冷冲压工艺与模具设计

冷冲压工艺与模具设计目录contents冷冲压工艺概述冷冲压模具设计基础冲裁工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计拉深工艺与模具设计其他冷冲压工艺与模具设计01冷冲压工艺概述冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的加工方法。冷冲压是一种高效、低耗、互换性好的加工方法，适用于大批量生产。其加工出的零件尺寸精确、表面光洁、形状复杂，具有良好的机械性能。冷冲压定义及特点冷冲压特点冷冲压定义使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。如落料、冲孔、切断、切口等。分离工序使冲压件在不破裂的条件下发生塑性变形，以获得一定形状和尺寸的工序。如弯曲、拉深、翻边、胀形等。成形工序冷冲压工艺分类冷冲压工艺应用领域航空航天仪器仪表飞机蒙皮、机翼、尾翼等零部件的制造。钟表零件、照相机零件、精密仪器零件等的制造。汽车制造家电制造其他领域车身覆盖件、车架、车厢等零部件的制造。洗衣机内桶、空调外壳、冰箱门体等零部件的制造。如建筑、五金制品、日用品等领域也有广泛应用。02冷冲压模具设计基础确保模具结构简单、合理、经济，同时满足产品精度和生产效率要求。设计原则采用CAD/CAE/CAM等先进技术进行模具设计，实现设计、分析、制造一体化。设计方法模具设计原则与方法适用于形状简单、精度要求不高的零件，具有结构简单、制造方便、成本低等特点。简单模适用于大批量生产形状复杂、精度要求高的零件，具有生产效率高、精度高、操作方便等特点。连续模适用于形状复杂、精度要求高且需要多道工序的零件，具有结构紧凑、生产效率高、精度稳定等特点。复合模模具结构类型及特点材料选择根据模具的工作条件、使用寿命和制造成本等因素，选择合适的模具材料，如碳素工具钢、合金工具钢、高速钢等。热处理对模具材料进行淬火、回火等热处理工艺，以提高其硬度、耐磨性和抗疲劳性能，确保模具在使用过程中具有良好的稳定性和寿命。模具材料选择与热处理03冲裁工艺与模具设计冲裁工艺原理利用冲裁模具使材料沿着一定的轮廓形状分离的一种冲压工序。冲裁是切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切、整修等分离工序的总称。冲裁分类根据冲裁件形状、尺寸精度和断面质量要求，可分为普通冲裁和精密冲裁。普通冲裁用于形状简单、尺寸精度和断面质量要求不高的零件；精密冲裁用于形状复杂、尺寸精度和断面质量要求较高的零件。冲裁工艺原理及分类冲裁间隙确定冲裁间隙是指凸模与凹模刃口之间的间隙。合理确定冲裁间隙是保证冲裁件质量、提高模具寿命和降低冲裁力的关键。间隙过小，会导致模具磨损加快、冲裁力增大；间隙过大，则会导致冲裁件毛刺增大、断面质量下降。调整方法采用试冲法调整间隙，即先根据经验或计算确定一个初始间隙值，然后进行试冲，根据试冲结果逐步调整间隙值，直至达到理想的冲裁效果。此外，还可采用透光法、测量法等方法辅助调整间隙。冲裁间隙确定与调整方法VS冲裁力是指冲裁过程中凸模对材料施加的压力。冲裁力的大小与材料性质、厚度、冲裁间隙等因素有关。可通过经验公式或数值模拟等方法进行计算。降低措施为降低冲裁力，可采取以下措施：选用合理的模具结构，如采用斜刃口、阶梯凸模等；选用适当的间隙值；采用合理的排样方式，如少废料或无废料排样；采用辅助工序，如预压应力、加热等。冲裁力计算冲裁力计算与降低措施简单冲裁模01由凸模、凹模、定位装置和卸料装置等部分组成。结构简单，制造方便，但生产效率较低，适用于小批量生产。连续冲裁模02在压力机的一次行程中，在模具的不同位置上同时完成多道工序的冲裁模。生产效率高，但结构复杂，制造精度要求较高，适用于大批量生产。复合冲裁模03在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上同时完成两道或两道以上工序的冲裁模。生产效率高，但结构复杂，制造难度较大，适用于形状复杂、精度要求高的零件生产。典型冲裁模结构分析04弯曲工艺与模具设计凸模开始接触坯料并下压，坯料发生弹性压缩和弯曲。弹性变形阶段塑性变形阶段校正阶段随着凸模继续下压，坯料产生塑性变形，弯曲程度逐渐增大。弯曲变形完成后，凸模回程，弯曲件在弹性恢复作用下得到校正。030201弯曲变形过程分析

弯曲件质量影响因素及控制方法材料性能材料的力学性能、表面质量和厚度对弯曲件质量有重要影响。应选用合适的材料，并控制其表面质量和厚度公差。模具结构模具结构直接影响弯曲件的形状、尺寸精度和表面质量。应合理设计模具结构，确保凸、凹模间隙均匀，定位准确。工艺参数弯曲力、弯曲速度、凸模圆角半径等工艺参数对弯曲件质量也有影响。应选择合适的工艺参数，并进行试验验证。连续弯曲模适用于批量生产的形状复杂的弯曲件，设计要点包括工序安排、凸、凹模结构设计、送料方式选择和废料排出等。简单弯曲模适用于形状简单的弯曲件，设计要点包括凸、凹模间隙调整、定位方式选择和卸料方式等。复合弯曲模适用于需要多道工序才能完成的复杂弯曲件，设计要点包括工序组合、凸、凹模结构设计、定位方式选择和废料排出等。弯曲模结构类型及设计要点适用于U形截面零件的弯曲，结构包括凸模、凹模、压料板和定位销等。设计要点是确保零件在弯曲过程中不产生偏移和扭曲。U形件弯曲模适用于V形截面零件的弯曲，结构包括凸模、凹模和压料装置等。设计要点是控制零件的回弹和保证两侧弯曲角度的一致性。V形件弯曲模适用于Z形截面零件的弯曲，结构包括凸模、凹模、压料板和定位装置等。设计要点是确保零件在多次弯曲过程中保持准确的形状和尺寸精度。Z形件弯曲模典型弯曲模结构分析05拉深工艺与模具设计位于拉深件口部，金属在径向压应力和切向拉应力的作用下产生切向压缩和径向伸长变形。凸缘变形区金属受凸缘变形区的影响作用，逐渐由平面转变为曲面形状。筒壁传力区筒壁传力区的金属经过拉深变形后传递到模具底部，形成拉深件的底部形状。底部传力区拉深变形过程分析材料性能模具设计工艺参数控制方法拉深件质量影响因素及控制方法材料的力学性能、表面质量和厚度公差对拉深件质量有重要影响。压边力、拉深力、拉深速度和润滑等工艺参数对拉深件质量也有显著影响。模具结构、间隙、圆角半径和表面粗糙度等因素都会影响拉深件的质量。通过优化材料选择、改进模具设计、调整工艺参数和加强过程控制等方法，可以提高拉深件的质量。123适用于形状简单、精度要求不高的拉深件，设计要点包括凸模与凹模间隙、压边圈和卸料装置等。简单拉深模适用于形状较复杂、精度要求较高的拉深件，设计要点包括压边圈的结构和尺寸、压边力和拉深力的平衡等。带压边圈的拉深模适用于形状复杂、精度要求高的拉深件，设计要点包括多工位连续拉深的工艺安排、各工位模具的结构和尺寸等。复合拉深模拉深模结构类型及设计要点03复合式拉深模结合多种模具结构的特点，实现多工位连续拉深，提高生产效率和产品质量。01无压边圈拉深模结构简单，适用于浅拉深件，但拉深过程中金属流动不稳定，容易产生起皱现象。02压边圈式拉深模通过压边圈对金属施加径向压力，有效控制金属的流动，提高拉深件的稳定性和质量。典型拉深模结构分析06其他冷冲压工艺与模具设计成形工艺原理及分类成形工艺原理冷冲压成形工艺是利用模具使金属板材在室温下产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的零件的加工方法。成形工艺分类根据变形性质和特点，冷冲压成形工艺可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序包括剪切、落料、冲孔等；成形工序包括弯曲、拉深、胀形、翻边等。胀形是将空心件或管状件沿径向向外扩张的一种冲压工序。胀形时，材料主要承受拉应力作用而产生伸长变形。胀形翻边是利用模具将工件上的孔或边缘翻成竖边的冲压工序。翻边主要用于增强工件的刚度、强度以及改善外观等。翻边胀形、翻边等成形方法介绍复合模是在同一副模具内完成两道或两道以上工序的冲模。设计复合模时，需考虑各工序的先后顺序、定位方式、废料排出等问题，确保模具结构紧凑、合理。多工位级进模是一种高效率的冲模，可在一副模具上完成多个工件的加工。设计时需考虑工件的排列方式、送料方式、定位精度等因素，确保生产效率和产品质量。复合模设计要点多工位级进模设计要点复合模和多工位级进模设计要点典型复合模结构分析以落料、冲孔复合模为例，其结构包括上模、下模和导柱导套等部分。上模装有冲孔凸模和落料凹模，下模装有卸料板、导料板和定位销等