计时，在注重其性能效果的同时，还需要考虑其冲压工艺性和经济性，应使得所采用的冲压工序数尽量的减少。

2）就冲压工艺的原材料而言，目前我国汽车冲压件所用的原材料以牌号为08A1、10、P1等冷轧钢板为主，其中，绝大部分的钢板为板料，只有较少冲压工艺产家使用卷料，而采用卷料的利用率可提高2%~6%，成本价格低，其相应的运输、存储也较方便。因此，对于大型汽车厂来说，可将其发展由生产批量转换为经济批量的发展。

当前国内大部分企业所采用冲压工艺较为传统，使我国冲压工艺水平得到有效提高，需要从行业人员素质的提高和信息化技术的应用两方面着手，在其信息技术的应用上则应将CAD/CAM/CAE一体化技术的推广作为发展的重点。

3 冲压模具设计的基本思路

作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素，其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度，直接关系到冲压件质量的优劣，因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。

1）转换图纸。所谓的转换图纸（或图纸转换工序）就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来，进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。

2）绘制零件图。对于所给定的零件图绘制，通常运用三维软件来实现，将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图，并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。

3）设计工艺图。根据工程图中的展开图，将其排样图（或单工序图）绘制出来之后，再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。

4）转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后，再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。

5）绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。

6）设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。

4 小结

就冲压工艺的发展现状而言，虽然随着现代化技术的发展取得了较大的进步，但在实际的工艺加工中还是存在不少的问题，因此，在未来的发展中可从其存在的工艺性、经济性等具体问题中着手发展；对于作为冲压工艺关键设备的冲压模具，其相关的设计在遵循相关原则的同时，还需要注重实际的设计经验，其设计的基本思路需要具有一定的灵活性。

参考文献

[1]李忠明.冲压工艺行业发展现状评述[J].内蒙古石油化工,2006,5.

冲压工艺设计说明书 篇4

任 务 书

南京工程学院编

江苏省高等教育自学考试委员会办公室

二〇一二年八月

冲压工艺及模具课程设计任务书

一、课程性质及其设置目的与要求

《冲压工艺与模具设计课程设计》是江苏省高等教育自学考试数控加工与模具设计专业（本科阶段）的实践与应用课程，是检验应考者对冲压模具设计的

掌握情况而设置的一门课程。

本课程设计是在学完《冲压工艺与模具设计》课程之后进行的。目的是训练学生对冲压理论知识的综合运用能力；冲压工艺分析、工艺计算及模具设计的实践能力；冲压模具标准、冲压工具书和设计资料的使用能力。学生通过该课程设计，能初步掌握制订合理冲压工艺过程和模具设计的方法；国标、冲压工具书和设计资料的使用方法。

二、选题要求

选题可由指导教师选定，或由指导教师提供几个选题供学生选择；也可由学生自己选题，但学生选题需通过指导教师批准。课题应在设计周之前提前公布，并尽量早些，以便学生有充分的设计准备时间。

选题要符合本课程的教学要求，选题内容不应太简单，难度要适中，最好结合工程实际情况进行选题，并且有一定的实用价值。同时注意选题内容的先进性、综合性、实践性，应适合实践教学和启发创新教学的要求。

三、有关说明和实施要求

1、课程设计时间安排（参考）

本课程设计按2周时间计，具体安排请学生根据自己工作情况而定。

2、考核方法及成绩评定

A、方案合理，结构正确，图形完整，说明书格式规范、内容翔实 70% B、创新能力 10% C、态度和纪律 10% D、答辩成绩 10％

成绩按优、良、中、及格和不及格五档。

四、参考资料

《冲压手册》（修订版），王孝培主编，机械工业出版社，2005年；

《冲压工艺与模具设计》，贾俐俐主编，人民邮电出版社，2009年；

《冲模设计应用实例》（第1版），模具实用丛书编委会编著，机械工业出版社，2000年；《冷冲压模具设计与制造》，王秀凤、万良辉主编，北京航空航天大学出版社，2005年；

附件：

一、课程设计题目（以下表格可以用CAD打开）

二、选题要求

1.自选题目：学生可以结合自己岗位选择课程设计题目，但难度要适当高些；每个选题只允许1人完成； 2.教师给题：学生可以从教师给的题目中选择1个题目作为课程设计题目，每个题目的选题学生不超过7人； 3.自选题目时间：7月29日-7月31日；教师选题时间：8月1日-8月7日

序号 1序号 3名称：力调节杠杆材料：板厚：5批量：大批量生产序号 2名称：弹性片材料：65板厚：2批量：中批量生产序号 4处名称：止退垫片材料：板厚：1.5批量：中批量生产名称：连接垫板材料：235板厚：3批量：中批量生产名材板批4.选题表见上表

5.每位学生可以选择2个课题，供教师调整课题时参考；

6.对每个零件进行冲压工艺分析，并以其中1道（或2道）工序作为冲压课程设计课题；

7.填写课程设计选题表文件名称以自己“姓名”命名，于8月10日前以电子档形式发zzw99530@163.com或qq邮箱（只要发送一次就可以）。

三、课程设计工作量要求;1.论文总页码不少于25页（不含附件），按提供的格式排版，具体内容可以调整； 2.装配总图1张（A0或A1图纸一张）； 3.主要零件图纸不少于4张（越多越好）；

冲压工艺设计说明书 篇5

1．实习概况 1.1实习目的和任务

毕业实习是土木工程专业教学计划的重要组成部分,是贯彻党的教育方针，加强理论与实践相结合的重要的实践性教学环节。通过实习，使学生能在实践中进一步加深对理论知识的综合理解,验证、巩固、深化所学的理论知识；扩大视野、增强感性认识，培养分析和解决实际问题的独立工作能力，并在实践中获得新的知识和技能,同时也有利于强化对学生认识能力、动手能力、创新能力和综合素质的培养。1.2实习时间

2013年4月22日至2013年4月26日 1.3实习场地及单位

工地名称：森林家园住宅小区（归提寨村安置用房）建设单位：秦皇岛金屋房地产开发集团有限公司 施工单位：秦皇岛市第三建筑工程公司 监理单位：河北博大工程项目管理有限公司 1.4 工程概况

工程简况：本工程位于秦皇岛市海港区，建筑用途:地下层为自行车库及下房，地上层为住宅。建筑面积为129441.4平方米，建筑高度为93.25米。结构形式为剪力墙结构，结果层数为地上32层，地下1层。建筑耐火等级为一级，屋面防水等级为II级，地下防水等级II级（P8）抗震设防烈度为7度。1.5 实习方式

我们的实习主要以参观为主，在现场实践中，积极参与施工现场的生产活动，运用所学的专业知识帮助技术人员分析解决生产中的问题，并对施工中不了解的方法、事务向工人师傅和技术人员学习。进一步树立吃苦耐劳的劳动思想和专业思想，提高对施工各个步骤的了解和分析、解决问题 的能力。2．实习内容

我们实习的主要内容是参观工地上的各个建筑的施工方式及各个建筑物的主要结构形式。了解该工程应用了哪些新施工工艺，采用了哪些新型建筑材料。主要是看每栋楼的结构图和建施图，了解每栋楼的具体情况，结合从图纸上知道的知识，并去现场具体看房屋构造。然后还有就是去现场看工人师傅们的具体操作。

在施工现场，一共有四栋楼是属于秦皇岛第三建公司在建工程，其中一号楼主体已经基本完工，我们参观时，一号楼正在砌筑各层的剪力墙，通过看施工师傅的现场操作，是我们学到了许多课本上学不到的知识。其他楼层还在进行主体结构的施工，由于我们人数比较多，就没有再去参观。

一、施工准备

1、材料及主要机具：

水泥、砂、石子、水、粘土等都必须按相关工程施工方案要求进行

2、钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。

3、主要机具有：回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹、胶皮管等。

所有这样材料及主要机具，必须由关质检部门出示相应证明并经监理部门签字认可后，方可生效。而作为监理的工作就是监督相关部门的这些工作，并认真审核，做到单证齐全并符合要求，从而保障工程进展的质量。监理必须在施工前熟悉所有相关的施工方案，清楚所涉及到的施工规范要求，并依此作为质量控制的标准，为后续工作做好准备。

二、作业条件

1、地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。

2、施工用的临时设施准备就绪。场地标高一般应为承台梁的上皮标高，并经过夯实或碾压。

3、制作好钢筋笼。

4、根据图纸放出轴线及桩位点，并经过预检签字。

5、要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交底。正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。

监理在该阶段的工作就是检查场地清理情况，施工设备就位情况，钢筋笼制作情况，并填写好相关表格和检查表。查看施工方案并检查成孔试验情况。

最重要的工作是检查钢筋笼的制作情况。监理要依据施工方案设计图，对钢筋笼的制作情况进行检查，主要包括如下几项。钢筋笼主筋间距 ±10 尺量检查钢筋笼箍筋间距 ±20 尺量检查钢筋笼直径 ±10 尺量检查钢筋笼长度 ±100 尺量检查 不可随意违背施工方程要求替换钢筋。制作过程中如的确需要钢筋代换时，须 经设计单位认真检验、书面认可并征得

水下浇筑混凝土应连接施工；导管底端应始终埋入混凝土中0.8～1.3m；导管的第一节底管长度应≥4m。

混凝土的配制：

配合比应根据试验确定，选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高10%～15%。水灰比不宜大于0.6。有良好的和易性，在规定的浇筑期间内，坍落度应为16～22cm；在浇筑初期，为使导管下端形成混凝土堆，坍落度宜为14～16cm。水泥用量一般为350～400kg/m3。砂率一般为45%～50%。

拔出导管：混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。

插桩顶钢筋：桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，防止插偏和插斜。

同一配合比的试块，每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于1组。3．实习心得

以前在学校学习到的都是书本上的知识，只有理论上的认识与了解，对于在现实实际操作中是怎样的，而不得而知。这次实习，就给了一个这样的机会，虽说不能亲自下工地操作，但可以去观看工人是怎么做的以及做出来后是怎样的。这样将理论与实践结合起来，就对土木工程方面的知识更加深刻地理解了。

书本上的知识总规是不全面的，在工地现场时，就会发现有很多地方看不懂，这就需要虚心请教。还有一些地方，课本上的与现实中的不相符，有些地方就需要根据实际情况而定，不能一味的墨守成规。

在实习过程中发现理论知识和实践有些脱节，不能很好的结合。由于在课堂上学的内容偏重于理论，有些内容没有感性认识，所以不能完全理解，到了施工现场才知道怎么将书本上的理论知识付诸于实际。因此，在此后的实习过程中，我一边不忘重温学过的课程，一边实践完善自己的知识结构，在现场实践的同时积极查阅相关的专业书籍，发挥在学校所学习到的专业理论知识，运用于实践中去；同时积极主动向技术人员和工人师傅学习，从与他们的交谈中学习到许多知识，这些都是书本上不可能学习到的东西，从而全面提高了自身的素质。

在实习期间，发现一个问题，就是，工地施工过程中，有很多个地方，环节都没按规定来，管理不得当。而且还有很多地方很浪费，尤其是由于验收不合格之后的返工。我们是在监理部实习的，就发现有很多个环节还没验收就继续施工了，就为了赶工，这种不按手续步骤来施工的现象很多。

在实习期间，我们主要是看建筑施工图和结构施工图以及101图集。学习到了很多有关方面的知识，对于以前就已学习到的知识有了更深一步的理解。这次的实习不论是从对知识的加强上，还是对社会的认识上，都对我意义重大。通过这次实习，真是让我获益良多。

汽车制造工艺学课程设计说明书 篇6

机械制造工艺学

课程设计

论文题目： 分动器通前桥法兰盘钻床夹具设计 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 学院名称： 指导老师： 学院院长：

2011年 6 月日

龙国 20080410413 车辆四班 机械与运载工程学院

白中浩 韩旭

目录

一 设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 二 分析定位基准及确定定位夹紧方案 „„„„„„„

31.定位基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2.定位夹紧方案

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 三 夹具元件的设计计算 „„„„„„„„„„„„„„„„

51.夹紧力作用点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

2.夹紧力方向

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3..夹紧方案

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

4.夹紧力大小确定

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 四 夹具装配图的绘制 „„„„„„„„„„„„„„„„„„7 五 夹具体零件图的绘制

„„„„„„„„„„„„„„„„7 六 总结与体会

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 七 参考文献

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

一 设计任务

如下图所示，为分动器通前桥法兰盘零件示意图，该零件年产量20000件。目前已知除三孔Φ d未加工外，其余均已经加工，要求设计加工Φd三孔的夹具装置。(三孔圆周均匀布置)d 38 R

D=10mm,R=15mm

二 分析定位基准及确定定位夹紧方案

1.定位基准的选择

本零件是带孔的盘类零件，针对孔加工的径向设计基准和工艺基准都是其中心轴线，故可避免基准不重合误差。对于轴向的定位，考虑到定位应平稳可靠，故宜选择已经过加工的较大的法兰端面作为轴向定位基准。

2.定位、夹紧方案

用三个小平面（效果等同支撑钉）定位法兰端面以限制三个自由度。对于径向定位，采用长心轴（轴上带键槽）限制四个自由度。

考虑到刀具的切削方向是沿着轴线方向并且由于加工大量工件要求的分度旋转设计，我们决定采用在工件小端用螺旋压紧方式。这样既保证了切削力受到良好的抵消作用力，又使空间得到放大，使整个装置更灵活且便于拆卸。具体来讲就是利用定位心轴上的螺纹孔和螺柱连接而后用螺母压紧上压盖。上压盖直接压在工件小端面上。

三 夹具元件的设计

1.夹紧力作用点

上压盖传递的螺纹夹紧力作用在小端面上。二者是面接触故夹紧力分布较均匀且大小适度。2.夹紧力方向

夹紧力垂直小端面平面，故其沿需加工孔的轴线方向，符合夹紧力分布原则。3.夹紧方案

因所要求夹紧力不是很大，且因加工量较大所要求的拆装方便原因、布置空间有局限性故采用螺旋夹紧机构。选用配套的螺柱螺母和精心设计的压盖共同完成对工件轴向的压紧。其中压盖的设计，为达到便于快速拆装的目的，我们设计了开口U型的压盖。这样，在不需完全拆除压紧元件的基础上，可以将工件灵活的装

入取出。

四 夹具装配图的绘制

五 夹具体零件图的绘制

六 总结与体会

本次课程设计是一次将理论融入实际的良好机会。幸运的是，我很好的把握了机会，把所学习过的“汽车制造工艺学”、“工程制图”、“机械设计”、“机械原理”等课程的相关知识运用到本次课程设计中来。针对本次设计的题目，我查找了大量资料，充分借鉴了前人的设计经验，并加进了不少自己的思考元素，开创性的设计了本套夹具装置。

另外需要特别提到的是，我和李明敏同学在此阶段精诚团结、默契协作配合，各自发挥自己的优点和特长，坚持不懈地用两周时间将此方案做到尽善尽美。

李明敏同学灵活多变的思维、开阔的眼界、富于创新的前瞻性给我们的设计带来了莫大的帮助。而我相对而言的缜密思考、严谨务实、勤奋钻研，也很好的保障和促进了本方案设计的深入。

现在，我们已经圆满的完成了设计任务，受益匪浅。首先，作为学生，我们是首次参与夹具设计并拥有绝对的自主设计权，能最大限度发挥我们的想象能力和个人才干；其次我和李明敏同学的良好的合作经历给了我们对未来团队协作工作的宝贵经验；最后，我想说的是，这次任务的安排给了我们更多的查找资料的机会，锻炼了我们的学习能力，培养了我们独立自主的行为方式，加深了我们对行业现状的了解。

在这里，我要对指导老师白中浩、汽车制造工艺学任课老师郑刚表示由衷的感谢，感谢他们无私的付出和教诲，感谢他们对我们的关爱。

八 参考文献

瓶壳冲压工艺分析及模具设计 篇7

该瓶壳为无凸缘圆筒形缩口工件, 来自大连某成形厂, 中批量生产, 直径基本尺寸为20mm, 总高50mm, 要求外形尺寸, 厚度1mm保持不变。该零件外形尺寸较小, 尺寸精度在IT12级以下, 要求表面平整光滑, 不得有皱折。材料为H62黄铜, 此材料延展性较好, 延伸率较高, 拉深系数较小, 零件的形状满足拉深的工艺要求, 可采用落料拉深工序制成圆筒形件, 再进行缩口成形, 缩口时下部保持不变。该零件外径φ20±0.1mm, 略高于±0.25mm的极限偏差, 可在末次拉深时采取较高的模具制造精度和较小的模具间隙。该零件在圆周方向上变形均匀, 模具成形容易, 圆角半径合适, 工艺性较好, 零件图及具体工序计算如下。

1.1 修边余量的确定

由h/d≈2.63查表无凸缘圆筒形拉深件的修边余量δ=4mm。

1.2 毛坯尺寸的计算

将该零件分解成4个简单几何形状得各部分表面积分别为S1≈311.02mm2, S2≈378.25mm2, S3≈1790.71mm2, S4≈407.15mm2, 则ΣA=2887.13mm2, 毛坯直径D≈61mm。

1.3 确定拉深次数

零件总的拉深系数m≈0.31。首次拉深系数m1取0.53, 第2次拉深系数m2取0.76, 第3次拉深系数m3取0.78。各次拉深直径可确定为d1≈32.3mm, d2≈24.5mm, d3≈19mm。

1.4 确定是否使用压边圈

用普通平面凹模拉深时, 首次拉深不使用压边圈的条件是t/D≥0.045 (1-m) , 经计算可知首次拉深需要使用压边圈。通过相关条件计算第2次拉深可以不采用压边圈, 本设计采用压边圈。同理第3次拉深采用压边圈。

1.5 各次半成品底部的圆角半径的计算

首次拉深时的凹模圆角半径rd1=0.8[ (D-Dd) t]1/2≈5.12mm, 以后各次拉深的凹模圆角半径rdn= (0.6～0.8) rd (n-1) 和凸模圆角半径rp= (0.7～1.0) rd, 则rp1≈4mm;rd2≈3.5mm, rp2≈3mm;第3次拉深直接取凸模的半径为工件的底部半径, 即rp3=11.3mm, 所以取各次rp (半成品底部的圆角半径) 分别为r1=rp1=4mm, r2=rp2=3mm, r3=11.3mm。

1.6 缩口次数的确定

本设计采用缩口模支承形式为外支承形式, 缩口因数m≈0.526, H62黄铜的缩口因数m为0.50～0.55, 一次缩口即可完成。

1.7 计算各次半成品高度

根据拉深前后毛坯与工件的表面积不变的原则计算, 第1、2次拉深工件的高度分别为h1=22.5mm, h2=33.2mm。拉深各次半成品零件图如图2所示。其中h3见图3。其中h′为包含修边余量的高度值, S1、S2分别为图中所示上下两部分面积。由拉深前后表面积不变得h′≈11.5mm, 故第3次拉深后工件的总高为h3=36+h′=47.5mm。

在缩口进行之前要经过水平切边, 切边后的高度计算为:由缩口时毛坯计算, 缩口后工件高度增加, 端部壁厚略有变大, 一般忽略不计。根据缩口前后毛坯与工件表面积不变得h″≈9.7mm。缩口前 (即切边后) 的工件的总高为h4=36+h″=45.7mm, 缩口后工件高度为50mm。

2 冲压成形工艺方案的确定

该瓶壳零件的成形工艺包括以下6步基本冲压工序:落料, 第1次拉深, 第2次拉深, 第3次拉深, 水平切边, 缩口。由于该零件缩口部分内形尺寸φ8undefinedmm, 精度为IT11级, 拉深直径φ20±0.1mm, 精度为IT12级, 缩口和拉深工序可以达到该精度, 圆角半径R1也适合, 故不需要整形工序。根据以上基本工序拟出如下工艺方案: (1) 落料与第1次拉深复合; (2) 第2次拉深; (3) 第3次拉深; (4) 水平切边; (5) 缩口。采用落料和第1次拉深复合, 可以提高劳动生产率, 在中批量生产的情况下, 加上零件的外形尺寸较小, 其余工序采用单工序模具, 结构简单, 制造费用低。采用先水平切边后缩口, 保证了缩口前瓶口端部的水平, 同时缩口精度可以达到零件精度要求, 并且切边后仍为直壁圆筒形状, 容易固定加工, 操作方便。结合该零件的技术要求和工厂条件, 采用该方案, 既减少工序和模具数量, 降低了劳动强度, 提高了生产率, 又保证了经济效益。

3 冲压成形模具设计

根据确定的工艺方案、零件的形状特点、精度要求、所选设备的主要技术参数、模具制造条件以及安全生产等选定其冲模的类型及结构型式。以下分别针对落料拉深复合模、二次拉深模和缩口模三副模具简要介绍各工序模具的设计要点。

3.1 落料拉深复合模

本复合模具采用落料拉深模的典型结构, 如图4所示。该复合模落料采用正装式, 拉深采用倒装式。拉深凸模17的刃面稍低于落料凹模13刃面约一个料厚, 使落料完毕后才进行拉深。条料从右方送进, 送进由左边的挡料销3定距, 由导尺导向。拉深时由压力机橡皮通过托杆和压边圈进行压边, 拉深完毕后靠它顶件。由固定卸料板1进行卸料。当上模上行时, 由推杆6和推件块7把工件从凸凹模中推出。该结构的优点是操作方便, 生产率较高, 适用于拉深深度不太大, 板料不太厚的情况。考虑到装模的方便, 模具采用后侧布置的导柱导套模架。

3.2 二次拉深模

二次拉深模具采用倒装结构, 如图5所示。该二次拉深模的工作过程是将第一次拉深的工件放在压边圈13上定位, 上模下行, 凹模压住工件和压边圈进行压边, 此时凸模相对于凹模向上运动, 开始拉深。橡胶19通过托杆14对压边圈13作用进行压边。为了在拉深过程中控制压边间隙, 防止压边力过大, 在凹模2上装有3根可以调节的限位螺栓3与压边圈接触。拉深结束后, 推杆和推件块靠重力作用向下推出工件。拉深模具是在单动压力机上拉深。由于是再次拉深, 压边圈采用圆筒形的, 因此工件毛坯会十分便利地定位。该结构的优点是模具简单, 操作方便。考虑到装模的方便, 模具采用后侧布置的导柱导套模架。

3.3 缩口模

缩口模采用外支承式一次成形, 如图6所示。缩口凹模工作面要求表面粗糙度Ra为0.4μm, 采用后侧导柱模架。

4 结束语

采用上述冲压成形工艺, 可以试制出合格工件, 生产效率较高。现已投入批量生产, 取得了较好的经济效益。

参考文献

[1]王孝培.冲压手册[M].北京:机械工业出版社, 1990.

[2]姜奎华.冷冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[3]模具标准汇编编委会.模具标准汇编[M].北京:中国标准出版社, 2011.

冲压工艺设计说明书 篇8

关键词：高职教育；冲压；模具；课程改革；工作过程

中图分类号：TG38-4

1引言

1）课程地位

冷冲压模具是应用最广泛的模具类型之一，冷冲压工艺与模具设计是模具设计与制造专业的一门主干专业技术课，是将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合、综合性和实践性较强的课程。

2）学情分析

从课程角度，课程主要涉及冲压制品的冲压工艺基本原理和模具设计的基本方法，内容多、知识广、综合性和实践性较强，讲授和学习都有较大难度。随着高新技术产业的不断发展，企业对模具专业技术人员的素质和能力要求越来越高。专业人才培养模式存在的不足主要表现：①教学过程过于强调课程自身系统性和完整性，相关课程联系和配合关注不够；②注重基础理论知识的学习，对实践中分析问题和解决问题能力的培养不足；③理论教学与生产实际相脱节。

从学生角度，目前在校高职生源入学基础较薄弱，部分学生学习主动性不够，学习方法不对；部分学生存在重理论、轻实践的思想，加上对模具结构没有具体的感性认识，教学过程出现学生学不会或课堂上听得懂单个知识点但在课程设计过程仍无从下手的情况，不能真正学以致用。根据课程教学特点及专业人才培养需要，有必要进行基于工作过程的教学改革。

2.课程改革

2.1岗位群分析及课程目标

冲压工艺在机电产品制造行业中应用广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造行业中占有重要的地位；先进的模具技术在提升产品质量、提高生产效率方面发挥着越来越重要的作用。《冷冲压工艺与模具设计》课程以职业能力培养为重点，与行业、企业合作，进行基于工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性。

专业所面向的职业岗位主要是冲压工艺师、模具设计师、加工工艺师、模具装配技师、模具维修技师、模具质检师等；根据模具行业调研及专家论证，目前冲压模具企业岗位（群）急需的人才能力如下：

1）一般机电产品及零部件的设计、开发能力；

2）模具数控加工设备、冲压设备操作与维护能力；

3）冲压制件成形工艺规程的编制；

4）模具制造工艺编制与实施；

5）中等复杂程度冲压模具的设计与制造；

6）中等复杂程度冲压模具的装配、调试、维修与维护。

通过课程学习，需掌握板料成形的基本原理、冲压成形基本方法（冲裁、弯曲、拉伸、成形）和模具设计、各种模具结构、设计要点以及冲压工艺规程制定方法。為模具生产一线的技术岗位培养具有良好的职业技能和职业素养、具备冲压的选型、冲压模具设计、制造、安装、调试、维修能力的高技能应用型人才。

2.2工作任务及学习领域构建

经与企业专家共同对模具专业主要就业岗位分析的基础上，确定了该课程的“分析、制定冲件成形工艺方案”、“冲模结构设计”、“冲模零件设计与制作” 和“冲模装配及调试”四项典型工作任务，贯穿这门核心专业课。课程通过以工作过程为导向的工作任务训练，使学生具有制定冲件的冲压工艺、设计模具和编制模具零件加工与装配工艺的能力。

2.3 学习领域构建

（1）分析典型工作任务 ，确定课程能力目标课程开发小组与企业专家一起对典型工作任务进行了全面细致的分析， 确定课程能力目标为：

1）会分析常用的冲模结构及其工作原理；

2）能够进行冲模工艺计算；

3）能根据不同的冲件确定合理的冲压成形工艺方案；

4）能设计简单零件的冲裁模、 弯曲模、拉深模和成形模；

5）会使用机械加工设备加工模具零件；

6）会装配和调试冲模；

7）会分析冲模在试模生产中出现的问题，并找出解决措施。

同时，还注重培养学生的语言表达、社会交往能力、查阅资料、 分析和解决问题的能力，持续学习、独立思考的能力，制定完整工作计划的能力。

（2）以典型工作任务分析为基础，设计学习性工作任务

在分析典型工作任务的基础上，考虑学生持续发展的需要，根据学院师资、实训设施及地方企业生产实际，将理论知识与技能实训结合，设计学习性工作任务如下：①单工序冲裁工艺设计、模具设计制作；②复合冲裁工艺设计、模具设计、零件加工和装配；③弯曲工艺的设计、 结构设计制作；④拉深工艺的分析与计算、结构的确定与制作；⑤胀形工艺的设计、结构的设计与制作；⑥翻边工艺的设计与结构设计。

2.4学习情境设计

根据企业工作过程开发出基于工作过程的模具设计与制造工序如下图所示：

根据模具设计与制造工作过程，设计7个学习情景，各情景教学内容与建议学时如下：

情景一：冲压模具设计与制造技术导论

教学载体：冲压件、冲压模具、冲模零件、机床；学时：4学时；教学方法手段：讲授法、四步教学法、引导法、案例教学法、考察法等；教学环境：多媒体教室、模具陈列与拆装实训室、模具实训基地等；考核评价：过程考核与期末考核相结合，占总考核5%。

情景二：冲裁设计与制造

教学任务一：中等偏复杂冲裁件（尺寸在IT11～13级、工序数量在3～5个）：

学时：88学时（36学时讲授+2周实作实训）；教学方法手段与资源利用建议：采用项目教学法、任务设计法、四步教学法、引导文法、案例教学法、等教学方法；教学环境：（多媒体）教室、设计室、专业机房、模具陈列与拆装实训室、模具实训基地、模具企业等；考核评价：本情景学习和训练内容，在总考核占50%。实训项目单独考核，过程评价与实操结果评价结合。

教学任务二：中等偏复杂冲裁件：学时：50学时（20学时讲授+1周实训）；教学方法手段与资源利用建议：采用讲授法、四步教学法、引导文法、案例教学法、项目教学法等教学方法；教学环境：多媒体教室、专业机房、模具实训基地等；考核评价：过程考核与期末考核相结合，占总考核10%。

情景三：弯曲模设计与制造

教学任务：中等偏复杂弯曲件尺寸在IT12级以下；学时建议：72学时 （12学时讲授+1周实训）；教学方法手段与资源利用建议：采用项目教学法、任务设计法、四步教学法、引导文法、案例教学法等教学方法；教学环境：多媒体教室、设计室、专业机房、模具陈列与拆装实训室、模具实训基地、模具企业；考核评价：过程考核与期末考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占10%。

情景四：拉深模设计与制造

教学任务：中等偏复杂旋转体拉深件直径50左右，尺寸精度IT12级以下；学时：12学时；教学方法：采用任务设计法、四步教学法、引导文法、案例教学法等教学方法；教学环境：多媒体教室、设计室、专业机房、模具陈列与拆装实训室、模具实训基地、模具企业；考核评价：过程考核与期末考核相结合。本情景学习和训练内容，占总考核10%。

情景五：其它冲压成形方法认知

教学任务：局部成形件及模具；建议学时：4学时；教学方法手段：四步教学法、引导文法、案例教学法等教学方法；教学环境：多媒体教室、模具陈列与拆装实训室、模具实训基地、模具企业；考核评价：过程考核与期末考核相结合。本情景学习和训练内容，占总考核5%。

情景六：典型冲压零件成形工艺与模具设计

教学任务：中等偏复杂冲压件，学时建议：6学时；教学方法手段：采用讲授教学法、多媒体演示法、案例教学法等教学方法；教学环境：（多媒體）教室、设计室模具实训基地、模具企业；考核评价：过程考核与期末考核相结合。本情景学习和训练内容，占总考核5%。

情景七：多工位级进模认知

教学任务：多工位级进模具及零件；学时建议：4学时；教学方法手段：讲授教学法、多媒体演示法、案例教学法等教学方法；教学环境：多媒体教室、模具陈列与拆装实训室、模具实训基地、模具企业；考核评价：过程考核与期末考核相结合。本情景学习和训练内容，占总考核5%。

3.课程考核方式

为了更全面考核学生对课程知识的掌握情况，课程考核包括学习过程考核与期末考核两部分。教学组织过程中，以教师和学生共同课堂学习表现、对项目实施过程中的工作态度、协作精神、完成结果等进行评定，作为平时过程性考核成绩；课程学习结束时，以个人课程作业和小组汇报与答辩两种形式为期末综合性考核成绩，以学生自评、互评和教师共同评定，权重分别为2：2：6。具体考核成绩评定办法如下：

课程考核总成绩（百分制）=过程性考核×40%+期末考核×60%

（1）过程性考核成绩（40%）=职业素养×20%+项目完成情况×20%

（2）期末考核成绩（60%）=课程作业成果50%+小组汇报与答辩×10%

4结束语

基于工作过程设计的课程内教学体系爱有利于培养学生实际动手能力及职业素养，是实现学校培养与企业用人需求就业零距离接轨的有效手段。

参考文献：

[1] 陈乐平，单磊.《冲压模具设计与制造》课程教学模式的设计探讨.教育教学论坛.2014，（46）：178-180.

[2] 蒙文.以工作过程为导向的《冲压模具设计与制造》课程开发与实践.新课程研究.2010，（201）：39-40.