《模具設計(含精度設計)》串講講義

1、模具設計串講課程介紹一、課程的設置、性質(zhì)及特點模具設計（含精度設計）是高等教育自學考試模具設計與制造（本）和機械制造專業(yè)（模具方向）的 一門專業(yè)課，是在完成機械制造工藝學、機械制造基礎、材料加工和成型工藝等課程后開設的專業(yè)課程，本 課程的學習對學生掌握模具設計（冷沖壓模具、注塑模具、其他模具）的基礎知識，模具設計的基本技能起 重要的作用，是相關知識運用能力的綜合體現(xiàn)。本課程較全面、系統(tǒng)地詳盡的敘述了常用模具的典型知識、設計方法及成形設備的選用等內(nèi)容。通過學 習可以使考生掌握典型模具設計的基本內(nèi)容，了解成形設備原理以及選用，提高對相關機械知識的運用能力?？荚囍械念}型規(guī)范，試題不難，少量跨章節(jié)的考

2、題，學員在學習的過程中要熟練掌握各種典型的例題。本課程的性質(zhì)及特點：1 模具設計與制造（本）和機械制造專業(yè)（模具方向）的一門專業(yè)課，以先修課程機械制造工藝學、機 械制造基礎、材料加工和成型工藝等為基礎；2.本課程主要介紹沖壓產(chǎn)品的成形方法、注塑成型工藝與設備的一般知識和相關事宜、基礎模具結構及通用模具結構的部件分解設計。二、教材的選用本課程所選用教材是全國高等教育自學考試指定教材，該書由陳劍鶴主編，機械工業(yè)出版社出版（2008版）。三、章節(jié)體系1 本串講對沖裁工藝及模具、彎曲工藝、拉深工藝及模具，塑料注射成型工藝進行了詳細的介紹。2 章節(jié)安排第一章冷沖壓成形工藝概論第二章沖裁工藝及沖裁模具的設

3、計第三章彎曲第四章拉深第五章其他冷沖壓成形工藝與模具設計第八早塑料與塑料成型工藝第七章塑料注射模設計第八章其他塑料成型模具考情分析、模具設計基礎試題題型、題量模具設計基礎考試的題型、題量和分值如下：考題類型題目數(shù)量每題分數(shù)總分值（分）1 單項選擇題201202.多項選擇題52103.填空題1010103.名詞解釋53154.簡答題36185.簡單應用題26126.計算題11515合計46100（一）知識點分布歷來自考課程試題都要求覆蓋教材的全部內(nèi)容。從試題角度來看，單選題、填空題覆蓋面最廣，基本上 每章都能涉及，其實填空題就是單選題的另一個形式，往往比單選題要難。多選題則主要依據(jù)知識點的可考

4、性而定，即全是適合出多選題形式的考點，其實有些多選題就是簡答題的翻版。名詞解釋題主要是考查學生 掌握基本概念的能力。可以把名詞解釋題看成是單選的翻版，只不過是換了一個形式考查。名詞解釋的分布 基本上能夠覆蓋 8章的內(nèi)容，都是一些很重要的概念和定義。簡答題主要是覆蓋重點章節(jié)的內(nèi)容，分布所處 的章節(jié)很廣。簡單應用題主要圍繞模具結構圖而出題，主要考查考生對典型沖裁模、拉深模、注射模結構的 理解，能說出模具結構圖中各零件的名稱和作用，能寫出所給模具圖的特點，并能對模具工作過程進行描述。計算題知識點考查一般是模具工作或成型零件的尺寸計算、沖裁力和壓力中心、拉深模具拉深工序尺寸的計 算。從教材所包含的內(nèi)容

5、來看，由于教材主要包含沖壓工藝及模具設計和塑料成型工藝及模具設計這二部分 內(nèi)容。相當于二門教材的內(nèi)容合在一門教材中，所以本教材中所涉及的內(nèi)容可以說都是精華，教材中的一句 話可能就是一個考點。在復習的時候一定要全面，千萬不要以押題的方式去復習。從內(nèi)容的重要性來看，整 體而言教材8個章節(jié)內(nèi)容知識點分布不均勻，重點章節(jié)主要是第2章、第4章、第7章。第1章、第5章、第8章是知識點考查偏少的章節(jié)，往往以選擇題、填空題的形式出現(xiàn)。結論：在全面閱讀教材的基礎上，掌握重點章節(jié)內(nèi)容，著重掌握沖裁工藝及模具設計、彎曲工藝、拉深 工藝及其模具設計、注射成型工藝及其模具設計等，對模具工作或成型零件的尺寸計算、拉深模具

6、拉深工序 尺寸的計算，對典型的沖壓或塑料注射模具結構圖一定要掌握，這樣就比較容易通過考試并能取得高分。（二）試題難度從試題難度來看，試題絕大部分屬于基本知識。對于重點知識每年都會重復出現(xiàn)，只是以不同的形式， 或者考查不同的內(nèi)容。這一點大家要特別注意，不要以為以前考過的知識點就不會再考。雖然每年均有偏題 出現(xiàn)，一般是屬于課程涉及的較細的內(nèi)容，往往從第1章、第5章、第8章這些我們認為不是重點的章節(jié)中中出題居多，但所占比例較低，屬于正常情況?？傮w而言，試題并不難。二、歷年真題結構分析及答題技巧以2009年的題型為例。（一）單選題（20題X 1分=20分） 4 題：基礎（2009 : 3. 4. 6.

7、 11）例：3.模具熱處理中冷卻速度過快，會產(chǎn)生（）A .過冷和過熱B .脫碳和腐蝕C .淬火裂紋D.回火不足11需采用加熱彎曲的材料是（）A .軟鋼B .彈簧鋼C .黃銅D .鋁合金 4 題：基本概念（2009: 8. 15. 17. 20）例：&沖床滑塊的一次形行程中，在沖模的同一工位上能完成兩種以上的沖壓工序的沖裁A 單工序沖裁模B 級進沖裁模C 復合沖裁模D 連續(xù)沖裁模15.金屬流動方向與凸模運動方向相同的冷擠壓方法稱為（）A正擠壓B 反擠壓C 復合擠壓D 徑向擠壓3 題：模具結構及設計（ 1710）例：1 導柱導套式?jīng)_裁模中，導柱與模座孔的配合一般采用（B）A 過渡配合B 過盈配合C

8、 間隙配合 D 間隔配合7側(cè)刃的作用是（）A 側(cè)面壓緊條料 B 對卸料板導向 C 控制條料送進時的導向D 限定送料進距 7 題：成型（形）工藝及參數(shù)題（2009: 5 12. 13. 14. 16. 18. 19）例：12.拉裂的危險斷面是在（）A.平面凸緣部分與凸緣圓角部分交界面附近B.凸緣圓角部分與筒壁部分交界面附近C.筒壁部分與底部圓角部分交界面附近D 底部圓角部分與筒底部分交界面附近13.坯料在拉深時，潤滑劑涂在（）A .工件毛坯與凹模接觸的一側(cè)B.工件毛坯凸模接觸的一側(cè)C.工件毛壞的兩面D .壓邊圈上18注射模側(cè)向分型與抽芯時，抽芯距一般應大于塑料件側(cè)孔深度或凸臺高度的（）A 12m

9、mB 23mmC 34mmD 45mm19在實際生產(chǎn)設計中斜導柱的傾斜角最大不超過（）A 100 B 150C 200D 250模稱作（）結論：此類題型的目的是測試考生分辨正確和錯誤的能力，檢查考生對課程基本內(nèi)容，特別是基本概念 掌握的程度和準確性。選擇題實際也是判斷題，只有經(jīng)過判斷擇正確，關鍵還是要掌握教材中的基本概念和 知識點，以及教師提醒的易考點解決此部分考題的問題。單選題的解題技巧： 在解答選擇題時，以下是可供參考的步驟。（1）審題。審題是正確作答的前提，要審題干、審選項及其二者的關系。選擇題大致可分為兩類：對基 本概念和基本理論的測試； 對基本知識的綜合分析和靈活運用。 通過審題，

10、首先要明確該題目是考 哪一類 ； 然后判斷 考什么 ，即搞清楚所測試的是什么概念或知識；（2）選答。通過審題，有些題目的答案往往已經(jīng)是一目了然的了，這時只需直接選擇正確答案即可，也 就是所謂的直接判斷法。如果對答案仍沒有把握，就要進入下一個步驟。一般適用于基本不需要“轉(zhuǎn)變”或 推理簡單的題目。這些題目主要考查考生對識記內(nèi)容的記憶和理解程度，一般屬常識性知識題目。（ 3）排錯。有的題目盡管一眼看不出正確的答案，但往往能夠看出哪些答案是錯誤的，這 時可以先把 錯誤的答案劃掉。有時經(jīng)過分析，可以判斷出四個答案中的三個是錯誤的，則可以選擇剩下的惟一個作為正 確答案。如果只能排除掉一個或兩個錯誤的答案，

11、則進入最后一步。（ 4）擇優(yōu)。在剩下的答案中，挑選一個比較而言最接近題意的答案。 在解題過程中，一般是根據(jù)該題的特點綜合運用各種方法進行解答。不必要千篇一律，要多練習，靈活 使用這個步驟。（二）多項選擇題（5題X 2分=10分）例： 22. 下列沖模零件中屬于定位零件的有（）A、導柱B、定位板C擋料銷D、側(cè)刃E、墊板25. 注射模的排氣方式有（）A、開設排氣槽B、開設排氣孔C 、利用模具零件配合間隙排氣D、利用推出機構排氣E、利用溫度調(diào)節(jié)排氣結論：多項選擇題的難度大于單項選擇題，難就難在在備選答案中到底有幾個是符合題意的正確答案， 稍有疏忽就會選擇失誤，回答錯誤。這種題型增加了選項的迷惑性，減

12、少了考生猜題的可能性，能測試出考 生的水平。為了提高選擇正確答案的可能性，除了掌握一定的解題技巧，例如采用排除法、比較法或推理法 對備選答案進行比較、分析、判斷外，關鍵還在于全面、系統(tǒng)地學習課程內(nèi)容，扎實地掌握課程中的基本概 念，正確界定問題的界限，理解問題的精神實質(zhì)。適宜出成多項選擇題的知識點不多，只要對教材中基本知 識點把握，將教師提示的易考點掌握即可解決此難點。多項選擇題的解題技巧：多選題中最常用的方法有直選和排除法。一般而言，多項選擇題中題干和選項的關系有以下幾種情形：（1）選項本身不正確，但與題干沒關系，這種情況下該選項不選（2）選項本身正確，且與題干有關系，但選項與題干之間是并列關

13、系，或選項包含題干，或題干與選 項的因果關系顛倒，這種情況下該選項不選。（3）選項并不是教材的原文，但意思與教材中的知識點相同或相近，或是題干所含的深層次表達和解 析，或是對某一正確選項的進一步解釋和說明，這種情況下的選項可選。（4）單個選項只是教材中知識點的一部分，并不完整，但幾個選項組在一起即表達了一個完整的知識 點，這種情況下的選項一般可選。（三）填空題（10題X 1分=10分）例：30.材料的拉深變形程度用拉深系數(shù)（m）表示。32.脫模斜度的取向原則是：孔 以小端為準，符合圖紙要求，斜度由擴大方向達到。結論：填空題的一個根本要求就是準確，結果正確就給分。因此填空題有時表現(xiàn)出一定的難度，

14、得分率 往往不高。答題能否正確，關鍵還是對課程內(nèi)容和基本概念的把握程度。對教材中基本知識點把握，尤其是 教材中一些定義和結論型的句子記憶時一定要仔細。填空題的解題技巧： 專業(yè)課程 考試的填空題一般都是教材中的一句原話，屬于直接型類，答題時，只要 對教材中的一些概念、知識點熟悉，一般都能輕易解答出來。（四）名詞解釋題（5題X 3分=15分）例：36.分離工序：40.主流道結論：名詞解釋題主要是對教材中的一些基本概念、專業(yè)術語進行解釋，目的在于考核考生對這些名詞 概念的理解程度和掌握的準確性。這些名詞在教材中都有明確的定義或簡明的概括。這種題型的難度在于要 點的把握，而且內(nèi)容廣泛，覆蓋面大。只要對

15、教材中重要概念和專業(yè)術語在理解的基礎上進行記憶即可解決 此難點。名詞解釋的解題技巧： 答題時要正確、簡明扼要、精練，切忌當做簡答題來做，點到為止，一般不要求 展開或由考生自由發(fā)揮。如果考試時實在不能按照教材中的原文作答，可用自己理解的含義作答，千萬不要 空題。（五）簡答題（3題X 6分=18分）簡答題：更多的是來自于大綱第2章第4章和第7章中的領會、識記、簡單應用和綜合應用的內(nèi)容;例：41.影響板料彎曲回彈的主要因素是什么？43.試說明選擇澆口位置應考慮的問題。結論：簡答題是一種常見的主觀性試題，題目可大可小，內(nèi)容可深可淺，伸縮性較大。簡答題也是以結 果給分，基本上也是結果對就給分。但與填空題

16、不一樣，可用自已的語言組織作答，只要能答到要點，答到 關鍵詞，就有可能得分，并且對順序沒有嚴格要求。答題能否正確，關鍵還是對課程內(nèi)容的把握程度，對教 材中領會和應用知識點的把握，在復習階段，在理解的基礎上盡量背記一些簡答題，將教師提示的易考點掌 握即可解決此難點。簡答題的解題技巧： 簡答題的關鍵在于一個“簡”字，答題應做到全面、準確、簡練。作答前一定要審 題，要看清試題的要求，再回想一下相關的知識內(nèi)容進行作答，答案盡量完整和規(guī)范，一般只需考生列出要點，進行簡單的總結、歸納即可，不要求展開作答，千萬不能答非所問。其實只要對教材中的一些帶有序號 的知識要點，諸如影響因素、設計原則等進行熟練掌握，一

17、般都能輕易解答出來。（六）簡單應用題（2題X 6分=12分）例：44.如圖為首次拉深模，寫出零件 10、7、6和5的名稱，并簡要說明工作過程。結論：熟練掌握教師要求的一些典型的沖裁模、注射模，要求多練習，清楚應用題所要回答問題的形式。應用題的解題技巧：對模具結構識圖題，要從被成型的零件著手，一般與成型零件接觸的就是工作零件或成型零件，對成型零件起固定作用的是固定零件，起導向作用的是合模導向零件，成型完后的推出機構或卸料 裝置，尺寸面積最大的一定是模座，還有沖模中對板料的定準、導向零件，塑料模中的與澆注系統(tǒng)相關的零 件等。只要對模具結構及各組成零件的作用理解，就一定能解決此類問題。（七）計算題（

18、本大題共1小題，15分）例：46如題46圖所示，沖制圖示零件，材料為 Q235鋼，料厚t=0.5mm。凸模與凹模采用分別加工的 方法，凸模按IT6級加工制造，凹模按IT7級加工制造。試確定沖裁件凸、凹模刃口的基本尺寸及其上、下 極限偏差以及孔距尺寸，并分析沖裁間隙是否在合理范圍內(nèi)。已知相關數(shù)據(jù)：對應的落料、沖孔模刃口始用間隙：Zmin=0.04Zmax=0.06磨損系數(shù)：6取x=0.7536取x=0.5公差數(shù)值：基本尺寸：6 的 IT6=0.008IT7=0.01236 的 IT6=0.016結論：熟練掌握沖裁模中凸模與凹模刃口尺寸的計算方法、圓筒形件的拉深工藝計算、注射模成型零件 工作尺寸的

19、計算。一定領會計算原則，計算公式是如何推導出來，尤其是模具工作零件或成型零件的工作尺 寸計算時，公差是如何確定。計算題的解題技巧： 首先是要分析題目的要求和條件， 把所給的已知條件列出來， 然后把相應的公式寫出來, 把已知條件或由已知條件推導出的條件代入公式進行求解就可。 為防公式記不住，考試之前一定要強化記憶。 復習階段時，一定要多做相關類型的試題。三、學習方法（一）本課程的學習方法1. 本課程是一門實踐性、綜合性、實用性、針對性和先進性很強的課程，理論與實踐結合十分緊密。本 課程學習應理論聯(lián)系實際，要多看、多想、多練、多記；要善于分析歸納總結，融會貫通，掌握規(guī)律和方法。2. 必須保證已經(jīng)全

20、部學習完教材內(nèi)容。考生要以考試大綱和教材作為學習的依據(jù)，掌握教材的知識點， 從歷年命題特點看，抓住教材是根本。3. 考生手中最好有一本與教材相配套的輔導練習，每學完一章內(nèi)容后，做輔導書的本章的練習題；學完 全部內(nèi)容后再做模擬題。做題是為了有助于理解和記憶教材的知識點，檢查自己對知識的掌握情況，同時分 析出題的思路，所以做完題要注意分析總結，自我評價是否達到了做題的目的。4. 將做錯的試題重點劃出來，認真查找錯誤原因所在。5. 認真鉆研解題技巧，要認真領會，揣摩并加以熟練掌握。（二）總復習技巧學完本課程后， 進入復習階段， 一般說來至少要留出一個月的總復習時間。 在總復習期間， 考生應注意：1.

21、 樹立考試成功的信心，不打“退堂鼓”。 每年都會有一部分考生在聽完輔導或自學完教材后，進入復習階段時感到心中沒底，加之時間緊，就放 棄了，很可惜。所以，進入復習階段，考生應多給自己鼓鼓勁，樹立“我能行”的信心。2. 制定詳細的復習計劃，按部就班地復習，提高效率。在復習時更應注意經(jīng)常翻閱和回憶教材內(nèi)容， 對課程內(nèi)容有一個整體的概念， 在理解的基礎上進行熟記， 部分考點內(nèi)容進行強化記憶；分析整理知識點、出題點、出題角度、解題方法等；做模擬題和考試真題，熟 悉考點以及出題思路，熟練、鞏固和檢驗所學知識，把握教材中的要點。 3. 注意概括總結，濃縮所學知識在復習階段，要善于概括總結，提煉要點，以便記憶

22、。（三）考試過程中的注意事項1. 排除一切思想雜念，一心一意答題。2. 拿到試卷后，迅速瀏覽試卷。同時要快速瀏覽考題和相應的分值，按難易程度確定做題的順序，首先 做最熟悉的題目和內(nèi)容；主觀題中如有得心應手題，應先做，然后再按順序答題，遇到一時難答的題果斷跳 過，答后面的題，以防在某道題上耽擱時間，影響后面的答題。3. 答完卷后別忘記重新考慮最初沒確定答案的那些題，另外要至少全部檢查一遍看有沒有因疏忽而出錯 的地方。最好不要空題。對于一些實在不會答的題目，如計算題，盡量把一些公式、解題步驟寫出來，對簡 答題盡量把相關的知識點寫出來，那怕用自己的語言寫出來也行。4. 不要盲目提前交卷，在確保沒有漏

23、題的情況下經(jīng)過兩遍檢查方可交卷。內(nèi)容串講第一部分 （ chs1-2）第一章 冷沖壓成形工藝概論一、冷沖壓工藝的概念1、冷沖壓的定義： 冷沖壓是建立在金屬塑性變形的基礎上， 在常溫下利用沖模和沖壓設備對材料施加壓 力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的工件。2、冷沖模的定義：冷沖模是沖壓加工中將材料（金屬或非金屬）加工成工件或半成品的一種工藝裝備。3、冷沖壓工藝的特點： . 靠模具與沖壓設備完成加工的過程，生產(chǎn)率高，操作簡單，便于實現(xiàn)機械化與自動化； . 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度由模具保證，質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)機械加工即可使用； . 冷沖壓加工不需加熱，是一種節(jié)能的加工方法； .

24、 在沖壓過程中材料表面不受破壞； . 冷沖壓是集表面質(zhì)量好、重量輕、成本低于一身的加工方法，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。二、沖壓工序分類1、沖壓工序的分類：分離工序、塑性成形工序 . 分離工序：是使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離的工序。 例如：落料、沖孔、切口、切邊、剖切、整修等。 . 塑性成形工序： 是材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形的工序，從而獲得一定形狀、 尺寸和精度要求的零件。例如：彎曲、卷邊、拉深、起伏成形、翻邊、脹形、縮口、整形等。2、模具的分類：單工序模、級進模（連續(xù)模） 、復合模 . 單工序模：在沖壓的一次行程過程中，只能完成一個沖壓工序的模具。 . 級進模（連續(xù)模） ：在沖

25、壓的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的 模具。 . 復合模：在沖壓的一次行程過程中，在同一工位上完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。三、沖壓模具分類1、根據(jù)模具完成的沖壓工序內(nèi)容不同，結構和類型不同，模具的分類方法有三種： . 按完成工序特征分，模具可分為：沖裁模；彎曲模；拉深模；成形模等。 . 按模具的導向形式分，模具可分為：無導向模具；導板、導柱、導套導向模具。 . 按模具完成的沖壓工序內(nèi)容分， 模具可分為： 單工序模具； 組合工序模具。 其中組合工序模具又可分 為復合模和級進模。四、典型模具的組成1、不同的沖壓零件、 不同的沖壓工序所使用的模具也不一樣，但模具的

26、基本結構組成， 按其功能用途大致由六部分組成。 . 工作零件直接對壞料、板料進行沖壓加工的沖模零件。如凸模、凹模、凸凹模。 . 定位零件確定條料或坯料在沖模中正確位置的零件。如定位板、定位銷、擋料銷、導正銷、導料 板、側(cè)刃。 . 卸料及壓料零件 （壓料、 卸料及出件零部件） 將沖切后的零件或廢料從模具中卸下來的零件。 如 卸料板、推件裝置、頂件裝置、壓邊圈。 . 導向零件用以確定上下模的相對位置，保證運動導向精度的零件。如導柱、導套、導板、導筒。 . 支撐零件將凸模、 凹模固定于上、 下模上，以及將上下模固定在壓力機上的零件。 如上、下模座、 模柄、凸、凹模固定板、墊板。 . 連接零件（緊固及

27、其他零件）把模具上所有零件連接成一個整體的零件。如螺釘、銷釘、限位器 彈簧、橡膠墊、其他。五、常用沖壓材料1、常用沖壓材料一般有兩種：（1）金屬材料適合于成形工序和分離工序。如鋼、 銅、鋁、鎂、鎳、鈦、各種貴重金屬及各種合金。（2）非金屬材料適合于分離工序。如各種紙板、纖維板、塑料板、皮革、膠合板等。二、沖壓材料的規(guī)格及發(fā)展 P7-10 1、常用金屬沖壓材料：板料、帶料。特點：足夠的長度，可以提高材料利用率；帶料開卷后需要整平。 適用：大批量生產(chǎn)的自動送料。2、新型沖壓材料：高強度鋼板、耐腐蝕鋼板、雙相鋼板、涂層板及復合板材。六、模具材料的選用原則及考慮因素1、模具材料的選用原則：（1）要有足

28、夠的使用性能。（2）良好的工藝性能。（3）合理的經(jīng)濟性能。2、選擇模具材料應考慮的因素 :（1）模具的工作條件：如模具的受力狀態(tài)，工作溫度，腐蝕性等。（2）模具的工作性質(zhì)。（3）模具結構因素：如模具的大小，形狀，各部件的作用，使用性質(zhì)等。（4）模具的加工手段。（5）熱處理要求。七、壓力機的分類、型號及典型結構1、壓力機的分類：機械壓力機（J）、液壓壓力機（Y）、自動壓力機（Z）、錘（C）、鍛壓機（D）、剪切機 （Q）、彎曲校正機（W、其它（T）。2、壓力機的型號： 機械壓力機按其結構形式和使用條件不同， 分了若干系列， 每個系列中又分若干組別。 例如：JA31 16A曲軸壓力機的型號意義是：J

29、 機械壓力機；A 參數(shù)與基本型號不同的第一種變型；3 第三列；1 第一組；16 標稱壓力為 160KN；A 結構和性能比原形作了第一次改進。第二章 沖裁工藝及沖裁模具的設計一、沖裁基本概念1 、定義：（ 1 ）沖裁是使材料一部分相對另一部分發(fā)生分離，是沖壓加工方法中的基礎工序。（ 2）落料若沖裁的目的是為獲取有一定形狀輪廓和尺寸的沖落部分，剩余的帶孔部分為廢料， 稱為落料工序。（ 3）沖孔若沖裁的目的是為獲取一定形狀和尺寸的內(nèi)孔，沖落部分為廢料， 帶孔部分為工件， 稱為沖孔工序。2、沖裁變形過程：（ 1 ）彈性變形階段。（ 2 ）塑性變形階段。（ 3）斷裂分離階段。3、斷面分析：（ 1 ）塌角

30、帶（圓角帶） ：其大小與材料塑性和模具間隙有關。（2）光亮帶（剪切帶） ：光亮且垂直端面，普通沖裁約占整個斷面的 1/31/2 以上。（ 3 ）斷裂帶：粗糙且有錐度。（ 4）毛刺：成豎直環(huán)狀，是模具拉擠的結果。4、間隙對斷面質(zhì)量的影響：（ 1 ）選用中等間隙 （普通沖裁合理間隙） ：材料在凸、 凹模刃口處產(chǎn)生的上下裂紋相互重合于同一位置， 沖裁件斷面光亮帶區(qū)域較大，而塌角和毛刺區(qū)較小，斷裂錐度適中，零件表面較平整。沖裁件斷面質(zhì)量好。（ 2）選用較小的間隙：沖裁件斷面光亮帶增加，塌角、毛刺、斷裂帶均減小；如果間隙過小，會使上、 下兩裂紋不重合，形成第二條光亮帶，毛刺拉長。沖裁件斷面質(zhì)量較差。（3

31、 ）選用較大間隙：沖裁件斷面上出現(xiàn)較大的斷裂帶，使光亮帶變小，毛刺和錐度較大，塌角有所增加, 斷面質(zhì)量更差。二、沖裁模設計與有關工藝計算1、有關概念：（1）沖裁件工藝：指工件在沖裁加工中的難易程度。（2 ）排樣：沖裁件在板料或條料上的布置方法。（3）搭邊：指沖裁時制件與制件之間、制件與條（板）料邊緣之間的余料。（4 ）壓力中心：指沖壓力合力的作用點。（5）沖壓力：是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。 沖裁力：是沖裁過程中凸模對板料的壓力，隨凸模行程而變化。 .卸料力：是將箍在凸模上的材料卸下時所需的力。 .推料力：是將落料件順著沖裁方向從凹模洞口推出時所需的力。 .頂料力：是將落料件逆著沖

32、裁方向頂出凹模刃口時所需的力。2、排樣方法：（1 ）從廢料角度來分：有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。（2）按制件在材料上的排列形式來分：直排法、斜排法、對排法、混合排法、多排法和沖裁搭邊法等。3. 搭邊值的確定：搭邊值的大小決定于制件的形狀、材質(zhì)、料厚及板料的下料方法，其大小影響材料的利用率，一般由經(jīng) 驗確定或查表。4.條料寬度的確定:(1)有側(cè)壓裝置的條料寬度BB(L2a)(2)無側(cè)壓裝置的條料寬度BB(L2aC)(3)采用側(cè)刃時的條料寬度BB(L1.5anF)式中L制件垂直于送料方向的基本尺寸(mm；n側(cè)刃數(shù)；條料的寬度公差；a 側(cè)面搭邊值；F側(cè)刃裁切條料的切口寬，一般F取F=1.52

33、t ;C送料保證間隙：B100mm C=1.01.5mm5、凸、凹模刃口尺寸的計算方法：（1 ）凸模與凹模分別加工時，凸、凹模刃口尺寸的計算或取ZmaxZm.d0.6(ZmaxZmin )1）落料Dd(Dmaxx )o dD p (DdZmin) p(DmaxXZmin )0p2）沖孔dp (dmin x )0 pdd (dpZmin ) “(dminXZmin )d3）孔心距Ld(Lmin0.5 ) 0.125為了保證沖裁間隙在合理范圍內(nèi)，需滿足下列關系式:P.4( ZmaxZmin )（2）凸模與凹模配合加工時，凸凹模刃口尺寸的計算1）落料時：以凹模為基準件，分析凹模各尺寸磨損變化情況。磨

34、損后增大的尺寸稱A類尺寸。凹模尺寸Ad(Amax x )0磨損后減小的尺寸稱B類尺寸。凹模尺寸Bd(Bmin x )0 d磨損后不變的尺寸稱C類尺寸。CdCp(Cmax/2) d /22）中孔時：以凸模為基準件，分析凸模的刃口尺寸磨損變化情況。磨損后增大的尺寸稱A類尺寸。凸模尺寸Ap(Amax x )0 p磨損后減小的尺寸稱B類尺寸。凸模尺寸Bp(Bmin x )0 p磨損后不變的尺寸稱C類尺寸。CpCd(Cmax/2) p /2（3）中裁力的計算1）中裁力P沖 KLt式中P中一一沖裁力（ N）；Mpa）；mm）；材料抗剪強度（中裁件周邊長度 材料厚度（ mm）；K 系數(shù)，取 K=1.3 。2

35、）卸料力。卸料力是將箍在凸模上的材料卸下時所需的力。P卸K 卸 中3）推料力。推料力是將落料件順著沖裁方向從凹模洞口推出時所需的力。P推nK推P沖n h/t h 8mm4） 頂料力。頂料力是將落料件逆著中裁方向頂出凹模刃口時所需的力。（4）中壓力的計算1）采用彈性卸料和上出料方式時，總中壓力為：P總 P沖 +P卸 +P頂2）采用剛性卸料和下出料方式時，總中壓力為：P總P沖 +P推3）采用彈性卸料和下出料方式時，總沖壓力為：P總P沖 +P推 +P卸（5）沖模壓力中心的計算1）計算壓力中心的目的 使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心相重合，避免會產(chǎn)生偏彎矩，減小模具導向機構的不均勻磨損。 保持沖裁工作間隙

36、的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍，提高沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命。 合理布置凹模型孔位置。2) 簡單形狀工件壓力中心的計算 對稱形狀的零件，其壓力中心位于刃口輪廓圖形的幾何中心上。 等半徑的圓弧段的壓力中心，位于任意角2角平分線上，且距離圓心為 x0的點上。x0 r sin / 2式中一一弧度。3) 復雜工件或多凸模沖裁件的壓力中心計算步驟 根據(jù)排樣方案，按比例畫出排樣圖(或工件的輪廓圖)。 根據(jù)排樣圖，選取特征點為原點建立坐標系x、y。(或任選坐標系x、y，選取坐標軸不同，則壓力中心位置也不同。) 將工件分解成若干基本線段li、12、In，并確定各線段長度(因沖裁力與輪廓線長度成正比關 系，

37、故用輪廓線長度代替 P)。 確定各線段長度幾何中心的坐標(x、y )。 計算各基本線段的重心到y(tǒng)軸的距離、x2、xn和到x軸的距離y1、y2、yn，則根據(jù)力矩原理可得壓力中心的計算公式為:x0Il I2 Iny。hyi Ly2 InynI1 I2 In三、模具主要零部件的結構1、凸模結構(1) 臺肩式凸模(2) 直通式凸模2、凹模洞孔形式(1) 圓柱形孔口(2 )錐形孔口(3) 具有過渡圓柱形孔口3、凹模結構(1 )外形為矩形結構(2 )外形為圓形結構(3 )外形為柱形結構1、沖裁模分類(1 )單工序模，如落料模、沖孔模、切斷模、切邊模等。(2) 復合模，如落料沖孔復合模、落料拉深復合模等。(

38、3) 級進模，如落料沖孔級進模、落料彎曲級進模等。2、正裝復合模：落料凹模安裝在沖模的下模部分，凸凹模安裝在上模部分的復合模。3、倒裝復合模：落料凹模安裝在沖模的上模部分，凸凹模安裝在下模部分的復合模。4、典型沖模的結構特點及其應用理解各典型沖模的結構特點和應用、零部件名稱和作用等。五、沖模的設計步聚及實例1、沖模的設計步聚（1） 分析產(chǎn)品的制件的工藝性，擬定工藝方案。（2）沖壓工藝計算及設計。（3）沖模結構設計。第二部分（ chs3-4 ）第三章 彎曲一、彎曲?；A1、彎曲：是使材料產(chǎn)生塑性變形，將平直板材或管材等型材的毛坯或半成品，放到模具中進行彎曲，得 到一定角度或形狀的加工方法。2、回

39、彈 : 彎曲變形后，彎曲件的形狀與大小均不一樣，這種現(xiàn)象稱為回彈。3、回彈的影響因素：（ 1）材料的力學性能。屈服強度越大，彈性模量越小，回彈量越大。即與屈服強度s 成正比，與彈性模量 E 成反比。（ 2）彎曲角 。彎曲角 越大，回彈角越大，但彎曲角對曲率半徑的回彈沒有影響。（ 3）相對彎曲半徑 R/t 。相對彎曲半徑越小，回彈值越小。（4）彎曲方式及模具結構。 校正彎曲比自由彎曲回彈量??； 彎曲件的形狀對回彈影響很大， 如 U 形件回 彈量要比V形件回彈量小。（ 5）彎曲力。彎曲力大，回彈值小。（6）模具間隙。間隙值越大，回彈值越大。4、回彈的表現(xiàn)形式：回彈的大小一般是用角度回彈量與曲率回彈

40、量 來表示。（1）角度回彈量式中 模具的角度；0 彎曲后的實際角度。2）曲率回彈量式中 凸模的半徑；0 彎曲后的實際曲率半徑。5、 最小彎曲半徑： 在保證坯料外表面纖維不發(fā)生破壞的前提下，彎曲件能夠彎曲成的內(nèi)表面最小的圓角 半徑，稱為最小彎曲半徑。6、最小彎曲半徑的影響因素：（ 1）材料的力學性能。材料的塑性越好，最小彎曲半徑越小。（ 2）彎曲中心角（）。彎曲中心角越大，最小彎曲半徑越小。（3）板料的纖維方向與彎曲線夾角的影響。彎曲時彎曲線垂直于纖維方向比平行時效果要好， 即垂直時彎曲不易開裂。（ 4）彎曲件寬度。相對寬度越大其應變強度越大，反之越小。（ 5）彎曲件板料厚度。一般板厚越大，最小

41、彎曲半徑越大。（ 6）板料表面與斷面質(zhì)量的影響。板料表面和斷面質(zhì)量較差時，其最小彎曲半徑值較大。7、提高彎曲件質(zhì)量的措施： （1）減小回彈的方法。補償法；校正法；拉彎工藝；正確選擇彎曲件結構。（ 2）彎曲件開裂。 選擇塑性好的材料； 毛坯的表面質(zhì)量要好； 彎曲時排樣要注意板料或卷料的軋制方向。（ 3）偏移。模具結構上采用壓料裝置；采用定位板、定位銷；工藝方案要合理。（ 4）底部不平。采用頂料板，在彎曲時加大合理的頂料力。（ 5）表面擦傷。清潔工作表面；采用合理的表面粗糙度值；采用合理的圓角半徑及凸模與凹模的間隙。8、保證彎曲件質(zhì)量的基本原則：（1）正確制定沖壓工藝方案。1 ）選擇合理的下料和制

42、坯方式。2 ）注意板料（卷料、條料）的軋制方向和毛刺的正、反面。3）正確確定毛坯展開尺寸。4）彎曲工藝方案的制定應充分考慮彎曲件尺寸標注方式，注意帶孔彎曲件的沖壓工序的安排。5）盡量減小彎曲次數(shù)，提高彎曲件精度。6）增加整形與校平工序。（2 ）模具設計、制造與日常維護。1）定位裝置必須準確、可靠。2）合理安排與設置強力壓料裝置。3）合理設計模具的結構、減小回彈。4）合理確定凸、凹模間隙，凹模圓角半徑及深度之間的關系。二、彎曲模實例分析一一多部位彎曲模1、彎曲應變中性層位置的確定（1）中性層是確定彎曲件毛坯長度的依據(jù)：在變形程度較小時，一般是位于板厚的中間，當變形量增大時塑性變形成分增至很多，則

43、中性層位置內(nèi) 移，使外層拉伸區(qū)大于內(nèi)層壓縮區(qū)。板料厚度變薄，毛坯的總長度增大。相對變曲半徑越小，中性層內(nèi)移越 大，板料變薄越嚴重。（2 ）中性層位置確定的計算公式：R Kt式中 中性層半徑（mr）R彎曲件內(nèi)彎半徑（mr）;K 中性層系數(shù)，查教材 P78表3-8 ； t 板料厚度（m）。2、彎曲件毛坯尺寸計算（1）有圓角半徑彎曲（R 0.5的彎曲）L L1 L2（R Kt）式中 L彎曲件展開長度（m）;A圓角區(qū)的展開長度（mm）；彎曲圓角區(qū)的中心角度（弧度）；K中性層系數(shù)；t板料厚度（mr）。（2）無圓角半徑彎曲（R 0.5的彎曲）L h I2 (0.4: 0.6X3、彎曲力計算（1）V形彎曲件

44、:F10.6KBt2 bR t（2） U形彎曲件:F10.水Bt2 b式中 F1 自由彎曲力（ N）； B 彎曲件寬度（ mm）； t 板料厚度（ mm）； R 彎曲件內(nèi)半徑（ mm）； b 材料抗拉強度（ Mpa）；K 安全系數(shù)，一般取 K=1.3 。（ 3）校正彎曲力：F2 qA式中 F2 校正彎曲力（ N）；q單位校正力（Mpa （可查教材 P80表3-9得至U）;A 彎曲件校正部分的投影面積（mm2）；4、彎曲模工作部分尺寸計算 （ 1 ）凸模圓角半徑一般凸模圓角半徑等于或小于彎曲線內(nèi)彎曲半徑；當零件圓角半徑較大（R/t 10），且精度有較高要求時，應考慮回彈的影響，將凸模圓角半徑F凸

45、適當修正。（2）凹模圓角半徑凹模圓角半徑 R凹不能過小，以免擦傷工件表面，影響沖模壽命。凹模圓角半徑大小與板料進入凹模的 深度、彎邊高度和板料厚度有關，一般根據(jù)板厚選取：t4（mm）R =2t（ 3）凹模深度 凹模深度過小，彎曲毛坯的兩邊自由長度太長，彎曲件彈復太大、不平直；凹模深度過大，凹模增大， 成本增加，且壓力機行程也要加大。故凹模深度選擇要合理，具體可查教材P82表3-10。（4）模具間隙V形彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機的閉合高度業(yè)控制的，設計時可以不考慮。U 形彎曲模應選擇合適的間隙，間隙過小，會使工件彎邊厚度變薄，降低凹模壽命，增大彎曲力；間隙過大，則回彈大，降低工件的精度。

46、U形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般可按下式計算：彎曲有色金屬： Z/2=tmin nt 彎曲黑色金屬： Z/2=t（1 n） 式中 Z/2 凸凹模單面間隙（mm ；tmin 板料最小厚度（mm ；t板料厚度（mr）n間隙系數(shù)，具體可查教材 P83表3-11。（ 5）凸、凹模橫向尺寸計算 凸、凹模工作部位尺寸計算基本原則： 零件標注外形尺寸時，則模具是以凹模為基準件，間隙取在凸模上； 零件標注內(nèi)形尺寸時，則模具是以凸模為基準件，間隙取在凹模上。1 ）零件標注外形尺寸當零件標注雙向偏差時，凹模尺寸計算公式:當零件標注單向偏差時，凹模尺寸計算公式:凸模尺寸計算公式：L凸 =（L凹-Z）凸當零件標注雙

47、向偏差時，凸模尺寸計算尺寸:當零件標注單向偏差時，凸模尺寸計算尺寸:(L+1丄+302）零件標注內(nèi)形尺寸凹模尺寸計算公式：L凹=（L凸 +Z；凹式中 L凹一一凹模工作部位尺寸（mm；L凸凸模工作部分尺寸（mr）mm；mm ；L彎曲件外形或內(nèi)形基本尺寸（凸、凹一一凸模、凹模的制造偏差（彎曲件尺寸公差（mr）;Z 凸模與凹模的雙面間隙。第四章拉深一、拉深工藝概述1、 拉深：是指將一定形狀的平板毛坯通過拉深模具沖壓成各種開口空心件，或以開口空心件為毛坯， 過拉深進一步改變其形狀和尺寸的一種冷沖壓工藝方法。2、起皺：在拉深過程中，平面凸緣部分的材料沿切向產(chǎn)生波浪形的拱起的現(xiàn)象。3、 拉裂：筒壁部分在拉

48、深過程中受單向拉應力作用，當拉深力過大，筒壁材料的應力達到抗拉強度極限 時，筒壁即被拉裂。4、拉深坯料區(qū)域劃分：平面凸緣部分、凸緣圓角部分、筒壁部分、底部圓角部分、筒底部分。（1 ）平面凸緣部分為主要變形區(qū)；（2）凸緣圓角部分為平面凸緣部分與筒壁部分之間的過渡區(qū)，也稱第一過渡區(qū)；（3）筒壁部分為已變形區(qū)，也稱傳遞區(qū)；（4 ）底部圓角部分為筒壁部分與筒底部分之間的過渡區(qū)，也稱第二過渡區(qū)；（5 ）筒底部分為非變形區(qū)。5、起趨的原因：（1）切向壓應力的大小，此力越大越易失穩(wěn)起皺；(2) 是凸緣區(qū)板料本身的抵抗失穩(wěn)的能力，凸緣寬度越大，厚度越薄，材料彈性模量越小，抵抗失穩(wěn)能 力越小，越容易起皺。6、拉

49、裂的主要因素：(1)拉深力的大小。(2) 筒壁材料的強度。 凡有利于減小拉深力，提高筒壁材料強度的措施，都是有利于防止拉裂的發(fā)生。7、起皺和拉裂的危險區(qū)域：(1)起皺危險區(qū)：平面凸緣部分。 起皺是平面凸緣部分材料受切向壓應力作用而失去穩(wěn)定性的結果。拉深件的起皺一般都發(fā)生在平面凸緣 部分。(2)拉裂危險區(qū)：筒壁部分。 筒壁部分在拉深過程中起到傳遞拉深力的作用，可近似認為受單向拉應力作用。當拉深力過大，筒壁材 料的應力達到抗拉強度極限時， 筒壁將被拉裂。 由于在筒壁部分與底部圓角部分的交界附近材料的厚度最薄， 硬度最低，因而該處是發(fā)生拉裂的危險斷面，拉深件的拉裂一般都發(fā)生在危險斷面。二、圓筒形拉深

50、件拉深工藝1、筒形件毛坯尺寸計算原則： 不變薄拉深件的平均壁厚與毛坯的厚度相差不大， 用等面積條件， 即毛坯 的表面積和拉深件的表面積相等的條件計算毛坯的尺寸。2、拉深系數(shù)：指拉深前后拉深件筒部直徑(或半成品筒部直徑)與毛坯直徑(或半成品直徑)的比值。3、極限拉深系數(shù)： 某種材料在拉深時危險斷面瀕于拉裂的極限條件所對應的拉深系數(shù)稱為這種材料的極 限拉深系數(shù)(或稱最小拉深系數(shù)) ，記為 mmin 。4、影響極限拉深系數(shù)的因素：(1) 材料的力學性能：材料的屈強比bs/ d b值越小、硬化指數(shù)n值越大、厚向異性指數(shù) r值越大，極限拉深系數(shù)越小。( 2)拉深條件： 凹模圓角半徑大， 有利于減小極限拉

51、深系數(shù)； 有壓邊裝置比無壓邊裝置的極限拉深系數(shù) 要小。( 3)毛坯的相對厚度( t/D)100：毛坯的相對厚度( t/D)100的值越大，極限拉深系數(shù)越小。( 4)拉深次數(shù)：首次拉深比以后各次拉深的拉深系數(shù)要小。( 5)拉深件的幾何形狀： 帶凸緣拉深件首次拉深的極限拉深系數(shù)比無凸緣拉深件首次拉深的極限拉深系 數(shù)小。5、極限拉深系數(shù)的確定由于影響極限拉深系數(shù)的因素很多， 目前仍難采用理論計算方法準確確定極限拉深系數(shù)。 在實際生產(chǎn)中， 極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗方法得出，具體可查教材 P101-102 表 4-5 、表4-6 、表4-7 。在實際生產(chǎn)中，并不是在所有情況下都采用極

52、限拉深系數(shù)，為了提高工藝穩(wěn)定性和零件質(zhì)量，適宜采用 稍大于極限拉深拉深系數(shù)的值。6、拉深次數(shù)的確定當m總 mmin時，拉深件可一次拉深成形，否則需要多次拉深，其拉深次數(shù)的確定有以下兩種方法：( 1 )試算法先根據(jù)教材P101-102表4-5或表4-6選取拉深系數(shù)，然后根據(jù)拉深系數(shù)的定義試算各次拉深后的半成品 筒部直徑，即：di mD ； d2 m2d1 ；dn-i mdi； dn mA 1逐次計算各次拉深后的筒部直徑，直到dn d為止，計算的次數(shù)n即為所需的拉深次數(shù)。( 2)查表法拉深次數(shù)可根據(jù)拉深件的相對高度H/d值由教材P103表4-8查得。7、圓筒形拉深件毛坯尺寸計算（ 1 ）計算準則

53、對于不變薄拉深，拉深件的平均壁厚與毛坯的厚度相差不大，因此可用等面積條件，即毛坯的表面積和 拉深件的表面積相等的條件計算毛坯的尺寸。（2）計算方法 旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯尺寸，可根據(jù)計算旋轉(zhuǎn)體表面積的定理求得：任何形狀的母線，繞軸線旋轉(zhuǎn)一周得 到的旋轉(zhuǎn)體的表面積，等于該母線的長度與其重心繞該軸旋轉(zhuǎn)軌跡的長度（即母線重心繞該軸所畫出的圓周 長）的乘積。計算公式詳見教材 P96-97 表 4-4。8、帶凸緣與無凸緣筒形件拉深過程的區(qū)別：（1 ）凸緣直徑在首次拉深時確定，以后各次拉深只是將首次拉深拉入凹模的材料作重新分配。（2） 帶凸緣拉深件首次拉深的變形程度比拉深系數(shù)相同的無凸緣件的拉深小，因而允許取

54、更小的拉深系 數(shù)。（3） 首次拉深拉入凹模的材料應比實際需要量多5%: 10%，多拉入的材料在以后各次拉深中逐次返回 到凸緣上。（4）寬凸緣圓筒形拉深件以后各次拉深的工序計算方法與無凸緣圓筒形拉深件基本相同。9、拉深力計算圓筒形拉深件的拉深力常用經(jīng)以下經(jīng)驗公式計算： 首次拉深P K1 d1t b以后各次拉深P K2 dit b式中 P拉深力（N）;d1、di 第一次、以后各次拉深后的筒部直徑（mm）；t 材料厚度（ mm）;b材料的強度極限（Mpa ；Ki、K2修正系數(shù)，查教材 P109表4-11。三、拉深模典型結構1 、拉深模具分類（ 1 ）按工序集中程度分：單工序拉深模、復合拉深模、級進拉深模；（