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- 模具制造工藝課程設計說明書 ? 設計題目　“鏈片沖孔落料復合?！蓖拱寄Ａ慵慵? 機械加工工藝過程及工藝裝配的設計（單件生產） ? ? 設計者　　　　　　　　　　　　 指導教師　　　　　　　　　　　 ? 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　年　　　　月　　　　日 一、 設計題目 “鏈片沖孔落料復合?！蓖拱寄Ａ慵臋C械加工工藝過程及工藝裝備的設計 1、裝配圖 圖1.1鏈片沖孔落料復合總裝圖 2、凸凹模零件 圖1.2凸凹模 前 言 在學完機械制造專業(yè)群技術平臺課程后，以模具為對象，綜合刀具、機床、加工工藝、設備操作相關知識一門核心課。 歸納起來可以說企業(yè)迫切需要以下人員： （1）模具典型零件加工工藝編制人員 （2）模具關鍵加工設備操作人員 （3）模具鉗工與裝配人員 （4）模具調試人員 這正是模具制造工藝課程核心任務。 模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備。模具設計與制造專業(yè)的高技能人才培養(yǎng)越來越受到高度重視。 模具制造工藝是綜合性和專業(yè)性非常強的核心專業(yè)方向課程，隨著汽車、電子、航空航天工業(yè)產品以及民用產品技術含量的的快速提升，模具技術已經成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一，不僅模具設計越來越重要，模具制造工藝也越來越凸顯出其重要性，模具制造質量，模具制造周期制約著模具制造企業(yè)的快速發(fā)展，模具制造企業(yè)對具有高技能的模具制造工的需求不僅在數(shù)量上，更重要是在質量上有強烈的需求 本課程設計是在學完《模具制造工藝學》課程之后進行的。其目的是訓練學生綜合運用模具制造的專業(yè)知識，分析模具零件的加工工藝性，擬定加工工藝方案及裝配工藝方案，能編制相應的加工工藝卡及裝配工藝卡，能進行電火花線切割程序的編制，懂得使用國標、工具書和設計資料，提高合理設計模具的綜合應用能力。 目 錄 1.工藝設計任務書 1 2.零件分析 1 3.生產類型 2 4.選擇毛坯 2 4.1選擇毛坯類型 2 4.2毛坯形狀 2 4.3加工余量的確定 3 4.4毛坯的技術要求 4 5.制定凸凹模零件機械加工工藝路線 4 5.1制定工藝路線 4 5.2定位基準的選擇 5 5.3工藝裝備的選擇 6 5.4加工余量的確定及工序間尺寸和公差的確定 6 5.5切削用量的確定 7 6.參考文獻 14 15 1.設計任務書 1）課程介紹 《模具制造工藝學》是一門實踐性、應用性強的課程，通過本次課程設計，使同學們深入。全面和系統(tǒng)掌握這門學習的基礎理論，并將理論知識貫穿到實踐應用中，提高大家分析、研究和應用能力。 2）任務 零件圖 1張 毛坯圖 1張 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 課程設計說明書 1份 3） 要求 （1） 模具零件的工藝分析 （2） 制定零件的制造工藝方：①制訂工藝路線②選擇定位基準，進行必要的工序尺寸計算 ③選擇機床及工、夾、量、刃具 ④加工余量及工序間尺寸與公差的確定⑤切削用量的確定 （3）畫毛坯圖：在加工余量已確定的基礎上畫毛坯圖，要求毛坯輪廓用粗實線繪制，零件的實體尺寸用雙點畫線繪出。比例取1 ：1 。同時應在圖上標出毛坯的尺寸、公差、技術要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和起模斜度等。 （4） 填寫機械加工工藝過程綜合卡片 1. 零件的分析 1） 本零件是鏈片式復合模中的復合模，其作用是做落料凹模的凸模作用，也做沖孔的凹模作用。由于該零件在模具中的作用，采用Cr12MoV，熱處理60~64HRC，由于該尺寸較多，所以采用配加工。保證雙邊間隙0.08~0.12mm。 2)其工作部分尺寸 φ9 φ24 按IT6~7級制造，精度較高。42 其表示兩孔的位置精度較高。除了漏料孔其他表面粗糙度為0.8較高。是模具加工重要部位。零件形狀對稱加工方便。 3） 由于零件采用Cr12MoV,零件材料較硬，其技術要求60~64HRC，其結構對稱，采用線切割加工較好。 3. 生產類型。 由于模具零件都采用Cr12MoV，模具材料較貴，其加工過程精度較高，本身模具是生產大批量工件的，所以采用小批量生產。 4. 選擇毛坯。 1） 模具的材料常采用鑄件，鍛件，型材及焊接件。鑄件毛坯常用于制作形狀復雜的零件，如上下模架等。鍛件毛坯適合制造強度，剛度等力學性能要求高但形狀不復雜的零件。如中小型凸模，凹模。型材常用于形狀與某些零件相仿的毛坯。焊接件多用于某些結構件類型的零件毛坯。 由于該零件簡單對稱，力學性能要求高，所以本模具采用鍛件。采用自由鍛造，鍛造前準備工序一般有：板材》鍛造》退火》潤滑處理。 2） 鍛件如圖下 采用矩形鍛件。 圖2.1 毛坯零件綜合圖 3） 加工余量確定 確定加工余量有三種方法：查表法，分析計算法，經驗估算法。 1)計算法:如果對影響加工余量的因素比較清楚，則采用計算法確定加工余量比較準確。要弄清影響余量的因素，必須具備一定的測量手段，掌握必要的統(tǒng)計分析資料。在掌握了各種誤差因素大小的條件下，才能比較準確地計算加工余量。 2)查表法:此法主要以根據(jù)工廠的生產實踐和實驗研究積累的經驗所制成的表格為基礎，并結合實際加工情況對數(shù)據(jù)加以修正，確定加工余量。這種方法方便、迅速，在生產上應用較廣泛。 3)經驗法:由一些有經驗的工程技術人員或工人，根據(jù)經驗確定加工余量的大小。由經驗法確定的加工余量往往偏大，這主要是因為主觀上怕出廢品的緣故，這種方法在模具生產中廣泛采用。 本零件采用查表法 如圖根據(jù)零件尺寸H=44mm.B=24mm,工件長度L=66mm，查《模具制造工藝》書中關于矩形鍛件表面最后加工余量可知，工件最小加工余量2b=4和2l=4 4） 毛坯技術要求 鍛件加工余量：鍛件應保證合理的機械加工余量。如果鍛件機械加工的加工余量過大，則不僅浪費了材料，同時造成機械加工工作量過大，增加了機械加工工時；如果鍛件機械加工的加工余量過小，使鍛造過程中產生的鍛造夾層、表層裂紋、氧化層、脫碳層和鍛造不平現(xiàn)象無法消除，則得不到合格的模具零件。 5. 制定凸凹模零件零件的機械加工路線 根據(jù)圖表面粗糙度和尺寸位置形狀精度要求，確定個加工工序如下： 平面加工：對于此零件上下平面表面粗糙度要求為0.8較高，也是接觸下模坐板和工件，因此銑削加工是優(yōu)先選擇，應用最廣的立式銑床和萬能銑床的立銑加工，選用高速，小用量銑削，工件精度達IT8級，表面粗糙度達0.8，符合圖紙要求。查文獻2，可確定加工方案為粗銑》半精銑》精銑》磨削。 對于沖孔孔：對于次零件，由于孔的精度要求為IT7級，孔的表面粗糙度為0.8，經查文獻2可采用：鉆孔》擴孔》精絞孔來加工。鉆孔屬于粗加工，可達到的尺寸公差等級別為IT13~IT11，表面粗糙度50~12.5.擴孔是用擴鉆對已鉆出的孔做進一步加工，以擴大孔徑并提高精度，降低表面粗糙度值。擴孔可達到尺寸公差等級IT11~IT10，表面粗糙度為12.5~6.3，屬于半精加工方法，常做絞削的預加工，絞孔是半精加工的基礎上對孔進行的一種精加工方法。精絞尺寸精度IT6~7，表面粗糙度0.32~2.5。 由于零件外形帶有圓弧面，不是規(guī)則圖形，采用線切割較方面，線切割主要用于熱處理后較硬的工件，因為工件熱處理后60~64HRC，所以符合。線切割可以達到經濟精度0.005~0.01mm,表面粗糙度1.25~2.5，需要進行最后進行鉗工研磨，經濟精度IT5~6級，粗糙度達到0.025~0.05。 1） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，因當是零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求達到合理的保證。在生產綱領確定的單件小批生產條件下，可以考慮采用式銑床加工和線切割機床。除此之外，還應該考慮選定加工方法能否達到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合經濟性的要求。 擬定工藝路線 1. 工序一 ：準備毛坯 74*32*52 2. 工序二：熱處理 調質28~32HRC 3. 工序三：銑削 將毛坯銑刀刨成六面體 4. 工序四： 粗銑上下面 粗銑上下面，留余量1.7 5. 工序五： 鉆、擴、絞 按各孔的位置打工藝孔 鉆φ9的孔至通孔至φ8.8 絞φ9的孔至φ8.9 鉆φ12孔至深度至φ11.8 絞φ12孔至φ12 6. 工序六： 坐標磨床 磨φ9的孔至圖樣要求 7. 工序七：對上下表面進行銑削半精加工，留余量0.3mm 8. 工序八：熱處理 淬火 高溫回火60~64HRC 9. 工序九 線切割 按圖紙編制線切割加工程序并進行線切割 加工 10. 工序十 精磨上下平面 11. 工序十一 鉗工 研磨凸凹模工作部分達到圖紙要求 12. 工序十二 終檢 2） 定位基準的選擇 定位基準的選擇將直接影響到加工精度的高低，同樣作為定位基準的部位加工質量的好壞也影響到定位的準確性和加工質量，使安裝誤差和定位誤差增大，零件上的各個表面間的位置精度，是通過一系列工序加工后獲得的，這些工序的順序和原始的大小，標注方式和零件圖上要求直接相關。選用基準時有基準重合、同一、自為、互為等原則，在使用時要注意。 該零件加工中，由于上下表面的精度要求比較高，可以采用互為原則。 (1)粗基準的選擇 對于此凸凹模，上表面可選擇下表面做為粗基準。 (2)精基準的選擇 對于此零件，外形的加工由下表面作為基準，研磨加工工序要求加工余量小且均勻，因此應盡可能用加工表面自身為基準，該表面的位置之間的位置精度應由先行工序確定。 3） 工藝裝備的選擇 機床：選用的機床與所加工的零件相適應，精度、尺寸規(guī)格等和生產率的要求等。該零件屬于小批量生產，因此用臥式床機床XA6132。線切割機床采用DK7752系列。 刀具：一般先采用標準刀具根據(jù)該零件的工藝及實際條件確定其刀具為：圓柱銑刀、平行砂輪、主銑刀、定心鉆、鉆頭、砂輪、絞刀等，其線切割采用慢走絲機構，采用單個脈沖能力小，脈寬窄，頻率高正極性加工，工作液采用去離子水。電極絲采用φ0.1~0.3mm。 4） 加工余量的確定及工序間尺寸與公差的確定 (1)加工Φ9 , Ra0.8 工序名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/ mm 工序間 經濟精度/mm 表面粗糙度/μm 尺寸公差/mm 表面粗糙度/μm 坐標磨 0.1 H7（） 0.8 9 Φ9 0.8 精絞孔 0.1 H8() 0.8 9-0.1=8.9 Φ8.9 0.8 鉆孔 5.8 H13(） 16 8.9-0.1=8.8 Φ8.8 16 毛坯孔 8.8-5.8=3 Φ3 （2）加工 φ24 Ra0.8 工序名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/ mm 工序間 經濟精度/mm 表面粗糙度/μm 尺寸公差/mm 表面粗糙度/μm 鉗工研磨 0.015 h6（） 0.05 24 Φ24 0.05 線切割 0.01mm 2.5 24+0.015=24 .015 Φ24.015 2.5 銑削 1 1mm 6.3 31 31 6.3 毛坯孔 31+1=32 32 5） 切削用量的確定 正確選擇切削用量，對保證加工質量、提高生產率和降低刀具損耗有重要意義。 工序1 備料 按74*32*52mm將毛坯鍛造成型。 由于要求凸凹模具有較高的強度，硬度，耐磨性，適合復合模落成沖孔，而且結構形狀簡單所以選用鍛造比較合理。選用Cr12MoV高鉻模具剛。 選用三向鐓拔的方式鍛成方形毛坯。始鍛溫度1100-1120,終鍛溫度500-520,700以上風冷。 圖3.1毛坯 工序2 退火 ：將工件加熱至Ac1或者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，通過相變已變成珠光體型組織，或不發(fā)生形變以消除應力降低硬度的一種熱處理方法。 鍛件的退火工藝：選擇高溫保濕時間3h, 低溫降火溫度3h。 降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能和壓力工作性能。 細化晶粒，調整組織，改善機械性能，為下步工序做準備。 工序3 銑削：將毛坯外面氧化層，銑削成比較規(guī)則的圖形 選用背吃刀量ap=1mm, (1)刀具的選擇 銑刀的直徑的大小直接影響切削力，扭矩，刀具的損耗,不能任意選取，表3.1可作為初步參考。根據(jù)表3.1銑削銑削厚度ae<=5mm濕時候，直徑do=80mm,銑削深度 ap=31mm, 故應根據(jù)銑削深度ap<=90mm,選擇 d=70mm，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀，所以z=8. (2)選擇切削用量 1)決定銑削寬度ae 由于加工余量不大，故可在一次內切完，則 ae =h=1mm 2) 決定每齒進給量fz 根據(jù)XA6132型銑床說明書，其功率為7.5KW，中等功率強度。 根據(jù)表3.3 fz=0.12~0.20mm/z 實取 fz=0.2mm/z。 4） 決定切削速度Vc和每分鐘進給量Vf 根據(jù)XA6312型銑床說明書，選擇 nc=37.5r/min, Vfc=60mm/min 因此實際切削速度和每齒進給量為 Vc=πd0nc/1000=3.14*70*37.5/1000=83m/min Fzc=Vfc/ncz=60/37.5*8=0.20mm/z 圖3.2銑削六個面 工序4 銑削;銑削上下平面，留余量1.7mm. 根據(jù)上面同理的采用同樣的切削用量。 圖3.3粗銑上下平面 工序5 鉆 擴 絞 首相確定鉆削的切削用量 1） 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d=8.4mm。 鉆頭幾何形狀2.1：標準鉆頭，其參數(shù)2ψ=118α=7~15.β=24~32 2） 選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量：根據(jù)表2.7，檔加工H12~13精度，鋼的強度800~1000Mpa,d=9mm時，f=0.17~0.21mm/r (2)按鉆頭強度決定經給量：根據(jù)表2.8，依據(jù)強度和鉆頭直徑，其進給量f=0.38mm/r 根據(jù)以上選擇f=0.21/r 圖3.4鉆、鉸沖孔及漏料孔 3)決定切削速度 根據(jù)查表Vc=17m/min 對于絞孔 采用手動即可，對于工作部分采用坐標磨床。 工序六 采用坐標磨床磨φ9mm孔至圖紙要求，坐標磨床具有定位裝置，用于磨削孔距精度要求很高的精密孔和成型表面磨床。 圖3.5 精磨沖孔 工序7 根據(jù)切削用量手冊查得 采用Vc=80m/min和fz=0.20mm/z 留余量0.3mm 如圖3.6 精磨上下平面 工序8 熱處理：采用二次硬化（1100~1120高溫淬火+500~520高溫回火三次）具有一定的熱硬性，在用于韌性不足而開裂、崩刃的模具上。 工序9 線切割采用單個脈沖能量小，脈寬窄，頻率高的電參數(shù)進行加工。 根據(jù)材料Cr12MoV,采用DK7752慢走絲線切割機床，選擇工作液采用去離子水，脈沖寬度t1/us=8 脈沖間隔to/us=85 加工電流I/A=0.2，切削速度=13Vwi/mm2min-1，其采用黃銅絲0.1mm,單邊放電間隙0.02mm,凸凹模配合間隙0.02mm。 序號 程序段 B X B Y B J G Z 1 SC B 5000 B B 005000 GX L1 2 CD B 9050 B 7978 B 034056 GY NR2 3 DA B B 26042 B 026042 GY L2 4 AB B 9050 B 7978 B 034056 GY NR4 5 BC B B 26042 B 026042 GY L4 6 CS B 5000 B B 005000 GX L3 7 D 圖3.7 線切割加工 工序10 精密上下平面 采用圓形工作臺平磨查精密磨床砂輪寬度選用40bs/mm 其工作臺縱向進給量f/(mm/r)=20,工件速度V/(m/min)=10, 磨頭單行程磨削深度ap(mm/st)=0.0215。 工序十一 研磨零件工作部分達到圖紙要求。 工序十二 檢驗：按圖紙要求檢驗合格 五、參考文獻 《模具制造工藝》，張榮清主編，高等教育出版社，2006年。 《模具制造工藝》，黃毅宏主編，機械工業(yè)出版社，1989年。 《實用模具設計與制造手冊》，許發(fā)樾主編，機械工業(yè)出版社，2001年。 《模具制造工藝學》，滕宏春主編，機械工業(yè)出版社，2010年。 《模具零件的工藝設計與實施》，熊建武主編，機械工業(yè)出版社，2001年。 《機械制造與模具制造工藝學》，陳國香主編，清華大學出版社，2007年。 《金屬工藝學》，王英杰主編，高等教育出版社，2009年。 《機械制造裝備》，王鶴汀主編，機械工業(yè)出版社，2001年。