【正文】 1 《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 課程 設(shè)計(jì) 目的 本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完“沖壓工藝與冷沖模具設(shè)計(jì)”理論課并進(jìn)行了上機(jī)練習(xí)之后進(jìn)行的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論，聯(lián)系實(shí)際，提高工程技術(shù)能力和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致作風(fēng)的一次重要機(jī)會(huì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)要達(dá)到以下目的： 鞏固與擴(kuò)充“沖壓工藝與冷沖模具設(shè)計(jì)”以及有關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握制訂沖壓工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)沖壓模具的方法。 培養(yǎng)綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的知識(shí)，解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的工程技術(shù)能力（包括：設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、技術(shù)分析與決策、文獻(xiàn)檢索以及 撰寫(xiě)技術(shù)論文的能力）。 養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真、細(xì)致地從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。 課程 設(shè)計(jì) 步驟 1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 1) 閱讀產(chǎn)品零件圖 (1) 設(shè)計(jì)前應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)、繪圖用具、圖紙、說(shuō)明書(shū)用紙。 (2) 認(rèn)真研究任務(wù)書(shū)及指導(dǎo)書(shū)，分析設(shè)計(jì)題目的原始圖樣、零件的工作條件，明確設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容。 (3) 熟悉各種可采用的模具結(jié)構(gòu)形式及其優(yōu)缺點(diǎn)。 2) 沖件圖樣分析 產(chǎn)品零件圖是分析編制沖壓方案、設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)，對(duì)零件圖的分析主要是從沖壓工藝的角度出發(fā)，對(duì)沖壓件的形狀、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。若有與沖壓工藝要求相悖者，應(yīng)采取相應(yīng)的解決措施或與指導(dǎo)教師協(xié)商更改。 (1) 工藝分析。 合理的沖壓工藝，既能保證沖件的質(zhì)量，使沖壓工藝順利進(jìn)行，提高模具壽命，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)給模具的設(shè)計(jì)、制造與修理帶來(lái)方便。所以必須對(duì)指定的沖壓件圖樣進(jìn)行充分的工藝分析，在此基礎(chǔ)上，擬訂各種可能的不同工藝方案。 工藝分析主要是分析沖件的形狀、尺寸及使用要求，分析沖件的工藝性；根據(jù)成形規(guī)律，確定所用沖壓工藝方法；根據(jù)生產(chǎn)批量、沖壓設(shè) 備、模具加工的工藝條件等多方面因素，進(jìn)行全面的分析、研究，確定沖件的工藝性質(zhì)、工序數(shù)量、工序的組合和先后順序。在幾種可能的沖壓工藝方案中，選擇一種經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案，并填寫(xiě)沖壓工藝卡。 (2) 制訂沖壓工藝。 制訂沖壓工藝方案時(shí)，應(yīng)做如下工作： 2 ① 備料。確定板料、條料的規(guī)格、要求，并計(jì)算出材料利用率。 ② 確定工序性質(zhì)、數(shù)目、先后順序、工序的組合形式。 ③ 確定輔助工序及規(guī)范。 ④ 確定操作及定位方法。 ⑤ 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算。 2. 模具的總體設(shè)計(jì) 1) 模具類(lèi)型及導(dǎo)向方式的確定 (1) 單工序模。 ① 沖件形狀簡(jiǎn)單且精度低時(shí)，可不用導(dǎo)向，即采用敞開(kāi)模。 ② 沖件精度較高、批量較小且所用材料厚而凸模強(qiáng)度較大時(shí)，可采用固定導(dǎo)板導(dǎo)向，即采用固定導(dǎo)板模。 ③ 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，此種形式生產(chǎn)中常用 (導(dǎo)柱導(dǎo)套有滑動(dòng)式和滾動(dòng)式兩種，一般都用滑動(dòng)式，只有沖件精度很高時(shí)才用滾動(dòng)式 )。 ④ 沖件孔小，凸模多且強(qiáng)度弱時(shí)采用彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向。 (2) 組合工序模。 組合工序模均有導(dǎo)向，其選擇方式與單工序模 的③、④ 兩項(xiàng)相同。 2) 滑動(dòng)式模架選擇 無(wú)導(dǎo)向和用固定導(dǎo)板 導(dǎo)向的模具都設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)模架，需查閱手冊(cè)參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格設(shè)計(jì)，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，隨導(dǎo)柱位置的不同有對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架和四角導(dǎo)柱模架等，可根據(jù)需要選擇。 3) 壓料、卸料裝置的選擇 在選用壓料、卸料裝置的形式時(shí)，應(yīng)考慮操作方式，即板料送進(jìn)和定位是手動(dòng)操作還是自動(dòng)化操作 (要求學(xué)生設(shè)計(jì)手動(dòng)操作 )，還需考慮出料方式是上出料，還是下出料。壓料、卸料裝置根據(jù)沖件平整度要求或料的厚薄來(lái)確定，對(duì)于沖件平整度要求高、且料薄的情況宜用彈壓卸料板，這樣既可壓料又可卸料，且卸料板隨 上模上下運(yùn)動(dòng)，直觀性強(qiáng)，操作方便，彈壓卸料板是生產(chǎn)中常用的一種卸料裝置。 若板料較厚，用彈壓卸料板難以卸料時(shí)，宜選用固定卸料裝置卸料。一般在零件形狀簡(jiǎn)單、要求不高時(shí)，采用固定卸料方式，此方式可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，但是因?yàn)楣ぷ鞑课环忾]，送料只能靠手感，操作不便，安全性較差。 4) 定距方式的確定 單工序模具且單排排樣，一般用擋料銷(xiāo)定位即可，若用雙排排樣需調(diào)頭送料時(shí)，有時(shí)要聯(lián)合使用擋料銷(xiāo)和始用擋料銷(xiāo)。 組合工序模中的正裝式復(fù)合模一般用固定擋料銷(xiāo)定距，而對(duì)于倒裝復(fù)合模，也可用固定擋料銷(xiāo)，但需在凹模上開(kāi)設(shè)讓位孔，若擋料銷(xiāo) 讓位孔離凹模型腔太近時(shí)，則要用鉤形固定擋料銷(xiāo)或活動(dòng)擋料銷(xiāo)，以免削弱凹模強(qiáng)度。 組合工序的級(jí)進(jìn)模，其定距方式有首次擋料加固定擋料和側(cè)刃定距兩種方式，若跳步步數(shù)較少 (1～ 2 步 )且板料較厚時(shí)，可用始用擋料銷(xiāo)加固定擋料定距，跳步步數(shù)較多時(shí)，則 錯(cuò)誤 !使用“開(kāi)始”選項(xiàng)卡將 標(biāo)題 1,部分標(biāo)題 1,章標(biāo)題 ,Char 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。 3 用側(cè)刃定距。由于側(cè)刃定距方便且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化送料，所以在現(xiàn)在生產(chǎn)的級(jí)進(jìn)模中應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。若定距尺寸要求較高，即可在以上兩種方式中增加導(dǎo)正銷(xiāo)，以提高定距精度。 3. 畫(huà)排樣圖并計(jì)算材料利用率 畫(huà)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、成本以及模具的結(jié)構(gòu)與壽命等。 1) 排樣圖的內(nèi)容 排樣圖的內(nèi)容包括排樣方法、零件的沖裁過(guò)程 (模具類(lèi)型 )、定距方式 (用側(cè)刃定距時(shí)側(cè)刃的形狀、位置外材料利用率、步距、搭邊、料寬及其公差，對(duì)有彎曲、卷邊工序的零件還要考慮材料的纖維方向。 2) 畫(huà)排樣圖的注意事項(xiàng) (1) 能從排樣圖的剖切線上看出是單工序模還是級(jí)進(jìn)模或復(fù)合模。 (2) 級(jí)進(jìn)模的排樣要反映沖壓順序。 (3) 級(jí)進(jìn)模的排樣圖要考慮凹模強(qiáng)度，凹模洞口之間的壁厚小于 5mm 時(shí)，要留空步。 (4) 級(jí)進(jìn)模的排樣圖要能看到定距方式，一般未反映 的為始用擋料加固定擋料，側(cè)刃定距時(shí)要畫(huà)出側(cè)刃沖切條料的位置。 (5) 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 (1) 一般是先從排樣的角度考慮并計(jì)算材料的利用率，對(duì)于復(fù)雜的零件通常是用厚紙片剪成 3～ 5 個(gè)樣件，排出各種可能的方案。 (2) 其次從模具尺寸的大小、結(jié)構(gòu)的難易程度、凹模強(qiáng)度、模具壽命、材料利用率等諸方面綜合考慮，選擇一種合理的排樣方案。 (3) 查出搭邊，計(jì)算步距和料寬，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)板 (帶 )料的規(guī)格確定料寬和公差。 (4) 將選定的排樣方案畫(huà)成排樣圖，按模具類(lèi)型和沖裁順序打上適當(dāng) 的剖切線，標(biāo)上尺寸和公差。 4. 工藝計(jì)算 1) 計(jì)算壓力中心 從排樣圖上找出沖切條料的線段 (即模具的受力部分 )，按公式計(jì)算壓力中心。 2) 計(jì)算凹模輪廓尺寸 從排樣圖上找出凹模工作洞口，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，查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇典型的組合形式和有關(guān)尺寸、類(lèi)型、規(guī)格及代號(hào)。 3) 計(jì)算模具刃口尺寸 對(duì)于沖裁模，根據(jù)沖件的尺寸公差按配作法計(jì)算模具刃口尺寸。對(duì)于彎曲模、拉深模的工作零件尺寸，按有關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。 4) 計(jì)算沖裁力、推件力、卸料力 根據(jù)所選類(lèi)型的沖模及規(guī)格，校 核如下內(nèi)容。 (1) 模具與壓力機(jī)的閉合高度是否相適應(yīng)。 (2) 壓力機(jī)的漏料孔能否漏下沖件和廢料。對(duì)有彈頂裝置的模具，還應(yīng)使漏料孔大于 4 彈頂器外形尺寸，即工作臺(tái)漏料孔要大于凹模工作洞口最大壁間距和彈頂器的最大外形尺 寸。 (3) 模具下模座外形尺寸與壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸是否相符，按下模座外形尺寸 +(50～70)mm=沖床工作臺(tái)面尺寸校核，若其中一項(xiàng)不符，則應(yīng)重選壓力機(jī)，一般是類(lèi)型不變，增大壓力機(jī)規(guī)格。 5. 繪制模具裝配圖 根據(jù)所選模具的結(jié)構(gòu)規(guī)格，查出模架外形尺寸。按既定的模具閉合高度及模架外形尺寸，考慮排樣圖 及明細(xì)表位置，按比例 1∶ 1 確定圖紙規(guī)格，即可繪制裝配草圖。 1) 繪制裝配草圖 (1) 先打開(kāi)上模，畫(huà)下模的俯視圖，再畫(huà)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(huà)出，但為了使上、下模重合部分表達(dá)清楚，可以將上、下模錯(cuò)開(kāi)一段距離畫(huà)圖，錯(cuò)開(kāi)后長(zhǎng)寬方向仍應(yīng)按閉合時(shí)的位置狀態(tài)畫(huà)圖。畫(huà)模具裝配草圖時(shí)，模具零件的結(jié)構(gòu)、尺寸應(yīng)相應(yīng)確定，且應(yīng)考慮零件的加工工藝性。 (2) 選擇定位元件 (定位銷(xiāo)、始用擋料銷(xiāo)、側(cè)面導(dǎo)板、側(cè)刃等 )的類(lèi)型尺寸，計(jì)算定位零件的位置。 (3) 進(jìn)行小凸模的強(qiáng)、剛度校核，并根據(jù)凸 模形狀，確定相應(yīng)的加工方法和固定方式。一般圓凸模用車(chē)、磨法加工，用帶臺(tái)肩的固定方式固定，異形凸模用線切割和成形磨削加工，用鉚接固定方式固定，無(wú)論哪種固定方式，若固定端為圓形，工作端為非圓形，則都必須在固定端的接縫處加防轉(zhuǎn)銷(xiāo)。對(duì)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(xiāo)釘定位。 (4) 計(jì)算彈壓卸料板的臺(tái)階高度和寬度尺寸。 (5) 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。 (6) 計(jì)算頂桿、打桿的長(zhǎng)度。 (7) 確定模柄類(lèi)型和尺寸，需考慮以下關(guān)系 (①、②兩式應(yīng)成立 )： ① 模柄臺(tái)階 +固 定部分 =上模座厚度； ② 模柄全長(zhǎng) 上模座厚度 +壓力機(jī)滑塊的模柄孔深； ③ 模柄安裝部分的直徑與壓力機(jī)滑塊的模柄孔徑配合。 2) 標(biāo)注尺寸 應(yīng)標(biāo)注側(cè)面導(dǎo)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(kāi)后的畫(huà)面高度 )及模具外形尺寸。 3) 填寫(xiě)零件明細(xì)表 按順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较驑?biāo)上零件序號(hào)并填寫(xiě)零件明細(xì)表。明細(xì)表中，除序號(hào)中名稱(chēng)要全部填寫(xiě)外，標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫(xiě)明標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)和規(guī)格，非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的圖號(hào)，零件的材料及熱處理硬度。 4) 繪制模具零件圖 繪制完模具裝配草圖，整個(gè)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本完成 ，零件的結(jié)構(gòu)形狀和相關(guān)尺寸也已基本上心中有數(shù)。繪制零件圖時(shí)要注意如下事項(xiàng)： (1) 結(jié)構(gòu)要合理，工藝性要好。 錯(cuò)誤 !使用“開(kāi)始”選項(xiàng)卡將 標(biāo)題 1,部分標(biāo)題 1,章標(biāo)題 ,Char 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。 5 (2) 零件形狀必須表達(dá)清楚，投影要正確。必須以最少的視圖表達(dá)清楚為宜，且要符合國(guó)家最新制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定畫(huà)法。 (3) 尺寸、公差、形狀位置公差、表面粗糙度、材料、熱處理、硬度及有關(guān)技術(shù)要求要合理、完整。 (4) 注意有關(guān)零件的相互位置關(guān)系，如： ① 用側(cè)刃定距時(shí)，側(cè)面導(dǎo)板上的側(cè)刃讓位孔要與側(cè)刃的形狀、位置相對(duì)應(yīng)。 ② 用始用擋料銷(xiāo)＋固定擋料銷(xiāo)組合定位時(shí)，側(cè)面導(dǎo)料板上的讓位槽形狀尺寸應(yīng)與始用擋料銷(xiāo) 相適應(yīng)，位置應(yīng)與固定擋料銷(xiāo)成步距關(guān)系。 ③ 卸料板的臺(tái)階寬度和高度尺寸與側(cè)面導(dǎo)板的送料寬度及側(cè)面導(dǎo)板的高度相適應(yīng)。 ④ 推板應(yīng)與凹模形狀尺寸相適應(yīng)，推板打板的活動(dòng)空間為 5～ 8mm。 ⑤ 頂桿長(zhǎng)度應(yīng)能打下料來(lái)，并保證打桿的活動(dòng)空間為 5～ 8mm。 ⑥ 固定板的內(nèi)形應(yīng)與凸模結(jié)構(gòu)形狀相適應(yīng)。采用臺(tái)階固定時(shí)，其內(nèi)形上部要有讓位槽，鉚接時(shí)應(yīng)有倒角。 ⑦ 凸模固定板、卸料板、凹模的型孔位置應(yīng)一致，對(duì)于不對(duì)稱(chēng)的形狀要注意方向以防畫(huà)反。 ⑧ 相互聯(lián)系的螺、銷(xiāo)孔的孔距尺寸應(yīng)相同。 另外，在畫(huà)零件圖時(shí)，若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)形狀尺 寸與裝配草圖不符時(shí)，要反復(fù)推敲，對(duì)裝配草圖上不合理的結(jié)構(gòu)與尺寸要及時(shí)修改。 5) 繪制模具總裝配圖 模具裝配圖除主、俯視圖外，圖面右上角為本工序的工序圖或排樣圖，右下角為明細(xì)表，要標(biāo)注模具封閉高度及外形尺寸、技術(shù)要求、所選用壓力機(jī)的規(guī)格型號(hào)。 6. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 完成課程設(shè)計(jì)全部工作后，應(yīng)將其全部工作依先后順序編寫(xiě)成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，要求字跡工整，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，文字通順，說(shuō)明書(shū)應(yīng)以 16 開(kāi)紙或?qū)Ｓ谜f(shuō)明書(shū)紙書(shū)寫(xiě)，四周留有邊框，說(shuō)明書(shū)封面應(yīng)寫(xiě)明課程設(shè)計(jì)題目，說(shuō)明書(shū)開(kāi)始應(yīng)有前言或序言，說(shuō)明課程設(shè)計(jì)題目的選題意義，還可談?wù)?課程設(shè)計(jì)的收獲及體會(huì)。說(shuō)明書(shū)還應(yīng)包括以下內(nèi)容： (1) 目錄。 (2) 簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求。 (3) 沖件的工藝分析。 (4) 工藝方案的制訂及分析比較。 (5) 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算。進(jìn)行排樣與模具結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)率、操作安全分析，然后確定排樣方案，畫(huà)出排樣圖。 (6) 填寫(xiě)工藝規(guī)程卡。 (7) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析過(guò)程。 (8) 沖壓力、推件力、卸料力的計(jì)算過(guò)程及選用壓力機(jī)類(lèi)型和規(guī)格的依據(jù)。 (9) 壓力中心的計(jì)算過(guò)程。 (10) 凹模輪廓尺寸計(jì)算過(guò)程和典型組合的選擇。 (11) 沖模主要零件的結(jié)構(gòu)形狀、 材料、公差的選擇及技術(shù)要求的說(shuō)明。 6 (12) 小凸模強(qiáng)度、剛度校核過(guò)程。 (13) 凸、凹模工作刃口尺寸計(jì)算過(guò)程。 (14) 其他計(jì)算過(guò)程及需要說(shuō)明的內(nèi)容。 (15) 該設(shè)計(jì)的優(yōu)、缺點(diǎn)及改進(jìn)措施。 (16) 設(shè)計(jì)所用的參考資料。 課程 設(shè)計(jì) 題目 設(shè)計(jì)題目 1： 落料件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 內(nèi)容及任務(wù)： 一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)：見(jiàn)產(chǎn)品圖 二、設(shè)計(jì)任務(wù)：完成該產(chǎn)品的沖壓工藝方案、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、模具裝配圖及工作零件圖。 三、設(shè)計(jì)工作量 制訂沖壓工藝方案 模具總裝圖 1 張，凸模及凹模零件圖 2 張 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份， 20 頁(yè)左右 四、設(shè)計(jì)要求 圖紙用 CAD 繪制并交紙質(zhì)圖及電子檔 本任務(wù)書(shū)應(yīng)與說(shuō)明書(shū)、圖紙一同裝訂成冊(cè)，并加封面， 否則不接收