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《冲压工艺与模具设计》课程设计指导书赵军黄桂美李辉施钢编写适用专业：材料成型及控制工程厦门理工学院材料科学与工程系（部）2012年9月一、课程设计的目的本课程设计是在学生学完“冲压工艺与模具设计”理论课并进行了生产实习之后进行的一个重要教学环节。是学生运用所学理论，联系实际，提高工程技术能力和培养严谨细致作风的一次重要机会。通过本次设计要达到以下目的：1、巩固与扩充“冲压工艺与模具设计”以及有关技术基础课程所学的内容，掌握制订冲压工艺规程和设计冲压模具的方法。2、培养综合运用本专业所学课程的知识，解决生产中实际问题的工程技术能力（包括：设计、计算、绘图、技术分析与决策、文献检索以及撰写技术论文的能力）。3、养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。二、课程设计的基本要求本课程设计的重点是使学生掌握简单冲压模具设计的基本过程和相关手册、规范的使用。基本要求是：1、使学生能够独立地完成简单冲压模具的整个设计过程2、方案论证充分，力求符合实际；3、模具必须能够完成零件的加工工序；4、必须给模具指定所使用的设备，并符合该设备的技术参数；5、设计中，尽量选用符合国家和行业的有关标准的标准件；6、设计说明书条理清楚、文理通顺、设计计算准确全面，用语符合技术规范；7、设计图纸表达准确、规范，符合国家现行制图标准；8、在模具的有效期内加工出来的零件，必须能保证零件的尺寸公差在零件图纸的允许范围之内。三、课程设计的主要内容1、设计课题一般为单工序或较为简单的级进模和冲孔落料复合模。2、设计内容设计内容包括冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图设计，总的冲压力计算和压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡皮的计算和选用，凸模、凹模或凸凹模的结构设计以及其它冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，熟悉模具的制造工艺模具关键零件的确定与校核选择冲压机械。3、设计工作量设计工作量：设计说明书1份，冲压工艺卡1份，冲模装配图1张，非标零件图1套。四、主要技术关键的分析、解决、方案比较与设计步骤1、明确设计任务，收集有关资料学生拿到设计任务书后，首先明确自己的设计课题要求，并仔细阅读设计指导书，了解冲模设计的目的、内容、要求和步骤。然后在指导老师的指导下拟定工作进度计划，查阅有关图册、手册等资料。若有条件，应深入到有关工厂了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中的装配关系、技术要求，生产的批量，采用的冲压设备型号和规格，模具制造的设备型号和规格，标准化等情况。2、冲压工艺分析及工艺方案的确定（1）冲压工艺性分析在明确了设计任务、收集了有关资料的基础上，分析制品的技术要求、结构工艺性及经济性是否符合冲压工艺要求。若不合适，应提出修改意见，经指导教师同意修改后或更换设计任务书。（2）制定工艺方案，填写工艺卡片首先在工艺分析的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，然后确定冲压加工工艺方案，它是制定冲压件工艺过程的核心。在确定冲压工艺方案时，先决定所需的基本工序性质、数目、顺序，再将其排列组合成若干种方案，最后对各种可能性的方案进行比较分析，综合其优缺点，选出一种最佳方案，将其内容填入冲压工艺卡中。3、冲压工艺计算及设计（1）排样及材料利用率的计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，每种工艺方案考虑问题的出发点也不尽相同，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，必须考虑制件精度、模具结构、材料利用率、生产效率、工人操作习惯等诸多因素。制件外形简单、规则、可采取直排单排排样，排样图设计较为简单，只需查出搭边值即可求出条料宽度，画出排样图。若制件外形复杂，或为节约材料、提高生产率而采取斜排、对排、套排等排样方法时，设计排样图则较困难。当没有条件用计算机辅助排样时，可用纸板按比例做若干个样板。利用实物排样，往往可以达到事半功倍的效果。在设计排样图时往往要同时对多种不同排样方案计算材料利用率，比较各种方案的优劣，选择最佳排样方案。（2）刃口尺寸的计算刃口尺寸的计算较为简单，当确定了凸凹模加工方法后而可按相关公式进行计算。一般冲模计算结果精确到小数点后两位，采用成形磨、线切割等加工方法时，计算结果精确到小数点后三位。若制件为弯曲件或拉深件，需先计算展开尺寸，再计算刃口尺寸。（3）冲压力的计算、压力中心的确定、冲压设备的初选根据排样图和所选模具结构形式，可以方便地算出所需总压力。用解析法求出压力中心，以便确定模具的外形尺寸。根据算出的总压力，初选冲压设备的型号和规格，待模具总图设计好后，校核该设备的装模尺寸（如闭合高度、工作台板尺寸、漏料孔尺寸等）是否合要求，最终确定压力机型号和规格。4、冲模结构设计（1）确定凹模尺寸先计算出凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界大小，在确定凹模周界尺寸时，一定要注意三个问题，第一：要考虑凹模上螺孔、销孔的布置，第二，压力中心一般与凹模的几何中心重合，第三，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。（2）选择模架并确定其它冲模零件的主要参数根据凹模周界大小，从《冷冲模国家标准》GB2871—81~GB2874—84（冷冲模典型组合）中即可确定模架规格及主要冲模零件的规格参数，再查阅冲模标准中有关零部件图表，就可以画装配图了。（3）画冲模装配图先画出冲模结构草图，经指导老师审阅后再画正式图。先画主视图，再画俯视图。最好从凸、凹模结合面开始，同时往上、下两个方向画较为方便，且不容易出错。（4）画冲模零件图装配图画好后，即可画零件图。一般选择凹模的右侧和下侧平面（俯视图）为设计的尺寸基准。（5）编写技术文件冷冲模课程设计编写的技术文件有：说明书，冲压工艺卡。按要求认真编写。5、装配图设计冷冲模装配图用以表明冲模结构、工作原理组成冲模的全部零件及其相互位置和装配关系。一般情况下，冷冲模装配图用主视图和俯视图表示，若还不能表达清楚时，再增加其它视图。一般按1：1的比例绘制。冷冲模装配图上要标明必要的尺寸和技术要求。（1）主视图主视图放在图样的上面偏左，按冲模正对操作者方向绘制，采取剖面画法，一般按模具闭合状态绘制，在上、下模间有一完成的冲压件，断面涂红或涂黑。主视图是模具装配图的主体，应尽量在主视图上将结构表达清楚，力求将凸、凹模的形状画完整。（2）俯视图通过俯视图可以了解冲模零件的平面布置、排样方法、以及凹模的轮廓形状等。习惯将上模部分拿去，只反映模具的下模俯视可见部分；或将上模的左半部分去掉，只画下模，而右半部分保留上模画俯视图。俯视图上，制件图和排样图的轮廓用双点划线表示。图上应标注必要的尺寸，如模具闭合高度、模架外形尺寸、模柄直径等，不标配合尺寸和形位公差。（3）制件图和排样图制件图和排样图通常画在图样的右上角，要注明制件的材料、规格以及制件的尺寸、公差等。若图面位置不够可另立一页。对于多工序成形的制件，除绘制本工序的模具装配图，还应绘出排样图，排样图布置在制件图的左边。此外，对于有落料工序的模具装配图，还应绘出排样图，排样图布置在制件图的下方，并注明条料宽度及公差、步距和搭边值。制件图和排样图应按比例绘出，若不一致，必须用箭头指明冲压方向。（4）标题栏与明细表标题栏与明细表布置在图样的右下角，并按机械制图国家标准填写。零件明细表应包括件号、名称、数量、材料、热处理、标准零件代号及规格、备注等内容。模具图中的所有零件都应详细填写在明细表中。（5）技术要求装配图和技术要求布置在图纸的下部的适当位置。其内容包括：凸、凹模间隙，模具闭合高度，该模具的特殊要求，其它，按本行业国标或厂标执行。6、冲模零件图设计零件图的绘制和标注应符合机械制图国家标准的规定，要注明全部尺寸、公差配合、形位公差、表面粗糙度、材料、热处理要求及其它技术要求。冲模零件在图样上的方向应尽量按该零件在装配图中的方位画出，不要随意旋转或颠倒，以防画错，影响装配。对凸、凹模配合加工，其配制尺寸可不标公差，仅在该标称尺寸右上角注上符号“*”，并在技术条件中说明：注“*”尺寸按凸（凹）模配作，保证间隙若干即可。7、设计说明书编制设计者除了用工艺文件和图样表达自己的设计结果外，还必须编写设计说明书，用以阐明自己的设计观点、方案的优劣、依据和过程。其内容包括：（1）目录（2）设计任务书及产品图（3）序言（4）制件的工艺性分析（5）冲压工艺方案的制定（6）模具结构形式的论证及确定（7）排样图设计及材料利用率计算（8）工序压力计算及压力中心确定（9）冲压设备的选择及校核（10）模具零件的选用、设计及必要的计算（11）模具工作零件刃口尺寸及公差的计算（12）其它需要说明的问题（13）主要参考书目录说明书中应附有冲模结构等必要的简图。所选参数及所用公式应注明出处，并说明式中各符号所代表的意义及单位。说明书最后（即内容13）应附有参考文献目录，包括书刊名称、作者、出版社、出版年份。在说明书中引用所列参考资料时，只需在方括号里注明其序号及页数。五、课程设计考核方式与标准课程设计总评成绩由期末成绩和平时成绩组成，期末成绩占60%，平时成绩占40%。期末成绩根据课程设计6个阶段应该形成的阶段设计成果实施各阶段的质量及考核，从而形成各阶段的考核成绩。其中课程设计答辩不仅有助与当面指出学生的各类设计错例，也是课程设计考核的重要手段。平时成绩由指导教师结合考勤记录及在其设计小组中参与完成的工作量确定。六、主要参考资料[1]林承全,余小燕.冲压模具设计指导书[M].武汉:湖北科学技术出版,2008.[2]刘建超、张宝忠主编，冲压模具设计与制造，高等教育出版社，2010.[3]翁其金,徐新成.冲压工艺及冲模设计[M].北京：机械工业出版社,2004.[4]齐卫东.简明冲压模具设计手册[M].北京：北京理工大学出版社,2010.[5]杨占尧.最新冲压模具标准及应用手册[M].北京：化学工业出版社,2010.[6]薛啟翔.冲压模具设计结构图册[M].北京：化学工业出版社,2010.[7]陈炎嗣.冲压模具实用结构图册[M].北京：化学工业出版社,2009.[8]刘朝福.冲压模具典型结构图册与动画演示[M].北京：化学工业出版社,2011.附实例：冲裁模具设计实例[1]六、弯曲模具设计实例[1]七、拉深模及翻边模具设计实例[1]