冲压模具设计与制造冲模结构及设计

冲压模具设计与制造冲模结构及设计第1页，课件共88页，创作于2023年2月§7.1冲模及冲模零件的分类第一节冲模及冲模零件的分类一.冲模的分类1.按照工序性质分类(1)冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。(2)弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线产生弯曲变形。(3)拉深模把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件改变形状和尺寸。(4)各种成形模第2页，课件共88页，创作于2023年2月§7.1冲模及冲模零件的分类2.按照工序组合程度分类(1)单工序模在一个工位只完成一道冲压工序。(2)复合模在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序。(3)级进模在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位。3.按照导向方式分类开式模、导板模、导柱模第3页，课件共88页，创作于2023年2月4.按材料定位方式分类挡料销模、导正销模、侧刃模5.按照卸料和出件方式分类刚性卸料模、弹性卸料模、顺出件模具、逆出件模具6.按照送料、出件和排除废料的自动化程度分类手动模、半自动模、自动模7.按照凸、凹模的材料分类钢模、硬质合金模、锌基合金模、钢带模、聚胺酯橡胶模§7.1冲模及冲模零件的分类第4页，课件共88页，创作于2023年2月§7.1冲模及冲模零件的分类第5页，课件共88页，创作于2023年2月§7.1冲模及冲模零件的分类二.冲模零件的分类1.工艺零件直接参与工艺过程的完成，并和坯料有直接接触。(1)工作零件凸模、凹模、凸凹模；(2)定位零件挡料板、导正销、侧刃、侧刃挡块，定位销、定位板，导料销、导料板、侧压装置；(3)卸料和压料零件卸料装置、顶件装置、推件装置、压料装置第6页，课件共88页，创作于2023年2月§7.1冲模及冲模零件的分类2.结构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。(1)导向零件导柱、导套、导板、导桶；(2)固定(支撑)零件上(下)模板、模柄、凸(凹)模固定板、垫板、限位支撑装置；(3)紧固零件螺钉、销钉、键；(4)其他零件弹性零件、传动零件第7页，课件共88页，创作于2023年2月§7.1冲模及冲模零件的分类第8页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计第二节冲模主要零件设计一.工作零件1.凸模(1)凸模结构设计原则：

a.精确定位

b.防止拔出

c.防止转动第9页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(2)凸模的结构形式与固定方法

a.圆形凸模强度刚性较好，装配修磨方便；与凸模固定板配合部分按过渡配合制造；台肩保证工作时凸模不被拉出。第10页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计

b.非圆形凸模a)台肩固定b)铆接固定c)直通式凸模第11页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计c.大、中型凸模镶拼式凸模不但节约贵重的模具钢，而且减少锻造、热处理和机械加工的困难。第12页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计

d.冲小孔凸模（d<1mm，A<1mm2）凸模强度和刚度差，容易弯曲和折断，所以必须采取措施提高它的强度和刚度，从而提高其使用寿命。①冲小孔凸模加保护与导向②采用短凸模的冲孔模③采取在其它措施保护小凸模第13页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计2.凹模(1)凹模的结构形式与固定方法第14页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计第15页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(2)凹模刃口的结构类型第16页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计a.直壁刃口

①刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。②凹模内易积存废料或冲裁件，尤其间隙较小时，刃口直壁部分磨损较快。③用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件。

b.斜壁刃口①刃口强度较差，修磨后刃口尺寸略有增大。②凹模内不易积存废料或冲裁件，刃口内壁磨损较慢。③用于冲裁形状简单、精度要求不高的零件。第17页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计3.凸凹模

凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。第18页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计二.定位零件冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。

在与条料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向，零件属于导料装置；

在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距，零件属于挡料装置。在两个方向上同时的定位，零件属于定位件。第19页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计1.导料装置(1)导料销、导料板导料销或导料板是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏。第20页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(2)侧压装置为避免条料在导料板中偏摆，使最小搭边得到保证，在送料方向的一侧装侧压装置，迫使条料始终紧靠另一侧导料板送进。第21页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计第22页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计2.挡料装置挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料送进距离。(1)固定挡料销第23页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(2)活动挡料销第24页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(3)始用挡料销（临时挡料销）第25页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(4)侧刃①矩形侧刃刃口尖角磨损后，在条料侧边形成的毛刺会影响顺利送进和定位的准确性②成形侧刃毛刺离开了导料板和侧刃挡板的定位面，送进顺利，定位准确。第26页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计第27页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(5)导正销消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差，主要用于级进模。导正销先进入已冲孔中，保证孔与外形相对位置要求。固定导料销活动导料销第28页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计3.定位件定位板和定位销是作为单个坯料或工序件的定位用。(1)定位板第29页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(2)定位销第30页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计三.卸料装置1.刚性(固定)卸料装置第31页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计2.弹性卸料装置

弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件(弹簧或橡胶)、卸料螺钉等零件组成。

弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。第32页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计3.废料切刀如果冲件尺寸大，卸料力大，往往采用废料切刀代替卸料板，将废料切开而卸料。第33页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计四.推件装置1.刚性推件装置冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推件板(块)，将凹模内的工件推出。第34页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计2.弹性推件装置推件力来源于弹性元件，它同时兼起压料和卸料作用，第35页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计五.顶件装置推件块或顶件块要求：①闭合状态时其背后有一定空间，以备修磨和调整的需要；②开启状态时必须顺利复位，工作面高出凸模或凹模平面；③与凹模和凸模的配合应保证顺利滑动，不发生互相干涉。第36页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计七.连接与固定零件1.固定板

将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。(H7/m6、H7/n6)2.垫板直接承受凸模的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷，第37页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计3.模柄作为上模与压力机滑块连接的零件。

①与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；②与上模正确而可靠连接(H7/m6、H7/h6)。第38页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(1)滚动导向模架a)对角导柱模架b)中间导柱模架c)四导柱模架d)后侧导柱模架八.模架及组成零件1.模架第39页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计(2)滑动导向模架a)对角导柱模架b)后侧导柱模架c)后侧导柱窄形模架d)中间导柱模架e)中间导柱圆形模架f)四角导柱模架第40页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计2.导柱和导套零件用来保证上模相对于下模的正确运动。第41页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计3.模座(1)标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格；(2)所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核；(3)模座材料一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45；(4)模座的上、下表面的平行度应达到要求；(5)上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直；(6)模座的上、下表面粗糙度为Ra1.6~0.8。第42页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计九.冲模(凸、凹模)零件的材料选用

1.选择原则(1)根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；(2)满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；(3)满足经济性要求。第43页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计模具类型工作条件模具工作零件材料的性能要求冲裁模主要用于各种板料的冲切成形，其刃口在工作过程中受到强烈的摩擦和冲击具有高的耐磨性、冲击韧性以及耐疲劳断裂的能力弯曲模主要用于板料的弯曲成形，工作负荷不大，但有一定的摩擦具有高的耐磨性和抗断裂能力拉深模主要用于板料的拉深成形，工作应力不大，但凹模入口处承受强烈的摩擦具有高的硬度以及耐磨性，凹模工作表面粗糙度比较低第44页，课件共88页，创作于2023年2月§7.2冲模主要零件设计模具类型零件名称及使用条件材料牌号热处理硬度HRC凸模凹模冲裁模t≤3mm，形状简单T8A、T10A、9Mn2V58~6260~64t≤3mm，形状复杂或t>3mm，形状简单CrWMn、Cr6WV、9Mn2V、Cr12、Cr12MoV、GCr1558~6262~64要求高度耐磨或生产量大，寿命长W18Cr4V、12Cr4W2MoV65Cr4Mn3W2V、YG1560~6261~63材料加热冲裁3Cr2W8、5CrMnMo48~52弯曲模一般弯曲T8A、T10A、9Mn2V56~60要求较高耐磨，生产批量特大CrWMn、Cr6WV、9Mn2V、Cr12、Cr12MoV、GCr1560~64加热弯曲3Cr2W8、5CrMnMo52~56拉深模一般拉深T8A、T10A、9Mn2V58~6260~64要求高度耐磨或生产量大，寿命长CrWMn、Cr6WV、9Mn2V、Cr12、Cr12MoV、GCr1560~6262~64加热拉深3Cr2W8、5CrMnMo52~562.常用冲模材料第45页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模第三节复合模一.复合模的特点(1)一次冲压行程，在模具一个工位完成多道冲压工序；(2)有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模；(3)冲压的工件内外形位置精度高，不受送料误差影响，表面较平直；(4)结构复杂，制造精度高，成本高；(5)

适用于生产批量大、精度要求高的冲压件第46页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模2.落料+拉深二.复合模的基本工序组合方式1.落料+弯曲第47页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模4.落料+拉深+冲孔3.落料+弯曲+冲孔第48页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模5.落料+拉深+冲孔+翻边第49页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模三.复合模的分类落料凹模在下模的是正装式复合模。结构复杂、操作不便、精度较高。第50页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模

落料凹模在上模的是倒装式复合模。结构简单、操作方便、精度较低。第51页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模四.典型复合模结构第52页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模第53页，课件共88页，创作于2023年2月§7.3复合模第54页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模第四节级进模一.级进模的特点(1)一次冲压行程，在模具不同工位完成多道冲压工序；(2)保证条料的精确定位；(3)对排样有较高要求；(4)级进模比单工序模生产率高，便于操作和实现生产自动化。(5)级进模尺寸较大，制造较复杂，成本较高。(6)

适用于大批量生产小型冲压件。第55页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模二.级进模的定位1.用导正销定位的级进模第56页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模2.侧刃定距的级进模第57页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模三.级进模对排样的要求1.级进模的排样原则(1)第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的的工位设置导正销。(2)冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，(3)成形方向的选择要有利于模具的设计和制造、送料的顺畅。(4)为提高凹模镶块，卸料板和固定板的强度，可在排样中设置空工位。第58页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(5)对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。(6)在级进拉深排样中，可应用拉深前切口，切槽等技术，以便材料的流动。第59页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模2.载体的设计

在级进模的设计中把搭边称为载体。载体是运送坯件的物体，载体与坯件或坯件和坯件的连接部分称为搭口。(1)双边载体第60页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模第61页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(2)单边载体第62页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(3)中间载体第63页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(4)加强载体第64页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模3.排样图中各冲压工位的设计要点(1)级进模冲裁工位的设计要点

a.冲裁工序常安排在前工序和最后工序。

b.为了使凸模、凹模形状简化，可将复杂的制件分解成为一些简单的几何形状。

c.冲外缘工位在前，冲内孔工位在后。对有严格相对位置要求的局部内、外形，应考虑尽可能在同一工位上冲出。第65页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模第66页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(2)级进弯曲工位的设计要点

a.优化冲压弯曲方向b.分解弯曲成形c.防止弯曲时坯料的滑移第67页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(3)级进拉深成形工位的设计要点

a.由于级进拉深过程中工件间的相互制约，因此，每一工位拉深的变形程度不能太大。

b.级进拉深按材料变形区与条料分离情况，可分为无工艺切口和有工艺切口两种工艺方法。第68页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模第69页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模4.条料的定位精度第70页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模四.带料的导向和托料装置1.浮动托料装置第71页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模2.浮动托料导向装置(1)托料导向钉第72页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模(2)浮动托料导轨导向装置第73页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模五.典型级进模结构第74页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模第75页，课件共88页，创作于2023年2月§7.4级进模第76页，课件共88页，创作于2023年2月§7.5通用冲压设备第五节通用冲压设备一.冲压设备分类(1)冲压设备属锻压机械。常见冷冲压设备有机械压力机和液压机(2)机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为曲柄式和摩擦式(3)按滑块个数可分为单动和双动(4)按床身结构形式可分为开式和闭式(5)按自动化程度可分为普通压力机和高速压力机等(6)而液压机按工作介质可分为油压机和水压机第77页，课件共88页，创作于2023年2月§7.5通用冲压设备二.冲压设备的选用1.压力机类型的选择(1)中、小型冲压件选用开式机械压力机；(2)大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机；(3)大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机；(4)校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机；(5)薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机；(6)大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机；(7)小批量生产中的大型厚板件的成形工序采用液压压力机。第78页，课件共88页，创作于2023