门锁扣板冷冲压模具课程设计.pdf

1 设计题目：门锁扣板冷冲压模具设计与制造 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 班级 班 学号 指导老师 教研室主任 一、训练目的 机械产品设计制造综合训练是专业教学计划中规定的重要实践教学环节，通过完成门锁扣板冷冲压模的设计制造过程，巩固和深化学生综合运用所学机械设计、制造工艺及 CAD/CAM 技术等方面的基础理论、基本知识和基本技能，较全面地获得机械产品的生产实际知识和综合应用能力，以培养具备现代机械设计制造技术基础知识与应用能力，具有较强的工程实践能力和创新能力的应用型工程师。二、训练任务 在四周时间内完成门锁扣板冷冲压模的设计、零件加工及装配。2.1 门锁扣板冷冲压模的设计 1）门锁扣板冷冲压模功能分析及结构设计 2）零件设计 2.2 零件制造工艺设计 1）机械加工工艺过程卡 2）机械加工工序卡 3）复杂零件数控编程（备选）2.3 加工制造 2.4 检验分析 2.5 产品装配 2.6 综合训练说明书 三、训练要求 1）进行门锁扣板（如下图所示）冷冲压模的结构设计，运用 CAD 技术完成零件三维建模和门锁扣板冷冲压模装配建模。2）绘制指定零件的工程图，按国标正确标注尺寸、形位公差及技术要求。3）对零件进行正确的工艺分析，按指定的格式填写加工工艺文件。2 分析门锁扣板冷冲压模零件图样，确定毛坯，拟订工艺路线，选择设备及工艺装备。根据机械加工工艺卡片，确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差，详细地说明整个零件各个工序的要求。4）进行复杂零件的刀具路径与指定数控系统的数控程序生成。编制零件的加工工序卡，填写加工程序单，填写刀具调整单。5）完成零件加工制造。按照制定工艺文件，在老师指导下，遵守机床设备操作规程，独立调整、操作相应机床，进行零件加工。6）零件加工质量检测。正确地选用检验方法及计量器具，对零件进行质量检测和分析。7）门锁扣板冷冲压模装配。根据结构设计要求，正确装配。8）撰写综合训练说明书（上交电子稿和打印稿）。说明书应涵盖整个训练内容，字数不少于 3.5 千字。9）加工制造过程必须做好安全防范工作。四、成绩评定 成绩评定是对学生在实训过程的能力、态度表现情况综合给出成绩，具体考核包括以下内容：1）机械设计能力。包括结构设计正确、合理性，工程图质量，工艺参数选定等。（20 分）2）CAD 技术应用能力。利用 CAD/CAM 软件系统完成设计、编程情况，包括零部件的设计和造型、自动编程的刀位文件和 NC 程序。（15 分）3）实际加工操作水平，所完成的零件质量以及装配质量。（40 分）4）综合训练报告。（15 分）5）平时成绩。（10 分）3 目 录 0引言.4 1 门锁扣板冷冲压模的设计.4 1.1 设计要求.5 1.2 冲压件门锁扣板的工艺分析.5 1.3 冲压方案的确定.5 1.4 选择模具结构形式.5 1.5 模具的设计计算.6 1.5.1 冲裁力设计计算.6 1.5.2 卸料力、推件力的计算.6 1.5.3 压力机所需总的冲压力计算.7 1.5.4 排样设计.7 1.5.5 送料步距与条料宽度计算.7 1.6.工作零件设计计算.7 1.6.1、凸模组件及其结构设计.7 1.6.2 凹模组件.7 1.6.3 定位零件.7 1.6.4 卸料与推件零件.8 1.6.5 模架.8 1.6.6 模具的闭合高度，冲模与压力机的关系.8 2.零件制造工艺设计.8 2.1.1.1 上固定板毛坯的选择.8 2.1.1.2 上固定板工艺分析.8 2.1.2 机床的选择.8 2.1.3 确定加工工艺路线.9 2.1.4 零件数控加工工艺分析.9 2.1.5 零件加工工艺卡.11 2.1.6 零件加工工序卡.错误!未定义书签。2.1.7 上固定板加工程序单.17 2.1.8 加工零件检测与分析.18 3.心得体会：.19 4.参考文献.20 4 0引言 机械设计制造综合训练是在我们完成的专业基础课和专业课之后，所进行的一种综合性的实践环节，目的是为了加强我们创新能力、工程能力和综合应用能力的培养。通过强化实践锻炼，让我们成为能够满足企业要求的应用型人才。由于磨具是在机械行业中非常具有代表性，所以我们选择了冷冲模具作为实验对象。1 门锁扣板冷冲压模的设计 模具的最终效果图如下图所示，为单工序导柱导套模。5 1.1 设计要求 设计一冷冲压模具加工，门锁扣板冷冲压模结构形状及尺寸见样品。1.2 冲压件门锁扣板的工艺分析 依据设计要求与资料数据，零件生产为大批量生产，材料为 2mm 厚的铝合金板。该工件包括冲孔、落料、两个工序，零件精度一般，工件尺寸全部取自由公差，普通模具能满足。1.3 冲压方案的确定 由于本次设计只要求完成冲孔一道工序，由于大批量加工，尺寸精度较高。则选择导柱式单工序模。1.4 选择模具结构形式 磨具结构如下图：本次设计采用典型单工序模模具。模具结构件附录模具装配图。冲裁件如图 1.1所示，其外形为门锁扣板毛坯，中间有个三个空。装在上模部分的有门锁扣板冷冲孔凸模 9，通过凸模固定板 10、垫板 11 用螺柱与定位销与上模座 5 固定在一起并装有模柄 7。装在下模部分的凹模 12 是和导板 3 卸料版 8 用螺柱与下模座 1 6 固定在一起，上下模采用导柱4 导套 6 导向。1.5 模具的设计计算 已知冲裁件尺寸尺寸如下图 图 1-1 凸模的基本尺寸与凹模相同。1.5.1 冲裁力设计计算 对于普通平刃口的冲裁 F=KLt k 为系数，常取 1.3，L 为冲件周长，为抗剪强度 MPa，t 为板厚 查表【冷冲模设计】表 2-3 有=130MPa F=KLt=1.3*130*2*105=3.5KN 1.5.2 卸料力、推件力的计算 F卸=K卸F，F推=K推F，F顶=K顶F 查表【冷冲模设计】表 3-8 有 K卸=0.05，K推=0.05，K顶=0.06 故 F卸=F推=0.053.5=0.175KN F顶=0.069.9=0.21KN 7 1.5.3 压力机所需总的冲压力计算 有前面章节模具结构设计可知采用的是刚性卸料装置。F总=F=3.5 KN 1.5.4 排样设计 排样图是模具设计的关键，它具体反映了零件在整个冲压成形过程中，毛坯外形在条料上的截取方式及与相邻毛坯的关系，而且对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响，故应针对零件和零件展开后的工艺特点，并综合考虑工艺分析各个因素后，设计合理的排样图及具体工位安排。工件的排样有工件零件图可知工件形状结构简单，可采用直排方法排样，由于只是冲孔工序则没有搭边值。1.5.5 送料步距与条料宽度计算 1.送料步距 A A=D=60mm 2.条料宽度 B =30 1.6.工作零件设计计算 1.6.1、凸模组件及其结构设计 由于门锁扣板两边有两个4 的螺钉孔，若设计单独的凸模则可能凸模的刚度不够，则三个冲孔的凸模作为一体，这样可以保证加工时凸模的强度。1.6.2 凹模组件 由于冲压的零件不大，则选用整体式凹模，采用 M4 销钉定位。1.6.3 定位零件 由于只有冲孔工序则选用挡料销定位。8 1.6.4 卸料与推件零件 本模具采用刚性卸料，选用固定卸料版。设计加工简单，工作可靠，零件结构简单占用空间少。1.6.5 模架 模架由上、下模座、模柄及导向装置（导柱、导套）组成。模架已标准化，查机械设计手册选取后侧导柱模架，当冲裁件厚度为 0.84mm 时，导柱与导套选用 H7/h6 配合级精度模架。模柄查机械设计手册选用螺纹固定式上模柄。1.6.6 模具的闭合高度，冲模与压力机的关系 模具的闭合高度 H模具应介于压力机的最大装模高度 Hmax 与最小装模高度Hmin 之间，否则就不能正常安装和工作。其关系为：Hmin+10mmH模具Hmax-5mm。2.零件制造工艺设计 2.1.1.1 上固定板毛坯的选择 由于上固定板的厚度为 10mm 则可选择圆柱体，用数控加工成上固定板大小。2.1.1.2 上固定板工艺分析 由于上固定板选用圆柱体，用数控加工的方法洗切好毛坯。则上固定板是一整块的，可以通过铣削和钻加工出上固定板 2.1.2 机床的选择 模具用户对模具产品的直接要求是物美、价廉、交货及时,而模具生产企业追求的目标则是短周期、高质量、低成本,高速加工技术的发展恰恰满足了模具市场发展的这些需要。随着模具工业向大型、精密、复杂、长寿命和多功能的 9 方向发展,模具制造更趋精细化,则在加工中选用数控机床进行加工。2.1.3 确定加工工艺路线 参照前述加工工艺分析，现将上固定板的加工工艺路线列述如下:下料数控加工钻6 孔 钻4 销钉孔攻6 螺纹孔检测 2.1.4 零件数控加工工艺分析 零件如图所示，零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要较高。工件较复杂，尺寸精度要求高。2.1.5 零件加工工艺卡 10 表 1.1 上固定板机械加工工艺过程卡 湖南工程学院 机械加工工艺过程卡 产品名称 冲压模 零件名称 上固位板 共（1）页 第（1）页 材料牌号 45 钢 毛坯种类 圆柱体 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 设备 夹具 刀具 量具 工时 准备 单件 01 去毛边 02 铣平面 铣削表面，保证表面粗糙度达到要求。数控铣床 通用夹具 16 面铣刀 游标卡尺 03 挖槽粗加工 铣大小槽，铣出外轮廓。数控铣床 通用夹具 4 立铣刀 游标卡尺 04 等高外形精加工 精加工槽，外形及清角加工 数控铣床 通用夹具 4 立铣刀 游标卡尺 05 钻孔 钻 4 个6 的孔，然后攻丝 立式钻床 Z535 通用夹具 6 麻花钻 游标卡尺 06 钻孔 钻 2 个4 的孔 立式钻床 Z535 通用夹具 4 麻花钻 游标卡尺 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 设计 审核 标准化 会签日期 11 2.1.6 零件加工工序卡选用专用装夹工件，采用数控机床加工。上固定板（零件名称）加工工序卡表 1.1 湖南工程学院 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 零件图号 冲压模具 上固定板 01 材料 材料名称 毛坯种类 毛坯尺寸 零件重 每台件数 卡片编号 第 1 页 45 钢 圆柱体 90 x10 1 共 1 页 加工工序图 工序号 01 工序名 铣端面 设 备 数控铣床 夹具 虎钳 工量具 游标卡尺 刃具 16 平面铣刀 工步 工步内容及要求 铣床 转速(r/min)工件 转度(m/min)轴向进给量(mm/r 径向进给量(mm)走刀 次数 1 铣90 的端面 1000 3 3 2 3 4 5 6 工艺编制 学号 03 审 定 会 签 工时定额 校 核 执行时间 批 准 12 上固定板（零件名称）加工工序卡表 1.2 湖南工程学院 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 零件图号 冲压模具 上固定板 02 材料 材料名称 毛坯种类 毛坯尺寸 零件重 每台件数 卡片编号 第 1 页 45 钢 圆柱体 90 x10 1 共 1 页 加工工序图 工序号 02 工序名 挖槽粗加工 设 备 数控铣床 夹具 虎钳 工量具 游标卡尺 刃具 4 立铣刀 工步 工步内容及要求 铣床 转速(r/min)工件 转度(m/min)轴向进给量(mm/r 径向进给量(mm)走刀 次数 1 铣大小槽，铣出外轮廓 1000 2 3 2 3 4 5 6 工艺编制 学号 03 审 定 会 签 工时定额 校 核 执行时间 批 准 13 上固定板（零件名称）加工工序卡表 1.3 湖南工程学院 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 零件图号 冲压模具 上固定板 03 材料 材料名称 毛坯种类 毛坯尺寸 零件重 每台件数 卡片编号 第 1 页 45 钢 圆柱体 90 x10 1 共 1 页 加工工序图 工序号 03 工序名 等高外形精加工 设 备 数控铣床 夹具 虎钳 工量具 游标卡尺 刃具 4 立铣刀 工步 工步内容及要求 铣床 转速(r/min)工件 转度(m/min)轴向进给量(mm/r 径向进给量(mm)走刀 次数 1 精加工槽，外形及清角加工 1000 2 3 2 3 4 5 6 工艺编制 学号 03 审 定 会 签 工时定额 校 核 执行时间 批 准 14 上固定板（零件名称）加工工序卡表 1.4 湖南工程学院 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 零件图号 冲压模具 上固定板 04 材料 材料名称 毛坯种类 毛坯尺寸 零件重 每台件数 卡片编号 第 1 页 45 钢 圆柱体 90 x10 1 共 1 页 加工工序图 工序号 04 工序名 钻孔 设 备 立式钻床 Z535 夹具 虎钳 工量具 游标卡尺 刃具 6 麻花钻 工步 工步内容及要求 钻床 转速(r/min)工件 转度(m/min)轴向进给量(mm/r 径向进给量(mm)走刀 次数 1 钻 4 个6 的孔 800 2 2 攻丝 3 4 5 6 工艺编制 学号 03 审 定 会 签 工时定额 校 核 执行时间 批 准 15 上固定板（零件名称）加工工序卡表 1.5 湖南工程学院 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 零件图号 冲压模具 上固定板 04 材料 材料名称 毛坯种类 毛坯尺寸 零件重 每台件数 卡片编号 第 1 页 45 钢 圆柱体 90 x10 1 共 1 页 加工工序图 工序号 05 工序名 钻孔 设 备 立式钻床 Z535 夹具 虎钳 工量具 游标卡尺 刃具 4 麻花钻 工步 工步内容及要求 钻床 转速(r/min)工件 转度(m/min)轴向进给量(mm/r 径向进给量(mm)走刀 次数 1 钻 2 个4 的孔 800 2 2 3 4 5 6 工艺编制 学号 03 审 定 会 签 工时定额 校 核 执行时间 批 准 16 2.1.7 上固定板加工程序单 由于采用软件编程，程序很长，下面给出部分程序。00002 N100 G21 N106 G0 G90 G54 X-39.614 Y-14.302 A0.S1200 M3 N108 G43 H238 Z50.N110 Z6.8 N112 G1 Z-.2 F400.N114 X-39.31 Y-14.43 N116 X-38.984 Y-14.376 N118 X-38.737 Y-14.157 N120 X-38.646 Y-13.84 N122 Y13.84 N124 X-38.737 Y14.157 N126 X-38.984 Y14.376 N128 X-39.31 Y14.43 N130 X-39.614 Y14.302 N132 X-39.802 Y14.031 N134 X-40.371 Y12.347 N136 X-40.382 Y12.313 N138 X-41.032 Y9.933 N140 X-41.04 Y9.899 N142 X-41.548 Y7.485 N144 X-41.554 Y7.45 N146 X-41.919 Y5.011 N148 X-41.923 Y4.976 N150 X-42.142 Y2.519 N152 X-42.144 Y2.483 N154 X-42.217 Y.018 N156 Y-.018 N158 X-42.144 Y-2.483 N160 X-42.142 Y-2.519 N162 X-41.923 Y-4.976 N164 X-41.919 Y-5.011 N166 X-41.554 Y-7.45 N168 X-41.548 Y-7.485 N170 X-41.04 Y-9.899 N172 X-41.032 Y-9.933 N174 X-40.382 Y-12.313 N176 X-40.371 Y-12.347 N178 X-39.802 Y-14.031 17 2.1.8 加工零件检测与分析 零件加工后，用游标卡尺检测个加工表面尺寸，结果如表2.5所示。所加工零件尺寸全部合格。表2.5 零件检测记录表 测量对象 L1 L2 d1 d2 H1 H2 要求尺寸 50mm 70mm 6mm 4mm 3mm 10mm 检测计量器具 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 测量值 50.05mm 70.02mm 6.009mm 4.0mm 3.02mm 10.03mm 结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 18 3.心得体会：通过三周的门锁扣板冷冲压模具设计与制造课程设计，自己在多方面都有所进步。牢固与扩大了冷冲压模具零件设计等课程所学的内容,掌握冷冲压模具零件设计的要领和步调,掌握冷冲压模具零件设计的根本的模具技艺明白了怎样阐发零件的工艺性,怎样确定工艺方案,相识了模具的根本布局,进步了盘算本领,画图本领,熟习了范例和尺度,同时各科相干的课程都有了片面的温习,独立思索的本领也有了进步。课程设计心得体会，、自己动手加工自己设计的零件，能够发现自己设计的缺陷与不足，提高自己的设计水平，也能够在以后的设计中，简化不必要的工艺，使设计的产品加工方便、节约加工时间、提高加工质量，节约成本。在这次课程设计中要感谢同学的帮助和协作，同时也要感谢老师在本次课程设计中的指导与帮助！19 4.参考文献 1冷冲模设计/丁松聚编/普通高校“九五”重点教材.上海;机械工业出版社版社，2001.10 2 模具制造工艺课程设计指导与范例/甄瑞麟，蔡佳伟北京：化学工业出版社，2008.7 3 数控加工工艺与编程/赵先仲 北京：电子工业出版社，2011.5 4机械制造工艺基础/倪小丹北京：清华大学出版社，2007.3 5机械工程材料基础/高为国长沙：中南打学出版社，2003.5 6冲压模具简明设计手册/郝滨海：北京：化学工业出版社，2005.1 7冲压模具设计结构图册/薛启翔：北京：化学工业出版社，2010.1 8机械制造技术基础/倪小丹：北京：清华大学出版社，2011.8