材料成型及控制专业课程设计指导书.docx

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材料成型及控制专业课程设计指导书

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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

指导教师

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

指导教师

教研室主任

西安工程大学

日期：

年月日

同学：

请你根据图示制件，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、图纸必须手绘（经指导老师同意可以利用CAD软件绘制，CAD绘制者必须打印纸质图并交齐所有电子文件）；

2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册，并加封面，装入资料袋中，否则不接受作业（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，于本次课程设计时间进程最后一天交至指导教师；

4、设计必须认真仔细，允许讨论，但严禁抄袭、复制或复印。

参考资料：

1、《冲压设计资料》王孝培主编

2、《模具设计与制造简明手册》

3、《冷冲模图册》

4、《冷冲模设计指导》

5、《中国模具设计大典》

《冷冲压工艺与模具设计》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.对冲裁件的工艺分析

根据工件图纸，分析该冲裁件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲裁工艺的要求。

（15分）

2.确定冲裁件的最佳工艺方案

通过对冲裁件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲裁性质、冲裁次数、冲裁顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲裁工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。

（10分）

3.确定模具类型

根据冲裁件的生产批量，冲裁件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。

（5分）

4.工艺参数计算（30分）

1）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算

2）排样设计并画排样图

3）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具装配图、主要成形零件图（40分）

通过绘制模具装配图、主要成形零件图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺与模具设计》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.对冲裁件的工艺分析

根据工件图纸，分析该冲裁件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲裁工艺的要求。

（15分）

2.确定冲裁件的最佳工艺方案

通过对冲裁件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲裁性质、冲裁次数、冲裁顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲裁工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。

（10分）

3.确定模具类型

根据冲裁件的生产批量，冲裁件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。

（5分）

4.工艺参数计算（30分）

1）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算

2）排样设计并画排样图

3）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具装配图、主要成形零件图（40分）

通过绘制模具装配图、主要成形零件图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺与模具设计》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.对弯曲件的工艺分析

根据工件图纸，分析该弯曲件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合弯曲工艺的要求。

（15分）

2.确定弯曲件的最佳工艺方案

通过对弯曲件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析弯曲性质、弯曲次数、弯曲顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的弯曲工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。

（10分）

3.确定模具类型

根据弯曲件的生产批量，弯曲件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。

（5分）

4.工艺参数计算（30分）

1）弯曲凸、凹模工序尺寸的计算

2）排样设计并画排样图

3）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具装配图、主要成形零件图（40分）

通过绘制模具装配图、主要成形零件图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺与模具设计》课程设计课题四

姓名_________   班级__________学号________成绩___________

工件简图如图所示

生产批量：

中、小批量

材料：

硅锰青铜

料厚：

0.5mm

设计要求：

1.对弯曲件的工艺分析

根据工件图纸，分析该弯曲件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合弯曲工艺的要求。

（15分）

2.确定弯曲件的最佳工艺方案

通过对弯曲件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析弯曲性质、弯曲次数、弯曲顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的弯曲工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。

（10分）

3.确定模具类型

根据弯曲件的生产批量，弯曲件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。

（5分）

4.工艺参数计算（30分）

1）弯曲凸、凹模工序尺寸的计算

2）排样设计并画排样图

3）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具装配图、主要成形零件图（40分）

通过绘制模具装配图、主要成形零件图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺与模具设计》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.对拉深件的工艺分析

根据工件图纸，分析该拉深件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合拉深件工艺的要求。

（15分）

2.确定拉深件的最佳工艺方案

通过对拉深件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析拉深性质、拉深次数、拉深顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的拉深工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。

（10分）

3.确定模具类型

根据拉深件的生产批量，拉深件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。

（5分）

4.工艺参数计算（30分）

1）拉深次数和拉深工序尺寸的确定

2）排样设计并画排样图

3）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具装配图、主要成形零件图（40分）

通过绘制模具装配图、主要成形零件图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置等。

《冷冲压工艺与模具设计》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.对拉深件的工艺分析

根据工件图纸，分析该拉深件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合拉深件工艺的要求。

（15分）

2.确定拉深件的最佳工艺方案

通过对拉深件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析拉深性质、拉深次数、拉深顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的拉深工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。

（10分）

3.确定模具类型

根据拉深件的生产批量，拉深件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。

（5分）

4.工艺参数计算（30分）

1）拉深次数和拉深工序尺寸的确定

2）排样设计并画排样图

3）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具装配图、主要成形零件图（30分）

通过绘制模具装配图、主要成形零件图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置等。

课程设计指导书

一、冷冲模设计的目的

冷冲模课程设计是在理论教学之后进行的实践性教学环节，其目的在于巩固所学知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力。

通过设计，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献等方面受到一次综合性训练。

二、冷冲模设计的内容

1、设计课题

一般为单工序或较为简单的级进模和冲孔落料复合模等。

2、设计内容

设计内容包括冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图设计，总的冲压力计算和压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡皮的计算和选用，凸模、凹模或凸凹模的结构设计以及其它冲模零件的设计，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（一般为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、冷冲模设计的要求

1、冷冲模装配图

冷冲模装配图用以表明冲模结构、工作原理组成冲模的全部零件及其相互位置和装配关系。

一般情况下，冷冲模装配图用主视图和俯视图表示，若还不能表达清楚时，再增加其它视图。

一般按1：

1的比例绘制。

冷冲模装配图上要标明必要的尺寸和技术要求。

（1）主视图主视图放在图样的上面偏左，按冲模正对操作者方向绘制，采取剖面画法，一般按模具闭合状态绘制，在上、下模间有一完成的冲压件，断面涂红或涂黑。

主视图是模具装配图的主体，应尽量在主视图上将结构表达清楚，力求将凸、凹模的形状画完整。

（2）俯视图通过俯视图可以了解冲模零件的平面布置、排样方法、以及凹模的轮廓形状等。

习惯将上模部分拿去，只反映模具的下模俯视可见部分；或将上模的左半部分去掉，只画下模，而右半部分保留上模画俯视图。

俯视图上，制件图和排样图的轮廓用双点划线表示。

图上应标注必要的尺寸，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的右上角，要注明制件的材料、规格以及制件的尺寸、公差等。

若图面位置不够可另立一页。

对于多工序成形的制件，除绘制本工序的模具装配图，还应绘出排样图，排样图布置在制件图的左边。

此外，对于有落料工序的模具装配图，还应绘出排样图，排样图布置在制件图的下方，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比例绘出，若不一致，必须用箭头指明冲压方向。

（4）标题栏与明细表标题栏与明细表布置在图样的右下角，并按机械制图国家标准填写。

零件明细表应包括件号、名称、数量、材料、热处理、标准零件代号及规格、备注等内容。

模具图中的所有零件都应详细填写在明细表中。

（5）技术要求装配图和技术要求布置在图纸的下部的适当位置。

其内容包括：

凸、凹模间隙，模具闭合高度，该模具的特殊要求，其它，按本行业国标或厂标执行。

2、冲模零件图

零件图的绘制和标注应符合机械制图国家标准的规定，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。

冲模零件在图样上的方向应尽量按该零件在装配图中的方位画出，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，保证间隙若干即可。

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达自己的设计结果外，还必须编写设计说明书，用以阐明自己的设计观点、方案的优劣、依据和过程。

其内容包括：

（1）目录

（2）设计任务书及产品图

（3）序言

（4）制件的工艺性分析

（5）冲压工艺方案的制定

（6）模具结构形式的论证及确定

（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）冲压设备的选择及校核

（10）模具零件的选用、设计及必要的计算

（11）模具工作零件刃口尺寸及公差的计算

（12）其它需要说明的问题

（13）主要参考书目录

说明书中应附有冲模结构等必要的简图。

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的意义及单位。

说明书最后（即内容13）应附有参考文献目录，包括书刊名称、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，例如：

见文献[7]P211。

四、冷冲模设计的步骤与方法

1、明确设计任务，收集有关资料

学生拿到设计任务书后，首先明确自己的设计课题要求，并仔细阅读设计指导书，了解冲模设计的目的、内容、要求和步骤。

然后在指导老师的指导下拟定工作进度计划，查阅有关图册、手册等资料。

若有条件，应深入到有关工厂了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中的装配关系、技术要求，生产的批量，采用的冲压设备型号和规格，模具制造的设备型号和规格，标准化等情况。

2、冲压工艺分析及工艺方案的确定

（1）冲压工艺性分析在明确了设计任务、收集了有关资料的基础上，分析制品的技术要求、结构工艺性及经济性是否符合冲压工艺要求。

若不合适，应提出修改意见，经指导教师同意修改后或更换设计任务书。

（2）制定工艺方案，填写工艺卡片首先在工艺分析的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，然后确定冲压加工工艺方案，它是制定冲压件工艺过程的核心。

在确定冲压工艺方案时，先决定所需的基本工序性质、数目、顺序，再将其排列组合成若干种方案，最后对各种可能性的方案进行比较分析，综合其优缺点，选出一种最佳方案，将其内容填入冲压工艺卡中。

3、冲压工艺计算及设计

（1）排样及材料利用率的计算就设计冲裁模而言，排样图设计是进行工艺设计的第一步。

每个制件都有自己的特点，每种工艺方案考虑问题的出发点也不尽相同，因而同一制件也可能有多种不同的排样方法。

在设计排样图时，必须考虑制件精度、模具结构、材料利用率、生产效率、工人操作习惯等诸多因素。

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，或为节约材料、提高生产率而采取斜排、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，可用纸板按比例做若干个样板。

利用实物排样，往往可以达到事半功倍的效果。

在设计排样图时往往要同时对多种不同排样方案计算材料利用率，比较各种方案的优劣，选择最佳排样方案。

（2）刃口尺寸的计算刃口尺寸的计算较为简单，当确定了凸凹模加工方法后而可按相关公式进行计算。

一般冲模计算结果精确到小数点后两位，采用成形磨、线切割等加工方法时，计算结果精确到小数点后三位。

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）冲压力的计算、压力中心的确定、冲压设备的初选根据排样图和所选模具结构形式，可以方便地算出所需总压力。

用解析法求出压力中心，以便确定模具的外形尺寸。

根据算出的总压力，初选冲压设备的型号和规格，待模具总图设计好后，校核该设备的装模尺寸（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，再根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、销孔的布置，第二，压力中心一般与凹模的几何中心重合，第三，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

（2）选择模架并确定其它冲模零件的主要参数根据凹模周界大小，从《冷冲模国家标准》GB2871—81~GB2874—84（冷冲模典型组合）中即可确定模架规格及主要冲模零件的规格参数，再查阅冲模标准中有关零部件图表，就可以画装配图了。

（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，且不容易出错。

（4）画冲模零件图装配图画好后，即可画零件图。

一般选择凹模的右侧和下侧平面（俯视图）为设计的尺寸基准。

（5）编写技术文件冷冲模课程设计编写的技术文件有：

说明书，冲压工艺卡。

按要求认真编写。

五、时间安排

按照教学计划课程设计时间总计3周，其参考进度及时间安排大致如下：

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

2008年11月