冲压模具设计.ppt

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1、冲压模具设计冲压模具设计第一章第一章 冲压概述冲压概述n1.1 冲压设计概述冲压设计概述n1.2 冲压材料和模具材料冲压材料和模具材料n1.3 冲压设备冲压设备1.1 冲压设计概述冲压设计概述n冲冲压压加加工工是是一一种种先先进进的的金金属属加加工工方方法法，它它在在汽汽车车、电电机机、电电器器、仪仪器器、仪仪表表、轻轻工工、通通讯讯以以及及航航空空航航天天等等工工业业部部门门中中占占有有非非常常重重要要的的地地位位，应用非常广泛。应用非常广泛。一、冲压的定义一、冲压的定义n冲冲压压是是在在常常温温下下，利利用用安安装装在在冲冲床床上上的的冲冲模模对对板板材材施施加加压压力力，使使其其产产生生

2、分分离离或或变变形形，从从而而获获得得一一定定形形状状和和尺尺寸寸的的零零件件或或产产品品，又又称称为为冷冷冲冲压。压。n冲压加工三要素：冲床、冲模、板材。冲压加工三要素：冲床、冲模、板材。二、冲压设计在冲压生产中的地位二、冲压设计在冲压生产中的地位n冲冲压压设设计计既既是是冲冲压压生生产产准准备备工工作作的的基基础础，也也是是组组织织正正式式冲冲压压生生产产的的依依据据。冲冲压压设设计计水水平平标标志志着着冲冲压压生生产产工工艺艺的的先先进进性性、合合理理性性及及经经济济性性，它在很大程度上反映了工厂的生产技术水平。它在很大程度上反映了工厂的生产技术水平。二、冲压设计在冲压生产中的地位二、冲

3、压设计在冲压生产中的地位n生生产产实实践践证证明明，合合理理的的冲冲压压工工艺艺方方案案和和模模具具结结构构，不不仅仅为为稳稳定定产产品品质质量量、降降低低冲冲压压成成本本提提供供了了技技术术上上的的保保证证，而而且且也也为为冲冲压压生生产产的的组组织织与与管管理理创创造造了了有有利利的的条条件件。反反之之，冲冲压压设设计计的的任任何何失失误误，都都会会给给冲冲压压生生产产带带来来不不应应有有的的损损失失，甚至造成人身、设备的重大事故。甚至造成人身、设备的重大事故。二、冲压设计在冲压生产中的地位二、冲压设计在冲压生产中的地位n由由此此可可见见，冲冲压压设设计计是是一一项项技技术术性性非非常常强

4、强的的工工作作，不不仅仅要要求求设设计计人人员员具具有有良良好好的的理理论论基基础础、丰丰富富的的实实践践经经验验、熟熟练练的的设设计计能能力力和和认认真真负负责责的的工工作作态态度度，而而且且还还要要求求设设计计人人员员不不断断积积累累、总总结结设设计计经经验验，及及时时获获取取冲冲压压新新技技术术并并掌掌握握现现代冲压设计手段。代冲压设计手段。三、冲压加工的特点三、冲压加工的特点nA、优点优点n1、生产效率高，特别适合大批量生产。、生产效率高，特别适合大批量生产。n2、工工件件表表面面质质量量好好，尺尺寸寸精精度度较较高高，而而且且尺尺寸稳定，互换性好。寸稳定，互换性好。n3、材料利用率高

5、。、材料利用率高。n4、生产成本低。、生产成本低。三、冲压加工的特点三、冲压加工的特点nB、缺点缺点n1、模具制造成本较高、周期较长。、模具制造成本较高、周期较长。n2、冲压加工过程中噪音大。、冲压加工过程中噪音大。n3、在单件小批生产中应用受到限制。、在单件小批生产中应用受到限制。四、冲压设计的基本内容四、冲压设计的基本内容n冲冲压压设设计计包包括括冲冲压压工工艺艺设设计计和和冲冲压压模模具具设计两大内容。设计两大内容。A、冲压工艺设计、冲压工艺设计n冲冲压压工工艺艺设设计计是是针针对对给给定定的的零零件件图图，根根据据生生产产批批量量的的大大小小、现现有有的的冲冲压压设设备备、模模具具制制

6、造造能能力力以以及及工工人人技技术术水水平平等等具具体体生生产产条条件件，从从对对零零件件图图的的冲冲压压工工艺艺分分析析入入手手，经经过过必必要要的的冲冲压压工工艺艺计计算算，确确定定合合理理的的冲冲压压工工艺艺方方案案，最最后后编编写写出出冲压工艺文件。冲压工艺文件。B、冲压模具设计、冲压模具设计n冲冲压压模模具具设设计计是是根根据据已已有有的的冲冲压压工工艺艺文文件件，在在认认真真考考虑虑工工件件的的定定位位、卸卸料料、模模具具的的制制造造维维修修、操操作作安安全全性性等等因因素素后后，构构思思出出与与现现有有生生产产条条件件相相适适应应的的冲冲压压模模具具总总体体结结构构，最最后后绘绘

7、制制出出模模具具装配图和模具零件图。装配图和模具零件图。C、两者的关系、两者的关系n在在冲冲压压设设计计过过程程中中，尽尽管管冲冲压压工工艺艺设设计计和和冲冲压压模模具具设设计计的的工工作作性性质质不不同同，但但两两者者之之间间却却存存在在着着相相互互渗渗透透、相相互互补补充充、相相互互依依存存的的关关系系。在在实实际际设设计计工工作作中中，无无论论是是进进行行冲冲压压工工艺艺设设计计还还是是冲冲压压模模具具设设计计，都都必必须须同同时时具具备备冲冲压压工工艺艺设设计计和和冲冲压压模模具具设设计计两两方方面面的的设设计计理理论论和和实实践践技技能。能。五、冲压设计的基本要求五、冲压设计的基本要

8、求n冲冲压压工工艺艺设设计计是是冲冲压压设设计计工工作作的的重重要要组组成成部部分分，主主要要包包括括冲冲压压工工艺艺分分析析和和冲冲压压工工艺艺方方案案制制定定两两个方面，其实质是制定冲压工艺规程。个方面，其实质是制定冲压工艺规程。n冲冲压压工工艺艺规规程程作作为为表表达达冲冲压压工工艺艺设设计计内内容容的的技技术术文文件件，既既是是冲冲压压生生产产准准备备工工作作的的基基础础，又又是是进行冲压模具设计和指导冲压生产的重要依据。进行冲压模具设计和指导冲压生产的重要依据。五、冲压设计的基本要求五、冲压设计的基本要求n冲冲压压件件的的冲冲压压质质量量、生生产产效效率率及及生生产产成成本本等等，都

9、都与与模模具具类类型型及及其其结结构构有有着着直直接接关关系系。冲冲压压模模具具设设计计是是冲冲压压设设计计的的重重要要组组成成部部分分，主主要要包包括括冲冲压压模模具具总总体体设设计计和和冲冲压压模模具具零零件件设设计计两两个个方方面。面。n冲冲压压模模具具设设计计应应在在冲冲压压工工艺艺设设计计的的基基础础上上，综综合合考考虑虑产产品品定定型型程程度度、生生产产批批量量大大小小、冲冲压压设设备情况、模具制造能力等具体生产条件。备情况、模具制造能力等具体生产条件。A、冲压工艺设计的基本要求、冲压工艺设计的基本要求n1、冲冲压压材材料料利利用用率率要要高高，即即尽尽量量减减少少材材料料消消耗。

10、耗。n2、考考虑虑具具体体的的生生产产条条件件，制制定定的的冲冲压压工工艺艺方方案应技术上可行、经济上合理。案应技术上可行、经济上合理。n3、考考虑虑材材料料的的变变形形规规律律，确确保保冲冲出出合合格格的的工工件。件。n4、尽量减少工序数量，提高生产效率。、尽量减少工序数量，提高生产效率。n5、便于工厂的生产组织与管理。、便于工厂的生产组织与管理。B、冲压模具设计的基本要求、冲压模具设计的基本要求n1、模模具具结结构构及及其其尺尺寸寸应应合合理理，确确保保冲冲出出合合格格的工件。的工件。n2、模具结构简单，制造维修方便，成本低廉。、模具结构简单，制造维修方便，成本低廉。n3、模具坚固耐用，能

11、够满足生产批量的要求。、模具坚固耐用，能够满足生产批量的要求。n4、模模具具操操作作方方便便，工工作作安安全全可可靠靠，工工人人的的劳劳动强度要低。动强度要低。n5、生产准备周期要短。、生产准备周期要短。六、冲压工序分类六、冲压工序分类n由由于于冲冲压压件件的的形形状状、尺尺寸寸、精精度度要要求求、生生产产批批量量等等因因素素的的不不同同，需需要要采采取取相相应应的的冲冲压压工工序序。冲压工序通常可以按照以下方法分类：冲压工序通常可以按照以下方法分类：nA、按变形性质分类、按变形性质分类nB、按基本变形方式分类、按基本变形方式分类nC、按工序组合方式分类、按工序组合方式分类A、按变形性质分类、

12、按变形性质分类n1、分离工序、分离工序n2、成形工序、成形工序1、分离工序、分离工序n板板材材受受到到外外力力作作用用后后，应应力力超超过过了了材材料料的的强强度度极极限限，材材料料发发生生剪剪裂裂或或局局部部剪剪裂裂，从从而而获获得得一一定定形形状状和和尺尺寸寸的的零零件件，此此类类冲冲压压工工序序统统称称分分离离工序，如剪裁、冲孔、落料、切边等。工序，如剪裁、冲孔、落料、切边等。2、成形工序、成形工序n板板材材受受到到外外力力作作用用后后，应应力力超超过过了了材材料料的的屈屈服服极极限限，在在不不破破坏坏板板材材的的情情况况下下，经经过过塑塑性性变变形形，从从而而获获得得一一定定形形状状和

13、和尺尺寸寸的的零零件件，此此类类冲冲压压工工序统称成形工序，如弯曲、拉深、局部成形等。序统称成形工序，如弯曲、拉深、局部成形等。B、按基本变形方式分类、按基本变形方式分类n1、冲裁、冲裁n2、弯曲、弯曲n3、拉深、拉深n4、局部成形、局部成形1、冲裁、冲裁n冲冲裁裁：使使板板材材沿沿封封闭闭或或敞敞开开的的轮轮廓廓产产生生分分离离的的冲冲压压工工序序，包包括括落落料料、冲冲孔孔、切切断断、切切边边、剖剖切、切舌等。切、切舌等。n落落料料：将将板板料料沿沿封封闭闭轮轮廓廓分分离离，冲冲下下部部分分是是工工件。件。n冲冲孔孔：将将板板料料沿沿封封闭闭轮轮廓廓分分离离，冲冲下下部部分分是是废废料。料

14、。1、冲裁、冲裁n切断：将板料沿不封闭轮廓分离。切断：将板料沿不封闭轮廓分离。n切边：将工件边缘多余的材料切下。切边：将工件边缘多余的材料切下。n剖切：将冲压半成品切开成为两个或多个工件。剖切：将冲压半成品切开成为两个或多个工件。n切切舌舌：沿沿不不封封闭闭轮轮廓廓将将部部分分板板材材切切开开并并使使其其下下弯。弯。2、弯曲、弯曲n弯弯曲曲：使使板板材材沿沿弯弯曲曲线线产产生生变变形形以以获获得得一一定定角角度度和和形形状状的的零零件件的的冲冲压压工工序序，包包括括弯弯曲曲、卷卷圆圆、扭曲等。扭曲等。n卷卷圆圆：将将板板材材端端部部卷卷成成接接近近封封闭闭的的圆圆头头，用用于于加工类似铰链的零

15、件。加工类似铰链的零件。n扭曲：将冲裁后的半成品扭转一定角度。扭曲：将冲裁后的半成品扭转一定角度。3、拉深、拉深n将将平平板板毛毛坯坯制制成成开开口口空空心心件件，或或使使开开口口空空心心件件进一步改变形状和尺寸的冲压工序称为拉深。进一步改变形状和尺寸的冲压工序称为拉深。4、局部成形、局部成形n局局部部成成形形：使使板板材材产产生生局局部部塑塑性性变变形形以以改改变变其其形形状状或或尺尺寸寸的的冲冲压压工工序序，包包括括翻翻边边、起起伏伏、胀胀形、缩口等。形、缩口等。n翻翻边边：将将工工件件的的孔孔边边缘缘或或外外边边缘缘翻翻出出竖竖立立或或一一定角度的直边。定角度的直边。n起起伏伏：在在材材

16、料料表表面面上上用用局局部部成成形形的的方方法法制制成成各各种形状的突起或凹陷。种形状的突起或凹陷。4、局部成形、局部成形n胀胀形形：在在空空心心毛毛坯坯或或管管状状毛毛坯坯的的某某个个部部位位上上使使其径向尺寸扩大。其径向尺寸扩大。n缩缩口口：在在空空心心毛毛坯坯或或管管状状毛毛坯坯的的某某个个部部位位上上使使其径向尺寸缩小。其径向尺寸缩小。C、按工序组合方式分类、按工序组合方式分类n1、简单工序、简单工序n2、复合冲压工序、复合冲压工序n3、连续冲压工序、连续冲压工序1、简单工序、简单工序n在在一一副副模模具具内内只只完完成成一一道道冲冲压压工工序序，称称为为简简单单工序。工序。2、复合冲

17、压工序、复合冲压工序n定定义义：在在冲冲床床的的一一次次行行程程中中，在在一一副副模模具具的的同同一一位位置置上上只只经经过过一一次次定定位位，便便可可完完成成两两道道或或两两道以上的冲压工序。道以上的冲压工序。n复复合合冲冲压压能能够够冲冲出出精精度度较较高高的的工工件件，并并且且工工件件的的形形状状及及尺尺寸寸的的适适应应范范围围很很广广。但但是是，模模具具结结构复杂，制造成本较高。构复杂，制造成本较高。n主主要要用用于于精精度度要要求求较较高高的的中中小小型型工工件件的的大大批批量量冲压加工。冲压加工。3、连续冲压工序、连续冲压工序n定定义义：在在冲冲床床的的几几次次行行程程中中，在在一

18、一副副模模具具的的不不同位置上同时完成两道或两道以上的冲压工序。同位置上同时完成两道或两道以上的冲压工序。n连连续续冲冲压压生生产产效效率率高高，操操作作比比较较安安全全。但但是是，模模具具结结构构复复杂杂，成成本本较较高高，加加工工精精度度不不如如复复合合冲冲压压高高，对对工工件件的的尺尺寸寸、原原材材料料规规格格及及性性能能的的限制较为严格。限制较为严格。n主主要要用用于于生生产产批批量量较较大大、精精度度要要求求不不太太高高的的小小型工件的冲压加工。型工件的冲压加工。七、冲压技术的发展趋势七、冲压技术的发展趋势n随随着着新新技技术术、新新工工艺艺、新新设设备备、新新材材料料的的不不断断涌

19、现，冲压技术不断得到革新和发展。涌现，冲压技术不断得到革新和发展。n1、冲压朝着、冲压朝着CAD/CAM/CAE方向发展。方向发展。n2、冲冲压压模模具具朝朝着着研研制制新新型型高高效效模模具具、采采用用新新型模具材料和热处理新工艺方向发展。型模具材料和热处理新工艺方向发展。n3、冲压设备朝着多工位、数控方向发展。、冲压设备朝着多工位、数控方向发展。n4、冲冲压压生生产产朝朝着着多多品品种种、小小批批量量、高高质质量量方方向发展。向发展。1.2 冲压材料和模具材料冲压材料和模具材料n一、对冲压材料的要求一、对冲压材料的要求n二、常用冲压材料二、常用冲压材料n三、对模具材料的要求三、对模具材料的

20、要求n四、常用模具材料四、常用模具材料一、对冲压材料的要求一、对冲压材料的要求n1、要要求求有有较较高高的的延延伸伸率率或或断断面面收收缩缩率率、较较低低的屈服极限和较高的强度极限。的屈服极限和较高的强度极限。n2、要求表面平整光洁、无缺陷损伤。、要求表面平整光洁、无缺陷损伤。n3、材料厚度公差应符合国家标准。、材料厚度公差应符合国家标准。二、常用冲压材料二、常用冲压材料nA、金属材料、金属材料n1、黑黑色色金金属属材材料料：普普通通碳碳素素钢钢板板、优优质质碳碳素素钢板等。钢板等。n2、有色金属材料：黄铜板、铝板等。、有色金属材料：黄铜板、铝板等。nB、非金属材料、非金属材料n纸板、橡皮、毛

21、毡、塑料板等。纸板、橡皮、毛毡、塑料板等。nC、某计算机机箱厂常用冲压材料、某计算机机箱厂常用冲压材料n冷轧钢板、马口铁板、不锈钢等。冷轧钢板、马口铁板、不锈钢等。冷轧钢板冷轧钢板n冷冷轧轧钢钢板板用用于于耐耐高高腐腐蚀蚀性性的的产产品品，经经冲冲压压后后电电镀锌镀锌/镍等。镍等。n常用冷轧钢板的化学成分常用冷轧钢板的化学成分镀锌钢板镀锌钢板n镀镀锌锌钢钢板板是是在在钢钢板板表表层层镀镀锌锌，使使钢钢材材耐耐蚀蚀，广广泛泛应应用用于于制制造造计计算算机机机机箱箱。电电镀镀锌锌钢钢板板(EG)一一直直应应用用广广泛泛。但但热热浸浸镀镀锌锌钢钢板板(GI)价价格格较较便便宜宜，且且防防腐腐蚀蚀性性

22、能能更更优优异异，已已有有公公司司开开发发出出独独特特的的耐耐指指纹纹热热浸浸镀镀锌锌钢钢板板，并并大大量量取取代代EG，节节省省了生产成本，提高了竞争力。了生产成本，提高了竞争力。镀锌钢板防腐原理镀锌钢板防腐原理n隔绝原理：使钢材不与腐蚀介质直接接触。隔绝原理：使钢材不与腐蚀介质直接接触。n牺牺牲牲阳阳极极保保护护原原理理：锌锌较较铁铁电电位位活活性性高高，如如锌锌层刮伤露出底材，锌会比铁先行腐蚀。层刮伤露出底材，锌会比铁先行腐蚀。镀锌钢板生产流程镀锌钢板生产流程nEG：以以铅铅板板/锌锌板板为为阳阳极极钢钢板板为为阴阴极极并并用用硫酸锌硫酸锌/氯化锌溶液氯化锌溶液通电镀锌。通电镀锌。nGI

23、：解解卷卷热热浸浸镀镀锌锌(约约460C)喷喷锌锌粉粉调调锌锌花花调调质质整整平平化化成成处处理理(铬铬酸酸盐盐耐耐指指纹纹)收卷。收卷。常用镀锌钢板牌号常用镀锌钢板牌号n热热浸浸镀镀锌锌GI，HGCC1ZSFX，其其中中HG热热浸浸镀镀锌锌制制程程；C冷冷轧轧底底材材；C1商商用用品品质质；C2改改良良商商用用品品质质；D1深深拉拉伸伸品品质质；Z无无锌锌花花；M细细小小锌锌花花；S调调质质处处理理；B亮亮面面调调质质处处理理；F耐耐指指纹纹涂涂覆覆；C铬铬酸酸盐盐处处理理；X不涂油。不涂油。n电电镀镀锌锌EG(SECC)，其其中中S钢钢板板；E电电镀镀；C冷轧；冷轧；C商用。商用。马口铁板

24、马口铁板n马马口口铁铁板板是是指指用用低低碳碳钢钢生生产产的的电电镀镀锡锡钢钢板板(主主要要为为薄薄板板)，有有一一次次冷冷轧轧板板(CRS)和和二二次次冷冷轧轧板板(CRS+退退火火+轧轧制制)，产产品品大大量量用用于于食食品品罐罐头头。在在计计算算机机机机箱箱中中主主要要用用于于电电磁磁遮遮蔽蔽之之遮遮片片及及冲冲制小零件。制小零件。马口铁板的特点马口铁板的特点n 外观漂亮，涂装性外观漂亮，涂装性 印刷性好；印刷性好；n 耐腐蚀性耐腐蚀性 焊接性好；焊接性好；n 材质均匀，加工性优良；材质均匀，加工性优良；n 可选择各种表面处理的调质度；可选择各种表面处理的调质度；n 作为食品容器对人体无

25、害。作为食品容器对人体无害。不锈钢不锈钢n不不锈锈钢钢具具有有良良好好的的耐耐腐腐蚀蚀性性(主主要要是是含含有有铬铬，也可加镍和钼来增加效果也可加镍和钼来增加效果)。钢材包装方式钢材包装方式三、对模具材料的要求三、对模具材料的要求n模模具具材材料料的的选选用用，不不仅仅关关系系到到模模具具的的使使用用寿寿命命，而且也直接影响到模具的制造成本。而且也直接影响到模具的制造成本。n要要求求模模具具材材料料具具有有足足够够的的强强度度、硬硬度度、耐耐磨磨性性，较较好好的的耐耐冲冲击击性性、耐耐疲疲劳劳性性，良良好好的的淬淬透透性性以以及易切削加工等性能，而且价格应尽量低廉。及易切削加工等性能，而且价格

26、应尽量低廉。四、常用模具材料四、常用模具材料n冲冲压压模模具具材材料料主主要要有有碳碳钢钢、合合金金钢钢、铸铸铁铁、铸铸钢、硬质合金等。钢、硬质合金等。n冲冲压压模模具具中中凸凸、凹凹模模等等工工作作零零件件所所用用的的材材料料主主要要是是模模具具钢钢，常常用用的的模模具具钢钢包包括括碳碳素素工工具具钢钢、合合金金工工具具钢钢、高高速速工工具具钢钢等等。某某模模具具厂厂常常用用的的模具材料有模具材料有SS41、SKD11、YK30、45等。等。n根根据据工工作作条条件件的的要要求求，有有些些模模具具零零件件需需要要进进行行热处理。热处理。SS41n低低碳碳机机械械构构造造用用钢钢。含含碳碳量量

27、为为0.30%，不不能能进进行行热热处处理理，硬硬度度不不高高；塑塑性性较较好好，强强度度较较低低，机机械械加加工工性性能能好好，可可以以满满足足模模具具中中非非成成形形模模板板的的性性能能要要求求。常常用用于于打打背背板板、托托板板、垫垫脚脚、模模座、垫板和夹板等受力不大的模板和零件。座、垫板和夹板等受力不大的模板和零件。SKD11(SLD)n冷冷作作模模具具合合金金工工具具钢钢，相相当当于于Cr12MoV。化化学学成成 分分 为为：1.45%1.7%C，11.012.5%Cr，0.40.6%Mo，0.150.3%V。高高碳碳保保证证获获得得过过饱饱和和的的马马氏氏体体，以以确确保保高高硬硬

28、度度、高高耐耐磨磨性性和和一一定定的的热热硬硬性性。铬铬可可以以极极大大地地增增加加钢钢的的耐耐磨磨性性能能，并并大大大大改改善善了了钢钢的的淬淬透透性性。钼钼和和钒钒不不仅仅增增加加回回火火的的稳稳定定性性，尚尚可可细细化化晶晶粒粒，改改善善碳碳化化物物不不均均匀匀性性，从从而而提提高高钢钢的的强强度度和和韧韧性性。适适用用于于受受力力较大的模具零件，如凸模、凹模等。较大的模具零件，如凸模、凹模等。YK30n碳碳素素工工具具钢钢，含含碳碳量量较较高高。YK30是是SK-3的的改改良良钢钢种种，具具有有较较SK-3更更佳佳的的强强韧韧性性和和硬硬化化能能，同同时时还还有有易易加加工工性性能能，

29、且且具具有有一一般般高高碳碳钢钢的的高高硬硬度度和和高高耐耐磨磨性性。其其化化学学成成分分为为：1.01.1%C，0.81.1%Mn，0.20.6%Cr。热热处处理理后后硬硬度度为为HRC50，用用于于局局部部受受力力较较大大的的模模板板(采采用用一一般般的的钢钢板板会会产产生生较较大大的的变变形形)，如如垫垫板板、夹夹板板、打板等。打板等。1.3 冲压设备冲压设备n一、常用冲压设备一、常用冲压设备n二、冲压设备的选择二、冲压设备的选择一、常用冲压设备一、常用冲压设备n常常用用冲冲压压设设备备的的名名称称、特特点点及及应应用用范范围围请请参参考考相关资料。相关资料。A、冲床、冲床B、冲床滑块和

30、工作台尺寸、冲床滑块和工作台尺寸C、冲床允许负荷曲线、冲床允许负荷曲线D、带有送料机构的冲床、带有送料机构的冲床E、夹模器、夹模器二、冲压设备的选择二、冲压设备的选择n冲冲压压设设备备的的选选择择是是冲冲压压工工艺艺设设计计中中的的一一项项重重要要内内容容。它它直直接接关关系系到到设设备备的的安安全全及及其其合合理理使使用用，并并对对产产品品质质量量、模模具具寿寿命命、生生产产效效率率和和生生产产成成本等都有重要的影响。本等都有重要的影响。n冲冲压压设设备备的的选选择择主主要要包包括括冲冲压压设设备备类类型型和和冲冲压压设备规格的选择两个方面。设备规格的选择两个方面。A、冲压设备类型的选择、冲

31、压设备类型的选择n冲冲压压设设备备类类型型的的选选择择主主要要与与冲冲压压的的工工序序性性质质、生生产产批批量量、工工件件的的几几何何尺尺寸寸及及精精度度要要求求等等因因素素有关。有关。B、冲压设备规格的选择、冲压设备规格的选择n冲冲压压设设备备规规格格的的选选择择主主要要与与冲冲压压力力、模模具具闭闭合合高度及其轮廓尺寸等因素有关。高度及其轮廓尺寸等因素有关。n冲冲压压设设备备规规格格主主要要是是指指冲冲床床的的公公称称压压力力、滑滑块块行行程程、滑滑块块行行程程次次数数、装装模模高高度度、工工作作台台面面尺尺寸以及滑块模柄孔尺寸等技术参数。寸以及滑块模柄孔尺寸等技术参数。1、公称压力、公称

32、压力n冲冲床床在在下下死死点点前前某某一一位位置置时时滑滑块块的的压压力力，称称为为冲床的公称压力。冲床的公称压力。n冲冲床床滑滑块块的的压压力力在在全全行行程程中中不不是是常常数数，而而是是随随着曲轴转角的变化而变化。着曲轴转角的变化而变化。n冲冲床床的的公公称称压压力力必必须须大大于于总总冲冲压压力力，并并且且冲冲压压力曲线必须在冲床允许负荷曲线以内。力曲线必须在冲床允许负荷曲线以内。n一一般般情情况况下下，冲冲床床的的公公称称压压力力应应不不小小于于总总冲冲压压力的力的1.3倍。倍。2、滑块行程、滑块行程n冲冲床床的的曲曲柄柄旋旋转转一一周周时时，滑滑块块从从上上死死点点到到下下死死点所

33、经过的距离，称为冲床的滑块行程。点所经过的距离，称为冲床的滑块行程。n滑滑块块行行程程必必须须满满足足冲冲压压工工艺艺要要求求，即即应应便便于于放放料和取件。料和取件。3、滑块行程次数、滑块行程次数n滑滑块块每每分分钟钟从从上上死死点点到到下下死死点点、再再回回到到上上死死点点所往复的次数，称为冲床的滑块行程次数。所往复的次数，称为冲床的滑块行程次数。n滑块行程次数越大，生产效率越高。滑块行程次数越大，生产效率越高。n滑块行程次数应符合材料的冲压变形规律要求。滑块行程次数应符合材料的冲压变形规律要求。4、装模高度、装模高度n滑滑块块在在下下死死点点时时，滑滑块块下下表表面面与与工工作作台台上上

34、表表面面的距离，称为冲床的装模高度。的距离，称为冲床的装模高度。n当当用用装装模模高高度度调调节节装装置置将将滑滑块块调调整整到到最最上上位位置置时时，装装模模高高度度达达到到最最大大值值，称称为为最最大大装装模模高高度度。当当用用装装模模高高度度调调节节装装置置将将滑滑块块调调整整到到最最下下位位置置时，装模高度达到最小值，称为最小装模高度。时，装模高度达到最小值，称为最小装模高度。n模具的闭合高度应与冲床的装模高度相适应。模具的闭合高度应与冲床的装模高度相适应。5、其它参数、其它参数n模模具具的的外外形形尺尺寸寸、模模柄柄尺尺寸寸等等应应分分别别与与冲冲床床的的工工作作台台面面尺尺寸寸、滑

35、滑块块模模柄柄孔孔尺尺寸寸等等技技术术参参数数相相适应。适应。第二章第二章 冲压模具典型结构冲压模具典型结构n2.1 冲压模具类型及其选择冲压模具类型及其选择n2.2 冲裁模典型结构冲裁模典型结构n2.3 弯曲模典型结构弯曲模典型结构n2.4 局部成形模典型结构局部成形模典型结构第二章第二章 冲压模具典型结构冲压模具典型结构2.1 冲压模具类型及其选择冲压模具类型及其选择n一、冲压模具分类一、冲压模具分类n二、冲压模具零件分类二、冲压模具零件分类n三、冲压模具类型选择三、冲压模具类型选择一、冲压模具分类一、冲压模具分类n(一一)根椐冲压工艺性质分类根椐冲压工艺性质分类n(二二)根椐有无导向装置

36、分类根椐有无导向装置分类n(三三)根椐冲压工序的组合程度分类根椐冲压工序的组合程度分类(一一)根椐冲压工艺性质分类根椐冲压工艺性质分类n1、冲冲裁裁模模 沿沿封封闭闭或或敞敞开开的的轮轮廓廓线线使使材材料料产产生生分分离离的的模模具具。冲冲裁裁模模又又可可分分为为落落料料模模、冲冲孔孔模模、切切边边模模等等等等，分分别别对对应应落落料料工工序序、冲冲孔孔工工序序、切边工序等等。切边工序等等。n2、弯弯曲曲模模 使使平平板板毛毛坯坯或或半半成成品品工工件件沿沿着着直直线线(弯弯曲曲线线)产产生生弯弯曲曲变变形形，从从而而获获得得一一定定形形状状和和角度的工件的模具。角度的工件的模具。(一一)根椐

37、冲压工艺性质分类根椐冲压工艺性质分类n3、拉拉深深模模 将将平平板板毛毛坯坯或或半半成成品品工工件件制制成成开开口口空心件的模具。空心件的模具。n4、成成形形模模 将将平平板板毛毛坯坯或或半半成成品品工工件件按按凸凸、凹凹模模的的形形状状直直接接复复制制成成形形，而而材材料料本本身身仅仅产产生生局局部塑性变形的模具。部塑性变形的模具。(二二)根椐有无导向装置分类根椐有无导向装置分类n1、无导向模、无导向模 上、下模之间无导向装置的模具。上、下模之间无导向装置的模具。n2、导导板板模模 利利用用导导板板对对凸凸模模进进行行导导向向的的模模具具，且导板兼起卸料板作用。且导板兼起卸料板作用。n3、导

38、导柱柱模模 上上、下下模模之之间间由由导导柱柱、导导套套进进行行导导向的模具。向的模具。(三三)根椐冲压工序的组合程度分类根椐冲压工序的组合程度分类n1、单单工工序序模模 在在压压力力机机的的一一次次行行程程中中，只只完完成成一道冲压工序的模具。一道冲压工序的模具。n2、复复合合模模 只只有有一一个个工工位位，在在压压力力机机的的一一次次行行程程中中，在在同同一一工工位位上上同同时时完完成成两两道道以以上上工工序序的的模具。模具。n3、连连续续模模 在在毛毛坯坯的的送送进进方方向向，具具有有两两个个或或更更多多的的工工位位，在在压压力力机机的的一一次次行行程程中中，在在不不同同工工位上逐次完成

39、两道或两道以上工序的模具。位上逐次完成两道或两道以上工序的模具。二、冲压模具零件分类二、冲压模具零件分类n由由于于冲冲压压模模具具结结构构的的复复杂杂程程度度不不同同，故故构构成成冲冲压压模模具具的的零零件件种种类类、数数量量也也各各有有差差异异。一一般般说说来，可分为六类：来，可分为六类：n1、工工作作零零件件 直直接接对对毛毛坯坯或或半半成成品品进进行行冲冲压压加加工的零件。工的零件。n2、定定位位零零件件 用用来来确确定定毛毛坯坯或或半半成成品品在在模模具具中中正确位置的零件。正确位置的零件。n3、导导向向零零件件 保保证证上上、下下模模或或凸凸、凹凹模模正正确确运运动的零件。动的零件。

40、二、冲压模具零件分类二、冲压模具零件分类n4、卸卸料料/压压料料零零件件 将将包包在在凸凸模模/凹凹模模上上的的废废料料或或半半成成品品工工件件卸卸下下来来的的零零件件称称为为卸卸料料零零件件；在在冲压时用于压住材料的零件称为压料零件。冲压时用于压住材料的零件称为压料零件。n5、连连接接与与固固定定零零件件 将将凸凸模模、凹凹模模及及其其他他零零件件连连接接固固定定在在上上、下下模模座座上上用用于于传传递递工工作作压压力力的的零件。零件。n6、其其他他零零件件 在在模模具具中中用用于于配配合合其其他他动动作作的的零零件。件。三、冲压模具类型选择三、冲压模具类型选择n选选择择冲冲压压模模具具类类

41、型型时时，必必须须综综合合考考虑虑冲冲压压件件的的质质量量要要求求、生生产产批批量量大大小小、冲冲压压加加工工成成本本及及冲冲压压设设备备情情况况、模模具具制制造造能能力力等等具具体体生生产产条条件件，再经过全面的分析和比较，才能最终确定。再经过全面的分析和比较，才能最终确定。2.2 冲裁模典型结构冲裁模典型结构n冲孔模冲孔模n复合模复合模n落料模落料模 冲孔模冲孔模冲孔模冲孔模冲孔模冲孔模編號模板代號模板名稱材質厚度編號模板代號模板名稱材質厚度1HP上托板SS41307SP上打板SLD202BB上墊腳SS41808DB下模板SLD303HH上模座SS41409CB下墊板YK30204BP上墊

42、板YK302010DD下模座SS41505PP上夾板SS412011CC下墊腳SS41906SB上打背板YK301812DH下托板SS4125复合模复合模复合模复合模复合模复合模編號模板代號模板名稱材質板厚編號模板代號模板名稱材質板厚1DH下托板SS41258UD上模板SKD11302CC下墊腳SS41809SB上打背板YK30103DD下模座SS415010PP上夾板SS41204DP下夾板YK302011BP上墊板YK30205DB下模板SKD113012HH上模座SS41406OP下脫料板(下打板)SKD111813BB上墊腳SS41807SP上脫料板(上打板)SKD111814HP上托

43、板SS41302.3 弯曲模典型结构弯曲模典型结构2.3 弯曲模典型结构弯曲模典型结构2.3 弯曲模典型结构弯曲模典型结构2.4 局部成型模典型结构局部成型模典型结构2.4 局部成型模典型结构局部成型模典型结构第三章第三章 冲压工艺设计冲压工艺设计n3.1 冲裁质量分析冲裁质量分析n3.2 弯曲质量分析弯曲质量分析n3.3 冲压工艺分析冲压工艺分析n3.4 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算n3.5 弯曲件展开尺寸计算弯曲件展开尺寸计算n3.6 排样排样n3.7 冲压力冲压力n3.8 压力中心压力中心n3.9 冲压工艺方案的制定冲压工艺方案的制定3.1 冲裁质量分析冲裁质量分析n一、冲裁变形

44、过程一、冲裁变形过程n二、冲裁断面特征二、冲裁断面特征n三、冲裁间隙三、冲裁间隙一、冲裁变形过程一、冲裁变形过程n冲冲裁裁时时材材料料的的变变形形虽虽然然是是在在一一瞬瞬间间完完成成的的，但但大大致致可可以以分分为为弹弹性性变变形形、塑塑性性变变形形和和断断裂裂分分离离三个阶段。三个阶段。n弹弹性性变变形形阶阶段段：凸凸模模施施加加压压力力，材材料料产产生生弹弹性性弯曲并略有挤入凹模刃口。弯曲并略有挤入凹模刃口。n塑塑性性变变形形阶阶段段：材材料料受受力力已已超超过过弹弹性性限限度度，这这时时凸凸模模挤挤入入材材料料，同同时时材材料料也也挤挤入入凹凹模模，由由于于材料反抗凸模及凹模的挤入，产生

45、弯矩材料反抗凸模及凹模的挤入，产生弯矩M。一、冲裁变形过程一、冲裁变形过程n断断裂裂分分离离阶阶段段：靠靠近近凹凹模模刃刃口口边边的的材材料料所所受受应应力力先先达达到到材材料料的的抗抗剪剪强强度度，凹凹模模刃刃口口边边的的材材料料发发生生裂裂纹纹，此此时时凸凸模模刃刃口口边边的的材材料料尚尚处处于于塑塑性性状状态态，凸凸模模继继续续挤挤入入材材料料。接接着着凸凸模模刃刃口口边边的的材材料料也也产产生生了了裂裂纹纹，当当凸凸模模与与凹凹模模间间隙隙合合适适时时，从从凸凸模模和和凹凹模模分分别别出出现现的的裂裂纹纹扩扩展展重重合合，从从而而使使冲冲裁裁件件与与材材料料分分离离。分分离离后后，凸凸

46、模模继继续续移移动动将冲裁件推入凹模。将冲裁件推入凹模。二、冲裁断面特征二、冲裁断面特征nA、断面特征、断面特征nB、影响因素、影响因素A、断面特征、断面特征n冲冲裁裁过过程程的的材材料料变变形形是是很很复复杂杂的的。由由于于其其中中的的复复杂杂应应力力与与应应变变，造造成成冲冲裁裁断断面面的的变变化化。所所有有普普通通冲冲裁裁断断面面都都带带有有明明显显的的区区域域性性特特征征，所所不不同同的的只只是是各各个个区区域域的的大大小小比比例例不不同同而而已已。普普通通冲冲裁裁断断面面由由塌塌角角带带、光光亮亮带带、断断裂裂带带和和毛毛刺刺区区四个区域组成。四个区域组成。B、影响因素、影响因素n随

47、随着着材材料料性性质质、厚厚度度、模模具具结结构构以以及及冲冲裁裁条条件件的的不不同同，冲冲裁裁断断面面的的四四个个区区域域的的大大小小和和比比例例也也不同。不同。三、冲裁间隙三、冲裁间隙n冲冲裁裁凸凸模模与与凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸之之差差称称为为冲冲裁裁间间隙隙，有单边间隙与双边间隙之分。有单边间隙与双边间隙之分。A、冲裁间隙对冲裁的影响、冲裁间隙对冲裁的影响n1、冲裁间隙对断面质量的影响、冲裁间隙对断面质量的影响n2、冲裁间隙对尺寸精度的影响、冲裁间隙对尺寸精度的影响n3、冲裁间隙对冲裁力的影响、冲裁间隙对冲裁力的影响n4、冲裁间隙对模具寿命的影响、冲裁间隙对模具寿命的影响1、冲裁间隙对

48、断面质量的影响、冲裁间隙对断面质量的影响n当当冲冲裁裁间间隙隙过过小小时时，断断面面上上形形成成第第二二光光亮亮带带，上端毛刺较大。上端毛刺较大。n当当冲冲裁裁间间隙隙过过大大时时，断断面面很很粗粗糙糙，毛毛刺刺和和锥锥度度也较大，光亮带变小。也较大，光亮带变小。n当当冲冲裁裁间间隙隙合合理理时时，断断面面光光亮亮带带较较大大，塌塌角角、毛刺和锥度较小，表面较平整。毛刺和锥度较小，表面较平整。2、冲裁间隙对尺寸精度的影响、冲裁间隙对尺寸精度的影响n当当间间隙隙较较大大时时，材材料料受受拉拉伸伸作作用用变变大大，冲冲裁裁完完毕毕后后，由由于于材材料料的的弹弹性性恢恢复复，冲冲件件尺尺寸寸向向实实

49、体体方方向向收收缩缩，即即落落料料件件的的外外形形尺尺寸寸小小于于凹凹模模尺尺寸寸，冲孔件的孔径大于凸模尺寸。冲孔件的孔径大于凸模尺寸。n当当间间隙隙较较小小时时，由由于于材材料料的的弹弹性性恢恢复复，落落料料件件的外形尺寸增大，冲孔件的孔径变小。的外形尺寸增大，冲孔件的孔径变小。n冲冲裁裁件件的的尺尺寸寸变变化化大大小小还还与与材材料料性性能能 厚厚度度 轧轧制制方方向向 冲冲裁裁件件形形状状、模模具具制制造造精精度度以以及及刃刃口口状状态等因素有关。态等因素有关。3、冲裁间隙对冲裁力的影响、冲裁间隙对冲裁力的影响n间间隙隙越越小小，冲冲裁裁力力越越大大，而而增增大大冲冲裁裁间间隙隙，则则可

50、以减小冲裁力。可以减小冲裁力。n当当间间隙隙合合理理时时，上上下下裂裂纹纹重重合合，最最大大剪剪切切力力较较小。小。n而而间间隙隙过过小小时时，材材料料所所受受力力矩矩和和拉拉应应力力减减小小，压压应应力力增增大大，材材料料不不易易产产生生撕撕裂裂，上上下下裂裂纹纹不不重合又产生二次剪切，使冲裁力增大。重合又产生二次剪切，使冲裁力增大。n间间隙隙较较大大时时，材材料料所所受受力力矩矩和和拉拉应应力力增增大大，材材料易于剪裂分离，故最大冲裁力有所减小。料易于剪裂分离，故最大冲裁力有所减小。4、冲裁间隙对模具寿命的影响、冲裁间隙对模具寿命的影响n在在冲冲裁裁过过程程中中，模模具具刃刃口口处处所所受