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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 桂林理工高校高等职业技术学院冲压工艺与模具设计工程实训指导书编 者：黄荣学机械系机械基础教研室2022 年 2 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、工程设计的组织与支配1视班级同学数量分为46 组,每组一题；在指导老师的指导下,组内同学共同完成课题工艺方案的制定；2依据工程设计要求每组绘制模具的装配图及部分模具零件图（详细有 指导老师指定）,所绘图纸要符合相关的国家制图标准,图面干净清楚、布局 合理；3工程设计要求在教室能进行,以便于辅导老师的准时辅导；4. 工
2、程设计的时间支配（1）时间支配：工程设计于年月日到月日进行,为期 2 周；（2）时间安排表：序号设计任务时间（天）1 工程实训选题,查阅相关资料,制定冲压件1 的加工工艺路线2 完成相关工艺运算2 3 绘制总装草图2 4 绘制正式装配图2 5 绘制制定零件图2 6 整理、编写设计说明书1 二、冲压模具设计一般方法与步骤1 、明确设计任务,收集有关资料依据课程设计目的,设计课题由指导老师用“ 设计任务书” 的形式下达；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 同学拿到“ 设计任务书” 后,第一明确自己的设计课题要求；同学应充
3、分讨论 设计任务书,明白产品用途；然后在老师指导下拟订工作进度方案,查阅有关 图册、手册等资料,如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册等技术资料；2、工艺分析和工艺方案制定（1）分析冲压件的工艺性 依据设计题目的要求,分析冲压件成形的结构工艺性,分析冲压件的外形 特点、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合冲压工艺要求；假如发觉冲压 件工艺性差,就需要对冲压件产品提出修改看法,必需征询指导老师的看法后 方可进行改进；（2）制定冲压件工艺方案 在分析了冲压件的工艺性之后,通常可以列出几种不同的冲压工艺方案（包括工序性质、工序数目、工序次序及组合方式）,从产品质量、生产效 率、
4、设备占用情形、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方 便和安全程度等方面,进行综合分析、比较,然后确定适合于工厂详细生产条 件的最经济合理的工艺方案；3、工艺运算和设计（1）冲压工艺运算和设计 排样及排样利用率的运算：就设计冲裁模而言,排样图设计是进行工艺设计 的第一步；每个制件都有自己的特点,每种工艺方案考虑的动身点也不尽相 同,因而同一制件也可能有多种不同的排样方法；在设计排样图时,必需考虑 制件的精度、模具结构、材料利用率、生产效率、工人操作习惯等诸多因素；在设计时往往要对多种不同排样方案运算材料利用率,比较各种方案的优 缺点,挑选正确排样方案；刃口尺寸的运算：刃口尺寸运算较
5、为简洁,当确定了凸、凹模加工方法后可按相关公式进行运算；一般冲模运算结果精确到小数点后2 位,采纳成型磨削、线切割等加工方法时,运算结果精确到小数点后三位；如制件为弯曲件或 拉深件,需要先运算绽开长度,再运算刃口尺寸；冲压力运算、冲压中心确定、冲压设备选用：依据排样图和所选用模具结构 形式,可以便利地运算出所需要的总压力；求出模具压力中心,以便确定模具名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 外形尺寸；依据运算出的总压力,初选冲压设备的型号和规格,待模具总图设 计好后,校核设备的装模尺寸（如闭合高度、工作台板尺寸等）是否合
6、乎要 求,最终确定压力机型号和规格；运算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、垫板、凸模）的外形尺 寸,以及卸料橡胶或弹簧的自由高度等；4、模具结构设计 在保证产品尺寸公差等级的前提下,应尽量简化模具结构复杂程度,降低 模具制造费用,这是设计模具的规章；倒装复合模的结构比顺装复合模简洁,所以应优先考虑采纳倒装复合模；最终能否采纳复合模冲裁方案以及采纳何种 复合模结构的关键是验算冲压件的最小壁厚；（1）确定凹模（模板）尺寸 先运算凹模（模板）厚度,再依据厚度确定凹模（模板）周界尺寸（圆形 凹模为直径,矩形凹模为长和宽）；在确定凹模（模板）周界尺寸时肯定要注 意四个问题： 要考虑凹模上的螺孔的布
7、置位置； 冲模压力中心一般与凹模的几何中心重合； 凹模（模板）外形尺寸尽量按国家标准选取；（2）挑选模架并确定其他模具零件的主要参数依据凹模周界尺寸大小,从冷冲模国家标准JB/T 8065-1995至 JB/T 8068-1995（冷冲模典型组合）中即可确定模架规格；如采纳纵向送料方式,相宜采纳中间导柱导套模架（对角导柱导套模架也可）；横向送料相宜采纳对 角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料（纵横向均可且送料较顺 畅）,但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架 差一些；四角导柱导套模架就常用于大型模具；而精密模具仍须采纳滚珠导柱 导套；待模架规格确定后即可确定主要
8、冲模零件的规格参数,再查阅标准中有关 零部件图表,就可以画装配图了；5、绘制模具总图和非标准零件图 模具装配图上零件较多、结构复杂,为精确、快速地完成装配图绘制工 作,必需把握正确的画法；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一般画装配图均先画主视图,再画俯视图和其他视图；画主视图既可从上往下画,也可以从下往上画；但在模具零件的主要参数已知的情形下,最好从凸、凹模结合面开头,同时往上、下两个方向画较为便利,且不简洁出错；画装配图一般应先画模具结构草图,经过指导老师批阅后再画正式图；6、编写设计运算说明书；三,例子 一,
9、无凸缘筒形件模具设计（一）零件工艺性分析 工件为图 24 所示拉深件,材料 08 钢,材料厚 度 2mm,其工艺性分析内容如下：1. 材料分析 08 钢为优质碳素结构钢,属于深拉深级别 钢,具有良好的拉深成形性能；2. 结构分析 零件为一无凸缘筒形件,结构简洁,底部圆角 半径为 R3,满意筒形拉深件底部圆角半径大于一 倍料厚的要求,因此,零件具有良好的结构工艺 性；3. 精度分析 图 24 拉深工件图零件上尺寸均为未注公差尺寸,一般拉深即可达到零件的精度要求；（二）工艺方案的确定 零件的生产包括落料、拉深（需运算确定拉深次数）、切边等工序,为了 提高生产效率,可以考虑工序的复合,本例中采纳落料
10、与第一次拉深复合,经 多次拉深成形后,由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺；（三）零件工艺运算图 23 弯曲模装配图 1、2-螺钉 3-弯曲凹模 4-顶板 5-销钉 6-模柄 7-凸模 8-销钉 9-定位板 10-下模座 11-顶料螺钉 12-拉杆 13-托板 14-橡胶 15-螺母图 22 冲孔落料级进模 1-下模座 2、4、11-螺钉 3-导柱 5-挡料销 6- 导料板 7- 导套 8、15、21-销钉 9-导正销 10-名师归纳总结 上模座12-落料凸模13-模柄 14-防转销16-垫板 17-凸模固定板18-冲孔凸模19-卸料板第 5 页,共 16 页20-凹模- - - - -
11、- -精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 拉深工艺运算零件的材料厚度为2mm,所以全部运算以中径为准；（1）确定零件修边余量零件的相对高度h d8012.63,经查得修边余量h6mm,所以,30修正后拉深件的总高应为79+6=85mm；（2）确定坯料尺寸 D由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸运算公式得Dd24dh1. 72dr10 .56r240 .5642mm30243085. 7230105mm（3）判定是否采纳压边圈零件的相对厚度t10021001.9,经查压边圈为可用可不用的范D105围,为了保证零件质量,削减拉深次数,打算采纳压边圈；（4）确定拉深次数查得零件的各次极限拉
12、深系数分别为 m1=0.5, m2=0.75, m3=0.78, m 4=0.8；所以,每次拉深后筒形件的直径分别为d4d 1m 1D0 5.105 mm52 . 5 mmd 2m 2d10 . 7552 . 5 mm39 . 38 mmd3m 3 d20 . 7839 . 38 mm30 . 72 mmm 4 d30 . 830 . 72mm24 .58 mm30 mm由上运算可知共需 4 次拉深；（5）确定各工序件直径调整各次拉深系数分别为m 10 .53,m 20 . 78,m 30 . 82,就调整后每次拉深所得筒形件的直径为名师归纳总结 d3dd 13m 1D00 . 53105 m
13、m55 . 65 mm第 6 页,共 16 页2m 2d 1.0 7855 . 65 mm43 . 41 mmmd2.8243.41m m35.60m m- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第四次拉深时的实际拉深系数m4d300 .84,其大于第三次实际d335.60拉深系数m 和第四次极限拉深系数m 4,所以调整合理；第四次拉深后筒形件的直径为30mm；（6）确定各工序件高度 依据拉深件圆角半径运算公式,取各次拉深筒形件圆角半径分别为1r8 mm,2r.65 mm,3r5 mm,4r4mm,所以每次拉深后筒形件的高度为名师归纳总结 h 10.25D2d
14、10.43r 1d10. 32r10.328mm第 7 页,共 16 页d1d10.25105255. 65mm0.43855.6555.6555.6539.22mmh 20.25D2d20.43r2d20. 32r2d2d20.326.5 mm0.25105243. 41 mm0.436.543.4143.4143.4155.57mmh 30. 25D2d30.43r3d30.32r33d30. 325 mmd0. 25105235. 60mm0. 435 35.6035.6035. 6070. 77mmh 485 mm；第四次拉深后筒形件高度应等于零件要求尺寸,即- - - - - - -
15、精选学习资料 - - - - - - - - - 拉深工序件图如图 25 所示；图 25 拉深工序件图2. 落料拉深复合模工艺运算（1）落料凸、凹模刃口尺寸运算依据零件外形特点,刃口尺寸运算采纳分开制造法；落料尺寸为 105 0.0 87,落料凹模刃口尺寸运算如下；查 得 该 零 件 冲 裁 凸 、 凹 模 最 小 间 隙 Z min 0 . 246 mm, 最 大 间 隙Z max 0 . 360 mm, 凸 模 制 造 公 差 T 0 . 025 mm, 凹 模 制 造 公 差A 0 . 035 mm；将以上各值代入 T AZ max Z min 校验是否成立；经校验,不等式成立,所以可按
16、下式运算工作零件刃口尺寸；名师归纳总结 DADmaxX0A.0035mm第 8 页,共 16 页（1050.50 .87）0DT104.56500.035mm.0025mmDAZmin0T 104 . 5650 . 246 0104 . 3190.0025mm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2）首次拉深凸、凹模尺寸运算第一次拉深件后零件直径为 55.65mm,由公式 Z t max Kt 确定拉深凸、凹模间隙值 Z ,查得 K .0 5,所以间隙 Z 2 mm 0 . 5 2 mm 3 mm,就首次拉深凹模 D A d 1 t 0A 55 . 65
17、 2 0 0 . 08 mm 57 . 65 0 0 . 08 mm；首次拉深凸模 D T D A 2 Z 0T 57 . 65 6 00 . 05 mm 51 . 65 0.0 05 mm（3）排样运算零件采纳单直排排样方式,查得零件间的搭边值为1.5mm,零件与条料侧边之间的搭边值为 1.8mm,如模具采纳无侧压装置的导料板结构,就条料上零件的步距为 106.5mm,条料的宽度应为BDmax02ac00.07mm 10521 .81 109.607.mm选用规格为 2mm 1000mm 1500mm的板料,运算裁料方式如下；裁成宽 109.6mm,长 1000mm的条料,就每张板料所出零件
18、数为15001000139117109.6106.5裁成宽 109.6mm,长 1500mm的条料,就每张板料所出零件数为10001500914126 26 所示；109.6106.5经比较,应采纳其次种裁法,零件的排样图如图（3）力的运算名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 26 零件排样图模具为落料拉深复合模,动作次序是先落料后拉深,现分别运算落料力F 、拉深力F 和压边力F ；即F落KLt1 . 33 . 141052320 N274310 . 4 N274 3. kNF拉d1tbK1.31455 . 652
19、4000 8.N111834 . 24 N111 8. kNF 压4D2（d 1t2 rA2P42 105 55 . 65228 22 2.N9672 . 37N9 . 7 kN因为拉深力与压边力的和小于落料力,F 拉F 压111 . 8.97121 .5 KNF 落,所以,应依据落料力的大小选用设备；初选设备为J2335；3. 其次次拉深模工艺运算（1）拉深凸、凹模尺寸运算其次次拉深件后零件直径为43.41 mm,拉深凸、凹模间隙值仍为3mm,就拉深凸、凹模尺寸分别为名师归纳总结 DA d2t0A 43 . 412 00. 08mm45 . 41 0.008mm第 10 页,共 16 页-
20、- - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - DTDA2Z0T45 . 416 00.05mm039 . 410. 05mm（2）拉深力运算F 拉 d 2 t b K 243 . 41 2 400 0 6. N65427 . 55 N 65 4. kN依据以上力的运算,初选设备位 J2310；4. 第三次拉深模工艺运算运算方法与其次次拉深模工艺运算相同,此处从略；5. 第四次拉深模工艺运算（1）拉深凸、凹模尺寸运算由于零件标注外形尺寸（0320.04）mm,所以要先运算凹模,即DAdmax0 . 750A 32 . 040 . 75.008 0.008mm31 .98
21、 00.08mm拉深凸模DTDA2 ZT 31 . 984 4. 0.005mm27 .58 00.05mm（2）拉深力运算F 拉dtbK44000 6.N30245216 N45 . 2 kN（四）冲压设备的选用1. 落料拉深复合模设备的选用依据以上运算,同时考虑拉深件的高度选取开式双柱可倾压力机 JH2340,其主要技术参数如下：公称压力： 4000kN 滑块行程： 80mm 最大闭合高度： 330 mm 闭合高度调剂量： 65 mm 滑块中心线到床身距离： 250mm 工作台尺寸： 460 mm 700 mm 工作台孔尺寸： 250 mm 360 mm 模柄孔尺寸： 50 mm 70 m
22、m 垫板厚度： 65mm 2. 其次次拉深模设备的选用考虑零件的高度,选取开式双柱可倾压力机JH2380,以保证拉深的顺名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 利操作,其主要技术参数如下：公称压力： 800kN 滑块行程： 130mm 最大闭合高度： 380 mm 闭合高度调剂量： 90mm 滑块中心线到床身距离： 290mm 工作台尺寸： 540 mm 800 mm 模柄孔尺寸： 60mm 80 mm 垫板厚度： 100mm （五）模具零部件结构的确定1.落料拉深复合模零部件设计（1）标准模架的选用 标准模架的选用依
23、据为凹模的外形尺寸,所以应第一运算凹模周界的大小；依据凹模高度和壁厚的运算公式得凹模高度HKb02.105 mm21 mm；凹模壁厚C1.52H1 .821mm38mm所以,凹模的外径为D105238181 mm；以上运算仅为参考值,由于本套模具为落料拉深复合模,所以凹模高度受拉深件高度的影响必定会有所增加,其详细高度将在绘制装配图时确定；另 外,为了保证凹模有足够的强度,将其外径增大到 200mm；模具采纳后置导柱模架,依据以上运算结果,查得模架规格为：上模座200mm 200mm 45mm,下模座200mm 200mm 50mm,导柱32mm190mm,导套 32mm 105mm 43mm
24、；（2）其它零部件结构 拉深凸模将直接由连接件固定在下模座上,凸凹模由凸凹模固定板固定,两者采纳过渡协作关系；模柄采纳凸缘式模柄,依据设备上模柄孔尺寸,选用 规格为 A50 100 的模柄；2.其次次拉深模零部件设计 由于零件高度较高,尺寸较小,所以未选用标准模架,导柱导套选用标准 件,其规格分别为 35mm 230mm,35mm 115mm 43mm；模柄采纳凸缘式 模柄,规格为 A60 90；（六）落料拉深复合模装配图名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 落料拉深复合模装配图如图 27 所示；图 27 落料拉深复
25、合模1-下模座 2、3、10、12、23-螺钉 4-凹模 5-导柱 6-挡料销 7-导套 8-凸凹模固定板 9-上模座 11-模柄 13-横销 14-打杆 15-推件块 16、 22、24-销钉 17-凸凹模 18-卸料版 19-拉深凸模 20-压边圈 21-顶杆名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - （七）其次次拉深模具装配图其次次拉深装配图如图 28 所示；图 28 其次次拉深装配图1-下模座2-导柱 3-螺钉 4-凸模固定板5-顶杆 6-压边圈7-拉深凹模8-推件块9-上模座10-导套 11、12-螺钉 13-横
26、销 14-打杆 15-模柄 16-销钉 17-凸模名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 我做的是这个,上面的那个是例子五、盒盖件 1 技术要求：1、材料为 08 钢,厚度 t = 1mm 2、产量为大批量生产注：内两个小圆直径 20 盒 t=1mm 材料： 08钢冲压模具工程实训设计说明书名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 姓 名：学 号：班 级：设计题目：指导老师：201 年 月 日名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页