模具制造工艺学课程设计.pdf

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1、 模具制造工艺学课程设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】目录 引言 1 第一章、零件的技术要求分析 2 零件结构分析 2 图纸技术要求分析 2 第二章、工艺规程的设计 3 毛胚类型的确定 3 毛胚结构尺寸及公差的确定 3 定位基准的选择 4 工艺方案的确定 4 第三章、加工余量及工序尺寸的确定 4 第四章、各工序切削用量的选择与计算 5 第五章、机械加工工艺过程卡片 9 总结 10 参考文献 10 引言 本课程设计是在完成模具制造工艺学学习的基础上，为了达到理论和实践结合的目的而进行的，对本人而言，我相信通过本次课

2、程设计对自己未来从事的工作有一定的作用，从中锻炼自己处理问题、分析问题的能力，为今后很快的适应工作打下基础。本课程设计包括以下几个方面的内容：零件的技术要求分析及结构分析 主要包括功能结构、尺寸精度、表面粗糙度、形位公差、表面质量、硬度等机械性能要求、结构分析等。工艺规程设计 毛坯的选择，根据零件的要求，进行毛坯尺寸和公差等零件锻件图的确定。毛胚制造工艺设计。加工余量及切屑用量的设计 电火花线切割和机械加工工艺设计，零件的机械加工工艺过程（工艺路线）包括对零件的铣削和磨削，零件的孔隙加工及工序内容的确定。工序卡 填写工艺过程综合卡片，根据前述各项内容以及加工简图，一并填入机械加工工艺过程卡片中

3、。第一章、零件的技术要求及分析 1.零件结构形状分析 该零件从形体上分析其总体结构为平行六面体，上表面有 4 个直径为 8，2 个直径为 6 的凹模通孔，中间为下凹的型腔，因此其结构形状较简单。2.图纸技术要求分析 如图可知，该零件形状比较简单，外形尺寸也不大。要求的尺寸标注采用统一的基准即设计基准，零件内腔各表面的粗糙度要求较高，下凹部分的表面粗糙度达到。另外，该零件有一个固定孔，其精度要求 Ra 为，平面部分位。另外零件上孔比较多，要求有一定的位置精度。零件上各孔的精度，垂直度和孔间距要求。常用零件各孔径的配合精度一般为 IT7 IT6，.对安装滑动导柱的零件，孔轴线与上下模座平面的垂直度

4、要求为 4 级精度。零件上各孔之间的孔间应保持一致，一般误差要求在以下。材料的机械性能分析 T10A 强度及耐磨性均较 T8 和 T9 高，但热硬性低、淬透性不高且淬火变形大。适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、切纸机、低精度而外形简单的量具(如卡板等)，可用作不受较大冲击的耐磨零件。该钢在退火状态下进行粗加工，然后淬火低温回火至高硬度，再精加工。获得高的耐磨性和镜面抛光性。进行低碳马氏体低温淬火，使具有较高的耐磨星河强韧性，预防和减少变形和开裂现象 第二章、工艺规程的设计 1.毛胚类型的确定 由于技术要求说明零件

5、材料为 45 钢，查文献 5 表可知，T10A 热处理状态为淬火760780,水冷。其硬度为 60HRC 左右，可用硬质合金和高速钢刀进行切屑加工。考虑到在工作过程中力学性能要求高，所以应选择锻件，已使零件金属纤维尽量不被破坏，保持零件工作可靠性。由于该零件坯料只需单件小批量生产，且零件坯料结构简单，查文献 9 表 2-10 可选自由锻。2.毛胚结构尺寸及公差的确定（1）毛胚加工余量的确定：经过查表（模具机械加工工艺-吴泊良，附表 5）可知，初步选取毛胚余量为 5mm（单边余量），亦即长宽高都加上 10mm。（2）毛胚结构尺寸公差的确定 经过查询机械加工工艺手册电子版，可知毛胚各尺寸公差如下

6、长：+1，-1 宽：+1，-1 高：+1，-1（mm）（3）毛胚零件图确定如下（4）毛坯制造工艺设计 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。板类毛坯是用板材冲裁出来的可以是圆形，也可以是八边形或六边形。在用于锻造前的一些准备工序一般有：板材冲压退火润滑处理锻造。3.定位基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中

7、会出现问题，更为严重的还会造成零件大批量的报废，使生产无法正常进行。对于垫板作如下基准选择：选择上下平面，相邻互相垂直的两侧面为定位基准面，即三基面体系定位，符合基准统一原则。4.工艺方案的确定 加工的零件其工艺过程如下：工序一：准备毛坯 按 13511025 工序二：热处理 调质 28-32HRC 工序三：铣 4 边 用铣床铣 4 边至图样要求 尺寸 125100 工序四：粗磨上下面 粗磨上下面，留余量 工序五：铣内矩形 工序六：电火花线切割 工序七、钳工划线 工序八：加工孔系 钻8 孔至 绞8 孔至8 钻6 孔至 绞6 孔至6 工序九：精磨上平面、内腔至图样要求 工序十：终检 第三章、加工

8、余量及工序尺寸的确定 六个平面加工余量：（1）粗铣 查表取粗铣后半精铣加工余量 z=，。（2）半精铣 半精铣后留磨削加工余量 z=。6（1）加工余量的确定钻：z=（查表 2-28）粗铰：z=精铰：z=（2）工序基本尺寸及偏差的确定 钻 5，粗铰，精铰 12 钻：公差等级 IT12，公差值 粗铰：公差等级 IT9，公差值 精铰：公差等级 IT7，公差值 按“入体”原则标注工序尺寸如下 钻 5mm 0,粗铰 0,精铰 6mm 0,8 （1）加工余量的确定 钻：z=（查表 2-28）粗铰：z=精铰：z=（2）工序基本尺寸及偏差的确定 钻 7，粗铰，精铰 8 钻：公差等级 IT12，公差值 粗铰：公差

9、等级 IT9，公差值 精铰：公差等级 IT7，公差值 按“入体”原则标注工序尺寸如下 钻 7mm 0,粗铰 0,精铰 8mm 0,第四章、各工序切削用量的选择与计算 工序 1 准备毛坯 按 13511025 mm 将毛坯锻造成型。由于要求凹模具有较高的强度，硬度，耐磨性，适用于连续落料冲孔，而且结构形状简单所以选用锻件毛坯比较合理。为了满足为了满足推件板的硬度和刚度要求，可选择零件材料 T10A 钢，刀具选 YT30 硬质合金刀。选用三向镦拔的方式锻成方形毛坯。始锻温度 1050-1100，终锻温度 800-850,700以上风冷，加热时咬经常翻动，加热时间为，最后得到所要锻件。工序 2 热处

10、理 退火：将工件加热到 Ac1 或 Ac3 以上（发生相变）或 Ac1 以下（不发生相变），保温后，缓冷下来，通过相变已获得珠光体型组织，或不发生相变以消除 应力降低硬度的一种热处理方法。锻件的退火工艺：选择高温保温时间 3h，低温降火时间 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压力工作性 能。（2）细化晶粒，调整组织，改善机械性能，为下步工序作准 备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切屑性能，也有时用于对一些要求不高的的零件作为最终热处理。工序三：铣 4 边 1.pa被吃刀量的确定，该工序有两个工

11、步（1）以下面为基准，粗铣上面；（2）以上面为基准，粗铣下面 背吃刀量取（粗铣加工余量）2.进给量fz（每齿）3.切削速度：公式 n=wcdv1000 查表 5-9，按镶齿铣刀，v 可取 min 由公式可算出 n=min 参照表 4-15 所列，x5012 型立式铣床主轴速度，取转速 n=188 r/min 代入公式可得 v 实际=min 工序四：粗磨上下面 1.背吃刀量取 2.查表 2-5，按取 f=r 3.选取 v 为 min,n=min 查表，取 n=263r/min,代入 v 实际=in 工序五：铣内矩形 1.背吃刀量取 2.查表 2-5，按取 f=r 3.选取 v 为 min,n=m

12、in 查表，取 n=188r/min,代入 v 实际=in 工序六：电火花线切割 1.线切割机器的选择 由于加工零件的表面粗糙度要达到，加工质量要求较高，所以采用低速走丝，其加工误差。2.切割速度的确定 低速走丝线切割机器的速度是由表面粗糙度来决定的，所以这里选择速度在 3040mm2min。3.电极丝材料及直径的选择 电火花线切割加工使用的电极丝材料有钼丝、钨丝、黄铜丝。钼丝韧性好，丝质不易变脆，不易断丝，成本比较高，所以一般高速走丝都采用钼丝。而且对于一般工件可选用钼丝，对于厚度较大或加工时间较长的工件，可选用钨钼合金丝。对于单向走丝的线切割机，目前均采用黄铜丝和符合镀锌丝。黄铜丝加工的表

13、面粗糙度和平直度比较好，蚀屑附着少。所以这里我们选择黄铜丝。电极丝直径选择 d=，单面放电间隙为。线切割加工程序编制 1.编程前的准备 （1）确定电极丝的偏移量 f 电极丝具有一定的直径 d，加工时又有一定的放电间隙 S，使电极丝中心的运动轨迹与加工面相差了距离 f，即 f=d/2+S。因此，加工零件时，电极丝中心相对于加工轮廓应偏置偏移量 f=2+=（2）安装用的夹具对编程的影响 采用适当的夹具，可使编程简化，或可用一般编程方法使加工范围扩大。这里可以选用固定分度夹具。（3）工件在工作台上的装夹位置对编程的影响 a.适当的定位可以简化编程工作 b.合理的定位可充分发挥机床的效能 c.合理定位

14、可以提高加工稳定性 2.编写加工程序 （1）加工凹模铜丝中心运动轨迹如下：（2）程序的走向及起点的选择 为了避免材料内部组织及应力对加工精度的影响，除了考虑工件在坯料中的取出位置之外，还必须合理选择程序的走向和起点.走向为 OABCDEFGHA 利用 ISO 编制上图所示的凹模线切割加工程序如下 凹模刃口轮廓交点及圆心坐标 穿丝孔选在 O 点，切割顺序为 OABCDEFGHA 切割程序如下：AM1 G92 X0 Y0 G41 D85 G01 X-11 Y 3 G01 X-24 Y3 G01 X-24 Y30 G01 X30 Y30 G01 X30 Y38 G01 X-30 Y38 G01 X-

15、30 Y-3 G01 X-11 Y-3 G03 X-11 Y-3 工序八：加工孔系（1）钻孔工步 背吃刀量取 根据台式钻床查表 5-22，可知，选取该工步每转进给量为 f=r 由表 5-22，该工件的材料为 45 钢，切削速度可取为 22m/min 由公式 n=wcdv1000,可得该工序钻头转速 n=min,参照表 4-13 台式钻床标准转速，取 n=1450r/min。再将此值代入公式，可得 v 实际=min。（2）精铰工步 背吃刀量取 由表 5-31，选取该工步的每转进给量 f=r 由表 5-31，切削速度 v 可取为 4m/min。由公式 n=wcdv1000，可得该工序铰刀转速 n=

16、min，参照表 4-13 可知 n 取1450r/min。代入公式可得 v 实际=min 第五章、机械加工工艺过程卡片 零 件 名称 垫凹模 机械加工工艺过程卡 毛胚种类 锻件 每台 件数 1 每毛胚可制件数 1 材料牌号 T10A 工序 号 工序名称 工序内容 设备 工艺简图 1 准备毛坯 13511025 mm 锻造毛坯 2 热处理 调质处理 3 铣 4 边 铣 4 边至图样要求 尺寸 125100 铣床 4 粗磨上下面 粗磨上下面 粗磨上下面，留余量 磨床 5 铣内矩形 铣矩形内腔 铣床 6 电火花线切割 切出需要的形状 高速走丝电火花线切割机床 7 钳工划线 划出孔8 孔6 的中心线

17、总结 现在已经完成了为期三个星期的模具制造工艺学课程设计。首先我要感谢老师在这次实训中给予的帮助，其次还要感谢我的同学在我查询资料，整理资料过程中给我的帮助和支持。通过这次课程设计，我认识到，机械制造工艺的制定并不是我们想象中的那么简单，它需要专业人耐心而细致的计算和多次的查阅资料，最后制定出满意的设计参数。此次课设锻炼了我们的耐心和信心，而且让我再次 CAD 制图，为以后的毕业设计夯实了基础，更为以后的工作做好技能上的准备。希望学院及老师多安排这样切合我们以后工作的课程设计。参考文献：1.邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.机械工业出版社 2.上海市金属切削技术协会编.金属切削手册（第三版）.上海科学技术出版社.2003.3.郭铁良.模具制造工艺（第二版）.高等教育出版社，2006 4.孙本绪 熊万武编.机械加工余量手册.北京：国防工业出版社.5.王彩霞编.机械制造技术.北京：国防工业出版社，2010 6.廖念钊编.互换性与技术测量.北京：中国计量出版社,2010 8 加工孔系 钻8 孔至 绞8 孔至8 钻6 孔至 绞6 孔至6 摇臂钻床 Z3025 9 精磨上平面 磨上下平面达到尺寸要求 磨床 10 终检