冲压工艺与模具设计
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冲压工艺与模具设计范文第1篇
1 引言
冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。本文以摩托车油箱注油口为例，简要介绍下模具的设计思路和过程。该工件是一个带凸缘的筒形件，在Φ53mm的内孔中，用来注油要求有较高的光洁度和相对的位置精度。除了要保证它的公差外还要保证高度及其圆角半径R5mm。工件图见图1。
从以上对该工件的形状分析当中不难看出，它需要经过落料，拉深，冲预制孔，翻边，修边等冲压工序，但它需要几次拉深，冲预制孔、翻边尺寸如何计算以及冲侧孔应该采用哪种方式和如何布置等成为本次设计的重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很高，达到IT10-IT9均可满足要求。
2 工艺方案的确定及相关计算
经过分析该工件采用落料、拉深、冲孔复合，再翻边最后切边的工艺方案最合理。
2.1计算毛坯尺寸
在计算毛坯尺寸前，需要先确定翻边前的半成品的形状和尺寸。孔Φ53mm的高度太大，不能用翻边的办法全部都制造出来，而是一部分要靠拉深形成的。翻边高度具体计算如下：将直径D=54mm，翻边圆角半径r=5mm，板料厚度t=1.0mm带入翻边系数公式得： 则预制孔径d=0.16×54=8.6，查得翻边系数 =0.51（采用平底凸模冲制底孔），即计算翻边系数大于表中查得的翻遍系数，说明不能一次翻边而成。取极限翻边系数K0max=0.52。翻边极限高度hmax==16.95mm，取翻边高度为h=15mm，冲预制孔径：d=K0max×D=0.52×54=28.08取冲预制孔为 d=28mm。冲孔、翻边前半成品如图2所示。
2.2 按凸缘筒形件的拉深
2.3 冲裁排样方式的设计及计算
3 模具类型及结构形式的选择
3.1落料、拉深、冲孔复合模
首先进行各工序压力的计算，包括落料力、卸料力、拉伸力、压边力、冲预制孔力和推件力。该模具采用弹性卸料总压力等于上述之和约等于243KN，在考虑各因素后，取一安全系数0.7左右，所以必须选用250KN的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力为250KN的开式压力机。
根据落料凹模的周界尺寸，查《冲压手册》相关资料，同时为了安装方便，故采用后侧导柱式模架.由于本次落料凹模的周界尺寸长度在200mm左右，按资料中的LXB选用则上模座为200×200×50mm，下模座为200×200×50mm的规格，其他结构的尺寸值不变。此时，再反过来校核所初步选用的压力为250KN的公称压力。工作台尺寸：左右为560mm，前后360mm。工作台的闭合高度为250mm，显然可以放下该模座，且最大闭合高度也满足要求，因此所选压力机符合要求。
本设计第一副模具采用落料、拉深、冲孔的复合模结构。本次设计的冲压件可一次拉深到所要求的高度，原则上属于浅拉深凸缘形件，落料、拉深、冲孔复合模采用典型结构，即落料、冲孔采用正装式，拉深采用倒装式。下模座的压边圈兼作压边和顶件装置，另设刚性推件装置。该结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产率高。适合于拉深深度不太大，材料较薄的情况。在上模部分，为了不让工件底部变形，使其不让刚性接触，采用了连接推杆装置来推动推件块来推出工件。对于此工序，由于拉深深度为11mm，不算太大，材料厚度为1mm较薄，因此采用弹性卸料较合适。
另外在下模座下部设有气垫装置，它驱动托杆向上运动，使压边圈兼做顶件和压边的作用，且在上模上设有刚性推件装置，并在下模上设有刚性卸料板装置，采用这些结构的特点主要是结构紧凑，布局合理且制造使用都简单方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在刚性卸料板内不易出件，有时还需要工人用手工去把它拿出，带来了操作的不便，但是只要托杆长度设计合理，气垫压力足够，就能克服这点不足。另外考虑到装模和操作方便，模具采用后侧布置导柱的模架。第一副模具（落料、拉深、冲孔复合模）装配简图如图3所示.
3.2翻边模
本副模具主要目的是为了翻边工序，翻边高度为 11mm. 翻边所需求的精度比较高，故在本次翻边模具的设计中，翻边模的精度为中等精度要求。在本副翻边模的设计中，翻边凹模设计在上模座上。预先拉深后的带凸缘筒形件也放在上模座上，然后利用固定板固定，而固定板利用内六角螺钉和圆柱销钉将其连接与紧固在上模座上。卸料时，上模采推件块推件的方式将坯料从翻边凹模中推出。翻边凸模安放在下模座上，采用式嵌入式固定在下模座上。卸料时采用压边圈与限位螺钉的方式进行卸料，压边圈同时还可以起压边得作用，他是气垫压力通过托杆把力传到压边圈上进行压边的，该模根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架如图4。
3.3垂直切边模
第三副模具设计的主要目的是为了得到外形尺70 -0.74㎜的尺寸精度而进行切边，切边力108.5KN，废料刀（两把）切断废料所需力5.46KN，总需力约114KN，选用开式压力机公称压力为160KN，其模柄规格直径30mm，高度50mm。由于切下的废料是环状的则采用废料切刀分段切断废料，使环绕在凸模上的废料脱落卸下减少了卸料板的使用。这样使模具结构简单，操作易行，生产效率高等优点，如图5。
4 结束语
该产品受成都洛带红光金属制品厂委托设计，由于制订的工艺方案对注油口的成形进行了较完整的分析，同时较好地考虑了工序复合的可能，从而使其冲压工艺得到了优化，生产效率及企业经济效益得到提高，生产的产品几年来一直质量稳定，各副模具工作均正常。
摩托车油箱注油口的成功经验表明：依照零件具有的特点，同时有针对性地结合圆筒形拉伸件毛坯尺寸的计算及拉伸次数的判断方法进行工艺分析，制定出合理的工艺方案是整套模具合理性的关键，在设计的过程中还应注意凸凹模刃口尺寸的相关计算、压力机及模架选用等诸多的问题，本文未一一阐述，只选择性的介绍了整套模具设计的主要部分和要点，望能给广大同行有一定的参考作用。
参考文献
[1]王孝培 .冲压手册.机械工业出社，1995
冲压工艺与模具设计范文第2篇
对于冷冲压工艺与模具设计这门课，应夯实学生在毛坯尺寸计算和模具零部件形状结构及工艺尺寸计算两方面的基础知识。毛坯尺寸计算是指冲压毛坯件在成形前如何计算毛坯的尺寸，如筒形件拉深之前，应根据表面积相等原则计算出原始毛坯尺寸。零部件形状结构及工艺尺寸的计算是指冲压之前应对模具的主要工艺尺寸进行计算，如设计冲裁模时，冲孔件以凸模为基准进行设计，落料件以凹模为基准进行设计，对凸、凹模刃口尺寸进行计算时，有分开加工和单配加工两种方法，但是两种算法的结果截然不同。在学习过程中，学生通常把主要精力放在模具设计上，忽略对零部件结构形状及工艺尺寸的计算；但是，模具零部件的设计则建立在工艺尺寸计算的基础上，所以在教学时，教师应把工艺尺寸计算的内容讲透，使学生明白工艺尺寸计算的重要性，然后过渡到模具设计。在这个过程中，既不能使学生感觉到基础知识与模具设计没有关系，又不能在两者之间频繁更换，导致思路混乱。
2围绕提高模具设计能力中心
模具设计是冷冲压工艺与模具设计这门课的核心，也是一创新过程，是在熟练掌握工艺零件和结构零件的结构、特点以及应用场合的情况下，对其进行选用、计算、校核和组合的过程。教师要始终围绕提高学生模具设计能力这一中心进行，分清教学重点和难点。对教材的内容和章节不进行调整，按照教材顺序讲解，易造成思路的混乱，学生只是进行毫无兴趣的填鸭式学习，不但理解困难，各知识点之间的脉络关系也搞不清楚，更不用说达到学以致用的目的。不管冲压件的结构如何，设计时都应遵循相同的设计基本程序：对冲压件进行工艺性分析确定冲压工艺方案工艺设计计算选择冲压设备模具总体结构设计模具主要零部件设计。只有这样，学生学习起来才会感到脉络清晰，条理明确，层次分明，掌握学习精髓。
3把握实践综合训练环节
冷冲压工艺与模具设计是材料成型及控制工程专业（模具方向）的专业课，具有非常强的综合性和实践性。课程学习完后，应进行一个综合训练，不仅仅是计算工艺尺寸，绘制装配图、零件图，编制零件加工工艺卡，更重要的是把自己设计的模具在学校金工实训中心加工出来，进行组装和调试，把零件加工出来。编写说明书能提高学生设计计算的能力，绘制装配图和零件图能提高学生的结构设计能力，“真枪实战”能提高学生分析问题和解决问题的能力，把这三种锻炼综合起来，提高学生综合设计和分析处理问题能力。只有通过认知—学习—实操—总结紧凑的综合训练，才能达到学以致用的教学目的，符合应用型教育的宗旨，不仅要有理论，还要有操作能力，更重要的是具有分析和解决问题能力。
4“五位一体”教学模式
为了进一步提高教学质量和培养高级应用型技术人才，教师应该走出“黑板—粉笔”和“模型演示”的传统课程授课方式，采用理论教学、动画教学、实验教学、现场教学、加工制作“五位一体”的教学模式。
理论教学。理论教学是教学的基本方法，上课时，教师不仅要采用合适的教学方法（对比法、归纳法、案例法等）对基本概念、成形规律、模具结构进行讲解，同时抓住关键，解决难点，突出重点；不能平铺直叙，更不能避重就轻，否则会首末倒置。重难点属于各章节核心部分，授课时要抓住问题关键，讲清讲透，由表及里，从浅到深，层层深入，得出结论。
动画教学。多媒体技术已经广泛应用于现代教学，授课时，教师应将重难点制成动画展示给学生。如在讲解模具内部的结构和各零部件的工作情况时，仅仅利用模型和图片很难解释清楚；如果利用动画技术，将模具中的工艺零件和结构零件制作成动画，不仅可以把复杂抽象的静态问题转化成形象的动态教学，还能吸引学生的注意力，同时提高学生的接受能力和掌握能力。实验教学本课程的一重要特点就是实践性强，教学不能只局限于理论教学，应更加注重实践教学。
实验教学。是实践教学的一重要环节，不仅可以印证和巩固课堂中所学理论知识，还可以发现学习上的缺陷和不足。针对本课程，应开展冲压机的认知和调试实验、模具认知和试模实验、常见冲压模具的拆装和测绘实验等，学生独立完成。进行冲裁模拆装实验时，学生自己制定思路。首先学生分组，制订方案；然后方案实施，问题总结；接下来重新制订和实施新方案；最终总结。这样不仅可以加强学生对所讲模具的类型、组成和结构理解，还可以为进一步学习复杂模具奠定基础。
现场教学。学生基本没用实践经验，对本课程所涉及的成形规律、原理、机构和零部件缺乏感性认知。授课时进行现场教学，能起到事半功倍的效果。如在工厂生产现场讲解压力机，学生可以很快掌握压力机的组成、结构和工作原理。其工作实质是曲柄连杆机构，将电机的旋转运动转化为连杆的直线运动。通过现场观察冲压加工时的模具运动，可以增强学生对模具工作原理的理解，使教学内容直观、具体、生动、印象深刻，接受迅速，理解透彻，掌握牢固，这是理论教学无法代替的。
加工制作。为了巩固学生所学知识和提高学生的设计以及动手能力，教师在教学中应把模具的加工过程和教学过程结合起来。购买材料，将所设计的模具各零部件加工出来，组装模具，在压力机上试冲，检验设计的合理性，发现问题进一步修改，锻炼学生解决问题的能力。加工过程可以在课余时间进行，成立学习兴趣小组，在教师的带领下，学生自己完成。通过模具的制作，不仅可以锻炼学生的意志力和团队精神，同时设计能力和实际操作能力都会得到较大的提高。
5改革考试模式
学生成绩由三部分组成：平时成绩、实验成绩和期末考试成绩。平时成绩不仅是课堂出勤情况，更重要的是学生的课堂表现（听课效率、发言积极性、学生之间的交流）、平时学习态度和方式以及课堂作业。实验成绩应该根据学生的动手能力、纪律情况和团队配合情况进行综合的评价。期末考试时，试卷内容不是简单的死记硬背，而是增加学生的主观分析题的比重，比如给出一道级进模综合应用题，要求学生说出模具类型、模具工作过程、模具零部件的名称，计算冲裁力、压力中心、凸凹模刃口尺寸、拉深系数、拉深次数、拉深凸模直径、模具的优化，这样就把整个工艺分析、方案选取和模具结构的设计有机融合到一起，考查学生模具设计的综合理解和运用能力，锻炼学生解决问题能力。
6总结
冲压工艺与模具设计范文第3篇
【关键词】冷冲压；模具设计；课程设计；教学总结
《冷冲压工艺与模具设计》是高职模具设计与制造专业的专业核心课程之一，冷冲压模具课程设计是从理论知识向实际产品的模具设计过渡的重要环节，其目的是使学生初步掌握模具设计的基本方法和步骤，使学生具备独立查阅模具设计手册等工具书的能力，以及培养学生综合运用所学知识来设计冷冲压模具的能力等。
我在指导学生进行《冷冲压工艺与模具设计》课程设计时，发现学生存在这样一些问题：一是学生的水平参差不齐，对理论知识理解掌握的差异较大，尤其是综合应用所学知识解决实际问题的能力普遍较差；二是钻研精神不够，主动性差，遇到一些困难，不愿意自己查阅资料，过于依赖教师的辅导；三是对自己信心不足，每做完一小部分都要教师的确认，才敢进行下一步的设计。为了改变这种状况，我对课程设计的选题、组织实施以及成绩评定等环节做了一些积极的探索，收到了良好的效果。
一、课程设计的选题
课程设计的选题要有一定的实际应用价值，应直接来源于生产实际或具有明确的应用领域，其设计的结果也将作为《模具制造工艺学》和《模具钳工工艺学》的实训项目。我精心挑选了啤酒瓶开启器、方形接触片、蚊香支架、金属瓶盖等都可以作为设计的选题。考虑到学生水平参差不齐，同一班级中的学生之间存在较大差距，为了使设计课题的难易程度和工作量大小与学生的水平和能力相适应，既让每个学生都能顺利地完成设计任务，又能充分发挥优秀学生的潜能，我确定了复杂程度不同、工作量不同的设计课题，供不同层次的学生完成。学习成绩一般或较差的学生，所要完成的设计课题是“单工序模”的设计，其难度不大，设计工作量适中；难度和设计工作量都较大的“复合模”和“级进模”两个设计课题，供学习成绩好、能力强、肯钻研的优秀学生选择。
二、课程设计任务的组织实施
提前布置设计任务，把课程设计融合到理论教学之中。以前的做法是把课程设计放在理论教学课程全部结束后进行的。我在辅导学生设计时发现，有不少学生对设计时所要用到的理论知识和基本方法，都不会应用，有的甚至已经忘记了，辅导时很费力气，影响课程设计的顺利进行。为了改变这种状况，我采取了提前布置设计任务的做法，把课程设计融合到课程的理论教学之中。在某个模块之前把课程设计的任务书与课程的授课计划一起发给学生，让学生从学习本课程开始，就接触设计课题，在学习理论知识的过程中逐步熟悉设计课题。以“方形接触片的冲裁模设计”为例，把设计的任务分解成产品的工艺性分析、冲压工艺方案确定、模具结构总体方案的确定、冲压工艺计算、模具结构总体设计、模具零部件结构设计、选定冲压设备、绘制总装图和零件图等八个部分。把这八个部分融入到有关章节的理论教学中去，学习完有关章节后，把相应任务作为课外练习布置给学生课后完成。由于这些课外作业与课程设计联系紧密，学生大多十分重视，积极性很高。到进行课程设计时，设计任务中的绝大部分已经经过了一次演练，大多数学生对设计计算的方法和步骤已经不再陌生，只需将所作过的资料进行修改、连接整理，便可以较顺利地完成设计计算说明书的编写，把主要精力和时间用于结构设计和绘图，从而使绝大多数学生都能够顺利地按时完成设计任务。
为保证每个学生都能积极参与课程设计并有所收获，我采取了以下措施：一是分组进行，每个设计小组一般为两人。每个小组之间选题不同或原始设计数据不相同，这样可以避免小组之间相互抄袭。并在小组内把设计任务分解到人，小组成员之间既相互合作，又都有自己的任务，人人都必须自己动手、相互督促才能按时完成。二是在设计过程中，强化过程性考核，每天检查各小组的设计进度及完成的情况，将过程性考核纳入学生设计的总评成绩中。三是准确把握设计工作量，在给每个学生分配设计任务时，根据能力不同区别对待，既做到任务充足，又保证每个学生只要抓紧时间都能按时完成。四是指导注重培养能力，对于大多数学生，指导的重点是设计的基本方法和步骤以及如何查阅设计资料和工具书；对基础较差的学生则以答疑的形式进行个别辅导。对于学生问得比较多的问题，我们就集中讲解。
计算机绘图是我专业学生必备的技能，为了进一步提高学生的计算机绘图能力，我们要求学生所设计的图纸必须用计算机绘制，学生可以根据自己的实际情况选择用相应的软件，如AutoCAD绘制、UG或Pro/E造型再生成工程图打印出来。通过实践，我觉得这样做有三点益处：一是与实际接轨，现在工厂设计人员都是采用计算机绘图；二是在计算机绘图便于修改，图纸干净整齐，线条粗细均匀，学生把自己绘制的图纸打印出来，容易产生成就感，有利于增强学生的自信心；三是给学生提供了一次把所学软件技能应用于设计的机会，对进一步提高学生的计算机绘图技能大有益处。
三、成绩评定
我在评阅设计资料时强化了答辩环节，通常给每个学生安排5到10分钟的答辩时间，答辩环节可以发现学生在设计过程中存在的问题，促使学生对自己设计的结果进行反思、改进。学生的设计成绩由两部分组成：一是答辩教师在仔细审阅学生的设计资料的基础上，结合学生的答辩情况和设计课题的难易程度给出成绩，此成绩占设计成绩的70%；另一部分是平时考核成绩，由指导教师根据学生在设计过程中的表现，如遵守作息时间情况、是否按时独立完成等评定，占设计成绩的30%。
实践表明，以上做法能够较好地适应当前绝大多数学生的实际情况，充分调动学生的积极性，课程设计效果有了明显的提高。效果主要表现在三个方面：一是针对每个学生的实际水平分配不同的设计任务，使每个学生都必须认真去做，避免了以前基础差的学生无从下手的弊端。现在学习较差的学生也可以自己去完成设计任务，和其他学生一样得到了锻炼，看到了自己的成绩，感受到成功的快乐，有利于增强他们的自信，对他们以后的进步大有益处。二是把课程设计贯穿到课程理论教学中，体现了理论联系实际的教学原则。三是把课程设计与绘图软件相结合，体现了学以致用，学有所用的原则。
冲压工艺与模具设计范文第4篇
关键词 行李舱；冲压工艺；模具设计
中图分类号 TG7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0199-02
汽车车身件的设计，特别是行李舱盖曲面形状复杂，同时其在冲压等条件要求精度较高。在模具开发方面，表面质量和精度等都有着严格的要求，行李舱盖模具设计是轿车车身设计的重要一环，涉及到舱盖与其他车身件的匹配，匹配精度的高低影响到模具开发设计的成败。行李舱盖模具设计软件主要是用CAD/CAE软件进行有效设计，应用CAD/CAE技术能有效提高行李舱盖曲面形状设计精度和效率，同时能减少整车开发的时间和成本。
1 覆盖件冲压工艺的基本工序
由于覆盖件形状复杂、轮廓尺寸大，故不可能在以、两道冲压工序中制成，需要多道工序才能完成。覆盖件冲压工艺基本工序有：落料、拉伸、整形、修边、翻边和冲孔等。实际生产需要和可能性可将一些工序合并，如落料拉伸、修边冲孔、修边翻边、翻边冲孔等。冲压工艺设计时应考虑：冲压方向、送料方向、工序间的定位。
冲压工艺卡是指导覆盖件冲压生产过程的技术文件，其包括的内容有：以及工序编号、工序名称、工序内容、所用设备、简图、各冲压工序的加工形状和加工部位、各工序的加工基准等等。
其中，拉深工艺的冲压机选择计算如下：
行李舱盖零件展开后尺寸为：741.126mm×1 534.76mm。
设计工艺补充部分之后，胚料的尺寸为（取整）：815mm×1 615mm。
压边圈面积大小：0.178676mm2。
冲压力计算：F0=L・h・t=1 458kN。
式中：F0――冲载力（kN）；
L――件周长（mm）；
h――厚度（mm）；
t――抗剪强度（Mp）。
于是选取J36―800双动压力机，其主要参数为：
公称压力：8 000kN；滑块行程：500mm；工作台垫板尺寸（前后，左右，厚度）：4 000mm×1 800mm×210mm。
2 冲压方向的设计
车身覆盖件拉深成形时，所选择的拉深冲压方向是否合理，将直接影响到凸模能否进入凹模。
本设计利用CATIA软件进行冲压方向设计，对汽车行李舱盖拉伸模具设计时并制定冲压方向，在设计冲压件的同时，下一步骤就是对汽车行李舱盖模具进行设计，根据压料面设计原则和实际零件的尺寸大小，设计出模具压料面形状如图1所示。
模具零件要具有较好的形状精度和刚度，模具表面质量要求较高的拉深件最好加一段直壁。根据设计原则和实际零件尺寸，选取适当的数据，在本设计中选取的数据为：
b=8°C=15mm R=6mm F=8mm D=50mm
3 拉深筋的设计
模具设计中采用的拉深筋的形式，在用CATIA进行行李舱盖拉伸模具设计时，选用该类型拉深筋时所采用的参数为：
b=8mm r=2mm h=5mm
拉深筋设计步骤如下：
将行李舱盖的边界线投影到设计好的压料面上，向外扩展50mm，留出压边圈的部分，最后制定好修边线。拉深筋选定之后的形状设计草图及位置安排在此同时对部分的工艺进行有效补充。如图2所示。
4 模具零件及装配设计
依据已确定的冲压方向、压料面、工艺补充部分和拉深筋，利用CATIA设计出拉深件的外形。在拉深件的基础上，根据模具设计的原则和具体的参数进行行李舱盖拉深模具的设计。
凹模设计根据行李舱盖的大小，确定凹模的尺寸为1650mm×750mm，高度为450mm。其减轻筋设计，厚度为20mm，间隔为100mm。凸模尺寸为1600mm×600mm，高度为550mm。减轻筋厚度为20mm，间距为100mm。凸模圆角半径为6mm。其CATIA三维模具设计如图3。
装配设计根据拉伸过程确定整个拉伸模的零件的装配。保证压边圈与凹模上的压料面完全重合。凸模在与压边圈内滑动便面相配合的同时，要注意是凹模与凸模能够完全接触，以保证工件的成型精度。
完成各零件间约束后，CATIA设计的行李舱盖拉伸模装配图如图4和显示其冲压过程的模具装配爆炸图如图5。
5 结论
利用CATIA齐全的曲面造型工具，得到预期的各种曲面。同时运用不同的模块对曲面进行处理，得到近乎实际的效果图片，并得到各个零件以及整车爆炸图，到达实际生产需要。部分重点阐述了车身覆盖件冲压成形的力学特点。
本文讨论了车身覆盖件冲压成形的冲压方式，分析了车身覆盖件冲压成形中存在的一些缺陷及其应对之策。
参考文献
[1]曹岩.CATIA曲面建模实例精解.北京：机械工业出版社，2006.
[2]常方李，孙广建.轿车车身结构的轻量化设计[D].中国科技论文，2006.
[3]李江雄，柯映林，程耀东.基十实物的复杂曲而产品反求工程中的CAD建模技术.中国机械工程.1999，10（4）：390-394.
[4]关洪涛.日本缩短汽车车身生产准备周期的有效途径汽车技术[J].汽车技术，1990（6）：9-12.
冲压工艺与模具设计范文第5篇
关键词：冲压模具设计 机械运动 控制 灵活运用
1.引言
本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。
2.冲压过程中机械运动的概述 中国塑料模具网
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。
3.冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。
对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。
4.弯曲模具中机械运动的控制和运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。
冲压工艺与模具设计范文第6篇
【关键词】汽车顶盖工艺；模具设计；凸模扩张侧整形
1汽车顶盖冲压工艺
目前，国内许多汽车生产商，他们所需的汽车顶盖工艺或者成品多是从国外引进，这样不仅浪费了大量的生产成本，而且直接性的提高了汽车的价格，为许多车辆消费者增加了不必要的压力。我们都知道，汽车顶盖在汽车的所有冲压件中是最大的一项，所以，汽车顶盖的质量对汽车的整体造型和质量都具有重要影响，而且对于汽车的其他部件，例如，挡风玻璃、车门、后卫等的质量也产生影响，所以，汽车顶盖的工艺设计和制造的各个工序在整个汽车的生产制造过程中都是十分重要且难度较大，技术要求较高的一个环节，而汽车顶盖也是汽车所有装配中的一个重要的冲压件。所以，利用自身拥有的技术，设计生产出性能高、结构合理，外形美观、质量优质的汽车顶盖模具成为了我国汽车生产上的核心研究问题，下面我们就对汽车顶盖的工艺进行分析和确定：
对于大型的覆盖件来说，例如汽车顶盖，他们的工艺设计，模具设计以及生产制造都具有自身的特点。对于覆盖件的冲压工艺来说，汽车顶盖和其他产品的冲压件相比较，所使用的材料较薄，而且具有复杂的形状，大多数都是选择形状为立体的曲面结构，而且尺寸较大，质量优质，所以，工艺的合理性是得到一个较为合格的覆盖件的重中之重。从我们对汽车顶盖的工艺分析中，我们可以看出，汽车顶盖所选择的材料厚度一般都在1毫米，都是呈薄板形状，而且，为了保证汽车顶盖与挡风玻璃和前后围之间的连接，汽车顶盖与他们的链接位置还有负角，但是这种情况并不是天然的，所以只能从顶盖工艺设计中给以合理的解决。
2汽车顶盖凸模模具设计
2.1总体设计方案
首先，确定方案设计依据。汽车顶盖凸模扩张侧整形的设计方案的设计依据如下：（1）按照汽车顶盖的冲压工艺图的要求，主要包括两部分内容：即顶盖冲压方向的确定和冲压设备的选择等；（2）以日本的汽车顶盖模具为依据，以汽车冲压模具的标准为规范要求；（3）在汽车生产商的数控加工工艺能力之内；（4）以所使用的设备参数为基准，合理选择设备。
然后，对汽车顶盖模具的高度进行确定。一般来说，这一高度都是由汽车生产厂家所提供的相关资料来确定的。
再次，确定凸模扩张侧整形的结构。无论在哪种情况下，汽车顶盖的冲压件的冲压方向都是向下的，而且顶盖后部还有负角，所以在工件完成后，由于凸模的存在而无法取出工件。正是为了有效解决该问题，我们采用汽车顶盖的凸模扩张侧整形结构。这一结构使用的前提是保证压力机的行程是向下的，这样就可以在进行整形之前使用斜锲滑块来完成整形的轮廓，在压力机的持续作用下，可以对顶盖的凹模进行整形作业。而且在整形之后，凹模哈可以依靠回程弹簧的弹力回到原始位置，而凸模也会依靠这一弹力返回，在凸模缩回以后，打开丁爱的边缘就可以很容易的去除内部工件。
最后，选择模具材料。一般来说，汽车的上下模座和卸料器都是才哟偶那个实型的铸造结构，因为实行铸造具有以下优点：（1）因为拔模方向对实型铸造的影响较小，所以，在设置铸件减重孔以及其他铸孔时具有较强的灵活性，可以有效的降低材料消耗和模具的重量；（2）实型铸造与其他材料相比，具有很高的精确度，且铸件表面的硬化层不容易被破坏掉，有利于延长模具的使用期限；（4）铸件的表面厚度均匀，而且表面的质量高。整形的凸、凹模可以采用铸态空冷钢，因为该材料的表面可以火焰淬火，且硬度较高，能够有效避免材料经过热处理后出现变形的情况。
2.2汽车顶盖凸模扩张侧整形模具的结构设计
在进行汽车顶盖凸模扩张侧整形模具机构设计时，首先要确定的是模具的导向结构。模具的上下模座都是采用背靠式的导向结构，也就是说，在上模座上安装有导向腿，该导向结构比其他结构更具导向刚度，能够有效的克服压床滑块和元件形状不规范所引起的侧向力，进而保证模具能够持续的保持较高精度以满足要求，延长模具的使用期限。同时，上下模座和卸料器的导向所采用的都是一面设导滑板，另一面则是有直接加工而形成的导滑面，这种结构能够很容易被固定，有助于工艺人员的装配。此外，为了降低导滑板之间的磨损间隙，可以在滑板之间加垫以调整导滑板之间的间隙，保证导向间隙在合理的范围内可以加强人工操作，保证人员安全。
其次是确认行程限制器的结构。安装行程限制器结构是为了保证模具比和高度的正确性。因为在进行模具安装后，能够通过直接观察的方法检测模座和该结构之间的距离，如果该距离长度为零，，那么就意味着闭合高度达到了要求。正确的闭合高度不仅可以降低模具的磨损程度，还可以延长使用时间，降低成本耗费。
最后，汽车顶盖凸模扩张侧整形工艺的运作阶段。主要分为三个运作阶段：其中，第一阶段是当压床机的形成保持向下运动时，行程镶板就会在滑车导向面上发生作用，进而使滑车的运动方向向右，同时，在滑车上被固定的凸模也会向右发生扩张运动，这是因为滑块和滑车同时向同一方向运动的结果，也就意味着完成了滑车运动形成的二分之一；第二阶段是完成侧整形的斜锲与滑块进行接触，随后斜锲推动滑块向滑车的运动方向的反方向进行水平运动，当运动一段距离后，滑车以及上面的凸模会同时向右发生运动，这时，滑车和凸模就会停止扩张运动；第三阶段，压床机的形成持续向下运作，滑块也继续向左运动，使得凹模完成了整形。这一过程之后，压床机会向上运动，滑块就会依靠回程弹簧的弹力返回原来的位置，在该过程中，滑块和滑车会同时呈相反方向运动，而且在滑块运动停止，滑车的运动距离为全程的一半。
综上分析，在汽车顶盖模具的设计中，我们要注意以下几点：第一，卸料器在发挥压料作用时，要在凹模和制件相接触之前发生；第二，背靠式导向的导入作业要在滑车运动之前进行；第三，滑块的返程需要的力很大，所以，在安装返程弹簧时要保证预压量可以达到该效果，而且，为了增强滑块的返程效果，还需要设置反楔拉板，而且它还要在滑车和滑块的重合运动之前完成脱离，这一环节可以避免返程弹簧由于符合过大而出现断裂现象。
3小结
以上内容是通过对汽车顶盖的冲压工艺和模具设计进行详细的分析，并于国内外先进的模具工艺设计相结合，运用新技术所设计出的方案。该方案与传统的方案相比，更加合理化和科学化。同时也为汽车顶盖的工艺和模具设计提供了一种全新的尝试。
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冲压工艺与模具设计范文第7篇
关键词：冲压模具设计与制造；制造理论；工艺分析
随着我国职业教育事业的发展，其为社会输出了各个领域的技术性人才，为社会发展和国民经济发展做出了一定的贡献。随着我国模具生产技术的现代化发展和广泛运用，如今模具设计与制造已经成为职业教育的重要专业，因此，如何做好冲压模具设计与制造实训教学成为职业教育院校考虑的重要问题。职业教育院校需要注重结合当前模具市场的需求，以提高学生的模具设计与制造技术水平作为教学方向，从而促进模具技能型人才的培养。
一、冲压模具设计与制造实训培养的必要性
目前，我国的职业教育院校主要采用的模具设计与制造实训课程主要是以学科门类作为依据，通过理论与实践并行的方式进行教学。该种教学方式可以使学生全面综合地掌握理论知识和实践能力，但有很多院校无法正确掌握该种教学方程的课程设置程度，导致存在理论知识过多，理论知识与实践教学分离等情况，无法体现良好的教学效果。如果学校过于注重理论知识教学，学生则会认为教学内容比较空洞，无法联系实际，也就难以提高学生的动手操作能力。而且学生在缺少实训环境的情况下，会出现学习困难的情况，影响学习兴趣和学习质量。如果学校将理论教学和实践教学完全分开，则会使学生在学习过程中无法将理论与实践良好的结合，仍然会导致学生出现缺乏实际动手操作能力的情况。
二、冲压模具设计与制造实训的要求与内容
职业教育院校在进行冲压模具设计与制造实训教学时，需要注重培养学生自主分析问题和解决问题的能力，并全面掌握冲压工艺。模具设计等内容及方法，能够独立解决加工规程中出现的问题。冲压模具设计与制造实训需要帮助学生树立正确的设计思想，并需要全面考虑设计与制造的实用性、经济性、安全性等，并及时学习和掌握最新的模具技术，通过查阅资料和自主分析，设计合理先进且图面整洁、符合国家标准的方案，并需要保障编制的模具零件加工规程符合实际生产标准。冲压模具设计与制造实训的教学需要根据学生的特点进行，让学生能够充分了解冲压工艺过程设计、冲压模具设计及编制模具零件加工工艺规程，并掌握工艺、设计与制造之间的关系，从而能够独立设计中等复杂程度的冲压模具和编制模具零件制造工艺能力等。
三、冲压模具设计与制造实训的教学方法研究
职业教育院校首先需要注重冲压模具与制造实训的选题和流程的设计，即明确教学实训任务，并根据任务制订实训计划，在经过决策和实施实训计划后，根据评估反馈了解实训技术的效果。目前，各个职业教育院校的实训车间主要有两种，一种是单一功能实训车间，另外一种则是多功能实训车间，其中多功能实训车间运用比较普遍，其主要是为了某个职业而专门设计，能够满足该职业多种职业功能的要求。该类实训车间可以按照工序分为不同的区域，教师还可以利用多媒体和CAD设计进行指导，从而解决学生存在的问题。职业院校还需要进行实训的组织和时间安排，如可以将模具设计阶段安排为两周的学习时间，该段时间主要让学生利用设计软件进行模具设计，随后再进行制造与装配的学习，可以设计为六周，最后让学生完成试模和说明书编写，设计为一周。本文主要针对拖拉机垫片的教学及工艺进行分析，首选需要确定拖拉机垫片的工艺方案，如先落料再冲孔，采用单工序模生产；落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产，通过比较学生应当选择第二种方案。随后学生需要进行工艺力的计算，确定排样形式和裁板方法，并进行材料利用率的计算以及压力中心确定等，最终选定合适的压力机。另外，学生还需要全面掌握模具零件的加工过程、模具装配过程及试模与调整过程，最终试冲出合格产品。综上所述，随着我国工业行业的不断发展，模具制造作为工业生产中的重要因素，其对我国工业行业的发展起到非常重要的作用，因此，职业院校作为培养技术性人才的主要场所，其需要加强冲压模具的设计与制造实训教学。
参考文献：
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冲压工艺与模具设计范文第8篇
关键词：冲压模具 运动形式 控制 机械运动
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（b）-0090-01
随着科学技术的飞速发展和市场经济竞争的日益加剧，数控技术、伺服技术，运动元件的极速发展以及数控冲压模具快速成形技术的日益发展和完善，已使得现代的装备制造企业实现了自动上、下料，模具库可外置且可以自动转换模具等技术，且已应用于模具的冲压件的生产之中。这就使得生产制造企业必须严格控制各冲压模具过程中的各项基本运动，否则将直接影响冲压器件的质量，同时在保证质量的同时还要根据具体情况灵活运用各种机械运动，并且不断开拓新思路和新想法。
1 冲压和机械运动的关系
所谓的冲压就是利用模具和冲压设备对各种不同规格的板料或坯料施加压力，使其改变形状或自然分开，进一步得到所需的形状、尺寸和性能的零件。而各种机械运动在冲压的过程中是贯穿始终的。机机械运动有三种运动形式即滑动、转动和滚动，不同的运动形式对冲压的影响也不相同。冲压的过种就是上下运动，以及模具与板料、模具与模具间的不同结构件之间的互相运动，都影响着冲压件的最终品质。
2 冲压工艺运动形式及特点
2.1 冲裁工艺
冲裁工艺的基本运动就是先将卸料板与板料相接触并且加压牢固，再将凸模下降直至与板料接触再下降进入凹模，凸、凹模及板料之间的相对运动会使板料分离，再使凸、凹模分开，最后卸料板把所制工件或废料再从凸模上推下去，这就完成了一次冲裁运动。其中卸料板的运动是至关重要的要严格控制，必须在凸模与板料接触之前，并且要保证足够的压料力，这样才能保证冲裁的质量，否则会出现质量差、精度低、使用寿命短的冲裁件。如果按常规的方法设计落料冲孔模具，将导致冲压后的工件与废料难以分开，这就需要在凸、凹模卸料板上增加一定的凸出限位块，以保证落料冲孔运动的完成。
如何在冲压过程中缩短工时，减少工步，为企业节约生产成本，需要针对不同的冲压件进行具体问题具体分析，不能盲目进行生产。如对那些各别部位有凸起的较在的冲压件来说，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，与些同时加大弹簧力，以使材料在卸料板上压型凸模与板料接触之前完成变形压型的目的，再往下进行落料冲孔运动。而针对那些冲孔数量较多的冲孔模具，如果盲目增加冲压力则对冲压生产不利，以至于没有足够吨位的冲床可用，这时就需要用不同长度的两批至四批的冲头来完冲孔运动，并且控制好这些运动的进行时间，才能冲裁力减小到一定效果。
2.2 拉深工艺
拉深工艺的基本运动就是卸料板与板料先接触压牢，凸模下降与板料相接触，然后凸模继续下降并进入凹模，这样凸、凹模及板料之间就会产生相对运动，致使板料发生塑性变形这时凸、凹模再分开，凹模托板把工件推出就完成了一次拉深运动。卸料板和托板的运动是保证拉深件质量的关键所在，因此我们要严格控制卸料板的运动，使其一定要在凸模与板料接触之前进行，而且要保证足够大的压料力才行，否则生产出来的拉深件就容易裂开起皱，另外为保证拉深件底部的平整度还要确保凹模托板有足够大的压力才能达到目的。可见只有拉深模具的合理设计才能很好控制结构件的运动过程，以达到多种工序多种运动合理组合的目的。
在这里值得一提的就是落料拉深切边冲孔复合模具的设计。对于那些拉深件需要有卷边（或滚边）的工序，在模具的设计中就用到了滚轴结构，这就减小了滚动的摩擦力，避免工件表面被划伤，因些这项工艺被广泛应用于装饰品和日用品生产当中。另外对于那些在马达中旋转的结构件，利用旋转（切）运动修边既保证了切边尺寸的精度，又保证了切边的高度和跳动度，就连切边的毛刺和纹路也很美观。改良后的旋切结构已经广泛运用于模具加工制作和连续拉深模具之中。
2.3 弯曲工艺
弯曲工艺的基本运动就是指卸料板与板料先接触并压紧，凸模下降并与板料相接触，再下降进入凹模，凸、凹模及板料之间产生的相对运动，致使板料变形弯曲，而后凸模与凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或顶板）把弯曲边推出，这样就完成了一次弯曲运动。保证弯曲的质量或生产效率的关键在于卸料板及顶杆的运动，因些我们要控制好制卸料板的运动，使其在凸模与板料接触之前就与板料接触，另外还要有足够的压料力，否则就会出现尺寸精度差、平面度不良的弯曲件，同时为了确保弯曲件不易变形，则要保证顶杆力足够大才能使它顺利地把弯曲件推出，要不然就生产效率就会降低。
对于那些弯曲形状奇特或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落的工件，需要使用斜楔结构或转销结构，如完成回钩式弯曲或小于90度弯曲需要使用斜楔结构，而实现圆筒件的一次成型就需要使用转销结构。
3 连续模具中机械运动的特点
在上面已经说到了在冲压过程中的机械运动包括冲裁工艺、弯曲工艺和拉深工艺，并且这三种工艺有着各自的特点，但是在连续模具中机械运动的控制和运用则同时包含了这三种工艺的基本运动模式，这就需要对各种基本工艺分别控制。通常连续模具对冲压速度和生产效率有着严格的要求，对于那些较复杂的形状和较特别的冲压件，冲压运动也就比较费时费力，这样我们在连续模具设计中就可以将冲压工艺分解成效率高而优质的冲压运动。
4 工艺运动控制的重要性
虽然冲压过种中各种工艺基本运动的运动原理不同，但它们也有着相同的特点，那就是重要的控制因素都是卸料板（或滑块）的运动。但事实上在模具设计当中，产品的冲压工艺不可能都像各种工艺的基本运动那样简单，应当根据具体的实际情况对产品工艺做好运动分析，再据此做出进一步的设计。
在对冲压工艺运动做好分析的同时，还要充分考虑到它们各自的特性。必要性：在冲压过程中需要哪些运动来实现产品工艺，需要运用基本运动原理来判断；时间性：注意冲压过程中所需要的各种工艺运动的前后顺序；可行性：在现实中所需要的基本运动能否通过结构设计和力学设计来实现。
既然在冲压的过程中存在着各种各样复杂的机械运动，那么冲压件最后的品质和冲压工艺的最终实现都将受到各种机械运动的影响，自然其结果也就各不相同。因而这就要求我们在实际的冲压模具设计中，要对机械运动严格控制并且灵活运用之，不能局限于传统的设计模式，这样才能不断提高对冲压模具的设计水平，保证冲压件的最优品质。
参考文献