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《沖壓模具設(shè)計(jì)》
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
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《沖壓模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的
沖模課程設(shè)計(jì)是沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是運(yùn)用所學(xué)知識的一次綜合練習(xí)。其主要目的是： ·
1．使學(xué)生初步掌握沖壓工藝過程的擬定和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算的步驟和方法：
2．鞏固、深化所學(xué)的基礎(chǔ)及專業(yè)知識，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力；
3．提高學(xué)生使用國標(biāo)、手冊和圖冊的能力。
二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)
在兩周的時(shí)間內(nèi)完成下列任務(wù)，統(tǒng)一交到指定的地點(diǎn)。
1． 擬定沖壓件的工藝過程，并填寫工藝過程卡1份；
2． 填寫凸、凹模（及凸凹模）的加工工藝卡片；
3．設(shè)計(jì)指定沖壓件的其中一道工序的沖壓模（每人設(shè)計(jì)一副不同的模具），并繪制裝配圖和凸、凹模零件圖：1套；
(注：①指定沖壓件的生產(chǎn)批量可以根據(jù)需要進(jìn)行更改；②未注尺寸公差按GB／T15055的m級)
4．編寫設(shè)計(jì)說明書1份，約20頁左右。
三、設(shè)計(jì)原則
1．裝配圖的零件必須完整，保證沖出合格的工件；
2．模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低且與生產(chǎn)批量相適應(yīng)；
3．操作方便，安全。
四、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備
1．熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求；
2．了解沖壓零件的形狀，尺寸精度和表面粗糙度，材料等技術(shù)要求和生產(chǎn)批量；
3．配備資料：
(1)沖壓設(shè)備資料：從此資料中選擇沖壓設(shè)備的類型，規(guī)格，查出漏料孔尺寸，模柄孔尺寸，閉合高度，工作臺面尺寸等，為模具設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備：
(2)沖模標(biāo)準(zhǔn)化資料；
(3)其他參考資料：《冷沖模設(shè)計(jì)》手冊，《冷沖模結(jié)構(gòu)圖冊》。
五、沖模課程設(shè)計(jì)的一般步驟及方法
1．分析沖壓件的工藝性
沖裁件的工藝性主要從沖裁件的形狀，尺寸(最小孔邊距，孔徑，材料厚度，最大外形)精度，表面粗糙度，材料性能等逐項(xiàng)分析，確定沖壓工序圖，若有不符者，應(yīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商更改或采取相應(yīng)的措施。
2．確定合理工藝方案
(1)確定基本沖壓工序的性質(zhì)：沖孔，落料，沖搭邊，切料邊等。
(2)根據(jù)基本工序的性質(zhì)，數(shù)量，結(jié)合工件的形狀尺寸，公差要求，材料性能，生產(chǎn)批量，沖壓設(shè)備，模具加工條件等因素，考慮模具類型的同時(shí)確定工序組合和先后順序，在滿足沖件質(zhì)量要求的前提下，選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，填寫工藝過程卡片。
3．確定模具總體結(jié)構(gòu)
(1)模具類型的確定
根據(jù)沖件形狀，尺寸，精度及生產(chǎn)批量來選擇和確定模具類型：單工序模、復(fù)合工序模還是級進(jìn)模。
(2)導(dǎo)向方式
根據(jù)沖件形狀，尺寸，精度及生產(chǎn)批量來選擇和確定導(dǎo)向方式；
A．單工序模
a．沖件形狀簡單且精度低時(shí)，可不用導(dǎo)向，采用敞開模；
b．沖件精度較高，批量較小且材料較厚而凸模強(qiáng)度大時(shí)，可采用固定導(dǎo)板導(dǎo)向，即采用固定導(dǎo)板模；
c．沖件形狀復(fù)雜，精度較高，且為中，大批生產(chǎn)時(shí)用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。此種導(dǎo)向生產(chǎn)中常用(導(dǎo)柱導(dǎo)套有滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種，一般都用滑動(dòng)導(dǎo)向，只有沖件精度很高時(shí)才選用滾動(dòng)導(dǎo)向)；
d．沖件孔小，凸模多且強(qiáng)度弱時(shí)用彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向。
B．復(fù)合工序模
復(fù)合模都有導(dǎo)向。
C．級進(jìn)模
選擇方法與單工序模的b，c，d三項(xiàng)相同。
(3)滑動(dòng)式模架選擇
無導(dǎo)向和用固定導(dǎo)板導(dǎo)向的模具及用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向和彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向的模具，一般都有標(biāo)準(zhǔn)模架。用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的模架，隨導(dǎo)柱位置的不同又有如下幾種，可根據(jù)需要選擇：
A．對角導(dǎo)柱模架：
可以承受一定的偏裁，上下動(dòng)作平穩(wěn)，且能縱橫兩方面送料，用于有偏載的大中型模具；
B．后側(cè)導(dǎo)柱模架：
可以三方面送料，操作特別方便，受力均為偏載，模架容易變形，一般用于受力不大或精度要求不高的中小型模具；
C．中間導(dǎo)柱模架：
結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但只能一個(gè)方向送料，當(dāng)受偏裁時(shí)，模架也有變形；
D．四角導(dǎo)柱模架：
滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，用于沖件精度較高的大型沖壓模具。
(4)壓、卸料方式的確定
沖件平整度要求較高或料較薄時(shí)，用彈壓卸料板，它既可壓料，又可卸料，因卸料板隨上模上下運(yùn)動(dòng)，送料直觀性強(qiáng)，操作方便，這是生產(chǎn)中常用的一種卸料方式。
當(dāng)料較厚，用彈壓卸料難以卸件，或零件形狀簡單，要求不高時(shí)采用固定卸料，它可簡化模具結(jié)構(gòu)，但因行腔封閉，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。
(5)定距方式的確定
對單工序模具且單排排樣，一般用擋料釘定位即可，若用雙排且需調(diào)頭送料的有時(shí)要用擋料釘和伸縮擋料銷結(jié)合使用。
對復(fù)合工序模中的順裝復(fù)合模，一般用固定擋料銷定距。對倒裝復(fù)合模，若擋料銷在四模上的讓位孔離凹模型腔較遠(yuǎn)時(shí)用固定擋料銷。若擋料銷讓位孔離凹模型腔太近時(shí)，則要用伸縮擋料銷，以免削弱凹模強(qiáng)度。
對級進(jìn)模，其定距方式有始用擋料加固定擋料定距、側(cè)刃定距兩種方式，若跳步步數(shù)較少(1-2個(gè))且料厚時(shí)，可用始用擋料加固定擋料，跳步步數(shù)較多的則用側(cè)刃定距。從側(cè)刃定距方便容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化送料的角度，側(cè)刃定距在現(xiàn)代生產(chǎn)的級進(jìn)模中用得越來越多。若尺寸要求較高，可在以上兩種定距方式中增加導(dǎo)正銷，提高定距精度。
4．根據(jù)模具類型畫排樣圖，并計(jì)算材料利用率
畫排樣圖是極為重要且技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，排樣圖的合理與否直接影響到材料的利用率，零件質(zhì)量，生產(chǎn)率與成本，以及模具的結(jié)構(gòu)與壽命等。
(1)排樣圖包括排樣方法，零件的沖裁過程(模具類型)，級進(jìn)模的定距方式(用側(cè)刃定距的應(yīng)將側(cè)刃位置畫上)，材料利用率，步距，搭邊，料寬及料寬公差，對有彎曲，卷邊等要求的零件還要考慮其紋向。
(2)畫排樣圖必須注意以下幾點(diǎn)：
a．能從排樣圖上的剖切線看出是單工序模還是級進(jìn)?；驈?fù)合模。
b．對級進(jìn)模的排樣圖要能看出沖壓順序。
c．級進(jìn)模的排樣圖要考慮凹模強(qiáng)度，凹模洞口之間的距離小于5 mm時(shí)，要空步。
d．級進(jìn)模的排樣圖要能看出定距方式，一般未反映的為首次擋料+固定擋料，對側(cè)刃定距的要畫出沖切條料的位置。
e．排樣圖上的尺寸、公差要完整。
(3)排樣圖的設(shè)計(jì)方法和步驟
a．一般是先從排樣的角度考慮并計(jì)算材料的利用率，對于復(fù)雜的零件通常用厚紙剪成3-5個(gè)樣件，排出各種可能的方案，選擇最優(yōu)方案；現(xiàn)在常用計(jì)算機(jī)排樣。
b．再考慮模具尺寸的大小，結(jié)構(gòu)的難易程度，模具壽命，材料利用率等幾個(gè)方面的問題綜合考慮，選擇一個(gè)合理的排樣方案。
c．算出搭邊，計(jì)算步距和料寬，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)板(帶)料的規(guī)格確定料寬及料寬公差。
d．將選定的排樣畫出排樣圖，按模具類型和沖裁順序打上適當(dāng)?shù)钠是芯€，標(biāo)上算得的尺寸和公差。
5．從排樣圖上找出沖切條料的線段(即模具的受力部分)，計(jì)算壓力中心：
6．從排樣圖上找出凹模工件洞口，在考慮壓力中心影響的同時(shí)，計(jì)算凹模輪廓尺寸，確定送料方向，選擇典型組合有關(guān)尺寸，類型，規(guī)格及代號。
7．計(jì)算沖、推、卸料力，初選壓力機(jī)類型及規(guī)格，再按典型組合的有關(guān)尺寸校核所選定壓力機(jī)的規(guī)格，校核內(nèi)容：
(1)模具與壓力機(jī)閉合高度是否適應(yīng)。
(2)壓力機(jī)漏料孔是否能漏下工件和廢料，對有彈頂裝置的模具，還應(yīng)使漏料孔大于彈頂器外形尺寸。即工作臺漏料孔要大于凹模工作洞口最大壁間距和彈壓器的最大外形尺寸。
(3)模具下模座外形尺寸與壓力機(jī)工作臺面尺寸是否相符，即下模座外形尺寸+2 x(50～70)≦壓力機(jī)工作臺面尺寸，若其中一項(xiàng)不符，則應(yīng)重選壓力機(jī)，一般是類型不變，增大壓力機(jī)規(guī)格。
8．畫模具裝配草圖，同時(shí)進(jìn)行有關(guān)零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算，
(1)根據(jù)所選典型模具的結(jié)構(gòu)及規(guī)格，查出模架外形尺寸；
(2)根據(jù)所選模具的閉合高度及模架外形尺寸，考慮排樣圖及名細(xì)表位置，按1:1確定圖紙規(guī)格；
(3)畫裝配草圖
A. 先打開上模，畫下模的俯視圖、再畫模具工作位置的主視圖，模具工作位置的主視圖一般應(yīng)按模具閉合狀態(tài)畫出，但為了使上下模重合部分表達(dá)清楚，可以將上下模拉開一段距離，拉開距離后，仍按閉合時(shí)的狀態(tài)畫圖。
畫模具裝配草圖時(shí)，模具零件的結(jié)構(gòu)，尺寸都應(yīng)相應(yīng)確定，同時(shí)應(yīng)考慮零件的加工工藝性。
選擇定位元件(定位擋銷，首次擋塊，導(dǎo)料板，側(cè)刃等)的類型及尺寸，并計(jì)算定位元件的位置。
B．圓形小凸模用車磨法加工，用帶臺肩式固定。異形凸模用線切割和成型磨削加工，用鉚接式固定，無論哪種同定方法，若固定端為圓形，工作端為非圓形都必須在固定端的接縫處加防轉(zhuǎn)銷。
對大截面的凸模一般采用螺釘緊固，但凸模與固定板必須加銷釘定位。
C. 計(jì)算彈壓卸料板的臺階高度和寬度尺寸
D．確定推板、打板的結(jié)構(gòu)形狀，計(jì)算推板、打板的活動(dòng)空間
E．計(jì)算頂桿、打桿的長度
F．確定模柄類型和尺寸，需考慮以下關(guān)系：
(a)模柄臺階 + 固定部分=上模座厚；
(b)模柄全長 < 上模座 + 壓力機(jī)滑塊的模柄；
(c)模柄安裝部分的直徑 = 壓力機(jī)的模柄孔徑。
注：模具零部件設(shè)計(jì)要盡量參照標(biāo)準(zhǔn)。
(4)標(biāo)注尺寸：
A．導(dǎo)料板的進(jìn)料寬度尺寸和公差，閉合高度尺寸(指實(shí)際閉合高度，不是拉開后的畫圖高度)
B．模具外形尺寸；
C. 其它配合尺寸。
(5)按順或逆時(shí)針標(biāo)出件號并填寫明細(xì)表。
明細(xì)表中，序號，名稱都要填，標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫明標(biāo)準(zhǔn)代號和規(guī)格，非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的名稱和圖號，材料及熱處理硬度。
9．畫模具零件圖，并計(jì)算相關(guān)尺寸。
模具裝配草圖畫好后整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算就算大功告成了，零件圖的結(jié)構(gòu)形狀和相關(guān)尺寸基本都有數(shù)了。
(1)計(jì)算模具工作部分尺寸
(2)畫工作零件圖，且要注意以下幾點(diǎn)：
A．結(jié)構(gòu)要合理，工藝性要好。
B．零件形狀要表達(dá)清楚，投影要正確，一般將零件在模具中的工作位置作為主視圖，上模的零件畫仰視圖，下模的零件畫俯視圖。以最少的視圖表達(dá)清楚為宜。
C. 尺寸，公差，表面粗糙度，材料，硬度及有關(guān)技術(shù)要求要合理且完整。
D．相互聯(lián)接(或有相應(yīng)關(guān)系)的零件，其形狀及尺寸要相對應(yīng)，如：
a．用側(cè)刃定距時(shí)，導(dǎo)料板上的側(cè)刃讓位孔要與側(cè)刃的形狀位置相對應(yīng)；
b．用始用擋料、固定擋料時(shí)，導(dǎo)料板上的讓位槽形狀，尺寸與始用擋塊相適應(yīng)，位置應(yīng)與擋料銷成步距關(guān)系；
c．卸料板的臺階寬度和高度尺寸應(yīng)與導(dǎo)料扳的送料寬度及導(dǎo)料板的高度相適應(yīng)；
d．卸料板的擋料釘讓位孔和始用擋塊讓位孔應(yīng)與擋料釘和始用擋塊的位置相適應(yīng)；
e．推板應(yīng)與凹模的形狀，尺寸相適應(yīng)，推板打板的活動(dòng)空間為5-8ram;
f．頂桿長度應(yīng)能打下料來，又能保證打桿的活動(dòng)空間為5-8mm;
g．固定板的型腔應(yīng)與凸模結(jié)構(gòu)形狀相適應(yīng)，臺階固定的，其型腔上部要有讓位槽，鉚接固定的，其型腔上部要有倒角：
h．固定板，卸料板，凹模的型孔位置應(yīng)一致，對于不對稱的形狀，畫圖時(shí)要注意方向以防畫反：
i．相互聯(lián)系的螺銷孔的孔距尺寸應(yīng)相同。
(3)畫零件圖時(shí)，若結(jié)構(gòu)或工藝性的要求改變與總圖不符之處，應(yīng)更改裝配草圖與之對應(yīng)。
（4）模具零件的各項(xiàng)內(nèi)容(如圖號、名稱、件數(shù)、材料等)必須與該零件在裝配圖上標(biāo)注的內(nèi)容完全相同。
10．畫模具裝配正式圖：
模具裝配圖除土俯視圖外(一般不畫左視圖)，其右上角為本次模具加工的本工序圖和上道工序圖，如果是落料模，則將上道T序圖用排樣圖代替，右下角為明細(xì)表；總圖上應(yīng)標(biāo)注模具封閉高度和總長、總寬及其它配合尺寸。對有導(dǎo)料板的應(yīng)標(biāo)注導(dǎo)料板送料空間的間距并注上公差。明細(xì)表的上方或左邊還應(yīng)寫技術(shù)要求。其技術(shù)要求標(biāo)注舉例如下(注意不同模具其技術(shù)要求不盡相同)：
(1)上、下模座之上、下平面的平行度應(yīng)達(dá)到XX級精度；
(2)導(dǎo)柱與下模座、導(dǎo)套與上模座、導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合分別為多少；
(3)模具的上模部分沿導(dǎo)柱上下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象；
(4)凸、凹模之間的間隙為___mm，且四周的間隙應(yīng)均勻一致。
設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)題欄和明細(xì)欄分別按標(biāo)準(zhǔn)《GB10609.1-89技術(shù)制圖 標(biāo)題欄》和《GBl0609.2-89技術(shù)制圖 明細(xì)欄》執(zhí)行，明細(xì)表中，序號，名稱都要填，標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫明標(biāo)準(zhǔn)代號和規(guī)格，非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的名稱和圖號，材料及熱處理硬度。標(biāo)準(zhǔn)零件的名稱和規(guī)格放在在明細(xì)表的名稱欄，標(biāo)準(zhǔn)零件的國標(biāo)號放在在明細(xì)表上的代號欄，非標(biāo)準(zhǔn)件圖號按《JB／T5054．4-2000產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件編號原則》中的隸屬編號規(guī)則。
標(biāo)題欄中，“共 張、第 張”要求填寫同一圖樣代號中圖樣的總張數(shù)及該張所在的張次。
11．編寫設(shè)計(jì)說明書：
設(shè)計(jì)說明書主要是將你進(jìn)行工藝分析的內(nèi)容，工藝方案確定的思路，計(jì)算項(xiàng)目等進(jìn)行歸納說明。其正文包括下列內(nèi)容：
(1)簡述設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求；
(2)沖壓件工藝性分析的內(nèi)容；
(3)模具結(jié)構(gòu)與工序組合、沖件質(zhì)量及批量的關(guān)系；
（4)排樣與模具結(jié)構(gòu)、材料利用率的關(guān)系；
(5)模具結(jié)構(gòu)及排樣對生產(chǎn)率、操作安全、方便及成本的關(guān)系；
(6)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析過程；
(7)沖、推、卸料力的計(jì)算過程及選擇沖壓設(shè)備類型和規(guī)格的依據(jù)；
(8)壓力中心的計(jì)算過程：
(9)凹模輪廓尺寸計(jì)算過程和典型組合的選擇；
(10)沖模主要零部件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、公差的選擇及技術(shù)要求的說明；
(11)小凸模的剛度校核過程：
(12)凸、凹模工作刃口計(jì)算的過程；
(13)其他計(jì)算過程及需要說明的內(nèi)容；
(14)該設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及改造措施；
(15)設(shè)計(jì)所使用的參考文獻(xiàn)；
（16）設(shè)計(jì)的感想
設(shè)計(jì)說明書正文用仿宋小四號字，固定值18磅；頁邊距上、下、左為2.5cm，右為2cm；如手寫，要求字跡工整，繪圖需整齊、清楚。
設(shè)計(jì)說明書的封面格式按《課程設(shè)計(jì)封面及格式要求》，設(shè)計(jì)題目根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容擬定，如沖壓件名稱為托車軸端蓋，設(shè)計(jì)該沖壓件的拉深摸，則設(shè)計(jì)題目可定為：拖車軸端蓋的拉深模設(shè)計(jì)。
六、設(shè)計(jì)完成后交給指導(dǎo)老師的技術(shù)資料
1． 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(根據(jù)老師提供的草圖或樣品用AutoCAD按比例繪制，見附錄)；
2. 沖壓件沖壓工藝過程卡及凸、凹模（及凸凹模）加工工藝卡片；
3．沖模裝配圖和凸、凹模零件圖：按A4圖紙大小折疊；
4．設(shè)計(jì)說明書；
上述1~4紙質(zhì)資料裝入資料袋交給指導(dǎo)老師
5. 電子文檔：如果是用電腦設(shè)計(jì)，除提交紙質(zhì)資料外還需提交電子文檔。將上述1~4資料文檔放入文件夾交給班長或?qū)W習(xí)委員再統(tǒng)一轉(zhuǎn)交給指導(dǎo)老師，文件夾的名稱為：學(xué)號+姓名+沖壓件名稱+工序名稱。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的文件名為：沖壓件名稱+工序名稱+學(xué)生姓名。
附：設(shè)計(jì)任務(wù)書格式
《沖壓模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
班級 學(xué)號 姓名
技術(shù)要求：
名稱：矩形盒 材料：08F-HF
生產(chǎn)批量：大批量
設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)該零件的 拉深 模具