冷冲压模具发展现状（通用6篇）
篇1：冷冲压模具发展现状
冷冲压模具发展现状
摘要：模具技术水平的高低是衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。我国工业的进一步发展要求模具行业向大
型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。文章从模具的发展历史出发，总结了国内冷冲压模具的发展现状。
探讨了国内冷冲压模具发展的新方向。
关键词：冷冲压模具；高新技术产业；模具工业；CAD／CAM／CAE技术
模具是高新技术产业的一个组成部分，是工业生产的重要基础装备．用模具生产的产品，其价值往往是模具价值的几十倍。模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用．是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度等特点，这是其他任何加工制造方法所不及的。目前，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。．对任何国家来说，制造产业是综合国力及技术水平的体现．而模具行业的发展是制造产业的基础和关键。针对这种情况，国家出台了相应的政策，正积极发展模具制造产业。
一、冷冲模具工业历史悠久
冷冲压加工工艺在我国已有悠久的历史。据文献记载：我国劳动人民远在青铜时期就发现了金属具有锤击变形的性能，到了战国时代(公元前403一前221年)已经能炼剑淬火。我们的祖先在2300年前已掌握了锤击金属制造兵器和各种日用品技术。在漫长的封建社会时期，我国劳动人民在金、银、铜装饰品和日用品的制作中，更是显示出了精巧的工艺技术和高超的艺术水平，令人叹为观止。
近代，从上个世纪20年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就开始使用冲床、压力机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中的“刀口模子”专门用于落料、冲孔，“坞工模子”可用于金属拉伸。由于生产力较为低下，技术水平不够．当时各厂使用的冲压设备功率都不大，甚至大多还是手扳脚踏。模具加工业以手工为主，故而模具的精度不高，损坏率大。直到20世纪40年代初，出现水压机冷冲模具。50年代公私合营后．增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和块规等较为精密的测量设备，冷冲模具的精度得以提高。六七十年代，随着产品生产大量使用冲压机床，冷冲模具已从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。同时由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多样化，精度也由此提高与此同时．随着热处理技术的进步和检测手段的完善，冷冲模具使用寿命提高5～7倍。这一时期．还由于成型磨削、电脉冲和线切割机等机床相继使用，又采用硬质合金为模具材料，冷冲模具的制作工艺有了新的发展。设计人员改进制模工艺，具有自动送料、自动理片和接料装置的复合模具大量问世。靠模铣床引进后，用石膏、术模或实物即可翻制出相同形
状的模芯，使复合托深模具的制作方便了许多，确保了精度。70年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具．其凸模(冲头)和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作需要热处理一装配一变形修正的繁琐工艺，模具的精度可达到0．01ram。可以说这段时间我国的模具产业发展日新月异。
二、冷冲模具工业的现状
到了21世纪．随着计算机软件的发展和进步．CAD／CAE／CAM技术日臻成熟，其现代模具中的应用越来越广泛。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进
水平相比，仍具有较大的差异，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具。目前仍主要依靠进口。而一些低档次的简单冲模，则已供．过于求，市场竞争非常激烈。根据中国模具工业协会的统计数据，2009年中国模具进出口总额为38．07亿美元，比上年下降3．03％。其中进口总额为19．64亿美元，同比减少2％；出口总额为18．43亿美元，同比减少4．1l％。按模具种类分．进出口最高的仍是塑料橡胶模具，分别占了进出口额的50．12％和70．26％；其次是冲压模具，分别占了进出口额的42．42％和22．07％。按进口货源地分，进口模具主要来自日本、韩国、德国，其次是中国台湾、美国、加拿大、意大利、新加坡、丹麦和法国；按出口目的地分，中国出口模具的市场主要是香港、美国和日本．其次是德国、印度、中国台湾、法国、巴西、韩国和越南；按出口货源地分，出口模具主要来自广东、浙江和江苏。从进出口模具价格方
面分析．2009年出口冲压模具平均
每吨价8894．5美元．比上年上升13．5％；出口塑料橡胶模具平均每套价963美元，比上年上升15．6％。如果与进口价相比较。则冲压模具平均每吨进出口之比为1．8：1；塑料橡胶模具平均每套进出口之比为2．5：l。与上年相比，差距明显缩小。中国模具工业协会的分析指出，从上述价格可看出，中国出El模具的技术含量和附加值比上年又有了上升，与进口模具相比，技术和价格差距也在不断缩小，充分体现出了2009年中国模具产业的技术进步。
三、冷冲模具的发展方向
发展模具工业的关键是制造模具的技术、相关人才以及模具材料。模具技术的发展是模具工业发展最关键的—个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、质量好”和“价格低”的要求服务。为此，急需发展如下几项：
1．全面推广模具CAD／CAM／CAE技术：随着微机软件发展和进步，普及CAD／CAM／CAE技术的条件已基本成熟，各企业需要加大CAD／CAM技术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展可以促进CAD／CAM／CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广，实现技术资源重新整合。使虚拟制造成为可能。
2．模具扫描及数字化系统：高速扫描机和模具扫描系统具备从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，这样可以大大缩短模具研制制造周期。将快速扫描系统安装在已有的数控铣床及加工中心上，可以实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。
3．电火花加工：电火花加工(EDM)虽然已受到高速铣削的严峻挑战，但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。例如对模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟槽、深坑等处的加工，EDM有其无可比拟的优点。复杂、精密小型腔及微细型腔和去除刀痕、完成尖角、窄缝、沟槽、深坑加工及花纹加工等，将是今后EDM应用的重点。为了在模具加工中进一步发挥其独特的作用，今后将不断提高EDM的效率、自动化程度、加工的表面完整性和设备的精密化和大型化，作为可持续发展战略，绿色EDM新技术是未来重要发展趋势。
4．优质材料及先进表面处理技术：选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。
5．模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，提高模具表面质量是重要的发展趋势。模具的失效原因有很多．材料方面的原因占较大的比重，据资料统计，因选材和用材不当，致使模具过早失效。大约占失效模具的45％以上。另一方面，在整个模具价格构成中，材料所占比重不大。一般在20％一30％。因此，十分有必要选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命。模具用钢要采用电渣重熔工艺。如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。目前，模具钢品种规格多
样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是模具行业的重要发展趋势。
我国模具工业虽然有了很大的发展，但总体看来，技术水平仍比工业发达国家要落后15—20年，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业需要进行进一步技术结构和加速国产化。因此，应立足国情，着重发展模具行业中的关键、共性技术．不断加大新技术的开发和推广应用力度，不断提高行业的自主创新能力，用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，积极采用高新技术和先进适用技术来提高行业的总体水平。使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。推动我国模具工业技术进步再上新台阶，将是我国模具行业发展的一个重要任务。
篇2：冷冲压模具发展现状
模具在工业生产中的地位 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料 等一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产 率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具已成为当代工业生产的重要手段 和工艺发展方向。我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。
在上个世纪七十年代以前，我国依照前苏联的生产方式模具制造纯属依附于企业的一个配件加工车间。再则由于工业发展的缓慢和经济封闭，以及人民的生活水平处于很低的消费水平等诸多因素，抑制了模具的发展。这段时期，我国在模具材料使用方面主要是仿制前苏联的一些模具制造材料，但并没有进行深度的了解及研究，这就抑制的我国模具的发展。改革开放以后，政策的改变，经济的发展都促使了模具的发展，工业化的生产使政府企业意识到了模具的重要性，不惜重资去投入到模具的发展上面。改变的态度之后，模具的发展就有了质的提高。在冷作模具钢方面，自行开发了65Nb、O12A、CG-
2、LM1-
2、LD、GD、GM、DS钢等品种;在塑料模具钢方面，自行开发了易切削类的5NiCa、06Ni、SM1、SM2以及PMS、CPR、PCY等钢;在热作模具钢方面则开发了Y4、Y10、HM-
篇3：冷冲压模具发展现状
冷冲压又被称为板料冲压, 是塑性加工工艺的一种, 加工对象主要是板料。其工作原理是利用压力机对模具施压, 在常温下迫使板料发生物理形变, 以得到具有一定尺寸、外形的工件的加工技术。
1.1 冷冲压技术介绍
对于纵梁、覆盖件等大型工件以及汽车上的微小零配件等特殊的零件和工件, 通过其他的工艺无法制造出来, 而冷冲压技术则可以很好的实现生产和制造。冷冲压技术的运用, 模具是关键环节, 模具制作工艺的发展和优化, 确保了加工零件成品的质量和品质, 延长零件和成品的使用周期。此外, 根据冷冲压技术的原理, 工件尺寸的大小将取决于所用模具的尺寸。
冷冲压技术具有很多优势, 如提高生产效率、较高的材料综合使用率、便于机械化和自动化推广等。举例说明, 冲压机每小时可以加工出数百个汽车纵梁, 生产效率非常高。而冷冲压工艺的生产方式也决定了材料的利用效率非常高, 基本可以达到80%, 边角余料大大减少。同时, 冷冲压工艺的毛坯一般采用条料和带料, 适应现代的机械化和自动化的生产方式。
任何加工工艺都存在着一定不足, 冷冲压工艺同样如此。首当其冲的就是模具的问题, 模具的制造较为复杂, 需要较高的生产成本, 并且制造的时间较长, 因此从经济的角度考虑, 冷冲压工艺仅适合于大批量零件的生产制造。冷冲压工艺通常采用的是机械压力机, 较容易发生事故, 而且滑块的运转速度较快, 需要相当多的人员来进行辅助, 从而不利于安全生产管理。
1.2 冷冲压的实践使用
冷冲压技术的应用范围非常广泛, 在汽车制造、家电生产等领域, 冷冲压技术发挥着越来越重要的作用。除此之外, 在航空航天、导弹武器等高科技重点项目的生产与制造上, 冷冲压技术也能占一席之地, 发挥其特殊的功用。冷冲压技术对于材料的要求不高, 金属和非金属材料都可以加工。
近年来, 工业机械化获得了飞速的发展, 迈入了崭新的发展阶段。针对冷冲压技术的应用与研究, 无论是在发达国家还是在发展中国家, 都受到了人们的普遍关注和重视。冷冲压技术从面世到逐渐成熟, 已经获得了广泛的应用, 冷冲压模具在模具中占有很高的比例, 尤其是在轻工业行业中, 其所占的比例尤为突出, 达70%以上。由此可见, 冷冲压技术在我国具有广阔的前景和发展空间。
1.3 冷冲压基本工序
冷冲压工序可以根据技术特点分为两大类, 即分离工序和变形工序。分离工序, 即金属板料在冲压力的作用下, 所受到的应力超出板料所能承受的强度极限, 进而发生断裂, 所产生的断裂具有一定的规律性。变形工序, 即金属板料在冲压力的作用下, 所受到的应力没有超出板料所能承受的强度极限, 而是介于屈服强度极限和强度极限之间, 在这种情况下, 金属板料发生塑性形变, 在模具的作用下形成所需的形态。
2 冲压设备与剪裁设备
2.1 常用的冲压设备
曲柄压力机具有曲轴和偏心两种形式, 主要由传动系统、工作机构和床身组成, 可以进行多种冲压工艺, 如冲裁、挤压、弯曲等, 是一种重要的冲压设备。
摩擦压力机可分为单盘式、双盘式和三盘式等, 主要由传动、工作、床身和附属装置组成, 是一种螺旋压力机。目前应用最为广泛的是双盘式压力机。
液压机的规格多种多样, 工作原理却是相同的。主要由本体、动力和操纵三部分组成, 也是一种重要的冲压设备, 能够完成成型、挤压、拉延等工艺。值得一提的是, 可以随意调整液压机的工作节奏, 操作起来十分方便, 生产效率较高。
2.2 剪裁设备
剪裁设备通常可分为龙门剪、滚剪和振动剪。剪裁是冲压技术中重要的预备工序, 即使材料某个部分相对于其他部分沿着一定的线路相分离。
3 冲压工艺与模具制造技术的发展
在评价一个国家工业制造水平时, 模具制造技术是其中一项重要的指标。模具具有很高的技术含量和附加值, 在我国经济高速发展的进程中, 模具制造技术也获得了飞速发展, 并同冷冲压工艺一起成为教育培训、研究开发以及推广和应用的焦点。
随着经济全球化进程的深入, 我国的工业生产也迎来了前所未有的机遇和挑战。我国逐渐成为重要的机械加工基地, 并在全球的工业领域中占有越来越重要的地位, 工业生产的格局已经发生变化。如何适应新的经济环境, 并在激烈的竞争中站稳脚跟、获得发展, 已经成为行业人士普遍关注的话题。制造业产品结构调整的速度随着工业技术的发展和进步不断加快, 机床模具行业也不例外。企业的市场意识和竞争意识越来越强, 以追求高质量、低成本、短周期为目标, 并形成了上述三个要素形成的工程设计和产品研发的核心因素。因此, 模具制造行业也必须紧跟时代的步伐, 全方位多角度地投入到市场竞争中, 提高设计技术、改善制造工艺、优化生产模式, 从而适应现代生产的需求。
计算机技术应用到设计领域, 使得计算机辅助设计和制造成为现实, 而软件技术的发展, 在很大程度上提高了模具行业的生产效率。与非计算机时代相比, 当前的模具行业的生产效率提高了3倍左右。生产周期也被大大缩短, 压缩了一半多。CAD/CAE/CAM技术的普及和应用, 促进了模具设计领域的重大飞跃。模具工艺的改进和提高, 必须以数控技术如五轴加工机床、高速铣等为现实基础。超精加工手段也大量用于模具加工。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟制造等先进制造技术在模具工业中应用也己普遍。
这些年以来, 我国已成功运用弹塑性有限法研制出板料成形过程的模拟软件, 借助这种软件的帮助, 模具设计人员能够随意修改工艺参数, 在电脑上模拟和评估某种工艺方案对零件加工成功的概率和可行性。这一虚拟成形技术, 即冲压CAE, 不仅可以节省昂贵的模具试验费用, 也可以大大缩短试制周期和提高成形件的质量。
冷冲压生产的机械化和自动化。为了满足大批量生产的需要, 冲压设备己由单工位的低速压力机发展到多工位的高速压力机;在高速压力机上采用多工位的级进模进行冲压加工, 使冷冲压生产达到高度自动化;汽车覆盖件可采用自动送料、自动取件、自动传送的流水线生产。
4 结束语
随着我国工业不断向现代化、自动化推进, 冷冲压模具技术已成为促进我国工业发生质的飞跃的重要着力点。一方面要以积极的心态面向世界, 努力吸收国际先进冷冲压技术和经验;另一方面, 要加快自主创新步伐, 积极寻找推进冷冲压技术发展的新道路和新途径, 为国内现代化建设提供动力。
摘要：作为一种常用的制造技术, 模具制造技术在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。在一定程度上, 模具的制造和使用工艺也反映了一个国家和地区工业设计水平和制造总体质量。文章对冷冲压技术和模具制造技术进行了简单的介绍, 并对其未来的发展方向进行了展望。
关键词：模具制造,冷冲压,工艺设计
参考文献
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篇4：冷冲压模具发展现状
关键词 冲压工艺；发展现状；冲压模具设计；基本思路
中图分类号 TG386 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0232-02
1 冲压工艺发展的优势及其种类
1.1 冲压工艺的发展优势
冲压工艺是一种成形加工方法，通常依靠外在压力和模具对相关的板料施加外力，使其板料发生分离或塑性变形，从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取。与其他的机械、塑性等加工方法比较而言，冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势，具体表现在以下几个方面。
1）冲压加工工艺的操作便利，易于实现工艺的机械自动化。由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的，而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次，若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次，并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件，从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。
2）冲压工艺的质量稳定，具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时，冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证，冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护，再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长，从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。
3）小到秒表大到汽车覆盖，冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件，再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应，使其所得冲压件的刚强度较高。
4）冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法，在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生，使得材料的利用率较高，并且在此过程中无需外来其他的加热设备，因而所得冲压件的成本也
较低。
由于冲压加工工艺中所用的模具具有一定的专业性，冲压模具是一种制造精度、技术要求都较高的技术密集型产品，而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多，因此，冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现，其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。
1.2 冲压工艺的种类
在实际生产中，为了满足冲压件在其形状、精度、尺寸等各方面的相关要求，所采用的冲压加工工艺也各式多样，将其概括起来可将冲压工艺划分为分离工序和成形工序两大类。
其中，分离工序也被称为冲裁，其目的是将冲压件沿着相应的轮廓线从板料上实现有效的分离，与此同时还需满足其分离断面的质量要求（如表1所示）；而成型工序则是在不破坏坯的前提下，使其板料发生塑性变形，从而制成所需规格的冲压件（如表2所示）。
2 冲压工艺的发展现状
近年来，随着对先进制造技术发展的重要性共识的形成，将其特征与现代化高新技术相结合，冲压工艺在其深度和广度上都取得了突飞猛进的进展。本文以汽车车身覆盖件的加工为对象，阐述冲压工艺的发展现状。
1）就产品的冲压工艺性及经济性而言，冲压加工工艺的序数是用以衡量其工艺水平的重要标志，是决定冲压件加工制造成本、投资规模的关键因素。
当前我国汽车冲压件是根据其结构来确定冲压加工工艺的序数的，在其产品的开发设计中，由于过度注重汽车的性能和效果，致使在其相关的冲压工艺性和经济性方面欠缺有效的考虑，从而导致其冲压工序数较大（如表3所示）。
由上表可看出，我国的汽车制造在开发设计时，在注重其性能效果的同时，还需要考虑其冲压工艺性和经济性，应使得所采用的冲压工序数尽量的减少。
2）就冲压工艺的原材料而言，目前我国汽车冲压件所用的原材料以牌号为08A1、10、P1等冷轧钢板为主，其中，绝大部分的钢板为板料，只有较少冲压工艺产家使用卷料，而采用卷料的利用率可提高2%~6%，成本价格低，其相应的运输、存储也较方便。因此，对于大型汽车厂来说，可将其发展由生产批量转换为经济批量的发展。
当前国内大部分企业所采用冲压工艺较为传统，使我国冲压工艺水平得到有效提高，需要从行业人员素质的提高和信息化技术的应用两方面着手，在其信息技术的应用上则应将CAD/CAM/CAE一体化技术的推广作为发展的重点。
3 冲压模具设计的基本思路
作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素，其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度，直接关系到冲压件质量的优劣，因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。
1）转换图纸。所谓的转换图纸（或图纸转换工序）就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来，进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。
2）绘制零件图。对于所给定的零件图绘制，通常运用三维软件来实现，将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图，并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。
3）设计工艺图。根据工程图中的展开图，将其排样图（或单工序图）绘制出来之后，再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。
4）转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后，再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。
5）绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。
6）设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。
4 小结
就冲压工艺的发展现状而言，虽然随着现代化技术的发展取得了较大的进步，但在实际的工艺加工中还是存在不少的问题，因此，在未来的发展中可从其存在的工艺性、经济性等具体问题中着手发展；对于作为冲压工艺关键设备的冲压模具，其相关的设计在遵循相关原则的同时，还需要注重实际的设计经验，其设计的基本思路需要具有一定的灵活性。
参考文献
[1]李忠明.冲压工艺行业发展现状评述[J].内蒙古石油化工,2006,5.
篇5：冷冲压模具发展现状
高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域，是多学科的系统工程。多工位与多功能冲压模具现状 先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。
高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域，是多学科的系统工程。
高速精密冲压技术的特点及应用领域
高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术，它综合了科高速精密压力机技术、高精变冲压模技术、高品质制品材料技术、智能控制技术和绿色为一体化的高新技术。应用高速精密冲压技术批量生产制品，具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、降低成本和确保安全生产等特点，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视。当前，现代先进制造技术是世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济高度发展的今天，它更占有十分重要的地位。
高速精密冲压模具技术主要基于使用板料加工制品，由高速压力机设备、精密冲压模具、优质卷料三个基本要素构成，并在自动化周边设备的开卷装置、校平装置、送料装置、材料润滑装置、出件装置、理件装置、收料装置等协调连接，按冲压工艺流程组合的一种冲压自动化生产线。
冲压自动化不仅可以大幅度地提高劳动生产率、改善劳动条件、降低成本，而且能够有效地保证冲压生产中的人身安全，从根本上改变冲压生产面貌，因此被广泛应用于电子、通讯、汽车、机械、军工、轻工、电机电器、仪器仪表、医疗器械、自动化装备和家电产品制造领域。在轨道交通、航空航天、新能源等产品制造领域的应用也越来越广泛。
高速压力机技术的应用
随着电子通讯、电机电器、汽车和家电等产品技术的迅速发展，对精密冲压件的需求量越来越大，技术要求也越来越高，且应用面也越来越广泛，因此在大量生产和超大量生产中，普通压力机已不能满足生产和技术要求。采用高速精密压力机进行高速度、自动化及连续冲压是提高冲压生产率的有效途径。由于高速精密压力机的滑块行程每分钟次数比吨位相似的普通压力机高5倍以上，因此高速精密压力机不但冲压件精度高、表面质量好，而且模具使用寿命长。
近几年，冲压技术不断向高速化、精密化和智能化的方向发展，推进了高速压力机的发展势头，也因此涌现出许多的高速精密压力机和超高速精密压力机，如德国拉斯特公司、美国明斯特公司、瑞士布鲁德尔公司、德国舒勒公司、日本能率和电产公司等研制的小吨位高速精密压力机，其滑块行程次数分别可达2,000次/分钟，3,000次/分钟，4,000次/分钟。在负荷状态下，还可达其标准中的特级精度要求。这标志着高速精密压力机技术已发展到超高速超精密的技术阶段。
国外有些公司对小吨位高速精密压力机按滑块行程次数分为四个速度等级：常速≦250次/分钟，次高速﹥250~400次/分钟，高速﹥400~1,000次/分钟，超高速≧1,000次/分钟。大吨位高速精密压力机滑块行程次数相对较低，如300吨的大型高速精密压力机，滑块行程数范围仅为160~400次/分钟左右，100吨的翅片专用高速精密压力机，滑块行程数范围一般为150~250次/分钟左右。
由于冲压速度随着压力机吨位、滑块行程长度与次数、制品工艺结构和材料工艺性能、自动送料速度及精度等诸多要素的不同而改变，很难用简单的数字作为划分各个等级的界限，因此，目前国际上对高速精密压力机速变范围仍尚未作出明确的定义，通常将冲压速度比普通压力机速度高5~10倍的统称为高速精密冲压。而从中国多数企业的高速精密压力机的应用情况来看，冲次速度按滑块最低和最高行程数的平均值或大于均值10~20%的冲速则是较为合理和有参考意义的标准。因为高速精密压力机滑块最高行程数一般是指无负荷冲程数。当行程次数高达一定数值时，压力机在运行中的不平衡现象就明显增加，滑块下死点动态性变化程度也较大，这样就必须解决卷料质量、送料速度、模具性能与寿命、设备强度、刚度和精度、故障的自动监控与稳定性、振动与噪声以及润滑和冷却系统等一系列技术问题。所以，高速精密压力机应用中的冲次速度相当关键。
高速精密冲压件的类型与技术特点
高速精密冲压件按行业、用途和工艺特点可分为电子零件类、IC集成电路引线框架类、电机铁芯类、电器铁芯类、换热器翅片类、汽车零件类、家电零件类、以及其他类型等。零件主要包含连接器件、接插件、电刷件、电器端子、弹性零件等。
IC集成电路引线框架主要包含分立器件引线框架和集成电路引线框架。电机铁芯主要包含单相串励电机铁芯、单相家用电机铁芯、单相罩极电机铁芯、永磁直流电机铁芯、工业电机铁芯、塑封定子铁芯等。电器铁芯主要包含E字形变压器铁芯、EI形变压器铁芯、工字形变压器铁芯、以及其他变压器铁芯片等。换热器翅片主要包含工业换热器翅片、家用换热器翅片、汽车用换热器翅片等。汽车零件主要包含汽车结构件、汽车功能件。家电零件主要包含大家电零件，如彩管电子枪零件，以及小家电零件，各类结构件和功能件等。其他类零件主要包含仪器仪表零件、IT类零件、声学类和摄像类零件、现代办公用类零件、以及五金件等。
高速精密冲压件的技术具有品种多、材料多样性、薄板卷料、自动化生产批量极大、精度高、形状复杂、技术含量和附加值高等特点。
高速精密冲压生产技术的典型概况
电机铁芯生产技术概况
铁芯是电机产品的重要部件，一般由0.35mm，0.5mm厚的硅钢片制成。在电机生产的全部环节中，铁芯冲片生产是关键。目前中国的高速精密冲压铁芯片和铁芯自动叠铆、铁芯三列带扭槽叠铆、铁芯带扭槽及回转叠铆、铁芯双回转叠铆、铁芯双列大回转叠铆、大型外转子铁芯带扭槽叠铆、定子铁芯半圆组合叠铆、定子铁芯多块组合叠铆、长直条定子铁芯卷圆组合叠铆等高速精密冲压生产技术与国际先进技术相比毫不逊色。
其中较为典型的铁芯三列带扭槽叠铆制品的高速精密冲压生产技术概况是，铁芯材料为50W470硅钢片、带料厚度0.5mm，料宽307.5mm。带料经开卷装置、S型校平装置、送料装置、材料润滑装置、高速精密压力机、大型精密级进模等一体化的高速运行，以及自动冲压导正钉孔、转子片叠铆工艺孔、转子片记号孔、转子片计量孔、转子片槽形、转子片台阶孔、转子片叠铆点、转子片内孔、转子片落料叠铆和扭槽、定子片缺口、定子片记号孔、定子片计量孔、定子片槽形、定子片叠铆点、定子片内孔、定子片落料叠铆等多工位与多工序的交叉连续冲压，一次完成三套定转子铁芯制品，铁芯自动叠铆厚度105mm，定子铁芯外径110.52 0.02mm，外径55.1 0.01/0.02 mm。制品在300吨的大型高速精密压力机上生产，冲次速变280~320次/分钟，并在冲压过程中铁芯制品自动输出。
换热器翅片生产技术概况
翅片是空调产品的主要部件，一般由0.105mm厚的铝箔制成。近年来，中国在高速冲压换热器翅片生产技术方面有了明显提高，如家用空调换热器翅片、汽车空调换热器翅片、工业空调换热器、整体导管式空调换热器翅片、新型异形孔空调换热器翅片、以及大型冷库散热器翅片等高速精密冲压生产技术已接近国际先进水平。中国研发的一次出12列、24列、36列、42列、48列、60列、72列、76列翅片等高速精密冲压生产技术已达到国际上同类产品的水平。其中典型的Φ5.2 72列 2步进翅片的高速精密冲压生产技术概况是：翅片材料铝箔1,000-8H22，厚度0.105 mm的带料，由展料架、过油装置、送料装置、高速精密压力机、大型精密级进模、吸料与集料装置等组成的翅片高速精密冲压自动生产线，带料经压料装置、引申工程、冲孔工程、翻边工程、百叶窗工程、中部异型切工程、端部异型切工程、边切工程、异正工程、纵切工程、送料工程、横切工程等12个成形工程的连续冲压，一次出72列翅片，翅片形状复杂，精度较高，表面要求光洁、平整、无刮伤，无毛刺、翻边无开裂等技术要求。Φ5系列、72数和2步进的翅片在100吨高速精密专用压力机上生产，冲刺速度260次/分钟，并能够在冲压过程中实现翅片制品一边集料一边取料。
IC集成电路引线框架生产技术概况
引线框架是分立器件和集成电路的载体。作为半导体器件的芯片载体引线框架，其主要特点是种类多、批量大、精度高、形状细小、材料较薄、表面需要局部电镀以及外观要求严格。近几年，随着科技的发展，中国的高速精密冲压引线框架生产技术较以前有了很大提升，如分立器件TO-220、SOT、SOD系列引线框架生产技术已达到国外同类产品的水平。其中典型的SSOP-024集成电路引线框架高速精密冲压生产技术概况是：引线框架材料C194铜合金，厚度0.152 mm的卷料，由卷料架、送料机构、导料机构、高速精密压力机、精密级进模、卷式收料装置等组成的引线框架高速精密冲压自动化生产线，冲压工序包含打字、冲压麻状点、冲定位孔与嵌定孔、冲内引线A、冲内引线B、冲内引线C、裁片分离、静压内引线、校横弯、校外引线、校步距、内引线校平、精整等32工位的连续冲压，一次冲出4排，每排在11mm 9mm的尺寸面上冲出24条内外引线脚，内引线的最小间距0.17mm，产品的共面性要求控制在0.01mm 之内等其他技术要求。该引线框架在80吨高速精密压力机上生产，冲次速度为450~500次/分钟。SSOP-24集成电路引线框架集微成型、微薄化、多脚化、高密度、小间距、多样化等总体水平已接近国际同类产品的先进水平。
高速精密冲压模具现状与发展趋势
近年来，中国模具产销持续攀升，民营企业不断涌现出来，国外著名企业和资本的进入更是促进了模具行业的快速发展，中国已成为名副其实的模具生产大国。然而，从模具产需情况看，虽然中低档模具已完全实现自给，但是以大型、精密、高效、高性能模具为主要代表的高技术含量模具自给率仍然较低，只有60%左右，有很大一部分仍然依靠进口。因此，提升中国模具企业的整体技术水平，提升企业的核心竞争力，促进模具产业结构优化仍然是中国模具行业的当务之急。
冲压模具主要包括多工位与多功能冲压模具、汽车覆盖件模具和精冲模具等，这里仅对精密多工位与多功能冲压模具阐述其现状与发展。
多工位与多功能冲压模具现状
先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。其中，精密多工位级进模占据主流产品地位。先进精密多工位级进模主要包括电机铁芯硅钢片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。
受中国市场产品档次提升的推动，中国的先进多工位与多功能冲压模具的总体水平得以提升，特别是产量最大的高速精密多工位级进模在技术水平、制作精度、使用寿命和制作周期等方面均有明显进步，无论技术还是产能都已具备向先进国家模具挑战的能力。其中相当一部分高档优质模具的总体性能接近或达到国际同类模具的先进水平，不仅可替代进口，还能出口一部分到发达国家和地区。
与国际先进水平相比的主要差距
近年来，中国先进多工位与多功能冲压模具水平提高较快，模具制作装备技术已经达到国际先进水平，模具设计制造水平有了很大提高，一部分精密复杂级进模进入了规模化生产阶段，模具的进口替代成效明显，出口逐年递增。但是与国际先进冲压模具相比，仍然存在以下几个方面的差距。
（1）模具设计制造技术方面
模具设计制造技术创新不够，很多先进模具中的关键设计内涵和技术以及制造工艺中的“KNOW HOW”等基础技术、理论以及核心技术掌握不够，导致模具整体水平提升困难，始终处于技术跟进与追踪阶段，达到甚至超越国际先进水平还缺乏相关设计和制造基础技术的支撑。
（2）模具的寿命方面
由于受模具材料、热处理技术以及制造装配技术等相关因素的影响，中国冲压模具寿命普遍低于国际先进水平，差距在30%以上。特别是一次刃磨寿命低导致模具维护次数增加，降低了冲压生产效率，增加了模具维护的成本，进而影响中国模具的市场竞争力。
（3）模具的试模技术与模具的可靠性方面
试模是模具设计制造完成后对模具的一个综合实验、评估和调整过程，是模具设计制造问题的集中暴露过程，也是冲压模具设计、制造技术以及专业人员的综合反映。而模具的可靠性和稳定性则是模具设计制造质量好坏的评价基准和模具正常使用的保障。由于中国缺乏对多工位与多功能冲压模具的设计、制造工艺中的隐形知识和技术积累的深入挖掘，因此与国际先进模具企业相比，中国多工位与多功能冲压模具的试模、模具使用中的调整和维修时间增加30%以上。对比国外目前正在研究无试模程序的模具前沿技术，中国在模具的试模技术与模具的可靠性和稳定性方面的差距是显而易见的。
（4）模具的基础理论与关键技术方面
模具设计制造师一项实践性很强的专门技术，长期以来，中国对模具设计和制造的实践性非常重视，但由于对冲压模具基础理论和技术研究重视不够，导致模具设计和制造的基础理论和技术发展缓慢。加上冲压模具企业的专业化分工还不够细化，小而全、大而全的模具企业还占主导地位，企业的核心竞争力难以形成，企业自有技术以及创新能力落后于国外先进模具企业。另外，模具材料、标准件等模具基础技术落后，直接影响了中国多工位与多功能冲压模具的整体技术水平。因此，在多工位与多功能冲压模具的基础技术支持方面还存在很多薄弱环节。
（5）新型模具技术及其拓展方面
随着新工艺新产品的不断涌现，国外冲压模具已经从常规的单副级进模向多功能组合模具、生产线配套组合模具工装、特大型级进模以及微细零件冲压成型模具等方向发展，而中国企业大多数仍将重点放在常规的单副级进模系列化和产业化方面，还未掌握特种高精尖模具如特大型高精、超高速冲压、超薄、超强和微细型零件成形冲压模具的关键技术，对多功能复合模具还设计不多。因此，中国还需要不断开展新型模具的关键技术研究，拓展其应用领域，为赶超国际先进水平打好基础。
（6）基础零部件和配套件方面
多工位与多功能冲压模具的基础零部件和配套件是模具整体快速发展的基本条件，而中国由于热处理、材料、标准件等模具基础零部件和配套技术及质量水平较低，高档模具的基础零部件和配套件主要依赖进口。因此，中国急需提升模具基础零部件和配套件的技术及质量水平。
多工位与多功能冲压模具的发展趋势
在经济的全球化和中国从“制造业大国”向“制造业强国”的挺进中，“服务科学”和“服务制造”等现代理念的出现，对中国模具行业的发展必将产生重大影响。模具行业的服务制造业的特征将大大增强，模具也应该是最先融入“服务制造” 的生产装备。
纵观模具技术的发展路线和模具行业的发展前沿，模具技术的总体发展趋势是“由模具自身的品质提升向冲压件产品的控形控性以及一体化解决方案方向发展”。即用户要求从主要考虑模具的本身品质向控制模具生产的最终产品品质的方向发展，从对模具品质的单一要求向为用户产品提供一体化解决方案方向发展。
用户的要求突破了模具产品本身的界限，必须从产业链上寻求系统的解决方法，迫使模具技术和企业向制造业的相关产业链延伸。因此，一大批多领域交叉技术的应用以及以模具为核心的系统解决方案将是今后模具发展的主要特征。
综合中国目前冲压模具的发展及其存在的问题，可以看出多工位与多功能冲压模具是最有希望赶上国际先进水平的模具之一。但是，还需要模具企业在专业化细分、自主创新以及设计和制造工艺基础理论与技术方面做深入细致的研究工作，为中国多工位与多功能冲压模具的整体技术赶上国际先进水平打下好基础，并在保持电机铁芯自动叠片级进模、空调换热器翅片级进模、集成电路框架级进模、电子连接器级进模等高水平模具发展的同时，注重发展大型汽车零件级进模、多功能复合冲压模具、微小零件冲压模具、特殊板料等微特冲压模具及其技术，整体提升多工位与多功能冲压模具的水平。
另外，“控形和控性”是模具发展的大方向，首先需要解决的是“控形”技术问题，冲压模具的“控形”技术必然是近期需要突破的重要关键技术。研究冲压成形的深层次理论和技术问题，借以掌握“控形和控性”技术，从而实现模具的信息化和智能化制造。
智能化是全球的发展趋势，也是“服务时代”的主要特征。对模具行业来说，模具的信息化和智能化是实现“控形和控性”的重要手段，是赶超国际模具先进水平的一个重要方面，它可以带动一些列模具先进技术的发展，具有重要的战略意义。目前中国模具的信息化和智能化刚开始起步，要实现模具的信息化和智能化还有很长的路要走，同时也需要相关政策的推动。
篇6：冷冲压模具设计课程设计说明书
《冷冲压模具设计》 冲压模具设计》
课程设计说明书 课程设计说明书
指导教师：姜永武 指导教师：
学号： 学号：0771206
姓名： 姓名：付舰
长春理工大学光电信息学院
前言
课程设计的性质与目的
课程设计的性质
冷冲压模具课程设计是冷冲压模具设计课程的一个重要环节，是运用所学基础 和专业知识的一次综合练习。
课程设计的目的
本课程设计是在学生学完冷冲压模具设计理论课并进行了生产实习之后进行的 一个重要实践教学环节。通过本次设计要达到以下目的： （1） 巩固与扩充模具制造工艺学课程所学的知识， 加深对模具零部件制造基本 方法与模具装配技术的理解，掌握制订模具制造工艺规程的方法。 （2）综合运用本专业所学课程的知识，解决生产中实际问题，从而全面提高学 生从事工程技术工作的能力。包括设计能力、绘图能力、技术分析与决策的能力、文献检索能力以及撰写技术论文能力等等。 （3）养成严肃、认真、细微地从事技术工作的优良作风。
课程设计的任务
（1）拟定冲裁件的工艺过程，并填写工艺过程卡 1 份 ； （2）设计指定的冲裁模，并绘制装配图，零件图的成套图纸 1 套 ； （3） 编写设计说明书 1 份 。
设计原则
(1) 保证能够冲制出合格的工件 ； (2) 模具结构简单，寿命长，成本低且与生产批量相适应； (3) 操作方便，安全。
一 冲模课程设计的一般步骤及方法 1．1 分析冲压件的工艺性
冲裁件的工艺性主要从冲裁件的形状，尺寸（最小孔边距，孔径，材料厚度， 最大外形）精度，表面粗糙度，材料性能等逐项分析，确定冲压工序图，若有不符 者，应与设计部门协商更改或采取相应的措施。
1. 保证冲压件的尺寸精度
冲压件，材料为10钢板，料厚2.5mm，其未注公差尺寸精度等级为IT12，属 一般冲裁模能达到的公差等级，不需采用精冲或整修等特殊冲裁方式。
2.
零件件的材料性： 零件件的材料性：
10钢特性 钢特性
屈服点 205MPa 335MPa 31％ ％
抗拉强度
延伸率
材料抗剪强度 （MPa） MPa）
260
板材规格
板料： 板料：1000 x 1200x2.5
板材规格如下表格： 板材规格如下表格：
1．2 确定合理工艺方案
（1）确定基本冲压工序的性质：落料 （2）根据基本工序的性质， 数量，结合工件的形状尺寸，公差要求，材料性能， 生产批量，冲压设备，模具加工条件等因素，考虑模具类型的同时确定工序组合和 先后顺序，在满足冲件质量要求的前提下，选择一个经济合理的工艺方案，填写工 艺过程卡片。 工艺过程卡片：
序号 工序名称 工序内容 设备 简图 备注
1
毛坯
板料： 1000x1200x2.5
2
板材排样
将
板料分为165宽 1000长的条料7份
画线笔
3
板材裁剪
按画线裁剪板料
4
落料排样
在条料上合理排 样使其达到省料 目的
画线笔
5
落料
通过模具及其机 器是零件成型
冲压机和落料模 具
6
卸料
将冲裁好的零件 收集装箱
冲压机和箱子
1．3 确定模具总体结构
（1）模具类型的确定：落料模具 （2）导向方式的确定； 一般根据冲件形状，尺寸，精度及生产批量来选择。 1 2 单工序模 冲件形状简单且精度低时，可不用导向，采用敞开模 ；
（3）滑动式模架选择 无导向和用固定导板导向的模具及用导柱、导套导向和弹压导板导向的模具， 一般都有标准模架。 （4） 压、卸料方式的确定 冲件平整度要求较高或料较薄时，用弹压卸料板，它既可压料，又可卸料，因 卸料板随上模上下运动，送料直观性强，操作方便，这是生产中常用的一种卸料方 式。
（5）定距方式的确定 对单工序模具且单排排样，一般用挡料钉定位即可 （6）确定搭边值 搭边排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭 边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边的最小宽度应大于塑性变形区的宽度，一般取为材料的厚度1-1.5倍。 所以： a≥1.5 x 2.5 = 3.75mm取4mm （7）送料步距和条料宽度 1．送料步距 条料在模具上每次送进的距离称为送料步距。每个小距可以冲出一个零件，也 可以冲出多个零件。 送料步距的大小应为条料上两个对应冲件的对应点之间的距离。 每次只冲一个零件的步距的计算公式为： A = D0 + a 式中：D0――平行于送料方向的冲件宽度（mm）； a――冲件之间的搭边值（mm）。 有公式得： D0 =160mm a = 4mm A = D0 + a=164mm 2．条料宽度 条料宽度的确定原则是： 最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值， 最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间 隙。在根据不同情况，参考冲压设计资料进行计算。 取侧搭边值为板料厚度 2.5 所以 ： 条料宽度为： L=160 + 2.5 x 2 = 165mm
根据模具类型画排样图， 1．4 根据模具类型画排样图，并计算材料利用率
（1）考虑冲压件的形状，精度 从该冲压件的形状及尺度精度等级看决定应采用有废料排样法。 （2）考虑冲压件的生产批量 高产量，最高产量：采用高效率高寿命模具，多为连续模
中等产量：尽量采用典型模具结构，减少设计和制造工时 低产量：采用简单模具，如组合冲模、钢片模、聚氨脂橡胶冲模等
中等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案（该方案较适宜大 批量生产，约几十万件以上
）；也不考虑采用简易冲裁模常用的单、直排方案，根 据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以单斜排、一模一件、级进排样方 案为宜。
落料排样图 （2）材料利用率 在冲压件大批量生产的成本中，原材料费用占 60%以上，排样的目的就在于合 理利用原材料。衡量排样的经济性、合理性的指标是材料利用率。其计算公式如下。 一个步距的材料利用率 η 为： 公式： η = n F/BA × 100% 式中：F――一个步距内冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）（mm）； n――一个步距内冲裁件的个数； B――条料宽度（mm）； A――步距（mm）。 求得：η ==6 x π x 80 x 80 /( 165 x 4 )==74%
一张板料总的材料利用率 η0 为： 公式： η0 = NF/BL × 100% 式中：N――一张板料上冲裁件的总数目； L――板料长度（mm）。 求得：η0 ==12 x 6 xπ x 80 x 80/( 165 x 2000)==73%
1．5 计算压力中心
从排样图上找出冲切条料的线段（即模具的受力部分），压力中心为零件圆心 1.冲压力 1.冲压力 在冲裁模设计过程中，冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶出力的总称。 它是冲裁时选择压力机、进行模具设计、校核模具强度和刚度的重要依据。 1．冲裁力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料的压力。它随凸模行程的变化而变化，通常说 的`冲裁力是指冲裁力的最大值。 对冲裁力有直接影响的因素主要是板料的力学性能、厚度与冲裁件的轮廓周长。 但冲裁间隙、刃口锐利情况、冲裁速度、润滑情况等也对冲裁力有较大影响。综合 考虑上述因素，平刃口冲裁力可按下工计算：
F = KLδτ
式中：F――冲裁力（N）； K――系数，通常取 K=1.3； L――冲裁件周边长度（mm）； δ――材料厚度（mm）； τ――材料抗剪强度（MPa）。 由公式得： 已知 K=502.4mm δ=2.5mm F = F = KLδτ=424528N τ=260Mpa
2．卸料力、推件力和顶出力的计算 ．卸料力、从凸模上卸下紧箍的冲裁件所需的力称为卸料力，用表示 F 卸。将梗塞在凹模 内的冲裁件顺冲裁方向推出所需的力称为推料力，用表示 F 推。逆冲裁方向将冲裁 件从凹模内顶出的力称为顶出力，用 F 顶表示。 卸料力、推件力和顶出力是由压力机和模具的卸料、推件和顶出装置传递的。 所以在选择压力机的公称压力和设计以上机构时，都需要对这三种力进行计算。影 响这些力的因素很多，主要有材料的机械性能和板料厚度；冲件形状和尺寸大小； 凸、凹模间隙大小；排样搭边值大小及润滑情况等。生产中常用下列经验公式计算。 F 卸 = K 卸F F 推 =n K 推 F F 顶 = F 顶F
式中：F――冲裁力（N）； K 卸、K 推、K 顶――分别为卸料系数、推件系数和顶件系数，n――
塞在 凹模孔口内的冲件数。有反推装置时，n=1；锥形孔口时，n=0；直刃口且模下方出 件时，n=l/δ，其中：l 是直刃口部分的高度（mm），δ是材料厚度（mm）。
材 料 表 3-3 卸料力、推件力和顶出力的系数 料厚δ（mm） F卸 F推 0.1 ≤0.1 0.065～0.075 0.063 0.1～0.5 0.045～0.055 0.055 0.5～2.5 0.05～0.05 0.045 2.5～6.5 0.03～0.04 0.025 >6.5 0.02～0.03 0.025～0.08 0.03～0.07 0.02～0.06 0.03～0.09 F顶 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03
钢
铝、铝合金 纯铜、黄铜
3．压力机公称压力的确定 ．压力机公称压力的确定 因模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式 F 总= F + F 卸 + F 推 F 推= n K 推 F ==23349.04N F 卸= K 卸 F ==21226.4N F 总= F + F 卸 + F 推==469103.44N
计算凹模轮廓尺寸， 1．6 计算凹模轮廓尺寸，确定送料方向
因为是落料模具，所以凹模轮廓尺寸为落料尺寸?160（上偏差=0.2 下偏差0）。
校核压力机的规格 1．7 校核压力机的规格
计算冲、推 、卸料力，初选压力机类型及规格，再按典型组合的有关尺寸校核 所选定压力机的规格。 开式压力机的工程压力量值（10kN：40,6.3,10,16,25…） 由于 F 总=469103.44N 所以选公差压力为 25（10kN）的压力机
名称 量值 25 6 名称 量值 190 560 300 260
公称压力（10kn）
标 准
滑块中心到机体距离/mm
发生公称压力时滑块离下极点距离 /mm
工作台尺寸/mm 型
左右
前后 80
滑块行程
固定行程/mm
工作台孔尺寸/mm
左右
前后 10 100 2
130 180 260 180
调节行程/mm
直径
标准行程次数（不小于）/(次/min)
立柱间距（不小于）/mm
快速型
发生公称压力时滑块 离下极点距离/mm
活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面距 离/mm
滑块行程/mm
40 200
模柄孔尺寸（直径x深度）/mm
? 50x70 70
行程次数（不小于） /(次/min)
工作台板厚度/mm
最大闭合高 度/mm
固定台和可倾/mm
250
倾斜角（度）
30
闭合高度调节量/mm
70
（由冲模设计手册查的） 校核内容主要包括： （1）模具与压力机闭合高度是否适应 活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面距180mm （2）压力机漏料孔是否能漏下工件和废料，对有弹顶装置的模具，还应使漏料 孔大于弹顶器外形尺寸。即工作台漏料孔要大于凹模工作洞口最大壁间距和弹压器 的最大外形尺寸。 工作台孔尺寸：180 落料件尺寸：160 可以落下
（3） 模具下模座外形尺寸与压力机工作台面尺寸是否相符， 即下模座外形尺寸 +2 x （ 50~70 ） Q 压力机工作台面尺寸，若其中一项不符，则应重选压力机， 一般是类型不变，增大压力机规格 下模座外形尺寸 +2 x （ 50~70 ） Q 压力机工作台面尺寸 下模座外形尺寸 Q压力机工作台面尺寸 - 2 x （ 50~70 ） 下模座外形尺寸（
左右）Q 560 C 2 x 50 = 460 mm
下模座外形尺寸 (前后) Q 300 C 2 x 50 = 200 mm
1.6 冲裁间隙
冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口横向尺寸的差值。双面间隙用 Z 表示，单 面间隙为 Z/2。间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺 与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。 1．冲裁间隙对冲裁精度的影响 当冲裁间隙适当时，在冲裁过程中，板料的变形区在比较纯的剪切作用下被分 离，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的尺寸等于凸模尺寸。 如冲裁间隙过大， 板料在冲裁过程中除受剪切外还产生较大的拉伸与弯曲变形， 冲裁后因材料弹性恢复，将使冲裁件尺寸向实际方向收缩。对于落料件，其尺寸将 小于凹模尺寸；对于冲孔件，其尺寸将大于凸模尺寸。 如冲裁间隙过小，则板料的冲裁过程中除受剪切外还受到较大的挤压作用。冲 裁后，材料的弹性恢复使冲裁件向实际方向胀大。对于落料件，其尺寸将大于凹模 尺寸；对于冲孔件，其尺寸将小于凸模尺寸。 2．冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 冲裁时，断裂面上下裂纹是否重合，与凸、凹模间隙值的大小有关。当凸、凹 模间隙合适时，凸、凹模刃口附近沿最大切应力方向产生的裂纹在冲裁过程中会准 确会合，此时尽管断面与材料表面不垂直，但还是比较平直、光滑，毛刺较小，冲 裁件的断面质量较好。 当冲裁间隙增大时，材料内的拉应力增大，使得拉伸断裂发生过早，于是断裂 带变宽，光亮带变窄，弯曲变形增大，因而塌角和拱弯也增大。 当冲裁间隙减小时，变形区内弯矩小，压应力成分大。由凹模刃口附近产生的 裂纹进入凸模下面的压应力区而停止发展；由凸模刃口附近产生的裂纹进入凹模上 表面的压应力区也停止发展；上、下裂纹不重合，在两条裂纹之间发生第二次剪切。 当上裂纹压入凹模时，受到凹模壁的挤压，生第三光亮带，同时部分材料被挤出， 在表面形成薄而高的毛刺。 当冲裁间隙过小时，虽然塌角小、拱弯小，但断面质量是不理想的。在断面中 部出现夹层，两头呈光亮带，在端面有挤长的毛刺。 当冲裁间隙过大时，因这弯矩大，拉应力成分大，材料在凸、凹模刃口附近产 生的裂纹也不重合。第二次拉裂产生的断裂层的斜度增大，冲裁件的断面出现两个 斜角，断面质量也不理想。而且，由于塌角大、拱弯大、光亮带小、毛刺又高又厚， 冲裁件质量下降。 3．冲裁间隙对模具寿命的影响 模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格冲件 数表示；总寿命是用模具失效为止的总的合格冲件数表示。 模具失效形
式一般有磨损、变形、崩刃、折断和涨裂等。 冲裁间隙小时，会使摩擦距离增长，摩擦发热严重，模具磨损增加，甚至使模 具与材料之间产生粘结现象。小间隙还会使刃口横向作用力增大，产生凹模胀裂， 小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常损坏。 当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件、模具制造材料和精度、表面粗
糙度、被加工零件的材料特性、冲裁件轮廓形状等。 为了提高模具寿命，一般需要选用较大的冲裁间隙。若采用小间隙，就必须提 高模具硬度，减小模具刃口的表面粗糙度，提供良好的润滑，以减小磨损。 4．间隙值的确定 （1）经验确定法 根据目前生产中的经验表明，一般情况下冲裁间隙取料厚的 10%左右比较合适。 如果材料硬度较大，则间隙取大一些；如果材料硬度较小，则间隙取小一些。但当 材料脆性大时，要注意间隙也应取小一些为好。 （2）查表确定法 考虑到凸、凹模在冲压生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时 应尽量使其间隙接近最小合理间隙值（Zmin），见表 3-1。
板料 厚度
表 3-1 冲裁模凸、凹初始双面间隙值 （单位：mm） 16Mn 65Mn 08、35、20、09Mn、Q235 40、50Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 无 间 隙 0.04 0.06 0.04 0.06 0.04 0.06 0.04 0.06 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.230 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 0.360 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540 0.400 0.560 0.420 0.600 0.420 0.600 0.460 0.640 0.480 0.660 0.480 0.660 0.540 0.740 0.580 0.780 0.580 0.780 0.640 0.880 0.680 0.920 0.680 0.920 0.720 1.000 0.680 0.920 0.680 0.920 0.940 1.280 0.780 1.100 0.980 1.320 1.080 1.440 0.840 1.200 1.140 1.500
注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取 08 钢板料厚度的 25%。
1.7 凸、凹模刃口尺寸的计算方法
模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本上可分为两类。 1．凸模和凹模分开加工 这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时需在图样上分别标注凸模和凹模 刃口尺寸及制造公差。由于凸模尺寸属于外形尺寸，凹模尺寸属于内孔尺寸，对于 制造和修模来说，外形尺寸远比内孔尺寸容易加工，且易于保证精度，故应将凸模 公差取小些，凹模公差取大些。又因为凸、凹模公差还用于保证刃口间隙的公差值， 故凸、凹模刃口公差的各不得大于刃口间隙的公差。即保证冲模的制造公差与冲裁 间隙之间应满足下列条件：
δd +δp≤ Zmax - Zmin δd = 0.6 (Zmax - Zmin) δp
= 0.4 (Zmax - Zmin) 凸模和凹模刃口尺寸的计算公式如下： （1） 落料
设冲件外圆尺寸为 D-△，则
Dd =（Dmax-x△）+ d Dp=（Dd-Zmin）-δp=（Dmax-x△-Zmin）-δp
δ
式中：Dd、Dp――分别为落料凹模和凸模刃口的公称尺寸（mm）； dp 、dd――分别为冲孔凸模和凹模刃口的公称尺寸（mm）； Dmax――落料件的最大极尺寸（mm）； dmin――冲孔件的最小极限尺寸（mm）； L、Ld――分别为冲孔件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸（mm）； δd、δp――分别为凹模和凸模刃口尺寸制造公差（mm）； x――磨损系数； △――工件制造公差（mm）。
所以：
Dd =（Dmax-x△）+ d Dp=（Dd-Zmin）-δp=（Dmax-x△-Zmin）-δp
δ
落料：
查表得：Zmin=0.246mm，Zmax=0.36mm，则 Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.114mm Dd1=(Dmax-x△) =(160.2-0.5х0.52) +0.033 =159.94+0.033mm Dp1=(Dmax-x△- Zmin) =(160.2-0.5х0.52-0.246) -0.033 =159.69-0.033mm 校核： δp+δd = 0.033+0.033 = 0.066 mm
凸、凹模分开加工可使自身具有互换性，便于模具成批制造，但需要较 高的公差等级才能保证合理间隙。模具制造困难，加工成本高，适合拥 有较先进设备的工厂使用。
画模具装配草图， 二 画模具装配草图，同时进行有关零部件的设计和计算 装配图： （1） 模柄 （2） 凸 模 固 定板 （3） 凸模 （4） 卸料板 （5） 凹模 （6） 下模座
模柄设计 模柄设计
模柄的作用：1.连接冲压机与上模固定板的连接件 2．传递冲压机的力于上模体 模柄的固定方法：1.通过台阶式将模柄限位于凸模体上 2．通过销的连接将其与凸模体固定 模柄的材料为：45#
凸模固定板
凸模固定板的作用：连接模柄与凸模的零件 凸模固定板的固定方法：用 M12 的螺钉固定凸模固定板于凸模 凸模固定板的材料：45#
凸模
凸模的组成： （1） 工作部分：与冲压成形有直 接关系的部分。工作部分应包 括形状，尺寸及长度。形状根 据具体成形要求而定，尺寸在 用于冲孔或成形内形时应满足 冲件的形成或工艺要求，其余 则应该根据凹模的长度并保证 凸模有足够合适的活动空间， 修磨量和相应的工作强度。 （2） 固定部分：用于和模具相关零件（如固定板，模板，冲头把）连 接固定，确保凸模在模具中的方向，位置正确，工作时稳定不变。 固定部分的主体形状除直通式凸模外，都比工作部分简单，尺寸 也略大于工作部分 （3） 用于将凸模的工作和固定两部分有机的连接在一起。这部分的形
状除直通式凸模和工作部分一致且尺寸也相同外，大
部分与加粗 的固定部分相同。 凸模的固定方式：M12 螺钉固定 凸模的材料：工具钢（T8A） 凸模的的润滑：在凸模与凹模配合落料时，两者为基轴连接，所以应该 润滑，在凸模上设置有油槽
卸料板
卸料板的作用：1.在落料过程中凸 模在冲掉零件后，会与板料出现过 盈配合，为方便送料的连续性，设 置卸料板，在凸模向上运动时，板 料被卸料板挡住，脱离凸模具 2.两侧的突起可以 限制送料时左右的自由度，方便送 料 卸料板的材料：45#
凹模
凹模的组成：冷冲压模具的凹模绝大多数都是要与模具中相关零件连接 固定，以便确定在模具中正确，稳定，可靠的位置，完成合模对正和上 机安装固定。所以必须有相应用 于连接固定的孔。 凹模工作部分的结构形式 冲裁用刀口的结构形式：直刀口 特点及应用：直刀口加工制作简 单，尤其适合线切割凸，凹模套 裁。刀口部分有充足的备用修磨 量，强度好，适用于带推料装置 的模具，推板的配合长度大运动 稳定，导向性能好。 凹模的固定方式：M12 螺钉固定 凹模的材料：工具钢（T8A）
下模座
下模座的作用：1.将下模整体固定在工作台上 2.限制下模整体的位置 下模座的材料：45# 下模座的固定方法：用螺栓固定在工作台上或者用卡具卡紧在工作台上 进行限位
尺寸公差的基本要求： 三 尺寸公差的基本要求：
・所有的配合尺寸和精度要求较高的尺寸都应该标注公差（包括形位公差） 。未注公差按照 IT14 级制造。模具刃口尺寸按照计算值标注。 ・模具零件在装配过程中的加工尺寸应注明“配作”“装配后加工”等字样或者在技术要 、求中说明。
・所有的加工表面都应该注明表面粗糙度等级。可根据各个表面的工作要求和精度等级来 决定，具体可参考相关设计资料。
表 1 未注公差冲裁尺寸的极限偏差 材料厚度 公差等级 大于 至 f M c 1 60.05 60.10 60.15 0.5 3 1 3 60.15 60.20 60.30 1 60.10 60.15 60.20 3 6 1 4 60.20 60.30 60.40 4 60.30 60.40 60.60 1 60.15 60.20 60.30 6 30 1 4 60.30 60.40 60.55 4 60.45 60.60 60.80 1 60.20 60.30 60.40 30 120 1 4 60.40 60.55 60.75 4 60.60 60.80 61.10 1 60.25 60.35 60.50 120 400 1 4 60.50 60.70 61.00 4 60.75 61.05 61.45 1 60.35 60.50 60.70 400 1000 1 4 60.70 61.00 61.40 4 61.05 61.45 62.10 1 60.45 60.65 60.90 1000 2000 1 4 60.90 61.30 61.80 4 61.40 62.00 62.80 1 60.70 61.00 61.40 2000 4000 1 4 61.40 62.00 62.80 4 61.80 62.60 63.90 注：对于 0.5 及 0.5mm 以下的尺寸应标注公差。 表 2 未注公差冲裁模角度的极限偏差 基本尺寸 大于 至 公差 等级 f M
≤10 ±1°00′ ±1°30′ >10-25 ±0°40′ ±1°00′ >25-63 ±1°30′ ±0°45′
v 60.20 60.40 60.30 60.55 60.80 60.40 60.75 61.20 60.55 61.05 61.50 60.70 61.40 62.10 61.00 62.00 62.9
0 61.30 62.50 63.90 62.00 63.90 65.00
短边长度（mm）
>63-160 ±0°20′ ±0°30′ >160-400 ±0°15′ ±0°20′ >400-1000 ±0°10′ ±0°15′ >1000-2500 ±0°06′ ±0°10′
C、v
±2°00′
±1°30′
±1°00′
±0°45′
±0°30′
±0°20′
±0°15′
表 3 未注公差成形尺寸的极限偏差 材料厚度 公差等级 大于 至 f M c 1 60.15 62.20 62.35 0.5 3 1 4 60.30 60.45 60.60 1 60.20 60.30 60.50 3 6 1 4 60.40 60.60 61.00 4 60.55 60.90 61.40 1 60.25 60.40 60.60 6 30 1 4 60.50 60.80 61.30 4 60.80 61.30 62.00 1 60.30 60.50 60.80 30 120 1 4 60.60 61.00 61.60 4 61.00 61.60 62.50 1 60.45 60.70 61.10 120 400 1 4 60.90 61.40 62.20 4 61.30 62.00 63.30 1 60.55 60.90 61.40 400 1000 1 4 61.10 61.70 62.80 4 61.70 62.80 64.50 注：对于 0.5 及 0.5mm 以下的尺寸应标注公差。 基本尺寸 大于 至
v 60.50 61.00 60.70 61.60 62.20 61.00 62.00 63.20 61.30 62.50 64.00 61.80 63.50 65.00 62.20 64.50 67.00