冷衝壓工藝與模具設計
課程設計指導書
姓名班級
學號南京農業大學工學院機械工程系
機械製造教研室編
2006.10
一、課程設計目的
《冷衝壓工藝與模具設計》課程設計是為材料成形及控制工程專業學生在學完有關專業課的基礎上所設定的重要實踐教學環節。其目的是：
1、綜合運用本專業所學課程的理論和生產實際知識，進行沖壓模具設計工作的實際訓練，培養和提高學生獨立工作能力。
2、鞏固、擴充「冷衝壓工藝與模具設計」課程所學的內容，掌握沖壓模具設計的方法和步驟。
3、掌握沖壓模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規範等。
4、初步掌握計算機繪圖技術。
二、課程設計計算說明書內容及步驟
1、內容與要求
說明書應以計算內容為主，要求寫明整個設計的主要計算及簡要的說明。
對於計算過程的書寫，要求寫出的公式井註明**，同時代入相關資料，直接得出運算結果。
在設計計算說明書中，還應附有與計算有關的必要簡圖，如壓力中心的計算中應繪製零件的排樣圖；確定工藝方案時，需畫出多種工藝方案的結構圖，以便進行分析比較。
設計計算說明書應在全部計算及全部圖樣完成之後整理編寫，主要內容有沖壓件的工藝性分析，毛坯的展開尺寸計算，排樣方式及經濟性分析，工藝過程的確定，半成品過渡形狀的尺寸計算，工藝方案的技術和經濟分析比較，模具結構形式的合理性分析，模具主要零件結構形式、材料選擇、公差配合和技術要求的說明，凸、凹模工作部分尺寸與公差的計算，衝壓力的計算，模具主要零件的強度計算、壓力中心的確定，彈性元件的選用與核算及沖壓裝置的選用依據等。
具體概括如下：
1) 目錄(標題及頁次)
2) 設計任務書
3) 工藝方案分析及確定(工藝規程制定)
4) 工藝計算
5) 模具結構設計
6) 模具零部件工藝設計
7) 參考資料目錄
8)結束語
2、設計步驟
1）分析沖壓件的工藝性
根據設計題目的要求，了解零件的用途，所用材料和生產批量，分析沖壓件成形的結構工藝性，分析它的形狀特點、尺寸大小、精度要求。如發現其沖壓工藝性差，則需要對產品提出修改意見，經指導教師同意後方可修改。
2）制定沖壓工藝方案
列出幾種不同的沖壓工藝方案(包括工序性質、工序數目、工序順序及組合方式)，從產品質量、生產批量、生產效率、裝置占用情況、模具製造、模具壽命、工藝成本、操作方便和安全等方面，進行綜合分析、比較，然後確定乙個合理的沖壓方案。
3）確定毛坯形狀、尺寸及下料方式
列出該零件各種可能的排樣方式，計算材料利用率，比較各種排樣的優缺點，選擇一種比較合理的排樣方式，計算條料寬度。
4）確定衝模型別及結構型式
根據所確定的工藝方案和沖壓件的形狀特點、精度要求、生產批量、模具製造條件、操作方式及安全等要求，選定衝模型別及結構型式，繪製模具結構草圖。
5）工藝計算
(1)毛坯尺寸
(2)衝壓力
(3)模具壓力中心
(4)計算或估算模具各主要零件(凹模、凸模及固定板、墊板)的外形尺寸，以及卸料橡膠或彈簧的自由高度等。
(5)確定凸、凹模的間隙，計算其工作部分尺寸及公差。
(6)對於拉深模，需要計算是否壓邊，計算拉深次數、半成品尺寸等。
6）選擇壓力機
壓力機型號的確定主要取決於沖壓工藝的要求和衝模結構情況，選用曲柄壓力機時，必須滿足以下要求：
(1)壓力機的公稱壓力必須大於沖壓計算的總壓力。
(2)壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，
即hmax—5mm≥hm≥hmin+lomm
式中hmax 、hmin 分別為壓力機的最大、最小裝模高度(mm) hm——模具閉合高度
(3)壓力機的滑塊行程必須滿足沖壓件的成形要求。對於拉深工藝，為了便於放料和取料，其行程必段大於拉深件的2—2.5倍。
（4）為了便於安裝模具，壓力機的作檯面尺寸應大於模具尺寸，工作台面上的孔應保證沖壓件或廢料能漏下。
（5）模柄孔和模柄尺寸應匹配。
7）模具零件的設計
模具零件應盡量選用國家標準件及工廠衝模標準件，使模具設計典型化及製造簡單化，縮短設計製造週期，降低成本。非標準件可參考同類件的標準型式設計。
（1）凸模設計
正確設計凸模型式及與固定板的配合、凸模長度上l=h固+h卸+h導+h其餘，凸模的固定方式、材料及熱處理要求、拉深凸模透氣孔。
（2）凹模設計
正確設計凹模外形尺寸、孔口型式、尺寸及粗糙度、凹模的固定方式、凹模材料及熱處理要求。
（3）定位零件設計
正確選用固定擋料銷、彈性擋料銷、始用擋料銷、導正銷、導尺、側刃等零件。
（4)卸料零件、壓料零件設計
正確選用彈性卸料裝置、剛性卸料裝置，計算卸料螺釘長度。
在小型壓力機上進行拉深時，可採用橡膠彈頂裝置進行壓邊、出件，應注意彈頂裝置外形尺寸與裝置工作台台孔的尺寸關係及螺桿安裝孔的設計。合理設計剛性打料裝置。
（5)支撐零件、導向零件設計及選用
模柄尺寸根據裝置模柄孔及上模座厚度選用，注意設計止轉零件。
上、下模座及導柱、導套可按標準模架選用，模架完全對稱時，兩導柱的直徑應不同。導套長度的選取應保證開始工作時導柱進入導套10~15mm。固定板、墊板的合理設計。
（6）國標零件選用
衝模緊固常用內六角螺釘(gb70—85)，螺釘擰入模體的深度不要太深，如擰入鑄鐵件，深度是螺釘直徑的2—2.5倍，擰入鋼件深度是螺釘直徑的1.5—2倍。
衝模的定位銷常用圓柱銷(gbll9—86)，其直徑與螺釘直徑相近，不能太細，每個模具上只須兩個銷釘，其長度不要太長，其進入模體的長度是直徑的2—2．5倍。
8）繪製模具**圖
（1）圖幅
圖紙圖幅尺寸按國家標準的有關規定選用，並按規定畫出圖框。
（2)總圖（a3一張）：
模具檢視主要用來表達模具的主要結構形狀、工作原理及零件的裝配關係。檢視的數量一般為主檢視和俯檢視兩個，必要時可以加繪輔助檢視，檢視的表達方法以剖視為主，以表達清楚模具的內部組成和裝配關係。主檢視應畫模具閉合時的工作狀態，主檢視的布置一般情況下應與模具的工作狀態一致。
俯檢視一般是將上模部分拿開的俯視。總圖盡可能採用1：1比例繪製。
圖面右下角是標題欄，其上方是明細表。圖面右上角畫出該模具成形出的製件形狀及尺寸圖，落料模具圖上還要畫出排樣圖。
a 標題欄及明細表
標題欄中圖號的組成：產品代號/類組代號，分組號(一設計順序號)其中類組代號為c(沖壓)
分組號 00(衝裁模01（彎曲成形模)
02(拉深成形模03（成形模)
04(復合模05(連續模)
06(非金屬用模07(板料、沖壓用工具)
設計順序號為零件設計順序號如**圖：圖號31780—1／c00
其零件圖號31780—1／c00—01
b 技術要求(c)相關模具(d)尺寸標註
主檢視上尺寸標準：①註明模具閉合高度；②註明輪廓尺寸、安裝尺寸及配合尺寸。俯檢視上尺寸標準：在圖上用雙點劃線畫出條料寬度及用箭頭表示出送料方向。
9）繪製零件圖（工作零件：凸、凹模及凸凹模）4#各一張
零件圖檢視標註應完整。註明技術要求，熱處理要求等，零件圖的標題欄形式基本同**圖的標題欄。
零件圖檢視布置盡量與裝配圖位置一致。
10）填寫工藝過程卡
11）編寫設計說明書（5000-）：
說明書應寫在a4規格紙上，逐頁編號。按封面—目錄—設計任務書—說明書—零件圖—**圖裝訂成冊。
3、設計總結
總結是冷衝壓模具設計計算說明書的最後環節。是對整個設計過程的系統總結和評價。學生在完成全部圖樣及編寫設計計算說明書之後，應全面分析此次設計中存在的優缺點，找出設計中應該注意的問題，掌握說明模具設計的一般方法和步驟。
通過總結，提高分析與解決實際工程設計的能力。
參考文獻：
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3．衝模設計手冊編寫組編著．衝模設計手冊．北京：機械工業出版社，2023年
4．模具實用技術叢書編委會．衝模設計應用例項．北京：機械工業出版社，2023年
5．國家技術監督局．衝模模架．北京：中國標準出版社，2023年
6．許發越主編．模具標準應用手冊．北京：機械工業出版社，2023年
7．李天佑主編．衝模圖冊．北京：機械工業出版社， 2023年
8. 王新華.衝模設計與製造實用計算手冊.北京:機械工業出版社，2023年
三、課程設計時間與地點
1.課程設計時間：兩周
2．地點：校內專業教室
四、課程設計成績考核
考核以學生在課程設計期間態度20%，工藝過程方案的正確性、提供的設計圖樣、設計說明書撰寫情況和答辯80%四方面結合評定。成績分優、良、中、及格和不及格五等。
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