圓形墊片沖孔落料復合模具設(shè)計,圓形,墊片,沖孔,復合,模具設(shè)計
學院
課程設(shè)計說明書
課 題：沖孔落料復合模具設(shè)計
專 業(yè)
學生姓名
班 組
學 號
指導教師
完成日期
摘要
摘要
關(guān)于學校這次的課程設(shè)計，我設(shè)計了零件的沖孔落料復合模一套經(jīng)過課程設(shè)計的整個課題精心制作，對我所學的模具設(shè)計與制造所有知識得到了一個全面的復習，經(jīng)過查詢我們的教材還有我們學校圖書館里的和我這次課程設(shè)計課題有關(guān)的書本，根據(jù)模具設(shè)計的相關(guān)流程進行一步一步的不折不扣制作，把我這次課程設(shè)計的整個設(shè)計過程給很清楚的寫在這份說明書上了。
在這次設(shè)計零件同樣先進行了工藝的分析，工藝的計算，確定壓力機型號，再將各主要零部件的設(shè)計表達出來。
這次課程設(shè)計零件設(shè)計說明書的第一個部分是對我這次課程設(shè)計課題的第一套模具，零件坯料的沖孔落料復合模的工藝的分析，工藝的計算，主要零部件的設(shè)計。這次零件設(shè)計說明書的工藝計算，主要零件的設(shè)計。這都為選擇沖壓設(shè)備提供重要依據(jù)。也為本次模具設(shè)計的AutoCAD裝配圖，以及AutoCAD主要零件圖繪制提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞：沖壓模、
Ⅰ
- 15 -
目錄
摘要··················································································································Ⅰ
Abstract···········································································································Ⅱ
第一張 概述····································································································4
1.1 課程設(shè)計的目的·························································································4
1.2 課程設(shè)計的要求·························································································4
1.3 課程設(shè)計的注意事項··················································································4
第二章 零件坯料工藝設(shè)計··············································································5
2.1分析零件坯料的工藝性···············································································5
2.1.1零件坯料工藝分析··················································································5
2.1.2確定零件坯料沖壓工藝方案····································································5
2.2 零件坯料的工藝計算·················································································6
第三章 零件坯料沖孔落料復合模模具零部件設(shè)計······································7
3.1零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模的設(shè)計·······································7
3.2零件坯料沖孔落料復合模落料凹模設(shè)計·····················································8
3.3零件坯料沖孔落料復合模凸凹模設(shè)計·······················································8
3.4 零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設(shè)計············································9
3.5零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模固定板設(shè)計··········································10
3.6 零件坯料沖孔落料復合模，推件塊設(shè)計··················································11
3.7零件坯料沖孔落料復合模，墊板設(shè)計······················································12
第四章 零件坯料沖孔落料復合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計·········································14
4.1 零件坯料沖孔落料復合模模架的選擇····················································14
4.2 零件坯料沖孔落料復合模壓力中心計算·················································14
4.3零件坯料沖孔落料復合模模具裝配圖和零件的繪制··································14
總結(jié)··················································································································22
致謝··················································································································23
參考文獻·········································································································24
第一章 概述
1.1課程設(shè)計的目的
1、在這次課程設(shè)計中通過對課程設(shè)計的課題制作，對我們在學校老師所教的專業(yè)知識和我們自己所自學的專業(yè)知識進行一個鞏固。
2、在這次課程設(shè)計中培養(yǎng)我們模具專業(yè)的學生在遇到問題時的分析能力和解決問題能力，還有能獨立的完成對于模具設(shè)計的流程的熟練制作。
3、在這次課程設(shè)計中對我們模具設(shè)計與制造專業(yè)的學生工作作風以及責任心還有安全意識得到較大跨度的一個提升。
1.2 課程設(shè)計的要求
1、課程設(shè)計的圖紙圖幅量：一共要最少3張零號的圖幅工作量（其中最少要有1張零號裝配圖，剩下的不做要求）。
2、圖紙：最后答辯前上交的圖紙必須用AutoCAD繪制，畫圖時要更具繪圖標準去畫，最后要交1份AutoCAD圖紙和1份1：1打印出來的圖紙。
3、課程設(shè)計說明書的字數(shù)要求：不少于6000字。
4、查看和課程設(shè)計課題有關(guān)的各種資料，為順利的完成課程設(shè)計以及能順利畢業(yè)做好充分的準備工作。
5、要求計算準確、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準。
6、要求編制的工藝規(guī)程符合生產(chǎn)實際。
7、設(shè)計計算說明書要求文字通順，書寫工整。
1.3課程設(shè)計的的注意事項
1、相關(guān)安全的事宜：在進行課程設(shè)計的樣品加工時一定要遵守各類加工機械的操作規(guī)范，確保人生安全，器械安全。
2、服從命令聽指揮:在進行任何加工都前都要聽從老師的安排，認真負責，精心制作，保質(zhì)保量完成模具加工任務(wù)。
3、課程設(shè)計的所有內(nèi)容必須自己獨立完成，可以請教同學或老師，但嚴禁抄襲，做，在模具加工時同樣要獨立完成。
第二章 零件工藝設(shè)計
2.1 分析零件坯料的沖壓工藝性
零件坯料如圖2-1零件坯料
圖2-1零件坯料
2.1.1零件坯料工藝分析
由圖2-1可見,零件坯料的形狀比較簡單，結(jié)構(gòu)成對稱分布，零件尺寸通過一般的沖壓能滿足零件坯料的尺寸精度要求。尺寸的公差為自由公差，孔Φ6mm的孔邊距離外輪廓的距離遠遠大于凸、凹模所允許的最小壁厚，沒有凸、凹模強度的困擾，所以可以采用沖壓工序完成零件的生產(chǎn)。
2.1.2確定零件坯料沖壓工藝方案
1、方案的種類 零件坯料需要沖孔落料2個基本的工序，我們用以下3種加工的工藝方案來進行加工：
方案一：先把坯料沖下來，然后再利用另外的一套沖孔的模具進行孔的加工，用單個工序的模具來對零件坯料的制作。
方案二：采用沖孔落料，級進沖壓，采用級進模具來完成零件坯料的生產(chǎn)加工任務(wù)。
方案三：采用落料和沖孔同時進行的復合模具完成零件坯料的生產(chǎn)任務(wù)。
2、方案的比較 每種加工方案的特點以及方案比較如下。
方案一：所需要的模具的結(jié)構(gòu)不怎么復雜，在加工模具時比較容易，但要2個工序才能將加工中心坯料加工出來，用兩個模具整個生產(chǎn)，這樣生產(chǎn)的成本有點高，并且加工時的效率很低，最為重要的是這個方案加工不能保證零件坯料的尺寸精度。這個方案我們不要。
方案二：雖然用級進模他的加工效率是比較高的。但是級進模具外形很大，制造模具時麻煩，這樣他的成本代價太高，本身這種模具就不適合加工這種形狀很小，結(jié)構(gòu)還很簡單的零件，因而這種案我們也不要。
方案三：這個就要一個模具就行了，而且零件坯料的零件精度還有生產(chǎn)的速度要求都能夠達到要求，關(guān)鍵成本也不太高。
3、方案的最終確定 綜上所訴，零件坯料沖壓模具采用沖孔落料復合模具進行產(chǎn)品的加工。
2.1.2確定零件坯料沖孔落料復合模結(jié)構(gòu)形式的確定
有正裝復合模具還有倒裝復合模具2種復合模?？紤]到成型后拿料問題。最終確定我們用倒裝式復合模具進行零件的沖壓加工。
2.2 工藝計算
2.2.1零件坯料零件的排樣設(shè)計如圖2-2排樣
圖2-2排樣
1、搭邊值的確定[1]冷沖壓工藝及模具設(shè)計》表2.10得出工件的搭邊對于本次的設(shè)計，我們a1選取2mm，工件側(cè)面a=2.5mm
2、條料步距的確定 步距值：33mm+2mm=35mm 寬度150mm+2.5mm+2.5mm=155mm。
根據(jù)三維軟件進行測量得出，面積為961.35平方毫米，周長150.8mm
3、材料的利用率計算 η=S工/S總=961.35/40mm×37.5×100％=64.09％
2.2.2凸模和凹模的工作部分尺寸
零件圖上所注公差經(jīng)查標準公差表1.2為IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。
表1.2部分標準公差值（GB/T1800.3—1998）
公差等級
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
基本尺寸
/μm /mm
＞3～6
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.30
0.48
＞6～10
9
15
22
36
58
90
0.15
0.22
0.36
0.58
＞10～18
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
0.70
＞18～30
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
0.84
＞30～50
16
25
39
62
100
160
0.25
0.39
0.62
1.00
＞50～80
19
30
46
74
120
190
0.30
0.46
0.74
1.20
＞80～120
22
35
54
87
140
220
0.35
0.54
0.87
1.40
根據(jù)表1.2分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差：
零件外形： 36mm
零件內(nèi)形： 6mm
1、 確定凸、凹模的間隙以及制造公差。[2]冷沖壓模具課程設(shè)計指導與范例》表2-7可得凸、凹模的間隙最小值Zmin=0.040mm，凹模間隙最大值Zmax=0.060mm
沖孔凸、凹模計算
設(shè)沖孔尺寸為根據(jù)以上原則，沖孔時以凸模設(shè)計為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。凸模制造偏差取負偏差，凹模取正偏差。其計算公式為：
凸模 dp=(d＋x△)0- δp
凹模 dd=(＋Zmin)0+ δd＝(d＋X△＋Zmin) 0+ δd
在同一工步中沖出制件兩個以上孔時，凹模型孔中心距Ld按下式確定：
Ld=(Lmin＋0.5△)±0.125△
式中dd——沖孔凹?；境叽?mm)；
dp——沖孔凸模基本尺寸(mm)；
d——沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；
Ld——同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)；
Lmin——制件孔距最小極限尺寸(mm)；
△——沖孔件孔徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)，可查表9.1取值：當工件精度IT10以上，取x=1；當工件精度IT11～IT13，取x=0.75；當工件精度IT14，則取x=0.5。
表9.1磨損系數(shù)X
料厚t(mm)
非圓形
圓形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差△/mm
1
1～2
2～4
＞4
＜0.16
＜0.20
＜0.24
＜0.30
0.17～0.35
0.21～0.41
0.25～0.49
0.31～0.59
≥0.36
≥0.42
≥0.50
≥0.60
＜0.16
＜0.20
＜0.24
＜0.30
≥0.16
≥0.20
≥0.24
≥0.30
根據(jù)圖1.1和表9.1查得磨損系數(shù)X取0.5，即X=0.75
設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，所以
凸模： dp =(d+X△) 0- δp
=(6+0.75×0.12)
=6.09
凹模： dd=( dp +Zmin)
=(6.09+0.04)
=6.13
二、落料凸、凹模計算
凹模： Dd=(D－X△)
凸模： Dp=( Dd－Zmin)＝(D－X△－Zmin)
式中Dd——落料凹?；境叽?mm)；
Dp——落料凸?；境叽?mm)；
D——落料件最大極限尺寸(mm)；
r——落料件外徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)。表9.1取X=0.5。
由公差表（1.2）查得：設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工。
所以凹模
36:Dd2=(D2-X)
=(36-0.5×0.62)0+0.025
=35.690+0.025mm
凸模
36:Dp2=(Dd2- Zmin)
=(35.69-0.04)
=35.65 mm
式中，由已知條件零件為非圓形，材料的厚度是0.5mm，以及零件的公差大于0.42mm，查詢《冷沖壓模具設(shè)計》表2-9磨損系數(shù)X[5]得X=0.5，制件精度為IT14級時查詢《沖壓模具課程設(shè)計指導與范例》[6]得Δ=0.87mm。
零件坯料2孔中心距離的計算：由圖2-1可知當制件精度取IT14級時，中心距離：18±0.023m mm
C凹=C±σ凹=18±0.023mm
式中，σ凹=1/4×0.09mm=0.023mm
2、 零件坯料沖壓模，沖壓力計算
計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設(shè)計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力一般可以按下式計算：
Fp=Kp Ltτ =Lt （6.1）
式中τ——材料抗剪強度（MPa）；
L——沖裁周邊總長（mm）；
t——材料厚度（mm）；
系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動，取Kp =1.3。
2.1 沖裁力Fp的計算
據(jù)圖5.3可得一個零件內(nèi)外周邊之和L=150.8mm。
查碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學性能表知：鋼板的抗剪強度τ=216Mpa～304Mpa，取260Mpa，制件厚度t=2mm，則
根據(jù)公式(6.1)： Fp= Kp Ltτ
=1.3×0.5×150.8×260
=25485.2(N)
≈25.5（KN）
2.2卸料力Fq1的計算
Fq1=KxFp （6.2）
式中Kx——卸料力系數(shù)，查表6.1取Kx＝0.05。
根據(jù)公式（6.2）： Fq1= KxFp
=0.065×25.5（KN）
≈1.656(KN)
表6.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
Kx
kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1～0.5
＞0.5～2.5
＞2.5～6.5
＞6.5
0.065～0.075
0.045～0.055
0.04～0.05
0.03～0.04
0.02～0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
2.3頂件力Fq2的計算
Fq2= KdFp （6.3）
式中Kd——頂件力系數(shù)。
查表6.1得Kd＝0.06.
根據(jù)公式（6.3）： Fq2= KdFp
=0.14×25.5（KN）
≈3.57（KN）
2.4總的沖壓力F的計算
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力F=FP+Fq1+Fq2
=25.5+1.656+3.57
=30.726(KN)
選用的壓力機公稱壓力P≥（1.1～1.3）F，取系數(shù)為1.3，則：
P≥1.3F=1.3x30.726 (KN)=39.9438(KN)。
從滿足加工的工藝要求考慮，可擬選用J23-6.3查《沖壓模具課程設(shè)計指導與范例》表9-9開式雙柱可傾壓力機技術(shù)規(guī)格[2]
J23-6.3參數(shù)：公稱壓力/KN ：63
滑塊行程次數(shù)/次?min-1 ：160
最大封閉高度/mm:170
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm: 40
立柱距離/mm: 150
工作臺尺寸/mm：315×200
墊板尺寸/mm：厚度： 40
模柄尺寸/mm：直徑： 50
深度： 70
第三章 零件坯料沖孔落料復合模工作部分零件設(shè)計
3.1零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模的設(shè)計
零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模材料選擇：為保證模具的壽命以及零件的精度和材料供應問題我們選擇Cr12MOV。
零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模形式確定： 采用國家規(guī)定形式中的(GB2863.2-81)。 材料選擇：為保證模具的壽命以及零件的精度和材料供應問題零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模的熱處理： 58—62HRC。
零件坯料沖孔落料復合模。沖Φ6mm凸模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°）因為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應力。在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進行材料的加超深冷冷處理。這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應力。以增加模具的使用壽命。保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性。
零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm凸模的固定方式：采用壓入式固定。
零件坯料沖孔落料復合模，沖6mm凸模具體設(shè)計圖紙如：圖3-1沖孔凸模所示。
圖3-1沖孔凸模
3.2零件坯料沖孔落料復合模落料凹模設(shè)計
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模材料的選擇： 同凸模的材料一樣選擇Cr12MoV。
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的熱處理： 60—64HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°應為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應力，在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進行材料的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應力，以增加模具的使用壽命，保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性）。
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的具體設(shè)計圖紙如：圖2-4落料凹模所示。
圖3-2落料凹模
3.3零件坯料沖孔落料復合模凸凹模設(shè)計
- 16 -
總 結(jié)
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模材料的選擇： 和凸模的材料一樣我們用Cr12MoV。
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模的熱處理： 58—62HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°應為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應力，在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進行材料的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應力，以增加模具的使用壽命，保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性）。
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模設(shè)計圖紙如：圖2-5凸凹模所示。
圖3-3凸凹模
3.4 零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設(shè)計
零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板熱處理要求：45—50HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設(shè)計如：圖2-6凸模固定板所示。
圖3-4凸模固定板
3.5零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模固定板設(shè)計
零件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板熱處理要求：45—50HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板設(shè)計圖紙如：圖2-7凸、凹模固定板所示。
圖3-5凸凹模固定板
3.6 零件坯料沖孔落料復合模，推件塊設(shè)計
零件坯料沖孔落料復合模，推件塊材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，具體設(shè)計如：圖2-8推薦號。
圖3-6推件塊
3.7零件坯料沖孔落料復合模，墊板設(shè)計
零件坯料沖孔落料復合模，墊板材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，墊板具體設(shè)計如：圖2-9所示。
圖3-7墊板
第四章 零件坯料沖孔落料復合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1零件坯料沖孔落料復合模模架的選擇
模架形式的選用后側(cè)導動，結(jié)合設(shè)計的凹模等，先大概的確定一下模架的尺寸，最后再通過查詢資料選取標準模架。
上模座尺寸80mm×80mm×75mm，材料選用，HT250
下模座尺寸80mm×80mm×90mm，材料選用，HT250
4.2 零件坯料沖孔落料復合模壓力中心計算
由零件坯料圖就可以看出壓力中心，因為零件坯料零件是對稱的，沒有必要進行壓力中心的計算。
4.3零件坯料沖孔落料復合模模具裝配圖和零件的繪制
見圖紙
總 結(jié)
將近1個多月的課程設(shè)計已近進入尾聲，請各位老師對我的課程設(shè)計—零件做最后的檢查。
在我們目前的生活中絕大部分的用品都是利用模具做出來，無論是精密零件還是普通精度的零件，用模具都能高效率的生產(chǎn)出來，并且成本還很低，模具對我們影響的不單單是生活中的方方面面，也包括其它的各個行業(yè)。
我們國家的起步不是太早，所以目前一些比較大型的還有比較精密的大部分都是依靠國外進口，就連好的材料和刀具也是依賴于進口，不過根據(jù)目前我們國家的發(fā)展速度，在不久我們就能趕上與世界先進水平的差距，我們就能獨立的做出先進的模具。
所以我們學院安排的這次課程設(shè)計。對我們學生來說意義非常的大?？梢詫⑽覀兯鶎W的知識進行一個完美的組合。同時還提高了我對于問題的思考能力。對于問題的解決能力。也讓我體會到了只要努力去做，付出了，“面包“總是會有的，只是時間問題。
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致謝
致謝
這次我的課程設(shè)計課題零件能夠成功個完成，首先要感謝我的課程設(shè)計指導老師模具教研室的主任，老師不僅借給我?guī)妆娟P(guān)于本次零件課程設(shè)計非常好的資料，而且還幫我把控整個課程設(shè)計的方向。
在我遇到瓶頸時也耐心的輔導我，幫助我順利的完成我的零件課題設(shè)計。同時也感謝我們學院教過我的老師，在我AutuCAD工程繪圖時遇到不會時她耐心的教我如何用AutuCAD繪圖，這才使我的設(shè)計圖能夠順利的用繪圖軟件畫出來，并在設(shè)計說明書中插入部分圖紙，還有教我們模具設(shè)計在我的設(shè)計出現(xiàn)于實際生產(chǎn)不相符的時候及時的指導我，讓我設(shè)計的零件彎曲模和零件坯料沖孔落料復合模復合實際生產(chǎn)。
但是由于老師時間比較緊，不可能完全的將所有的問題都找出了，加之我對于模具設(shè)計的各方面知識學得還不到位，有很多的東西還沒學好，無法避免的會出現(xiàn)一些不足之處，這點將在以后的工作中會進一步完善。
這次零件課題的課程設(shè)計的設(shè)計過程中參考了很多書籍還有一些網(wǎng)站，并且我們宿舍的舍友和班級里面的同學都給與我了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝。
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參考文獻
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《沖壓工藝及模具設(shè)計》課程設(shè)計指導書
《沖壓工藝及模具設(shè)計》課程的課程設(shè)計是培養(yǎng)學生專業(yè)初步設(shè)計能力的實踐性環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)塑性成形技術(shù)人員的基本訓練之一。
1.1 《沖壓工藝及模具》課程設(shè)計的目的和要求
一. 目的
1. 為使學生掌握沖壓工藝的編制方法和設(shè)計沖模的實際技能，除了系統(tǒng)地講授必要的設(shè)計計算理論，做實驗，做作業(yè)外，還應該對學生作較全面的設(shè)計技能訓練，即作課程設(shè)計，以達到如下目的。具體應用和鞏固本課程及有關(guān)先修課的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識了解沖壓工藝及模具的設(shè)計方法和步驟培養(yǎng)學生的初步設(shè)計能力，為畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)。
2. 獨立地解決在制定沖壓工藝規(guī)程和設(shè)計沖模中的問題，會查閱技術(shù)文獻和資料，全面考慮設(shè)計內(nèi)容及過程，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。課程設(shè)計是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，必須認真對待。
二. 要求
在課程設(shè)計中要求學生注意培養(yǎng)認真負責，踏實細致的工作作風和保質(zhì)保量，按時完成任務(wù)的習慣。在設(shè)計過程中必須做到：
1. 及時了解有關(guān)資料，作好準備工作，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性；
2. 要求計算正確，結(jié)構(gòu)合理，圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準；
3. 設(shè)計計算說明書要求文字通順，書寫工整，其中的圖表等不準徒手畫;
4. 按計劃循序進行，整個課程設(shè)計時間為三周(15個工作日)，其進度可參考下表：
時間
內(nèi)容
備注
一天
布置題目，準備工作
四天
工藝計算，結(jié)構(gòu)草圖
交指導教師檢查結(jié)構(gòu)草圖
三天
繪制裝配圖
三天
繪制零件圖
一天
檢查零件圖標注
二天
書寫設(shè)計說明書
用圖袋裝好交教師簽字
一天
答辯
1.2 設(shè)計前的準備工作和注意事項
一. 設(shè)計的預備課程
冷沖壓課程設(shè)計是在學生具備了機械制圖，公差與技術(shù)測量，金屬學及熱處理，機械原理及機械零件，金屬塑性成形原理，成形設(shè)備，沖壓工藝及其機械化自動化等必要的基礎(chǔ)和專業(yè)知識的基礎(chǔ)上進行的。完成本專業(yè)教學計劃中所規(guī)定的認識實習和生產(chǎn)實習，也是學生能順利進行冷沖壓課程設(shè)計的必須前提。
學生除了必須具備沖壓工藝知識外，同時也應掌握模具加工工藝，知道自己設(shè)計的模具如何加工及制造，各種加工方法所能達到的精度等。熟悉冷沖模的各項標準等。
二. 設(shè)計前的有關(guān)事宜和注意事項
1. 設(shè)計前必須預先準備好設(shè)計資料，手冊，圖冊，繪圖儀器，計算器，圖板，圖紙，報告紙等；
2. 設(shè)計前應對課程設(shè)計的原始資料進行詳細了解和分析研究，明確設(shè)計要求和內(nèi)容后再進行設(shè)計工作。原始資料包括：零件圖，生產(chǎn)綱領(lǐng)，原材料牌號與規(guī)格，現(xiàn)有沖壓設(shè)備的型號與規(guī)格等
3. 按時到規(guī)定的教室設(shè)計，不得在寢室或其他地方設(shè)計；
4. 畫出的模具結(jié)構(gòu)草圖經(jīng)指導教師認可后方能繪制正式裝配圖及零件圖；
5. 設(shè)計圖紙和計算書呈交指導教師審閱后進行課程設(shè)計答辯或總結(jié)。
1.3 設(shè)計任務(wù)
學生進行沖壓課程設(shè)計須完成下列任務(wù)：
一. 對老師指定的沖壓件進行沖壓工藝設(shè)計：包括工藝分析及方案選擇，工藝計算，模具結(jié)構(gòu)尺寸的確定，選擇壓力機；
二. 設(shè)計一道工序的一套沖模的詳細結(jié)構(gòu)：要求繪制沖?？傃b配圖及全套零件圖；
三. 制定沖壓工藝規(guī)范，編寫沖壓工藝過程卡片；
四. 編寫設(shè)計計算說明書，說明書頁數(shù)約為25~35頁，用本校設(shè)計說明書專用紙書寫，并裝訂成冊。
1.4 設(shè)計答辯和成績評定
學生在設(shè)計過程中，指導教師可以向?qū)W生提出問題制疑，以了解學生對設(shè)計的掌握和消化情況。
學生完成課程設(shè)計后，將圖紙，說明書裝入圖袋交指導教師審查，然后進行設(shè)計答辯和總結(jié)，并評定設(shè)計成績。
課程設(shè)計成績按以下五個等級評定：
一. 優(yōu)秀
1.設(shè)計分案合理，內(nèi)容正確，有獨立見解或創(chuàng)造性；
2.設(shè)計中能正確運用本專業(yè)的基礎(chǔ)知識，設(shè)計計算方法正確，計算結(jié)果準確；
3.全面完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，圖面質(zhì)量好，且所繪圖紙符合國家制圖標準；
4.說明書內(nèi)容完整，書寫工整清晰；
5.答辯中自述清楚，回答問題全面正確，
6.設(shè)計中有個別缺點，但不影響設(shè)計質(zhì)量。
二. 良好
1.設(shè)計分案及內(nèi)容，有一定見解；
2.設(shè)計中能正確運用本專業(yè)的基礎(chǔ)知識，設(shè)計計算方法正確；
3.能完成規(guī)定的全部設(shè)計任務(wù)，圖面質(zhì)量較好，所繪圖紙符合國家制圖標準；
4.說明書內(nèi)容較完整，正確，書寫整潔；
5.答辯中自述清楚，能正確回答教師提出的大部分問題；
6.設(shè)計中有個別缺點和小錯誤，但不是原則性的，基本上不影響設(shè)計的正確性。
三. 及格
1.設(shè)計方案及內(nèi)容基本合理，分析問題能力較差，但無原則性錯誤；
2.設(shè)計中尚能運用本專業(yè)的基礎(chǔ)知識進行設(shè)計，考慮問題不夠全面；
3.基本上能完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，圖面質(zhì)量尚可；
4.說明書內(nèi)容基本正確完整，書寫工整；
5.答辯中表達能力一般，能回答教師提出的部分問題；
6.設(shè)計中有一些原則性小錯誤。
四. 不及格
1.設(shè)計方案不合理，有嚴重的原則性錯誤；
2.設(shè)計內(nèi)容沒有達到規(guī)定的基本要求；
3.沒有在規(guī)定的時間內(nèi)完成設(shè)計；
4.設(shè)計中不加消化，照搬照抄；
2.1 工藝過程設(shè)計的基本內(nèi)容
沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計的依據(jù)，而良好的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，又是實現(xiàn)工藝過程的可靠保證，若沖壓工藝有改動，往往會造成模具的返工，甚至報廢。沖制同樣的零件，通?？梢圆捎脦追N不同方法。工藝過程設(shè)計的中心就是依據(jù)技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，生產(chǎn)上高效，使用上安全可靠的原則，使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項技術(shù)要求的前提下，達到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟效益。
沖壓件工藝過程設(shè)計的主要內(nèi)容和步驟是：
一. 分析零件圖(沖壓件圖)
產(chǎn)品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)，設(shè)計沖壓工藝過程要從分析產(chǎn)品的零件圖人手。分析零件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面：
1. 沖壓加工的經(jīng)濟性分析
沖壓加工方法是一種先進的工藝方法，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點而廣泛使用。由于模具費用高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟性起著決定性作用，批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時采用其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟效果。例如在零件上加工孔，批量小時采用鉆孔比沖孔要經(jīng)濟；有些旋轉(zhuǎn)體零件，采用旋壓比拉深會有更好的經(jīng)濟效果。所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。
2. 沖壓件的工藝性分析
沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。良好的工藝性應保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單，且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求，如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性不好，則應在不影響產(chǎn)品使用要求的前提下，向設(shè)計部門提出修改意見，對零件圖作出適合沖壓工藝性的修改。
另外，分析零件圖還要明確沖壓該零件的難點所在，對于零件圖上的極限尺寸，設(shè)計基準以及變薄量，翹曲，回彈，毛刺大小和方向要求等要特別注意，因為這些因素對所需工序的性質(zhì)，數(shù)量和順序的確定，對工件定位方法，模具制造精度和模具結(jié)構(gòu)形式的選擇，都有較大影響。
二. 確定沖壓件的總體工藝過程
在綜合方析，研究零件成形性的基礎(chǔ)上，以材料的極限變形參數(shù)，各種變形性質(zhì)的復合程度及趨向性，當前的生產(chǎn)條件和零件的產(chǎn)量質(zhì)量要求為依據(jù)，提出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟上合理的原則對各種方案進行對比，分析，從而選出最佳工藝方案（包括成形工序和各輔助工序的性質(zhì)，內(nèi)容，復合程度，工序順序等），并盡可能進行優(yōu)化。
1. 選擇沖壓基本工序
剪裁，落料，沖孔，切邊，彎曲，拉深，翻邊等是常見的沖壓工序，各工序有其不同的性質(zhì)，特點和用途。有些可以從產(chǎn)品零件圖上直觀地看出沖壓該零件所需工序的性質(zhì)。例如平板件上的各種型孔只需要沖孔，落料或剪切工序；開口筒形件則需拉深工序。有些零件的工序性質(zhì)，必須經(jīng)過分析和計算才能確定。如圖2-1 (a)和(b)分別為油封內(nèi)夾圈和外夾圈沖壓件，兩個沖壓件形狀基本相同，只是直邊高度和外徑不同經(jīng)分析計算，內(nèi)夾圈可選用落料沖孔和翻邊，共兩道工序；而外夾圈選用落料，拉深，沖孔和翻邊等四道工序來加工較為合理。
圖2-1 油封內(nèi)夾圈和外夾圈的沖壓工藝過程
a) 油封內(nèi)夾圈? b)油封外夾圈
材料：08鋼，厚度：0.8mm
2. 確定沖壓次數(shù)和沖壓順序
沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復進行的次數(shù)。對于拉深件，可根據(jù)它的形狀和尺寸，以及板料許可的變形程度，計算出拉深次數(shù)。其它如彎曲件，翻邊件等的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸以及極限變形程度來決定。
沖壓順序的安排應有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。主要根據(jù)工序的變形特點和質(zhì)量要求來安排，確定沖壓順序的一般原則如下：
(1).對于有孔或有缺口的平板件，如選用簡單模時，一般先落料，再沖孔或切口，使用連續(xù)模時，則應先沖孔或切口，后落料。
(2).對于帶孔的彎曲件，孔邊與彎曲區(qū)的間距較大，可先沖孔，后彎曲。如孔邊在彎曲區(qū)附近或孔與基準面有較高要求時，必須先彎曲后沖孔。
(3).對于帶孔的拉深件，一般都是先拉深后沖孔，但是孔的位置在零件底部，且孔徑尺寸要求不高時，也可先在毛坯上沖孔，后拉深。
(4).多角彎曲件，應從材料變形和彎曲時材料移動兩方面考慮安排先后順序，一般情況下先彎外角，后彎內(nèi)角。
(5).對于形狀復雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應先成形內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。
(6).整形或校平工序，應在沖壓件基本成形以后進行。
3. 工序的組合方式
一個沖壓件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，因此，編制工藝方案時，必須考慮是采用簡單模一個個工序沖壓呢？還是將工序組合起來，用復合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。通常，模具的選用主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量，尺寸大小和精度要求等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應盡可能地組合在一起，采用復合?；蜻B續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)；若選用自動送料，一般用連續(xù)模沖壓；為避免多次沖壓的定位誤差，常選用復合模生產(chǎn)，當用幾個簡單模制造費用比復合模高，而生產(chǎn)批量又不大時，也可考慮用將工序組合起來，選用復合模生產(chǎn)。
工序的組合方式，可選用復合?；蜻B續(xù)模。一般來說，復合模的沖壓精度比連續(xù)模高，結(jié)構(gòu)緊湊，模具輪廓面積比連續(xù)模??；但是，連續(xù)模的生產(chǎn)率較高，操作比較安全，容易實現(xiàn)單機自動化生產(chǎn)，若裝上自動送料裝置，可適用小件的自動沖壓。
4. 輔助工序
對于某些組合沖壓件或有特殊要求的沖壓件，在分析了基本工序，沖壓次數(shù)，順序及工序的組合方式后，尚須考慮非沖壓輔助工序，如鉆孔，鉸孔，車削等機械加工，焊接,鉚合,熱處理，表面處理，清理和去毛刺等工序。如多次拉深工序之間，為消除加工硬化，要進行退火處理；為除銹要酸洗等。這些輔助工序可根據(jù)沖壓件結(jié)構(gòu)特點和使用要求選用，安排在各沖壓工序之間進行，也可安排在沖壓工序前或后完成。
三. 確定并設(shè)計各工序的工藝方案
依據(jù)所確定的零件成形的總體工藝方案，確定并設(shè)計各道沖壓工序的工藝方案。內(nèi)容包括：確定完成本工序成形的加工方法；確定本工序的主要工藝參數(shù)；根據(jù)各沖壓工序的成形極限，進行必要的工藝計算，如彎曲件的最小彎曲半徑，一次翻邊的高度等；確定毛坯的形狀，尺寸和下料方式，計算材料利用率，確定各工序的成形力，計算本工序的材料，能源，工時的消耗定額等，由所定的工藝方案計算并確定每個的工件形狀和尺寸，繪出各工序的工件圖。
四. 確定模具的類型和結(jié)構(gòu)尺寸，進行模具設(shè)計
設(shè)計模具的一般程序如下：
1. 模具類型和結(jié)構(gòu)形式的確定 根據(jù)確定的工藝方案，沖壓件的形狀特點，精度要求，生產(chǎn)批量，模具的制造和維修條件，操作的方便性與安全性要求，以及利用和實現(xiàn)機械化自動化的可能性等確定選用復合模，連續(xù)?；蛘吆唵文?。應特別注意使模具類型，模具的結(jié)構(gòu)形式與模具的強度，剛度，使用壽命要求等取得協(xié)調(diào)一致。復合模常常遇到強度問題，如落料，沖孔及翻邊集中到一副復合模上，而翻邊高度又小，這時，復合模的凸凹模壁厚薄，不能滿足強度要求。
2. 工件定位方式的選擇工件在模具中的定位主要考慮定位基準，上料方式，操作安全可靠等因素。選擇定位基準時應盡可能與設(shè)計基準重合，如果不重合，就需要根據(jù)尺寸鏈計算理論重新分配公差，把設(shè)計尺寸換算成工藝尺寸。不過，這樣將會使零件的加工精度要求提高。當零件是采用多工序分別在不同模具上沖壓時，應盡量使各工序采用同一基準。為使定位可靠，應選擇精度高，沖壓時不發(fā)生變形和移動的表面作為定位表面。沖壓件上能夠用作定位的表面隨零件的形狀不同而不同，平板零件最好用相距較遠的兩孔定位，或者一個孔和外形定位；彎曲件可用孔或形體定位；拉深件可用外形，底面或切邊后的凸緣定位。
3. 模具零件的選用、設(shè)計、計算模具的工作零件，定位，壓料和卸料零件，導向零件，連接和緊固零件要盡量按《冷沖模國家標準》(GB2851～2875-81)選用，若無標準可選用，再進行設(shè)計。此外還有彈簧,橡皮的選用和計算。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要進行強度校核。如設(shè)計計算確定了凹模的結(jié)構(gòu)尺寸后，可根據(jù)凹模周界選用模架；模具的閉合高度，輪廓大小，壓力中心應與選用設(shè)備相適應，并畫出模具結(jié)構(gòu)草圖。
4. 繪制模具總裝配圖 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)草圖繪制正式裝配圖，裝配圖應能清楚地表達各零件之間的相互關(guān)系，應有足夠說明模具結(jié)構(gòu)的投影圖及必要的剖面，剖視圖。還應畫出工件圖，排樣，填寫零件明細表和技術(shù)要求等。
5. 繪制模具零件圖? 按照模具的總裝配圖，拆繪模具零件圖。零件圖應標注全部尺寸，公差,表面粗糙度，材料及熱處理，技術(shù)要求等。
五. 合理選擇沖壓設(shè)備
根據(jù)零件的大小，所需的沖壓力（包括壓料力，卸料力等），沖壓工序的性質(zhì)和工序數(shù)目，模具的結(jié)構(gòu)型式，模具閉合高度和輪廓尺寸，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的情況，來決定所需設(shè)備的類型，噸位，型號和數(shù)量。
選擇設(shè)備和設(shè)計模具的工作是相互聯(lián)系的，許多工作可交叉進行或同時進行。如先根據(jù)計算的沖壓力，粗選的設(shè)備不大，但模具的輪廓尺寸大時，可重選大些的設(shè)備，使設(shè)備的閉合高度，漏料孔的尺寸與模具的結(jié)構(gòu)尺寸相適應。通常，設(shè)計模具和選擇壓力機應注意下列幾點：
1. 為保證沖模正確和平衡地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機滑塊中心線相重合，以免滑塊受偏心載荷，從而減少沖模和壓力機導軌的不正常磨損。
2. 模具的閉合高度H應介于壓力機的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間，即滿足關(guān)系式
Hmin+10mm
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