冲压冲模课程设计指导书output

Dal ian Polytechnic University

冲压工艺及模具设计课程设计指导书

材料成型及控制工程模具专业适用编

机械工程与自动化学院

2012年6月

序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1 」 《冲压工艺及模具设计》课程设计的目的和要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1.1.1 目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1.1.2要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1.2设计前的准备工作和注意事项. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1.2.1设计的预备课程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1.2.2设计前的有关事宜和注意事项. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1.3设计任务. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1.4设计答辩和成绩评定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

第二章冲压件工艺过程设计的内容及步骤. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2」工艺过程设计的基本内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2.2设计及绘制装配图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.3设计及绘制零件图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.4冲模图的一些习惯画法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.5编写设计计算说明书. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第三章设计实例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

3」冲裁模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

3.2弯曲模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

3.3拉深模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

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附录5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

附录10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第一章概述

冲压工艺及模具设计课程是材料成型及控制工程(模具)专业的主干专业课。 木课程论述板材成形的机理各种成形工序的特点工艺计算方法模具设计及冷冲模标准件的选用。要求学完该课程后能掌握冲压成形原理能够分析板材成形中出现的一般问题初步具有解决冲压件质量分析经济效益,从事冲压新工艺新技术的开发制定冲压工艺规程和设计冲模的能力。

1.1 《冲压工艺及模具设计》课程设计的目的和要求

1.1.1目的

(1)为使学生掌握冲压工艺的编制方法和设计冲模的实际技能除了系统地讲授必耍的设计计算理论做实验做作业外述应该对学生作较全而的设计技能训练 即作课程设计 以达到如下目的。具体应用和巩固本课程及有关先修课的基础理论和专业知识了解冲压工艺及模具的设计方法和步骤培养学生的初步设计能力为毕业设计打基础。

(2)独立地解决在制定冲压工艺规程和设计冲模屮的问题会查阅技术文献和资料全面考虑设计内容及过程培养学生分析问题和解决问题的能力。课程设计是教学过程屮的一个重要环节必须认真对待。

1.1.2要求

在课程设计中要求学生注意培养认真负责踏实细致的工作作风和保质保量,按时完成任务的习惯。在设计过程中必须做到

1. 及吋了解有关资料,作好准备工作充分发挥自己的主观能动性和创造性;

2. 要求计算正确结构合理 图面整洁 图样及标注符合国家标准

3. 设计计算说明书要求文字通顺书写工整其中的图表等不准徒手冊i;

4. 按计划循序进行整个课程设计时间为两周(10个工作口)其进度可参考下表

半天 答辩

1.2设计前的准备工作和注意事项

1.2.1设计的预备课程

冲压工艺及模具设计课程设计是在学生具备了机械制图互换性与技术测量,工程材料及热处理机械原理及机械零件材料成型工艺材料成形设备模具制造基础冲压工艺及模具设计等必耍的基础和专业知识的基础上进行的。完成本专业教学计划屮所规定的认识实习也是学生能顺利进行冲压模具课程设计的必须前提。

学生除了必须具备冲压工艺知识外同时也应掌握模具加工工艺知道自己设计的模具如何加工及制造各种加工方法所能达到的精度等。熟悉冷冲模的各项标准等。

1.2.2设计前的有关事宜和注意事项

1 设计前必须预先准备好设计资料手册 图册绘图仪器计算器 图板 图纸报告纸等

2 设计前应对课程设计的原始资料进行详细了解和分析研究 明确设计要求和内容后再进行设计工作。原始资料包扌 4零件图生产纲领原材料牌号与规格现有冲压设备的型号与规格等

3 按时到规定的教室设计不得在寝室或其他地方设计

4 画出的模具结构草图经指导教师认可后方能绘制止式装配图及零件图;

5 设计图纸和计算书呈交指导教师审阅后进行课程设计答辩或总结。

1.3设计任务

学生进行冲压模具课程设计须完成下列任务

1 对老师指定的冲压件进行冲压工艺设计包括工艺分析及方案选择工艺计算模具结构尺寸的确定选择压力机

2 设计一道工序的一套冲模的详细结构要求绘制冲模总装配图及全套零件图

其中的标准件除外 ;完成1.5张零号图纸的工作量

3 制定冲压工艺规范编写冲压工艺过程卡片

4 编写设计计算说明书说明书页数约为25〜35页用本校设计说明书专用纸书写并装订成册。

1.4设计答辩和成绩评定

学生在设计过程中指导教师可以向学生提岀问题质疑以了解学生对设计的掌握和消化情况。

学生完成课程设计后将图纸说明书装入档案袋交指导教师审查然后进行设计答辩和总结并评定设计成绩。

课程设计成绩按以下五个等级评定

优秀

(1) .设计分案合理 内容正确有独立见解或创造性

(2) .设计屮能正确运用木专业的基础知识设计计算方法正确计算结果准确;

(3) .全面完成规定的设计任务 图面质量好且所绘图纸符合国家制图标准;

(4) .说明书内容完整书写工整清晰

(5) .答辩中口述清楚 冋答问题全面正确

(6) .设计中有个别缺点但不影响设计质量。

二. 良好

(1) •设计分案及内容有一定见解

(2) .设计中能正确运用本专业的基础知识设计计算方法正确

(3) .能完成规定的全部设计任务 图面质量较好所绘图纸符合国家制图标准;

(4) .说明书内容较完整正确书写整洁

⑸•答辩屮自述清楚能正确冋答教师提出的大部分问题

⑹.设计中有个别缺点和小错误但不是原则性的基本上不影响设计的正确性。

三. 中等

(1) ・设计方案及内容基木正确分析问题基木正确无原则性错误

(2) .设计中基本能运用本专业的基础知识进行模拟设计

(3) •能完成规定的设计任务 图面质量一般

(4) .说明书中能进行基本分析计算基本正确

⑸•答辩中自述较清楚 回答问题大部分正确

⑹.设计中有个别小原则性错误。

四. 及格

(1) .设计方案及内容基本合理分析问题能力较差但无原则性错误

(2) .设计屮尚能运用木专业的基础知识进行设计考虑问题不够全面

(3) .基本上能完成规定的设计任务 图面质量尚可

(4) .说明书内容基木正确完整书写工整

(5) .答辩中表达能力一般能冋答教师提出的部分问题⑹.设计小有一些原则性小错课。

五.不及格

(1) .设计方案不合理有严重的原则性错谋

(2) .设计内容没有达到规定的基木要求

(3) .没有在规定的时间内完成设计

(4) •设计中不加消化照搬照抄

(5) .答辩小自述不清楚 回答问题时错谋较多。

第二章冲压工艺过程设计的内容及步骤

不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何,其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序如退火酸洗表面处理等加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件 还需要经过切削焊接或钏接等加工才能完成。冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压课程设计的主要内容。进行冲压设计就是根据已有的生产条件综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素合理安排零件的生产工序最优地选用确定各工艺参数的大小和变化范围设计模具选用设备等以使零件的整个生产过程达到优质高产低耗安全的目的。

2.1工艺过程设计的基本内容

冲压工艺规程是模具设计的依据而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证若冲压工艺有改动往往会造成模具的返工甚至报废。冲制同样的零件通常可以采用几种不同方法。工艺过程设计的中心就是依据技术上先进经济上合理生产上高效使用上安全口J靠的原则使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。 冲压件工艺过程设计的主要内容和步骤是

一、分析零件图冲压件图

产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手。分析零件图包括技术和经济两个方面

1. 冲压加工的经济性分析

冲压加工方法是一种先进的工艺方法因其生产率高材料利用率高操作简单等一系列优点而广泛使用。曲于模具费用高生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用批量越大冲压加工的单件成本就越低批量小时冲压加工的优越性就不明显,这时采用其他方法制作该零件可能冇更好的经济效果。 例如在零件上加工孔批量小时采用钻孔比冲孔要经济有些旋转体零件采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以要根据冲压件的生产纲领分析产品成本 阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。

2. 冲压件的工艺性分析

冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面主要分析该零件的形状特点尺寸大小精度要求和材料性能等因索是否符合冲压工艺的要求。 良好的工艺性应保证材料消耗少工序数目少模具结构简单且寿命长产品质量稳定操作简单方便等。在一般情况下对冲压件工艺性影响最大的是冲压件结构尺寸和精度要求如果发现零件工艺性不好则应在不影响产

品使用要求的前提下 向设计部门提出修改意见对零件图作出适合冲压工艺性的修改。

另外分析零件图述要明确冲压该零件的难点所在对于零件图上的极限尺寸设计基准以及变薄量翘曲回弹毛刺大小和方向要求等要特:别注意因为这些因素对所需工序的性质数量和顺序的确定对工件定位方法模具制造精度和模具结构形式的选择都有较大影响。

二、确定冲压件的总体工艺过程

在综合方析研究零件成形性的基础上 以材料的极限变形参数齐种变形性质的复合程度及趋向性 当前的生产条件和零件的产量质量要求为依据提出齐种可能的零件成形总体工艺方案。根据技术上可靠经济上合理的原则对齐种方案进行对比分析从而选出最佳工艺方案(包括成形工序和各辅助工序的性质 内容复合程度工序顺序等)并尽可能进行优化。

1. 选择冲压基本工序

剪裁落料冲孔切边弯曲拉深翻边等是常见的冲压工序齐工序有其不同的性质特点和用途。有些可以从产品零件图上直观地看出冲压该零件所需工序的性质。例如平板件上的齐种型孔只需要冲孔落料或剪切工序开】 」筒形件则需拉深工序。有些零件的工序性质必须经过分析和计算才能确定。如图2-1 (a)和(b)分别为油封内夹圈和外夹圈冲压件两个冲压件形状基木相同 只是直边高度和外径不同经分析计算 内夹圈可选用落料冲孔和翻边共两道工序而外夹圈选用落料拉深冲孔和翻边等四道工序来加工较为

合理。

图2-1汕封内夹圈和外夹圈的冲压工艺过程a)汕封内夹圈b)汕封外夹圈

材料:08钢,厚度:0.8/nm

2. 确定冲压次数和冲压顺序

冲压次数是指同一性质的工序重复进行的次数。对于拉深件可根据它的形状和尺寸以及板料许可的变形程度计算出拉深次数。其它如弯曲件翻边件等的冲压次数也是根据具休形状和尺寸以及极限变形程度来决定。

冲压顺序的安排应有利于发挥材料的塑性以减少工序数量。主要根据工序的变形特点和质量要求来安排确定冲压顺序的一般原则如下

(1) •对于有孔或有缺口的平板件如选用简单模时一般先落料再冲孔或切口使用连续模时则应先冲孔或切口后落料。

(2) .对于带孔的弯曲件孔边与弯曲区的间距较大可先冲孔后弯曲。如孔边在弯曲区附近或孔与基准面有较高要求时必须先弯曲后冲孔。

(3) ・对于带孔的拉深件一般都是先拉深后冲孔但是孔的位置在零件底部,且孔径尺寸要求不高时也可先在毛坯上冲孔后拉深。

(4) •多角弯曲件应从材料变形和弯曲时材料移动两方面考虑安排先后顺序,一般情况下先弯外角后弯内角。

(5) •对于形状复杂的拉深件为便于材料变形和流动应先成形内部形状 再拉深外部形状。

(6) •整形或校平工序应在冲压件基本成形以后进行。

3. 工序的组合方式

一个冲压件往往需要经过多道工序才能完成因此编制工艺方案时必须考虑是采用简单模一个个工序冲压呢还是将工序组合起来用复合模或连续模生产。通常模具的选用主要取决于冲压件的生产批量尺寸大小和精度要求等因素。生产批量大冲压工序应尽可能地组合在一起采用复合模或连续模冲压;小批量生产常选用单工序简单模。但对于尺寸过小的冲压件考虑到单工序模上料不方便和生产率低也常选用复合模或连续模生产若选用自动送料一般用连续模冲压为避免多次冲压的定位课差常选用复合模生产 当用几个简单模制造费用比复合模高而生产批量又不大时也可考虑用将工序组合起来选用复合模生产。

工序的组合方式可选用复合模或连续模。一般来说复合模的冲压精度比连续模高结构紧凑模具轮廓面积比连续模小但是连续模的生产率较高 操作比较安全容易实现单机口动化生产若装上口动送料装置可适用小件的自动冲压。常见的复合模和连续模的工序组合方式可按表2-1选用。

4.辅助工序

对于某些组合冲压件或有特殊要求的冲压件在分析了基本工序冲压次数,顺序及工序的组合方式后尚须考虑非冲压辅助工序如钻孔较孔车削等机械加工焊接钏合热处理表面处理清理和去毛刺等工序。如多次拉深工序Z间为消除加工硬化要进行退火处理为除锈要酸洗等。这些辅助工序可根据冲压件结构特点和使用要求选用安排在各冲压工序Z间进行也可安排在冲压工序前或后完成。

三.确定并设计各工序的工艺方案

依据所确定的零件成形的总体工艺方案确定并设计各道冲压工序的工艺方案。内容包扌 4确定完成本工序成形的加工方法确定本工序的主要工艺参数 根据各冲压工序的成形极限进行必要的工艺计算如弯曲件的最小弯曲半径 一次翻边的高度等确定毛坯的形