衝壓模具設計4篇[合集]

衝壓模具設計1

一、課題的來源

課題來源於生產實際，探討衝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鍊。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，機械製造工藝等知識，特別鍛鍊學生規範性設計的能力。使學生能得到全面的鍛鍊。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。課題爲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

衝壓加工是現代機械製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。因爲它主要用於加工板料零件，所以又稱板料衝壓。

衝壓加工的特點如下：

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

（2）. 衝壓加工的零件精度高、尺寸穩定，具有良好的互換性；

（3）.衝壓加工是少、無切削加工的一種，部分零件衝壓直接成形，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，適合於大批大量生產；

（5.）操作簡單，便於組織生產和管理。

衝壓加工的缺點是模具製造的週期長，製造成本高，不適於單件小批量生產；其次，衝壓加工多用機械壓力機，由於滑塊往復運動快，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，須採用必要的安全技術措施來保證。

衝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。在現代製造業，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，都佔有十分重要的地位。

衝壓加工在國民經濟各個領域應用範圍相當廣泛。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裏都有衝壓加工。不但整個產業界都用到它，而且每個人都直接與衝壓產品發生聯繫。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中，小型衝壓件。小轎車的車身，車架及

車圈等零部件都是衝壓加工出來的。據有關調查統計，自行車，縫紉機，手錶裏有80%是衝壓件；電視機，收錄機，攝像機裏有90%是衝壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不鏽鋼餐具，全都是使用模具的衝壓加工產品；就連電腦的硬件中也缺少不了衝壓件。

但是，衝壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個複雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具製造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在衝壓件生產批量較大的情況下，衝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，衝壓加工也存在着一些問題和缺點。主要表現在衝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，這些問題並不完全是由於衝壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由於傳統的衝壓設備及落後的手工操作造成的。隨着科學技術的進步，特別是計算機技術的發展，隨着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年我國生產汽車衝壓件約240萬噸/8億件，摩托車衝壓件約28萬噸/19億件，拖拉機、農用車衝壓件約96萬噸/7.1億件，家用空調和冰箱衝壓件100萬噸/12.8億件。業內專家預計，隨着衝壓成形行業最大用戶市場--汽車行業今後繼續迅猛發展，中國衝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條衝壓線中有70%爲多工位壓力機，日本國內250條生產線有32%爲多工位壓力機，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爲數不多；中小企業設備普遍較落後，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；精衝機價格昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數企業無力投資阻礙了精衝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，導致各企業的衝壓件種類多，生產集中度低，規模小，易造成低水平的重複建設，難以滿足專業化分工生產，市場競爭力弱；摩托車衝壓行業面臨激烈的市場競爭，處於“優而不勝，劣而不汰”的狀態；封頭製造企業小而散，集中度僅39.2%。

（3）衝壓板材自給率不足，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，許多衝壓新技術起步並不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形成生產力。先進衝壓工藝應用不多，有的僅處於試用階段，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，國內企業大部分仍採用傳統衝壓技術，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，衝壓模具的材料、設計、製作均滿足不了國內汽車發展的需要，而且標準化程度尚低，大約爲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衝壓行業飛速發展的需要，尤其是摩托車行業中具備衝壓知識和技術和技能的專業人才更爲缺乏且大量外流。另外，衆多合資公司由外方進行工程設計，掌握設計權、投資權，我方衝壓技術人員難以真正掌握衝壓工藝的真諦。

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

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, 對衝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, 開拓創新已成爲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, 衝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, 衝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, 已經並正在生產出許多具有時代特點的產品, 展現了衝壓加工廣闊的天地。 例如衝壓發動機殼體、 衝壓搖臂、 衝壓搖臂座、 衝壓排氣管、 衝壓焊接成形的離心泵、 衝壓托架、 衝壓焊接成形的汽車後轎殼、 衝壓離合器殼體、 衝壓變速箱殼體、 衝壓皮帶輪等等, 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, 許多衝壓件的精度也毫不遜色於機械加工的產品, 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。 而複合衝壓、 微細衝壓、 智能化衝壓、 綠色衝壓等高新技術又向我們展示了衝壓加工極具魅力的新領域, 可以說衝壓加工不論從深度, 還是從廣度上都大有作爲, 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，並將理論知識用於解決生產實際問題；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，培養學生獨立解決衝壓範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，能夠設計一般衝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，正確繪製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、衝壓設計資料（如《模具設計與製造簡明手冊》、《冷衝壓模具結構圖冊》）、技術規範、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，瞭解產品用途，並進行衝壓件的工藝性及尺寸公差等級分析，對於一些衝壓件結構不合理或工藝性不好的，必須徵詢指導教師的意見後進行改進。在初步明確設計要求的基礎上，可按以下步驟進行衝壓總體方案的論證。

1) 醞釀衝壓模具設計安排的初步方案，並畫出各步的衝壓工序草圖；

2) 通過工序安排計算及《衝壓模具結構圖冊》等技術資料，驗證各步的衝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，進一步推敲上述衝壓工序安排方案是否合理可行。

4) 衝壓工序安排方案經指導教師過目後，即可正式繪製各步的衝壓工序圖，並着手按照“任務書”上的要求進行課程設計。

衝壓模具設計2

一、設計過程

1、衝裁件工藝性分析：

①材料性能分析：是否具有良好的衝壓工藝性能；

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.衝壓生產工藝及模具。

2、支架，設計該零件的衝壓生產工藝及模具。

3、法蘭零件，試設計該零件的衝壓生產工藝及模具。

4、筒形零件，試設計該零件的衝壓生產工藝及模具。

衝壓模具設計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，並連接兩端使之封閉；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；對於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>並集，將各個面域區域求和；

（4）執行工具>查詢>面域/質量特性，則該區域的質心座標可近似爲壓力中心。

2：衝裁力計算：

對於一般的16MnL，Q235板可近似使用：衝裁力=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：

根據採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，本着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寬度不少於40寬卸料板14—20定位板30—45採用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）

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

定位板與模具取配合爲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

最後檢查

模具總成干涉檢查，導柱導套長度是否合適，衝壓時是否會有干涉；模具標識方法：

模具標識製作說明：

1：裝配後按圖示位置打上模具總成圖號鋼印，和製造廠名、製造日期。要求鋼印字體高度不少於10mm，字體寬度不少於8mm，鋼印深度不少於0。5mm，鋼印線條寬度不少於1mm。沿着鋼印線條，塗上黃色油漆，並抹乾淨外表面油漆，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：上模衝頭安裝方式採用螺栓緊固，對中衝頭缺口。

2：上模一般在上模座與定位板之間有墊板（調質）以避免上模座長期衝擊下出現凹坑，墊板可換，螺栓穿過墊板通孔上緊在上模板上，墊板爲通孔，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；

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

設計更改上模衝頭安裝定位板厚時，應考慮衝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，相當於1個可以當4個用。需加工平面的板儘量設計成10*n+5厚度

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

衝壓模具設計4

1、衝壓：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、衝壓三要素：合理衝壓工藝、先進的模具、高效的衝壓設備。

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

缺點：模具成本高、製造複雜、週期長、製造費用昂貴。

4、衝壓工序分類：根據材料變形特點分爲分離工序和成形工序。

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

成形工序：指坯料在衝壓力作用下，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，成爲具有一定形狀、尺寸精度製件的加工工序（拉深、脹形、翻邊等）

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

6、常用衝壓設備：機械壓力機（摩擦、曲柄壓力機和高速衝牀）、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衝擊的大小。

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、衝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、衝壓件的質量指標：尺寸精度、厚度變化、表面質量以及成形後材料的物理機械性能。

13、衝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、衝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衝壓工藝與模具設計知識點總結序。

15、衝裁的目的：獲得一定形狀和尺寸的內孔成爲衝孔；在於獲得一定外形輪廓和尺寸的之間稱爲落料。

16、衝裁變形過程：彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分離階段。

17、衝裁件質量是指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。

18、衝裁件的`斷面四個特徵區：圓角帶、光亮帶、毛刺區、斷裂帶。

19、影響衝裁件斷面質量的因素：材料性能；模具間隙；模具刃口狀態。

20、影響衝裁件尺寸精度的因素：模具的製造精度；衝裁間隙；材料的性質。

21、影響衝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：衝裁件在條料上、帶料上佈置的方法。

25、衝裁件的實際面積與所用的面積的百分比稱爲利用率。

26、排樣的方法：有廢料、少廢料、無廢料排樣。

27、搭邊：排樣時衝裁件之間以及衝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、衝裁力計算：FDKDF；

29、降低衝裁力的方法：階梯凸模衝裁；斜刃衝裁；紅衝。

30、衝壓力合力的作用點成爲模具的壓力中心。

31、衝裁件的工藝性是指衝裁件對衝壓工藝的適應程度。

32、單工序衝裁模是指壓力機一次行程內只完成一個衝壓工序的衝裁模（落料模、衝孔模、切邊模、切口模）衝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、衝孔模有導柱式衝孔模、衝測孔模、小孔沖模。

35、複合模的優點：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，比衝裁模輪廓尺寸小。

缺點：結構複雜，製造精度要求高，成本高。

36、倒裝式複合模：凸凹模在下模，落料凹模和衝孔凸模在上模，而順裝式相反。

37、衝裁模分爲工藝零件和結構零件。工藝零件在完成衝壓工序時，與材料或製件直接接觸的零件；結構零件是模具在製造使用中起裝配、安裝、定位、導向作用的零件。

38、凸模根據截面形狀分爲圓形和非圓形凸模，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；採用短凸模的衝孔模；在沖模其他結構設計與製造上採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、鑲拼結構分爲：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；把內孔加工變爲外形加工；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，由於內漲力作用，在凹模拼縫處容易產生毛刺，衝裁厚板受到限制。

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

44、導料銷分爲固定、活動和始用擋料銷。作用：擋住搭邊或衝裁件輪廓，以限定條料送進距離。

45、測刃分爲矩形和成型側刃。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、卸料裝置分爲：固定卸料板、彈壓卸料裝置和廢料切刀（圓形和方形）。

固定卸料板適用於板料厚度大於0.5mm，卸料力大、平直度要求不是很高的衝裁時。彈壓卸料裝置適用於料厚小於1.5mm一下的板料，衝裁件質量，平直度高的場合。廢料切刀適用於衝裁尺寸大，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：將製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衝壓工序。

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

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、一般認爲：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，當外載荷去除後，塑性變形保留下來，而彈性變形會完全消失的現象稱爲回彈。

55、回彈通常表現爲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、採用拉彎工藝）；改進模具結構（補償法、校正法、軟凹模法）。衝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；板料的衝裁斷面質量和表面質量；板料寬度；板料厚度。