冲压模具设计指导书

冲压模具课程设计指导书

一、冲压模具课程设计的性质

冲压模具设计是金属材料工程专业（模具工程）教学中重要的实践教学环节之一，它是在学生具有了基本的模具设计与制造理论知识以后，为了强化学生所学的知识和提高学生的初步设计能力而开设的实践教学。

二、冲压模具课程设计目的和要求 1．冲压模具设计的目的

（１）综合运用和巩固本课程及有关课程的基础理论和专业知识，培养学生从事冲压模具设计初步能力，为后续毕业设计和实际工作打下良好的基础。

（２）培养学生分析问题和解决问题的能力。经过课程设计环节，学生能全面理解和掌握冲压工艺、模具设计、模具制造等内容；掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤、模具零件的常用加工方法及工艺规程编制、模具装配工艺制定；独立解决在制定冲压工艺规程、设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题；会查阅技术文献和资料，以完成从事冲压技术工作的人员在模具设计与制造方面所必须具备的基本能力训练。 （３）在冲压模具课程设计中，培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯。

2．冲压模具课程设计的要求

（１）树立正确的设计思想，尽量结合生产实际，综合考虑技术性、经济性、实用性、可靠性、安全及先进性等方面的要求，严肃认真地进行设计。

（２）及时了解模具技术发展动向，查阅有关资料，作好设计准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性。

（３）要求设计计算正确、模具结构合理、图面整洁、标注齐全、图样及标注符合国家标 准。

（４）要求所编制的模具零件加工工艺规程和模具装配工艺符合生产实际，技术经济性好。 （５）设计说明书要求文字通顺、条理清楚、书写工整。

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三、冲压模具课程设计的任务与程序 1．冲压模具课程设计的任务

（１）进行中等复杂冲压件的成形工艺设计：包括工艺分析及选择方案、工艺计算、制定冲压工艺方案、确定模具结构尺寸和选择压力机参数； （２）编写冲压工艺过程卡片；

（３）设计至少一道工序冲模的基本结构：要求绘制冲模总装配图1张，零件图2张（其中的标准件除外），计算机绘制2张零件图中的1张； （４）编制指定模具零件的加工工艺规程；

（５）撰写10~20页的设计说明书，并装订成册。

2．冲压模具课程设计的一般程序

冲压件的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它必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件，对于某些组合冲压或精度要求较高的冲压件，还需要经过切 削，焊接或铆接等工序，才能完成。

进行冲压模具设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，优化确定各工艺参数的大小和变化范围，合理设计模具结构，正确选择模具加工方法，选用机床设备等，使零件的整个生产达到优质、高产、低耗、安全的目的。

冲压模具设计与制造实训一般程序如图1所示。

四、模具设计绘图注意事项 1．绘制模具总装配图的要求

模具图纸由总装配图和零件图两部分组成。正式装配图要根据模具的结构草图绘制，并且要能清楚地表达各零件之间的相互关系，还应有足够说明模具结构的投影图及必要的剖面、剖视图。在装配图上还要绘出工件图、填写零件明细表和提出技术要求等。

绘制模具装配图的要求见表1。

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分析零件图（冲压件）

冲压工艺工程设计

确定冲压件的工艺总体方案

确定并设计各工序的工艺方案，初选设备

编制冲压工艺方案

确定模具类型和结构形式

选择条料或工件定位方式

冲压模具设计

选择卸料和除件方式

绘制模具总装配图

选用标准模具零件

校核冲压设备基本参数、合理选择冲压设备

绘制模具非标准零件图

模具零部件施工图

模具零件制造工艺

分析加工难点，确定加工方法

编制模具零件加工工艺规程

编定设计计算说明书

图1 冲压模具设计一般程序

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表1 模具装配图的绘制要求

项目 布置图面及选定比例 要求 1．遵守国家标准的机械制图规定（GB/T14689—93） 2．可按模具设计中习惯或特殊规定的绘制方法作图； 手工绘图比例最好为1:1，直观性好。计算机绘图，其尺寸必须按照机械制图要求缩放 1．主视图：绘制总装配图，心里后外，由上而下次序，即先绘制产品零件图、凸模、凹模… 2．俯视图：将模具沿冲压方向“打开”上模，沿着冲压方向分别从上往下看已打开的上模和下模，绘制俯视图，其俯视图和主视图一一对应画出 3．模具工作位置的主视图一般应按模具闭合状态画出。绘图时应与计算工作联合进行，画出它的各部分模具零件结构图，并确定模具零件的尺寸，如发现模具不能保证工艺的实施，则需要更改工艺设计 10模具设计 绘图顺序 零件图排样图25主视图技术要求10B模具装配 图的布置 俯视图（下模部分）明细表10标题栏L模具装配图主视图要求 1．用主视图和俯视图表示模具结构。主视图上尽可能将模具的所有零件画出，可采用全剖视或阶梯剖视 2．在剖视图中剖切到凸模和顶件块等旋转体时，其剖面不画剖面线；有时为了图面结构清晰，非旋转形的凸模也可以不画剖面线 3．绘制的模具要处于闭合状态或接近闭合状态，也可一半处于工作状态，另一半处于非工作状态 4．俯视图可只绘出下模或上模、下模各半的视图。需要时再绘制一侧视图以及其他剖视图和部分视图 第 4 页 共 13 页

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模具装配图上的工件图

1。工件是经冲压成形后所得到的冲压件图形，一般画在总图的右上角，并注明材料名称、厚度及必要的尺寸

2．工件图的比例一般与模具图上的一致，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（即与工件在模具中的位置一致），若特殊情况不一致时，必须用箭头注明冲压方向

1．若利用条料或带料进行冲压时，还应画出排样图。排样图一般画在工件图的下面，总图的右上角

2．排样图应包括排样方法、零件的冲裁过程、定距方式（用侧刃定距时侧刃的形状、位置）、材料利用率、步距、搭边、料宽及其公差，对有弯曲、卷边工序的零件要考虑材料的纤维方向。通常从排样图的剖切线上可以看出是单工序模还是级进模或复合模

在模具总装配图中，要简要注明对该模具的要求和注意事项，技术条件。技术条件包括力、所选设备型号、模具闭合高度以及模具打的印记、模具的装配要求，冲裁模要注明模具间隙等（参照国家标准，恰如其分地、正确地拟定所设计模具的技术要求和必要的使用说明）

1．模具闭合尺寸、外形尺寸、特征尺寸（预成型设备配合的定位尺寸）、装配尺寸（安装在成型设备上螺钉孔中心矩）、极限尺寸（活动零件移动起止点）2．编写明细表

标题栏和明细表放在总图右下角，若图面不够，可另立一页，其格式应符合国家标准（GB/T10609.1—89，GB/T10609.2—89）

冲压模具 装配图中 的排样图

模具装配的技术条件 模具装配 图上应标 注的尺寸 标题栏和 明细表

2．绘制模具零件图的要求

模具零件图要按照模具的总装配图来拆绘，既要反应出设计意图，又要考虑到制造的可能性及合理性。零件图设计的质量直接影响冲模的制造周期及造价，因此设计得好的零件图

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可保证制件成形质量、方便制造、降低模具成本和提高模具的使用寿命。

目前大部分模具零件已经标准化，可供设计时选用。这对于简化模具设计、缩短模具设计及制造周期，无疑起到积极作用。在生产中，模具总装配图中的标准件不需要绘制，但非标准模具零件均需绘制零件图。有些标准零件（如上、下模座）需要补充加工的地方太多时也要求绘出，但只需标注加工部位的尺寸公差即可。非标准模具零件图应标注全部尺寸、公差、表面粗糙度、材料及热处理、技术要求等。

模具零件图是模具零件加工的唯一依据，包括制造和检验零件的全部内容，因而绘制时应满足表2所列的一些要求。

表2 绘制模具零件图的要求

项 目 正确而充 分的视图

零 件

所选的是图应充分准确地表示出零件内部和外部的结构形状和尺寸大小。且视图及剖视图等等数量应该最少

零件图中的尺寸是制造和检验零件的依据，故应慎重细致地标注。尺寸既要完备，同时又不重复。在标注尺寸前，应研究零件的加工和检测的

具备制造和检

工艺过程，正确选定尺寸的基准面，做到设计、加工、检验基准统一，避

验零件的数据

免基准不重合造成的误差。零件图的方位应尽量按其在总装配图中的方位画出，不要任意旋转和颠倒，以防画错，影响装配

所有的配合尺寸或精度要求较高的尺寸都应标注公差（包括表面形状和位置公差）。未标注公差按IT14级制造。模具的工作零件（如凸模、凹模、凸凹模的部分尺寸按计算值标注

模具零件在装配过程中的加工尺寸应标注在装配图上，如必须在零件图上标注时，应在有关尺寸近旁注明“配作”、“装配后加工”等字样或在技术要求中说明

因装配需要留有一定的装配余量时，可在零件图上标出处装配装配链补偿量及装配后所要求的配合尺寸、公差和表面粗糙度等

两个互相对称的模具，一般应分别绘制出；如绘在一张图样上，必须标明两个图样代号

模具零件的整体加工，分成后成队或成组使用的零件，只要分切后各部分形状相同，则视为一个零件，编一个代号，绘在一张图样上，以利于加工和管理

模具零件的整体加工，分切后尺寸不同的零件，也可绘在一张图样上，但应用引出线标明不同的代号，并用表格列出代号、数量和质量

所有的加工表面都应注明表面粗糙度等级。正确决定表面粗糙度等级是一项重要的技术经济工作。一般来说零件表面粗糙度等级可根据等各个表面工作要求及精度等级来决定。

凡是图样或符号不变与表达，而在制造时又必须保证的条件和要求都应注明在技术条件中。它的内容随着不同的零件、不同的要求及不同的加工方法而不同。

1． 对材质的要求。如热处理方法及热处理表面应达到的硬度等 2． 表面处理，表面涂层以及表面修饰（如锐边倒钝，清沙）等要求 3． 未注圆角半径的说明，个别部位的修饰加工要求 4． 其他特殊要求

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标注加工尺寸尺寸公差和表面粗糙度

技术条件

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3．模具图中的一些习惯画法

模具图的画法要符合机械制图的国家标准规定，考虑到模具图的特点，允许采用一些常用的习惯画法，见表3。

表3 模具图中的一些习惯画法

五、冲压模具设计实训

1．冲压模具设计的内容和步骤

冲压模具设计有三项内容，即冲压工艺设计、冲压模具设计、模具零件加工工艺规程编制与模具制造。冲压模具设计与制造实训的步骤和内容见表4、5、6。

表 4 冲压模具设计内容和步骤(一)

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表5 冲压模具设计内容和步骤(二)

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续表5

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六、撰写设计说明书

编写设计说明书是整个设计的一个重要组成部分。它是设计者设计思想的体现，是设计成果的文字表达，也是学生撰写技术性总结和文件的能力体现。因此它是培养学生分析、总结、归纳和表达能力，涉及终了时，将草稿本的内容整理归纳后编写正式说明书。

设计说明书的主要内容包括整个设计计算内容、工艺分析与方案确定、其他事项。说明书的内容及顺序建议如下： 1．封面

2．设计任务书及产品图（应装订入原发的任务书） 3．目录（标题及页次） 4．序言

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．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比较选择

10．模具工作零件刃口尺寸及公差的计算

11．模具其它零件的选用、设计以及必要的计算 12．模具零件制造工艺的编制 13．其它需要说明的内容 14．参考资料

七、时间安排

表6 时间安排

内 容

布置题目和准备工作

工艺计算，工艺方案制定，编写工艺过程卡结构草图 绘制装配图 绘制零件图 设计说明书

时 间半天 2天 2天 2天 2天 2天

交指导教师检查工艺方案 交指导教师检查结构草图 指导老师签字

说 明

制定非标准件工艺规程 1.5天

八、成绩考核与评定

冲压模具课程设计成绩的评定包括冲压工艺与模具设计、设计说明书两个部分，具体所占分值可参考表7。

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表7

项 目 工艺与模具设计 设计说明 答辩

分值/%

指 标

冲压工艺编制 10 工艺是否可行

零件图 20 结构正确，图样绘制与技术要求符合国家标准、图面

质量和数量 装配图 20 结构正确，图样绘制与技术要求符合国家标准、图面

质量 说明书撰写质量 30 条理清楚，文理通顺，语句符合技术规范，字迹工整，图表清楚

答辩情况 20 时间合理，能回答问题 合计 100

根据表 8所列的评分标准， 冲压模具设计及制造实训的成绩分为以下五个等级： 1. 优秀

⑴ 冲压工艺与模具结构设计合理，内容正确，有独立见解或创造性； ⑵ 设计中能正确运用专业基础知识，设计计算方法正确，计算结果准确；

⑶ 全面完成规定的设计任务，图纸齐全，内容正确，图面整洁，且符合国家制图标准； ⑷ 编制的模具零件的加工工艺规程符合生产实际，工艺性好； ⑸ 设计说明书内容完整，书写工整清晰，条理清楚； ⑹ 在答辩中回答问题全面正确、深入；

⑺ 设计中有个别缺点，但不影响整体设计质量。 2. 良好

⑴ 冲压工艺与模具结构设计合理，内容正确，有一定见解； ⑵ 设计中能正确运用本专业的基础知识，设计计算方法正确；

⑶ 能完成规定的全部设计任务，图纸齐全，内容正确，图面整洁，符合国家制图标准； ⑷ 编制的模具零件的加工工艺规程符合生产实际； ⑸ 设计说明书内容较完整、正确，书写整洁；

⑹ 答辩中思路清晰，能正确回答教师提出的大部分问题；

⑺ 设计中有个别非原则性的缺点和小错误，但基本不影响设计的正确性。 3. 中等

⑴ 冲压工艺与模具结构设计基本合理，分析问题基本正确，无原则性错误； ⑵ 设计中基本能运用本专业的基础知识进行模拟设计；

⑶ 能完成规定的设计任务，附有主要图纸，内容基本正确，图面清楚，符合国家制图标准；

⑷ 编制的模具零件的加工工艺规程基本符合生产实际； ⑸ 设计说明数中能进行基本分析，计算基本正确； ⑹ 答辩中回答主要问题基本正确； ⑺ 设计中有个别小原则性错误。 4. 及格

⑴ 冲压工艺与模具结构设计基本合理，分析问题能力较差，但无原则性错误； ⑵ 设计中基本上能运用本专业的基础知识进行设计，考虑问题不够全面；

⑶ 基本上能完成规定的设计任务，附有主要图纸，内容基本正确，基本符合标准； ⑷ 编制的模具零件的加工工艺规程基本可行，但工艺性不好； ⑸ 设计说明书内容基本正确完整，书写工整；

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⑹ 答辩中能回答教师提出的部分问题； ⑺ 设计中有一些原则性小错误。 5. 不及格

⑴ 设计中不能运用所学知识解决工程问题，在整个设计中独立工作能力较差； ⑵ 冲压工艺与模具结构设计不合理，有严重的原则性错误；

⑶ 设计内容没有达到规定的基本要求，图纸不齐全或不符合标准； ⑷ 没有在规定的时间内完成设计；

⑸ 设计说明文理不通，书写潦草，质量较差； ⑹ 答辩中自述不清楚，回答问题时错误较多。

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材料教研室05.05.26