模具制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、目錄引言 1第一章、零件的技術(shù)要求分析 21.1零件結(jié)構(gòu)分析 21.2圖紙技術(shù)要求分析 2第二章、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 32.1毛胚類(lèi)型的確定 32.2毛胚結(jié)構(gòu)尺寸及公差的確定 32.3定位基準(zhǔn)的選擇 42.4工藝方案的確定 4第三章、加工余量及工序尺寸的確定 4第四章、各工序切削用量的選擇與計(jì)算 5 第五章、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 9總結(jié) 10參考文獻(xiàn) 10引言本課程設(shè)計(jì)是在完成模具制造工藝學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了達(dá)到理論和實(shí)踐結(jié)合的目的而進(jìn)行的，對(duì)本人而言，我相信通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作有一定的作用，從中鍛煉自己處理問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，為今后很快的適應(yīng)工作打下基礎(chǔ)。本課程設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)

2、方面的內(nèi)容： 零件的技術(shù)要求分析及結(jié)構(gòu)分析 主要包括功能結(jié)構(gòu)、尺寸精度、表面粗糙度、形位公差、表面質(zhì)量、硬度等機(jī)械性能要求、結(jié)構(gòu)分析等。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)毛坯的選擇，根據(jù)零件的要求，進(jìn)行毛坯尺寸和公差等零件鍛件圖的確定。毛胚制造工藝設(shè)計(jì)。加工余量及切屑用量的設(shè)計(jì) 電火花線切割和機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程（工藝路線）包括對(duì)零件的銑削和磨削，零件的孔隙加工及工序內(nèi)容的確定。工序卡填寫(xiě)工藝過(guò)程綜合卡片，根據(jù)前述各項(xiàng)內(nèi)容以及加工簡(jiǎn)圖，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片中。 第一章、零件的技術(shù)要求及分析1.零件結(jié)構(gòu)形狀分析 該零件從形體上分析其總體結(jié)構(gòu)為平行六面體，上表面有4個(gè)直徑為8，2個(gè)直徑為6的

3、凹模通孔，中間為下凹的型腔，因此其結(jié)構(gòu)形狀較簡(jiǎn)單。 2.圖紙技術(shù)要求分析如圖可知，該零件形狀比較簡(jiǎn)單，外形尺寸也不大。要求的尺寸標(biāo)注采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，零件內(nèi)腔各表面的粗糙度要求較高，下凹部分的表面粗糙度達(dá)到Ra0.4。另外，該零件有一個(gè)固定孔，其精度要求Ra為0.4，平面部分位Ra0.8。另外零件上孔比較多，要求有一定的位置精度。零件上各孔的精度，垂直度和孔間距要求。常用零件各孔徑的配合精度一般為IT7 IT6，Ra0.4 1.6um.對(duì)安裝滑動(dòng)導(dǎo)柱的零件，孔軸線與上下模座平面的垂直度要求為4級(jí)精度。零件上各孔之間的孔間應(yīng)保持一致，一般誤差要求在0.02mm以下。材料的機(jī)械性能分析T1

4、0A強(qiáng)度及耐磨性均較T8和T9高，但熱硬性低、淬透性不高且淬火變形大。適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動(dòng)，需要一定韌性及具有鋒利刀口的各種工具，如車(chē)刀、刨刀、鉆頭、切紙機(jī)、低精度而外形簡(jiǎn)單的量具(如卡板等)，可用作不受較大沖擊的耐磨零件。該鋼在退火狀態(tài)下進(jìn)行粗加工，然后淬火低溫回火至高硬度，再精加工。獲得高的耐磨性和鏡面拋光性。進(jìn)行低碳馬氏體低溫淬火，使具有較高的耐磨星河強(qiáng)韌性，預(yù)防和減少變形和開(kāi)裂現(xiàn)象 第二章、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)1.毛胚類(lèi)型的確定由于技術(shù)要求說(shuō)明零件材料為45鋼，查文獻(xiàn)5表可知，T10A熱處理狀態(tài)為淬火760780,水冷。其硬度為60HRC左右，可用硬質(zhì)合金

5、和高速鋼刀進(jìn)行切屑加工?？紤]到在工作過(guò)程中力學(xué)性能要求高，所以應(yīng)選擇鍛件，已使零件金屬纖維盡量不被破壞，保持零件工作可靠性。由于該零件坯料只需單件小批量生產(chǎn)，且零件坯料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，查文獻(xiàn)9表2-10可選自由鍛。2.毛胚結(jié)構(gòu)尺寸及公差的確定（1）毛胚加工余量的確定：經(jīng)過(guò)查表（模具機(jī)械加工工藝-吳泊良，附表5）可知，初步選取毛胚余量為5mm（單邊余量），亦即長(zhǎng)寬高都加上10mm。（2）毛胚結(jié)構(gòu)尺寸公差的確定經(jīng)過(guò)查詢(xún)機(jī)械加工工藝手冊(cè)電子版，可知毛胚各尺寸公差如下長(zhǎng)：+1，-1寬：+1，-1高：+1，-1（mm）（3）毛胚零件圖確定如下（4）毛坯制造工藝設(shè)計(jì)鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維

6、組織。因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。板類(lèi)毛坯是用板材沖裁出來(lái)的可以是圓形，也可以是八邊形或六邊形。在用于鍛造前的一些準(zhǔn)備工序一般有：板材沖壓退火潤(rùn)滑處理鍛造。3.定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，更為嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批量的報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。對(duì)于墊板作如下基準(zhǔn)選擇：選擇上下平面，相鄰互相垂直的兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，即三基面

7、體系定位，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。4.工藝方案的確定加工的零件其工藝過(guò)程如下：工序一：準(zhǔn)備毛坯 按135×110×25 工序二：熱處理 調(diào)質(zhì)28-32HRC工序三：銑4邊 用銑床銑4邊至圖樣要求 尺寸 125×100 工序四：粗磨上下面 粗磨上下面，留余量0.4 工序五：銑內(nèi)矩形 工序六：電火花線切割 工序七、鉗工劃線 工序八：加工孔系 鉆8孔至7.8 絞8孔至8 鉆6孔至5.9 絞6孔至6 工序九：精磨上平面、內(nèi)腔至圖樣要求 工序十：終檢第三章、加工余量及工序尺寸的確定六個(gè)平面加工余量： （1）粗銑 查表取粗銑后半精銑加工余量z=1.7mm，。（2）半精銑 半精銑后留

8、磨削加工余量z=0.3mm。6 （1）加工余量的確定鉆：z=5.0mm（查表2-28）粗鉸：z=0.95mm 精鉸：z=0.05mm （2）工序基本尺寸及偏差的確定鉆5，粗鉸5.95，精鉸12鉆：公差等級(jí)IT12，公差值0.18mm粗鉸：公差等級(jí)IT9，公差值0.043mm精鉸：公差等級(jí)IT7，公差值0.018mm按“入體”原則標(biāo)注工序尺寸如下鉆5mm 0, 0.18 粗鉸5.95mm 0,0.043 精鉸6mm 0,0.0188 （1）加工余量的確定鉆：z=7.0mm（查表2-28）粗鉸：z=0.95mm精鉸：z=0.05mm（2）工序基本尺寸及偏差的確定鉆7，粗鉸7.95，精鉸8鉆：公差等

9、級(jí)IT12，公差值0.18mm粗鉸：公差等級(jí)IT9，公差值0.043mm精鉸：公差等級(jí)IT7，公差值0.018mm按“入體”原則標(biāo)注工序尺寸如下鉆7mm 0, 0.18 粗鉸7.95mm 0,0.043 精鉸8mm 0,0.018第四章、各工序切削用量的選擇與計(jì)算工序1 準(zhǔn)備毛坯 按135×110×25 mm將毛坯鍛造成型。 由于要求凹模具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性，適用于連續(xù)落料沖孔，而且結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單所以選用鍛件毛坯比較合理。為了滿(mǎn)足為了滿(mǎn)足推件板的硬度和剛度要求，可選擇零件材料T10A鋼，刀具選YT30硬質(zhì)合金刀。 選用三向鐓拔的方式鍛成方形毛坯。始鍛溫度1050-11

10、00，終鍛溫度800-850,700以上風(fēng)冷，加熱時(shí)咬經(jīng)常翻動(dòng)，加熱時(shí)間為1-1.5min，最后得到所要鍛件。工序2 熱處理退火：將工件加熱到Ac1或Ac3以上（發(fā)生相變）或Ac1以下（不發(fā)生相變），保溫后，緩冷下來(lái)，通過(guò)相變已獲得珠光體型組織，或不發(fā)生相變以消除應(yīng)力降低硬度的一種熱處理方法。 鍛件的退火工藝：選擇高溫保溫時(shí)間3h，低溫降火時(shí)間3h。 退火主要目的： （1） 降低硬度，提高塑性，改善切屑加工性能和壓力工作性 能。 （2） 細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，改善機(jī)械性能，為下步工序作準(zhǔn) 備。 正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的

11、切屑性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的的零件作為最終熱處理。 工序三：銑4邊1.被吃刀量的確定，該工序有兩個(gè)工步（1）以下面為基準(zhǔn)，粗銑上面；（2）以上面為基準(zhǔn)，粗銑下面背吃刀量取3.7mm（粗銑加工余量）2.進(jìn)給量0.05mm/z（每齒）3.切削速度：公式n=查表5-9，按鑲齒銑刀，v可取48.4m/min由公式可算出n=189.5r/min參照表4-15所列，x5012型立式銑床主軸速度，取轉(zhuǎn)速n=188 r/min代入公式可得v實(shí)際=47.2256m/min工序四：粗磨上下面1.背吃刀量取1.0mm2.查表2-5，按Ra2.5取f=0.3mm/r3.選取v為54.6m/min, n=222

12、.58r/min查表，取n=263r/min,代入v實(shí)際=66.066m/in工序五：銑內(nèi)矩形1.背吃刀量取3.7mm2.查表2-5，按Ra2.5取f=0.03mm/r3.選取v為48.4m/min, n=189.5r/min查表，取n=188r/min,代入v實(shí)際=47.2256m/in工序六：電火花線切割1.線切割機(jī)器的選擇 由于加工零件的表面粗糙度要達(dá)到0.4um，加工質(zhì)量要求較高，所以采用低速走絲，其加工誤差±0.005mm。 2.切割速度的確定 低速走絲線切割機(jī)器的速度是由表面粗糙度來(lái)決定的，所以這里選擇速度在3040mm²min。 3.電極絲材料及直徑的選擇 電

13、火花線切割加工使用的電極絲材料有鉬絲、鎢絲、黃銅絲。鉬絲韌性好，絲質(zhì)不易變脆，不易斷絲，成本比較高，所以一般高速走絲都采用鉬絲。而且對(duì)于一般工件可選用鉬絲，對(duì)于厚度較大或加工時(shí)間較長(zhǎng)的工件，可選用鎢鉬合金絲。對(duì)于單向走絲的線切割機(jī)，目前均采用黃銅絲和符合鍍鋅絲。黃銅絲加工的表面粗糙度和平直度比較好，蝕屑附著少。所以這里我們選擇黃銅絲。電極絲直徑選擇d=0.15，單面放電間隙為0.01。線切割加工程序編制1.編程前的準(zhǔn)備 （1）確定電極絲的偏移量f 電極絲具有一定的直徑d，加工時(shí)又有一定的放電間隙S，使電極絲中心的運(yùn)動(dòng)軌跡與加工面相差了距離f，即f=d/2+S。因此，加工零件時(shí)，電極絲中心相對(duì)于

14、加工輪廓應(yīng)偏置偏移量f=0.15/2+0.01=0.085 （2）安裝用的夾具對(duì)編程的影響 采用適當(dāng)?shù)膴A具，可使編程簡(jiǎn)化，或可用一般編程方法使加工范圍擴(kuò)大。這里可以選用固定分度夾具。 （3）工件在工作臺(tái)上的裝夾位置對(duì)編程的影響 a.適當(dāng)?shù)亩ㄎ豢梢院?jiǎn)化編程工作 b.合理的定位可充分發(fā)揮機(jī)床的效能 c.合理定位可以提高加工穩(wěn)定性 2.編寫(xiě)加工程序 （1）加工凹模銅絲中心運(yùn)動(dòng)軌跡如下： （2）程序的走向及起點(diǎn)的選擇 為了避免材料內(nèi)部組織及應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，除了考慮工件在坯料中的取出位置之外，還必須合理選擇程序的走向和起點(diǎn). 走向?yàn)镺ABCDEFGHA利用ISO編制上圖所示的凹模線切割加工程序如下

15、 凹模刃口輪廓交點(diǎn)及圓心坐標(biāo)穿絲孔選在O點(diǎn)，切割順序?yàn)镺ABCDEFGHA 切割程序如下： AM1 G92 X0 Y0G41 D85G01 X-11 Y 3G01 X-24 Y3G01 X-24 Y30G01 X30 Y30G01 X30 Y38G01 X-30 Y38G01 X-30 Y-3G01 X-11 Y-3G03 X-11 Y-3 R-11.5工序八：加工孔系（1）鉆孔工步背吃刀量取2.9mm根據(jù)臺(tái)式鉆床查表5-22，可知，選取該工步每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.1mm/r由表5-22，該工件的材料為45鋼，切削速度可取為22m/min由公式n=,可得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=299.3r/min,參

16、照表4-13臺(tái)式鉆床標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，取n=1450r/min。再將此值代入公式，可得v實(shí)際=10.75m/min。（2）精鉸工步背吃刀量取0.1mm由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式n=，可得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=49.4r/min，參照表4-13可知n取1450r/min。代入公式可得v實(shí)際=13.8m/min第五章、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片零件名稱(chēng)墊凹模 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡毛胚種類(lèi)鍛件每臺(tái)件數(shù)1每毛胚可制件數(shù)1材料牌號(hào)T10An工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備工藝簡(jiǎn)圖1準(zhǔn)備毛坯135×110×25 mm鍛造毛坯2熱處理調(diào)

17、質(zhì)處理3銑4邊銑4邊至圖樣要求 尺寸 125×100銑床 4粗磨上下面 粗磨上下面 粗磨上下面，留余量0.4磨床5銑內(nèi)矩形銑矩形內(nèi)腔銑床6電火花線切割切出需要的形狀高速走絲電火花線切割機(jī)床7鉗工劃線劃出孔8 孔6的中心線8加工孔系 鉆8孔至7.8 絞8孔至8 鉆6孔至5.9 絞6孔至6搖臂鉆床Z30259精磨上平面磨上下平面達(dá)到尺寸要求磨床10終檢總結(jié)現(xiàn)在已經(jīng)完成了為期三個(gè)星期的模具制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)。首先我要感謝老師在這次實(shí)訓(xùn)中給予的幫助，其次還要感謝我的同學(xué)在我查詢(xún)資料，整理資料過(guò)程中給我的幫助和支持。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到，機(jī)械制造工藝的制定并不是我們想象中的那么簡(jiǎn)單，它需要專(zhuān)業(yè)人耐心而細(xì)致的計(jì)算和多次的查閱資料，最后制定出滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)參數(shù)。此次課設(shè)鍛煉了我們的耐心和信心，而且讓我再次CAD制