史長春凹凸模電火花線切割加工工藝的設(shè)計說明

1、. . . . 華東交通大學機電工程學院課程設(shè)計說明書課程名稱：模具制造工藝學 設(shè)計題目：凹凸模電火花線切割加工工藝 姓 名： 史 學 號：204 班 級：09材料（2）班 院 系：機電學院 指導老師：黎秋萍 華東交大機電學院二 零 一 二 年 六月華東交通大學機電學院模具制造工藝學課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書院系機電工程學院 專業(yè)材料成型與控制工程 班級2班一、課程設(shè)計任務(wù)（論文）題目：凹凸模電火花線切割加工工藝 二、課程設(shè)計（論文）工作自2012 年 6 月 10 日起至 2012 年 6 月 31 日止。 三、課程設(shè)計（論文）的容要求：零件技術(shù)要求與結(jié)構(gòu)分析，毛坯類型選擇與毛坯制造工設(shè)計；

2、零件機械加工工藝（選擇合理的加工方法擬定工藝路線，基準的選擇，工序，工步的確定，與加工順序的安排，加工余量與工序尺寸的計算，設(shè)備與工裝的選擇等）設(shè)計；熱處理工藝設(shè)計與編制數(shù)控加工程序。設(shè)計必須按照課程設(shè)計的具體要求進行；要求設(shè)計思路清晰，數(shù)據(jù)來源可靠，計算步驟清楚且結(jié)果正確,圖面清晰規(guī)，說明書有條理清楚。學生簽名：史2012年 6月20日課程設(shè)計（論文）評審意見評閱人職稱年 月日目 錄引言.4第一章 零件的技術(shù)要求分析.41.1結(jié)構(gòu)分析：.41.2圖紙技術(shù)要求分析.4第二章 工藝規(guī)程設(shè)計.62.1毛胚類型的確定.62.2毛胚結(jié)構(gòu)尺寸與公差的確定.62.3定位基準的選擇.72.4工藝方案的確定.

3、7第三章 加工余量與切屑用量的設(shè)計.8第四章工藝裝備的選擇（刀具、機床、夾具、量具）.11第五章各工序切削用量的選擇與計算.12第六章機械加工工藝過程卡片.15總結(jié).16參考文獻.17引言本課程設(shè)計是在完成模具制造工藝學學習的基礎(chǔ)上，為了達到理論和實踐結(jié)合的目的而進行的，對本人而言，我相信通過本次課程設(shè)計對自己未來從事的工作有一定的作用，從中鍛煉自己處理問題、分析問題的能力，為今后很快的適應(yīng)工作打下基礎(chǔ)。本課程設(shè)計包括以下幾個方面的容：零件的技術(shù)要求分析與結(jié)構(gòu)分析 主要包括功能結(jié)構(gòu)、尺寸精度、表面粗糙度、形位公差、表面質(zhì)量、硬度等機械性能要求、結(jié)構(gòu)分析等。工藝規(guī)程設(shè)計毛坯的選擇，根據(jù)零件的要求

4、，進行毛坯尺寸和公差等零件鍛件圖的確定。毛胚制造工藝設(shè)計。加工余量與切屑用量的設(shè)計電火花線切割和機械加工工藝設(shè)計，零件的機械加工工藝過程（工藝路線）包括對零件的銑削和磨削，零件的孔隙加工與工序容的確定。工序卡填寫工藝過程綜合卡片，根據(jù)前述各項容以與加工簡圖，一并填入機械加工工藝過程卡片中。第一章、 零件的技術(shù)要求分析1. 結(jié)構(gòu)分析： 該零件屬于平板類，主要加工容為平面和孔系。 平面的加工方法為刨、銑、磨；孔系的加工方法為鉆、鏜，或擴、鉸，或銑、磨等等。2. 圖紙技術(shù)要求分析：（1） 主要平面為上下平面，Ra為0.8um；孔系有： 4-3，Ra為1.6um1-12（沉孔15深18，Ra為0.8u

5、m）。1-8（沉孔11深18，Ra為1.6um）。1-6（沉孔9深18，Ra為1.6um）。1-3（沉孔6深18，Ra為1.6um）。2個螺紋孔為4-M6（2）材料的機械性能分析T10A強度與耐磨性均較T8和T9高，但熱硬性低、淬透性不高且淬火變形大。適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動，需要一定韌性與具有鋒利刀口的各種工具，如車刀、刨刀、鉆頭、切紙機、低精度而外形簡單的量具(如卡板等)，可用作不受較大沖擊的耐磨零件。該鋼在退火狀態(tài)下進行粗加工，然后淬火低溫回火至高硬度，再精加工。獲得高的耐磨性和鏡面拋光性。進行低碳馬氏體低溫淬火，使具有較高的耐磨星河強韌性，預防和減少變形

6、和開裂現(xiàn)象 第二章、工藝規(guī)程的設(shè)計1.毛胚類型的確定由于技術(shù)要求說明零件材料為45鋼，查文獻5表可知，T10A熱處理狀態(tài)為淬火760780,水冷。其硬度為60HRC左右，可用硬質(zhì)合金和高速鋼刀進行切屑加工?？紤]到在工作過程中力學性能要求高，所以應(yīng)選擇鍛件，已使零件金屬纖維盡量不被破壞，保持零件工作可靠性。由于該零件坯料只需單件小批量生產(chǎn)，且零件坯料結(jié)構(gòu)簡單，查文獻9表2-10可選自由鍛。2.毛胚結(jié)構(gòu)尺寸與公差的確定（1）毛胚加工余量的確定：經(jīng)過查表（模具機械加工工藝-吳泊良，附表5）可知，初步選取毛胚余量為5mm（單邊余量），亦即長寬高都加上10mm。（2）毛胚結(jié)構(gòu)尺寸公差的確定經(jīng)過查詢機械加

7、工工藝手冊電子版，可知毛胚各尺寸公差如下長：+1，-1寬：+1，-1高：+1，-1（mm）（3）毛胚零件圖確定如下（4）毛坯制造工藝設(shè)計鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。板類毛坯是用板材沖裁出來的可以是圓形，也可以是八邊形或六邊形。在用于鍛造前的一些準備工序一般有：板材沖壓退火潤滑處理鍛造。3.定位基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生

8、產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會出現(xiàn)問題，更為嚴重的還會造成零件大批量的報廢，使生產(chǎn)無常進行。對于墊板作如下基準選擇：選擇上下平面，相鄰互相垂直的兩側(cè)面為定位基準面，即三基面體系定位，符合基準統(tǒng)一原則。4.工藝方案的確定根據(jù)墊板零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定個表面和孔系的加工方案如下：（參數(shù)的選擇源自于參考資料機械制造課程設(shè)計指導書，表1-8和1-7等）加工容尺寸精度表面粗糙度加工方案上下表面 IT7 0.8 粗銑-精銑-磨削熱處理 淬火（水冷）相鄰側(cè)面 IT13 6.3 電火花線切割12（15深18）IT7 1.6 鉆-粗鉸-精鉸8（11深18）IT7 1.6 鉆-粗鉸-

9、精鉸6（9深18）IT7 1.6 鉆-粗鉸-精鉸3（6深18）IT7 1.6 鉆-精鉸3孔 IT8 1.6 鉆-精鉸2-M6螺孔 IT12 - 鉆攻絲 - 1.6 絲錐攻紋電火花線切割 外輪廓檢驗 - - - 表面清理、油封第三章、加工余量與工序尺寸的確定1. 上下大平面：（1）加工余量的確定（查機械設(shè)計課程設(shè)計指導書表2-36）磨削余量：z=0.3mm精銑余量：z=1.0mm粗銑余量：z=5-0.3-1.0=3.7mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定（查詢課設(shè)指導表1-8）磨削 16mm, 精銑 16.6mm, 粗銑 16.6+1*2=18.6mm磨削：公差等級為IT7，公差值為0.035mm

10、;（查標準公差表）精銑：公差等級為IT8，公差值為0.054mm;粗銑：公差等級為IT12，公差值為0.35mm；工序尺寸按偏差“入體”原則標注如下磨削：16mm 0,-0.035精銑：16.6mm 0,-0.054粗銑：18.6mm 0，-0.35毛胚：26mm 1,-12.相鄰側(cè)面：側(cè)面一（1）加工余量的確定粗銑余量：5mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定基本尺寸97.07；公差值0.03mm按“入體”原則標注：粗銑97.07mm 0，-0.03側(cè)面二（1）加工余量的確定粗銑余量：5mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定基本尺寸25.64mm，公差值0.02mm按“入體”原則標注：粗銑25.64

11、mm 0，-0.023. 12（15深18）孔，只討論15深18沉孔（1）加工余量的確定鉆：z=14.0mm（查表2-28）粗鉸：z=0.95mm精鉸：z=0.05mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定鉆14，粗鉸14.95，精鉸12鉆：公差等級IT12，公差值0.18mm粗鉸：公差等級IT9，公差值0.043mm精鉸：公差等級IT7，公差值0.018mm按“入體”原則標注工序尺寸如下鉆14mm 0, 0.18 粗鉸14.95mm 0,0.043 精鉸12mm 0,0.0184. 8（11深18）孔，只討論12深18沉孔（1）加工余量的確定鉆：z=10.0mm（查表2-28）粗鉸：z=0.95mm

12、精鉸：z=0.05mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定鉆10，粗鉸10.95，精鉸11鉆：公差等級IT12，公差值0.18mm粗鉸：公差等級IT9，公差值0.043mm精鉸：公差等級IT7，公差值0.018mm按“入體”原則標注工序尺寸如下鉆10mm 0, 0.18 粗鉸10.95mm 0,0.043 精鉸11mm 0,0.0185. 6（19深18）孔，只討論9深18沉孔（1）加工余量的確定鉆：z=18.0mm（查表2-28）粗鉸：z=0.95mm精鉸：z=0.05mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定鉆8，粗鉸8.95，精鉸12鉆：公差等級IT12，公差值0.18mm粗鉸：公差等級IT9，公差值

13、0.043mm精鉸：公差等級IT7，公差值0.018mm按“入體”原則標注工序尺寸如下鉆8mm 0, 0.18 粗鉸8.95mm 0,0.043 精鉸9mm 0,0.0186. 3（6深18）孔，只討論6深18沉孔（1）加工余量的確定鉆：z=5.0mm（查表2-28）粗鉸：z=0.95mm精鉸：z=0.05mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定鉆5，粗鉸5.95，精鉸12鉆：公差等級IT12，公差值0.18mm粗鉸：公差等級IT9，公差值0.043mm精鉸：公差等級IT7，公差值0.018mm按“入體”原則標注工序尺寸如下鉆5mm 0, 0.18 粗鉸5.95mm 0,0.043 精鉸6mm 0,

14、0.0187.3孔（1）加工余量的確定鉆：z=2.9mm,（查表2-28）精鉸：z=0.1mm（2）工序基本尺寸與偏差的確定鉆：公差等級IT12，公差值0.1mm精鉸：公差等級IT8，公差值0.014mm按“入體”原則標注如下鉆2.9mm 0，0.1 精鉸3.0mm 0, 0.0148.2-M6螺紋孔（1）加工余量的確定攻螺紋前查麻花鉆直徑（查表2-39）Z鉆=5.5mm,再攻絲（2）工序基本尺寸與偏差的確定公差等級IT12，公差值：0.15mm工序尺寸為鉆5.5mm 0, 0.15第四章工藝裝備的選擇（刀具、機床、夾具、量具）由于是墊板加工，所以夾具都采用專用夾具，工藝裝備選擇如下：工序號

15、工序名稱 機床 刀具 量具1. 粗銑上下面 立式銑床x5012 面銑刀 游標卡尺2. 精銑上下面 立式銑床x5012 面銑刀 游標卡尺3. 淬火處理4. 磨削上下面 平面磨床M7120A 砂輪 游標卡尺5. 電火花線切割上下面 WEDM-HS 鎢鉬絲 游標卡尺6. 去毛刺 鉗工臺 平銼 7.鉆、粗鉸、精鉸12孔 搖臂鉆床z3025 麻花鉆、鉸刀 塞規(guī)8.鉆、粗鉸、精鉸8孔 搖臂鉆床z3025 麻花鉆、鉸刀 塞規(guī)9.鉆、粗鉸、精鉸6孔 搖臂鉆床z3025 麻花鉆、鉸刀 塞規(guī)10.鉆、粗鉸、精鉸3孔 搖臂鉆床z3025 麻花鉆、鉸刀 塞規(guī)11. 鉆、精鉸3孔 臺式鉆床z4006 麻花鉆、鉸刀 塞規(guī)

16、12.鉆、粗鉸、精鉸螺釘孔 搖臂鉆床z3025 麻花鉆、鉸刀 塞規(guī)13. 鉆螺紋孔、攻絲 鉗工臺 麻花鉆、絲錐 塞規(guī) （數(shù)據(jù)參考于機械加工工藝手冊機床、刀具等的選用標準）第五章、各工序切削用量的選擇與計算工序一、粗銑上下大平面1.被吃刀量的確定，該工序有兩個工步（1）以下面為基準，粗銑上面；（2）以上面為基準，粗銑下面背吃刀量取3.7mm（粗銑加工余量）2.進給量0.05mm/z（每齒）3.切削速度：公式n=查表5-9，按鑲齒銑刀，v可取48.4m/min由公式可算出n=189.5r/min參照表4-15所列，x5012型立式銑床主軸速度，取轉(zhuǎn)速n=188 r/min代入公式可得v實際=47.

17、2256m/min工序二、精銑上下面1.背吃刀量取1.0mm2.查表2-5，按Ra2.5取f=0.3mm/r3.選取v為54.6m/min, n=222.58r/min查表，取n=263r/min,代入v實際=66.066m/in工序三、淬火淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體1化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。回火是將淬火鋼加熱到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下，保溫1

18、到2小時后冷卻的工藝?；鼗鹜桥c淬火相伴，并且是熱處理的最后一道工序。經(jīng)過回火，鋼的組織趨于穩(wěn)定，淬火鋼的脆性降低，韌性與塑性提高，消除或者減少淬火應(yīng)力，穩(wěn)定鋼的形狀與尺寸，防止淬火零件變形和開裂，高溫回火還可以改善切削加工性能。工序四、磨削上下面也是包含兩個同樣的工步在平面磨床上磨上、下面至圖樣要求。根據(jù)板類零件的尺寸選擇臥式軸矩臺平面磨床類型為MM7112，功率為2.625kw，砂輪軸轉(zhuǎn)速為2810r/min。先粗磨0.2的量，在精磨0.1mm的量即達到要求。工序五、電火花線切割側(cè)面1，模坯準備鍛造：改造部組織，并鍛造成所需的形狀退火：消除鍛造應(yīng)力，改善加工性能磨：磨出上下平面與相鄰兩側(cè)

19、面，對角尺。退磁處理2，工藝參數(shù)的選擇加工時采用高速走絲數(shù)控線切割機床。選擇工作液位航天5204號乳化液（濃度為50%），電極絲為、鎢鉬絲（W20Mo),直徑為12mm,選擇WC1805A為脈沖電源。脈沖參數(shù)為脈寬1um,脈長4um。加工速度為21.6mm2/min。工序六、用平銼將相鄰側(cè)面進行去毛刺處理，使之達到精度要求，由于側(cè)面精度要求底，所以無需精加工處理工序七、鉆、粗鉸、精鉸螺釘孔（沉孔）只討論15mm沉孔，11mm、9mm、6mm孔同上（1）鉆孔工步背吃刀量ap取14.0mm根據(jù)搖臂鉆床查表5-22，可知，選取該工步每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3mm/r由表5-22，該工件的材料為45鋼，切

20、削速度可取為22m/min由公式n=,可得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=542.6r/min,參照表4-6搖臂鉆床標準轉(zhuǎn)速，取n=500r/min。再將此值代入公式，可得v實際=16.2m/min。（2）粗鉸工步背吃刀量ap取0.95mm由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r由表5-31，切削速度可選取為2m/min由公式n=,可得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=71r/min查表4-6可知搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速標準值去n=80r/min則依照公式可得v實際=3.3m/min。（3）精鉸工步背吃刀量ap取0.05mm由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r由表5-31，切削速度v可取為4m/mi

21、n。由公式n=，可得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=103.4r/min，參照表4-6可知n取125r/min。代入公式可得v實際=5.14m/min（工序八、九、十參照工序七）工序11、鉆、精鉸3孔（1）鉆孔工步背吃刀量ap取2.9mm根據(jù)臺式鉆床查表5-22，可知，選取該工步每轉(zhuǎn)進給量為f=0.1mm/r由表5-22，該工件的材料為45鋼，切削速度可取為22m/min由公式n=,可得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=299.3r/min,參照表4-13臺式鉆床標準轉(zhuǎn)速，取n=1450r/min。再將此值代入公式，可得v實際=10.75m/min。（3）精鉸工步背吃刀量ap取0.1mm由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量

22、f=0.1mm/r由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式n=，可得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=49.4r/min，參照表4-13可知n取1450r/min。代入公式可得v實際=13.8m/min工序十二、鉆螺紋孔、攻絲（1）鉆M6 查表得0.28mm/r =16m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=463r/min 根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=500r/min 所以實際切削速度=15.67m/min（2）攻絲M6 根據(jù)機械加工工藝師手冊表40-7和機械制造工藝設(shè)計手冊表3-55得 切削速度 （s為螺距）所以15.32m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=488r/min 根據(jù)攻絲機S4010的數(shù)據(jù)（主軸轉(zhuǎn)速360930r/min，4級變速） 選取n=550r/min 所以實際切削速度=17.3m/min 第六章、機械加工工藝過程卡片零件名稱墊凹凸模 機械加工工藝過程卡毛胚種類鍛件每臺件數(shù)1每毛胚可制件數(shù)1材料牌號T10An工序號工序名稱 工序容設(shè)備 工藝裝備1粗銑上下面粗銑至32mm 0 -0.03立式銑床x5012高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、 專用夾具2精銑上下面精銑至30mm 0 -0.045立式銑床x5012高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、 專用夾具3熱處理調(diào)質(zhì)處理4磨削上下面磨至30mm 0 -0.03平面磨床M7120A 砂輪、游標卡尺、專用夾具5線切割側(cè)壁97.07mm0，0.0325