冷冲压模具设计

冷冲压模具设计第1页，共43页，2023年，2月20日，星期一课程情况总体简介总学时：96课程性质：冷冲压模具设计课程是专业的一门主干专业技术课，是一门实践性、综合性很强的课程。课程任务：通过学习，能够准确完成模具结构的识图与分析工作；能够独立完成典型冲件（包括冲裁件、弯曲件、拉深件）的工艺分析与方案制定工作；能够独立完成简单冲件的模具设计工作并绘制相关图纸。冷冲压模具设计第2页，共43页，2023年，2月20日，星期一总目录第一章冷冲压概述第二章冲裁模设计与实例分析第三章弯曲模设计与实例分析第四章拉深模设计与实例分析第五章成形工艺与成形模设计冷冲压模具设计第3页，共43页，2023年，2月20日，星期一模块一冷冲压概述包职院模具教研室冷冲压概述第4页，共43页，2023年，2月20日，星期一学习项目一冷冲压基本概念一、冲压加工概况

1.冷冲压概念冷冲压：室温下压力机模具材料分离或塑性变形。冷冲压概述第5页，共43页，2023年，2月20日，星期一

1.冷冲压概念（续）

加工对象：主要金属板材

加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）

加工设备：主要是压力机

加工工艺装备：冲压模具

冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。冷冲压概述第6页，共43页，2023年，2月20日，星期一1.冷冲压概念（续）冲压生产三要素合理的冲压工艺先进的模具高效的冲压设备冷冲压概述第7页，共43页，2023年，2月20日，星期一

2.冷冲压加工的特点优点：低耗、高效、低成本“一模一样”、质量稳定、互换性好可加工薄壁、复杂零件对工人的技术要求较低缺点：噪音大安全性较差应用：冲压适于批量生产

日常冲压产品、高科技冲压产品冷冲压概述第8页，共43页，2023年，2月20日，星期一二、冲压工序的分类根据材料的变形特点：分离工序、成形工序分离工序：是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法。主要包括落料、冲孔、分离等。

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成形工序：是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而获得的具有一定形状和尺寸的冲件的加工方法。主要有弯曲、拉深、翻边等。冷冲压概述第10页，共43页，2023年，2月20日，星期一三、冲模

1.冲模的分类（1）根据工艺性质分冲裁模、弯曲模、拉深模（2）根据工序的组合程度分

简单模：单工序、单工位

级进模：多工序、多工位

复合模：多工序、单工位冷冲压概述第11页，共43页，2023年，2月20日，星期一以垫圈的生产为例用单工序模生产：用级进模生产：用复合模生产：冷冲压概述第12页，共43页，2023年，2月20日，星期一2.模具组成零件1-下模座2-螺钉3-凹模4-导料销5-橡胶6-导套7-凸模固定板8-上模座9-卸料螺钉10-模柄11-横销12-防转销13-螺钉14-垫板15-凸模16-导柱17-卸料版18-螺钉冷冲压概述第13页，共43页，2023年，2月20日，星期一

2.模具组成零件（续）冲模一般由上模和下模两部分组成。主要包括以下几类零件：工作零件：对材料直接施加压力，完成冲压工作的零件。主要包括凸模、凹模和凸凹模。定位零件：用以确定坯料在模具中的正确位置。卸料与出件零件：用于保障模具的连续动作所需的辅助装置。导向零件：保证上模与下模之间的相对位置。支撑、紧固与连接零件：完成模具个零件的相互连接与稳固定位作用冷冲压概述第14页，共43页，2023年，2月20日，星期一四、模具设计与制造的相互关系冲压产品生产流程：（冲压）产品设计冲压成形工艺设计冲压模具设计冲模制造冲压产品生产相互关联相互影响冷冲压概述第15页，共43页，2023年，2月20日，星期一五、冲压技术的现状及发展方向

1.我国冲压技术现状技术落后、经济效益低。主要原因：①冲压基础理论与成形工艺落后；②模具标准化程度低；③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后；④模具专业化水平低。所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。冷冲压概述第16页，共43页，2023年，2月20日，星期一

2.冲压技术发展方向

(1)冲压成形理论及冲压工艺加强理论研究，开展CAE技术应用开发和应用冲压新工艺。

(2)模具先进制造工艺及设备

数控化、高速化、复合化加工技术

先进特种加工技术

精密磨削、微细加工技术先进工艺装备技术

先进测量技术冷冲压概述第17页，共43页，2023年，2月20日，星期一

(3)模具新材料及热处理、表面技术提高使用性能,改善加工性能，提高寿命。

(4)模具CAD/CAM技术二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。模具行业是最早应用CAD/CAM技术的行业之一。

(5)快速经济制模技术加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批量试制。冷冲压概述第18页，共43页，2023年，2月20日，星期一冷冲压概述第19页，共43页，2023年，2月20日，星期一汽车覆盖件飞机蒙皮冷冲压概述第20页，共43页，2023年，2月20日，星期一冲裁模冷冲压概述第21页，共43页，2023年，2月20日，星期一弯曲模冷冲压概述第22页，共43页，2023年，2月20日，星期一拉深模冷冲压概述第23页，共43页，2023年，2月20日，星期一单工序模冷冲压概述第24页，共43页，2023年，2月20日，星期一级进模冷冲压概述第25页，共43页，2023年，2月20日，星期一复合模冷冲压概述第26页，共43页，2023年，2月20日，星期一数控高速铣削加工高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料冷冲压概述第27页，共43页，2023年，2月20日，星期一多轴联动、复合加工五轴加工中心五轴车铣中心冷冲压概述第28页，共43页，2023年，2月20日，星期一

慢走丝线切割技术加工精度可达到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。冷冲压概述第29页，共43页，2023年，2月20日，星期一精密坐标磨床

成型磨床数控光学曲线磨床

精密磨削、微细加工技术冷冲压概述第30页，共43页，2023年，2月20日，星期一3R装夹系统（统一工艺基准定位系统）应用先进工艺装备技术冷冲压概述第31页，共43页，2023年，2月20日，星期一三坐标数控测量冷冲压概述第32页，共43页，2023年，2月20日，星期一学习项目二冲压设备及选用本次课可按以下提纲采用现场教学。冷冲压概述第33页，共43页，2023年，2月20日，星期一一、常见冲压设备机械压力机（以Jxx表示其型号）摩擦压力机曲柄压力机液压机（以Yxx表示其型号）油压机水压机数控冲床专用设备剪板机折弯机冷冲压概述第34页，共43页，2023年，2月20日，星期一二、常见设备的工作原理与特点1.曲柄压力机结构简图2.曲轴压力机传动系统图4.摩擦压力机传动系统图3.偏心压力机传动系统图5.各类设备特点比较冷冲压概述第35页，共43页，2023年，2月20日，星期一三、冲压设备的选用

1.压力机类型的选择根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。

2.压力机规格的选择（1）公称压力（2）滑块行程长度（3）行程次数（4）工作台面尺寸（5）滑块模柄孔尺寸（6）闭合高度（7）电机功率的选择冷冲压概述第36页，共43页，2023年，2月20日，星期一四、模具的安装一般次序：

1.检查台面、闭合高度、打料装置等。

2.根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度，并分别固定上、下模部分。

3.试冲。冷冲压概述第37页，共43页，2023年，2月20日，星期一

公称压力：滑块下滑到距下极点某一特定的距离Sp或曲柄旋转到距下极点某一特定角度α时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%～100%。压力机的许用压力曲线1─压力机许用压力曲线2─冲裁工艺冲裁力实际变化曲线3─拉深工艺拉深力实际变化曲线

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压力机的闭合高度：指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。

压力机的装模高度：指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。模具的闭合高度：指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。

模具闭合高度与装模高度的关系

理论上Hmin-H1≤H≤Hmax－H1理论上Hmin-H1≤H≤Hmax－H1实际上Hmin-H１＋10≤H≤Hmax-H１－5冷冲压概述第39页，共43页，2023年，2月20日，星期一冷冲压概述第40页，共43页，2023年，2月20日，星期一冷冲压概述第41页，共43页，2023年，2月20日，星期一冷冲压概述第42页，共43页，2023年，2月20日，星期一类型设备名称工作原理特点机械压力机摩擦压力机

利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递动力，借助螺杆与螺母相对运动原理而工作。其传动系统如图1.2.1

所示。结构简单，当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。但飞轮轮缘磨损大，生产率低。适用于中小型件的冲压加工，对于校正、压印和成形等冲压工序尤为适宜。曲柄压力机利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主要在主轴，前者主轴是偏心轴，后者主轴是曲轴。偏心压力机一般是开式压力机，而曲轴压力机有开式和闭