五金冲压工艺及模具简介培训试题

第一篇：五金冲压工艺及模具简介培训试题

五金冲压工艺及模具简介培训试题

部门：姓名：工号：

一、填空题:（每空1分）

1.冲压加工就是在_______下，利用装在压力机上的______对材料施加______，使材料产生局部或整体______变形，以实现分离 或成形，从而获得一定形状,尺寸和功能的______的加工方法

2.冲压加工的加工对象是__________,加工设备是___________, 工艺装备是___________。

3.落料工序是模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为______，其余部分为_____;而冲孔工序冲下的部分为______，其余部分为_____.4.冲压模具根据工序组合可以分为_______;________;_________三类.5.常见的两种冲裁工序有_______和_______.6.冲裁剪切面可以分为_____带, _____带_____带_______等四个特征区.7.连续模中的工作零件都有_______；_______；导向零件有_______；_______；

8.冲裁产生的废料：一类是______废料；另一类是______废料

9.三种排样方法是:____________;_____________;__________.10.连续模具的上模包括哪几块模板：________;_________；________;_________；________

二、问答题：

1、请写出本公司现有冲床的品牌（不少于5种）。-------10分

2、请写本厂常用的冲压金属材料及物料特性（不少于5种）-----10分

3、请简画端子连续模具的结构图。-------20分.4、产品冲裁时毛刺大,都由哪些方面的原因引起的?-----15分

5、连续模具一般的工程排放顺序是怎样的？-----10分

第二篇：五金冲压模具制作流程

五金冲压模具制作流程

一．毛胚材料加工：

1.铣六面对角尺（垂直度误差不大于0.1/300），同一付模具材料长宽尺寸一致即可，厚度留0.2mm磨量（需淬火件留0.5mm磨量）；棱边倒角。

2.磨上下两平面，（需淬火工件留0.3mm）

二．机加工：

1.根据图纸分别钻、攻各螺钉牙孔及过孔以及穿丝孔等；

2.铣各漏料孔或成形部分；

3.热处理后，工件需磨上下两平面及基准边；

4.车加工各回转件，公差按图要求。

☆☆所有销钉孔都不能先加工：需热处理的钻穿丝孔，其余都在装配是配钻、铰

三.线割：

按图纸规定的配合要求线割各个成型部分。

导柱、导套与模架紧配合；冲头与固定板过渡配合；销钉与各孔均为过渡配合。

四．装配：

1.先按图装配模架，确保导柱、导套与模架垂直并运动顺畅；

2.在模架上先固定凹模，按图纸给定间隙将相应厚度的铜皮均匀地放在凹模周边，再装入凸模，试冲纸片确定四周毛刺均匀后，紧固凸、凹模并配打销钉。（如果是复合模，还需对好冲头间隙再固定凸、凹模）。

3.之后再装好卸料及顶出机构

五．模具整体加工顺序：

1.优先加工需要热处理的工件

2.其次加工.需要线切割的工件

3.然后加工模架部件即上托和底座

4.再后加工其它部件。

5.装配、试模

第三篇：冲压工艺与模具课程设计指导书

《冲压工艺与模具设计》

课 程 设 计 指 导 书

《冲压工艺与模具设计》课程设计指导书

一、课程设计的性质、任务和目的

本课程设计性质是在完成了《冲压工艺与模具设计》、《模具制造工艺》、《模具材料与热处理》及《机械制造工艺学》后进行的针对冲压模具设计的一门实践性课程，其任务是综合运用所学知识进行与实际工作相关的设计训练，该课程设计教学环节的目的是：

1． 巩固与扩充《冲压工艺与模具设计》、《模具制造工艺学》等课程所学 知识与技能。

2． 学习专业设计手册的使用，强化工程计算、绘图及文献检索的能力，为毕业设计及将来的工作打下良好基础。

3． 培养和提高分析、解决工厂实际问题的能力。

4.学习冲压工艺与模具设计的具体方法与步骤，培养和提高模具设计的综合能力;为今后从事模具设计与制造工作打下必要的基础。

二、教学目标

完成典型冲压零件的冲压工艺分析及模具设计整个过程。在设计过程中能够较好地应用《冲压工艺与模具设计》的基本理论，学会应用冲压模具设计工具书和参考资料，掌握冲压成形零件工艺性分析、基本工艺计算,模具零部件设计、计算；冲压设备的选择,装配图、零件图的设计与绘制，工艺卡的编制。

三、工艺设计要点

1、零件工艺性分析

零件的冲压工艺性是指从冲压工艺的角度来衡量零件的设计（包括选材，零件形状结构等）是否合理。即在满足零件使用要求的前提下，能否以最简单、最经济的冲压加工方法将零件制成。零件工艺性的好坏直接关系到其质量、生产率、材料利用率和成本。

开始设计时，首先要了解零件的形状结构特点，使用的材料,尺寸大小，精度要求以及它的用途等基本情况，并根据各种冲压工艺的特点来分析该零件的冲压工艺性，作为制订工艺方案的依据。如认为原产品设计有不合理处，或者其工艺性很差时，可提出修改方案，会同产品设计人员，在保证产品使用要求的前提下，对原零件作必要的，合理的修改。

2、冲压零件工艺方案确定  计算毛坯尺寸

根据零件图确定毛坯尺寸，如弯曲零件的毛坯展开尺寸，拉深零件的毛坯形状与尺寸等。

 进行其它必要的工艺计算

根据各种冲压工序的成形极限，进行相应的其它的尺寸计算。如弯曲件的最小弯曲半径，拉深件所需的拉深次数，一次翻边的高度和缩口，胀形变形程度的计算等。

 对不同的工艺方案进行分析、比较，确定一合理方案

对于工序较多的冲压件，可先确定出该冲压件的基本工序，然后将各种基本工序做各种可能的排列与组合，可得出多种工艺方案，并根据生产实际条件，对其进行综合分析和比较，取一种最合理的工艺方案，并绘出各工序的模具结构示意简图。

 据所定工艺方案，计算并确定各中间工序的工件形状和尺寸，同时确定各工序的工件图。

3、确定出合理的排样形式，裁板方法，并计算材料的利用率。

4、计算各工序压力，确定压力中心，初选压力机

计算工序所需压力时，要使其最大压力不超过压力机的允许压力曲线。必要时，还要审核压力机的电机功率。

5、填写工艺过程卡片

根据上述工艺设计，将所需的工序及原材料、所使用的设备、模具、工时定额等项内容填入一定格式的工艺卡中。它既是生产作业的指导文件，也是设计模具的依据。

四、模具设计要点

1、模具类型及结构形式的确定

根据所确定的工艺方案，冲压件的形状特点，精度要求，生产批量，模具的制造和维修条件，操作与安全，以及上料，出件的方式，使用设备等各方面的情况，确定冲模类型和结构。

2、模具零部件的选用、设计和计算

模具工作部分零件，定为零件，压料、卸料及出件零件，导向零件，固定零件，紧固及其它零件，若能按《冷冲模标准》选用时，要尽量选用标准件，若无标准可选时，再进行设计。此外还有弹簧，橡胶的选用与计算，某些零件还需进行强度校核等。

3、绘制模具装配图

装配图应具有足够能说明模具构造的投影图及必要的剖面、剖视图。一般主视图和俯视图应对应绘制，还要注明必要尺寸，如闭合高度，轮廓尺寸，压力中心，以及靠装配保证的有关尺寸和精度。并画出工件图，排样图，填写详细的零件明细表和技术要求等。

绘制装配图的一般步骤是：把工件图的主、俯视图画在图中的适当位置；先画工作部分零件，再画其它各部分零件；画出工件图，排样图；填写详细的零件明细表和技术要求。绘图时应与上一步工艺计算工作联合进行。总之，模具设计与工艺设计应相互照应，如发现模具不能保证工艺的实现，则必须更改工艺设计。

4、绘制模具零件图

按所设计的模具装配图，拆绘模具零件图。零件图也应有足够的投影图和必要的剖视、剖面图，以便将零件结构表达清楚。另外，还要注出零件的详细尺寸，制造公差，形位公差，表面粗糙度，材料及热处理，技术要求等。工作部分零件刃口尺寸及公差按所计算的尺寸、公差标注。

五、设计说明书的编写 1、200字左右的中文摘要；摘要包括本次设计的主要内容、依据、模具结构特点与结论。

2、目录；

3、设计任务书及产品图；

4、序言；说明本设计的目的意义及应达到的技术要求，简述该类零件的常用加工方法及存在的问题，本设计指导思想、最终解决的问题。

5、零件的工艺性分析；

6、冲压零件工艺方案的拟定；

7、排样形式和裁板方法，材料利用率计算；

8、各工序压力计算，压力中心的确定，压力机的选择；

9、模具类型及结构形式的选择；10、11、12、13、14、15、16、17、模具零件的选用，设计以及必要的计算； 模具工作部分零件刃口尺寸及公差的计算； 模具材料的选择及热处理要求； 模具的动作说明及操作要求； 对本设计的技术、经济性分析； 其它需要说明的内容；

结束语：对本次设计的心得体会及建议； 参考文献：列出本次设计所用参考资料；

六、设计步骤及进度安排

1、接受任务书（一天）

任务书由指导教师提出，其内容如下：

 经过审签的正规冲压零件图纸，并注明材料的牌号。 零件使用说明书或技术要求。 生产批量。 必要的零件样品。

2、收集,分析,消化原始资料（一天）

收集整理有关该零件设计、成形工艺、成形设备、机械加工及特殊加工资料,以备制定零件冲压加工工艺和设计模具时使用。具体：

 消化零件图。了解零件的用途；分析零件的尺寸、精度等技术要求；使用性

能、使用场合方面的要求。

 消化任务书。分析任务书所提出的内容及要求。

 准备参考资料。《冲压设计手册》、《冲模图册》、《冷冲模标准》  收集相关资料。生产厂设备、工艺水平；设备型号性能、规格、特点；操作工人技术水平；模具维修能力；模具制造厂设备、技术水平；设备型号性能、规格、特点；相似零件工艺、模具资料等。

3、工艺设计（二天）

按工艺设计要点要求完成

4、模具设计（二天）

按模具设计要点要求完成

5、绘制模具装配图（三天） 图样幅面及比例

模具装配图和零件图图纸幅面，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。 模具装配图布置

装配图的一般布置情况如下图所示

 视图要求

一般情况下，用主视图和俯视图表示模具结构，若还不能表达清楚时，再增加其它视图。

剖视图的画法一般应按G B4458.1－84规定执行。但在冲模图中，为了减少局部剖视图，在不影响剖视图表达剖面迹线通过部分结构的情况下，可将剖面迹线以外部分旋转或平移到剖视图上，像螺钉，圆柱销，推杆的表示可用该方法。

下模俯视图，是假设将上模去掉以后的投影图。

上模俯视图，是假设将下模去掉以后的投影图。对称的模具，上模和下模的俯视图可各画一半表示。

在模具视图中，工件图和排样图的轮廓线用点划线表示，断面涂黑或红。毛坯在模具视图中的初始位置，用黑色或红色表示。 工件图和排样图

工件图是指经本套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，零件图的下方。

 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。明细表应包括：件号；名称；数量；材料；热处理；标准零件代号及规格；页次及备注等各栏。模具图中的所有零件都要详细填写在明细表中。 技术要求

冲模模架的技术要求，按G B 2854－81《冷冲模模架技术要求》中的规定执行。在模具装配图中，只简要注明对本模具的要求和应注意的事项即可。当有特殊要求，或不是在专业模具厂（或模具车间）生产时，要详细注明技术要求。

6、绘制全部零件图（二天）

拆绘模具零件图时，应尽量按该零件在总图中的装配方位画出，不要任意旋转和颠倒，以防画错，影响装配。模具图中的非标准零件均需画出零件图，如图凸模，凹模，卸料板等。有些标准零件需补加工处较多时，也可画出，如上模座和下模座。一般如导柱，导套，模柄，定位销，推杆，弹簧，螺钉，圆柱销等标准件均不再绘零件图。具体：

 由模具装配图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先工作零件，后其它零件。

 图形要求：按比例画，允许放大或缩小，视图选择合理，投影正确，布置得当，图形要清晰。

 标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标零件主要尺寸，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。

 表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注“其余3.2”其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

 技术要求。冲模零件技术要求，可按G B2870－81《冷冲模零件技术要求》中的规定执行。在零件图中，只简要注明对本零件的热处理要求和应注意的事项即可。当有特殊要求，或不是在专业模具厂（或模具车间）生产时，要详细注明技术要求。

 其它内容，例如零件名称、零件图号、材料牌号、热处理和硬度要求、表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

7、校对，审图。（一天） 自我校对的内容是：

-模具及其零件与冲压零件图纸的关系

模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度、结构等是否符合零件图纸的要尺寸、精度要求。设备选择是否合理

检查设备吨位、闭合高度、台面尺寸等有关装配尺寸与模具的装配关系。图纸

--装配图上各零件安置部位是否恰当，表示得是否清楚，有无遗漏。--名细表内零件编号、名称，制作数量、标准件等有无遗漏。

--零件图上的零件编号、名称，制作数量、技术要求检查，零件配合处精度、检 查，模具零件的材料、热处理、表面处理、表面粗糙度是否标记、叙述清楚。--主要工作零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误，不要使生产者生产时再换算。

--检查全部零件图及总装图的视图位置，投影是否正确，画法是否符合制图国标，有无遗漏尺寸。--校核加工性能

所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标注等是否有利于加工。-说明书是否按要求格式打印、装订；内容是否完善；表达是否正确。 教师审图

原则上按设计者自我校对项目进行；但是要侧重于结构原理，工艺性能及操作安全方面。

8、整理、写作说明书（一天）

按说明书写作格式、内容要求。

9、答辩、资料归档（一天）

将所有资料，例如任务书、零件图、说明书、模具装配图、模具零件图，按规定加以系统整理、装订、编号进行归类档。

第四篇：冲压模具论文

引言

在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下缩短模具开发周期是值得认真考虑的问题。

模具开发周期包括模具设计、制造、装配与试模等阶段。所阶段出现的问题都会对整个开发周期都有直接的影响，但有些因素的作用是根本的、全局性的。笔者认为，人的因素及设计质量就是这样的因素。因此科龙模具厂采取了项目管理、并行工程及模块化设计等管理上及技术上的措施，以提高员工积极性并改善设计质量，最终目的是在保证质量、成本目标的前提下缩短模具开发周期。

1模具开发的项目管理实施方法

项目管理是一种为了在确定的时间范围内，完成一个既定的项目，通过一定的方式合理地组织有关人员，并有效地管理项目中的所有资源（人员、设备等）与数据，控制项目进度的系统管理方法。

模具之间存在着复杂的约束关系，并且每套模具的开发涉及到较多种岗位、多种设备。因此需要有负责人保证所需生产资源在模具开发过程中能及时到位，因此需要实施项目负责制。另外，项目负责制的实施还便于个人工作考核，有利于调动员工积极性。

模具厂有冲模工程部与塑模工程部。冲模工程部管辖四个项目组，塑模工程部为三个。模具任务分配方式以竞标为主，必要时协商分配。每个项目组设有一个项目经理、约两个设计员、四个工艺师和四个左右的钳工，工艺师包括模具制造工艺与数据编程人员。而其它的各种生产设备及操作员的调度由生产部的调度员统筹安排。如果项目组之间有资源需求的冲突而调度员不能解决时由厂领导仲裁。

厂内员工可通过竞职方式担任项目经理，选拔项目经理有三项标准：（1）了解模具开发的所有工序内容；（2）熟悉模具开发过程中的常见问题及解决方法；（3）有较强的判断和决策能力，善于管理和用人。

项目管理的内容之一就是要确定项目经理应担负的职责。本厂项目经理的职责有：（1）负责组织项目组在厂内竞标、承接新项目；（2）负责与客户交涉，包括确定产品细节、接受客户修改产品设计的要求、反映需要与客户协商才能解决的问题；（3）检查产品的工艺性，如果产品工艺性存在问题，则向客户反馈；（4）制定具体的项目进度计划；（5）负责对承接项目的全过程、全方位的质量控制、进度跟踪及内外协调工作；（6）负责完成组内评审及对重大方案、特殊结构、特殊用途的模具的会审；（7）负责组内成员的工作分配、培训及考核；（8）对组内成员的过失行为负责；（9）负责在组内开展 “四新”技术的应用与技术攻关项目的立项、组织、实施等各项工作；（10）及时解决新模具在维修期内的各项整改及维修。

厂领导根据项目完成的时间、质量与成本考核项目经理。然后由项目经理考核项目组内员工，使责、权、利落实到每一位员工，有效调动了员工积极性并显著减少以前反复出现的问题。模具开发的并行工程实施方案

并行工程是缩短产品开发周期、提高质量与降低成本的有效方法。实施并行工程有助于提高产品设计、制造、装配等多个环节的质量。并行工程的核心是面向制造与装配的设计（DFMA）[1]。在模具开发中实施并行工程就是要进行产品及模具的可制造性与可装配性检查。

笔者为模具厂提出并实施了如图1所示并行工程实施方案。IMAN是基于统一数据库的PDM系统，基于IMAN集成各种CAX及DFX工具，并利用IMAN的工作流模型实现了设计过程的集成。基于统一的产品三维特征模型，设计员利用CAD工具进行模具设计；工艺师利用CAM功能进行数控编程及CAPP进行工艺设计；审核者利用CAE功能进行冲压或注射成型过程模拟，利用DFX工具进行可制造性与可装配性分析。以上工作可以几乎同时进行，而且保证了产品及模具的相关尺寸的统一与安全。这就使审查时重点检查模具的方案和结构。基于统一数据库，各种职能的人可以看到感兴趣的某侧面的信息。

DFMA工具的开发是并行工程的工作重点之一。在以往的DFMA方法研究与系统实现中[2]，DFMA工具被动地对CAD输出的产品特征进行评价，而不能在CAD系统产生具体产品特征前即在概念设计阶段加以指导，使CAD系统要经过多次设计―检查―再设计循环才能求得满意解。为此科龙模具厂开发了集成CAD系统的DFMA工具。DFMA的工作过程可分两个阶段。第一阶段是，DFMA输出概念设计方案到CAD，这个方案具有最少的零件数量；第二阶段是，而CAD系统输出设计特征模型，经过特征映射后将制造特征模型输入到DFMA工具进行可制造性与可装配性分析。通过这种途径使DFMA知识库得到尽早利用，为缺乏知识的CAD系统把握方向。

通过对产品与模具的可制造性与可装配性的检查，就从源头消除了后续工序可能遇到的困难，大大减少出现缺陷和返工的可能性。模具的模块化设计方法与系统研究

缩短设计周期并提高设计质量是缩短整个模具开发周期的关键之一。模块化设计就是利用产品零部件在结构及功能上的相似性，而实现产品的标准化与组合化。大量实践表明，模块化设计能有效减少产品设计时间并提高设计质量。因此本文探索在模具设计中运用模块化设计方法。

3.1模具模块化设计的特点

模具的零部件在结构或功能上具有一定的相似性，因而有采用模块化设计方法的条件，但目前模具设计中应用模块化设计方法的研究报道还很少见。与其它种类的机械产品相比，模具的模块化有几项明显特点。

3.1.1模具零件的空间交错问题

模具零件在三维空间上相互交错，因此难于保证模块组合后没有发生空间干涉；难于清晰地进行模块划分。

笔者采取以下办法来克服这个问题：（1）利用Pro/E（或UGII等三维软件）的虚拟装配功能检测干涉；（2）按结构与功能划分相结合。模块划分就是部件划分并抽取共性过程。结构相对独立的部件按结构进行划分，设计出所谓的结构模块；而在空间上离散或结构变化大的部件则按功能划分，设计出所谓的功能模块。这样划分并进行相应的程序开发后，结构模块的结构可由结构参数为主，功能参数为辅简单求得；而对于功能模块，可由功能参数为主，结构参数为辅出发进行推理，在多种多样的结构形式中做出抉择。

3.1.2 凸凹模及某些零部件外形无法预见

某些模具零件（如凸凹模）的形状和尺寸由产品决定因而无法在模块设计时预见到，所以只能按常见形状设计模块（如圆形或矩形的冲头）,适用面窄；某些模具零件（如冲压模的工件定位零件）虽然互相配合执行某一功能，但它们的空间布置难寻规律与共性，因此即使按功能划分也不能产生模块。

笔者认为，模块化是部件级的标准化，而零件标准化可视为零件级的模块化。两个级别上的标准化是互相配合的。因此，要开发零件库并纳入模块库，以弥补模块覆盖不全的缺憾。当零件必须逐个构造时，一个齐全的便于使用的零件库对提高效率很有帮助。

3.1.3 模具类型与结构变化多

模具可有不同的工序性质，如落料、冲孔等；有不同的组合方式，如简单模、连续模等；还有不同的结构形式，种类极其繁多。因此，必须找到适当途径，使较少的模块能组合出多种多样模具。

为此，笔者提出了以下方法：（1）在Pro/E（或UGII等三维软件）的参数化设计功能及用户自定义特征功能的基础上进行二次开发，使模块具有较大“可塑性”，能根据不同的输入参数可产生较大的结构变化；（2）分层次设计模块。用户可调用任一层次上的模块，达到了灵活与效率两个目标。使用小模块有灵活多变的优点，但效率低，使用大模块则相反。

3.2 模具模块化设计的实施

为了实施模块化设计，并证明以上方法的可行性，笔者基于Pro/E二次开发，开发出一套模具模块化CAD系统。系统分两大部分：模块库与模块库管理系统。

3.2.1 模块库的建立

模块库的建立有三个步骤：模块划分、构造特征模型和用户自定义特征的生成。标准零件是模块的特例，存在于模块库中。标准零件的定义只需进行后两步骤。

模块划分是模块化设计的第一步。模块划分是否合理，直接影响模块化系统的功能、性能和成本[3]。每一类产品的模块划分都必须经过技术调研并反复论证才能得出划分结果。对于模具而言，功能模块与结构模块是互相包容的。结构模块的在局部范围内可有较大的结构变化，因而它可以包含功能模块；而功能模块的局部结构可能较固定，因而它可以包含结构模块。

模块设计完成后，在Pro/E的零件/装配（Part/Assembly）空间中手工建构所需模块的特征模型，运用Pro/E的用户自定义特征功能，定义模块的两项可变参数：可变尺寸与装配关系，形成用户自定义特征(User-Defined Features，UDFs)。生成用户自定义特征文件（以gph为后缀的文件）后按分组技术取名存储，即完成模块库的建立。

3.2.2 模块库管理系统开发

系统通过两次推理，结构选择推理与模块的自动建模，实现模块的确定。第一次推理得到模块的大致结构，第二次推理最终确定模块的所有参数。通过这种途径实现模块“可塑性”目标。

在结构选择推理中，系统接受用户输入的模块名称、模块的功能参数和结构参数，进行推理，在模块库中求得适用模块的名称。如果不满意该结果，用户可指定模块名称。在这一步所得到的模块仍是不确定的，它缺少尺寸参数、精度、材料特征及装配关系的定义。

在自动建模推理中，系统利用输入的尺寸参数、精度特征、材料特征与装配关系定义，驱动用户自定义特征模型，动态地、自动地将模块特征模型构造出来并自动装配。自动建模函数运用C语言与Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT开发而成。UDFs的生成方法及参数驱动实现自动建模的程序见参考文献[4]。

通过模块的调用可迅速完成模具设计。这个系统在本厂应用后了模具设计周期明显缩短。由于在模块设计时认真考虑了模块的质量，因而对模具的质量起基础保证作用。模块库中存放的是相互独立的UDFs文件，因此本系统具有可扩充性。总结

由于采取了上述措施，科龙集团某一新品种空调的模具从设计到验收只需三个月就完成了，按可比工作量计算，开发周期比以前缩短了约1/4，而且模具质量和成本都有所改善，明显增强企业竞争力。

第五篇：冲压模具课程设计

前言

冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。

因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后，安排了模具设计课程设计，以帮助我们掌握模具设计的过程，为以后参加工作打下基础。

设计内容

一、零件的工艺性分析

图1 零件图

1）零件的尺寸精度分析 如图1所示零件图，该零件外形尺寸为R11，19；内孔尺寸为R3，6，均未标注公差，公差等级选用IT14级，则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。

2）零件结构工艺性分析 零件形状简单，适合冲裁成形。

3）制件材料分析 制件材料为45钢，抗剪强度为432～549Mpa，抗拉强度为540～685Mpa，伸长率为16%。适合冲压成形。

综合以上分析，得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产。但有几点应注意：

1）孔与零件左边缘最近处仅为2mm，在设计模具是应加以注意。2）制件较小，从安全方面考虑，要采取适当的取件方式。

3）有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

二、工艺方案的确定

由零件图可知，该制件需落料和冲孔两种冲压工艺，设计模具时可有以下三种方案：

方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔、落料连续冲压，采用级进模生产。方案三：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案一采用单工序模生产，模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件年产20万件的需求，而且要考虑第二套模具中工序件的定位问题，操作不便。

方案二采用级进模生产，可有效地提高生产效率，但连续模制造和设计难度大，费用高，用于生产该制件达不到经济性要求。

方案三采用复合模生产，亦有很高的生产效率，复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔两道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，能较好的满足该制件内孔与外形同心的要求。

通过对比，故采用方案三，比较适合该零件。

三、模具结构形式的确定

（一）模具类型及卸料方式分析

因制件材料较薄，为了保证制件的平整度，所以采用正装式复合模，即凸凹模安装在上模，这样，从模柄中穿入导杆可以直接把嵌在凸凹模里的废料从刃口中打下，卡在凸凹模凸模刃口上的材料可以用弹性卸料板卸料；冲孔凸模与落料凹模安装于下模，用顶件器带动卸料板顶出制件。

（二）模具定位方式分析

在模具设计中，抛弃了传统的销钉定位，而是把凸凹模和凹模分别在上、下模座定位，上、下模座的定位沉台在制造时是和导柱、导套固定在一起加工完成的，这样保证了上、下模工作零件的同轴度，从而达到保证零件尺寸精度的目的。同时没有使用销钉，也使模具的维修方便了很多，即使多次拆卸也能保证零件的精度不变。

四、工艺设计与计算

（一）制件排样与材料利用率计算

采用单排直排有废料排样，如图2所示。

由文献【1】表3-17查得制件间搭边值a=0.8mm，侧搭边值a1=1mm,则送料步距L=19+0.8=19.8；条料宽度B=22+1+1=24；经计算制件面积S=284.73mm2，一个步距的材料利用率为：

η=S/(BL)×100%=284.73/(24 ×19.8)×100%=59.92%

图2 排样图

由文献【2】表4-1冷轧钢板的尺寸，选板料规格为1200mm×600mm×1mm，剪裁条料时采用横裁法，于是条料尺寸为24mm×600mm。

每板条料数n1=1200/24=50(条)；

每条制件数n2=(600-0.8×2)/19.8=30(件)； 每块板制件数n3= n1×n2=50×30=1500(件)材料总利用率η=1500×284.73/（1200×600）=59.3﹪

（二）冲压力的计算

冲裁力可按以下公式[1]计算：

F=KLtτ

kp，式中：t—材料厚度（mm）； L—冲裁件周长（mm）；τ已知K=1.3, t=1 mm；查文献【2】表4-12得τ

kp

kp

--材料抗剪强度（Mpa）。

kp

=432～549，取τ=500；经计算得外形周长L1=67.57mm，内孔周长L2=30.85mm。所以

落料冲裁力 F1= KL1tτ冲孔冲裁力 F2= KL2tτ

kp

=1.3×67.57×500×1=43.92kN =1.3×30.85×500×1=20.05 kN

kp推件力和卸料力可用以下经验公式[ 1]进行估算：

F推件=nK推F F卸料=K卸F 式中：F—冲裁力；n为同时卡塞在凹模内的零件数，一般为3～5；K推—推件力系数；K卸—卸料力系数。查文献【1】表3-15得，K推=0.055，K卸=0.04～0.05，所以

F卸料=K卸F1=0.04×43.92=1.7568 kN F推件=nK推F2=5×0.055×20.05=5.51 kN 由于该制件模具采用弹性卸料装置，所以总冲压力的计算公式为： F总= F1+F2+F卸料+F推件=43.92+20.05+1.7568+5.51=71.24 kN(三)初选压力机

根据总压力71.24 kN,查文献【2】表4-33开式压力机的主要技术参数，初选压力机型号规格为J23-10，其主要参数如下：

公称压力：100 kN 滑块行程：45mm 最大闭合高度：180mm 最大装模高度：145mm 工作台尺寸：370mm×240mm 模柄孔尺寸：∅30mm×55mm(四）计算压力中心

该制件图形较规则，上下对称，故采用解析法求压力中心较为方便。建立如下图所示坐标系。

1x

设压力中心为（x0,y0）,因为上下对称，所以y0=0，只需求x0，又因为内孔为轴对称图形，所以只需考虑外形。经计算得L1=15.1mm,L2=52.47mm,x2=3.165, x1=-8。根据合力矩定理得

所以，压力中心为（0.72，0）。

（五）计算凸凹模刃口尺寸

本制件形状简单，可按分别加工方法制造凸、凹模，凸、凹模的制造公差 δp和δp必须满足不等式[ 1]：

δp+δd≤Zmax-Zmin。

根据制件的材料和厚度,由文献【3】表2-14 汽车、拖拉机等行业冲裁模初始双边间隙值，查得 ：

Zmax=0.140mm,Zmin=0.100mm；

根据制件的基本尺寸和厚度，由文献【3】表2-19 汽车、拖拉机等行业简单形状制件凸、凹模的制造偏差，查得：

落料部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 冲孔部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 验证制造偏差是否合格：

δp+δd =0.02+0.02=0.04 Zmax-Zmin=0.140-0.100=0.04 所以，δp+δd=Zmax-Zmin=0.04，合格，可以采用该公差值。

由于零件图未注公差，为了降低工作难度，所以在实际生产中按照IT14等级确定制件各尺寸公差，查文献【3】附录一 标准公差数值和表2-17 磨损系数x得：

落料部分：尺寸R11，公差为0.43mm，取x=0.5；

尺寸19，公差为0.52mm，取x=0.5；

冲孔部分：尺寸R3 ,公差为0.25mm，取x=0.5；

尺寸6，公差为0.3mm，取x=0.75。

1）落料 尺寸R

Dd=(Dmax-xΔ

=(11.215-0.5×0.43=

Dp=(Dd-Zmin=(11-0.100= 尺寸 Dd=(Dmax-xΔ=(19.26-0.5×0.52=

Dp=(Dd-Zmin=(19-0.100=

2)冲孔 尺寸R dp=(dmin+xΔ=(2.875+0.5×0.25=

dd=(dp+ Zmin=(3+0.100=

尺寸 dp=(dmin+xΔ=(5.85+0.75×0.3=

dd=(dp+ Zmin

五、模具结构设计

（一）凹模设计

=(6.075+0.100=

因制件形状简单，轮廓近似圆形，且总体尺寸不大，选用整体式圆形凹模较为合理。因制件精度较低，厚度较小，由文献【2】表3-5 冷冲模工作零件的材料及热处理要求，选用9Mn2V为凹模材料。

1)确定凹模厚度H值:由凹模厚度经验公式[4]估算：

H=K1K

2式中，F—冲裁力，N；K1—凹模材料修正系数，合金钢取1，碳素钢取1.3；K2—凹模刃口周边长度修正系数。

本例中冲裁力F=43.92kN；凹模材料为合金钢，故K1取1；凹模刃口周边长度为67.57mm，查文献【4】表3-34凹模刃口周边长度修正系数，得K2=1.12，所以

H=K1K2

=1×1.12×

=19.06mm 2)确定凹模周界尺寸D：根据条料宽度B=24mm,材料厚度t=1mm,由文献【4】表3-33，查得凹模孔壁厚c=22mm。所以 D=2R+2c=22+266mm 由文献【2】表5-45 圆形凹模板尺寸，可查到较为靠近凹模周界尺寸为63mm×20mm，故凹模周界尺寸取为63mm×20mm。其结构图如图3所示。

图3 凹模

（二）其他冲模零件设计

据以上确定的凹模周界尺寸，查文献【2】表5-5 复合模圆形厚凹模典型组合尺寸，可得其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。

1)卸料板 标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×8mm,结构图如图4所示。

图4卸料板

2)凸凹模固定板 标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×12mm，结构图如图5所示。

图5凸凹模固定板

3)顶件块 非标准件，尺寸根据凸、凹模尺寸确定，结构图如图6所示。

图6顶件块

4）凸凹模

凸凹模采用直通式结构，固定部分简化为圆形，因采用弹压卸料，所以凸凹 模长度按下式[6]计算

L=h1+h2+t+h 式中，h1—凸凹模固定板厚度，mm；h2—卸料板厚度，mm；t—材料厚度，mm；h—增加长度。它包括凸凹模修磨量、凸凹模进入凹模的深度（0.5～1mm）、凸凹模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10～20mm。

本例中，h1=12mm，h2=8mm，t=1mm，h取14mm，所以凸凹模长度 L=h1+h2+t+h=12+8+1+14=35mm

凸凹模结构图如图7所示。

图7 凸凹模 5)凸模

凸模亦采用直通式，固定部分简化成圆形，长度L=19.5mm,其结构图如图8所示。

图8 凸模

（三）选择模架

由凹模周界尺寸63mm×20mm及模架闭合高度110mm，查文献【2】表5-8滑动导向后侧导柱模架规格，选用后侧导柱模座,其主要参数如下：

上模座 63mm×63mm×25mm(GB/T2855.5-1990)； 下模座 63 mm×63mm×30mm(GB/T2855.6-1990)； 导柱 16mm×110mm×30mm(GB/T2861.2-1990)； 导套 16mm×50mm×23mm(GB/T2861.6-1990)。模架具体结构尺寸，参照文献【5】表4-6后侧导向模柱、表3-38导柱和表3-39导套设计。

（四）模柄设计

本例采用凸缘模柄，尺寸与模柄孔配做。

六、校核压力机安装尺寸

模座外形尺寸为63mm×63mm，闭合高度为110mm，J23-10型压力机工作台尺寸为370mm×240mm，最大闭合高度为180mm，故此压力机能满足要求。

七、绘制装配图

图9 装配图

结束语

钣金冲压成形课程设计是我们在大学期间的一门重要课程，是对我们将理论应用于实践能力的考核。通过这次课程设计我加深了对冲压成形的理解，掌握了模具设计的基本方法，很好地巩固了以前所学的知识，相信对我将来从事工作将有很大帮助。在本设计过程中，各位老师和同学们给予我大量的指导和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于个人水平有限，在设计中难免出现错误和不足，还请老师批评指正。

致谢

经过两周的忙碌和工作，本次课程设计终于完成了，作为一个本科生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的帮助，想要完成这个设计是很难的。

在这里首先要感谢郭拉凤和张春元老师。他们平日里工作繁多，但在我做课程设计的整个过程中都给予了我悉心的指导。我的装配图较为复杂，但是郭老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他们严谨的治学态度和科学的研究精神也是我学习的榜样，并将对我今后的学习和工作产生积极影响。

其次要感谢和我一起作课程设计的谢现龙同学，在本次设计中他给了我极大的帮助。

然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次课程设计才会顺利完成。

参考文献

【1】翟平.飞机钣金成形原理与工艺.西安：西北工业大学出版社，1995 【2】史铁梁.模具设计指导.北京: 机械工业出版社，2006 【3】孙京杰.冲压模具设计与制造实训教程.北京：化学工业出版社，2009 【4】康俊远.冲压成型技术.北京:北京理工大学出版社.2008 【5】王立人.冲压模设计指导.北京:北京理工大学出版社.2009 【6】李奇涵.冲压成形工艺与模具设计.北京：科学出版社，2007