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模具制造学课设(蓝招兴).doc

上传人:dzzj200808 文档编号:2332660 上传时间:2018-09-10 格式:DOC 页数:23 大小:915.50KB
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1、1模具制造工艺课程 设计明书院 系: 机电工程学院 班 级: 09 材料(1)班 姓 名: 蓝招兴 学 号: 20090410210118 指导老师: 周六如 时 间: 2012 年 11 月 2模具制造工艺学课程设计任务书院 系: 机电工程学院 专 业: 材料成型及控制工程 一、课程设计任务(论文)题目:凹模机械加工工艺设计及其型孔电火花线切割加工 二、课程设计(论文)工作:自 2012 年 11 月 15 日 起至 2012 年 12 月 5 日止。 三、课程设计(论文)的内容要求:(a): 零件技术要求及结构分析,毛坯类型选择及毛坯制造工艺,(b):设计零件机械加工工艺(选择合理的加工方

2、法拟定工艺路线, 基准的选择,工序,工步的确定,及加工顺序的安排,加工余量及工序尺寸的计算,设备及工装的选择等);(c):设计热处理工艺;(d):制作工艺卡片;(e):设计必须按照课程设计的具体要求进行;要求设计思路清晰, 数据来源可靠,计算步骤清楚且结果正确,图面清晰规范,说明书有条理清楚。学生签名:蓝招兴2012 年 11 月 29 日课程设计(论文)评审意见评阅人 职称 年 月 日3目 录引言1第一章 零件的技术要求分析 2 1.1 零件结构形状分析 .81.2 零件技术要求分析81.3 技术关键及其采取的措施81.4 零件结构工艺性分析9第二章 工艺规程设计 102.1 毛坯的选择及确

3、定制造形式 102.2 毛坯尺寸公差的确定 102.3 制定工艺路线 12第三章 加工余量及切屑用量的设计15 3.1 切削用量的选择及时间定额计算 15 3.2 各工序切屑用量的计算 16第四章 机械加工工卡.204.1 机械加工工序卡20心得22参考文献234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,同时加强对书本知识的巩固,突出了模具设计基础的应用,以提供更准确,实用,方便的计算方法,正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用提高自我的模具设计和制造能力的综合应用。对本人而言,我相信通过本次课程程设计对自己未来从事的工

4、作能有一定的启发作用,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。5第一章 零件技术要求及结构分析本次设计的零件图为塑料注射模的凹模及其定位和浇注系统的设计(如图 1-1)(图 1-1)6(图 1-2 )(图 1-3)7塑料注射模生产出的制品为下图 1-4 所示图 1-4凹模的模型图为下图 1-5 所示图 1-581.1 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,模具为一腔 4 件的多型腔模。上表面有四个直径为 100mm 的凹模通孔,用于装导套,作用是控制开合模的定位导向;同时还能够承受一定的注射压力。中间为凹模的型腔,用于成型制件的外形尺寸及制件的高

5、度。上面还有一个 6.02mm 圆锥孔,该孔和横向通道总体构成浇注系统。(如上图 1-1,1-2,1-3)为其装配图。1.2 零件技术要求分析如图 1-1 可知,该零件形状总体比较简单,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 Ra0.8。另外,该零件有一个固定孔,其精度要求 Ra为 0.4,平面部分位 Ra1.6。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,Ra0.4 1.6um.对安装滑动导柱的零件,孔轴线与上下模座平面的垂直度要求为 4

6、 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0.02mm 以下。机加工完后进行热处理硬度值要求达到(5362HRC)1.3 技术关键及其采取的措施(1):左右平面间平行度公差等级高,采取措施:互为基准,磨削加工。9(2):垂直面的磨削,采取措施:磨好左右平面,工件装夹在精密角铁上,用百分表找正后磨削出垂直面,而后用磨出的面为基准面,在磁力台上磨对称平行面及两圆柱面。 结合这些要求选择冷作模具钢 Cr12MoV。1.4 零件结构工艺性分析零件的结构工艺性是指在满足使用性能的条件下,是否能以较高的生产率和最低的本钱方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来,就必须对零件

7、的结构工艺性进行具体的分析。零件切屑加工的结构工艺性涉及到零件加工时的装夹、对刀、测量、切屑效率等。零件的结构工艺性差会造成加工困难,耗费工时,甚至无法加工。结构工艺性好坏是相对的,与生产的工艺过程、生产批量、装配条件和技术条件等因素有关。对于本零件,要求其具有较高的强度,硬度,耐磨性,适用于连续落料冲孔,因此,它的工作条件还是还是比较恶劣。该零件在模具中与上模配合起到成型零件的作用,单件或者和小批量生产。对工人的技术水平有一定的要求。10第二章 工艺规程设计2.1 毛坯的选择及确定制造形式材料为 Cr12MoV,由于零件需要承受的冲击载荷比较大,因此选用锻压件。因为经锻造后,工件的力学性能比

8、铸件好,使零件内部组织细密,碳化物分布和流线分布合理,从而提高模具的质量和使用寿命。铸造能够生产出形状复杂的毛坯,但力学性能低于锻件。冲压的生产率高,制品的尺寸精确,互换性好,适合大批量生产。另外选择锻件,可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大批量生产,且零件坯料结构简单,查文献 9 表 2-10 可选自由锻。锻造前的准备工序一般有:板材锻造退火润滑处理。2.2 毛坯尺寸公差的确定如图根据零件尺寸,B/mm=850mm、H/mm=160mm,工件长度 L/mm=1050mm查模具制造工艺书中关于矩形锻件表面最后加工余量表可知,工件的最小加工余量为 2B=5

9、、2L=4 加工余量及工序尺寸:+5 0 +5 0确定加工余量的方法有三种:查表法、分析计算法、经验估算法。(1):查表法是根据个工厂的生产实践和试验研究积累的数据,先制成 各种表格,再汇集成手册确定加工余量是查阅这些手册,再结合工厂的实际情况进行适当修改后确定。11(2):经验估计法是根据实际经验确定加工余量。一般情况下,为防止因余量过小而产生废品,经验计的数值总是偏大。因此其法常使用于单件小批量生产。(3)分析计算法是根据确定加工余量的相关公式和一定的试验资料,对影响加工余量的各项因素进行分析,并计算确定加工余量。这种方法比较合理,但是必须有比较全面和可靠的试验资料。因此当前只在材料十分贵

10、重能够以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。据图 1-1 上零件粗糙度的要求,确定各工序加工路线如下:平面及型腔加工:对于此零件上表面由型面和型腔组成,因此铣削加工是优先选择,应用最广的是立式铣床和万能工具铣床的立铣加工,选用高速、小用量铣削,工件精度可达 IT8,表面粗糙度为 Ra1.6.最后要留 0.05 的修光余量。对于Ra0.8 的型腔 可用磨削。经查文献,要使上表面的粗糙度达 Ra0.8,可确定加工方案为粗铣半精铣精铣。要使型腔内凹部分的精度达到 Ra0.8,可确定加工路线为粗铣半精铣磨削。孔加工 :对于此零件,由于对孔的精度要求高,因此可采用钻孔扩孔镗孔来加工。钻孔属粗加工,可达

11、到的尺寸公差等级为 IT13IT11,表面粗糙度值为 Ra5012.5m。扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工,以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。扩孔可达到的尺寸公差等级为 IT11IT10, 表面粗 12糙度值为 Ra12.56.3m,属于孔的半精加工方法,常作铰削前的预加工,也可作为精度不高的孔的终加工。镗孔是在半精加工(扩孔或半精镗)的基础上对孔进行的一种精加工方法。镗孔的尺寸公差等级可达 IT9IT6,表面粗糙度值可达 Ra1.60.4m。用坐标镗床加工镗孔,可以加工出位置精度很高的孔系。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,因当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要

12、求能达到合理的保证。在生产纲领以确定的为单件大批生产的条件下,可以考虑采用立式铣床加工。除此之外,还应当考虑所选定的加工方法能否达到所需的加工精度和表面粗糙度,并符合经济性的要求。131、拟定工艺路线 表 2-1工序号 工序名称 工序内容 设备1下料 按图样尺寸B=850mmL=1050mmH=160mm锯床2 预处理 调质 2835HRC3 铣 6 边 用铣床铣 6 边至图样要求尺寸 8051005 155 留有双边余量为5mm 铣床4 打中心孔 在坐标镗床上准确的定位打好五个中心孔坐标镗床钻 钻 100 孔至 30 深度为150mm钻床扩 扩 100 孔至 70 深度为150mm扩床镗 用

13、坐标镗床镗孔至 98 留有双边余量为 2mm镗床坐标磨孔 用坐标磨床磨孔至图样要求坐标磨床5电火花线切割浇注系统的型孔用电火花线切割机加工 6.02 的型孔电火花机6精磨 精磨用于配合导套的 4 个孔至图样尺寸7铣削浇注系统内 型腔用铣床铣削浇注系统通道 铣床8热处理 淬火和高温回火处理使之达到(5362HRC)9 精磨凹模表面 按图样要求尺寸 8001000150 10 检验 用百分表检验各表面的平行度和垂直度百分表1411 二、切削加工内容确定1、工件的装夹定位基准的选择(1)夹具的选择单件大批量生产首先采用各种通用夹具,也可采用组合夹具,结合实际生产条件可知该零件选择三爪卡盘、平口钳、平

14、行夹头、火钳等等(2)定位基准的选择定位基准的选择将直接影响到加工精度的高低,同样作为定位基准的部位加工质量的好坏也影响到定位的准确性和加工质量,使安装误差和定位误差增大,零件上的各个表面间的位置精度,是通过一系列工序加工后获得的,这些工序的顺序和原始尺寸的大小,标注方式和零件图上的要求直接相关。选用基准时有基准重合、同一基准、自为基准、互为等原则,在使用时要注意。该零件加工中,由于上下表面的精度要求比较高,可以采用互为基准的原则。(a) 粗基准的选择对于此凹模,上表面可选择下表面为粗基准。(b) 精基准的选择对于此零件,内腔的精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,因此应尽可能用加工表面自

15、身为基准,而该表面与其他表面之间的位置精度应由先行工序来确定。152、工艺装备选择机床:选用的机床与所加工的零件相适应,精度、尺寸规格等和生产率的要求等。该零件是大批量生产,因此用通用机床 X62(主轴转速级数为 18),刀具:一般先采用标准刀具根据该零件的工艺及实际条件确定其刀具为:圆柱铣刀、平行砂轮、端铣刀、定心钻、钻头、砂轮、镗刀等等。第三章 切削用量的选择及时间定额计算3.1 切削用量的选择及时间定额计算正确选择切削用量,对保证加工质量、提高生产率和降低刀具损耗有重要意义。因为该产品属于小批量生产,在工艺文件上一般不规定切削用量,由操作者根据实际的情况自行决定。六个平面加工余量:(1)

16、粗铣查表取粗铣后半精铣加工余量 z1=1.7mm,用盘铣刀进给速 0.2m/min。(2)半精铣 半精铣后留磨削加工余量 z2=0.3mm。其锻件毛坯如图 2-1 所示:16图 3-13.2 各工序切屑用量的计算工序 1 备料按 8501050150mm 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,适用于大批量制件的生产,而且结构形状简单所以选用锻件毛坯比较合理。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,加热时效经常翻动,加热时间为 1-1.5min,最后得到所要锻件。17工序 2退火:将工件加热到 Ac1 或 Ac3

17、 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。淬火是将钢加热到临界温度 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部

18、或部分奥氏体 1 化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到 Ms 以下(或 Ms 附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。回 火 是 将 淬 火 钢 加 热 到 奥 氏 体 转 变 温 度 以 下 , 保 温 1 到 2 小 时 后 冷 却的 工 艺 。 回 火 往 往 是 与 淬 火 相 伴 , 并 且 是 热 处 理 的 最 后 一 道 工 序 。 经 过 回 火 ,钢 的 组 织 趋 于 稳 定 , 淬 火 钢 的 脆 性 降 低 , 韧 性 与 塑 性 提 高 , 消 除 或 者 减

19、 少 淬火 应 力 , 稳 定 钢 的 形 状 与 尺 寸 , 防 止 淬 火 零 件 变 形 和 开 裂 , 高 温 回 火 还 可 以改 善 切 削 加 工 性 能 。18图 3-2 为 Cr12MoV 的热处理工序 3 铣 6 边 :铣 6 边至图样要求尺寸并留有双边余量为 5mm。 图 3-319工序 5钻、扩、镗孔在立式加工中心按各孔位置打中心孔;查金属机械加工工艺人员手册按照基孔制 4 级精度得:30 的孔钻孔后留有扩孔余量为 70mm;70 的孔扩孔后留给镗孔的余量为 28mm;98 的孔余量为 2mm 用于精磨孔。因此确定孔的加工工序如下:表 3-1钻 钻 100 孔至 30

20、深度为 150mm扩 扩 100 孔至 70 深度为 150mm镗 用坐标镗床镗孔至 98 留有双边余量为 2mm坐标精磨孔 用坐标磨床磨孔至图样零件要求工序 6在坐标磨床上磨 98 孔至图样要求,坐 标 磨 床 具 有 精 密 坐 标 定 位 装 置 , 用于 磨 削 孔 距 精 度 要 求 很 高 的 精 密 孔 和 成 形 表 面 的 磨 床 。工序 7:对凹模的浇注系统铣削加工,留有精加工余量 0.5mm工序 9:对凹模表面进行铣削精加工,精磨内腔至图样要求。 工序 10:检验:按图纸检验是否符合要求并用百分表检验各表面的平行度和垂直度20第四章 机械加工工艺4.1 机械加工工序卡 表

21、 4-1零件号 KT4.3材料 Cr12MoV华东交通大学理工学院零件名称塑料注射凹模毛坯重量机械加工工艺过程综合卡片 生产类型大批量件生产毛坯类型 锻件工序工步 工序说明 工序简图 机床 刀具一 123456粗铣 A 平面粗铣与基准面 A 相接的四周面精铣基准面 A精铣与基准面 A 相接的四周面粗铣基准面的对面平面精铣基准面的对面平面立式升降台铣床X52K1:粗齿锥柄立铣刀(粗铣),2:细齿锥柄立铣刀(精铣)二 12钻 30mm 通孔(两个)掉头钻 30mm 孔(两个)立式升降台铣床X52K麻花钻 30mm三 12扩 70mm 孔(两个)扩 70mm 孔(两个)立式升降台铣床X52K扩孔钻

22、70mm四 12 在坐标镗床镗 98mm 孔 4 个立式升降台铣床X52K坐标镗床镗钻头为 98mm五 热处理淬火和高温回火处理使之达到(5362HRC)21六 磨零件各个外表面 卧轴矩台平面磨床MM7112GBD80ZRA6P2002075七 检验 用百分表检验各表面的平行度和垂直度 22心 得通过这段时间的课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识;通过设计实践,树立了正确的设计思想,增强创新和竞争意识,熟悉掌握了模具设计的一般规律,也培养了分析和解决问题的能力;通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅,对自己进行了一个全面的模具设计基本技能的训练。在具体做的

23、过程中,让我清楚的了解了自己接下来要完成的任务,也很好的锻炼了自己自主学习的能力;当我们面对不同问题的时候所采取的具体方法也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强, 那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中, 我们才能更好的解决问题。现在把这个课程做完了才发现自己对以前学的知识点有了更好的理解,知识只有放在实践运用上才能体现他的价值才能更好地被大家接受,所以这门实践课是很有必要开设的,也是大家很有必要去认真做的。在这个过程中,要谢谢老师对我的教导,在老师的讲解下让我对整个设计过程以及绘图过程有了很好的了解,对我后面的整体的设计和绘图的进行有了很大的帮助 。23参考文献1、 杨方.机械加工工艺基础.西北工业大学出版社.2002.3 2、 黄毅宏、李明辉.模具制造工艺.机械工业城出版社.1996.63、 金属机械加工工艺人员手册.上海科学技术出版社。1979.14、 廖念钊.互换性与技术测量.中国计量出版社。2007.6

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