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1、第八章 冷冲压模具设计与制造实例,内容简介：本章系统总结了冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤，并辅以案例说明。,学习目的与要求： 1 掌握冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤； 2 能系统进行中等偏复杂冲压件的成形工艺、模具结构及模具制造工艺的设计。,重点：冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤。 难点：灵活应用冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法。,第一节 概述,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,本章目录,第一节 概述,冲压模具设计与制造技术是一项技术性和经验性都很强的工作。,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,包括：,冲压工艺设计、
2、,模具设计、,模具制造,三者关系：,相互关联、相互影响。,冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据；,冲模设计的目的是保证实现冲压工艺；,冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。,第一节 概述,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,一、冲压工艺设计,冲压工艺设计是针对具体的冲压零件，首先从其生产批量、 形状结构、尺寸精度、材料等方面入手，进行冲压工艺性审查， 必要时提出修改意见；然后根据具体的生产条件，并综合分析 研究各方面的影响因素，制定出技术经济性好的冲压工艺方案。 其设计流程如图8.1.1所示 包括冲压件的工艺分析和冲压工艺
3、方案制定两大方面的内容。,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,二、冲模设计,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,三、冲模制造,它主要包含以下三 方面的工作： （1）工作零件（凸、凹模等）的加工； （2）配购通用、标准件及进行补充加工； （3）模具的装配与试模。 随着模具标准化和生产专业化程度的提高，现代模具制造已比较 简化。模具标准件精度和质量已能满足使用要求，并可从市场购买； 而工作零件的坯料，也可从市场购买，因此模具制造的关键和重点 是工作零件的加工和模具装配。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,工件名称：手柄 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm,第八章 冷冲压模具设
4、计与制造实例,一、冲裁模设计与制造实例,1冲压件工艺性分析,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,冲压工序：只有落料、冲孔； 材料：为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁； 结构：相对简单，有一个8mm的孔和5个5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为35mm（大端4个5mm的孔与8mm孔、5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。 精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。,2冲压工艺方案的确定,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔-落
5、料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低； 方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便； 方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 结论：采用方案三为佳。,3主要设计计算,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,（1）排样方式的确定及其计算,（2）冲压力的计算,冲压力的相关计算 根据计算结果，拟选冲压设备,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,（3）压力中心的确定及相关计算,因冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求
6、。,凹模型口图,（4）工作零件刃口尺寸计算,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,因工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。,（5）卸料橡胶的设计,4模具总体设计,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,（1）模具类型的选择级进模 （2）定位方式的选择导料板，无侧压装置，挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。 （3）卸料、出件方式的选择弹性卸料，下出件 （4）导向方式的选择中间导柱的导向方式,5主要零部件设计 （1）工作零件的结构设计落料凸模 直通式，采用线切割加工
7、，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。冲孔凸模台阶式凹模整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,（2）定位零件的设计两个导正销，分别借用工件上5mm和8mm两个孔作导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺栓选用标准件，规格为816。,8mm导正销,（3）导料板的设计 （4）卸料部件的设计 卸料板的设计卸料螺钉的选用 （5）模架及其它零部件设计,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,6模具总装图,第八章 冷冲压模具设计与制造实
8、例,9模具的装配,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。,7冲压设备的选定,8模具零件加工工艺,模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。,零件名称：盖 生产批量：大批量 材料：镀锌铁皮 材料厚度：1mm,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,二、拉深模设计与制造实例,1冲压件工艺性分析,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,冲压工序：落料、拉深； 材料：为镀锌铁皮，具有良好的拉深性能，适合拉深； 结构：简单对称； 精度：全部为自由公差，工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸69
9、可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求 。,2冲压工艺方案的确定,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生产。 方案二：落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。 方案三：拉深级进冲压。采用级进模生产。 分析:方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二生产效率较高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单对称，模具制造并不困难；方案三生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。 结论：采用方案二为佳。,3主要设计计算,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,（1） 毛坯尺寸计算,根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D，,（
10、2） 排样及相关计算,采用有废料直排的排样方式。,（3）成形次数的确定,阶梯形件拉深。h/dmin=15.2/40=0.38，据t/D=1/90.5=1.1，查表发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。,计算结果所示,（4）冲压工序压力计算,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,拟采用正装复合模，固定卸料与刚性推件根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-25。,（5） 工作部分尺寸计算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些。,计算结果所示,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,4模具的总体设计 （1
11、）模具类型的选择落料-拉深复合模 （2）定位方式的选择导料板（固定卸料板与导料板一体）+挡料销 （3）卸料、出件方式的选择固定卸料，刚性打件，标准缓冲器提供压边力 （4）导向方式的选择中间导柱的导向方式,为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm。 （2）其它零部件的设计与选用 弹性元件的设计顶件块（压边、卸件），其压力由标准缓冲器提供。模架及其它零部件的选用,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,5主要零部件设计 （1）工作零件的结构设计整体结构，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构,6模具总装图 7冲压设备的选定 8工作零件的加工工艺本模具工作零件都旋转体，形状较简单，加工主要采用车削。 9模具的装配选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5 mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,材料CrWMn 热处理6064HRC,盖落料-拉深复合模,第八章 冷冲压模具设计与制造实例,1-凸凹模 2-推件块 3-固定卸料板 4-顶件块 5-落料凹模 6-拉深凸模,
