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1、,7.1 设计前的准备工作 7.2 冲压工艺设计的主要内容及步骤 7.3 冲压模具设计方法与步骤 7.4 冲压模具材料及热处理 7.5 冲压工艺与模具设计实例,第7章 冲压模具设计方法及设计实例,能力要求,掌握常规冲压模具的设计方法 能独立完成中等复杂程度冲压件的工艺与模具设计,1）冲压件的图纸和技术要求。 2）原材料的尺寸规格，力学性能、工艺性能和供应情况。 3）生产批量。 4）冲压设备的型号、规格、主要技术参数及使用说明书等。 5）模具制造条件及技术水平。 6）有关技术标准、设计手册等技术资料。,7.1 设计前的准备工作,1分析冲压件的工艺性 2拟定冲压工艺方案 （1）产品所需的基本冲压工
2、序 （2）冲压工序的数量 （3）工序的组合 （4）冲压工序的顺序,7.2 冲压工艺设计的主要内容及步骤,3主要的工艺计算 （1）排样设计,（2）冲压工艺力的计算 （3）压力中心的计算 （4）模具刃口尺寸的计算 （5）冲压工序件尺寸的确定,4设备的选择 5编写冲压工艺文件,1. 分析冲压件的工艺性,主要分析工件的结构形状、尺寸、精度、技术要求、原材料等是否适合冲压加工,2拟定冲压工艺方案,（1）产品所需的基本冲压工序 （2）冲压工序的数量 （3）工序的组合 （4）冲压工序的顺序,冲裁件所需基本冲压工序可以根据形状直接进行判断,（1）产品所需的基本冲压工序,产品所需的基本冲压工序,成形件所需基本冲
3、压工序需要通过成形极限进行计算才可以确定，是不能直观的看出来的。,是指同一性质工序的重复次数，如拉深件的拉深次数等。,（2）冲压工序的数量,工序是否需要组合以及如何组合主要取决于工件的生产批量、尺寸大小、精度要求、模具强度等。 通常情况下： 大尺寸、小批量、精度要求不高的冲压件工序不宜组合，适合采用单工序模生产； 小尺寸、大批量、精度要求高的冲压件需要进行工序组合，宜采用复合模或级进模； 小尺寸、小批量、精度要求很高的冲压件应考虑工序组合,（3）工序的组合,（4）冲压工序的顺序,冲压工序的顺序应根据工序的变形性质、零件的质量要求等来确定。 当采用单工序方案时，冲压的顺序是落料拉深（可能是多次拉
4、深）修边弯曲整形冲孔，这里就不能把弯曲和冲孔安排在拉深之前。,工艺卡编制,7.3.1 模具类型及结构形式的确定,单工序落料模一般都采用正装结构 复合模优先采用倒装结构 首次无压边拉深模一般都采用正装结构 带弹性压边的拉深模，则一般都采用倒装结构。,7.3 冲压模具设计方法与步骤,生产批量与模具类型的关系,尽可能按冷冲模标准选用，只有在无标准可选时，才进行设计,凹模是模具中的关键零件，模具零件设计可以首先从凹模开始,7.3.2 模具零件的设计及标准的选用,模具图的绘制顺序是先绘模具总装配图，再根据总装配图 中明细表的明细拆绘模具零件图。 凡是明细表中未标注标准代号的零件几乎都要绘制其零件 图，甚
5、至有些有标准代号的零件也需要绘制零件图，如 上、下模座等。 模具总图和零件图的图纸幅面,按照机械制图国家标准的 规定,选择适当的图幅。绘图比例尽量采用等大比例（1： 1），这样直观性好，特殊情况下可以采用放大或缩小比 例。,7.3.3 模具图形的绘制,1模具总装图的内容要求及布置,模具总装图的作用是用来指导模具装配的，因此装配图中需要表达清楚模具各零件的装配关系,1）主视图的绘制,主视图是模具总装图的主体部分，绘制时应注意： 应画成上、下模闭合状态的全剖视图。 主视图中应标注闭合高度尺寸 用涂黑的方式绘出工件和毛坯 的断面。,2）俯视图,有上模俯视图和下模俯视图，通常绘制的是下模俯视图。 下模
6、俯视图是假设将上模去掉以后的投影图，要求在下模俯视图上以双点画线的形式绘出排样图，以表明条料在模具中的定位方式。 上模俯视图，是假设将下模去掉以后的投影图（从上向下看）。在上模俯视图中需标注螺钉、销钉孔的位置。 对称的模具，上模和下模的俯视图可以对称线为界各画一半表示。,3）侧视图或局部视图,一般情况下，对简单模具，主视图和俯视图就能表达清楚模具的结构，但对于有复杂结构的模具或局部结构复杂而又难以表达的模具，就需用侧视图或局部视图。,工件图和排样图,工件图是经本副模具冲压后所得到的冲压件图形，一般画在总图的右上角。若图面位置不够，或工件较大时，可另立一页。 工件图应按比例画出，一般与模具图的比
7、例一致，特殊情况可以缩小或放大。工件图的方向应与冲压方向一致（即与工件在模具图中的位置一样），有时也允许不一致，但必须用箭头注明冲压方向。 有落料工序的模具，还应画出排样图，一般也布置在总图的右上角，放置在工件图的下方，排样图的方向一般也应与其在模具中的方向一致，特殊情况下允许旋转，并注明料宽、进距、搭边和侧搭边。,5）标题栏和明细表,标题栏和明细表一般放在总图的右下角。若图面位置不够时，可另立一页。 总装图中的所有零件(含标准件)都要详细填写在明细表中。标题栏和明细表的格式各工厂也不尽相同。这里采用国家标准。,明细表与标题栏（B/T10609.12-2008),技术要求,技术要求中一般只简要
8、注明对本模具在使用、装配等过程中的要求和应注意的事项，例如: 1）应保证凸模、凹模周边间隙均匀。 2）所有活动件应活动顺畅，无阻滞现象。 3）毛坯定位准确、可靠。 4）模架装配后符合JB/T80702008冲模模架零件技术条件中的规定。 当模具有特殊要求时，应详细注明有关内容。,2模具总装图的绘制步骤,（1）在图纸的适当位置绘制出工件的主、俯视图。 （2）绘制工作零件 （3）绘制定位零件 （4）绘制卸料、推件、顶件零件 （5）绘制固定板、垫板、上下模座等其它零件 （6）绘制侧视图、局部视图等 （7）在图纸的右上角绘制工件图、排样图；在图纸的右下角绘制标题栏和明细表；在明细表的上方或左边写出技术
9、要求。 （8）标注必要的尺寸：总长、总宽和闭合高度,拆绘模具零件图时，应尽量按该副模具明细表中所标注的内容进行，凡是明细表中未注明标准件代号的均属非标准零件，均需画出零件图。模具零件图是模具加工的重要依据，应符合如下要求： 视图要完整，且宜少勿多。 尺寸标注要齐全、合理、符合国家标准。 制造公差、形位公差、表面粗糙度选用要适当。 注明所用材料牌号、热处理要求以及其他技术要求。 以装配图中的装配方向绘制，不要任意旋转 或颠倒。,3绘制模具零件图,7.4 冲压模具材料及热处理,模具材料的选用原则是： （1）满足使用性能要求 （2）满足工艺性能要求 （3）满足经济性要求 模具材料建议按照GB/T14
10、662-2006推荐材料选用。见表7-4和表7-5,7.5 冲压工艺与模具设计实例,冲制图示零件，材料为08钢，料厚1mm，中批量生产，试完成其冲压工艺与模具设计。已知=300MPa，b=400MPa。,1工艺性分析,此零件使用的材料是08钢，是常用的冲压用材料，具有较好的冲压成形性能。 零件结构对称，最小孔径为4mm，最小孔边距为3mm，4孔离弯曲变形区的最小距离为4mm，均满足最小值的要求，故冲压工艺性良好。 拉深半径2mm，是2t，可以直接拉出；弯曲半径为1mm，大于最小弯曲半径0.2mm，可以直接弯成，故该产品的拉深工艺性与弯曲工艺性均良好。 所有尺寸为未注公差，普通冲压即可满足精度要
11、求。,综合以上几方面的分析可以认为该零件的冲压工艺性良好，适合冲压成形。,2工艺方案的拟订,经过上述分析，冲制该零件需要的基本工序是：落料、拉深、切边、冲孔、弯曲。根据各工序的变形性质，应首先完成拉深成形，即先拉成凸缘件，经过修边后得到图示的形状，再进行弯曲成形。,1）将弯曲部分展开 2）确定拉深凸缘直径df。 3）计算展开毛坯尺寸D。,（1）毛坯展开尺寸的计算。,（2）判断能否一次拉成。 经判断可一次拉成 （3）确定工艺方案。根据基本工序的不同组合，生产该零件 的方案有如下三种： 1）单工序冲压，即落料拉深冲孔修边弯曲。 2）复合冲压，即落料拉深复合冲孔修边复合弯曲。 3）级进冲压。 考虑到
12、是中批量生产，这里选用方案二。,3模具结构形式的确定,（1）首次落料拉深复合模。 正装结构；导料板导料，固定挡料销挡料；刚性卸料板卸料；刚性推件装置推件；中间滑动导柱导套导向。 （2）冲孔修边复合模。 倒装结构。利用其内形定位；采用废料切断刀卸料；刚性推件装置推件；中间滑动导柱导套导向。 （3）弯曲模。 采用向下弯曲的敞开式模具，利用拉深半成品的内形及定位销进行定位，弯曲凸模内设置顶件装置，弯曲凹模内设置刚性推件装置。,4.工艺计算,（1）排样设计 选用1490mm2050mm板料，则材料利用率为：,（2）工艺力的计算,1）第一道工序落料拉深复合冲工艺力计算,可初选设备为250KN的开式曲柄压
13、力机JB23-25。 所选设备的主要参数为： 公称压力：250KN 最大闭合高度：230mm 闭合高度调节量：50mm 喉深210mm 工作台板尺寸：700mm400mm 工作台孔尺寸：250mm170mm（或210mm） 滑块模柄孔尺寸：40mm,2）第二道工序修边冲孔复合冲工艺力,初选160KN的开式曲柄压力机JB23-16，主要参数如下： 公称压力：160KN 最大闭合高度：180mm 闭合高度调节量：45mm 喉深：190mm 工作台板尺寸：500mm335mm 工作台孔尺寸：220mm140mm（或180mm） 滑块模柄孔尺寸：40mm,3）第三道工序弯曲工艺力,初选设备JB23-4，设备主要参数为： 公称压力：40KN 最大装模高度：135mm 装模高度调节量：32mm 喉深：135mm 工作台板尺寸：350mm250mm 工作台孔尺寸：130mm90mm（或100mm） 滑块模柄孔尺寸：30mm,工艺卡编制,5模具设计（这里以第一道冲压工序为例）,落料凹模,拉深凸模,凸凹模,凸凹模固定板,拉深凸模固定板,凸凹模垫板,拉深凸模垫板,卸料板,推件块,压边圈,
