课 程 设 计 指 导
赵军 黄桂美 李辉 施钢 编写
适用专业： 材料成型及控制工程
厦门理工学院材料科学与工程系（部）2012年 9 月
一、课程设计目
本课程安排在学生修完“冲压工艺与模具设计”理论课程并参与生产实践之后，是教学过程中的一个关键步骤。它为学生提供运用所学知识，结合实际情况，增强技术能力并养成认真负责态度的良好平台。完成这次设计需要达成以下要求：
加强对于“冲压工艺与模具设计”及关联技术基础学科知识的深化与拓展，学会制定冲压生产流程方案，以及进行冲压模具的构思与绘制。
要提升运用本专业课程知识解决生产实际问题的工程本领，这包含设计、计算、绘图、技术分析及决策、文献查找以及撰写技术文章等方面的能力。
3、养成严肃、认真、细致地从事技术工作优良作风。
二、课程设计基本要求
本课程着重训练学生熟悉简单冲压模具的设计流程，以及相关资料和标准的运用方法，主要目标是让学生可以独立实施简单冲压模具的全部设计环节，要求设计思路经过严谨论证，尽量贴近实际应用情况，同时确保模具能够顺利执行零件的加工步骤。
必须明确模具配套的机器设备，确保设备的技术指标与之匹配；设计时，应尽可能选用符合国家及行业相关规范的通用零件；
设计说明文档结构明晰，表述流畅，计算过程精准完备，措辞依照技术准则；设计图样呈现精确，格式标准，契合当前国家绘图规范。
在模具能够正常使用期间制造出的零件，其尺寸偏差必须位于零件图纸规定的许可区间内。
三、课程设计主要内容
1、设计课题
通常仅涉及一个工艺步骤，或者结构相对简单的连续模，以及冲裁与落料相结合的复合模这类设计，2、设计内容
设计工作涉及多个环节，首先需要评估金属板材的成型性能，接着规划制造流程，然后绘制零件布局示意图，再估算总冲切力并确定力的作用点，随后计算模具刀口的具体规格，同时选择合适的弹性元件并确定其参数，还要设计冲头、凹模或复合模的构造，另外还需设计模具的其他组成部分，绘制出模具的组装图纸和单个零件的加工图，撰写详细的技术文档，了解模具生产的技术要求，明确核心零件并检验其合理性，最后挑选适合的冲压设备。
3、设计工作量
设计任务包括，编写一份设计文档，制作一张冲压流程表，绘制一张模具组合示意图，以及提供一套非标准组件的图纸。
四、主要技术关键分析、解决、方案比较与设计步骤
1、明确设计任务，收集有关资料
学生拿到设计任务书后，要首先弄清楚自己设计课题的具体需求，并且要仔细研读设计指导书，以便掌握冲模设计的目标、范围、标准以及实施流程。接下来，在指导老师的帮助下，制定工作进度安排，同时查找相关的图册、手册等参考资料。如果具备条件，需要进入相关制造企业，探明所设计部件的具体应用场景、构造特征、功能表现，明确其在整体装置中的组合方式、工艺指标，掌握生产规模，了解所用冲压机械的型号与参数，审视模具加工设备的型号与参数，并评估标准化程度。
2、冲压工艺分析及工艺方案确定
工艺可行性评估，首先确立设计目标，并汇集相关数据，接着考察产品技术指标、构造合理性及成本效益，看其是否满足冲压制作规范。倘若存在偏差，须提交调整方案，在导师批准修改或另选设计课题后实施。
首先需要完成工艺方案的拟定工作，接着要填写相关的工艺卡片，这是在工艺分析环节完成后进行的，要明确冲压件的整体加工流程，然后进一步制定冲压加工的具体方案，这个方案是整个冲压件工艺过程制定的中心环节。
制定冲压工艺流程时，首先明确基本工序的种类、数量和先后次序，接着将它们组合成多种不同方案，然后逐一比较各种方案的优劣，全面权衡其长处和短处，最终选定最优方案，并将该方案的具体内容录入冲压工艺单。
3、冲压工艺计算及设计
冲裁模的排样图设计是工艺设计的第一步,需要根据每个制件的特点,选择不同的排样方法,因为每种方案考虑问题的角度不一样,同一个制件也可能有多种排样方式。设计排样图时,必须综合考虑制件的精度要求,模具的结构特点,材料的使用效率,生产效率的高低,以及工人的操作习惯等众多因素。
零件的轮廓比较简单，形状规整，能够直接进行单排排列，排样图的设计相对容易，只需要确定连接边的大小就可以计算出条料的尺寸，然后画出排样图。如果零件的形状比较复杂，或者为了节省材料、提升生产效率而采用斜向排列、相对排列、组合排列等排样方式时，设计排样图就会变得比较困难。在没有条件使用计算机进行排样辅助的情况下，可以用纸张按照比例制作多个样板。借助实际物品进行排样，通常能够取得事半功倍的效果。排样图的设计过程中，常常需要计算多种排样方案的材料使用效率，对比分析各种方案的优缺点，最终选定最优方案。
刃口尺寸的确定比较容易,一旦明确了凸凹模的制造方式,就可以套用相应的公式来求解。通常情况下,普通冲模的计算精度达到小数点后两位即可,但如果使用成形磨削或者线切割等工艺,则计算精度需要提升到小数点后三位。对于弯曲件或者拉深件这类零件,必须先求出其展开尺寸,然后才能进行刃口尺寸的计算。
冲压力可以依据排样图和模具结构形式进行计算，压力中心位置也能确定，冲压设备初选有了依据，所需总压力便容易得出。
用解析法求出压力中心，以便确定模具外形尺寸。
依据计算得出的总压力，首先选择冲压设备的型号和规格，等到模具的总图设计完成之后，再核对这台设备安装模具的尺寸（包括闭合高度、工作台板的大小、排料孔的规格等）是否符合标准，最后才决定压力机的型号和规格。
4、冲模结构设计
要确定凹模的规格，首先需要算出凹模的厚度，然后依据厚度来设定凹模的周边尺寸，在设定周边尺寸时，务必关注三个要点，其一：要顾及凹模上螺栓孔和定位孔的排布，其二：施压中心通常与凹模的几何中心相吻合，其三：凹模的整体规格最好参照国家标准来选取。
挑选合适的模架，明确其他冲模零件的关键尺寸，依据凹模轮廓的尺寸，从《冷冲模国家标准》GB2871—81~GB2874—84（冷冲模典型组合）里就能选定模架的型号以及主要冲模零件的规格参数，接着参考冲模标准里关于零部件的图示资料，便可以开始绘制装配图纸了。
制作冲模装配图，首先绘制冲模结构草图，提交指导老师审核通过后，再进行正式图纸的绘制，先完成主视图，接着绘制俯视图，建议从凸模和凹模的结合面着手，分别向上下方向延伸绘制，这样比较便捷，也能减少绘制中的错误。
完成装配图绘制之后，就可以着手进行零件图的创作了。通常情况下，设计尺寸的基准会选取凹模的右侧和下侧平面，也就是从俯视图的角度来看的这两个面。
