冲压工艺与模具设计课程设计指导与任务书

《冲压工艺及模具设计》课程设计指导书

2.1 课程设计目的

本课程设计是在学生学完“冲压工艺与冷冲模具设计”理论课并进行了上机练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“冲压工艺与冷冲模具设计”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。

2.2 课程设计步骤

1. 设计准备

1) 阅读产品零件图

(1) 设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、绘图用具、图纸、说明书用纸。

(2) 认真研究任务书及指导书，分析设计题目的原始图样、零件的工作条件，明确设计要求及内容。

(3) 熟悉各种可采用的模具结构形式及其优缺点。

2) 冲件图样分析

产品零件图是分析编制冲压方案、设计模具的重要依据，对零件图的分析主要是从冲压工艺的角度出发，对冲压件的形状、尺寸(最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形)、精度、表面粗糙度、材料性能等逐项分析，确定冲压工序图。若有与冲压工艺要求相悖者，应采取相应的解决措施或与指导教师协商更改。

(1) 工艺分析。

合理的冲压工艺，既能保证冲件的质量，使冲压工艺顺利进行，提高模具寿命，降低成本，提高经济效益，同时给模具的设计、制造与修理带来方便。所以必须对指定的冲压件图样进行充分的工艺分析，在此基础上，拟订各种可能的不同工艺方案。

工艺分析主要是分析冲件的形状、尺寸及使用要求，分析冲件的工艺性；根据成形规律，确定所用冲压工艺方法；根据生产批量、冲压设备、模具加工的工艺条件等多方面因素，进行全面的分析、研究，确定冲件的工艺性质、工序数量、工序的组合和先后顺序。在几种可能的冲压工艺方案中，选择一种经济、合理的工艺方案，并填写冲压工艺卡。

(2) 制订冲压工艺。

制订冲压工艺方案时，应做如下工作：

①备料。确定板料、条料的规格、要求，并计算出材料利用率。

②确定工序性质、数目、先后顺序、工序的组合形式。

③确定辅助工序及规范。

④确定操作及定位方法。

⑤进行必要的工艺计算。

2. 模具的总体设计

1) 模具类型及导向方式的确定

(1) 单工序模。

①冲件形状简单且精度低时，可不用导向，即采用敞开模。

②冲件精度较高、批量较小且所用材料厚而凸模强度较大时，可采用固定导板导向，即采用固定导板模。

③冲件形状复杂、精度较高且为中、大批生产时，用导柱、导套导向，此种形式生产中常用(导柱导套有滑动式和滚动式两种，一般都用滑动式，只有冲件精度很高时才用滚动式)。

④冲件孔小，凸模多且强度弱时采用弹压导板导向。

(2) 组合工序模。

组合工序模均有导向，其选择方式与单工序模的③、④两项相同。

2) 滑动式模架选择

无导向和用固定导板导向的模具都设有标准模架，需查阅手册参照标准规格设计，用导柱、导套导向和弹压导板导向的模具一般都有标准模架，随导柱位置的不同有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架和四角导柱模架等，可根据需要选择。

3) 压料、卸料装置的选择

在选用压料、卸料装置的形式时，应考虑操作方式，即板料送进和定位是手动操作还是自动化操作(要求学生设计手动操作)，还需考虑出料方式是上出料，还是下出料。压料、卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高、且料薄的情况宜用弹压卸料板，这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，弹压卸料板是生产中常用的一种卸料装置。

若板料较厚，用弹压卸料板难以卸料时，宜选用固定卸料装置卸料。一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，此方式可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性较差。

4) 定距方式的确定

单工序模具且单排排样，一般用挡料销定位即可，若用双排排样需调头送料时，有时要联合使用挡料销和始用挡料销。

组合工序模中的正装式复合模一般用固定挡料销定距，而对于倒装复合模，也可用固定挡料销，但需在凹模上开设让位孔，若挡料销让位孔离凹模型腔太近时，则要用钩形固定挡料销或活动挡料销，以免削弱凹模强度。

组合工序的级进模，其定距方式有首次挡料加固定挡料和侧刃定距两种方式，若跳步步数较少(1～2步)且板料较厚时，可用始用挡料销加固定挡料定距，跳步步数较多时，则

用侧刃定距。由于侧刃定距方便且容易实现自动化送料，所以在现在生产的级进模中应用愈来愈广泛。若定距尺寸要求较高，即可在以上两种方式中增加导正销，以提高定距精度。

3. 画排样图并计算材料利用率

画排样图是极为重要且技术性很强的设计工作，排样图的合理与否，直接影响到材料的利用率、零件质量、生产率、成本以及模具的结构与寿命等。

1) 排样图的内容

排样图的内容包括排样方法、零件的冲裁过程(模具类型)、定距方式(用侧刃定距时侧刃的形状、位置外材料利用率、步距、搭边、料宽及其公差，对有弯曲、卷边工序的零件还要考虑材料的纤维方向。

2) 画排样图的注意事项

(1) 能从排样图的剖切线上看出是单工序模还是级进模或复合模。

(2) 级进模的排样要反映冲压顺序。

(3) 级进模的排样图要考虑凹模强度，凹模洞口之间的壁厚小于5mm时，要留空步。

(4) 级进模的排样图要能看到定距方式，一般未反映的为始用挡料加固定挡料，侧刃定距时要画出侧刃冲切条料的位置。

(5) 排样图上的尺寸、公差要完整。

3) 排样图的设计方法和步骤

(1) 一般是先从排样的角度考虑并计算材料的利用率，对于复杂的零件通常是用厚纸片剪成3～5个样件，排出各种可能的方案。

(2) 其次从模具尺寸的大小、结构的难易程度、凹模强度、模具寿命、材料利用率等诸方面综合考虑，选择一种合理的排样方案。

(3) 查出搭边，计算步距和料宽，根据标准板(带)料的规格确定料宽和公差。

(4) 将选定的排样方案画成排样图，按模具类型和冲裁顺序打上适当的剖切线，标上尺寸和公差。

4. 工艺计算

1) 计算压力中心

从排样图上找出冲切条料的线段(即模具的受力部分)，按公式计算压力中心。

2) 计算凹模轮廓尺寸

从排样图上找出凹模工作洞口，在考虑压力中心影响的同时，计算凹模轮廓尺寸、确定送料方向，查有关标准选择典型的组合形式和有关尺寸、类型、规格及代号。

3) 计算模具刃口尺寸

对于冲裁模，根据冲件的尺寸公差按配作法计算模具刃口尺寸。对于弯曲模、拉深模的工作零件尺寸，按有关要求进行计算。

4) 计算冲裁力、推件力、卸料力

根据所选类型的冲模及规格，校核如下内容。

(1) 模具与压力机的闭合高度是否相适应。

(2) 压力机的漏料孔能否漏下冲件和废料。对有弹顶装置的模具，还应使漏料孔大于