模具工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

-模具制造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

專業(yè)數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì)姓名朱文明指導(dǎo)教師李東君

南京工程學(xué)院編2012年10月22日設(shè)計(jì)題目“鏈片沖孔落料復(fù)合?！蓖拱寄Ａ慵臋C(jī)械加工工藝過(guò)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)1、裝配圖圖鏈片沖孔落料復(fù)合總裝圖2、凸凹模零件凸凹模前言《模具制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》是江蘇省高等教育自學(xué)考試數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì)專業(yè)（專接本階段）的實(shí)踐與應(yīng)用課程，是為了檢驗(yàn)應(yīng)考者對(duì)模具制造技術(shù)的掌握情況而設(shè)置的一門(mén)實(shí)踐課程。在學(xué)完機(jī)械制造專業(yè)群技術(shù)平臺(tái)課程后，以模具為對(duì)象，綜合刀具、機(jī)床、加工工藝、設(shè)備操作相關(guān)知識(shí)一門(mén)核心課。歸納起來(lái)可以說(shuō)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(jì)與制造專業(yè)的高技能人才培養(yǎng)越來(lái)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(qiáng)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(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，不僅模具設(shè)計(jì)越來(lái)越重要，模具制造工藝也越來(lái)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(duì)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(qiáng)烈的需求本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完《模具制造工藝學(xué)》課程之后進(jìn)行的。其目的是訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用模具制造的專業(yè)知識(shí)，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(jìn)行電火花線切割程序的編制，懂得使用國(guó)標(biāo)、工具書(shū)和設(shè)計(jì)資料，提高合理設(shè)計(jì)模具的綜合應(yīng)用能力。 目錄1.工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 12.零件分析 1 2 2選擇毛坯類型 2形狀 2 3 4 4 4 5 6 6 7 141）課程介紹《模具制造工藝學(xué)》是一門(mén)實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)們深入。全面和系統(tǒng)掌握這門(mén)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論，并將理論知識(shí)貫穿到實(shí)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(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片1張課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份要求模具零件的工藝分析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(jìn)行必要的工序尺寸計(jì)算③選擇機(jī)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(huà)毛坯圖：在加工余量已確定的基礎(chǔ)上畫(huà)毛坯圖，要求毛坯輪廓用粗實(shí)線繪制，零件的實(shí)體尺寸用雙點(diǎn)畫(huà)線繪出。比例取1：1。同時(shí)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。填寫(xiě)機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)①目錄；

②工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；

③零件分析；

④確定生產(chǎn)類型；

⑤選擇毛壞，

⑥擬定工藝路線；

⑦工序設(shè)計(jì)（選擇機(jī)床和工藝裝備，確定工序余量、工序尺寸及公差．確定各工序的

切削用量，繪制各工序的工序簡(jiǎn)圖，確定工時(shí)定額）；

⑧給定夾具的工作原理的簡(jiǎn)單說(shuō)明，定位方案分析，定位元件的組成，夾緊方案分析，夾緊機(jī)構(gòu)的組成，定位誤差的計(jì)算等（選作內(nèi)容)。零件的分析本零件是鏈片式復(fù)合模中的復(fù)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φ9φ24按IT6~7級(jí)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(duì)稱加工方便。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(duì)稱，采用線切割加工較好。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(guò)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)。選擇毛坯。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(qiáng)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(jiǎn)單對(duì)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(rùn)滑處理。鍛件如圖下采用矩形鍛件。毛坯零件綜合圖加工余量確定確定加工余量有三種方法：查表法，分析計(jì)算法，經(jīng)驗(yàn)估算法。1)計(jì)算法:如果對(duì)影響加工余量的因素比較清楚，則采用計(jì)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(cè)量手段，掌握必要的統(tǒng)計(jì)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(jì)算加工余量。2)查表法:此法主要以根據(jù)工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際加工情況對(duì)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(yàn)法:由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的大小。由經(jīng)驗(yàn)法確定的加工余量往往偏大，這主要是因?yàn)橹饔^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=44mm.B=24mm,工件長(zhǎng)度L=66mm，查《模具制造工藝》書(shū)中關(guān)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毛坯技術(shù)要求鍛件加工余量：鍛件應(yīng)保證合理的機(jī)械加工余量。如果鍛件機(jī)械加工的加工余量過(guò)大，則不僅浪費(fèi)了材料，同時(shí)造成機(jī)械加工工作量過(guò)大，增加了機(jī)械加工工時(shí)；如果鍛件機(jī)械加工的加工余量過(guò)小，使鍛造過(guò)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(wú)法消除，則得不到合格的模具零件。制定凸凹模零件零件的機(jī)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(gè)加工工序如下：平面加工：對(duì)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(wàn)能銑床的立銑加工，選用高速，小用量銑削，工件精度達(dá)IT8級(jí)，表面粗糙度達(dá)0.8，符合圖紙要求。查文獻(xiàn)2，可確定加工方案為粗銑》半精銑》精銑》磨削。對(duì)于沖孔孔：對(duì)于次零件，由于孔的精度要求為IT7級(jí)，孔的表面粗糙度為0.8，經(jīng)查文獻(xiàn)2可采用：鉆孔》擴(kuò)孔》精絞孔來(lái)加工。鉆孔屬于粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)別為IT13~IT11，表面粗糙度50~12.5.擴(kuò)孔是用擴(kuò)鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度，降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)到尺寸公差等級(jí)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(duì)孔進(jìn)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?yàn)楣ぜ崽幚砗?0~64HRC，所以符合。線切割可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度0.005~0.01mm,表面粗糙度1.25~2.5，需要進(jìn)行最后進(jìn)行鉗工研磨，經(jīng)濟(jì)精度IT5~6級(jí)，粗糙度達(dá)到0.025~0.05。制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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(dá)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(jī)床。除此之外，還應(yīng)該考慮選定加工方法能否達(dá)到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合經(jīng)濟(jì)性的要求。擬定工藝路線工序一：準(zhǔn)備毛坯74*32*52工序二：熱處理調(diào)質(zhì)28~32HRC工序三：銑削將毛坯銑刀刨成六面體工序五：鉆、擴(kuò)、絞按各孔的位置打工藝孔鉆φ9的孔至通孔至φ絞φ9的孔至φ鉆φ12孔至深度至φ絞φ12孔至φ12工序六：坐標(biāo)磨床磨φ9的孔至圖樣要求工序八：熱處理淬火高溫回火60~64HRC工序九線切割按圖紙編制線切割加工程序并進(jìn)行線切割加工工序十精磨上下平面工序十一鉗工研磨凸凹模工作部分達(dá)到圖紙要求工序十二終檢定位基準(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(gè)表面間的位置精度，是通過(guò)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(shí)有基準(zhǔn)重合、同一、自為、互為等原則，在使用時(shí)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(duì)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(duì)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。工藝裝備的選擇機(jī)床：選用的機(jī)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(jī)床XA6132。線切割機(jī)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(shí)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(jī)構(gòu)，采用單個(gè)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。加工余量的確定及工序間尺寸與公差的確定(1)加工Φ9,Ra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(jì)精度/mm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm坐標(biāo)磨H7（）9Φ9精絞孔H8()Φ鉆孔H13(）16Φ16毛坯孔8.8-5.8=3Φ3（2）加工φ24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(jì)精度/mm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm鉗工研磨h6（）24Φ24線切割24+0.015=24.015Φ銑削11mm3131毛坯孔31+1=3232切削用量的確定正確選擇切削用量，對(duì)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74*32*52mm將毛坯鍛造成型。由于要求凸凹模具有較高的強(qiáng)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(jiǎn)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(lái)，通過(guò)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(shí)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(jī)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(shí)候，直徑do=80mm,銑削深度ap=31mm,故應(yīng)根據(jù)銑削深度ap<=90mm,選擇d=70mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)切完，則ae=h=1mm決定每齒進(jìn)給量fz根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7.5KW，中等功率強(qiáng)度。實(shí)取fz=0.2mm/z。決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf根據(jù)XA6312型銑床說(shuō)明書(shū)，選擇nc=37.5r/min,Vfc=60mm/min因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為Vc=π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。工序5鉆擴(kuò)絞首相確定鉆削的切削用量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選擇切削用量 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(duì)于絞孔采用手動(dòng)即可，對(duì)于工作部分采用坐標(biāo)磨床。工序六采用坐標(biāo)磨床磨φ9mm孔至圖紙要求，坐標(biāo)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(cè)查得如圖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(kāi)裂、崩刃的模具上。工序9線切割采用單個(gè)脈沖能量小，脈寬窄，頻率高的電參數(shù)進(jìn)行加工。根據(jù)材料Cr12MoV,采用DK7752慢走絲