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沖壓模具設計

時間：2023-09-25 18:41:28 設計我要投稿

沖壓模具設計4篇[合集]

沖壓模具設計1

　　一、課題的來源

　　課題來源于生產實際，探討沖壓加工中較常見零件的工藝方法和結構設計。課題涉及知識面較廣，且設計要求較高，對學生的設計能力，特別是思考能力是一個很好的鍛煉。課題研究內容包括機械工程學科的力學，材料學，機械原理，機械設計，公差與互換性，機械制造工藝等知識，特別鍛煉學生規范性設計的能力。使學生能得到全面的鍛煉。課題要求學生具備較強的機構設計能力和創新能力，對學生是一個挑戰。課題為典型的機械設計類課題，涉及機械知識全面，與工程機械專業方向結合緊密。

　　二、選題的現實意義和理論意義

　　沖壓加工是現代機械制造業中先進高效的加工方法之一。它是利用安裝在壓力機上的模具，在常溫或加熱的條件下對板材施加壓力使其變形和分解，從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因為它主要用于加工板料零件，所以又稱板料沖壓。

　　沖壓加工的特點如下：

　　（1）. 借助壓力機的壓力，利用模具能獲得壁薄、質量輕、剛性好、形狀復雜的零件，這些零件用其他的方法難以加工甚至無法加工；

　　（2）. 沖壓加工的零件精度高、尺寸穩定，具有良好的互換性；

　　（3）.沖壓加工是少、無切削加工的一種，部分零件沖壓直接成形，大部分無需任何再加工，材料利用率高，達85%以上；

　　（4）.生產效率高，生產過程容易實現機械化和自動化，適合于大批大量生產；

　　（5.）操作簡單，便于組織生產和管理。

　　沖壓加工的缺點是模具制造的周期長，制造成本高，不適于單件小批量生產；其次，沖壓加工多用機械壓力機，由于滑塊往復運動快，大量手工操作，勞動強度較大，易發生事故，安全生產與管理要求高，須采用必要的安全技術措施來保證。

　　沖壓加工的應用十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現代制造業，比如汽車、拖拉機、農業機械、電機、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生產方面，都占有十分重要的地位。

　　沖壓加工在國民經濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產業界都用到它，而且每個人都直接與沖壓產品發生聯系。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身，車架及

　　車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統計，自行車，縫紉機，手表里有80%是沖壓件；電視機，收錄機，攝像機里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。

　　但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益的。

　　當然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現在沖壓加工時產生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統的沖壓設備及落后的手工操作造成的。隨著科學技術的進步，特別是計算機技術的發展，隨著機電一體化技術的進步，這些問題一定會盡快二完善的得到解決。

　　三、國內外的研究現狀及分析

　　據統計，20xx年我國生產汽車沖壓件約240萬噸/8億件，摩托車沖壓件約28萬噸/19億件，拖拉機、農用車沖壓件約96萬噸/7.1億件，家用空調和冰箱沖壓件100萬噸/12.8億件。業內專家預計，隨著沖壓成形行業最大用戶市場--汽車行業今后繼續迅猛發展，中國沖壓行業已迎來了一個快速發展機遇期，但能否抓住機遇獲得新的更快的發展，前進的道路上尚有許多阻力和障礙需要克服與突破。

　　（1）機械化、自動化程度低

　　美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機，日本國內250條生產線有32%為多工位壓力機，而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應用卻為數不多；中小企業設備普遍較落后，耗能耗材高，環境污染嚴重；封頭成形設備簡陋，手工操作比重大；精沖機價格昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數企業無力投資阻礙了精沖技術在我國的推廣應用；液壓成形，尤其是內高壓成形，設備投資大，國內難以起步。

　　（2）生產集中度低

　　許多汽車集團大而全，形成封閉內部配套，導致各企業的沖壓件種類多，生產集中度低，規模小，易造成低水平的重復建設，難以滿足專業化分工生產，市場競爭力弱；摩托車沖壓行業面臨激烈的市場競爭，處于“優而不勝，劣而不汰”的狀態；封頭制造企業小而散，集中度僅39.2%。

　　（3）沖壓板材自給率不足，品種規格不配套

　　目前，我國汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅

　　板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。

　　（4）科技成果轉化慢先進工藝推廣慢

　　在我國，許多沖壓新技術起步并不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形成生產力。先進沖壓工藝應用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉化、推廣速度慢。技術開發費用投入少，導致企業對先進技術的掌握應用慢，開發創新能力不足，中小企業在這方面的差距更甚。目前，國內企業大部分仍采用傳統沖壓技術，對下一代輕量化汽車結構和用材所需的成形技術缺少研究與技術儲備。

　　（5）大、精模具依賴進口

　　當前，沖壓模具的材料、設計、制作均滿足不了國內汽車發展的需要，而且標準化程度尚低，大約為40%~45%，而國際上一般在70%左右。

　　（6）專業人才缺乏

　　業內掌握先進設計分析技術和數字化技術的高素質人才遠遠不能滿足沖壓行業飛速發展的需要，尤其是摩托車行業中具備沖壓知識和技術和技能的專業人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設計，掌握設計權、投資權，我方沖壓技術人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。

　　沖壓成形用戶市場的迅猛發展為沖壓行業帶來了全新的發展機遇，雖然在沖壓業發展的道路上還存在著各種各樣的阻力與障礙，但我們始終相信，這些都阻擋不了沖壓行業前進的步伐。

　　科學技術的迅猛發展, 尤其是在現有資源及環境不可過分樂觀的形勢下, 對沖壓加工乃至整個塑性加工業等都提出了嚴重的挑戰。減輕重量, 節省材料, 降低能耗, 開拓創新已成為塑性加工業等面臨的一個極其重要的課題。不可否認在金屬加工中, 沖壓是成形效率和材料利用率最高的加工方式之一, 其具有自己獨特的.優勢與特點。面對嚴重挑戰, 沖壓加工正以新的姿態, 向鑄造、鍛壓、焊接和機械加工等領域開拓, 已經并正在生產出許多具有時代特點的產品, 展現了沖壓加工廣闊的天地。例如沖壓發動機殼體、沖壓搖臂、沖壓搖臂座、沖壓排氣管、沖壓焊接成形的離心泵、沖壓托架、沖壓焊接成形的汽車后轎殼、沖壓離合器殼體、沖壓變速箱殼體、沖壓皮帶輪等等, 所有這些不僅一改過去工件由鑄造、焊接生產而呈現的粗笨外表, 許多沖壓件的精度也毫不遜色于機械加工的產品, 其結構合理性甚至要超過某些機械加工產品, 尤其是其生產率又遠非機械加工所能比擬。而復合沖壓、微細沖壓、智能化沖壓、綠色沖壓等高新技術又向我們展示了沖壓加工極具魅力的新領域, 可以說沖壓加工不論從深度, 還是從廣度上都大有作為, 前景美好。

　　四、設計的目的、要求和規劃

　　1、設計的目的

　　總結和鞏固基礎技術課程和專業課程中所獲得的知識，綜合應用這些知識，并將理論知識用于解決生產實際問題；通過設計使學生獲得課堂講授不易掌握的沖模結構知識；培養學生的設計、計算和繪圖能力，培養學生獨立解決沖壓范圍內工程問題的能力。 2、設計的要求

　　1) 鞏固和擴大本課程所學的理論知識。

　　2) 綜合運用本課程和其它課程的知識，能夠設計一般沖壓零件的工藝過程和模具。

　　3) 進一步提高設計、計算和繪圖能力，熟悉工程計算方法和技巧，正確繪制裝配圖和零件工作圖，要求做到：字體端正，圖面整潔。通過編寫計算說明書，提高總結技術問題與編寫報告的能力。

　　4) 熟悉使用機械零件手冊、沖壓設計資料（如《模具設計與制造簡明手冊》、《冷沖壓模具結構圖冊》）、技術規范、國家標準(如《冷沖模國家標準》)以及其它技術資料。

　　5) 樹立正確的設計思想，設計必須從實際出發，在設計中培養學生認真踏實的工作態度和工作作風。

　　3、設計的工作規劃

　　應充分研究設計任務書，了解產品用途，并進行沖壓件的工藝性及尺寸公差等級分析，對于一些沖壓件結構不合理或工藝性不好的，必須征詢指導教師的意見后進行改進。在初步明確設計要求的基礎上，可按以下步驟進行沖壓總體方案的論證。

　　1) 醞釀沖壓模具設計安排的初步方案，并畫出各步的沖壓工序草圖；

　　2) 通過工序安排計算及《沖壓模具結構圖冊》等技術資料，驗證各步的沖壓模具設計方案是否可行，構畫該道工序的模具結構草圖。

　　3) 構畫其它模具的結構草圖，進一步推敲上述沖壓工序安排方案是否合理可行。

　　4) 沖壓工序安排方案經指導教師過目后，即可正式繪制各步的沖壓工序圖，并著手按照“任務書”上的要求進行課程設計。

沖壓模具設計2

　　一、設計過程

　　1、沖裁件工藝性分析：

　　①材料性能分析：是否具有良好的沖壓工藝性能；

　　②工件結構分析：

　　結構要求：如果只是對孔的定位有高要求，對外形要求不高，可以改進外形，以實現無廢料排樣

　　料厚：是薄板材料還是厚板材料？t

　　1、支架，設計該零件的.沖壓生產工藝及模具。

　　2、支架，設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

　　3、法蘭零件，試設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

　　4、筒形零件，試設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

沖壓模具設計3

　　曲柄滑塊壓力機上一般沖模的設計

　　1：cad中壓力中心的計算方法：

　　（1）對剪切線非封閉區域偏移一微小距離如0。3mm，并連接兩端使之封閉；對孔等封閉區域同樣偏移一微小距離如0。3mm，

　　（2）針對剪切線（已封閉兩端）執行繪圖>面域，形成剪切線的封閉區域；對于孔等已封閉區域則先執行面域，形成內外兩個面域，再執行修改

　　>實體編輯>差集，用大園減去小園即得到沿剪切線的.小偏距集合；

　　（3）當封閉區域不止一個時，執行修改>實體編輯>并集，將各個面域區域求和；

　　（4）執行工具>查詢>面域/質量特性，則該區域的質心坐標可近似為壓力中心。

　　2：沖裁力計算：

　　對于一般的16MnL，Q235板可近似使用：沖裁力=500MPa*截面面積/10000（噸），截面面積可通過查看面域/質量特性/2獲得。

　　3：模具閉合高度與模具零件高度的協調：

　　根據采用的模具閉合高度值，初步設計影響模具閉合高度的上下模、上下模座、模板的高度，本著節約和強度夠用的原則設計和協調。高度值寬度值長度值上下模座55、65、75從定位板向外單邊加寬50定位板距離導套孔中心50+導套中心距離模座邊50=100。上下模60—7560—75模板3530—32根據上下模外形尺寸決定卸料膠60、70、80寬度不少于40寬卸料板14—20定位板30—45采用12、16或20銷定位，14或16螺栓。選取考慮因數出料方式，強度16Mn板4：確定卸料、落料方式（落料孔是否有效，是否加落料槽）、上模座夾緊方式（模柄或U型槽）

　　螺紋孔一般鉆深35，攻深30，上牙25深；銷孔鉆深35，銷進入30深；凸凹模間隙取值t/10；

　　定位板與模具取配合為H8/f7，大模具時取H8/e7；

　　導套導柱T8，導柱導套配合取間隙配合H7/g6，導柱導套分別與模座取小過盈配合，其中導套與上模座取小過盈量配合H7/r6，導柱與下模座取略大些過盈量配合H7/p6；

　　模具材料Cr12，調質52—56HRC；或者54—58HRC模具材料Cr12MoV，調質52—56HRC；或者54—58HRC

　　最后檢查

　　模具總成干涉檢查，導柱導套長度是否合適，沖壓時是否會有干涉；模具標識方法：

　　模具標識制作說明：

　　1：裝配后按圖示位置打上模具總成圖號鋼印，和制造廠名、制造日期。要求鋼印字體高度不少于10mm，字體寬度不少于8mm，鋼印深度不少于0。5mm，鋼印線條寬度不少于1mm。沿著鋼印線條，涂上黃色油漆，并抹干凈外表面油漆，要求字體線條所形成的色差能使雙眼5。0視力者在1。5m處可清晰識別標識；

　　2：按圖示位置用醒目油漆標識防錯位標記“左邊”。

　　1：上模沖頭安裝方式采用螺栓緊固，對中沖頭缺口。

　　2：上模一般在上模座與定位板之間有墊板（調質）以避免上模座長期沖擊下出現凹坑，墊板可換，螺栓穿過墊板通孔上緊在上模板上，墊板為通孔，通過配做定位銷將墊板、上模定位板準確定位在上模座上，取H7，消除磨損（正偏差）。

　　聚氨酯卸料膠厚度t=60、70+卸料板8—10，通過螺栓安裝在在上模定位板上，設計卸料板時，自然狀態下螺栓頭應沉入卸料板>=t+5，防止工作時上模下行時螺栓頭撞擊下模；

　　卸料板孔應大于沖頭大頭直徑3—4個。沖頭頭高度25mm左右；凹模壁厚s=10—12mm；

　　設計更改上模沖頭安裝定位板厚時，應考慮沖頭缺口尺寸是否能接觸到緊固螺栓。上、下模定位板一般取30—35mm厚度。模具安裝夾緊方式模具閉合高度

　　成本節約控制，如模具雙面、雙側用，相當于1個可以當4個用。需加工平面的板盡量設計成10*n+5厚度

　　Cr12材料的沖頭其熱處理硬度一般為50—54HRC，相應凹模熱處理硬度一般為52—56HRC，螺栓上緊式沖頭非工作部分調質，工作部分局部淬火。上下模導柱導套一般為配做，設計圖應標注位置度公差和垂直度公差。

沖壓模具設計4

　　1、沖壓：在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，對其產生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸精度的零件加工方法。

　　2、沖壓三要素：合理沖壓工藝、先進的模具、高效的沖壓設備。

　　3、沖壓的優點：生產效率高、材料利用率高、制件強度精度高、隨批量增大，零件制造成本降低、有良好的互換性。

　　缺點：模具成本高、制造復雜、周期長、制造費用昂貴。

　　4、沖壓工序分類：根據材料變形特點分為分離工序和成形工序。

　　分離工序：指板料在沖壓力的作用下，變形部分的應力達到強度極限以后，使坯料發生斷裂而產生分離。（有：落料、沖口、剪切、切斷、切槽、切口、切邊等）

　　成形工序：指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到屈服極限，但未超出抗拉強度極限，使板料產生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸精度制件的加工工序（拉深、脹形、翻邊等）

　　5、沖模按工藝性質分為：沖裁模、彎曲模、拉伸模、成形模；按工序組合程度分：單工序、復合、級進模。

　　6、常用沖壓設備：機械壓力機（摩擦、曲柄壓力機和高速沖床）、液壓機（油、水壓機）。

　　7、公稱壓力的大小，表示壓力機本身能夠承受沖擊的大小。

　　8、塑性：指固體材料在外力作用下發生永久變形而不破壞其完整性的能力。

　　9、塑性指標：延伸率、斷面收縮率、扭轉圈數、壓縮程度。

　　10、塑性的影響因素：化學成分和組織；變形溫度；變形速度；應力狀態；尺寸因素。

　　11、沖壓成型性能主要包括：成型極限（材料達到最大變形程度）和成型質量。

　　12、沖壓件的質量指標：尺寸精度、厚度變化、表面質量以及成形后材料的物理機械性能。

　　13、沖壓成形對材料的要求主要體現在：材料成形性能、材料厚度公差、材料表面質量等。

　　14、沖裁是利用模具使板料的一部分沿一定的輪廓形狀與另一部分產生分離以獲得之間的工沖壓工藝與模具設計知識點總結序。

　　15、沖裁的目的：獲得一定形狀和尺寸的內孔成為沖孔；在于獲得一定外形輪廓和尺寸的之間稱為落料。

　　16、沖裁變形過程：彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分離階段。

　　17、沖裁件質量是指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。

　　18、沖裁件的`斷面四個特征區：圓角帶、光亮帶、毛刺區、斷裂帶。

　　19、影響沖裁件斷面質量的因素：材料性能；模具間隙；模具刃口狀態。

　　20、影響沖裁件尺寸精度的因素：模具的制造精度；沖裁間隙；材料的性質。

　　21、影響沖裁件形狀誤差的因素：材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對材料摩擦不均勻等。

　　22、模具間隙的確定方法：理論確定法、經驗確定法以及圖表法。其影響因素主要是材料性質和厚度。

　　23、凸凹模刃口尺寸計算自行翻閱課本：p45

　　24、排樣：沖裁件在條料上、帶料上布置的方法。

　　25、沖裁件的實際面積與所用的面積的百分比稱為利用率。

　　26、排樣的方法：有廢料、少廢料、無廢料排樣。

　　27、搭邊：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料。

　　FKLt；卸料力計算：FXKXF；推件力計算：FTnKTF；頂件力：

　　28、沖裁力計算：FDKDF；

　　29、降低沖裁力的方法：階梯凸模沖裁；斜刃沖裁；紅沖。

　　30、沖壓力合力的作用點成為模具的壓力中心。

　　31、沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝的適應程度。

　　32、單工序沖裁模是指壓力機一次行程內只完成一個沖壓工序的沖裁模（落料模、沖孔模、切邊模、切口模）沖壓工藝與模具設計知識點總結

　　33、落料模常見的三種形式：無導向的敞開式、導板式、導柱式單工序落料模。

　　34、沖孔模有導柱式沖孔模、沖測孔模、小孔沖模。

　　35、復合模的優點：結構緊湊，生產效率高，之間內孔與外緣的相對位置精度保證，板料的定位精度比級進模低，比沖裁模輪廓尺寸小。

　　缺點：結構復雜，制造精度要求高，成本高。

　　36、倒裝式復合模：凸凹模在下模，落料凹模和沖孔凸模在上模，而順裝式相反。

　　37、沖裁模分為工藝零件和結構零件。工藝零件在完成沖壓工序時，與材料或制件直接接觸的零件；結構零件是模具在制造使用中起裝配、安裝、定位、導向作用的零件。

　　38、凸模根據截面形狀分為圓形和非圓形凸模，其結構有：整體式、鑲拼式、階梯式、直通式、帶護套式。

　　凸模固定方式有：臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定、粘結劑澆注固定。

　　39、提高小孔凸模剛度和強度的方法：加保護與導向結構；采用短凸模的沖孔模；在沖模其他結構設計與制造上采取保護小凸模的措施。

　　40、凹模外形結構：圓形和板形。其結構有整體式和鑲拼式。凹模的刃口形式有直筒形和錐形。

　　41、鑲拼結構分為：鑲接和拼接。其固定方法有平面固定、嵌入式固定、壓入式固定、斜楔式固定。

　　42、鑲拼結構的優點：加工工藝性好，簡化了模具毛坯的鍛造；把內孔加工變為外形加工；減輕了熱處理的困難；易保證模具拼塊質量；對加工設備能力要求小；凹凸模損壞部分容易維修；節約模具鋼。

　　缺點：在裝配工藝和鑲塊加工精度要求高，由于內漲力作用，在凹模拼縫處容易產生毛刺，沖裁厚板受到限制。

　　43、導料銷或者導料板是對條料或帶料的側向進行導向的。沖壓工藝與模具設計知識點總結

　　44、導料銷分為固定、活動和始用擋料銷。作用：擋住搭邊或沖裁件輪廓，以限定條料送進距離。

　　45、測刃分為矩形和成型側刃。目的是以切去條料旁側少量材料來達到控制條料送料距離。

　　46、導正銷：消除送料導向和送料定距或定位板條粗定位誤差。

　　47、定位板和定位銷的定位方式有：外緣定位和內孔定位。

　　48、卸料裝置分為：固定卸料板、彈壓卸料裝置和廢料切刀（圓形和方形）。

　　固定卸料板適用于板料厚度大于0.5mm，卸料力大、平直度要求不是很高的沖裁時。彈壓卸料裝置適用于料厚小于1.5mm一下的板料，沖裁件質量，平直度高的場合。廢料切刀適用于沖裁尺寸大，卸料力大的落料火車成型件的切邊過程中。

　　49、推件（頂件）裝置的作用：將制件從凹模中推出或者頂出。

　　50、彎曲是使材料產生塑性變形，行成具有一定角度或一定曲率的沖壓工序。

　　51、彎曲變形過程分為：彈性彎曲變形、彈-塑性彎曲變形和塑性彎曲變形。其中彎曲圓角區域為主變形區。

　　52、彎曲變形的特點：圓角區域是彎曲變形的主要變形區；彎曲變形區存在應變中性層；彎曲區材料厚度變薄。

　　53、一般認為：窄板彎曲的應力狀態是平面的，寬板彎曲的應力狀態是立體的。

　　54、塑性彎曲時伴隨有彈性變形，當外載荷去除后，塑性變形保留下來，而彈性變形會完全消失的現象稱為回彈。

　　55、回彈通常表現為曲率和彎曲中心變化。

　　56、影響回彈的主要因素：材料的力學性能；相對彎曲半徑r/t；彎曲中心角；彎曲件形狀；模具間隙；彎曲方式；

　　57、減小回彈的措施：選用合適的彎曲材料；改進彎曲件的結構設計；改進彎曲工藝（熱處理、增加校正工序、采用拉彎工藝）；改進模具結構（補償法、校正法、軟凹模法）。沖壓工藝與模具設計知識點總結

　　58、影響最小相對彎曲半徑rmin/t的因素：材料的力學性能；彎曲中心角；板料的纖維方向；板料的沖裁斷面質量和表面質量；板料寬度；板料厚度。

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