凹凸模工藝設(shè)計模具工藝設(shè)計,凹凸,工藝,設(shè)計,模具 - 模具制造工藝課程設(shè)計說明書 ? 設(shè)計題目：凹凸模工藝設(shè)計 ? 設(shè)計者　　　　　　　　　　　　 指導(dǎo)教師　　　　　　　　　　　 　　　　年　　　　月　　　　日 前 言 在學(xué)完機械制造專業(yè)群技術(shù)平臺課程后，以模具為對象，綜合刀具、機床、加工工藝、設(shè)備操作相關(guān)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(guān)鍵加工設(shè)備操作人員 （3）模具鉗工與裝配人員 （4）模具調(diào)試人員 這正是模具制造工藝課程核心任務(wù)。 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備。模具設(shè)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(chǎn)品以及民用產(chǎn)品技術(shù)含量的的快速提升，模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，不僅模具設(shè)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(zhì)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(zhì)量上有強烈的需求 本課程設(shè)計是在學(xué)完《模具制造工藝學(xué)》課程之后進行的。其目的是訓(xùn)練學(xué)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(yīng)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(biāo)、工具書和設(shè)計資料，提高合理設(shè)計模具的綜合應(yīng)用能力。 目 錄 1.設(shè)計任務(wù)書 1 2.模具零件工藝分析 2 3.生產(chǎn)類型 2 4.毛坯選擇 3 3.定位基準(zhǔn)的選擇 4 4.工藝路線的制訂 5 5.設(shè)備選擇 6 6.加工余量確定 7 6.1毛坯技術(shù)要求 7 6.2加工余量的確定及工序間尺寸與公差的確定 7 6.3確定工序的切削用量及時間定額 8 6.4編寫工藝文件 11 1 1.設(shè)計任務(wù)書 1）課程介紹 《模具制造工藝學(xué)》是一門實踐性、應(yīng)用性強的課程，通過本次課程設(shè)計，使同學(xué)們深入。全面和系統(tǒng)掌握這門學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論，并將理論知識貫穿到實踐應(yīng)用中，提高大家分析、研究和應(yīng)用能力。 2）任務(wù) 零件圖 1張 毛坯圖 1張 機械加工工藝過程卡片 1套 機械加工工序卡片 1套 課程設(shè)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(zhǔn)，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(chǔ)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(yīng)在圖上標(biāo)出毛坯的尺寸、公差、技術(shù)要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和起模斜度等。 （4） 填寫機械加工工藝卡片 2.模具零件工藝分析 1） 本零件是復(fù)合模中的復(fù)合模，其作用是做落料凹模作用 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150，33 ，R20 按IT6~7級制造，精度較高。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(shù)要求60~64HRC，其結(jié)構(gòu)對稱，采用線切割加工較好。 3.生產(chǎn)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(chǎn)大批量工件的，所以采用小批量生產(chǎn)。 4.毛坯選擇 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(fù)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(xué)性能要求高但形狀不復(fù)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(jié)構(gòu)件類型的零件毛坯。 由于該零件簡單對稱，力學(xué)性能要求高，所以本模具采用鍛件。采用自由鍛造，鍛造前準(zhǔn)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.定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇將直接影響到加工精度的高低，同樣作為定位基準(zhǔn)的部位加工質(zhì)量的好壞也影響到定位的準(zhǔn)確性和加工質(zhì)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(biāo)注方式和零件圖上要求直接相關(guān)。選用基準(zhǔn)時有基準(zhǔn)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(zhǔn)的選擇 對于此凸凹模，上表面可選擇下表面做為粗基準(zhǔn)。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 對于此零件，外形的加工由下表面作為基準(zhǔn)，研磨加工工序要求加工余量小且均勻，因此應(yīng)盡可能用加工表面自身為基準(zhǔn)，該表面的位置之間的位置精度應(yīng)由先行工序確定。 4.工藝路線的制訂 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(yīng)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(jīng)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(yù)加工，絞孔是半精加工的基礎(chǔ)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(jīng)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(jīng)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(dāng)是零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求達到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的單件小批生產(chǎn)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(yīng)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(jīng)濟性的要求。 擬定工藝路線 1. 工序一 ：準(zhǔn)備毛坯 310X310X65 2. 工序二：熱處理 調(diào)質(zhì)45~50HRC 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1.5 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φ15孔至深度至φ14.8 絞φ15孔至φ15 鉆孔攻絲4-M10 6. 工序六：銑削 銑削158X41深22.5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 研磨工作部分達到圖紙要求 12. 工序十二 終檢 5.設(shè)備選擇 機床：選用的機床與所加工的零件相適應(yīng)，精度、尺寸規(guī)格等和生產(chǎn)率的要求等。該零件屬于小批量生產(chǎn)，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(biāo)準(zhǔn)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(gòu)，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。 6.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(jīng)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(zhǔn)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(zhǔn)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(chǎn)實踐和實驗研究積累的經(jīng)驗所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)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(chǎn)上應(yīng)用較廣泛。 3)經(jīng)驗法:由一些有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員或工人，根據(jù)經(jīng)驗確定加工余量的大小。由經(jīng)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(chǎn)中廣泛采用。 本零件采用查表法 如圖根據(jù)零件尺寸H=310mm.B=65mm,工件長度L=310mm，查《模具制造工藝》書中關(guān)于矩形鍛件表面最后加工余量可知 6.1毛坯技術(shù)要求 鍛件加工余量：鍛件應(yīng)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(chǎn)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。 6.2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(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度/μm 尺寸公差/mm 表面粗糙度/μm 坐標(biāo)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 0 0 6.3確定工序的切削用量及時間定額 正確選擇切削用量，對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低刀具損耗有重要意義。 工序1 備料 按310X310X65mm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(fù)合模落成沖孔，而且結(jié)構(gòu)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(fēng)冷。 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(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(xì)化晶粒，調(diào)整組織，改善機械性能，為下步工序做準(zhǔn)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 （1） 選擇切削深度：參考［Ⅲ］中107頁可知切削深度ap=2mm （2） 選擇進給量：參考［Ⅲ］中108表3-28選擇每齒進給量af=0.35mm （3） 選擇切削速度：查［Ⅲ］中111頁表3-16選取v=0.25m/s （4） 確定刀具參數(shù)：根據(jù)［Ⅲ］中270頁表5-41選擇D=100mm,齒數(shù)Z=12 （5）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取nw=47.5r/min 實際切削速度： （6）計算切削工時 由文獻［10］中2-82頁表7-7查得 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。 (1) 選擇切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm (2) 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選取每齒進給量af=0.1mm (3) 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.35m/s (4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］選擇刀具D=100mm,齒數(shù)Z=12,d=32,B=50 (5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選?。簄w=75r/min 實際切削速度： （6）計算切削工時 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(biāo)準(zhǔn)鉆頭，其參數(shù)2ψ=118α=7~15.β=24~32 （1） 選擇進給量：參考文獻[14]443頁9-33取=0.66mm/r （2） 選擇切削速度：參考文獻[14]446頁9-34取v=0.35m/s （3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 選取機床轉(zhuǎn)速nw=200r/min 實際切削速度 （4）計算切削工時 工序7 (1) 選取切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=1.5mm (2) 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量af=0.35mm (3) 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.25m/s (4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］表2.1-28立式角銑刀，D=60，Z=18 (5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取nw=75r/min 實際切削速度 (6)計算切削工時 查文獻［10］表2.1-99得 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 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 6.4編寫工藝文件 工藝過程卡片及工序卡片請見附件WORD。 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(shè)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(xué)》，滕宏春主編，機械工業(yè)出版社，2010年。 《模具零件的工藝設(shè)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(xué)》，陳國香主編，清華大學(xué)出版社，2007年。 《金屬工藝學(xué)》，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。