材料成型及控制专业课程设计指导书.doc

材料成型及控制工程专业

课程设计
（冷冲压工艺及模具设计专题）

班 级
学生姓名
学生学号
指导老师
完成时间

西安工程大学

课程设计任务书

班 级
学生姓名
学生学号
总课时数 周
指导老师
教研室主任

西安工程大学
日 期： 年 月 日

同学：
请你依据图示制件，完成下列课程设计任务：
1、制订冲压工艺方案，工艺卡一张；
2、模具总装图1张，凸模及凹模零件图2张；
3、设计说明书1份，A4纸张20页左右；
设计要求：
1、图纸必需手绘（经指导老师同意能够利用CAD软件绘制，CAD绘制者必需打印纸质图并交齐全部电子文件）；
2、本任务书应和说明书、图纸一同装订成册，并加封面，装入资料袋中，不然不接收作业（封面按统一格式，A4打印装订成册）；
3、作业统一由各班课代表收齐，于此次课程设计时间进程最终一天交至指导老师；
4、设计必需认真仔细，许可讨论，但严禁剽窃、复制或复印。
参考资料：
1、《冲压设计资料》王孝培主编
2、《模具设计和制造简明手册》
3、《冷冲模图册》
4、《冷冲模设计指导》
5、《中国模具设计大典》

《冷冲压工艺和模具设计》课程设计课题一
姓名_________   班级__________学号________成绩___________

生产批量：中、小批量 材料：HPb5.9-1 料厚：0.3mm
设计要求：
1.对冲裁件工艺分析
依据工件图纸，分析该冲裁件形状、尺寸，精度要求和材料性能等原因是否符合冲裁工艺要求。（15分）
2.确定冲裁件最好工艺方案
经过对冲裁件工艺分析及必需工艺计算，在分析冲裁性质、冲裁次数、冲裁次序和工序组合方法基础上，提出多种可能冲裁工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最好工艺方案。（10分）
3.确定模具类型
依据冲裁件生产批量，冲裁件形状，尺寸和精度等原因，确定模具类型。（5分）
4.工艺参数计算（30分）
1）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸计算
2）排样设计并画排样图
3）冲压力计算及压力设备选择
5.模具装配图、关键成形零件图（40分）
经过绘制模具装配图、关键成形零件图，说明模具关键结构，包含模具定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺和模具设计》课程设计课题二
姓名_________   班级__________学号________成绩___________

生产批量：中、小批量 材料：08 料厚：2mm
设计要求：
1.对冲裁件工艺分析
依据工件图纸，分析该冲裁件形状、尺寸，精度要求和材料性能等原因是否符合冲裁工艺要求。（15分）
2.确定冲裁件最好工艺方案
经过对冲裁件工艺分析及必需工艺计算，在分析冲裁性质、冲裁次数、冲裁次序和工序组合方法基础上，提出多种可能冲裁工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最好工艺方案。（10分）
3.确定模具类型
依据冲裁件生产批量，冲裁件形状，尺寸和精度等原因，确定模具类型。（5分）
4.工艺参数计算（30分）
1）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸计算
2）排样设计并画排样图
3）冲压力计算及压力设备选择
5.模具装配图、关键成形零件图（40分）
经过绘制模具装配图、关键成形零件图，说明模具关键结构，包含模具定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺和模具设计》课程设计课题三
姓名_________   班级__________学号________成绩___________

生产批量：中、小批量
材料：15钢
料厚：2mm
设计要求：
1.对弯曲件工艺分析
依据工件图纸，分析该弯曲件形状、尺寸，精度要求和材料性能等原因是否符合弯曲工艺要求。（15分）
2.确定弯曲件最好工艺方案
经过对弯曲件工艺分析及必需工艺计算，在分析弯曲性质、弯曲次数、弯曲次序和工序组合方法基础上，提出多种可能弯曲工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最好工艺方案。（10分）
3.确定模具类型
依据弯曲件生产批量，弯曲件形状，尺寸和精度等原因，确定模具类型。（5分）
4.工艺参数计算（30分）
1）弯曲凸、凹模工序尺寸计算
2）排样设计并画排样图
3）冲压力计算及压力设备选择
5.模具装配图、关键成形零件图（40分）
经过绘制模具装配图、关键成形零件图，说明模具关键结构，包含模具定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺和模具设计》课程设计课题四
姓名_________   班级__________学号________成绩___________

工件简图图所表示
生产批量：中、小批量
材料：硅锰青铜
料厚：0.5mm
设计要求：
1.对弯曲件工艺分析
依据工件图纸，分析该弯曲件形状、尺寸，精度要求和材料性能等原因是否符合弯曲工艺要求。（15分）
2.确定弯曲件最好工艺方案
经过对弯曲件工艺分析及必需工艺计算，在分析弯曲性质、弯曲次数、弯曲次序和工序组合方法基础上，提出多种可能弯曲工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最好工艺方案。（10分）
3.确定模具类型
依据弯曲件生产批量，弯曲件形状，尺寸和精度等原因，确定模具类型。（5分）
4.工艺参数计算（30分）
1）弯曲凸、凹模工序尺寸计算
2）排样设计并画排样图
3）冲压力计算及压力设备选择
5.模具装配图、关键成形零件图（40分）
经过绘制模具装配图、关键成形零件图，说明模具关键结构，包含模具定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺和模具设计》课程设计课题五
姓名_________   班级__________学号________成绩___________

生产批量：中、小批量 材料：08Al-ZF 料厚：0.25mm
设计要求：
1.对拉深件工艺分析
依据工件图纸，分析该拉深件形状、尺寸，精度要求和材料性能等原因是否符合拉深件工艺要求。（15分）
2.确定拉深件最好工艺方案
经过对拉深件工艺分析及必需工艺计算，在分析拉深性质、拉深次数、拉深次序和工序组合方法基础上，提出多种可能拉深工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最好工艺方案。（10分）
3.确定模具类型
依据拉深件生产批量，拉深件形状，尺寸和精度等原因，确定模具类型。（5分）
4.工艺参数计算（30分）
1）拉深次数和拉深工序尺寸确实定
2）排样设计并画排样图
3）冲压力计算及压力设备选择
5.模具装配图、关键成形零件图（40分）
经过绘制模具装配图、关键成形零件图，说明模具关键结构，包含模具定位零件，卸料和出件装置等。
《冷冲压工艺和模具设计》课程设计课题六
姓名_________   班级__________学号________成绩___________

生产批量：中、小批量 材料：08F-HF 料厚：0.5mm
设计要求：
1.对拉深件工艺分析
依据工件图纸，分析该拉深件形状、尺寸，精度要求和材料性能等原因是否符合拉深件工艺要求。（15分）
2.确定拉深件最好工艺方案
经过对拉深件工艺分析及必需工艺计算，在分析拉深性质、拉深次数、拉深次序和工序组合方法基础上，提出多种可能拉深工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最好工艺方案。（10分）
3.确定模具类型
依据拉深件生产批量，拉深件形状，尺寸和精度等原因，确定模具类型。（5分）
4.工艺参数计算（30分）
1）拉深次数和拉深工序尺寸确实定
2）排样设计并画排样图
3）冲压力计算及压力设备选择
5.模具装配图、关键成形零件图（30分）
经过绘制模具装配图、关键成形零件图，说明模具关键结构，包含模具定位零件，卸料和出件装置等。

课程设计指导书

一、冷冲模设计目标
冷冲模课程设计是在理论教学以后进行实践性教学步骤，其目标在于巩固所学知识，熟悉相关资料，树立正确设计思想，掌握设计方法，培养学生实际工作能力。经过设计，使学生在冲压工艺性分析、冲压工艺方案论证、冲压工艺计算、冲模零件结构设计、编写技术文件和查阅技术文件等方面受到一次综合性训练。
二、冷冲模设计内容
1、设计课题
通常为单工序或较为简单级进模和冲孔落料复合模等。
2、 设计内容
设计内容包含冲压工艺性分析，工艺方案制订，排样图设计，总冲压力计算和压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡皮计算和选择，凸模、凹模或凸凹模结构设计和其它冲模零件设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡。
3、 设计工作量
设计工作量：冲压工艺卡1份，冲模装配图1张（通常为A0或A1幅面绘图纸），工作零件图2～4张，设计说明书1份（A4纸张20页左右）。
三、冷冲模设计要求
1、冷冲模装配图
冷冲模装配图用以表明冲模结构、工作原理组成冲模全部零件及其相互位置和装配关系。
通常情况下，冷冲模装配图用主视图和俯视图表示，若还不能表示清楚时，再增加其它视图。通常按1：1百分比绘制。冷冲模装配图上要标明必需尺寸和技术要求。
（1） 主视图 主视图放在图样上面偏左，按冲模正对操作者方向绘制，采取剖面画法，通常按模具闭合状态绘制，在上、下模间有一完成冲压件，断面涂红或涂黑。
主视图是模具装配图主体，应尽可能在主视图上将结构表示清楚，努力争取将凸、凹模形状画完整。
（2） 俯视图 经过俯视图能够了解冲模零件平面部署、排样方法、和凹模轮廓形状等。习惯将上模部分拿去，只反应模具下模俯视可见部分；或将上模左半部分去掉，只画下模，而右半部分保留上模画俯视图。
俯视图上，制件图和排样图轮廓用双点划线表示。图上应标注必需尺寸，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右上角，要注明制件材料、规格和制件尺寸、公差等。若图面位置不够可另立一页。
对于多工序成形制件，除绘制本工序模具装配图，还应绘出排样图，排样图部署在制件图左边。另外，对于有落料工序模具装配图，还应绘出排样图，排样图部署在制件图下方，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百分比绘出，若不一致，必需用箭头指明冲压方向。
（4） 标题栏和明细表 标题栏和明细表部署在图样右下角，并按机械制图国家标准填写。零件明细表应包含件号、名称、数量、材料、热处理、标准零件代号及规格、备注等内容。模具图中全部零件全部应具体填写在明细表中。
（5） 技术要求 装配图和技术要求部署在图纸下部合适位置。其内容包含：凸、凹模间隙，模具闭合高度，该模具特殊要求，其它，按本行业国家标准或厂标实施。
2、 冲模零件图
零件图绘制和标注应符合机械制图国家标准要求，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。冲模零件在图样上方向应尽可能按该零件在装配图中方位画出，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，确保间隙若干即可。
3、 冲压工艺卡
冲压工艺卡按标准工艺卡片进行填写。
4、 设计说明书
设计者除了用工艺文件和图样表示自己设计结果外，还必需编写设计说明书，用以说明自己设计见解、方案优劣、依据和过程。其内容包含：
（1） 目录
（2） 设计任务书及产品图
（3） 序言
（4） 制件工艺性分析
（5） 冲压工艺方案制订
（6） 模具结构形式论证及确定
（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） 冲压设备选择及校核
（10） 模具零件选择、设计及必需计算
（11） 模具工作零件刃口尺寸及公差计算
（12） 其它需要说明问题
（13） 关键参考书目录
说明书中应附有冲模结构等必需简图。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意义及单位。
说明书最终（即内容13）应附有参考文件目录，包含书刊名称、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，比如：见文件[7]P211。
四、冷冲模设计步骤和方法
1、明确设计任务，搜集相关资料
学生拿到设计任务书后，首先明确自己设计课题要求，并仔细阅读设计指导书，了解冲模设计目标、内容、要求和步骤。然后在指导老师指导下确定工作进度计划，查阅相关图册、手册等资料。若有条件，应深入到相关工厂了解所设计零件用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求，生产批量，采取冲压设备型号和规格，模具制造设备型号和规格，标准化等情况。
2、 冲压工艺分析及工艺方案确实定
（1）冲压工艺性分析 在明确了设计任务、搜集了相关资料基础上，分析制品技术要求、结构工艺性及经济性是否符合冲压工艺要求。若不适宜，应提出修改意见，经指导老师同意修改后或更换设计任务书。
（2）制订工艺方案，填写工艺卡片 首先在工艺分析基础上，确定冲压件总体工艺方案，然后确定冲压加工工艺方案，它是制订冲压件工艺过程关键。
在确定冲压工艺方案时，先决定所需基础工序性质、数目、次序，再将其排列组合成若干种方案，最终对多种可能性方案进行比较分析，综合其优缺点，选出一个最好方案，将其内容填入冲压工艺卡中。
3、 冲压工艺计算及设计
（1） 排样及材料利用率计算 就设计冲裁模而言，排样图设计是进行工艺设计第一步。每个制件全部有自己特点，每种工艺方案考虑问题出发点也不尽相同，所以同一制件也可能有多个不一样排样方法。在设计排样图时，必需考虑制件精度、模具结构、材料利用率、生产效率、工人操作习惯等很多原因。
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，或为节省材料、提升生产率而采取斜排、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，可用纸板按百分比做若干个样板。利用实物排样，往往能够达成事半功倍效果。在设计排样图时往往要同时对多个不一样排样方案计算材料利用率，比较多种方案优劣，选择最好排样方案。
（2） 刃口尺寸计算 刃口尺寸计算较为简单，当确定了凸凹模加工方法后而可按相关公式进行计算。通常冲模计算结果正确到小数点后两位，采取成形磨、线切割等加工方法时，计算结果正确到小数点后三位。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） 冲压力计算、压力中心确实定、冲压设备初选 依据排样图和所选模具结构形式，能够方便地算出所需总压力。
用解析法求出压力中心，方便确定模具外形尺寸。
依据算出总压力，初选冲压设备型号和规格，待模具总图设计好后，校核该设备装模尺寸（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、 结构设计
（1） 确定凹模尺寸 先计算出凹模厚度，再依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、销孔部署，第二，压力中心通常和凹模几何中心重合，第三，凹模外形尺寸尽可能按国家标准选择。
（2） 选择模架并确定其它冲模零件关键参数 依据凹模周界大小，从《冷冲模国家标准》GB2871—81~GB2874—84（冷冲模经典组合）中即可确定模架规格及关键冲模零件规格参数，再查阅冲模标准中相关零部件图表，就能够画装配图了。
（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，且不轻易犯错。
（4） 画冲模零件图 装配图画好后，即可画零件图。通常选择凹模右侧和下侧平面（俯视图）为设计尺寸基准。
（5） 编写技术文件 冷冲模课程设计编写技术文件有：说明书，冲压工艺卡。按要求认真编写。

五、时间安排
根据教学计划课程设计时间总计3周，其参考进度立即间安排大致以下：

熟悉设计题目，查阅资料，作准备工作
1天
进行工艺方案分析，确定工艺方案
2天
工艺设计和工艺计算
2天
画装配图草图
3天
画正式图
2天
画零件图
2天
编写技术文件
2天
总结答辩
1天
总计
15天（3周）

机电学院材料成型教研室

11月