第一篇：冷冲压模具发展现状
我国冲压模具现状及发展趋势分析
一、现状
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。
浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。
近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
二、未来冲压模具制造技术发展趋势
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：
(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。
(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，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”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。
(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。
(6)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。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
(7)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，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。
CNC雕刻机在国内的发展上从最近的一两年才有较大的发展，相关加工厂和使用单位时刻以敏锐的眼光盯着厂家的动向，这也是身为雕铣机主机生产厂一点也不敢松懈的真正原因所在。
作为用户当然要选合适的设备，如果选型不当，不但不能赚钱反而令陷入为机器打工的苦涩局面。那么什么样的机床才是好机床?
我们认为好机床的定义是这样的：
能够在短期内收回投资的机床才是好机床。
数控机床的设计使用寿命一般为7年，主要是数控方面的使用寿命为准，这样花钱和挣钱的比例关系将直接影响您的生意，所以仔细分析功能进行选型是有效投资的必要条件。
在国外很早就有雕铣机的名词(CNCengravingandmillingmachine)，严格地讲雕是铣的一部分，是购买雕刻机还是购买数控铣式加工中心是经常要问自己的问题。另外，还有目前盛行的高速切削机床(HSCMACHINE)。还是让我们首先搞清楚三个机型区别：
1、数控铣和加工中心用于完成较大铣削量的工件的加工设备
2、数控雕铣机用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备
3、高速切削机床用于完成中等铣削量，并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备
深入分析上述设备的结构可以帮我们做出正确的选择
一、从机械角度
机床的机械分为两个部分，移动部分和不移动部分：工作台，滑板，十字花台等为移动部分，床座，立柱等为非移动部分
1、数控铣加工中心：
非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求非常好优点：能进行重切削;缺点：由于移动部分同样庞大，牺牲了机床灵活性，对于细小的部分和快速进给无能为力。
2、数控雕铣机
非移动部分钢性要求好移动部分钢性要以灵活为前题下，尽可能的轻一些，同时保持一定的钢性。优点：可进行比较细小的加工，加工精度高。对于软金属可进行高速加工;缺点：由于钢性差所以不可能进行重切削。
3、高速切削机床
非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求比较好，而且尽可能的轻巧。优点：能进行中小量的切削(例一般φ10的平底刀，对于45号钢(300)深切深度以0.75为好);缺点：正确使用下能发挥高效，低成本，使打磨量变为极少。不正确使用，马上就会使刀具的废品堆积如山。
如何从机械上做到上面又轻、刚性又好矛盾的要求，关键在于机械结构上的功夫。
1、床体采用高低筋配合的网状架构，有的直接采用蜂巢的相接的内六角网状结构
2、超宽的立柱和横梁，大家知道龙门式的结构由于其极好的对称性和极佳的钢性被高速切削设备厂家一直做为首选结构。
3、对于移动部分有与数控铣显著的不同之处是加宽了很多导轨与导轨之间的距离，以克服不良力矩的问题。
4、从材料上讲一般采用了米汉那铸铁，也就是孕育铸铁，在浇注铁水时加入一定比例的硅(Si)从而改变了铁的内部结构，使之更加耐冲压，刚性上有显著提高。
5、机床的刚性主要用于克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击，所以导轨、丝杆要求粗一些，以及加强连接部分刚性。
二、从数控角度分析
1、数控铣加工中心对数控系统要求速度一般，主轴转速0-8000RPM左右
2、雕铣机要求高速的数控系统，主轴转速3000-30000RPM左右
3、高速切削机床要求高速的数控系统以及极好的伺服电机特性，主轴转速1500-30000RPM左右
三、编程软件上分析
从软件的角度上讲，数控铣加工中心，高速切削机床雕铣机都可以使用标准的CAD/CAM软件如：MasterCamCimatronPEUG等。
铣床通常以为Cimatron刀路较好一点，新版的软件充分考究到刀具的每时每刻的切削量的均匀性，尤其是刀进入走出工作的一刻的速度和圆滑性，以及在拐点的跟随差算法问题(followingError)，使结果和设计图形更加贴进，CAD部分刚大量采用直观的三维实体造型如Solidworks等再通过IGS等转入CAM软件进行加工。不过不用担心，CAD/CAM的发展速度远胜于机床的CNC的发展速度。
第二篇：《冷冲压工艺与模具设计》试卷二
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《冷冲压工艺与模具设计》试卷二
《冷冲压工艺与模具设计》试卷二
姓名 班级 学号 成绩
未注圆角R0.4 生产批量：大批量
材料：08F 料厚：1mm 设计要求
1.对冲压件的工艺分析
根据工件图纸，分析该冲压件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺
的要求。(15 分)
2.确定冲压件的最佳工艺方案
通过对冲压件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序
组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳
工艺方案。(10 分)
3.确定模具类型
根据冲压件的生产批量，冲压件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。(5 分)
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4.工艺尺寸计算(30 分)
1) 拉深次数和拉深工序尺寸的确定
2) 冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算
3) 弯曲凸、凹模尺寸的计算
4) 排样设计并画排样图
5) 冲压力计算及压力设备的选择
5.模具简图(30 分)
绘制模具简图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置。
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参考答案
一. 工件的工艺分析
a)
工件材料为08，其塑性、韧性较好，抗剪强度 t为260～360Mpa，抗拉强
度sb为330～450Mpa，有利于各种工序的加工。
b)
工件尺寸均没有公差要求，故精度不高，属于一般零件，其公差按 IT14
处理，给模具制造带来一系列方便。
c) 该工件总体属于圆筒形拉深件，两边有宽4 mm 的直边凸缘，凸缘前端有
弯曲部分，底部有孔;工件圆筒形部分高度为 6mm，需计算确定拉深次
数;弯曲部分直边高度 H=2mm=2t，相对弯曲半径 r/t=0.4<0.5，属于无
圆角弯曲;拉深件底部孔径 f=3.5mm，较易冲出，可安排在拉深工序之
后进行。
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综上所述，此工件可用冷冲压加工成形。
二.零件工艺方案确定
1. 模具类型的确定
制件公差为 IT14 级,形状较简单,但批量大,宜采用级进模或复合模进行
加工。
2.
制件工艺方案的确定
从工件结构形状可知，所需基本工序有拉深、冲孔、弯曲、落料等工序。
因为工件精度要求不高， 且从生产效率要求高的角度考虑， 可以先采用切口、
拉深、冲孔、落料连续模，进行有工艺切口的带料连续拉深，实现工件的拉
深和底部冲孔及落料，再采用落废料，弯曲复合模，完成切除凸缘废料，凸
缘弯曲的工序。
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故成形工艺方案为：切口—拉深—冲孔—落料—切废—弯曲。
这样可以减少模具、设备和操作人员的数量，提高生产效率，只需两副
模具就可实现加工。缺点是模具结构较复杂，制造成本较高。
如果一次即可拉深成功，也可以采用落料、拉深、冲孔复合模，模具数
量仍为两个，但工序安排得到简化，具体工艺方案为：
落料—拉深—冲孔—切废—弯曲。
是否可以一次拉深成功，需要进行计算。
三.工艺尺寸计算
1.
拉深次数和拉深工序尺寸的确定
板料厚度为 1mm，按中线计算
(1)修边余量的确定
凸缘直径d t=( a+b+c+0.6t )=(23-2+1+1+0.6)=23.6mm ( 教材表3-6) 相对凸缘直径 dt/d=23.6/10=2.36，查教材表4-3得修边余量 d=1.2mm，
故实际凸缘直径d t=(23.6+2′1.2)=26mm。
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(2)预算毛坯直径
22222121221214328424.56Ddrdrdhrdrddp p= + + + + + +
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r =r =1.5 mm
p1
h=2mm
2.拉深凸、凹模尺寸计算
(1)拉深凸、凹模尺寸计算
查教材表4-14得单边间隙Z/2为1t;查表4-15得dd= 0.04 dp=0.02
工件公差为IT14级，查机械设计手册，得 D=0.43，代入下两式，得
+dd +0.04 +0.04
(D p
+d +0.02
d d =(d xZ ) =3.68
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+ D+ d min min 0 0
查表 得x=0.5 D=0.075
落料尺寸： r 落= 28mm
Zmax= 0.20t=0.20 Zmin= 0.14t=0.14 dd= 0.025 dp=0.02
.dd.+ .dp .=0.025+0.02=0.045< Zmax-Zmin= 0.20-0.14=0.06
d -D
故：Dd =(Dmax
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x )0 +d =27.935 + 0 0.03
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- D- 0 =27.795 0 Dp =(Dmax xZmin )-dp -0.02
查表 得x=0.5 D=0.13
(3)弯曲凸、凹模尺寸计算
凸模圆角半径：rp =r0 =0.4
凹模圆角半径：R凹 = 4t=4
凸、凹模单边间隙：Z =t +D+ ct
=1 0.09
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0.1 1.19
+ (查教材表 34 与 35)
+=
凸、凹模横向尺寸：
+d +0.023 d L =(L -D=22.93
0.75 ) dmax0 0
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Lp =(L d -2Z) 0 -dp =20.55 0 -0.023
3.排样及材料利用率
该排样根据落料工序设计， 考虑模具结构简单， 操作方便，用单排排样设计。
查表2-14得a=1.2mm，b=2.0mm，条料B=D+ 2 a=28+2+2=32mm，进距
h=D+b=28+1=29mm 材料利用率
S /4
h= ′100% =66.3%
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故采
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S 32 29
22 0
/428100%100%D Bhpp×′=′= ××
4.冲压力及压力设备的选择
拉深力：
=ps ×× .kN F拉 dt 1 b K1 =3.14 7
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440 10
F压=0.25F=4kN
冲裁力：
t ×× ) 350
F裁 =KLt =1.3 p (D +2r 孔 ×.50kN Fz=F + F +F =64kN 拉 压裁
压力机公称压力：
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取 Fg=1.6Fz=100kN
根据冲压力可初选冲压设备型号为 JH21—25。
四.模具简图
落料、冲孔、拉深复合模简图如下
切废、弯曲复合模略
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第三篇：冲压模具设计
1、主要冲压工序
【1】分离工序(切断、冲裁(落料、冲孔)、切口、切边)【抗剪强度】 【2】变形工序(弯曲、拉伸、成形(起伏(压筋)、翻边)、缩口、胀形、
整形)【屈服期限】
(金属变形三个阶段：①弹性变形 ②均匀塑性变形 ③集中塑形变形)
2、冲压材料
【机器】考虑其强度和硬度
【电机电器】导电性和导磁性
【化工容器】耐腐蚀性
【1】材料塑形好，允许变形程度大，可减少冲压工序次数和中间退火次数
【2】延伸率(δ)、杯突试验深度大或屈服极限/强度极限((屈强比)σs/σb)、冷弯试验中的弯曲直径(d)小，其塑形就好。
【3】模具间隙是按材料厚度来确定的(材料厚度公差必须符合国家标准)
【公差过大会影响工件质量】
3、冲压机种类
【1】曲柄压力机(开式压力机、闭式压力机)
【2】双动拉深压力机
【3】摩擦压力机
【4】液压机
(*闭合高度、最大装模)
4、模具设计参数(标准件、压力中心) 4.1【冲裁间隙】Z=D凹—D凸(凹模直径D凹
、 凸模直径D凸)(单边D/2) 4.2【凸凹模刃口尺寸计算原则——落料和冲孔】
4.21【落料件】尺寸取决于凹模尺寸，落料模应先定凹模尺寸，用减小凸模
尺寸来保证合理间隙。
【冲孔件】尺寸取决于凸模尺寸，冲孔模应先定凸模尺寸，用增大凹模
尺寸来保证合理间隙。
4.3【计算凸、凹模刃口尺寸需要用到的参数】Zmin 和Zmax 、落料公差(δ凸、
δ凹)和冲孔公差(δ凸、δ凹)、系
数(χ) 4.4【冲裁力P0(N)】
【平刃口凸、凹模】 P0=Lδτ
【L(冲裁件周长mm)、δ(材料厚度mm)、τ(材料的抗剪强度MPa)】
【考虑其他因素，实际冲裁力：P =1.3P0≈Lδσb】【σb(材料的抗拉强度MPa)】 4.5【阶梯分布】一个模具里多个凸模，分为大凸模、小凸模，为防止折断，小
凸模一般比较短，与大凸模呈阶梯状分布，大、小凸模的高度差
为H(取决于材料厚度)。
(δ≤3mm时，H=δ;δ>3mm时，H=0.5δ) 4.6【卸料力、推件力、顶出力计算】
❶卸料力：P卸=K卸P(N)
❷推件力：P推=nK推P(N)
❸顶出力：P顶=K顶P(N)
【P(卸料力)、n(卡在凹模洞口内的工件(或废料)数目)、K(系数)】 4.7【排样、搭边和条料宽度】
4.7.1【排料】
4.7.1.1【排料方式】❶直排 ❷斜排 ❸直对排❹斜对排❺混合排❻多行排
nF 4.7.1.2【材料利用率(一个进距内的材料利用率η)】η=×100%
bh
F(冲裁件面积(包括冲出的小孔面积))
n(一个进距内冲裁件数目)
b(条料数目)
h(进距) 4.7.2【搭边】
搭边值大小，能太大，浪费材料;太小容易挤进凹模，影响模具
寿命。(搭边值大小可查表)
5、模具类型
【冲裁模具类型】❶单工序模❷级进模❸复合模 【凹模】
❶凹模孔口形式
❷凹模外形尺寸(凹模厚度H、壁厚C)
【凹模厚度H】H=Kb(mm) (K—系数 b—冲件最大外形尺寸)
【凹模壁厚C】 【小凹模】 C=(1.5—2)H (mm)
【大凹模】 C=(2—3)H (mm) 【凸凹模】(复合模)
(不集聚废料的凸凹模最小壁厚)
【黑色金属和硬材料】 1.5δ(须大于0.7mm)
【有色金属和软材料】 ≈δ(须大于0.5mm) 【凹模上螺钉孔、圆柱销孔的最小距离】(跟是否淬火有关，淬火距离比较大) 【凹模强度校核】(检验凹模厚度，因为凹模厚度不够，会使凹模产生弯曲，损
坏模具。
H最小=3P 10
【H最小—凹模最小厚度(mm) P—冲裁力(N)】
【凸模】
【结构型式】 ❶标准圆形凸模
❷带护套的小孔凸模(适用于冲孔直径与料厚相近的小孔) ❸快换凸模(用于大型冲模中冲小孔易损坏 ❹大圆凸模 ❺非圆形凸模
【凸模长度】 L=H1+H2+H3+Y 【H1—凸模固定板的厚度】
【H2—卸料板的厚度】
【H3—导尺的厚度】
【Y—自由尺寸(凸模的修磨量4—6mm;凸模进入凹模的深度0.5—1mm;凸模固定板与卸料板之间的安全距离A，可取15—20mm。】 【凸模强度校核】❶压应力校核❷弯曲应力校核
【凹模、凸模的镶拼结构】
【镶块紧固】
❶框套热压法❷框套螺钉紧固法❸销钉、螺钉紧固法
【镶块尺寸mm】
H:B:L=(0.6-0.8):1:(3-5)
尺寸范围：H(30-75);B(60-170);L(最大至300) 【凸模、凹模固定】
❶机械固定(采用螺钉紧固、压配合等方法) ❷粘结固定(①低熔点合金浇注固定法②环氧树脂粘结固定法③无机粘结剂固定
法④) 【定位零件】
3 【定位板、定位销】(定位板(定位销)高度与材料厚度有关) 材料厚度δ(mm)：
<1 1-3 >3-5 定位板(销)高h(mm)： δ+2 δ+1 δ
【导尺(或导料销)】
【侧压】❶簧片压块式 ❷弹簧压块式(侧压力大，适合冲裁厚料)❸ 压板
式(适用于单侧刃级进模)
【挡料销】挡料销高度与材料厚度有关，可以查表得到
【挡料销型式】❶圆柱头式挡料销❷钩形挡料销❸活动挡料销❹初始挡料销
【侧刃】切去条料旁侧的少量材料来限定送料进距(提高生产率，保证较高定位精度，有利于自动化)
【侧刃固定方法】❶压配合固定❷铆接固定❸螺钉固定❹销钉固定 【导正销】(主要用于级进模)
【型式】❶压入式❷螺钉固定式
【卸料和推件零件】 【型式】❶固定卸料板❷弹性卸料板❸废料切刀❹弹性卸料和刚性推件装置❺弹
性卸料和弹性推件装置 【弹簧、橡皮的选用】
❶【圆柱螺旋压缩弹簧】(弹簧压缩量、弹簧根数、弹簧装配长度)
❷【橡皮】
【卸料板和凸模之间的间隙】(可查表)
【卸料弹簧窝座深度】
【卸料板螺钉沉孔深度】
【打杆长度】
【顶杆长度】
【导向、联接固定零件及其他】
【导柱、导套 】(用于要求精度高的冲模)
【布置型式】❶后侧导柱❷中间导柱❸对角导柱❹四个(或六个)导柱
【结构型式】❶滑动导柱导套 ❷滚珠导柱导套
【导板】
【厚度】H1=(0.8-1)H凹
(H凹
—凹模厚度 )
【上、下 模】(模座分带导柱和不带导柱)
【垫板】
【凸模固定板】(❶ 圆形 ❷矩形)
【模柄】
【平衡侧压力结构】
【模具压力中心计算】
【模具总体设计】 ⑴【掌握资料】❶冲压件图纸及技术条件❷生产批量❸冲压设备❹模具制造条件
⑵【总体设计任务】❶模具类型的确定
❷操作方式、进出料方式的确定
❸定位、卸料、推件、导向、联接固定等型式的确定
❹模具压力中心的确定
❺模具外形尺寸确定 【模具类型确定】(以冲裁工件要求、生产批量、模具加工条件等为主要依据)
❶【冲裁工件要求、生产批量】单工序模、级进模、复合模
无导向模、导柱模、导板模
❷【模具外形尺寸确定】(包括模柄尺寸、闭合高度、模座俯视尺寸)(与
所选冲床规格有关)
❸【模座尺寸】一般冲床工作台每边尺寸大于下模座尺寸50—70mm
【模具设计中须考虑的安全措施】
【模具材料及使用寿命】
【冲压对材料的基本要求】
❶有足够的硬度和耐磨性(冲压模正常失效方式是磨损)
6 ❷有一定的强度和韧性 ❸有良好的加工工艺性 【模具常用材料】
【提高模具使用寿命的途径】
❶合理设计模具❷正确选用模具材料❸保证热处理质量和采用热处理新工艺❹保证加工质量和采用新的加工方法(加工模具新方法：①电火花加工和线切割加工(优点：不管材料硬度多高，均能加工，加工安排在热处理之后，从而解决热
7 处理变形问题)②低熔点合金和锌基合金浇铸(制造周期短，加工容易，成本低，废旧模具可以重熔再造))❺合理使用与维护
【冲裁件质量分析】(毛刺、剪裂带、光亮带、塌角)
【精冲】 ❶精冲过程 ❷精冲材料
❸精冲模设计的参数(⑴精冲力P总=P冲+P压+P推(①冲裁力②齿圈压板力③推板反压力④⑤);⑵凸凹模间隙) ❹精冲模具结构(设计注意事项：①刚度精度要求高②一般采用滚珠导柱模架③控制凸模进入凹模深度④添加排气孔或者排气槽⑤合理分布顶杆)
⑴模具结构：①活动凸模式②固定凸模式③简易精冲模
【弯曲】 【弯曲原理】
【弯曲变形过程】
【弯曲过程中的应力应变状态】
【应变中性层的位置及最小弯曲半径的确定】
【应变中性层的位置】
【最小弯曲半径的确定】
【弯曲件的回弹】
【回弹量的确定】
、
【影响回弹因素】❶材料的机械性能❷相对弯曲半径
r
❸弯曲角❹弯曲件的形状❺弯曲方式❻模具间隙 【减少回弹量的措施】
❶从改进产品设计和工艺来减少回弹量❷在模具结构上采取措施❸利用橡胶和
8 聚氨酯凹模进行弯曲❹采用拉弯工艺
【弯曲力计算】
【自由弯曲的弯曲力】
【弯曲件毛坯尺寸计算】
【弯曲件工序安排和模具结构】
9 【弯曲工序应考虑的原则】
❶两次弯曲成形❷三次弯曲成形❸对称弯曲❹连续工艺成型
【弯曲模的结构设计和典型结构】
⑴【弯曲模结构设计要点】
❶坯料放在模具应有可靠定位
❷不应使毛坯产生严重的局部变薄
❸弯曲过程中，应防止毛坯移动
❹弯曲区能得到校正
❺有消除回弹的可能性
❻毛坯放入到模具上和压弯后从模具中取出工件要方便
⑵【弯曲模具的典型结构】
❶V型件弯曲模❷ U型件弯曲模❸ 圆环件弯曲模❹ 铰链弯曲模❺连续弯曲模
【弯曲模工作部分的设计】
⑴【凸模、凹模圆角半径与凹模深度】
❶ 凸模圆角半径r凸
❷ 凹模圆角半径R凸
❸ 凹模深度h ⑵【凸、凹模间隙】
⑶凸、凹模工作部分尺寸与制造公差
⑷【斜楔的设计和计算】
【楔块受力分析】
【水平斜楔】
【向下倾斜运动的斜楔】
【向上倾斜运动的斜楔】
【楔块尺寸、角度的确定】
【拉深】
⒈【拉深的基本原理】
【拉深变形过程】
【拉深过程中毛坯的应力和应变状态】
【拉深过程中的起皱和断裂】
【旋转体拉深件的毛坯尺寸计算】
【修边余量】
【带料连续拉深】
第四篇：垫板冲压模具
垫板冲压模具课程设计
摘
要：本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。
关键词：模具;冲裁件;凸模;凹模;凸凹模;
1 前言
冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)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(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。
(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。 (2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，
大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
(4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。
由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分
组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计，其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性(材料、工件结构形状、尺寸精度)，拟定零件的冲压工艺方案及模具结构，排样，裁板，计算冲压工序压力，选用压力机及确定压力中心，计算
凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的结构设计和加工工艺编制，压力机的校核。
冲裁模设计题目
如图1所示零件：垫扳 生产批量：大批量 材料：08F
t=2mm 设计该零
件
的
冲
压
工
艺
与
模
具
2 零件的工艺分析
2.1 结构与尺寸
该零件结构简单,形状对称。
硬钢材料被自由凸模冲圆形孔,查《冷冲压工艺及模具设计》表3-8,可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t,该工件的孔径为:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。
由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行,故最小孔边距不应小于材料厚度t,该工件的空边距(20)>t=2,(10)>t=2,均适宜于冲裁加工。
2.2 精度
零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表得,各尺寸公差分别为：
00.6200.5200.4300.36零件外形:58零件内形:600.740.300，
38,
30,
16,
8
孔心距:18±0.215,
利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
2.3 材料
08F，属于碳素结构钢,查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知抗剪强度τ=260MPa,断后伸长率=32%。此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其冲裁加工性能好。
根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。
3 确定冲裁工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下几种工艺方案： (a)先落料，再冲孔，采用单工序模生产;
(b)采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产; (c)用冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。
方案(a)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，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。
根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。
4 确定模具总体结构方案
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。
4.2 操作与定位方式
虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料，并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性，进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利
用率。
4.3 卸料与出件方式
采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作，提高零件生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
4.4 模架类型及精度
考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。
4.5 凸模设计
凸模的结构形式与固定方法：
落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模与固定板的加工，可设计成固定台阶式，中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模，在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。
5 工艺设计计算
5.1 排样设计与计算
零件外形近似矩形，轮廓尺寸为58×30。考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。如图1所示：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13，工件的搭边值a=2，沿边的搭边值a1=2.2。级进模送料步距为S=30+2=32mm 条料宽度按表3-14中公式计算： B -0△=(Dmax+2a1)-△0
查表3-15得：△=0.6
0B=(58+2×2.2)00.6=62.40.6 (㎜)
由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2，一个进距内的坏料面积
B×S=62.4×32=1996.8㎜2 。因此一个进距内的材料利用率为：
=(A/BS)×100﹪=67.8﹪
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×2000×2。
采用横裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32，每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为：
=(n×A0/A)×100﹪
=(22×32×1354.8/710×2000)×100﹪=67.2﹪
采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11，每条可冲零件个数62个零件，则一块板材的材料利用率为：
=(n×A0/A)×100﹪
=(11×62×1354.8/710×2000)×100﹪=59.2﹪
根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁。
5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机
冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度：
L1=16π+8+28+38×2 =162.27
内周边长度之和：
L=2π×3=18.84㎜
查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知：260MPa; 查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知：Kx=0.05, KT=0.055. 落料力：
F落=KL1 t T
=1.3×162.27×2×260 =109.69KN
冲孔力：
F孔=KL2 t T
=1.3×6×2×260 =12.74 KN 卸料力：
Fx=KxF落
=0.05×109.69 =5.48KN 推件力：
根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,
故:n=h/t=3
FT=nKtF孔
=3×0.055×25.47 =4.20KN
总冲压力：
FЁ= F落+ F孔+Fx+ FT 则FЁ=109.69+12.74+5.48+4.20
=132.11KN
应选取的压力机公称压力：25t. 因此可初选压力机型号为J23-25。
当模具结构及尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度，模具安装尺寸进行校核，从而最终确定压力机的规格。
确定压力中心：画出凹模刃口，建立如图所示的坐标系：
由图可知，该形状关于X轴上下对称，关于Y轴左右对称，则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为(0，0)。
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差
由于模具间隙较小，固凸、凹模采用配作加工为宜，由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料与冲孔两种情况分别进行。由此，在确定模具刃口尺寸及其制造公差时，需遵循以下原则：
(I)落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸;考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙;
(II)冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙;
(III)凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度高2~3级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。
a): 落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算：
i)凹模磨损后增大的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：DA=(Dmax-X
△);计算，取 δA=△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5
0.1850.185580=57.630 (㎜)
0.74:
DA1 =(58-0.5×0.74 )000.6200.5200.4338301600.1550.155:
DA2=(38-0.5×0.62)0=37.690 (㎜) 0.130.13:
DA3=(30-0.5×0.52)0=29.740
(㎜) 0.10750.1075:
DA4=(16-0.5×0.43)0=15.7850(㎜)
0.090.0980.36:
DA5=(8-0.5×0.36)0=7.180(㎜)
ii)凹模磨损后不变的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：CA=(Cmin+X△)±0.5δA: 计算，取δA=△/4 ，制件精度为IT14级，故X=0.5 18±0.215: Cd1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=18±0.05375(㎜)
冲裁间隙影响冲裁件质量，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。间隙的大小则直接影响到摩擦的大小，在满足冲裁件质量的前提下，间隙一般取偏大值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-3可知Zmax=0.360㎜ , Zmin=0.246㎜ 相应凸模按凹模实际尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm 冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形，可按《冷冲压工艺及模具设计》公式dT=(dmin+x△)0
计算，取δT=△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5 1200.300:
dT1=(6+0.5×0.30)00.075=6.150.075
6 设计选用零件、部件，绘制模具总装草图
6.1 凹模设计
凹模的结构形式和固定方法：凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固定在凹模固定板内，其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否则会影响模具强度和寿命，其值可查《冷冲压工艺及模具设计》表3-23。
凹模刃口的结构形式：因冲件的批量较大，考虑凹模有磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口轮廓单边扩大0.5 mm 凹模轮廓尺寸的确定：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-24，得：K=0.28; 查《冷冲压工艺及模具设计》表3-25, 得: s2=36;
凹模厚度H=ks=0.28×58=16.24(㎜)
B=s+(2.5～4.0)H =58+(2.5～4.0)×16.24 =98.6～122.96 (㎜)
L=s1+2s2 =30+2×36 =102 (㎜)
根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为L×B×H=125×125×28.5(㎜)
凹模材料和技术要求：凹模的材料选用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外轮廓棱角要倒钝。
如图2所示：
其余
图2 落料凹模
6.2 凸模设计
6.2.1 凸模的结构形式与固定方法
冲孔部分的凸模刃口尺寸为圆形，为了便于凸模和固定板的加工，将冲孔凸模设计成台阶式。
为了保证强度、刚度及便于加工与装配，圆形凸模常做成圆滑过渡的阶梯形，小端圆柱部分。是具有锋利刃口的工作部分，中间圆柱部分是安装部分，它与固定板按H7/m6配合，尾部台肩是为了保证卸料时凸模不致被拉出，圆形凸模采用台肩式固定。 6.2.2 凸模长度计算
凸模的长度是依据模具结构而定的。
采用弹性卸料时，凸模长度按公式L=h1+h2+h3计算， 式中 L---凸模长度，mm;
h1---凸模固定板厚度，mm;
h2----卸料板厚度，mm ;
h3----卸料弹性元件被预压后的厚度 L=22mm+10mm+18.5mm =50.5mm 6.2.3 凸模的强度与刚度校核
一般情况下，凸模强度与刚度足够，由于凸模的截面尺寸较为积适中，估计强度足够，只需对刚度进行校核。
对冲孔凸模进行刚度校核： 凸模的最大自由长度不超过下式：
有导向的凸模Lmax≤1200则Lmax≤1200124，其中对于圆形凸模Imin=∏d4/64 641.3122260=24.00mm
由此可知：冲孔部分凸模工作长度不能超过24.00mm，根据冲孔标准中的凸模长度系列，选取凸模的长度：50.5 6.2.4 凸模材料和技术条件
凸模材料采用碳素工具钢T10A，凸模工作端(即刃口)淬硬至HRC 56～60，凸模尾端淬火后，硬度为HRC 43～48为宜。 如图3所示：
其余技术要求材料采用碳素工具钢T10A.2.刃口淬硬至56～60HRC,尾端淬硬至43～48HRC.
图3 冲孔凸模
6.3 凸凹模的设计
6.3.1 凸凹模的结构形式与固定方法
凸凹模的结构简图如图4所示：
其余技术要求：1.上下面无毛刺，平行度为0.02.2.材料为T10A,热处理56-60HRC.3.带* 号的尺寸按 凹模实际尺寸配作， 保证Zmin=0.246.4.带**号的尺寸按 凸模实际尺寸配作， 保证Zmin=0.246.图4 凸凹模
凸凹模与凸凹模固定板的采用H7/m6配合。 6.3.2 校核凸凹模的强度
冲孔边缘与工件外开边缘不平行时，凸凹模的最小壁厚不应小于材料厚度t=2mm，而实际最小壁厚为5mm，故符合强度要求。 6.3.3 凸凹模尺寸的确定
凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保证最小间隙为Zmin=0.246mm,内形刃口尺寸按凸模尺寸配做并保证最小间隙为Zmin=0.246mm。 6.3.4 凸凹模材料和技术条件
凸凹模材料采用碳素工具钢T10A，淬硬至56～60HRC。
6.4 定位零件
定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。
选用固定挡料销一个。挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离，固定挡料销固定在位于下模的凸凹模上，规格为GB/T7694.10-94，材料45号钢，硬度为43～48HRC 选用导料销两个。导料销的作用是保证条料沿正确的方向送进，位于条料的后侧(条料从右向左送进)尺寸规格为6X2，如图5所示：
图5 导料销
6.5 卸料与出件装置
出件方式是采用凸模直接顶出的下出料方式。
由于卸料采用弹性卸料的方式，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件组成。 卸料板：
弹性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍, 卸料板与凸模的单边间隙按《冷冲压工艺及模具设计》表3-32选取,t>1mm时,单边间隙为0.15mm。
为了便于可靠卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口尺
寸端面0.3～0.5，卸料板的尺寸规格为：125mmX125mmX10mm，材料为:45#钢。如图6所示：
图6 卸料板
卸料螺钉：
卸料螺钉采用标准的阶梯形螺钉，根据卸料板的尺寸选择4个卸料螺钉，规格为，JB/T7650.5-94。如图7所示：
图7 卸料螺钉
卸料装置：
由于橡皮允许承受的负荷较大，安装调整方便，因此选用橡皮作为弹性元件， 卸料橡皮的选择原则：
为了保证卸料正常工作，应使橡皮工作时的弹力大于或等于卸料力FX
FXY=AP≥FX=5.48KN 式中FXY—橡皮工作时的弹力，A—橡皮的横截面积，P—与橡橡皮压缩量有关的单位压力，一般预压时压缩量为10%～15%。由《冷冲压工艺及模具设计》图3-64知，取P=0.6MPa，求得A=91.3cm2,由《冷冲压工艺及模具设计》表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为35×26×24 根据工件材料厚度为2mm，冲裁时凸模进如凹模的深度为1mm，模具维修时刃磨留量为2mm，开启时卸料板高于凸模1mm，则求得总工作行程：h工件=6mm, 使用橡皮时，不应使最大压缩量超过橡皮自由高度的35%～45%否则是皮的自由高度应为：
H=h/(0.25～0.30) =6/(0.25～0.30) =20～24mm 模具组装时的预压缩量为： H预=(10%～15%)H =2.4～3.6mm
取H预=3mm 由此可知：安装橡皮高度尺寸为21mm, 式中的H———所需的工作行程。
由上式所得的高度，还在按下式进行校核: 0.5≤H/B≤1.5 如果H/D超过1.5,应把橡皮分成若干段,并在橡皮之间垫上钢圈。 由《冷冲压工艺及模具设计》表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为35×26×24 6.6 模架及其它零件的选用
6.6.1 模柄
模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心，模柄的直径与长度与压力机滑块一致，模柄的尺寸规格选用凸缘模柄，用3～4个螺钉固定在上模座上。 如图8所示:
图8 模柄
6.6.2 模座
标准模座根据模架类型及凹模同界尺寸选用， 上模座：125mm ×125mm×35mm; 下模座：125mm×125mm×45mm;
模座材料采用灰口铸铁，它具有较好的吸震性，采用牌号为HT200。 6.6.3 垫板
垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被挤压损伤。 是否要用板，可按下式校核：
P=F12/A 式中P—凸模头部端面对模座的单位面积压力; F12—凸模承受的总压力; A—凸模头部端面与承受面积。
由于计算的P值大于《冷冲压工艺及模具设计》表3-34模座材料的许应压力，因此在工作零件与模座之间加垫板。
垫板用45号钢制造，淬火硬度为HRC43～48，其尺寸规格为：
125mm×125mm×10mm。 上下面须磨平，保证平行。 如图9所示：
图9 垫板
模架选用后侧导柱标准模架： 上模座：L×B×H =125mm×125mm×35mm 下模座：L×B×H=125mm×125mm×45mm 导柱：D×L=￠22mm×150mm 导套：d×L×D=Φ35mm×85mm×Φ38mm 模架的闭合高度：160～190mm 垫板厚度：10mm; 凸模固定板厚度：22 mm 上模底板厚：35 mm， 凹模厚度：28.5mm 橡皮厚：24mm 卸料板厚度10 mm 凸凹模固定板厚度：45 mm， 下模底板厚：45 mm 模具的闭合厚度：
Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+45
=188.5mm 6.6.4 冲压设备的选择
选用开式双柱可倾压力机J23-25。 公称压力为25t， 滑块行程为65mm, 最大闭合高度270mm, 滑块中心线至床身距离200 mm， 工作台尺寸：370 mm×560 mm， 垫板厚度：50 mm，
模柄孔尺寸：Φ40 mm×60 mm. 6.6.5 紧固件的选用
上模螺钉：螺钉起联接紧固作用，上模上6个，45钢，尺寸为M8X70下模螺钉：
6个，45钢，尺寸为M6X55.销钉起定位作用，同时也承受一定的偏移力.上模3个，45钢，尺寸为Φ6X60.
7 压力机的校核
7.1 公称压力
根据公称压力的选取压力机型号为J23-25,它的压力为25t>15.79t,所以压力得以校核; 7.2 滑块行程
滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度t=2mm,卸料板的厚度H=10mm,及凸模冲入凹模的最大深度2mm,即S1=2+10+2=14mm
7.3 行程次数
行程次数为105次/min.因为生产批量为中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核. 7.4 工作台面的尺寸
根据下模座L×B=125mm×125mm,且每边留出60~100mm,即L1×B1=325mm×325mm,而压力机的工作台面L2×B2=560mm×370mm,冲压件和废料从下模漏出, 漏料尺寸小于58mm×30mm,而压力机的孔尺寸为250×250,故符合要求,得以校
核; 7.5 滑块模柄孔尺寸
滑块上模柄孔的直径为40mm,模柄孔深度为60mm,而所选的模柄夹持部分直径为30mm,长度为48mm,故符合要求,得以校核;
7.6 闭合高度
由压力机型号知Hmax=270mm M=80 H1=70
Hmin=Hmax–M= 270-80=190 (M为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm) 由公式得:( Hmax–H1)-5≥H≥( Hmin–H1)+10,得
(270–70)-5≥188.5≥(190–70)+10
即
195≥188.5≥120 ,所以所选压力机合适,即压力机得以校核.
8 模具主要零件加工工艺规程的编制
8.1 冲压模具制造技术要求
模具精度是影响冲压件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求：
a、组成冲压模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。
b、组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必须达到设计要求. d、为了鉴别冲压件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的冲压件为止。
8.2 总装工艺
总装图如图15所示：
技术要求：
1、装配技术要求按GB/T14662-199
22、检验及验收技术要求按GB/T14662-199
23、模具使用设备为JB23-2
5 图15 总装图
1— 下模座 2—导柱 3—内六角螺钉￠8×70 4—内六角螺钉￠8×60
5—导套 6—凸模固定板 7—冲孔凸模 8—垫板 9—上模座 10—销钉
11—模柄 12—打料杆 13—连接推杆 14—凸凹模 15—卸料板
16—推件块 17—凹模 18—活动挡料销 19—推板 20—弹性橡胶
21—凸凹模固定板 22—卸料螺钉 23—导料销 加工工艺路线：
1备料
2 把导柱2安装在下模座1上。
3 把凸凹模14放在下模座1上面，按中心线装上凸凹模固定板21，用螺钉4把凸凹模固定在下模座上。
4 通过卸料螺钉22把橡皮20和卸料板15固定好，在卸料板上装好导料销23和挡料销18。
5 把导套安装在上模座上。
6 把4个冲孔凸模通过凸模固定板6和垫板8一起固定到上模座9上，连同凹模17一起用螺钉3和销钉10紧固。
7 把模柄11装在上模座9上，用螺钉紧固，装上打杆12。
8把组装好的上模座和下模座通过导柱导套组装起来，中间装上2mm厚的材料。
9试模 10调整到合格 11入库
8.3 加工要求
1)模具配合加工零件在允许间隙内加工,落料凸凹模,冲孔凸模与固定板配合后,底部磨平。
2)图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按14级精度加工,未注粗糙度的按Ra6.3um处理。
3)模具中各垫板的两承压面的平行度公差按GB1184 为5级。
4)模具中安装镙钉(镙栓)之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于 2mm，或相应各孔配作。
5)模具、模架及其零件的工件表面，不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈蚀等缺陷。
6)经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有脱碳、软点、氧化斑点及裂纹等缺陷。热处理后应清除氧化皮，脏物油污。
7)配通用模架模具，装配后两侧面应进行同时磨削加工，以保证模具能顺利装入模架。
8.4 主要零、部件加工工艺
8.4.1 垫板的加工工艺
1备料(外购标准模块125mm×125mm×10mm) 2按图纸要求画线， 3在钻铣床上加工 4检验 5入库
8.4.2 凸模固定板的加工工艺
1备料(外购标准模块125mm×125mm×20mm)
2按图纸要求画线，
3在钻铣床上加工四个￠8的凸模孔和两个￠6的销钉孔和六个￠9的螺钉通孔
4在电火花慢走丝加工落料凸模孔 5检验 6入库
8.4.3 冲孔凸模的加工工艺
1备料
2锻造成直径为14mm×55mm的胚料 3在数控车床上加工零件按图纸要求 4按图纸要求热处理 5检验 6入库
8.4.4 卸料板加工工艺
1备料(外购标准模块125mm×125mm×10mm) 2按图纸要求画线，
3在钻铣床上加工六个M6的螺钉通孔和一个￠6的挡料销孔，和两个￠8的导料销及一个通过冲裁零件的孔 4在铣床上加工剩余的部分 5检验 6入库
8.4.5 落料凹模加工工艺
1备料(外购标准模块125mm×125mm×28.5mm) 2按图纸要求画线，
3在钻铣床上加工两个￠6的销钉孔和六个M6的螺纹孔 4攻M6的螺纹孔 5用电火花加工工作刃口 6按图纸要求做热处理 7检验 8入库
8.4.6 凸凹模的加工工艺
1备料
2锻造成75mm×75mm×45mm的胚料 3 按图纸要求画线
4 在钻铣床上加工四个￠4和￠6组成的阶梯孔 5用电火花加工工作刃口 6按图纸要求做热处理 7 检验 8 入库
8.4.7 凸凹模固定板的加工工艺
1备料(外购标准模块125mm×125mm×22mm) 2按图纸要求画线，
3在钻铣床上加工1个￠10.6×12的盲孔和四个M6.6的螺纹孔 4攻M6.6的螺纹孔 5用电火花加工工作刃口 6按图纸要求做热处理 7检验 8入库
9 总结
经过一段时间的论文设计，至此已基本完成了任务书所规定的任务。本设计 涉及的课程很多，涉及到机械制图、冷冲压工艺及模具设计、模具制造工艺学、金属学与热处理、成型设备、CAD绘图等相关课程的知识。在校期间的我还进行了金工实习、和两次课程设计。这些课程的学习，以及课程设计的演练都为这次毕业设计做了很好的准备。基础课和专业课，它们为我的设计做了前提，它们是我设计的理论基础和知识基点;金工实习让我深入而清楚的看到了在实际生产中机械产品的结构和工作运转情况;而两次课程设计则是和这次毕业设计设计最接近，最有相似之处的，它们为我这次的设计的顺利进行起到了很好的铺垫作用。
此次毕业设计也是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
。
毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。 但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能
力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人。
也许，我的学生生涯从此就会结束，但是学习的道路却还将持续下去，毕竟“学无止境”。通过这次设计，我懂得了“凡事必亲躬”,唯有自己亲自去做的事，才懂得其过程的艰辛。未来的人生路途中难免会遇到各种各样的困难和挫折，也正是这次设计让我有了迎接新挑战，战胜困难的勇气。
参考文献
[1] 曾霞文 徐政坤主编.冷冲压工艺及模具设计.长沙：中南大学出版社，2006 [2] 王 芳主编.冷冲压模具设计指导.北京：机械工业出版社，1999 [3] 付宏生主编.冷冲压成形工艺与模具设计制造.北京：化学工业出版社，2005 [4] 肖景容 姜奎华主编.冲压工艺学.北京：机械工业出版社，1999 [5] 徐茂功 桂定一主编.公差配合与技术测量.北京：机械工业出版社，2000 [6] 王孝培主编.冲压手册(修订本).北京：机械工业出版社，1988 [7] 催忠圻主编.金属学与热处理.北京：机械工业出版社，2000 [8] 谭海林 陈勇主编.模具制造工艺学.长沙：中南大学出版社，2006 [9] 廖念钊 莫雨松等主编.互换性与技术测量.北京：中国计量出版社，2000 [10] 张定华主编.工程力学.北京：高等教育出版社，2000 [11] 梁耀能主编.工程材料及加工工程.北京：机械工业出版社，2001
第五篇： 冷冲压模具设计问答题及论述题
1.什么是冷冲压加工?冷冲压成形加工与与其他加工方法相比有何特点?
答： 冷冲压加工是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑形 变行，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的特点。生 产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和抵消耗，是其他加工制造方法所不 能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品， 其制造属单件小批量生产，具有加工难、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以，只有在冲压 零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。
2.什么是冷冲模?它有何特点?
答：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。 特点：冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件是“一模一样”的关系，若 没有符合要求的冷冲模，就不能生产出合格的冷冲压件;没有先进的冷冲模，先进的冷冲压成形工艺 就无法实现。 3.板料冲裁时，其断面特征怎样?影响冲裁件断面质量的因素有哪些?
答：板料冲裁时，冲裁件的断面明显的分成四个特征区;即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。 影响断面质量的因素有： (1).材料性能. (2).模具间隙 (3).模具刃口状态
4. 影响冲裁件尺寸精度的因素有哪些?
答：一些冲裁件尺寸精度的因素有：压力机的精度、冲模的制造精度、材料性质、冲裁间隙 、模 具刃口状态等。
5.确定冲裁工艺方案的依据是什么?冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定?
答： 确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。 冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定; (1).生产批量 (2)冲裁件尺寸和精度等级 (3)冲裁件尺寸形状的适应性 (4)模具制造安装调整的难易和成本的高低 (5)操作是否方便和安全
6、什么是冷冲压加工?冷冲压成形加工与其它加工方法相比有何特点?
答：冷冲压加工是在室温下进行的，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。 冷冲压加工与其它加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济性方面都具有许多独特的优点。主 要表现在：高生产效率、高复杂性、低消耗、高寿命。
7、板料冲裁时，其断面特征怎样?影响冲裁件断面质量的因素有哪些?
答:板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。 影响断面质量的因素有：(1)材料性能;(2)模具间隙;(3)模具刃口状态。
8、确定冲裁工艺方案的依据是什么?冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定?
答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定： (1)生产批量; (2)冲裁件尺寸和精度等级; (3)冲裁件尺寸形状的适应性; (4)模具制造安装调整的难易和成本的高低; (5)操作是否方便与安全。
12、简述弯曲件的结构工艺性。
答：弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加 工的工艺要求。
14、拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则?
答：拉深件坯料尺寸的计算遵循体积不变原则和相似原则。
15、 什么是冲裁工序?它在生产中有何作用?
答：利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁 工序。 冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法， 它既可以用来加工各种各样的平板零件， 如平 垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行 切边。
16、冲裁的变形过程是怎样的?
答：冲裁的变形过程分为三个阶段:从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力 数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段 ( 第一阶段 ) ;如果凸模继续下压，坯料内部的应力达 到屈服极限， 坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止， 这是称之为塑性 变形阶段 ( 第二阶段 ) ; 从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离， 这就是称之为断裂分离阶段 ( 第 三阶段 ) 。
20、什么是冲模的压力中心?确定模具的压力中心有何意义? 答： 冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合力的作用点位置，也就是 冲模在工作时所受合力 的作用点位置。在设计模具时，必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线 重合，否则，压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块与导轨产生不均匀的磨 损，从而影响压 力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不均匀，甚至使冲模不能正常工作。因此，设计冲模时，对模具压力中心的确定是十分重要的 , 在实际生产中，只要压力中心不偏离模柄直径以外也是可以的。
21、什么叫搭边?搭边有什么作用?
答： 排样时，工件与工件以及工件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是：补 偿送料误差，使条料对 凹模型孔有可靠的定位，以保证工件外形完整，获得较好的加工质量。保持条 料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边太大，浪费材料;太小，会降低工 件断面质量， 影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模与凹模的间隙里，造成冲模刃口严重磨损。影 响模具寿命。
23、怎样选择凸模材料?
答： 凸模的刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此，凸模应该有较高的硬度 与适当的韧性。一般，形 状简单、模具寿命要求不高的凸模，可选用 T8A 、 T10A 等材料;形状复杂、 模具寿命要求高的凸模，应该选用 Cr12 、 Cr12MoV 、 CrWMn 等材料;要求高寿命、高耐磨模具的凸 模，可选用硬质合金制造。凸模的硬度，一般为 HRC58 ～ 62 。
24、什么条件下选择侧刃对条料定位?
答：一般在下列情况下，采用侧刃来控制条料的送进步距： (1) 、级进模中，一般采用侧刃来控制条料的送进步距。这样，可以提高生产率。 (2) 、当冲裁窄而长的工件时，由于步距小，采用定位钉定位困难，这时也采用侧刃来控制条料 的送进步距。 (3) 、当需要切除条料的侧边作为工件的外形时，往往采用侧刃定距。 (4) 、当被冲材料的厚度较薄( t < 0.5 mm )时，可以采用侧刃定距。
25、什么情况下采用双侧刃定位?
答：当被冲材料的宽度较大而厚度较小、工位数目较多以及冲裁件的精度要求较高时，可以采用双 侧刃。采用双侧刃时， 两个侧刃可以对称布置。这时，可以降低条料的宽度误差，提高工件的精度。 这种布置方法常用于带料或卷料冲压中。而将两个侧刃一前一后的布置，往往用于工步 较多的条料冲 压中，这样可以节约料尾。用双侧刃定距时，定位精度高，但材料的利用率要低一些。
26、凸模垫板的作用是什么?如何正确的设计垫板? 答：冲模在工作时，凸模要承受很大的冲裁力，这个力通过凸模的固定端传递到上模座。如果作用 在模座上的力大于其许 用应力时，就会在模板上压出凹坑，从而影响凸模的正确位置。为了避免模座 的损坏，在凸模固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板与 模座之间，因 为同样的原因也需要加装一块垫板。设计时，一般根据需要在国标中选取标准的垫板型号。一般垫板的 的形状和尺寸大小与凹模板相同。材料选用 T7 、 T8 钢，热处理的淬火硬度为 48 ～ 52HRC ，上下 表面的粗糙度为 Ra0.8 以下。
28、卸料板型孔与凸模的关系是怎样的?
答：(1) 、在固定卸料装置中，当卸料板仅仅起卸料作用时，卸料板型孔与凸模的间隙随材料厚度 的增加而增大，一般取单边间隙( 0.2～ 0.5 ) t 。当固定卸料板除卸料的作用外，还要对凸模进行 导向，这时，卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。 (2) 、弹压卸料装置中，卸料板型孔与凸模之间的单面间隙取( 0.1 ～ 0.2 ) t 。若弹压卸料 板还要起对凸模的导向作用时，同样，卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。
29、什么是顺装复合模与倒装复合模? 答：根据落料凹模是在模具的上模还是下模，将复合模分成顺装复合模和倒装复合模。其中，落料 凹模在下模的复合模称为顺装复合模，落料凹模在上模的复合模称为倒装复合模。
33、简述固定卸料顺出件这种结构的优点和缺点。
答：优点：1.模具结构简单;2.用手送料时人手不易进入危险区，比较安全。 缺点：1.废料容易上翘，卸料时反向翻转，对凸模刃口侧面的磨损严重;2.凹模刃口附近有异物时 不易发现。
34、简述凸模结构设计的三原则。
答： 精确定位 凸模安装到固定板上以后， 在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位， 否则将造成冲裁间隙不均匀降低模具寿命，严重时可造成肯模。 防止拔出 回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。 防止转动 对于工作段截面为圆形的凸模，不存在防转的问题，对于工作段不是圆形的凸模，必 须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。
35、简述影响冲裁刃口磨损的因素。
答：冲裁间隙： 间隙过小，刃口磨损严重，模具寿命较低。 冲裁轮廓形状： 冲裁轮廓复杂，有尖角时，在尖角处磨损严重，模具寿命较低。 润滑： 有润滑可以降低摩擦系数，减少磨损。 板料种类： 板料越硬，越粘磨损越严重。 冲裁模具： 模具装配的好坏对刃口的磨损有影响，凸模深入凹模越多，磨损越严重。 压力机 ：压力机的刚性，压力机的额定压力都会影响刃口磨损。
37.弯曲时的变形程度用什么来表示?为什么可用它来表示?弯曲时的极限变形程度受那些因素的影响? 答:生产中常用 r t来表示板料弯曲变形程度的大小.r 称为相对弯曲半径, r 越小,板料表面的切向变形程度 ? 越大,因此,生产中常用 r 来 max t t t表示板料弯曲变形程度的大小. 弯曲时的极限变形程度的影响因素有:①材料的塑性和热处理状态;②坯料的边缘及表面状态;③弯 曲线与钢板纤维方向是否垂直;④弯曲角. 38.简述弯曲件的结构工艺性. 答:弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是符合弯曲加工 的工艺要求. 40、板料冲裁时，其断面特征怎样?影响冲裁件断面质量的因素有哪些?
答:板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。 影响断面质量的因素有：(1)材料性能;(2)模具间隙;(3)模具刃口状态。
41、确定冲裁工艺方案的依据是什么?冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定? 答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定： (1)生产批量; (2)冲裁件尺寸和精度等级; (3)冲裁件尺寸形状的适应性; (4)模具制造安装 调整的难易和成本的高低; (5)操作是否方便与安全。
六、论述题： (每题 12 分)
1、影响弯曲变形回弹的因素是什么?采取什么措施能减小回弹?
答：影响弯曲变形回弹的因素有： (1)材料的力学性能; (2)相对弯曲半径 r/t; (3)弯曲中心角 α ; (4)弯曲方式及弯曲模; (5)工件的形状。
减小回弹的措施有：(1) 改进弯曲件的设计，尽量避免选用过大的相对弯曲半径 r/t 。如有可能，在弯曲区压制加强 筋，以提高零件的刚度，抑制回弹;尽量选用
(1)小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。 (2)采取适当的弯曲工艺：①采用校正弯曲代替自由弯曲;②对冷作硬化的材料须先退火，使其 屈服点降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。③弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，由于变形程度很小，变形区横截面大部分或全部处于弹性变形状态,回弹很大，甚至根本无法 成形，这时可采用拉弯工艺。 (3)合理设计弯曲模。
2拉深工序中的起皱、拉裂是如何产生的，如何防止它?
答：拉深工序中产生起皱的原因有两个方面：一方面是切向压应力的大小，越大越容易失稳起皱;另一 方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越 小，抵抗失稳能力越小。防皱措施：主要方法是在模具结构上采用压料装置，加压边圈，使坯料可 能起皱的部分被夹在凹模平面与压边圈之间，让坯料在两平面之间顺利地通过。采用压料筋或拉深 槛，同样能有效地增加径向拉应力和减少切向压应力的作用，也是防皱的有效措施。 拉深工序中产生拉裂主要取决于两个方面：一方面是筒壁传力区中的拉应力;另一方面是筒壁传 力区的抗拉强度。当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处 一一“危险断面”产生破裂。防止拉裂的措施：一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉 强度;另一方面是通过正确制定拉深工艺和设计模具，合理确定拉深变形程度、凹模圆角半径、合 理改善条件润滑等，以降低筒壁传力区中的拉应力。
3.弯曲过程中坯料可能产生偏移的原因有哪些?如何减小和克服偏移? 答:在弯曲过程中凡造成工件变形阻力不对称的因素都将造成工件偏移.例如,弯曲件形状不对称,弯曲件在模具上的阻力不对称,冲压方向不同造成的弯曲件滑动阻力不对称等. 措施:在坯料上预先增添定位工艺孔;当弯曲件几何形状不对称时,为避免压弯时坯料偏移,应尽量采 用成对弯曲然后在切成两件的工艺;V 形弯曲模,由于有顶板及定料销,可以有效防止弯曲时坯料的偏移; 有顶板和定位销的 Z 形件弯曲模,能有效防止坯料的偏移; 为了防止坯料偏移;应尽量利用零件上的孔，用定位销定位，定位销装在顶板上时应注意防止应注意 防止顶、板与凹模之间产生窜动。工件无孔时可采用定位尖定位(图 3.81b)顶杆顶板等措施防止坯料 偏移. 4常用的卸料装置有哪几种?在使用上有何区别?
答：常用的卸料装置分为刚性卸料装置和弹压卸料装置两大类。(1)刚性卸料装置：刚性卸料装置常用固定卸料板的结构形式，即：卸料板是用螺钉将其固定在下 模部分，再用销钉定位这样一种安装方式。刚性卸料装置的卸料板在 工作时，不能将被冲材料压住， 所以工件的有明显的翘曲现象， 但卸料力大。 因此， 常用于较厚、 较硬且精度要求不高的工件冲裁模中。(2)弹压卸料装置：弹压卸料装置中的弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁厚度在1.5mm 以下的模具中。冲裁前，弹压卸料板首先将毛坯压住，当上模随压力机的滑块继续向下运动时，凸模再伸出弹压卸料板的下端面进行冲压加工。所以，工件的平整度较好。 5怎样确定冲裁模的工序组合方式?
答： 确定冲裁模的组合方式时，一般根据以下条件：
(1)生产批量的大小。从提高冲压件生产率角度来考虑，选用复合模和级进模结构要比选择单工序 模好得多。一般来说，小批量和试制生产时采用单工序模具，中批和大批生产时，采用复合冲裁模和级 进冲裁模。
(2)工件尺寸公差等级。单工序模具冲出的工件精度较低，而级进模最高可达 IT12 ～ IT13 级， 复合模由于避免了多次冲压时的定位误差，其尺寸精度最高能达到 IT9 级以上，再加上复合模结构本身的特点，制件的平整度也较高。因此，工件尺寸公差等级较高时，宜采用复合模的结构。
(3)从实现冲压生产机械化与自动化生产的角度来说，选用级进模比选用复合模和单工序模具容易些。这是因为，复合模得废料和工件排除较困难。
(4)从生产的通用性来说，单工序模具通用性最好，不仅适合于中小批量的中小型冲压件的生产， 也适合大型冲压件的生产。级进模不适合大型工件的生产。
(5)从冲压生产的安全性来说，级进模比单工序模和复合模为好。
综上所述，在确定冲裁模的工序组合方式时，对于精度要求高、小批量及试制生产或工件外形较大，厚度又较厚的工件，应该考虑用单工序模具。而对精度要求高、生产批量大的工件的冲压，应采用复合模;对精度要求一般，又是大批量生产时，应采用级进模结构。
6.降低冲裁力的措施有哪些?
答：当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可以采取以下措施来降 低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的：
1、采用加热冲裁的方法：当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可以将板材加热到一定温度(注 意避开板料的“蓝脆”区温度)以降低板材的强度，从而达到降低冲裁力的目的。
2、采用斜刃冲裁的方法：冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，可采用斜刃冲裁的方法以降低 冲裁力。为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模上;冲孔时斜刃做在凸模上。
3.采用阶梯凸模冲裁的方法：将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构。由于凸模 冲裁板料的时刻不同，将同时剪断所有的切口分批剪断，以降低冲裁力的最大值。但这种结构不便于刃 磨，所以仅在小批量生产中使用。减小冲裁力的设计 (a) 斜刃落料; (b) 斜刃冲孔; (c) 阶梯凸模冲裁法
7什么是冲裁间隙?冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响?
答:冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。该间隙的大小，直接影响着工 件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。 当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件 切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，工件靠近凹模刃口部分， 有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。 当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时，使中间留下的环 状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带，如图 4-5b 所示 , 这时断面斜度虽小， 但不平整，尺寸精度略差。 间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上 出现较高的毛刺和较大的锥度
8普通冲裁件的断面具有怎样的特征?这些断面特征又是如何形成的?
答：普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图 2.1.5 所示，既圆角带、光亮带、断裂带和 毛刺四个部分。 圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段(即弹性变形阶段)主要是当凸模刃口刚压 入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。 光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段(即塑性变形阶段)，当刃口切入板料后，板料与模具侧 面发生挤压而形成光亮垂直的断面(冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好)。断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段(即断裂阶段)，刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断 扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。 毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高 静水压应力状态， 使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程 的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说， 毛刺是不可避免的， 但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。