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1、1 汽车冲压件模具设计汽车冲压件模具设计课程设计指导书 课程设计指导书 模具设计与制造专业 模具设计与制造专业 汽车冲压件模具设计课程设计是模具专业汽车冲压件模具设计课程的一 个重要教学环节， 其目的在于使学生能够综合运用所学的基础理论和冲压模具设 计知识，对具体冲件进行全面的工艺分析，并在经济合理的原则下，制定出有效 的冲压工艺规程；联系生产实际、掌握冷冲模设计的基本技能，巩固和扩展所学 知识，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 整个设计过程必须按照设计任务书的要求进行。 在设计中要求学生本着社会 主义的高度责任感和一切从实际出发的科学态度与工作作风， 在指导老师的指导 下，克服困难、独
2、立思考、保质保量，按期完成规定的设计任务。 一、课程设计内容及一、课程设计内容及任务任务 （1）编制设计任务书所指定冲压件的冲压工艺过程 绘制冲压工艺过程卡一份，制件图一张。 （2）设计某工序模具结构总图，绘制模具零件图 绘图量：装配图一张 A1A0；零件图 4 张中必须有凸、凹模零件，其他选 择零件 2 个绘制， （A3A4 号图纸） 。 （3）编写上述设计项目的说明书。 二、设计步骤二、设计步骤 1分析采用冲压加工的经济性分析采用冲压加工的经济性 根据生产批量 （一般按小批量） 及零件的质量要求， 确定是否采用冲压加工。 2分析制件的冲压工艺性分析制件的冲压工艺性 按制件的图纸，分析零件的
3、形状、尺寸、精度、表面质量和材料等是否符合 冲压工艺的要求，并绘制冲压制件图。 3确定冲压工艺方案确定冲压工艺方案 先拟定出各种不同的冲压方案，然后加以分析比较，确定其中最佳的一种工 艺方案，最后编写冲压工艺规程（即定出工序性质、工序数目、工序顺序、工序 定位方法以及其它辅助工序的安排） 。 4确定模具结构形式确定模具结构形式 根据制件的生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度及实际生产条件 选择适当的模具结构形式（模具结构的合理性、经济性、操作方便、使用安全可 靠等） 。2 （1）模具类型的确定 （2）导向方式的确定 一般根据冲件形状，尺寸，精度及生产批量来选择。 1）单工序模 冲件形状简
4、单且精度低时，可不用导向，采用敞开模。 冲件精度较高，批量较小且材料较厚而凸模强度大时，可采用固定导板 导向，即采用固定导板模。 冲件形状复杂，精度较高，且为中，大批生产时用导柱、导套导向。此 种导向生产中常用（导柱导套有滑动导向和滚动导向两种，一般都用滑动导向， 只有冲件精度很高时才选用滚动导向） 。 冲件孔小，凸模多且强度弱时用弹压导板导向。 2）复合工序模 复合模都有导向，级进模的选择方法与单工序模的、三项相同。 （3）滑动式模架选择 无导向和用固定导板导向的模具及用导柱、导套导向和弹压导板导向的模 具，一般都有标准模架。用导柱、导套导向的模架，随导柱位置的不同又有如下 几种，可根据需要
5、选择： 1）对角导柱模架。可以承受一定的偏裁，上下动作平稳，且能纵横两方面 送料，用于有偏载的大中型模具 2）后侧导柱模架。可以三方面送料，操作特别方便，受力均为偏载，模架 容易变形，一般用于受力不大或精度要求不高的中小型模具。 3）中间导柱模架。结构简单，加工方便，但只能一个方向送料，当受偏裁 时，模架也有变形。 4）四角导柱模架。滑动平稳，导向准确，用于冲件精度较高的大型冲压模 具。 （4）压、卸料方式的确定 冲件平整度要求较高或料较薄时，用弹压卸料板，它既可压料，又可卸料， 因卸料板随上模上下运动，送料直观性强，操作方便，这是生产中常用的一种卸 料方式。 当料较厚，用弹压卸料难以卸件，或
6、零件形状简单，要求不高时采用固定卸 料，它可简化模具结构，但因行腔封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。 （5）定距方式的确定 对单工序模具且单排排样，一般用挡料钉定位即可，若用双排且需调头送料 的有时要用挡料钉和伸缩挡料销结合使用。 对复合工序模中的顺装复合模一般用固定挡料销定距。对倒装复合模，若挡3 料销在凹模上的让位孔离凹模型腔较远时用固定挡料销。 若挡料销让位孔离凹模 型腔太近时，则要用伸缩挡料销。以免削弱凹模强度。 对复合工序模中的级进模，其定距方式有始用挡料加固定挡料定距、侧刃定 距两种方式，若跳步步数较少（12 个）且料厚时，可用始用挡料加固定挡料， 跳步步数较多的则用侧刃定
7、距。从侧刃定距方便容易实现自动化送料的角度，侧 刃定距在现代生产的级进模中用得越来越多。若尺寸要求较高，可在以上两种定 距方式中增加导正销，提高定距精度。 5冲压冲压工艺设计计算工艺设计计算 （1）冲裁模的工艺设计计算 选择排样方案，搭边值，条料宽度，送进步距，确定裁板法，计算材料 利用率。 按比例画出排拉图，并标注尺寸。 计算冲裁力，初选压力机。 确定凸、凹模间隙值。 确定凸、凹模刃口尺寸及公差。 模具压力中心确定。 绘制模具结构草图及模具零件的初步选用，计算模具的闭合高度。 最后确定压力机的规格。 （2）弯曲模的工艺设计计算 计算毛坯展开尺寸和各道弯曲工序尺寸，按比例绘制各道工序图，并标
8、注尺寸。 计算弯曲力，初选压力机。 计算凸、凹模工作部分尺寸。 根据回弹值计算模具工作部分的园角半径及角度，确定凸、凹模间隙值，计 算凸、凹模宽度尺寸及凸、凹模深度尺寸。 绘制模具结构草图及模具零件的初步选用，计算模具的闭合高度。 最后确定压力机规格。 （3）无凸缘筒形件拉深模的工艺计算 确定修边余量，计算毛坯展开尺寸。 确定是否采用压边圈。 计算拉深次数及各拉深直径（含中间退火的安排） 。 确定各次拉深的凸、凹模园角半径及拉深高度，按比例绘制各拉深工序 图并标注尺寸。 计算各次拉深的压边力、拉深力，初选压力机。 对要求的某一拉深工序的拉深模，确定凸、凹模间隙值，计算凸、凹模4 工作部分尺寸及
9、公差。 绘制要求设计的拉深模具结构草图，初步选用模具零件，计算模具的闭 合高度。 最后确定压力机规格。 注：对于其它冲压成形的工艺设计计算，可参考上述步骤进行。 6绘制模具图绘制模具图 （1）绘制模具总装图 模具总图应符合冲模习惯画法及机械制图国家标准， 总图上应标注必要的尺 寸，如模具闭合高度、压力中心、模柄直径、下模外形尺寸、主要零件配合尺寸、 顶杆距离，对有导料板的应标注导料板送料空间的间距并注上公差，并标注必要 的技术条件。 （2）绘制模具零件图 三、完成时间三、完成时间 可以根据课程的进度逐步完成规定的内容， 在本课程上完之前一周交到教师 处。 四、成绩评定四、成绩评定 课程设计的最
10、终成绩根据平时表现、图面质量、说明书的准确性以及答辩成 绩综合评定。其中平时表现占 40%，图面质量占 40%，简要答辩成绩占 20%。 其具体评分细则见表 1。 表 1 平时成绩与图面质量评分表（共 80 分） 序号 设计内容 配分 备注 1 绘制产品图，对产品进行工艺性分析，确 定合理工艺方案 5 加工工艺不合理酌情扣 35 分 刃口尺寸计算 4 排样计算 4 冲压力计算 4 2 完成相 关工艺 计算 压力中心计算 4 教师根据学生的计算情 况逐条打分，没有计算的 不得分，计算错误的酌情 扣分 凸、 凹模结构形式的确定与计算 4 定位零件的选用与计算 4 卸料 （出件） 装置的选用与弹性
11、元件的计算 4 3 完成模 具零部 件的设 计计算 工作 标准件的选用 4 教师根据学生的计算与 选用情况逐条打分，没有 计算或选用的不得分，计 算与选用错误的酌情扣 分5 4 绘制模具总装草图 10 5 绘制正式装配图 10 教师视学生的图面质量 打分，草图重点纠正学生 的模具结构错误，正式图 纸重点纠正学生的绘图 与设计细节错误 6 绘制教师制定的模具零件图 15 零件图重点考察学生零 件图尺寸、公差以及粗糙 度的标注等知识点，教师 可根据实际情况酌情打 分 7 设计说明书 8 查看说明书计算内容是 否完整正确，可酌情扣分 课程设计的答辩主要设计的知识面包括冲压工艺基本知识、 模具设计的主
12、要 内容、标准件的选用、模具材料的选用以及模具制造的相关问题，通常每个学生 的答辩时间不超过 10 分钟，答辩总分 20 分，教师可根据学生回答问题的情况打 分。其具体配见表 2。 表 2 答辩评分表（共 20 分） 序号 内容 配分 1 冲压工艺基本知识问答 5 2 模具动作原理、结构组成与特点问答 5 3 模具材料的选用 4 4 标准件与公差等数据的现场查取 3 5 模具零件的制造知识问答 3 五、课程设计说明书编写顺序及内容五、课程设计说明书编写顺序及内容 1课程课程设计说明书设计说明书 课程设计说明书是对设计进行解释与说明的书面材料， 应包括理论分析和必 要的计算部分，页数在 20 页
13、以上（A4 纸） ，并装订成册。说明书叙述要清楚， 论证要充分，使用的公式要正确并有据可查，并按设计要求将全部内容按先后排 序进行编写。其结构如下： （1）封面 （2）目录 （3）前言。扼要说明设计题目的意义、设计体会和设计经过。 （4）制件图及设计任务 （5）分析设计的任务与要求 （6）分析采用冲压加工的经济性 （7）分析制件的冲压工艺性 （8）确定冲压工艺方案6 （9）确定模具结构形式 （10）冲压工艺设计计算 （11）编制冲压工艺过程卡 （12）模具使用说明及维护保养 （13）结束语。对设计存在的优缺点及改进意见进行叙述。 （14）参考文献。在设计中，特别是在编写设计计算说明书及论文中，
14、所用 的参考书要写清编者姓名、书名、出版单位及日期，并标注序号。 2格式要求格式要求 标题（三号字，宋体，粗体） 、子标题（四号字，宋体，粗体） 、正文文字（小 四，宋体） 、行距 1.25 倍，首行缩进 2 个字符。设计计算说明书编制方法及缮写 格式。 30mm (设计内容) (计算及说明) 25mm (结果) 1计算毛坯 尺寸 2确定排样 方案 毛坯尺寸直径 D1，按表 4.7 公式计算： 式中： d1=3.6； h1=5.71.81.7=2.2； d2=5.1； d3=8； h2=1.8； 代入得 计算包括修边余量的毛坯尺寸 D： 查表 432 得修边余量 d=1.2，D=D1+d；代入
15、得 D=12.32+1.2=13.52，取 D=13.6mm。 带料宽度 B 的计算：查表 432 得带料连续拉伸料 宽的计算公式 B=1.03D2n2 查表得 n2=1.5；则 B=1.0313.621.5=17mm 带料进料步距 A 的计算：查表 432 得 A=Dn 查表 434 得 n=1.5；代入得 A=13.6+1.5=15.1；取步距 A=15mm D=13.6mm B=17mm A=15mm 六、设计完成后交给指导老师的技术资料六、设计完成后交给指导老师的技术资料 （1）课程设计任务书 （2）冲压工艺过程卡 （3）冲模成套图纸。按 4 号图纸折叠，且按张次顺序排列装订成册 （4
16、）设计说明书 七、参考文献七、参考文献 （1）赵孟栋 冷冲模设计 第 1 版北京机械工业出版社2009.03 （2） 中国模具设计大典PDF 文件格式网上下载 （3）许发樾 实用模具设计与制造手册 第 2 版北京机械工业出版社2005.10 （4）王孝培.冲压手册.北京：机械工业出版社，19907 （5）徐政坤.冲压模具及设备.北京：机械工业出版社，2005 （9）东北工学院编.机械零件设计手册.第二版（上中册） （10） 冷冲压 国家标准 （11） 机械制图 国家标准 （6） 公差与配合 国家标准 （7） 形状和位置公差 国家标准 说明说明 （1）说明书内容可根据设计课题需要来取舍或调整。 （2）要求工艺设计步骤清楚，论述正确，简明扼要；设计公式和参数选用 正确，依据充分，结论正确；
