冷冲压模具设计与制造.docx

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冷冲压模具设计与制造

综合训练报告书

题目冷冲压模具设计与制造

机械工程学院机械设计制造及其自动化专业0803班

学生姓名xxxx学号.

指导教师关耀奇.

完成日期2011年11月20日.

机械工程学院

二○一一年十一月

湖南工程学院

综合训练任务书

设计题目：

冷冲压模具设计与制造　

姓名xxx专业机械设计制造及其自动化班级0803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）

课程设计任务书…………………………………………………………………2

前言………………………………………………………………………………5

1、钥匙毛坯的模具设计………………………………………………………5

1.1设计要求……………………………………………………………………5

1.2工件工艺析……………………………………………………………………5

1.3冲压方案的确定………………………………………………………………5

1.4模具结构形式的确定…………………………………………………………5

1.5模具的设计计算………………………………………………………………6

1.5.1冲裁力设计计算……………………………………………………………7

1.5.2卸料力、推件力的计算……………………………………………………7

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模架…………………………………………………………………………7

1.6.5.模具的闭合高度，冲模与压力机的关系………………………………7

2、零件制造工艺设计……………………………………………………………8

2.1零件工艺设计…………………………………………………………………8

2.1.1上模座毛坯的选择……………………………………………………8

2.1.2上模座工艺分…………………………………………………………8

2.1.3铣床的选择………………………………………………………………8

2.2确定上垫板加工工艺路线………………………………………………8

2.3零件数控加工工艺分析……………………………………………………8

2.4零件加工工艺卡……………………………………………………………9

2.5零件加工工序卡……………………………………………………………11

2.6加工程序单…………………………………………………………………13

2.7加工零件检测与分析………………………………………………………15

3、心得体会………………………………………………………………………17

4、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Φ8mm的孔。

装在上模部分的有钥匙凸模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。

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=KLtτ

k为系数，常取1.3，L为冲件周长，

τ为抗剪强度MPa，t为板厚

查表【冷冲模设计】表2-3有τ=130MPa

F=KLtτ=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=0.05×3.5=0.175KNF顶=0.06×9.9=0.21KN

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总=F+F卸+F顶=3.5+0.175+0.21=3.885KN

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，搭边值为a和a1查表【冷冲模设计】表3-10有a=2.0mm，a1=2.0mm

1.5.5送料步距与条料宽度计算

1》.送料步距AA=D+a=22+2=24mm

2》.条料宽度B=62

1.6.工作零件设计计算

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

冲模的定位零件用以控制条料的正确送进以及单个毛胚的正确位置。

挡料销

用于保证毛坯能顺利地插入孔中，应保证导正销直径与孔之间的有一定的间隙。

直径为Φ7.9。

1.6.4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0.8～4mm时，导柱与导套选用H7/h6配合Ⅱ级精度模架。

模柄查机械设计手册选用螺纹固定式上模柄。

1.6.5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+10mm≤H模具≤Hmax-5mm。

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XK714

2.2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IT8～IT7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：

1、去毛刺，铣外轮廓、铣表面；

2、钻中心孔9xΦ8孔，铰中心孔7xΦ10，保证深度尺寸18；

3、铰中心孔7xΦ8到Φ10，保证深度尺寸18；

4、铣￠20台阶孔，保证深度尺寸18；

5、扩￠10的3个孔到￠20，保证深度尺寸18；

6、铣￠20的1个孔到￠25，保证深度尺寸18；

7、铣￠20的两个孔到￠35，保证深度尺寸18；

8、孔￠