钥匙冷冲压模具设计与制造.doc

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1、 综合训练报告书题 目 钥匙冷冲压模具设计和制造 机械工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 班学生姓名 学号 .指导教师 .完成日期 2011年11月20日 .机械工程学院二一一年十一月综合训练任务书 设计题目： 钥匙冷冲压模具设计和制造 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 班级0803班 学号 2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，通过完成钥匙冷冲压模具的设计制造过程，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使用能力，以培养具

2、备现代机械设计制造技术基础知识和使用能力，具有较强的工程实践能力和创新能力的使用型工程师。二、训练任务在四周时间内完成指定产品（机械装置）的设计、零件加工及装配。2.1 指定产品（机械装置）的设计1）产品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）进行产品的结构设计，运用CAD技术完成零件三维建模和产品装配建模。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

3、文件。分析产品零件图样，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和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）产品装配。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

4、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技术使用能力。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 录课程设计任务书I前言1模具设计1.1设计要求1.2工件工艺分析1.3冲压方案的确定1.4模具结构形式的确定1.5模具的设计

5、计算1.5.1冲裁力设计计算1.5.2卸料力、推件力的计算1.5.3压力机所需总的冲压力计算1.5.4排样设计1.5.5送料步距和条料宽度计算1.6.工作零件设计计算1.6.1凸模组件及其结构设计1.6.2凹模组件1.6.3定位零件1.6.4卸料和推件零件1.6.5模架1.6.6.模具的闭合高度，冲模和压力机的关系2.零件制造工艺设计2.1零件工艺设计2.1.1.1钥匙凸模毛坯的选择2.1.1.2钥匙凸模工艺分析2.1.2机床的选择2.1.3 确定钥匙凸模加工工艺路线2.1.4零件数控加工工艺分析2.1.5零件加工工艺卡2.1.6零件加工工序卡2.1.7加工程序单.2.1.8加工零件检测和分析

6、3.心得体会4.参考文献冷冲压模具设计和制造说明书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、工程能力和综合使用能力的培养。通过强化实践锻炼，让我们成为能够满足企业要求的使用型人才。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 钥匙的模具设计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和资料数据，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

7、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147的长方形孔。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

8、13用螺柱和定位销和上模座2固定在一起。装在下模部分的凹模8是和垫板9用螺柱和下模座固定在一起，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 1-1凸模的基本尺寸和凹模相同。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=130MPaF=KLt=1.3*130*2*105=3.5KN1.5.2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=0.17

9、5KN F顶=0.069.9=0.21KN1.5.3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=3.885KN1.5.4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=2.0mm1.5.5送料步距和条料宽度计算1.送料步距A A=D+a=22+2=24mm2.条料宽度B=621.6.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

10、。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，凹模外形尺寸如下图纸：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和顶面应保持垂直，凹模底面和顶面应保持平行。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。挡料装置 用于保证毛坯能顺利地插入长方形孔中，应保证导正装置的孔和定位块长方形孔之间的有一定的间隙。尺寸为14.47.4。1.6.4卸

11、料和推件零件卸料装置中间有一比钥匙形状大的孔，便于落料。推件零件主要起到传导动力的作用，给模具一定的外力。从而带动模具有规律的运动。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，导柱和导套选用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，冲模和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和最小装模高度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钥匙凸

12、模毛坯的选择 考虑到钥匙凸模的作用要求及配合关系，且钥匙凸模为耗损件，选用718S模具钢。 2.1.1.2钥匙凸模工艺分析 （1）：由于要和凸模定位板采用过盈配合，且为6级精度要求，表面粗糙度为0.8，采用精铣。 （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 为了提高导套的综合性能需进行淬火加高温回火处理。2.1.2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 2.1.2 确定钥匙凸模加工工艺路线 参照前述加工工艺分析，现将导套的加工工艺路线列述如下:下料-铣上表面-铣轮廓-热处理-铣下表面2.1.3零件数控加

13、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较高。工件复杂程度一般。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.铣上表面，保证表面粗糙度。 2.粗铣上台阶外轮廓，保证表面粗糙度。 3.铣下台阶外轮廓，保证表面粗糙度。 4.精铣上台阶外轮廓，保证表面粗糙度。 5.铣下表面，保证表面粗糙度。 (2)刀具及切削用量的选择工步1：铣上表面，使用45面铣刀，切削用量：F=500mm/min，n=600r/min。工步2：铣上台阶外轮廓，使用10立铣刀，切削用量：

14、F=600mm/min，n=1200r/min，=0.8mm。工步3：铣下台阶外轮廓，使用10立铣刀，切削用量：F=600mm/min，n=1200r/min，=0.8mm。工步4：精铣上台阶外轮廓，使用4立铣刀，切削用量：F=600mm/min，n=1200r/min，=0.5mm。工步4：铣下表面，使用30面铣刀，切削用量：F=500mm/min，n=600r/min。2.1.5零件加工工艺卡 冲压模具钥匙凸模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具零件名称钥匙凸模共（1）页第（1）页材料牌号45毛坯种类45毛坯外型尺寸653333每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工

15、序名称工序内容设备夹具刀具量具工时准备单件01下料下料，65333302调制将毛坯进行调质处理，保证硬度道道2630HRC03铣顶面铣削顶面，铣削厚度2.5，一次加工完毕，保证表面粗糙度达到要求XK714压板16面铣刀游标卡尺铣底面铣削底面，铣削厚度2.5，一次加工完毕，保证表面粗糙度达到要求XK714压板16面铣刀游标卡尺04铣外轮廓1粗糙度和精度应达到要求XK714压板12平底铣刀游标卡尺05铣外轮廓2铣外轮廓，粗糙度和精度应达到要求XK714压板12平底铣刀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2.1.6零件加工工序卡选用通用夹具装夹工件，采用

16、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 钥匙凸模（零件名称）加工工序卡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钥匙凸模Jx-00-04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 X页718S模具钢板料6533331共 X页加工工序图工序号工序名设 备夹具工量具刃具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/r)走刀次数1铣平面60060020.512粗铣上台阶轮廓120012000.80.05233粗铣下台阶轮廓120012000.84精铣上台阶轮廓

17、120012000.85铣底平面6006002工艺编制学号34审 定会 签工时定额校 核执行时间批 准2.1.7上定位板加工程序单%N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S1400 M3N106 G0 G90 G54 X-13.945 Y-30.202N108 Z50.N110 Z10.N112 G1 Z-1. F400.N114 X-12.959 Y-24.283 F800.N116 G3 X-17.891 Y-17.379 R6.N118 G1 X-23.473 Y-16.448N120 G2 X-33.5 Y-4.611 R12.N

18、122 G1 Y4.611N124 G2 X-23.473 Y16.448 R12.(刀具名称= 6. FLAT ENDMILL 刀具号码=215 刀径补正=0 刀长补正=0 刀具直径=6. 刀角半径=0. )(加工余量: XY方向=0. Z方向=0. )(工件坐标= G54 ）N1754 G1 X24.5N1756 G2 X30.5 Y8.611 R6.N1758 G1 Y4.611N1760 Y-4.611N1762 Y-8.611N1764 G2 X24.5 Y-14.611 R6.N1766 G1 X0.N1768 G3 X-6. Y-20.611 R6.N1770 G1 Y-26.6

19、11N1772 G0 Z50.N1774 G91 G28 Z0.N1776 M05N1778 M30%2.1.8加工零件检测和分析零件加工后，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d1d2L1L2要求尺寸21mm26mm5mm23.2mm检测计量器具游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺测量值2126523.2结果合格合格合格合格3.心得体会： 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠

20、缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！ 课程设计诚

21、然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识 通过此次课程设计，使我更加深刻的掌握了机械相关产品的设计，从开始的计算，到建模，再到加工组装。让我充分认识到机械相关产品的设计，生产的工艺及过程。 印象最为深刻的莫过于加工环节，面对学校给予的材料及其加工设备，结合两位指导老师知道，面对自己的设计不足，对图纸进行了三番五次的更改。面对不熟悉的机床，硬着头皮学着操作。经过为期一个多礼拜的加工，自己设计的磨具终于做了出来，看着自己的劳动付出终有收获，虽然我的设计还

22、是有着各种不完善，我的加工还是有着各方面的不足，但是内心还是无比的高兴。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和范例/甄瑞麟，蔡佳伟北京：化学工业出版社，2008.74 数控加工工艺和编程/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