冷冲模设计说明书-周隽

综合训练报告书

题 目 门锁扣板冷冲压模具设计与制造 应用技术 学院 机械设计制造及其自动化 专业 0983 班 学生姓名 周隽 学号 [1**********]7 指导教师 关 耀 奇

完成日期 2013年01月10日

二○一二年十二月

湖南工程学院

综合训练任务书

设计题目： 门锁扣板冷冲压模具设计与制造 姓名 周隽 专业 机械设计制造及其自动化 班级 0983 班 学号 17 指导老师 关耀奇 教研室主任 关耀奇 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

在三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）

目 录

前言 ......................................... 错误！未定义书签。 第一章 门锁扣板的模具设计 ...................... 错误！未定义书签。

1.1 设计要求.............................................................................. 错误！未定义书签。

1.2 冲压件门锁扣板毛坯的工艺分析........................................... 错误！未定义书签。 1.3 冲压方案的确定 ................................................................... 错误！未定义书签。 1.4 选择模具结构形式................................................................ 错误！未定义书签。 1.5 模具的设计计算 ................................................................... 错误！未定义书签。

1.5.1冲裁力设计计算 ......................................................... 错误！未定义书签。 1.5.2卸料力、推件力的计算 ............................................... 错误！未定义书签。 1.5.3压力机所需总的冲压力计算 ........................................ 错误！未定义书签。 1.5.4排样设计 .................................................................... 错误！未定义书签。 1.5.5送料步距与条料宽度计算 ........................................... 错误！未定义书签。 1.6 工作零件设计计算................................................................ 错误！未定义书签。

1.6.1凸模组件及其结构设计 ............................................... 错误！未定义书签。 1.6.2凹模组件 .................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.3定位零件 .................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.4模架 ........................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.5模具的闭合高度，冲模与压力机的关系 ...................... 错误！未定义书签。

第二章 零件制造工艺设计 ........................................5

2.1 零件的工艺设计 ................................................................................................. 8

2.1.1模柄毛坯的选择 ....................................................................................... 8 2.1.2模柄工艺分析 ........................................................................................... 8 2.1.3机床的选择 .............................................................................................. 8 2.2 确定模柄加工工艺路线....................................................................................... 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 ................................................................................................10

表2.5.1 ...........................................................................................................10 表2.5.2 ........................................................................................................... 11 表2.5.3 ...........................................................................................................12 2.6 加工零件检测与分析 .........................................................................................14

表2.6.1零件检测记录表 ................................................... 错误！未定义书签。

第三章 心得体会： ........................................... 15 参考文献 ......................................................... 15

门锁扣板冷冲压模具设计与制造说明书

前言

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。

第一章 门锁扣板的模具设计

1.1 设计要求

设计一冷冲压模具加工门锁扣板毛坯，门锁扣板毛坯结构形状及尺寸见样品。

1.2 冲压件门锁扣板毛坯的工艺分析

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 ,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=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=0.175KN F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

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 凸模组件

由于门锁扣板两边有两个Ф4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 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。

第二章 零件制造工艺设计

2.1 零件的工艺设计 2.1.1导板毛坯的选择

70mm*10mm*5mm模具铝板材 2.1.2导板工艺分析

（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。

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: 沈阳第一机床厂XA6132普通铣床 2.2 确定导板加工工艺路线

参照前述加工工艺分析，现将模柄的加工工艺路线列述如下: 下料--平端面--粗铣端面--精铣端面--钻孔--检测 2.3 零件数控加工工艺分析

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，零点位于毛坯右端面的圆心位置。

(1)根据零件图样要求给出加工过程为： 1、 去毛刺，粗，精铣端面； 2、 线切割出外轮廓； 3、 划线

4、 分别钻Φ4的那个定位孔 5、 钻Φ6mm的销孔

6、 手工检验各尺寸是否合格 (2)刀具及切削用量的选择

工步1:铣端面，使用端面铣刀； 切削用量：F=0.8mm/r，n=560r/min； 工步2:线切割， 加工电压(V)--70， 电工电流(A)--1.5 脉宽档位--3（档）间隔

微调(位置)--中间 脉冲幅度(级)--3

工步3：划线

工步4：分别钻Φ4的那个定位孔；F=0.3mm/r， n=1000 r/min； 工步5：钻Φ6mm的销孔； 切削用量：F=0.5mm/min，n=1000r/min； 2.4 零件加工工艺卡

2.5 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2.5.1、2.5.2、2.5.3所示。

表2.5.1

上模座（零件名称）加工工序卡

表2.5.4

2.6 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2.6.1所示。所加工零件尺寸全部合格。

表2.6.1

第三章 心得体会：

每一次的课程设计都会给我们带来新的知识和自我的提高，这次的冷冲模课程设计也不例外，第一周的模具设计，就让我们更加熟悉的利用了各种画图软件，如CAD，CAXA，UG，mastercamX5等，而且我们还对如何去设计模具也有了一定的了解，知道模具的某些零在模具中起着什么样的作用，从而为以后两周的加工打下基础。第二周，组长分配队员所要加工的零件，我分配的是导板，虽然加工简单，但是也学到很多知识。感谢老师和同学的帮助。

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] 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，2008.7

[4] 《数控加工工艺与编程》/赵先仲．北京：电子工业出版社，2011.5 [5] 《机械制造工艺基础》/倪小丹．北京：清华大学出版社，2007.3 [6] 《机械工程材料基础》/高为国．长沙：中南打学出版社，2003.5