機械畢業(yè)設計-凹凸模工藝設計(含CAD圖紙)
機械畢業(yè)設計-凹凸模工藝設計(含CAD圖紙),機械,畢業(yè)設計,凹凸,工藝,設計,cad,圖紙
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模具制造工藝課程設計說明書
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設計題目:凹凸模工藝設計
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設計者
指導教師
年 月 日
前 言
在學完機械制造專業(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。
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)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(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(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.設計任務書 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.定位基準的選擇 4
4.工藝路線的制訂 5
5.設備選擇 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(chǔ)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
機械加工工藝過程卡片
1套
機械加工工序卡片
1套
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(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 。同時應在圖上標出毛坯的尺寸、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) 本零件是復合模中的復合模,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(jié)構(gòu)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.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(zhì)量的好壞也影響到定位的準確性和加工質(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,標注方式和零件圖上要求直接相關(guān)。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。
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.設備選擇
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(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(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(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(diào)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
(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:
按機床選取:nw=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:標準鉆頭,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。
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