《冷冲压工艺及模具设计》-课程设计指导书(理论+实践)

《冷冲压工艺及模具设计》课程设计指导书一、课程设计的目的《冷冲压工艺与模具设计》课程设计是冷冲模课程的最后一个教学环节，同时是第一次对学生进行全面的模具设计训练。其基本目的是：（1）综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。（2）学习模具设计的一般方法，了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。（3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养模具设计的基本技能。二、课程设计的内容课程设计的题目为常用简单冲压零件的冲模设计，具体题目见每组的分组名单。其具体内容如下：（1）模具整体方案设计，包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、刃口尺寸计算、压力机选择等；（2）模具整装配图和模具重要零件设计；（3）编写设计计算说明书。要求每个学生完成：模具整体装配图1张，凸模、凹模、凸凹模等零件图3－5张，设计计算说明书1份（不少于20页）。三、设计成绩课程设计单独计算一门课程成绩，成绩分为优、良、中、及格、不及格五等。材料：20F料厚：0.8mm材料：20F料厚：1mm材料：20F（低碳钢）料厚0.5mm材料：20F料厚：0.5mm变压器铁芯片材料：D310衬板材料：30未注圆角R0.5生产批量：大批量材料：08F料厚：1mm未注圆角R0.4生产批量：大批量材料：08F料厚：1mm材料为Q235钢，板料厚度t=3mm生产批量：大批量材料为08钢，板料厚度t=1mm生产批量：大批量材料为Q235钢，板料厚度t=1.5mm生产批量：大批量材料为Q235钢，板料厚度t=1.5mm生产批量：大批量材料为Q235钢，板料厚度t=1.5mm生产批量：大批量材料为08钢，板料厚度t=1mm生产批量：大批量材料为08钢，板料厚度t=1mm生产批量：大批量《冷冲压工艺与模具设计》课程实验指导书目录一模具安装与冲裁间隙实验

二典型结构模具拆装

三最小弯曲半径测定和弯曲件回弹四拉深变形金属流动实验

五最小拉深系数测定及拉深件起皱、拉裂实验六模具装配及试模

实验一模具安装与冲裁间隙实验一实验目的1．了解模具安装过程。

2．了解间隙大小、凸凹模刃口状态对冲裁件断面质量的影响。

3．了解间隙大小对冲裁件尺寸精度的影响。二实验内容⒈在压力机上安装与调整模具，是一件很重要的工作，它直接影响到冲件质量和安全生产。因此，安装和调整冲模不但要熟悉压力机和模具的结构性能，而且要严格执行安全操作制度。

冲模安装的一般注意事项有：检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被压弯；检查模具的闭合高度与压力机的闭合高度是否合理；检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的打料装置的要求(大型压力机则应检查气垫装置)；模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和发生意外事故。

⒉冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口尺寸的差值。间隙值对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命都有很大的影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个重要的工艺参数。

间隙大小合适，则可得到好的断面质量；同样，刃口锐利，也可得到好的断面质量；间隙大小合适，得到的冲裁件尺寸精度高，即零件的实际尺寸和冲模工作部分的尺寸之间的偏差小。三实验用设备、工具和材料1．设备：25T曲柄冲床。

2．工具：冲裁模一套千分尺放大镜钢皮尺固定模具的工具等。

3．材料：A3钢板t＝3(mm)四实验步骤1．冲裁模的安装（１）根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度，使滑块在下极点时其底平面与工作台面之间的距离大于冲模的闭合高度。

（２）先将滑块升到上极点，冲模放在压力机工作台面规定位置，再将滑块停在下极点，然后调节滑块的高度，使其底平面与上模座上平面接触。带有模柄的冲模，应使模柄进入模柄孔，并通过滑块上的压块和螺钉将模柄固定住。对于无模柄的大型冲模，一般用螺钉、压板等将上模座紧固在压力机滑块上，并将下模座初步固定在压力机台面上(不拧紧螺钉)。

（３）将压力机滑块上调3—5mm，开动压力机，空行程1—2次，将滑块停于下极点，固定住下模座。

（４）进行试冲，并逐步调整滑块到所需的高度。如上模有推杆，则应将压力机上的制动螺钉调整到需要的高度。2．用同一个凹模，更换不同直径的凸模，以改变间隙的大小进行冲裁。然后用放大镜观察每个零件的断面质量及测量每个零件的外径，将结果记入实验报告表1中。3．凹模不更换，换装上钝刃口凸模进行冲裁；钝刃口凸模不换，换装上钝刃口凹模进行冲裁；钝刃口凹模不换，换装上利刃口凸模进行冲裁。最后用放大镜观察每个零件的断面质量，画出断面形状汇入表2。五实验结果分析1．分析间隙大小对冲裁件断面质量的影响并说明原因。

2．分析叙述钝刃口的凸、凹模对落料及冲孔件断面质量的影响并说明原因。

3．分析间隙大小对冲裁件尺寸精度的影响并说明原因。六实验报告实验一模具安装与冲裁间隙实验报告实验二典型结构模具拆装一实验目的1．了解典型冲模结构及其工作原理。

2．了解冲模上各个零件的名称及其在模具中的作用，相互间的装配关系。

3．熟悉模具的装配程序。二实验内容

⒈拆装两套有导柱的冲模（复合模和级进模）。拆装模具之前，应先分清可拆卸件和不可拆卸件，制定方案，提请实验教师审查同意后方可拆卸。

⒉一般冲模的导柱、导套以及用浇注或铆接方法固定的凸模等为不可拆卸件或不宜拆卸件。

⒊拆卸时一般首先将上下模分开，然后分别将上下模作紧固用的紧固螺钉拧松，再打出销钉，用拆卸工具将模具各板块拆分，最后从固定板中压出凸模、凸凹模等，达到可拆卸件全部分离。

三实验用具

⒈有导柱的模具两套

⒉锤子内六角搬手活动搬手等

四实验步骤

⒈在教师指导下，首先初步了解冲模的总体结构和工作原理；

⒉按拆卸顺序拆卸冲模，详细了解冲模每个零件的结构和用途；

⒊将冲模重新组装好，进一步了解冲模的结构和冲模在压床上工作时各部分的动作及作用。

五实验结果分析⒈每人独立(用直尺、圆规，按近似比例)绘制两张冲模结构草图。

⒉详细列出冲模上全部零件的名称、数量、用途及其所选用的材料；若选用的是标准件则列出标准代号。

⒊简要说明复合冲裁模和级进模的工作过程。实验二典型结构模具拆装实验报告实验三最小弯曲半径测定和弯曲件回弹

一实验目的1.掌握最小弯曲半径的测定方法。

2.了解材料性能、纤维方向和毛刺对最小弯曲半径rmin的影响。

3.了解材料性能、相对弯曲半径(r／t)和弯曲方法对回弹角Δβ的影响。

二实验内容

三实验用具1.设备：25T曲柄压力机

2.工具：弯曲模一套钢板尺万能量角仪固定冲模所用的工具等

3.材料：A3钢板t=2(mm)（硬化，退火两种）铝板t=2(mm)

四实验步骤1.最小弯曲径rmin实验

按实验报告表1所选用的凸模和试样分别进行弯曲，每次弯曲3种不同的材料（A3退火状、A3硬化状、铝）。弯曲后检查弯曲处有无裂纹，并将结果记入报告的表1中。

2.回弹数值实验

(1)用万能量角仪测量做过最小弯曲半径实验所用凸模的实际角度，并记入实验报告的表2中。

(2)用万能量角仪测量作过最小弯曲半径实验的试件（铝，A3硬化状态，垂直纤维）的角度，并记入报告的表2中。

五实验结果分析1.分析材料性能、纤维方向和毛刺对最小弯曲半径rmin的影响，并说明原因。

2.画出两种材料（铝、A3(硬化状态)垂直纤维）的Δβ＝f（r/t）曲线，并对曲线进行分析。实验三最小弯曲半径测定和弯曲件回弹实验报告实验四拉深变形金属流动实验一实验目的1.从拉深毛坯的网格变化了解拉深时金属的流动情况。

2.了解拉深后拉深件和毛坯厚度的变化。

二实验内容1.拉深变形过程中变形区域化分，从网格的变化可基本说明拉深变形过程中变形区、不变形

区、传力区和过渡区。

2.用拉深件壁厚沿高度方向的变化情况来说明材料拉深变形后流动的去向。

三实验用具1.设备：冲压机或油压机一台

2.工具：拉深模一套千分尺卡尺划规钢皮尺固定冲模所用的工具等

3.材料：A3钢板t=2mm

四实验步骤1.在一圆形毛坯上用划针、划规和钢皮尺划上间距为5mm的同心圆和以10°为等分的从圆心放射出的射线，然后用此毛坯进行拉深，对网格变化的情况进行分析，并写入实验报告中。

2.将两种不同厚度的毛坯进行拉深，分别采用有压边和无压边装置的模具，观察拉深件的情

况，将实验结果填入实验报告中。

3.将一平扳毛坯拉深到极限变形程度(出现开裂)观察开裂的位置。实验四拉深变形金属流动实验报告实验五最小拉深系数测定及拉深件起皱、拉裂实验

一实验目的1.掌握最小拉深系数的测定方法。

2.认识起皱、拉裂现象及其影响因素。

二实验内容三实验用具1.设备：冲压机或油压机一台

2.工具：拉深模一套卡尺固定模具所需的工具等

3.材料：厚度为1mm的08钢毛坯三个（直径分别为φ70mm、φ90mm、φ106mm）厚度为2mm的08钢毛坯两个（直径分别为φ70mm、φ90mm）四

实验步骤1.将拉深模用工具安装到压机上，并测量凸模的直径，记录在实验报告的表中。

2.分别对每个毛坯进行拉深，改变不同的条件（用或不用压边圈、坯料的厚度等）观察坯料是否被拉裂、是否起皱，并将观察到的结果填入实验报告的表中。实验五最小拉深系数测定及拉深件起皱、拉裂实验报告实验六模具装配及试模

一实验目的1.掌握典型模具装配工艺及模具调试方法。

2.会分析和解决模具装配调试过程中出现的一些问题。二实验内容1.冲模的装配包括组件装配和总装配。在装配时首先要确定装配基准件，按照零件之间的相互关系，确定装配顺序。组件的装配包括模柄的装配、凸模和凹模与固定板的装配。

2.级进模是在送料方向上设有多个冲压工位，在不同的工位上进行连续的冲压，完成制件的冲压加工。级进模对步距精度和定位精度要求比较高，装配难度大，对零件的加工精度要求也比较

高。

3.复合模是在压机的一次行程中，完成两个或两个以上的冲压工序的模具。复合模结构紧凑，冲压生产效率高，对装配的精度要求高。

本次实验就是要进行级进模和落料拉深复合模的装配及调试。三实验用具1.设备：冲压机或油压机一台钻床等

2.工具：级进冲裁模一套（如图1所示）落料拉深复合模一套（如图2所示）钻头绞刀固定模具所需的工具等

⒊材料：镀锌铁皮材料厚度为1mmQ235-A钢材料厚度为1.2mm四实验步骤1.级进模的装配

根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。

(1)凸、凹模预配

①装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。

②将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换。

(2)凸模装配

以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板7的形孔中，并挤紧牢固。图1手柄级进模装配图1－模架2－凹模3－导料板4－导正销5－卸料板6－卸料螺钉7－凸模固定板

8－垫板9－弹性橡胶体10－外形凸模11－大孔凸模12－小孔凸模13－活动挡料销

14－弹簧15－承料板

(3)装配下模

①在下模座1上划中心线，按中心预装凹模2、导料板3；

②在下模座1、导料板3上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝；

③将下模座1、导料板3、凹模2、活动挡料销13、弹簧14装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。

(4)装配上模

①在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；

②预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔；

③用螺钉将固定板组合、垫板8、上模座连接在一起，但不要拧紧；

④将卸料板5套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶9和卸料螺钉6，并调节橡胶的预压

量，使卸料板高出凸模下端约1mm；

⑤复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；

⑥安装导正销4、承料板15；

⑦切纸检查，合适后打入销钉。

(5)试冲与调整

装机试冲并根据试冲结果作相应调整。

2.落料拉深复合模的装配

模具的装配选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。装配前仔细检查凸模、凸凹模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。图2盖落料-拉深复合模1—凸凹模2—推件块3—固定卸料板4—顶件块5—落料凹模6—拉深凸模(1)组件装配

①将模柄用螺钉装配于上模座内。

②将拉深凸模装入凸模固定板中，为拉深凸模组件。

(2)确定装配基准件

落料拉深复合模应以凸凹模为装配基准件，首先确定凸凹模在模架中的位置。

安装凸凹模。将打料杆装入模柄孔内，将推件块装入凸凹模上相应的孔内。确定凸凹模在上模座上的位置，用平行夹板夹紧。以凸凹模上的销钉孔为引钻孔，钻绞销钉孔，安装定位销及螺钉。拆掉平行夹板。

(3)安装下模部分

①安装下模、调整间隙。将顶杆装于顶杆孔内，装上顶件块。用平行夹板将落料凹模、凸模固定板、下垫板和下模座轻轻夹紧，然后调整拉深凸模