模具设计与制造全册配套完整教学课件.ppt

1、模具设计与制造全册模具设计与制造全册 配套完整教学课件配套完整教学课件 第第1 1章章 绪绪 论论 1.1 1.1 模具及模具制造技术概念模具及模具制造技术概念 1.2 1.2 模具分类及用途模具分类及用途 1.3 1.3 模具工业的地位与作用模具工业的地位与作用 1.41.4课程的性质、任务和要求课程的性质、任务和要求 模具设计与制造模具设计与制造 1.1 1.1 模具及模具制造技术概念模具及模具制造技术概念 模具设计与制造模具设计与制造 模具是工业产品生产用的工艺装备，主要 应用于制造业。 它是和冲压、锻造、铸造成形机械，以及 塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成形加工 用的成形机械相配套，

2、作为成形工具来使用的。 模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零 件的一种生产工具，也就是通常人们所说的模 子。 模具制造就是指在相应的制造装备和制造工 艺的条件下，直接对模具零件用材料进行加工， 以改变其形状、尺寸、相对位置和性质，使之成 为符合要求的零件，再将这些零件经配合、定位、 连接并固定装配成为模具的过程。 1.2 1.2 模具分类及用途模具分类及用途 模具设计与制造模具设计与制造 1.2.1 1.2.1 模具的分类模具的分类 模具的具体分类方法很多，按模具结构形式可 分为冲压模中的单工序模、复合模、级进模等，塑 料成型模具中的压缩模、注射模、挤出模等；按模 具使用对象可分为电工模具

3、，汽车模具，电视机模 具等；按模具材料可分为硬质合金模具和钢模等； 按加工工艺性质可分为冲压模中的冲孔模、落料模、 拉深模、弯曲模，塑料成型模具中的吸塑模、吹塑 模等。 模具类别 模具小类和品种 使用对象和成形工艺性质 金属板 材成形 模具 冲压模具 冲裁模(少、无废料冲模，整修模，光洁冲模，深孔冲模，精冲模 等)；单工序模(冲孔模，落料模，弯曲模，拉深模，成形模等)；复合冲 模；级进冲模(含传递模)；汽车覆盖件冲模；硅钢片冲模；硬质合金冲模； 微型冲件精密冲模 使用金属(黑色和有色金属)板材，通过冲裁模和精 冲模，或根据零件不同的生产批量、冲件精度，采用 单工序模、复合冲模或级进模等相应的工

4、艺方法，成 形加工为合格的冲件 非金属 材料制 品成型 模具 塑料成型模具 塑料注射模(立式、卧式、角式注射机用模具，无浇道模具，电视 机壳、录音机壳、洗衣机桶、汽车保险杠、录像(音)机盒注射模等)；压 缩模(含压胶模)；挤塑模(含传递模)；挤出模(异型材、管件、薄膜挤出模 )；发泡模(含低发泡模)；吹(吸)塑模具；塑封模；滚塑模等 使用热固性和热塑性的塑料，通过注射、压缩、 挤塑、挤出、发泡、吹塑和吸塑等成形加工为合格塑 件 塑件也具有板材和体积成形两种成形工艺 玻璃制品成型模具 注压成形模；吹吹法成形瓶罐；压吹法成形瓶罐；玻璃器皿模 具等 用于玻璃瓶、罐、盒、桶，以及工业产品零件 的成形加

5、工 橡胶制品成型模具 压胶模；挤胶模；注射模；橡胶轮胎模(整体和活络模)；“O”形 密封圈橡胶模等 汽车轮胎、“O”形密封圈及其它杂件，与硫 化机配套，成形加工为合格的橡胶零件 陶瓷模具 压缩模；注射模等 建筑用的陶瓷构件、陶瓷器皿及工业生产用陶 瓷零件的成形加工 金属体 积成型 模具 压铸模具 热压室压铸机用压铸模；冷压室压铸机用压铸模；铝合金压铸模； 铜合金压铸模；锌合金压铸模；黑色金属压铸模等 金属零件产品如汽车、汽油机缸体，变速箱体 等有色金属零件(锌、铝、铜)，通过注入模具型腔的 液态金属，加压成形 锻造成型模具 压力机用锻模；摩擦压力机用锻模；平锻机用锻模；辊锻机用锻模； 高速锤机

6、用锻模；开(闭)式锻模 校正模；压印模；切边模；冲孔模；精锻模；多向锻模；胎模；闭 塞锻模 冷镦模；挤压模；拉丝模等 采用有色、黑色金属的块料或棒材、丝材，经 锻、镦、挤、拉等工艺成形加工成合格零件、毛坯和 丝材 粉末冶金成型模具 成形压模：实体单向、双向手动压模，手动实体浮动压模；机动大 截面实体浮动压模，机动极掌单向压模，套类单向、双向、浮动压模 整形模：手动和机动模，径向模，带外台阶套类全整形模，带球面 件模 无台阶实体件自动整形模，轴套拉杆式半自动整形模，轴套通过式 自动整形模，轴套全整形自动模，带外台阶与外球面轴套自动全整形模 等 主要用于铜基、铁基粉末制品的压制成形。包 括机械零件

7、，电器元件(如触头等)，磁性零件，工具 材料，易热零件，核燃料制件的粉末压制成形 铸造金属型模 易熔型芯用金属型模；低压铸造用金属型模；金属浇注用金属型模 等 液态金属或石蜡等易熔材料，经注入模具型腔 成形为金属零件毛坯、铸造用型芯、工艺品等 通用模具与经济模具 组合冲模；薄板冲模；叠层模具；快换冲模；环氧树脂模；低熔点 合金模等 适用于产品试制，多品种、少批量生产 1.2.2 1.2.2 模具的应用模具的应用 由表1-1可见，每一类、每一种模具都有其特 定的用途和使用方法及与其相配套的成形加工机床 和设备。 模具的功能和应用与模具类别、品种有着密切 的关系。因为模具和产品零件的形状、尺寸大小

8、、 精度、材料、材料形式、表面状态、质量和生产批 量等，都需相符合，要满足零件要求的技术条件， 即每一个产品零件相对应的生产用模具，只能是一 副或一套特定的模具。为适应模具不同的功能和用 途，需要进行创造性设计，造成模具结构形式多变， 从而产生了不同的模具类别和繁多的品种，并具有 单件生产的特征。 1.3 1.3 模具工业的地位与作用模具工业的地位与作用 模具设计与制造模具设计与制造 模具工业在我国国民经济中的重要地位和作用表现 在以下几个方面： 第一 模具工业是高新技术产业的一个组成部分。 第二 模具工业又是高新技术产业化的重要领域，用信息 技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具

9、工业技术进步的关键环节。 第三 模具工业是装备工业的一个组成部分。 第四 国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石 化、建筑，都要求模具工业的 发展与之相适应。 1.41.4课程的性质、任务和要求课程的性质、任务和要求 模具设计与制造模具设计与制造 1 1课程的性质和任务课程的性质和任务 模具设计与制造是机械类非模具专业 的一门专业基础课程，又是一门基于以往 已学众多课程而综合应用的课程。不要求 讲授过的理论，重在应用。不要求讲授过 细，重在讲述概念和难点，启发学生思考 和归纳。它是将模具设计的有关基本理论、 基本知识与实际应用紧密结合的一门课程， 旨在培养学生掌握模具零件加工方法及模 具装

10、配的基本知识，了解现代模具技术的 发展动向，初步形成应用现代模具制造技 术解决生产实际问题的能力。 2 2课程的基本要求课程的基本要求 （1）了解冷冲压与塑料模具设计相关的基础知识； （2）理解和掌握冷冲压模具的设计方法； （3）理解和掌握塑料成型模具的设计过程方法； （4）掌握模具零件的机械加工和特种加工过程； （5）掌握模具的装配要求及方法、模具选材的基 本要求、模具工艺编制的一般方法。 本课程的实践性、综合性很强，在学习时应理论 联系实际，通过实践性环节(如工厂参 观、课程设计)加深对内容的理解和掌握，从而提 高分析和解决工程实际问题的能力。 第二章第二章 冷冲压工艺基础冷冲压工艺基础

11、2 21 1 冷冲压的特点和应用冷冲压的特点和应用 2 2.2 .2 冷冲压基本工序冷冲压基本工序 2 23 3 冷冲压件常用材料冷冲压件常用材料 2 24 4 冷冲压设备冷冲压设备 习题习题 模具设计与制造模具设计与制造 2 21 1 冷冲压的特点和应用冷冲压的特点和应用 模具设计与制造模具设计与制造 1冷冲压术语 冷冲压： 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 冲压冲压利用安装在压力机上的利用安装在压力机上的 模具对材料施加压力，使其产生模具对材料施加压力，使其产生分离分离 或或塑性变形塑性变形，从而获得一定形状、尺，从而获得一定形状、尺 寸和性能的零件加工方法。因为通常寸和性能的零件

12、加工方法。因为通常 在室温下进行加工，所以称为冷冲压。在室温下进行加工，所以称为冷冲压。 2 2冷冲压特点冷冲压特点 ( (1 1) )冷冲压是少冷冲压是少、无切屑的高效加工方法无切屑的高效加工方法，材料材料 废料少废料少，利用率高利用率高 ( (2 2) )冷冲压零件在形状和尺寸精度方面互换性较冷冲压零件在形状和尺寸精度方面互换性较 好好，可以满足一般装配和使用要求可以满足一般装配和使用要求 ( (3 3) )冷冲压零件经过塑性变形冷冲压零件经过塑性变形，金属内部组织得金属内部组织得 到改善到改善，机械强度有所提高机械强度有所提高 ( (4 4) )冷冲压操作简单冷冲压操作简单，易于实现机械

13、化和自动化易于实现机械化和自动化， 生产效率高生产效率高 ( (5 5) )后续加工方便后续加工方便 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 冲床冲床 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 3 3冷冲压应用示例冷冲压应用示例 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 板料板料 拉深模拉深模 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 摩托车油箱内胆摩托车油箱内胆 切边模切边模 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 检验检

14、验 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 摩托车油箱内胆摩托车油箱内胆 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 2 2. .2 2 冷冲压基本工序冷冲压基本工序 模具设计与制造模具设计与制造 1 1分离工序分离工序 该道冲压工序完成后该道冲压工序完成后，材料变形部分的应力达到了材料变形部分的应力达到了 该材料破坏应力该材料破坏应力 b b的数值 的数值，造成材料造成材料断裂断裂而而分离分离。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 剪裁剪裁 用剪刀或模具切断板材，切断线不封闭用剪刀或模具切断板材，切断线

15、不封闭 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 落料落料 用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件，用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件， 其余部分为废料其余部分为废料 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 冲孔冲孔 用模具沿封闭线冲切板材，冲下的部分是废料用模具沿封闭线冲切板材，冲下的部分是废料 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 切口切口 在坯料上将板材部分切开，切口部分发生弯曲在坯料上将板材部分切开，切口部分发生弯曲。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 剖切剖切 将半成品切开成两个或几个工件，常用于成双将半成品切开成两个或几个工件，常用于成双 冲压冲压。 江苏农林

16、职业技术学院江苏农林职业技术学院 切边切边 将拉深或成形后的半成品边缘部分的多余材料将拉深或成形后的半成品边缘部分的多余材料 切掉切掉 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 切边模切边模 2 2成形工序成形工序 成形工序是指坯料在成形工序是指坯料在不破裂不破裂的条件下产生的条件下产生 塑性变形而塑性变形而获得一定形状和尺寸获得一定形状和尺寸的冲压件的工序的冲压件的工序 该道冲压工序完成后该道冲压工序完成后，材料变形部分的应力超过材料变形部分的应力超过 了该材料屈服应力了该材料屈服应力s s的数值但未达到破坏应力的数值但未达到破坏应力b b 的数值的数值，从而使材料产生塑性变形从而使材料产生

17、塑性变形，并且改变了并且改变了 材料原有的形状和尺寸材料原有的形状和尺寸。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 弯曲弯曲 将毛坯或半成品制件沿弯曲线弯成一定角度和将毛坯或半成品制件沿弯曲线弯成一定角度和 形状形状. . 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 卷边卷边 把板料端部弯曲成接近封闭圆筒把板料端部弯曲成接近封闭圆筒 。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 扭曲扭曲 将平板毛坯的一部分相对于另一部分扭转一个将平板毛坯的一部分相对于另一部分扭转一个 角度角度 江苏农林职业技术学院江苏农林职业

18、技术学院 拉深拉深 将板料毛坯压制成空心工件，壁厚基本不变将板料毛坯压制成空心工件，壁厚基本不变 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 变薄拉深变薄拉深 用减小壁厚、增加工件高度的方法来改变空心用减小壁厚、增加工件高度的方法来改变空心 件的尺寸，得到要求的底厚、壁薄的工件件的尺寸，得到要求的底厚、壁薄的工件 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 孔的翻边孔的翻边 将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 外缘翻边外缘翻边 将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘。 江苏农林职业技

19、术学院江苏农林职业技术学院 缩口缩口 使空心毛坯或管状毛坯端部的径向尺寸缩小。使空心毛坯或管状毛坯端部的径向尺寸缩小。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 扩口扩口 将空心件的口部扩大，常用于管子将空心件的口部扩大，常用于管子。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 起伏起伏 将空心件的口部扩大，常用于管子将空心件的口部扩大，常用于管子。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 卷边卷边 将空心件的边缘卷成一定的形状将空心件的边缘卷成一定的形状。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 胀形胀形 使空心毛坯内部在双向拉应力作用下，产生塑使空心毛坯内部在双向拉应力作用下，产生塑 性

20、变形，取得凸肚形制件。性变形，取得凸肚形制件。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 旋压旋压 利用擀棒或滚轮将板料毛坯擀压成一定形状利用擀棒或滚轮将板料毛坯擀压成一定形状 ( (分为变薄与不变薄两种分为变薄与不变薄两种) ) 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 成形成形 使板料发生局部的塑性变形，按凸模与凹模的使板料发生局部的塑性变形，按凸模与凹模的 形状直接复制成形。形状直接复制成形。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 整形整形 校正制件成准确的形状和尺寸。校正制件成准确的形状和尺寸。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 校平校平 将毛坯或工件不平的面或弯曲予以压平

21、将毛坯或工件不平的面或弯曲予以压平。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 压印压印 改变工件厚度，在表面上压出文字或花纹改变工件厚度，在表面上压出文字或花纹 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 拉深模拉深模 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 检验检验 2 23 3 冷冲压件常用材料冷冲压件常用材料 2 2. .3 3. .1 1、冷冲压件所用材料的要求冷冲压件所用材料的要求 ( (1 1) ) 有较高的延伸率或断面收缩率有较高的延伸率或断面收缩率，低的屈服低的屈服 点和高的强度极限点和高的强度极限。 ( (2 2) ) 表面应光洁表面应光洁、平整平整，无损伤无损伤、无缺陷无

22、缺陷。 ( (3 3) ) 材料的厚度公差应该符合国家标准材料的厚度公差应该符合国家标准。 （4 4）材料应对机械结合及后续加工材料应对机械结合及后续加工。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 二二、常用冷冲压材料常用冷冲压材料 常用冷冲压材料主要有常用冷冲压材料主要有金属材料金属材料和和非金属材料非金属材料 两类两类。 冷冲压用材料大部分是各种规格的板料冷冲压用材料大部分是各种规格的板料、带料带料、 条料条料、块料等块料等。 金属材料又以板料和卷料为主金属材料又以板料和卷料为主，另外还有块料另外还有块料。 1 1黑色金属板料黑色金属板料 常用的黑色金属板料主要有普通碳素钢常用的黑色金属

23、板料主要有普通碳素钢、优质优质 碳素钢碳素钢、合金结构钢合金结构钢、碳素工具钢碳素工具钢、电工硅钢电工硅钢 和不锈钢等和不锈钢等。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 ( (1 1) )技术指标技术指标 轧制精度：轧制精度：A A、B B、C C三级三级。 表面质量：表面质量：I I、三组三组。 拉深级别：拉深级别：ZSZS、S S、P P三级三级。 ( (2 2) )钢板标记示例钢板标记示例 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 2 2有色金属板料或卷料有色金属板料或卷料 常用的有色金属板料或卷料主要有铜板常用的有色金属板料或卷料主要有铜板( (或铜或铜 带带) )、黄铜板和铝板黄

24、铜板和铝板( (或铝带或铝带) )。 3 3非金属材料非金属材料 冷冲压用的非金属材料主要有纸板冷冲压用的非金属材料主要有纸板、胶木板胶木板、 橡胶板橡胶板、塑料板塑料板、纤维板以及皮革等纤维板以及皮革等。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 检验检验 2 24 4 冷冲压设备冷冲压设备 压力机按压力机按产生于传递压力的机理产生于传递压力的机理分：液压机分：液压机、 气动压力机气动压力机、电磁压力机电磁压力机。 冷冲压压力机主要有：曲柄压力机冷冲压压力机主要有：曲柄压力机、摩擦压力摩擦压力 机和电磁压力机机和电磁压力机、油压机等油压机等 其中曲柄

25、压力机其中曲柄压力机、摩擦压力机属于机械压力机摩擦压力机属于机械压力机， 又以曲柄压力机最为常用又以曲柄压力机最为常用。 按按自动化程度自动化程度分：普通压力机分：普通压力机、数控数控( (CNC)CNC)压力压力 机机、自动压力机等自动压力机等。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 1电动机；电动机；2皮带；皮带；3飞轮；飞轮；4离合器；离合器；5曲轴；曲轴；6连杆；连杆；7滑块；滑块； 8工作台垫板；工作台垫板；9工作台；工作台；10制动器；制动器；11机身；机身；12机座机座 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江

26、苏农林职业技术学院 一一、压力机的工作原压力机的工作原 理理 1 1曲柄压力机曲柄压力机 （1 1）基本组成基本组成 支承部件支承部件（床身床身）： 床身上固定有工作台床身上固定有工作台， 用于安装固定冲模的用于安装固定冲模的 下模；下模； 工作机构工作机构：由：由偏心轴偏心轴 （曲柄曲柄） 、连杆连杆、滑滑 块组成块组成，冲模的上模冲模的上模 就固定在滑块上就固定在滑块上。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 操纵系统：操纵系统：由离合器由离合器、 制动器组成；制动器组成； 传动系统：传动系统：带传动带传动、 齿轮传动；齿轮传动； 能源系统：能源系统：电动机电动机、 飞轮；飞轮； 另外

27、还有润滑系统另外还有润滑系统、 保险装置保险装置、计数装置计数装置、 气垫等辅助装置气垫等辅助装置。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 （2 2）调节机构调节机构 行程调节机构行程调节机构 转动偏心套可改变偏心套中心与主轴中心的距转动偏心套可改变偏心套中心与主轴中心的距 离离，从而调节滑块行程从而调节滑块行程。 连杆长度调节连杆长度调节 手动和机动两种手动和机动两种。 打料装置打料装置 压边装置压边装置 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 2 2摩擦压力机摩擦压力机 摩擦压力机是利用螺杆与螺母的相对运动的原摩擦压力机是利用螺杆与螺母的相对运动的原 理工作的理工作的，具有结构简单具

28、有结构简单、制造容易制造容易、维修方维修方 便便、生产成本低等特点生产成本低等特点。 缺点是飞轮轮缘磨损大缺点是飞轮轮缘磨损大，生产效率较低生产效率较低，精度精度 较低较低。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 二二、压力机的选用压力机的选用 1 1主要技术参数主要技术参数 （1 1）标称压力标称压力（公称压力公称压力） 滑块离下止点前一位置或曲柄旋转到离下止点前滑块离下止点前一位置或曲柄旋转到离下止点前 一角度时一角度时，滑块上所能承受的最大压力滑块上所能承受的最大压力，是压力是压力 机的主参数机的主参数。 该角度称为压力机的标称压力角该角度称为压力机的标称压力角，一般为一般为2020

29、 3030。 我国压力机的标称压力已经系列化了我国压力机的标称压力已经系列化了。如如6363kNkN、 100100kNkN、160160kNkN、250250kNkN、400400kNkN、800800kNkN、12501250kNkN、 16001600 kNkN等等。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 公称压力公称压力Fg是指滑块滑动至下止点前某一是指滑块滑动至下止点前某一 特定距离特定距离Sg，或曲柄旋转到离下止点前某一特，或曲柄旋转到离下止点前某一特 定角度定角度时，滑块上所容许承受的最大作用力。时，滑块上所容许承受的最大作用力。 此处的特定距离称为公称压力行程、此时的特定此

30、处的特定距离称为公称压力行程、此时的特定 角度称为公称压力角、额定压力角或名义压力角角度称为公称压力角、额定压力角或名义压力角 。 例如，例如，J31-315压力机的公称压力为压力机的公称压力为3150KN， 是指滑块离下止点前是指滑块离下止点前10.5mm（相当于公称压力（相当于公称压力 角为角为20）时，滑块上所允许承受的最大作用力）时，滑块上所允许承受的最大作用力 。 一般曲柄压力机产生公称压力的行程仅为压一般曲柄压力机产生公称压力的行程仅为压 力行程的力行程的5%-7%，按我国原第一机械工业部的标，按我国原第一机械工业部的标 准规定：开式压力机的公称压力行程为准规定：开式压力机的公称压

31、力行程为3-15mm ，闭式压力机的公称压力行程为，闭式压力机的公称压力行程为13mm。而在行。而在行 程的中间点，压力机仅为公称压力的程的中间点，压力机仅为公称压力的40%-50% 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 （2 2）滑块行程滑块行程 滑块从上止点运动到下止点所经过的距离滑块从上止点运动到下止点所经过的距离，一一 般为曲柄半径的两倍般为曲柄半径的两倍。 （3 3）闭合高度闭合高度 滑块位于下止点位置时滑块位于下止点位置时，滑块下端面到工作台滑块下端面到工作台 上表面之间的距离上表面之间的距离。 （4 4）滑块行程次数滑块行程次数 （5 5）工作台台面尺寸工作台台面尺寸 （6

32、6）模柄孔尺寸模柄孔尺寸 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 2 2压力机规格的确定原则压力机规格的确定原则 ( (1 1) )压力机的公称压力必须大于冲压工序所需的压力机的公称压力必须大于冲压工序所需的 压力压力，同时在冲床的全部行程中同时在冲床的全部行程中，滑块的作用滑块的作用 力都不能超出冲床的允许压力与行程关系曲线力都不能超出冲床的允许压力与行程关系曲线 的范围的范围。 ( (2 2) )压力机滑块行程应满足制件的取出与毛坯的压力机滑块行程应满足制件的取出与毛坯的 安放安放。 ( (3 3) )压力机的行程次数应符合生产率和材料的变压力机的行程次数应符合生产率和材料的变 形速度的

33、要求形速度的要求。 ( (4 4) )工作台面尺寸必须保证模具能正确安装到台工作台面尺寸必须保证模具能正确安装到台 面上面上，每边一般应大于模具底座每边一般应大于模具底座50507070mmmm，工工 作台底孔尺寸一般应大于工件或废料尺寸作台底孔尺寸一般应大于工件或废料尺寸，以以 便于工件或废料从中通过便于工件或废料从中通过。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 ( (5 5) )模柄孔的尺寸与滑块的配合尺寸应相适应模柄孔的尺寸与滑块的配合尺寸应相适应。 (6)(6)曲柄压力机的闭合高度与模具的闭合高度曲柄压力机的闭合高度与模具的闭合高度 ( (模具闭合时上模的上端面到下模的下端面之间模

34、具闭合时上模的上端面到下模的下端面之间 的距离的距离) )应满足要求。应满足要求。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 压力机许用负荷曲线与冲压力曲线压力机许用负荷曲线与冲压力曲线 1 1冲裁实际压力曲线；冲裁实际压力曲线；2 2弯曲实际压力曲线；弯曲实际压力曲线；3 3拉深实际压力曲线拉深实际压力曲线 a a、b b分别为两种不同型号压力机的许用负荷曲线分别为两种不同型号压力机的许用负荷曲线 习题习题 1 1什么是冷冲压成形？冷冲压成形加工有什什么是冷冲压成形？冷冲压成形加工有什 么特点？么特点？ 2 2冷冲压工艺方法如何分类？各自的变形特冷冲

35、压工艺方法如何分类？各自的变形特 点是什么？点是什么？ 3 3对冷冲压所用的材料有哪些基本要求？常对冷冲压所用的材料有哪些基本要求？常 用的材料有哪些？用的材料有哪些？ 4 4请说明标号为请说明标号为 5 5曲柄压力机常用的技术参数有哪些？曲柄压力机常用的技术参数有哪些？ 6 6什么是压力机的闭合高度？什么是压力什么是压力机的闭合高度？什么是压力 机的装模高度？什么是模具闭合高度？模具机的装模高度？什么是模具闭合高度？模具 闭合高度与压力机装模高度之间的关系是什闭合高度与压力机装模高度之间的关系是什 么？么？ 7 7如何选择压力机？如何选择压力机？ 第第3 3章章 冲裁工艺及冲裁模设计冲裁工艺

36、及冲裁模设计 3.1 3.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析 3.2 3.2 冲裁工艺计算冲裁工艺计算 3.3 3.3 冲裁件的排样冲裁件的排样 3.4 3.4 冲裁模零部件结构设计冲裁模零部件结构设计 3.5 3.5 典型冲裁模结构分析典型冲裁模结构分析 3.6 3.6 冲裁模设计步骤及实例冲裁模设计步骤及实例 习题习题 模具设计与制造模具设计与制造 3.1 3.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析 模具设计与制造模具设计与制造 3.1.1 概述概述 冲裁冲裁：使板料分离的冲压工艺：使板料分离的冲压工艺 （如：切断、落料、冲孔、切边、切口、（如：切断、落料、冲孔、切边、切口、 剖切等）剖切等） 冲裁是冲压

37、工艺的最基本工序之一，在冲裁是冲压工艺的最基本工序之一，在 冲裁工艺中，以落料、冲孔应用最多。冲裁工艺中，以落料、冲孔应用最多。 （a）弹性变形阶段；（）弹性变形阶段；（b）塑性变形阶段；（）塑性变形阶段；（c）、（）、（d）、（）、（e）、断裂分离阶段）、断裂分离阶段 3.1.2 冲裁过程分析冲裁过程分析 3.1.3 冲裁断面质量分析冲裁断面质量分析 冲裁断面特征冲裁断面特征 1圆角带；圆角带；2光亮带；光亮带；3断裂带；断裂带；4毛刺区毛刺区 3 3. .2 2 冲裁工艺计算冲裁工艺计算 模具设计与制造模具设计与制造 冲裁间隙一般是指冲裁间隙一般是指双边间隙双边间隙。Z值可为正，也值可为正

38、，也 可为负，但在普通冲裁中，均为可为负，但在普通冲裁中，均为正值正值。 江苏农林职业技术学院江苏农林职业技术学院 1 冲裁间隙对冲裁冲裁件的影响冲裁间隙对冲裁冲裁件的影响 1）对冲裁断面的质量的影响）对冲裁断面的质量的影响 当间隙过小时，分别由凸、凹模产生的上、下当间隙过小时，分别由凸、凹模产生的上、下 裂纹不重合，在两条裂纹之间的材料将被第二次剪裂纹不重合，在两条裂纹之间的材料将被第二次剪 切。当上裂纹压入凹模时，受到凹模壁的挤压，产切。当上裂纹压入凹模时，受到凹模壁的挤压，产 生第二光面，同时部分材料被挤出，在表面形成薄生第二光面，同时部分材料被挤出，在表面形成薄 而高的毛刺而高的毛刺

39、当凸、凹模间隙合理时，凸、凹模当凸、凹模间隙合理时，凸、凹模 刃口附近所产生的裂纹在冲裁过程中能刃口附近所产生的裂纹在冲裁过程中能 会合，此时尽管断面与材料表面不垂直，会合，此时尽管断面与材料表面不垂直， 但还是比较平直、光滑、毛刺较小，制但还是比较平直、光滑、毛刺较小，制 件的断面质量较好件的断面质量较好 当间隙过大时，凸、凹模附近产生的当间隙过大时，凸、凹模附近产生的 裂纹也不重合，向内错开了一段距离，裂纹也不重合，向内错开了一段距离， 于是毛面变宽，光面变窄，塌角与斜度于是毛面变宽，光面变窄，塌角与斜度 增大，形成厚而大的毛刺。增大，形成厚而大的毛刺。 2）间隙对尺寸精度的影响）间隙对尺

40、寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件光亮带光亮带 的实际尺寸与基本尺寸的差值。的实际尺寸与基本尺寸的差值。差值越小，差值越小， 则精度越高则精度越高。当冲裁间隙适当时，在冲裁。当冲裁间隙适当时，在冲裁 过程中，板料的变形区在剪切作用下被分过程中，板料的变形区在剪切作用下被分 离，使离，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲孔落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲孔 件尺寸等于凸模的尺寸件尺寸等于凸模的尺寸。 3.2.3 冲压力计算冲压力计算 1. 冲裁力计算冲裁力计算 冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模 具所必须的数据。在冲裁过程中

41、，冲裁力的大小是具所必须的数据。在冲裁过程中，冲裁力的大小是 不断变化的，如图不断变化的，如图3-7所示。图中所示。图中AB段为弹性变形阶段为弹性变形阶 段，板料上的冲裁力随凸模的下压直线增加；段，板料上的冲裁力随凸模的下压直线增加；BC段段 为塑性变形阶段；为塑性变形阶段；C点为冲裁力的最大值。若凸模再点为冲裁力的最大值。若凸模再 下压，材料内部产生裂纹并迅速扩张，冲裁力下降，下压，材料内部产生裂纹并迅速扩张，冲裁力下降， 所以所以CD是断裂阶段；到达是断裂阶段；到达D点，上下裂纹重合，板点，上下裂纹重合，板 料已经分离；料已经分离；DE所用的压力，仅是克服摩擦阻力，所用的压力，仅是克服摩擦

42、阻力， 推出已分离的板料。推出已分离的板料。 2. 降低冲裁力的措施降低冲裁力的措施 （1）斜刃冲裁法）斜刃冲裁法 （2）阶梯凸模冲裁法）阶梯凸模冲裁法 （3）加热冲裁法）加热冲裁法 3. 卸料力、推件力、顶件力计算卸料力、推件力、顶件力计算 式中：式中：F 冲裁力（冲裁力（N）；）； F卸卸卸料力系数，其值为卸料力系数，其值为0.020.06（薄料取大值，厚料取小值）；（薄料取大值，厚料取小值）； F推推推件力系数，其值为推件力系数，其值为0.030.07（薄料取大值，厚料取小值）；（薄料取大值，厚料取小值）； F顶顶顶件力系数，其值为顶件力系数，其值为0.040.08（薄料取大值，厚料取小

43、值）；（薄料取大值，厚料取小值）； n堵塞在凹模孔口内的冲件数。堵塞在凹模孔口内的冲件数。 4. 压力机所需总冲压力计算压力机所需总冲压力计算 冲裁时，压力机的标称压力必须冲裁时，压力机的标称压力必须 大于或等于冲压力大于或等于冲压力 ， 为冲裁力和与为冲裁力和与 冲裁力同时发生的卸料力、推件力或冲裁力同时发生的卸料力、推件力或 顶件力的总和。根据不同的模具结构，顶件力的总和。根据不同的模具结构， 总冲压力应分别计算。总冲压力应分别计算。 当模具结构采用弹性卸料装置和下出当模具结构采用弹性卸料装置和下出 件方式时：件方式时： 当模具结构采用弹性卸料装置和上出当模具结构采用弹性卸料装置和上出 件

44、方式时：件方式时： 当模具结构采用刚性卸料装置和下出当模具结构采用刚性卸料装置和下出 件方式时：件方式时： 2. 冲裁间隙对冲裁力的影响冲裁间隙对冲裁力的影响 试验证明，随间隙的增大冲裁力有一试验证明，随间隙的增大冲裁力有一 定程度的降低，但当单边间隙介于材料厚定程度的降低，但当单边间隙介于材料厚 度的度的5%20%范围内时冲裁力的降低不超范围内时冲裁力的降低不超 过过5%10%。因此，在正常情况下，间隙。因此，在正常情况下，间隙 对冲裁力的影响不大。对冲裁力的影响不大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显间隙对卸料力、推件力的影响比较显 著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减著。随间隙增大，卸料

45、力和推件力都将减 小。一般当单边间隙增大到材料厚度的小。一般当单边间隙增大到材料厚度的 15%25%时，卸料力几乎降到零。但间时，卸料力几乎降到零。但间 隙继续增大会使毛刺增大，又将引起卸料隙继续增大会使毛刺增大，又将引起卸料 力、顶件力的迅速增大。力、顶件力的迅速增大。 3. 冲裁间隙对模具寿命的影响冲裁间隙对模具寿命的影响 凸、凹模磨钝后，冲裁件上就会凸、凹模磨钝后，冲裁件上就会 出现不正常的毛刺，出现不正常的毛刺，凸模凸模刃口磨钝时，刃口磨钝时， 在在落料件落料件边缘产生毛刺；边缘产生毛刺；凹模凹模刃口磨刃口磨 钝时，在钝时，在冲孔件冲孔件的孔口边缘产生毛刺。的孔口边缘产生毛刺。 此时必

46、须修磨凸、凹模的刃口。此时必须修磨凸、凹模的刃口。 为了减少凸、凹模的磨损，延长为了减少凸、凹模的磨损，延长 模具使用寿命，在保证冲裁件质量的模具使用寿命，在保证冲裁件质量的 前提下适当采用较大的间隙值。若采前提下适当采用较大的间隙值。若采 用小间隙，就必须提高模具硬度、精用小间隙，就必须提高模具硬度、精 度，减小模具粗糙度值，良好润滑，度，减小模具粗糙度值，良好润滑， 以减小磨损。以减小磨损。 4冲裁间隙值的确定冲裁间隙值的确定 间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿 命等都有很大的影响，主要根据冲裁件命等都有很大的影响，主要根据冲裁件 断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个 因素综合考虑，给间隙规定一个范围值，因素综合考虑，给间隙规定一个范围值， 这个间隙范围就称为合理间隙。这个间隙范围就称为合理间隙。 这个范围的最小值称为最小合理间隙这个范围的最小值称为最小合理间隙 Zmin，最大值称为最大合理间隙，最大值称为最大合理间隙Zmax。考。考 虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，虑到在生产过程中的磨损使间隙变大， 故设计与制造新模具时应采用最小合理故设计与制造新模具时应采用最小合理 间隙间隙Zmin。 材料厚度 /mm 08、10、35、Q295、Q235A Q345 40、50 6