冷冲压模具设计与制造.docx

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1、综合训练报告书.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

2、序卡三、训练要求1） 进行门锁扣板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。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

3、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：目录课程设计任务书 2前 言 51、钥匙毛坯的模具设计 51.1 设计要求51.2 工件工艺析51.3 冲压方案的确定51.4 模具结构形式的确定51.5 模具的设计计算61.5.1

4、冲裁力设计计算71.5.2 卸料力、推件力的计算71.5.3 压力机所需总的冲压力计算71.5.4 排样设计71.5.5 送料步距与条料宽度计算71.6.工作零件设计计算71.6.1 凸模组件及其结构设计71.6.2 凹模组件71.6.3 定位零件71.6.4 模架71.6.5.模具的闭合高度，冲模与压力机的关系72、零件制造工艺设计 82.1 零件工艺设计 82.1.1 上模座毛坯的选择82.1.2 上模座工艺分82.1.3 铣床的选择82.2 确定上垫板加工工艺路线82.3 零件数控加工工艺分析82.4 零件加工工艺卡92.5 零件加工工序卡112.6 加工程序单132.7 加工零件检测与

5、分析153、心得体会174、参考文献18冷冲压模具设计与制造说明书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局作为实验对象。1. 钥匙毛坯的模具设计1.1 设计要求设计一冷冲压模具加工钥匙毛坯，钥匙毛坯结构形状及尺寸见样品。1.2 冲压件钥匙毛坯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

6、度一般，工件尺寸全部取自由公差， 普通模具能满足。1.3 冲压方案的确定该工件包括落料冲孔、裁边等工序，可有以下几个方案： 方案一：先冲孔后落料，采用级进模具生产。方案二：落料-压弯-冲孔复合冲压，采用复合模具生产。方案二模具工序集中，一次成型。但磨具各个零件复杂，加工难度大，需要的零件多而且复杂；方案一需要一副模具生产效率高尽管模具结构复杂但由于零件几何形状简单模具制造并不难，通过上述方法比较，该方案采用方案一为佳。1.4 选择模具结构形式磨具结构如下图：本次设计采用典型级进模模具。模具结构件附录模具装配图。冲裁件如图1.1 所示，其外形为钥匙毛坯，中间有个8mm 的孔。装在上模部分的有钥匙

7、凸模 6 和冲孔凸模，通过凸模固定板 5、垫板 13 用螺柱与定位销与上模座 2 固定在一起。装在下模部分的凹模 8 是和垫板 9 用螺柱与下模座固定在一起，上下模采用导柱 7 导套 11 导向。1.5 模具的设计计算已知冲裁件尺寸尺寸如下图 ,厚度 2mm。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=KLtk 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=3.5KN1.5.2 卸料力、推件力的计算1-1F=KF，F=KF，F=KF卸推推顶顶查表【冷冲模

8、设计】表 3-8 有 K=0.05，K卸=0.05，K=0.06推顶故 F= F=0.053.5=0.175KNF=0.069.9=0.21KN推顶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弹压卸料装置和上出件模具F=3.5+0.175+0.21=3.885KN顶=F+F+F总卸1.5.4 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，1搭边值为 a 和 a 查表【冷冲模设计】表 3-10 有 a=2.0mm，a =2.0mm11.5.5 送料步距与条料宽度计算1.送料步距 AA=D+a=22+2=24mm2.条料宽度 B=621.6. 工作零件设

9、计计算1.6.1 、凸模组件及其结构设计凸模组件由工件形状结构和磨具结构可知凸模应采用普通凸模，凸模有两个，分别为冲孔凸模，落料凸模。长度 L=18mm 有模具结构设计对于凸模材料，模具刃口要有高的耐磨性，并能承受承受冲击是的冲击力，因此应有高的硬度和适当的韧性。具体由同组的同学集体对零件进行了工艺分析绘制好零件图后结果在在下面会详细介绍。1.6.2 凹模组件凹模洞口形状采用台阶式。凹模的固定采用螺钉固定在下模板上，定位采用销钉，凹模的技术要求是型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模底面与顶面应保持平行。1.6.3.定位零件模具的闭合高度 H应介于压力机的最大装模高度 Hmax 与最小装模高度 Hmi

10、n模具之间，否则就不能正常安装和工作。其关系为：Hmin+10mmHHmax-5mm。模具2. 零件制造工艺设计2.1 上模座毛坯的选择模具钢2.1.2 上模座工艺分析（1）外轮廓精度七级，粗铣即可（2)其余部分其余部分为自由公差粗糙度要求为 3.2，粗铣即可达到要求。（3）热处理为了提高上模座的综合性能需进行淬火加高温回火处理。2.1.3 机床的选择参考各机床参数以及结合实验楼设备的实际情况，机床型号选择如下:铣床XK7142.2 确定上模座加工工艺路线参照前述加工工艺分析，现将上模座的加工工艺路线列述如下:下料-去毛边-铣表面 1-铣外轮廓-铣表面 2-铣外轮廓-钻中心孔-铰中心孔-铣20

11、 台阶-扩中心孔-铣25 孔-铣35 孔-攻丝2.3 零件数控加工工艺分析零件 1 零件图 1 所示，零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求不高。工件复杂程度一般，大部分的尺寸均达到 IT8IT7 级精度。选用通用通用夹具装夹工件，采用试切法对刀，找正工件X、Y、Z 轴零点，零点位于毛坯上表面的中心位置。(1) 根据零件图样要求给出加工过程为：(2) 刀具及切削用量的选择工步1 ： 粗铣外轮廓，使用 16 面铣刀，切削用量：F=500mm/min ，n=600r/min 。工步2 ： 钻零件表面9 个孔的中心孔， 使用 8 麻花钻， 切削用量： F=88mm/min ， n

12、=560 r/min 。工步 3：铰中心孔 7个 8孔到 10 ，使用 10 的麻花钻，切削用量： F=88mm/min ， n=560 r/min ；工步4：铣 20台阶孔，使用 10的铣刀， F=88mm/min ，n=560 r/min 。工步5：扩 10 中心孔，使用 20 麻花钻，切削用量： F=88mm/min ，n=560 r/min 。工步6：铣 20到 25，使用 10的铣刀， F=88mm/min ，n=560 r/min 。工步7：铣 20到 35，使用 10的铣刀， F=88mm/min ，n=560 r/min 。工步8：孔25攻丝m30x3.5，使用m30x3.5的

13、螺纹刀手工攻丝。2.4 零件加工工艺卡冲压模具上模座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冷冲模零件名称上模座共（1 ）页第（1 ）页材料牌号45毛坯种类板料毛坯外型尺寸250x230x20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01下料板料 250x230x2002去毛边粗铣外轮廓XK714通用夹具16 面铣刀游标卡尺工 时 准备 单件03 铣表面 104 铣外轮廓05 铣表面 2铣削表面 1，铣削厚度 1，一次加工完毕，保证表面粗糙度达到要求铣外轮廓.保证深度尺寸 1006铣外轮廓铣外轮廓.保证深度尺寸 10XK714通用夹具10 立铣刀游标卡尺07

14、钻中心孔钻零件表面 9 个孔的中心孔，保证深度尺寸 18XK714通用夹具8 麻花钻游标卡尺08铰中心孔用10 钻头铰中心孔，保证深度尺寸18XK714通用夹具10 麻花钻游标卡尺09铣20 台阶孔铣20 台阶孔，保证深度尺寸 12XK714通用夹具10 立铣刀游标卡尺10扩中心孔扩10 的 3 个孔到20，保证深度尺寸 18XK714通用夹具20 麻花钻游标卡尺11铣25 孔铣10 的 1 个孔到25，保证深度尺寸 18XK714通用夹具10 立铣刀游标卡尺12铣35 孔铣20 的 2 个孔到35，保证深度尺寸 18XK714通用夹具10 立铣刀游标卡尺13攻丝攻丝 m30x3.5 深度要求

15、 18XK714通用夹具M30x3.5 螺纹刀游标卡尺铣削表面 1，铣削厚度 1，一次加工完毕，保证表面粗糙度达到要求XK714 XK714 XK714通用夹具通用夹具通用夹具16 面铣刀10 立铣刀16 面铣刀游标卡尺游标卡尺游标卡尺标记处数更改文件号日处 更改文件签字标记期数号签字日期设计审核11-13标准化会签日期错误！未指定书签。102.5 零件加工工序卡选用通用夹具装夹工件，采用试切法对刀，找正工件 X、Y、Z 轴零点，工件坐标系及零件装夹示意如表 1.2、1.3 所示。表 1.2上垫板（零件名称）加工工序卡湖南工程学机械加工工序卡产品名称零件名称零件图号院片冲压模具钥匙凸模Jx-0

16、0-04材料名称毛坯种类毛坯尺寸零件每台件材重数卡片编号第 X 页料45板料板料250x230x201共 X 页错误！未指定书签。11加工工序图错误！未指定书签。12工序工序号名设 备夹具工量具刃具工件进给步进量走刀(mm/min(mm)次数铣床工工步内容及要求转速步)1铣外轮廓1200600132钻中心孔6001003铰中心孔12006004铣台阶孔12006005扩孔12006006铣孔12006007攻丝(r/min)工艺编审制学号定会 签2.6 加工程序单工时定校执行时额核间批 准上模板加工程序(刀具名称=12. FLAT ENDMILL刀具号码=221 刀径补正=0 刀长补正=0 刀

17、具直径=12. 刀角半径=0. ) (加工余量: XY方向=0.Z方向=0. )(工件坐标= G54 )错误！未指定书签。13N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N102 G91G28 Z0./G05.1 Q1 N104 S1200 M3N106 G0 G90 G54 X-158.736 Y-26.606 N108 Z50.N110 Z10.N112 G1 Z4.211 F1200.N114 X-147.639 Y-31.173 F600.N116 G3 X-131.975 Y-24.642 R12.001 N118 G1 X-118.5 Y8.106N120 Y60.N1

18、22 G2 X-77.5 Y101. R41. N124 G1 X77.5N126 G2 X118.5 Y60. R41. N128 G1 Y8.106N130 X148.535 Y-64.885.N7086 G3 X-52.892 Y-103.784 R44. N7088 G1 X-69.895 Y-115.516 N7090 G2 X-116.168 Y-78.204 R31. N7092 G1 X-99.608 Y-37.96N7094 G3 X-106.139 Y-22.297 R12. N7096 G1 X-117.236 Y-17.73 N7098 G0 Z50.N7100 G91

19、 G28 Z0.错误！未指定书签。14/G05.1 Q0 N7102 M05 N7104 M30%2.7 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，结果如表表2.5零件检测记录表2.5 所示。所加工零件尺寸全部合格。错误！未指定书签。15测量d1d2d3d4d5L1L2对象错误！未指定书签。16尺寸检测计量游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺器具测量值8.00612.00425.01025.00935.009155.0860.05mm结果合格合格合格合格合格合格合格要求 8mm 12mm 25mm 25mm 35mm155mm60mm3. 心得体会：我们小

20、组刚刚拿到课程设计题目，有点茫然，通过大家的努力把设计图形拿出来了，然后各自分工操作。UG 建模，画工程图。搞出了设计图，接下来就是加工工序，在数控车床上操作，编入程序，校验程序的可行性。在此过程中遇到很多问题，幸亏老师帮忙的多，对刀，机床初始化，花了4 天时间把导套、导柱、模柄等零件加工出来。在这个环节不仅仅对知识重温， 还对自己的操作能力有不小的提升。四周的课程设计顺利完成，这也是对我们即将走向社会走向工作岗位的提前练兵。在做这项课程设计的过程中，我深刻体会到只依靠脑海里的理论知识远远不够，只有经过现场实地的操作加工才能真正懂得课本上的原理，在实践中遇到了好多以前没有想到的问题，在老师的细

21、心讲解和同学们的团结合作中一个个难题迎刃而解最终加工完成样品，顺利完成了本次课程设计。这次课程设计让我们每个人都懂得了团队的力量是无穷的，让我们知道一个合格的机械工程师一定要有着较强的团队协作力，融入到团队中才能创造更大的价值。总之这次课程设计让我收获颇多，最后感谢关老师对我们的悉心指导。错误！未指定书签。174. 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，2001.102 陈宏钧主编 /车工速查速算实用手册.北京:中国标准出版社， 2002(P474表 7-4: 粗车及半精车外圆加工余量及极限偏差; P485 表 7-22: 硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面的进给量)3 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，2008.74 数控加工工艺与编程/赵先仲北京：电子工业出版社，2011.55机械制造工艺基础/倪小丹北京：清华大学出版社，2007.36机械工程材料基础/高为国长沙：中南打学出版社，2003.5错误！未指定书签。18