模具制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)

目錄引言1第一章、零件的技術(shù)要求分析2零件結(jié)構(gòu)分析2圖紙技術(shù)要求分析2第二章、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)3毛胚類型確實(shí)定33定位基準(zhǔn)的選擇44第三章、加工余量及工序尺寸確實(shí)定4第四章、各工序切削用量的選擇與計(jì)算5第五章、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片9總結(jié)10參考文獻(xiàn)10引言本課程設(shè)計(jì)是在完成《模具制造工藝學(xué)》學(xué)習(xí)的根底上，為了到達(dá)理論和實(shí)踐結(jié)合的目的而進(jìn)行的，對(duì)本人而言，我相信通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作有一定的作用，從中鍛煉自己處理問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，為今后很快的適應(yīng)工作打下根底。本課程設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：零件的技術(shù)要求分析及結(jié)構(gòu)分析主要包括功能結(jié)構(gòu)、尺寸精度、外表粗糙度、形位公差、外表質(zhì)量、硬度等機(jī)械性能要求、結(jié)構(gòu)分析等。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)毛坯的選擇，根據(jù)零件的要求，進(jìn)行毛坯尺寸和公差等零件鍛件圖確實(shí)定。毛胚制造工藝設(shè)計(jì)。加工余量及切屑用量的設(shè)計(jì)電火花線切割和機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程〔工藝路線〕包括對(duì)零件的銑削和磨削，零件的孔隙加工及工序內(nèi)容確實(shí)定。工序卡填寫工藝過(guò)程綜合卡片，根據(jù)前述各項(xiàng)內(nèi)容以及加工簡(jiǎn)圖，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片中。第一章、零件的技術(shù)要求及分析1.零件結(jié)構(gòu)形狀分析該零件從形體上分析其總體結(jié)構(gòu)為平行六面體，上外表有4個(gè)直徑為8，2個(gè)直徑為6的凹模通孔，中間為下凹的型腔，因此其結(jié)構(gòu)形狀較簡(jiǎn)單。2.圖紙技術(shù)要求分析如圖可知，該零件形狀比擬簡(jiǎn)單，外形尺寸也不大。要求的尺寸標(biāo)注采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，零件內(nèi)腔各外表的粗糙度要求較高，下凹局部的外表粗糙度到達(dá)Ra0.4。另外，該零件有一個(gè)固定孔，其精度要求Ra為0.4，平面局部位Ra0.8。另外零件上孔比擬多，要求有一定的位置精度。零件上各孔的精度，垂直度和孔間距要求。常用零件各孔徑的配合精度一般為IT7~IT6，Ra0.4~1.6um.對(duì)安裝滑動(dòng)導(dǎo)柱的零件，孔軸線與上下模座平面的垂直度要求為4級(jí)精度。零件上各孔之間的孔間應(yīng)保持一致，一般誤差要求在0.02mm以下。材料的機(jī)械性能分析T10A強(qiáng)度及耐磨性均較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，且不受突然和劇烈振動(dòng)，需要一定韌性及具有鋒利刀口的各種工具，如車刀、刨刀、鉆頭、切紙機(jī)、低精度而外形簡(jiǎn)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(jìn)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(jìn)行低碳馬氏體低溫淬火，使具有較高的耐磨星河強(qiáng)韌性，預(yù)防和減少變形和開(kāi)裂現(xiàn)象第二章、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)由于技術(shù)要求說(shuō)明零件材料為45鋼，查文獻(xiàn)5表可知，T10A熱處理狀態(tài)為淬火760～780℃,水冷。其硬度為60HRC左右，可用硬質(zhì)合金和高速鋼刀進(jìn)行切屑加工。考慮到在工作過(guò)程中力學(xué)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(jiǎn)單，查文獻(xiàn)9表2-10可選自由鍛。〔1〕毛胚加工余量確實(shí)定：經(jīng)過(guò)查表〔《模具機(jī)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(zhǎng)寬高都加上10mm?！?〕毛胚結(jié)構(gòu)尺寸公差確實(shí)定經(jīng)過(guò)查詢《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》電子版，可知毛胚各尺寸公差如下長(zhǎng)：+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(jì)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(xué)性能較好，常用于受力復(fù)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(lái)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(zhǔn)備工序一般有：板材→沖壓→退火→潤(rùn)滑處理→鍛造?；孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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，生產(chǎn)率得到提高。否那么，加工工藝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，更為嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批量的報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。對(duì)于墊板作如下基準(zhǔn)選擇：選擇上下平面，相鄰互相垂直的兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，即三基面體系定位，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么。加工的零件其工藝過(guò)程如下：工序一：準(zhǔn)備毛坯按135×110×25工序二：熱處理調(diào)質(zhì)28-32HRC工序三：銑4邊用銑床銑4邊至圖樣要求尺寸125×100工序四：粗磨上下面粗磨上下面，留余量0.4工序五：銑內(nèi)矩形工序六：電火花線切割工序七、鉗工劃線工序八：加工孔系鉆Φ8孔至Φ7.8絞Φ8孔至Φ8鉆Φ6孔至Φ5.9絞Φ6孔至Φ6工序九：精磨上平面、內(nèi)腔至圖樣要求工序十：終檢第三章、加工余量及工序尺寸確實(shí)定六個(gè)平面加工余量：〔1〕粗銑查表取粗銑后半精銑加工余量z=1.7mm，?！?〕半精銑半精銑后留磨削加工余量z=0.3mm。Φ6〔1〕加工余量確實(shí)定鉆：z=5.0mm〔查表2-28〕粗鉸：z=0.95mm精鉸：z=0.05mm〔2〕工序根本尺寸及偏差確實(shí)定鉆5，粗鉸5.95，精鉸12按“入體”原那么標(biāo)注工序尺寸如下Φ8〔1〕加工余量確實(shí)定鉆：z=7.0mm〔查表2-28〕〔2〕工序根本尺寸及偏差確實(shí)定鉆7，粗鉸7.95，精鉸8按“入體”原那么標(biāo)注工序尺寸如下第四章、各工序切削用量的選擇與計(jì)算工序1準(zhǔn)備毛坯按135×110×25mm將毛坯鍛造成型。由于要求凹模具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性，適用于連續(xù)落料沖孔，而且結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單所以選用鍛件毛坯比擬合理。為了滿足為了滿足推件板的硬度和剛度要求，可選擇零件材料T10A鋼，刀具選YT30硬質(zhì)合金刀。選用三向鐓拔的方式鍛成方形毛坯。始鍛溫度1050-1100℃，終鍛溫度800-850℃,700℃以上風(fēng)冷，加熱時(shí)咬經(jīng)常翻動(dòng)，加熱時(shí)間為1-1.5min，最后得到所要鍛件。工序2熱處理退火：將工件加熱到Ac1或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)相變已獲得珠光體型組織，或不發(fā)生相變以消除應(yīng)力降低硬度的一種熱處理方法。鍛件的退火工藝：選擇高溫保溫時(shí)間3h，低溫降火時(shí)間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壓力工作性能。〔2〕細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，改善機(jī)械性能，為下步工序作準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切屑性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的的零件作為最終熱處理。工序三：銑4邊1.被吃刀量確實(shí)定，該工序有兩個(gè)工步〔1〕以下面為基準(zhǔn)，粗銑上面；〔2〕以上面為基準(zhǔn)，粗銑下面背吃刀量取3.7mm〔粗銑加工余量〕0.05mm/z〔每齒〕3.切削速度：公式n=參照表4-15所列，x5012型立式銑床主軸速度，取轉(zhuǎn)速n=188r/min工序四：粗磨上下面工序五：銑內(nèi)矩形工序六：電火花線切割1.線切割機(jī)器的選擇由于加工零件的外表粗糙度要到達(dá)0.4um，加工質(zhì)量要求較高，所以采用低速走絲，其加工誤差△＞±0.005mm。2.切割速度確實(shí)定低速走絲線切割機(jī)器的速度是由外表粗糙度來(lái)決定的，所以這里選擇速度在30～40mm2∕min。3.電極絲材料及直徑的選擇電火花線切割加工使用的電極絲材料有鉬絲、鎢絲、黃銅絲。鉬絲韌性好，絲質(zhì)不易變脆，不易斷絲，本錢比擬高，所以一般高速走絲都采用鉬絲。而且對(duì)于一般工件可選用鉬絲，對(duì)于厚度較大或加工時(shí)間較長(zhǎng)的工件，可選用鎢鉬合金絲。對(duì)于單向走絲的線切割機(jī)，目前均采用黃銅絲和符合鍍鋅絲。黃銅絲加工的外表粗糙度和平直度比擬好，蝕屑附著少。所以這里我們選擇黃銅絲。電極絲直徑選擇d=0.15，單面放電間隙為0.01。線切割加工程序編制1.編程前的準(zhǔn)備〔1〕確定電極絲的偏移量f電極絲具有一定的直徑d，加工時(shí)又有一定的放電間隙S，使電極絲中心的運(yùn)動(dòng)軌跡與加工面相差了距離f，即f=d/2+S。因此，加工零件時(shí)，電極絲中心相對(duì)于加工輪廓應(yīng)偏置偏移量f=0.15/2+0.01=0.085〔2〕安裝用的夾具對(duì)編程的影響采用適當(dāng)?shù)膴A具，可使編程簡(jiǎn)化，或可用一般編程方法使加工范圍擴(kuò)大。這里可以選用固定分度夾具?！?〕工件在工作臺(tái)上的裝夾位置對(duì)編程的影響a.適當(dāng)?shù)亩ㄎ豢梢院?jiǎn)化編程工作b.合理的定位可充分發(fā)揮機(jī)床的效能〔1〕加工凹模銅絲中心運(yùn)動(dòng)軌跡如下：〔2〕程序的走向及起點(diǎn)的選擇為了防止材料內(nèi)部組織及應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，除了考慮工件在坯料中的取出位置之外，還必須合理選擇程序的走向和起點(diǎn).走向?yàn)镺→A→B→C→D→E→F→G→H→A利用ISO編制上圖所示的凹模線切割加工程序如下凹模刃口輪廓交點(diǎn)及圓心坐標(biāo)穿絲孔選在O點(diǎn)，切割順序?yàn)镺→A→B→C→D→E→F→G→H→A切割程序如下：AM1G92X0Y0G41D85G01X-11Y3G01X-24Y3G01X-24Y30G01X30Y30G01X30Y38G01X-30Y38G01X-30Y-3G01X-11Y-3G03X-11Y-3工序八：加工孔系〔1〕鉆孔工步由表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(tái)式鉆床標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，取n=1450r/min。再將此值代入公式，可得v實(shí)際=10.75m/min?！?〕精鉸工步由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式n=，第五章、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片零件名稱墊凹模機(jī)械加工工藝過(guò)程卡毛胚種類鍛件每臺(tái)件數(shù)1每毛胚可制件數(shù)1材料牌號(hào)T10An工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工藝簡(jiǎn)圖1準(zhǔn)備毛坯135×110×25mm鍛造毛坯2熱處理調(diào)質(zhì)處理3銑4邊銑4邊至圖樣要求尺寸125×100銑床4粗磨上下面磨床5銑內(nèi)矩形銑矩形內(nèi)腔銑床6電火花線切割切出需要的形狀高速走絲電火花線切割機(jī)床7鉗工劃線劃出孔Φ8孔Φ6的中心線8加工孔系鉆Φ8孔至Φ7.8絞Φ8孔至Φ8鉆Φ6孔至Φ5.9絞Φ6孔至Φ6搖臂鉆床Z30259精磨上平面磨上下平面到達(dá)尺寸要求磨床10終檢總結(jié)現(xiàn)在已經(jīng)完成了為期三個(gè)星期的模具制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)。首先我要感謝老師在這次實(shí)訓(xùn)中給予的幫助，其次還要感謝我的同學(xué)在我查詢資料，整理資料過(guò)程中給我的幫助和支持。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到，機(jī)械制造工藝的制定并不是我們想象中的那么簡(jiǎn)單，它需要專業(yè)人耐心而細(xì)致的計(jì)算和屢次