冲压模具设计课程设计

第一篇：冲压模具设计课程设计

冲压模具课程设计

前言

冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。

因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后，安排了模具设计课程设计，以帮助我们掌握模具设计的过程，为以后参加工作打下基础。

1

设计内容

一、零件的工艺性分析

图1 零件图

1) 零件的尺寸精度分析 如图1所示零件图，该零件外形尺寸为R11，19;内孔尺寸为R3，6，均未标注公差，公差等级选用IT14级，则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。

2) 零件结构工艺性分析 零件形状简单，适合冲裁成形。

3) 制件材料分析 制件材料为45钢，抗剪强度为432～549Mpa，抗拉强度为540～685Mpa，伸长率为16%。适合冲压成形。

综合以上分析，得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产。但有几点应注意：

1) 孔与零件左边缘最近处仅为2mm，在设计模具是应加以注意。 2) 制件较小，从安全方面考虑，要采取适当的取件方式。

3) 有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

二、工艺方案的确定

由零件图可知，该制件需落料和冲孔两种冲压工艺，设计模具时可有以下三种方案：

方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 方案二：冲孔、落料连续冲压，采用级进模生产。 方案三：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。

2 方案一采用单工序模生产，模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件年产20万件的需求，而且要考虑第二套模具中工序件的定位问题，操作不便。

方案二采用级进模生产，可有效地提高生产效率，但连续模制造和设计难度大，费用高，用于生产该制件达不到经济性要求。

方案三采用复合模生产，亦有很高的生产效率，复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔两道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，能较好的满足该制件内孔与外形同心的要求。

通过对比，故采用方案三，比较适合该零件。

三、模具结构形式的确定

(一)模具类型及卸料方式分析

因制件材料较薄，为了保证制件的平整度，所以采用正装式复合模，即凸凹模安装在上模，这样，从模柄中穿入导杆可以直接把嵌在凸凹模里的废料从刃口中打下，卡在凸凹模凸模刃口上的材料可以用弹性卸料板卸料;冲孔凸模与落料凹模安装于下模，用顶件器带动卸料板顶出制件。

(二)模具定位方式分析

在模具设计中，抛弃了传统的销钉定位，而是把凸凹模和凹模分别在上、下模座定位，上、下模座的定位沉台在制造时是和导柱、导套固定在一起加工完成的，这样保证了上、下模工作零件的同轴度，从而达到保证零件尺寸精度的目的。同时没有使用销钉，也使模具的维修方便了很多，即使多次拆卸也能保证零件的精度不变。

四、工艺设计与计算

(一)制件排样与材料利用率计算

采用单排直排有废料排样，如图2所示。

由文献【1】表3-17查得制件间搭边值a=0.8mm，侧搭边值a1=1mm,则送料步距L=19+0.8=19.8;条料宽度B=22+1+1=24;经计算制件面积S=284.73mm2，一个步距的材料利用率为：

η=S/(BL) ×100%=284.73/(24 ×19.8) ×100%=59.92%

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图2 排样图

由文献【2】表4-1冷轧钢板的尺寸，选板料规格为1200mm×600mm×1mm，剪裁条料时采用横裁法，于是条料尺寸为24mm×600mm。

每板条料数n1=1200/24=50(条);

每条制件数n2=(600-0.8×2)/19.8=30(件); 每块板制件数n3= n1×n2=50×30=1500(件) 材料总利用率η=1500×284.73/(1200×600)=59.3﹪

(二)冲压力的计算

冲裁力可按以下公式[1]计算：

F=KLtτ

kp ，式中：t—材料厚度(mm); L—冲裁件周长(mm);τ已知K=1.3, t=1 mm;查文献【2】表4-12得τ

kp

kp

--材料抗剪强度(Mpa)。

kp

=432～549，取τ=500;经计算得外形周长L1=67.57mm，内孔周长L2=30.85mm。所以

落料冲裁力 F1= KL1tτ冲孔冲裁力 F2= KL2tτ

kp

=1.3×67.57×500×1=43.92kN =1.3×30.85×500×1=20.05 kN

kp推件力和卸料力可用以下经验公式[ 1]进行估算：

F推件=nK推F F卸料=K卸F 式中：F—冲裁力;n为同时卡塞在凹模内的零件数，一般为3～5;K推—推件力系数;K卸—卸料力系数。

4 查文献【1】表3-15得，K推=0.055，K卸=0.04～0.05，所以

F卸料=K卸F1=0.04×43.92=1.7568 kN F推件=nK推F2=5×0.055×20.05=5.51 kN 由于该制件模具采用弹性卸料装置，所以总冲压力的计算公式为： F总= F1+F2+F卸料+F推件=43.92+20.05+1.7568+5.51=71.24 kN (三)初选压力机

根据总压力71.24 kN,查文献【2】表4-33开式压力机的主要技术参数，初选压力机型号规格为J23-10，其主要参数如下：

公称压力：100 kN 滑块行程：45mm 最大闭合高度：180mm 最大装模高度：145mm 工作台尺寸：370mm×240mm 模柄孔尺寸：∅30mm×55mm (四)计算压力中心

该制件图形较规则，上下对称，故采用解析法求压力中心较为方便。建立如下图所示坐标系。

1x

设压力中心为(x0,y0),因为上下对称，所以y0=0，只需求x0，又因为内孔为轴对称图形，所以只需考虑外形。经计算得L1=15.1mm,L2=52.47mm,x2=3.165, x1=-8。根据合力矩定理得

5

所以，压力中心为(0.72，0)。

(五)计算凸凹模刃口尺寸

本制件形状简单，可按分别加工方法制造凸、凹模，凸、凹模的制造公差 δp和δp必须满足不等式[ 1]：

δp+δd≤Zmax-Zmin。

根据制件的材料和厚度,由文献【3】表2-14 汽车、拖拉机等行业冲裁模初始双边间隙值，查得 ：

Zmax=0.140mm,Zmin=0.100mm;

根据制件的基本尺寸和厚度，由文献【3】表2-19 汽车、拖拉机等行业简单形状制件凸、凹模的制造偏差，查得：

落料部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 冲孔部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 验证制造偏差是否合格：

δp+δd =0.02+0.02=0.04 Zmax-Zmin=0.140-0.100=0.04 所以，δp+δd=Zmax-Zmin=0.04，合格，可以采用该公差值。

由于零件图未注公差，为了降低工作难度，所以在实际生产中按照IT14等级确定制件各尺寸公差，查文献【3】附录一 标准公差数值和表2-17 磨损系数x得：

落料部分：尺寸R11，公差为0.43mm，取x=0.5;

尺寸19，公差为0.52mm，取x=0.5;

冲孔部分：尺寸R3 ,公差为0.25mm，取x=0.5;

尺寸6，公差为0.3mm，取x=0.75。

1)落料 尺寸R

Dd=(Dmax-xΔ

=(11.215-0.5×0.

43=

Dp=(Dd- Zmin=(11-0.100=

6 尺寸 Dd=(Dmax-xΔ=(19.26-0.5×0.52=

Dp=(Dd- Zmin=(19-0.100=

2)冲孔 尺寸R dp=(dmin+xΔ=(2.875+0.5×0.25=

dd=(dp+ Zmin=(3+0.100=

尺寸 dp=(dmin+xΔ=(5.85+0.75×0.3=

dd=(dp+ Zmin

五、模具结构设计

(一)凹模设计

=(6.075+0.100=

因制件形状简单，轮廓近似圆形，且总体尺寸不大，选用整体式圆形凹模较为合理。因制件精度较低，厚度较小，由文献【2】表3-5 冷冲模工作零件的材料及热处理要求，选用9Mn2V为凹模材料。

1)确定凹模厚度H值:由凹模厚度经验公式[4]估算：

H=K1K

2式中，F—冲裁力，N;K1—凹模材料修正系数，合金钢取1，碳素钢取1.3;K2—凹模刃口周边长度修正系数。

本例中冲裁力F=43.92kN;凹模材料为合金钢，故K1取1;凹模刃口周边长度为67.57mm，查文献【4】表3-34凹模刃口周边长度修正系数，得K2=1.12，所以

H=K1K2

=1×1.12×

=19.06mm 2)确定凹模周界尺寸D：根据条料宽度B=24mm,材料厚度t=1mm,由文献【4】表3-33，查得凹模孔壁厚c=22mm。所以

7 D=2R+2c=22+266mm 由文献【2】表5-45 圆形凹模板尺寸，可查到较为靠近凹模周界尺寸为63mm×20mm，故凹模周界尺寸取为63mm×20mm。其结构图如图3所示。

图3 凹模

(二)其他冲模零件设计

据以上确定的凹模周界尺寸，查文献【2】表5-5 复合模圆形厚凹模典型组合尺寸，可得其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。

1)卸料板 标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×8mm,结构图如图4所示。

图4卸料板

2)凸凹模固定板 标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×12mm，结构图如图5所示。

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图5凸凹模固定板

3) 顶件块 非标准件，尺寸根据凸、凹模尺寸确定，结构图如图6所示。

图6顶件块

4)凸凹模

凸凹模采用直通式结构，固定部分简化为圆形，因采用弹压卸料，所以凸凹

9 模长度按下式[6]计算

L=h1+h2+t+h 式中，h1—凸凹模固定板厚度，mm;h2—卸料板厚度，mm;t—材料厚度，mm;h—增加长度。它包括凸凹模修磨量、凸凹模进入凹模的深度(0.5～1mm)、凸凹模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10～20mm。

本例中，h1=12mm，h2=8mm，t=1mm，h取14mm，所以凸凹模长度 L=h1+h2+t+h=12+8+1+14=35mm

凸凹模结构图如图7所示。

图7 凸凹模

10 5)凸模

凸模亦采用直通式，固定部分简化成圆形，长度L=19.5mm,其结构图如图8所示。

图8 凸模

(三)选择模架

由凹模周界尺寸63mm×20mm及模架闭合高度110mm，查文献【2】表5-8滑动导向后侧导柱模架规格，选用后侧导柱模座,其主要参数如下：

上模座 63mm×63mm×25mm(GB/T2855.5-1990); 下模座 63 mm×63mm×30mm(GB/T2855.6-1990); 导柱 16mm×110mm×30mm(GB/T2861.2-1990); 导套 16mm×50mm×23mm(GB/T2861.6-1990)。

11 模架具体结构尺寸，参照文献【5】表4-6后侧导向模柱、表3-38导柱和表3-39导套设计。

(四)模柄设计

本例采用凸缘模柄，尺寸与模柄孔配做。

六、校核压力机安装尺寸

模座外形尺寸为63mm×63mm，闭合高度为110mm，J23-10型压力机工作台尺寸为370mm×240mm，最大闭合高度为180mm，故此压力机能满足要求。

七、绘制装配图

图9 装配图

结束语

钣金冲压成形课程设计是我们在大学期间的一门重要课程，是对我们将理论应用于实践能力的考核。通过这次课程设计我加深了对冲压成形的理解，掌握了模具设计的基本方法，很好地巩固了以前所学的知识，相信对我将来从事工作将有很大帮助。在本设计过程中，各位老师和同学们给予我大量的指导和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于个人水平有限，在设计中难免出现错误和不足，还请老师批评指正。

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致谢

经过两周的忙碌和工作，本次课程设计终于完成了，作为一个本科生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的帮助，想要完成这个设计是很难的。

在这里首先要感谢郭拉凤和张春元老师。他们平日里工作繁多，但在我做课程设计的整个过程中都给予了我悉心的指导。我的装配图较为复杂，但是郭老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他们严谨的治学态度和科学的研究精神也是我学习的榜样，并将对我今后的学习和工作产生积极影响。

其次要感谢和我一起作课程设计的谢现龙同学，在本次设计中他给了我极大的帮助。

然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础;同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次课程设计才会顺利完成。

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参考文献

【1】翟 平.飞机钣金成形原理与工艺.西安：西北工业大学出版社，1995 【2】史铁梁.模具设计指导.北京: 机械工业出版社，2006 【3】孙京杰.冲压模具设计与制造实训教程.北京：化学工业出版社，2009 【4】康俊远.冲压成型技术.北京:北京理工大学出版社.2008 【5】王立人.冲压模设计指导. 北京:北京理工大学出版社.2009 【6】李奇涵.冲压成形工艺与模具设计.北京：科学出版社，2007

第二篇：冲压冲裁模具设计--课程设计

冲压模具设计说明书

一、课题名称：垫片冲孔落料连续模

二、设计要求：

1.主要内容 (1)编制冲压工艺

(2)设计模具(分析、计算、装配图、非标零件图) (3)编制模具主要零件制造工艺 (4)分析估算工时，确定完成工期 (5)核算成本，报价

(6)编写全套设计制造说明书 2.基本要求：

(1)分析计算全面，图纸表达准确; (2)工艺水平规程制定，力求符合实际; (3)必要的数据须进行市场调查; (4)分析核算工期、成本，着重于过程。

工件为图1所示的落料冲孔件，材料08，t=1.2mm。精度要求为IT14生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：

1.材料分析

冲裁件材料为08钢板，其中08是沸腾钢，08表示为含碳量为万分之八，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。 2. 结构分析

冲裁件结构简单对称，但外形的直角不便于模具的加工，并且影响模具的寿命建议将90º的直角改为R1的工艺圆角。 3. 精度分析：

.14零件上有3个尺寸标注了公差要求，由公差表查得350 ø160都0.

14、0为IT11级，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。

(二)冲裁工艺方案的确定

零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：

方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。

(三)零件工艺计算

1.刃口尺寸计算 查表的2-5得x=0.5 凹模尺寸的计算

当冲裁精度在IT14时，

x=0.5。

凹模变大尺寸20,10.尺寸公差200.52,100.36,50.30 落料时

DA=(35-0.5×0.2)00.13=34.900.13㎜ DT=(DA-0.2)00.09=34.700.09

冲孔时 以凸模为计算标准配合加工凹模 当冲裁精度在IT12时，

x=0.75。

dT=(16+0.75×0.14)00.075=16.10500.075 Da=16.105 2.排样计算

查《冷冲压工艺及模具设计》P55，表2-8，搭边值取2.5mm和2mm a=2.5mm，计算得宽度b=φ+2a=35+2.5*2+1=41mm，步距L=D+a1=35+2=37mm。一个步距的材料利用率为67.5%查板材标准，宜选1400×3000mm的钢板，每张钢板可剪裁34张条料，每张可冲出81个工件，故每张钢板的利用率为67.15%

3.1.3、材料利用率： A—冲裁件面积

B—调料宽度 h—送料进距

n—一个进距内冲件数

1n1A100% Bh其中n=1 B=41 H=37 冲裁面积为;A=35*35-64*3.14=1024.04mm2 所以其材料利用率为：=1024.04/(4137)=67.5% 排样原则：

(1)提高材料的利用率(在不影响使用性能的前提下，还可适当改变零件形状)

(2)拍样方法应使冲压操作方便，劳动强度小且安全 (3)模具结构简单、寿命高

(4)保证质量和制件对板料纤维方向的要求

冲击力的计算：

1 方形冲裁力为F=1401.21.3390=85176N 中间圆形冲裁力为:F=3.14161.31.2×390=30566.016N 总的冲裁力为;F=85176+30566.016=115742.016N 5

查常用T08钢的力学性能表得

b=390Mpa 查表得

K卸=0.045 K推=0.55 F卸=K卸F=0.045×115742.016=5208.39N F推=nK推F=0.55×115742.016×7=445606.762N 总的冲裁力为：F=115742.016+5208.39+445606.762=566.6KN 因为总的冲裁力不得超过压力机的80%所以所需压力机的总的冲压里为 F=566.6/0.8=708.25KN 4.压力中心计算

因为制件形状对称，所以冲模的压力中心位于其制件的几何中心。

3.5、冲裁模刃口尺寸

四、冲压设备的选用

根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机JH23—16，其主要技术参数如下：

公称压力：160kN 滑块行程：55mm 最大闭合高度：220 mm 闭合高度调节量：45 mm 滑块中心线到床身距离：160mm 工作台尺寸：300 mm×450 mm 工作台孔尺寸：160 mm×240 mm 模柄孔尺寸：φ40 mm×60 mm 垫板厚度：40 mm

五、模具零部件结构的确定 1.标准模架的选用

查《冲压工艺与模具设计》由公式(2-19)可知，凹模的高度H

为;

H=kb=0.38*35=13.3mm(查表2.9.5得k=0.38) H取20mm 凹模壁厚c=(1.5∽2)H=19.95∽26.6mm 凹模壁厚C取20mm 凹模宽度 B=b+2c=35+40=75mm 凹模长度L取120mm 凹模轮廓尺寸为120mm×100mm×20mm 有冲压工艺与模具设计可得;

H上模板 =30~45mm 圆整按照标准取值30mm 垫板厚度为(6~12)取值10 凸模固定板H固定板=18~24mm H固定板取20mm H凹=35mm 有标准模架可查的：下模座为35mm 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座125mm×125mm×30mm，下模座125mm×125mm×35mm，导柱22mm×110mm，导套22mm×80mm×28mm。

六、卸料装置中弹性元件的计算

模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下： (1)确定橡胶的自由高度H0

H0(3.5~4)H工 H工h工作h修磨t1(5~10)(1.517.5)mm10mm

由以上两个公式，取H040mm。

(2)确定橡胶的横截面积A

AFX/p

查得矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa，所以

A3112N5186.67mm2

0.6MPa(3)确定橡胶的平面尺寸

外形暂定一边长为125mm，去除螺钉销钉孔，大约为260mm2，则另一边长b为

b125260A 5186.67260bmm44mm125(4)校核橡胶的自由高度H0

为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为62.5mm，所以

H0380.608 D62.5橡胶垫的高径比在0.5~1.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.85×40mm =34mm。

3.其他零部件结构

凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘

式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格A40×60的模柄。

六、模具装配图

模具装配图如图6—1所示。

图6—1

七、模具零件图

模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸凹模、凹模、推件块零件图如图7—1,7—2,7—3,7—4,7—5,7—6,7—7,7—8,7—9,7—10所示。

图7—1上模座

图7—2下模座

图7—3垫板

图7—4凸摸固定板

图7—5卸料板

图7—6凸凹模固定板

图7—7冲孔凸摸

图7—8凸凹模

图7—9落料凹模

图7—10 推件块

三 设计心得

设计心得体会

一个月的实训结束了，在这个月内，我们学到了很多的知识，让我对模具设计与制造有了一个更清晰的了解，更坚定了自己对模具行 20

业的信心。

第一周里，我们在襄樊环宇车灯厂实训，看到了了很多模具，注塑模具和冲压模具。看到了模具钳工装配和管理模具，通过观看和亲自动手拆装模具，让我们对模具有了更深刻的认识以及让我们更清楚地认识模具的内外部结构，和操作原理。结合书本上的知识，使我们能够更好的设计模具。

第二天和第三天我们都在学校的画图室里进行模具的计算和设计画图。模具的工艺计算挺复杂的，不仅有大量的计算，还要查阅很多资料。很庆幸我能够认真仔细的在一周内完成了我的工件工艺计算。然后，我们开始了在图纸上把自己的设计画到图纸上，孙然我们已经多次画图，但是我们在细节上还是要认真仔细，不能马虎。在以后的工作中，一点出错，就可能导致整个模具的实效。画图时，要养成良好的习惯，保持纸张的整洁，线条清晰。

第四天我们主要是将设计的图纸转化为CAD图纸，这样更标准化。通过cad画图，让我们对模具有了更深入的了解，一套模具，最终在电脑上成型了，看着自己的设计，心怀激动。

在这个月的实训中我非常感谢陪伴在我们身边的刘老师，让我们理论与实践结合，更深刻的里了解了模具设计，让我对模具行业有了更深入的了解，对未来充满。

四、参考文献

⑴《汽车车身制造工艺学》 北京理工大学出版社

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⑵《互换性与测量技术》 中国计量出版社 ⑶《现代冷冲模设计—应用实例》 化学工业出版社 ⑷《冲压模具设计与制造—实训教程》 化学工业出版社

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第三篇：冲压模具课程设计说明书(参考)

江苏省自学考试

《冲压工艺与模具设计》

课程设计计算书

设计题目 学生姓名 准考证号 指导老师 成绩评定

周 忠 旺

南京工程学院 二〇一三年 月

南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

目 录

前言

1.设计题目 …………………………………………………………………………………1 2.冲压件工艺分析与计算 2.1 2.2 3.模具结构方案设计与计算 3.1 3.2 4.模具主要零件设计 4.1 4.2 5.装配总图的设计与绘制

5.1 5.2 6.课程设计总结 7.主要参考资料 8.附件(图纸)

(以上目录供参考，可以自动生成目录，最多到三级目录)

南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

前 言

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南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

拖拉机连接板落料模的设计

(小三号黑体，居中，空一行)

1.设计题目(黑体，四号)

1.1 xxx(二级标题，黑体，小四号)

(正文内容，宋体小四号，行间距1.5倍，以下同)

1.2

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南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

2.冲压件工艺性分析与计算

2.1分析冲压件工艺性

2.2工艺计算及设计

2.2.1 排样的选择与条料宽度的计算 2.2.2 拉深工序尺寸计算(如果有此工序) 2.2.3 其他工艺尺寸计算

2.3确定冲压工艺方案 2.3.1 冲压工序分析 2.3.2 工艺方案的拟定 2.3.3 工艺方案的比较 2.3.4 工艺方案的确定 2.4 工艺文件

(包含冲压工艺卡和冲压工序卡，需作为工艺文件提交检查)

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南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

3.模具结构方案设计与计算

3.1模具结构方案确定与分析

3.2冲压力计算

(包含冲裁力、弯曲力、拉深力、压边力、卸料力、顶件力等)

3.3冲压设备的选择

3.4卸料机构的设计与计算

3.5推件机构的设计(如有)

3.6压边装置设计(如有)

3.7顶件机构的设计(如有)

3.8 模架的选用(或设计)

(以上条目仅供参考，可以根据所设计模具进行调整)

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- 6

南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

5. 设计并绘制装配总图

5.1模具装配总图的设计

5.2 模具结构介绍

5.3模具主要零件名称及材料

5.4模具工作原理

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南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

6.课程设计总结

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南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

7.主要参考资料

[1]贾俐俐.冲压工艺与模具设计[M].北京：人民邮电出版社，2009年版 [2] [3]

(6-10个参考资料)

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南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

8.附件

1)xxxx冲压工艺卡; 2)xxxx冲压工序卡; 3)xxxx模具的装配图; 4)xxxx零件图 5) 6)

南京工程学院《冲压工艺及模具设计》课程设计

排版说明：

1.页面设置：统一用A4纸打印，页面设置页边距上2.8cm，下2.5cm，左右各2.5cm，装订线位置选择左侧。正文页脚注上页码，页码格式为阿拉伯数字，居右。

2.正文部分：标题四号宋体加粗;正文内容，小四号宋体，所有内容字间距为标准字间距，1.5倍行距;

课程设计工作量要求; 1.论文总页码不少于25页(不含附件); 2.装配总图1张(A0或A1图纸一张); 3.主要零件图纸不少于4张(越多越好);

4.工艺文件(冲压工艺卡片和冲压工序卡片)1套; 5.提供打印稿和电子稿;

第四篇：冲压工艺与模具课程设计指导书

《冲压工艺与模具设计》

课 程 设 计 指 导 书

《冲压工艺与模具设计》课程设计指导书

一、课程设计的性质、任务和目的

本课程设计性质是在完成了《冲压工艺与模具设计》、《模具制造工艺》、《模具材料与热处理》及《机械制造工艺学》后进行的针对冲压模具设计的一门实践性课程，其任务是综合运用所学知识进行与实际工作相关的设计训练，该课程设计教学环节的目的是：

1. 巩固与扩充《冲压工艺与模具设计》、《模具制造工艺学》等课程所学 知识与技能。

2. 学习专业设计手册的使用，强化工程计算、绘图及文献检索的能力，为毕业设计及将来的工作打下良好基础。

3. 培养和提高分析、解决工厂实际问题的能力。

4. 学习冲压工艺与模具设计的具体方法与步骤，培养和提高模具设计的综合能力;为今后从事模具设计与制造工作打下必要的基础。

二、教学目标

完成典型冲压零件的冲压工艺分析及模具设计整个过程。在设计过程中能够较好地应用《冲压工艺与模具设计》的基本理论，学会应用冲压模具设计工具书和参考资料，掌握冲压成形零件工艺性分析、基本工艺计算,模具零部件设计、计算;冲压设备的选择,装配图、零件图的设计与绘制，工艺卡的编制。

三、工艺设计要点

1、零件工艺性分析

零件的冲压工艺性是指从冲压工艺的角度来衡量零件的设计(包括选材，零件形状结构等)是否合理。即在满足零件使用要求的前提下，能否以最简单、最经济的冲压加工方法将零件制成。零件工艺性的好坏直接关系到其质量、生产率、材料利用率和成本。

开始设计时，首先要了解零件的形状结构特点，使用的材料,尺寸大小，精度要求以及它的用途等基本情况，并根据各种冲压工艺的特点来分析该零件的冲压工艺性，作为制订工艺方案的依据。如认为原产品设计有不合理处，或者其工艺性很差时，可提出修改方案，会同产品设计人员，在保证产品使用要求的前提下，对原零件作必要的，合理的修改。

2、冲压零件工艺方案确定  计算毛坯尺寸

根据零件图确定毛坯尺寸，如弯曲零件的毛坯展开尺寸，拉深零件的毛坯形状与尺寸等。

 进行其它必要的工艺计算

根据各种冲压工序的成形极限，进行相应的其它的尺寸计算。如弯曲件的最小弯曲半径，拉深件所需的拉深次数，一次翻边的高度和缩口，胀形变形程度的计算等。

 对不同的工艺方案进行分析、比较，确定一合理方案

对于工序较多的冲压件，可先确定出该冲压件的基本工序，然后将各种基本工序做各种可能的排列与组合，可得出多种工艺方案，并根据生产实际条件，对其进行综合分析和比较，取一种最合理的工艺方案，并绘出各工序的模具结构示意简图。

 据所定工艺方案，计算并确定各中间工序的工件形状和尺寸，同时确定各工序的工件图。

3、确定出合理的排样形式，裁板方法，并计算材料的利用率。

4、计算各工序压力，确定压力中心，初选压力机

计算工序所需压力时，要使其最大压力不超过压力机的允许压力曲线。必要时，还要审核压力机的电机功率。

5、填写工艺过程卡片

根据上述工艺设计，将所需的工序及原材料、所使用的设备、模具、工时定额等项内容填入一定格式的工艺卡中。它既是生产作业的指导文件，也是设计模具的依据。

四、模具设计要点

1、模具类型及结构形式的确定

根据所确定的工艺方案，冲压件的形状特点，精度要求，生产批量，模具的制造和维修条件，操作与安全，以及上料，出件的方式，使用设备等各方面的情况，确定冲模类型和结构。

2、模具零部件的选用、设计和计算

模具工作部分零件，定为零件，压料、卸料及出件零件，导向零件，固定零件，紧固及其它零件，若能按《冷冲模标准》选用时，要尽量选用标准件，若无标准可选时，再进行设计。此外还有弹簧，橡胶的选用与计算，某些零件还需进行强度校核等。

3、绘制模具装配图

装配图应具有足够能说明模具构造的投影图及必要的剖面、剖视图。一般主视图和俯视图应对应绘制，还要注明必要尺寸，如闭合高度，轮廓尺寸，压力中心，以及靠装配保证的有关尺寸和精度。并画出工件图，排样图，填写详细的零件明细表和技术要求等。

绘制装配图的一般步骤是：把工件图的主、俯视图画在图中的适当位置;先画工作部分零件，再画其它各部分零件;画出工件图，排样图;填写详细的零件明细表和技术要求。绘图时应与上一步工艺计算工作联合进行。总之，模具设计与工艺设计应相互照应，如发现模具不能保证工艺的实现，则必须更改工艺设计。

4、绘制模具零件图

按所设计的模具装配图，拆绘模具零件图。零件图也应有足够的投影图和必要的剖视、剖面图，以便将零件结构表达清楚。另外，还要注出零件的详细尺寸，制造公差，形位公差，表面粗糙度，材料及热处理，技术要求等。工作部分零件刃口尺寸及公差按所计算的尺寸、公差标注。

五、设计说明书的编写

1、200字左右的中文摘要;摘要包括本次设计的主要内容、依据、模具结构特点与结论。

2、目录;

3、设计任务书及产品图;

4、序言;说明本设计的目的意义及应达到的技术要求，简述该类零件的常用加工方法及存在的问题，本设计指导思想、最终解决的问题。

5、零件的工艺性分析;

6、冲压零件工艺方案的拟定;

7、排样形式和裁板方法，材料利用率计算;

8、各工序压力计算，压力中心的确定，压力机的选择;

9、模具类型及结构形式的选择;

10、

11、

12、

13、

14、

15、

16、

17、 模具零件的选用，设计以及必要的计算; 模具工作部分零件刃口尺寸及公差的计算; 模具材料的选择及热处理要求; 模具的动作说明及操作要求; 对本设计的技术、经济性分析; 其它需要说明的内容;

结束语：对本次设计的心得体会及建议; 参考文献：列出本次设计所用参考资料;

六、设计步骤及进度安排

1、接受任务书(一天)

任务书由指导教师提出，其内容如下：

 经过审签的正规冲压零件图纸，并注明材料的牌号。  零件使用说明书或技术要求。  生产批量。  必要的零件样品。

2、收集,分析,消化原始资料(一天)

收集整理有关该零件设计、成形工艺、成形设备、机械加工及特殊加工资料,以备制定零件冲压加工工艺和设计模具时使用。具体：

 消化零件图。了解零件的用途;分析零件的尺寸、精度等技术要求;使用性

能、使用场合方面的要求。

 消化任务书。分析任务书所提出的内容及要求。

 准备参考资料。《冲压设计手册》、《冲模图册》、《冷冲模标准》  收集相关资料。生产厂设备、工艺水平;设备型号性能、规格、特点;操作工人技术水平;模具维修能力;模具制造厂设备、技术水平;设备型号性能、规格、特点;相似零件工艺、模具资料等。

3、工艺设计(二天)

按工艺设计要点要求完成

4、模具设计(二天)

按模具设计要点要求完成

5、绘制模具装配图(三天)  图样幅面及比例

模具装配图和零件图图纸幅面，按照机械制图国家标准的规定，选择适当的图幅。绘图比例尽量采用等大比例(1：1)，这样直观性好，特殊情况下可以采用放大或缩小比例。  模具装配图布置

装配图的一般布置情况如下图所示

 视图要求

一般情况下，用主视图和俯视图表示模具结构，若还不能表达清楚时，再增加其它视图。

剖视图的画法一般应按G B4458.1-84规定执行。但在冲模图中，为了减少局部剖视图，在不影响剖视图表达剖面迹线通过部分结构的情况下，可将剖面迹线以外部分旋转或平移到剖视图上，像螺钉，圆柱销，推杆的表示可用该方法。

下模俯视图，是假设将上模去掉以后的投影图。

上模俯视图，是假设将下模去掉以后的投影图。对称的模具，上模和下模的俯视图可各画一半表示。

在模具视图中，工件图和排样图的轮廓线用点划线表示，断面涂黑或红。 毛坯在模具视图中的初始位置，用黑色或红色表示。  工件图和排样图

工件图是指经本套模具冲压后所得到的冲压件图形，一般画在总图的右上角。若图面位置不够，或工件较大时，可另立一页。工件图应按比例画出，一般与模具图的比例一致，特殊情况可以缩小或放大。工件图的方向应与冲压方向一致(即与工件在模具图中的位置一样)，有时也允许不一致，但必须用箭头注明冲压方向。

有落料工序的模具，还应画出排样图，一般也布置在总图的右上角，零件图的下方。

 标题栏和明细表

标题栏和明细表一般放在总图的右下角。若图面位置不够时，可另立一页。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;页次及备注等各栏。模具图中的所有零件都要详细填写在明细表中。  技术要求

冲模模架的技术要求，按G B 2854-81《冷冲模模架技术要求》中的规定执行。在模具装配图中，只简要注明对本模具的要求和应注意的事项即可。当有特殊要求，或不是在专业模具厂(或模具车间)生产时，要详细注明技术要求。

6、绘制全部零件图(二天)

拆绘模具零件图时，应尽量按该零件在总图中的装配方位画出，不要任意旋转和颠倒，以防画错，影响装配。模具图中的非标准零件均需画出零件图，如图凸模，凹模，卸料板等。有些标准零件需补加工处较多时，也可画出，如上模座和下模座。一般如导柱，导套，模柄，定位销，推杆，弹簧，螺钉，圆柱销等标准件均不再绘零件图。具体：

 由模具装配图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先工作零件，后其它零件。

 图形要求：按比例画，允许放大或缩小，视图选择合理，投影正确，布置得当，图形要清晰。

 标注尺寸要求统

一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标零件主要尺寸，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。

 表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注“其余3.2”其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

 技术要求。冲模零件技术要求，可按G B2870-81《冷冲模零件技术要求》中的规定执行。在零件图中，只简要注明对本零件的热处理要求和应注意的事项即可。当有特殊要求，或不是在专业模具厂(或模具车间)生产时，要详细注明技术要求。

 其它内容，例如零件名称、零件图号、材料牌号、热处理和硬度要求、表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

7、校对，审图。(一天)  自我校对的内容是：

- 模具及其零件与冲压零件图纸的关系

模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度、结构等是否符合零件图纸的要尺寸、精度要求。设备选择是否合理

检查设备吨位、闭合高度、台面尺寸等有关装配尺寸与模具的装配关系。图纸

--装配图上各零件安置部位是否恰当，表示得是否清楚，有无遗漏。 --名细表内零件编号、名称，制作数量、标准件等有无遗漏。

--零件图上的零件编号、名称，制作数量、技术要求检查，零件配合处精度、检 查，模具零件的材料、热处理、表面处理、表面粗糙度是否标记、叙述清楚。 -- 主要工作零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误，不要使生产者生产时再换算。

-- 检查全部零件图及总装图的视图位置，投影是否正确，画法是否符合制图国标，有无遗漏尺寸。 -- 校核加工性能

所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标注等是否有利于加工。 - 说明书是否按要求格式打印、装订;内容是否完善;表达是否正确。  教师审图

原则上按设计者自我校对项目进行;但是要侧重于结构原理，工艺性能及操作安全方面。

8、整理、写作说明书(一天)

按说明书写作格式、内容要求。

9、答辩、资料归档(一天)

将所有资料，例如任务书、零件图、说明书、模具装配图、模具零件图，按规定加以系统整理、装订、编号进行归类档。

第五篇：UG模具设计课程标准

浙江省中等职业学校

模具制造技术专业课程标准 《UG模具设计》课程标准 【课程名称】 《UG模具设计》 【适用范围】

中职模具制造技术专业 【课程性质和任务】 本课程是机械类专业课，在模具制造技术专业中占有重要地位，本课程主要讲解注塑模具设计的一些基础知识、模具向导模块的主要功能以及介绍使用模具向导模块进行模具设计时，怎样通过过程自动化、参数全相关技术快速建立模具型芯、型腔、滑块、镶件、模架等模具零件三维实体模型。

先修课程是《金属材料及热处理》、《工程力学》、《机械设计基础》、《互换性与测量技术》和《塑料成型工艺及设备》等，后续课程有《塑料模具设计》、《模具制造工艺》和《模具价格估算》等。 【设计思路】

介绍注塑模的UGNX8.0的设计流程：产品模型准备、产品加载和初始化、设置模具坐标系、计算产品收缩率、设定模具型腔和型芯毛坯尺寸、模具型腔布局、建立模具分型线、修补分模实体模型破孔、建立模具分型面、建立模具型腔和型芯、使用模架、加入模具标准件、模具建腔，每个设计流程后面附录上一两道对应的练习题，最后结合典型塑件作为模具设计项目。

【课程目标】

掌握塑料制件结构设计，掌握模具结构(浇注系统、成型零部件、合模导向机构、侧抽芯机构、顶出机构、排气系统、温控装置、模具结构件等)的设计，掌握典型模具结构的组成和动作过程，掌握注塑件的成型缺陷和解决方法。 知识目标

了解塑料成型的基本理论、工艺基础; 掌握塑件设计的基本原则;

掌握各种塑料模具的基本结构及设计理论;

了解塑料成型模具的新工艺、新技术及发展方向。 【职业能力目标】

能够使用UG NX8.0进行塑件的设计。 能够设计各种类型机构的注射模。

能够对注塑件出现的问题进行分析与解决。 除了上述的能力目标外，在教学过程中结合各种注射模具设计的基本理论和具体方法进行案例教学，培养学生的设计能力和解决问题的能力，培养诚实守信、爱岗敬业、科学严谨一丝不苟的的工作态度，具备良好的身体素质，能够吃苦耐劳，与他人良好沟通的职业素质和团队合作精神。 【课程内容和要求】 序号

学习主题

课程内容及要求

技能知识及要求

课时

1 绪论

1、了解塑料的分类、性能;

2、理解注塑成型的工作原理、工艺参数、注塑模具的典型结构;

3、了解注塑模具的一般类别。

1、掌握模具设计的基本程序;

2、掌握注塑模成型零部件结构，型腔的结构设计，型芯和成型杆的设计;

3、熟练注塑模向导设计。

4

2

NX模具设计入门

1、了解装载产品模型，模具坐标系，模具收缩率工件设计;

2、掌握多腔模布局，多件模设计;

3、了解重定位方法，删除单个产品的阵列;

4、掌握模具初始化和创建工件和布局。

1、掌握NX8模具设计中的初始化项目操作;

2、掌握模型布局，模型编辑;。

3 分型线和分型面设计

1、了解分型的概念、步奏、分型导航器;

2、掌握区域分析、创建分型线、编辑分型段;

3、掌握分型面的创建步奏;

4、了解分型面的编辑、删除、添加和曲面补片;

1、掌握创建和定义分型线;

2、掌握分型面的创建;

3、知道怎样编辑分型面。

4

注塑模工具

1、了解曲面补片的概念;

2、掌握实体补片、边缘修补、修剪曲面的补片;

3、掌握编辑分型面和曲面补片，扩大曲面补片，拆分面。

4、了解创建方块、分割工具和实体计算工具的使用;

5、掌握创建模具分型、模具壤件、模具浇筑系统、冷却系统和创建模具浇口套和腔体。

1、能熟练掌握片体修补工具的操作;

2、熟练掌握曲面工具;

3、能根据之前所学对注塑模的设计;

4、熟练盖板模具加工的流程。

5

区域分析

1、了解型腔区域和型芯区域的定义;

2、学会编辑分型线和引导线，编辑分型面;

3、学会创建型腔和型芯并且提取区域;。

1、熟练掌握定义区域;

2、熟练掌握案例中模具分型：初始化项目、创建分型线、创建分型面、创建型腔和型芯的这一过程;

3、熟练掌握外壳模具加工项目中的创建模具分型、创建模具壤件、模具浇筑系统、模具冷却系统、创建模具顶杆和模具腔体。

6

模具分析

了解拔模分析和交换模型; 了解厚度分析;

知道型材尺寸和计算面积;

1、掌握计算面积的要领;

2、通覆盖件模具加工的案例，掌握创建零件模型，模具分型，模具壤件，浇筑系统，冷却系统，顶杆和腔体的操作。

7

模架和标准件

1、了解模架的类型，示意图和模具规格;

2、学会编辑注册文件，编辑模架数据，旋转模架，布局信息和表达式列表的相关指令;

3、学会选择标准件和指导便逐渐的属性。

1、掌握模架的作用和结构;

2、掌握模架的设计;

3、掌握标准件及其要领;

4、通过加载模架案例学会初始化项目，创建型腔和型芯创建模架的技术要点。

8

综合范例

1、学会面板及模具加工案例;

2、支架及模具加工案例。

掌握两个案例中模具设计的基本流程，并且能通过这个流程操作同之前的概念联系起来，根据自身的情况查漏补缺。

16 【实施建议】

1、教材编写

根据三年制中职教学特点及专业人才培养方案和本课程标准，开发校本教材。

依托行业，与业内优势企业合作，构建校企合作网络，建设校外实训基地，为学生实训和定岗实习提供场所。聘请企业技术骨干作为专业顾问和兼职教师，参与课程建设与教学。要将行业企业的工作流程与规范、先进的企业文化引入教学中。

教材编写应充分体现项目课程的特点，围绕项目设置相应工作任务，力求任务明确，可操作性强;给学生有自主开发、协作的能力培养，便于学生自主学习。注重新技术、新知识、新工艺、新方法的介绍，为学有余力的学生留下进一步拓展知识能力的内容和空间。

2、教学建议

教学由专兼老师共同完成，校内专任教师主要负责理论教学，兼职教师或企业专家提供技术支持和实训指导。

要求教师具有一定的模具工程生产实际背景，系统掌握机械设计与制造知识，具备塑料模塑成型工艺与模具设计能力，具备塑料模具装配与调试技能，掌握一定的教学方法与教学艺术 教师在教授这门课程前，学生应当具备识图与制图、建模能力;材料及热表处理方法选用能力;机构选用与设计能力;公差精度选用能力等课程的基础知识。

综合利用模具设计室(微机50台与NX8.0软件、一套投影仪设备，若干外设);模具陈列与拆装实训室(40套模具、20个钳工工作台及配套工具);模具生产性实训基地;成形实验室实训室(注塑机一台，液压机一台、冲床及外围设备) 应加强对学生实际职业能力的培养，强化案例教学或项目教学，注重以任务引领型案例或项目诱发学生兴趣，使学生在案例分析或项目活动中了解UG NX8.0模具设计课程。

3、教学评价

建议考核由学生、专任教师与企业技术人员共同完成。学生自评，专任教师考核学生的学习态度，理论知识掌握情况以及与企业技术人员共同完成学生的项目完成情况。

4、课程资源的开发与利用

可用资源有教材、塑料模具设计指导与资料汇编、教案、多媒体课件、模具生产企业(校企合作)、实物、技术手册、PRO/E软件、工程案例、国家(省级)精品课程网站等。

搭建产学合作平台，充分利用本行业的企业资源，开展“工学结合”的教学活动，并在合作中关注学生职业能力的发展和教学内容的调整。

利用各种实训室，开展“教、学、做”一体的教学，满足学生综合职业能力培养的要求。 【其他说明】

根据专业服务的区域与行业的不同和学校实际条件的不同，依据《UG模具设计》课程教学设计指导框架，具体制定本课程的教学实施方案，进一步细化和明确载体、工作任务、资源条件、教学做一体化的形式与成果等内容，规范和指导教学。