凹模機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、模具制造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 院系：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：12模具（2）班 時(shí)間：2015.07.01華東交通大學(xué)模具制造工藝學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)任 務(wù) 書院系 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè) 材料成型及控制工程 班級(jí)12模具2班一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)（論文）題目 卸料板機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)（論文）工作自 2015 年 6 月 11 日起至 2015 年 7 月 2 日止。 三、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求：零件技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)分析，毛坯類型選擇及毛坯制造工設(shè)計(jì)；零件機(jī)械加工工藝（選擇合理的加工方法擬定工藝路線，基5準(zhǔn)的選擇，工序，工步的確定，及加工順序的安排，加工余量及工序尺寸的計(jì)算，設(shè)備及工裝的選擇等）設(shè)計(jì)；熱

2、處理工藝設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)必須按照課程設(shè)計(jì)的具體要求進(jìn)行；要求設(shè)計(jì)思路清晰，數(shù)據(jù)來(lái)源可靠，計(jì)算步驟清楚且結(jié)果正確,圖面清晰規(guī)范，說(shuō)明書有條理清楚。學(xué)生簽名：目 錄引言第一章 零件的技術(shù)要求分析1.1零件結(jié)構(gòu)形狀分析.1.2零件技術(shù)要求分析1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.4材料第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯的選擇及確定制造形式2.2毛坯尺寸公差的確定2.3制定工藝路線第三章 加工余量及切屑用量的設(shè)計(jì)3.1切削用量的選擇及時(shí)間定額計(jì)算3.2各工序切屑用量的計(jì)算3.3熱處理工藝設(shè)計(jì)第四章 機(jī)械加工工卡.4.1機(jī)械加工工序卡總結(jié)引言本課程設(shè)計(jì)是在完成模具制造技術(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了達(dá)到理論和實(shí)踐結(jié)合的目的而進(jìn)行的，

3、突出了模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的應(yīng)用，以提供更準(zhǔn)確，實(shí)用，方便的計(jì)算方法，正確掌握并運(yùn)用沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應(yīng)用提高自我的模具設(shè)計(jì)和制造能力的綜合應(yīng)用。對(duì)本人而言，我相信通過(guò)本次課程程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作能有一定的作用，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)工作打下基礎(chǔ)。本課程設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 第一章 技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)分析1.1零件結(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，上表面有4個(gè)直徑為8的通孔，中間為兩個(gè)半圓和直線組成的卸料孔，上面有4個(gè)直徑為4的通氣孔，因此其結(jié)構(gòu)形狀較簡(jiǎn)單。1.2零件技術(shù)要求分析1. 如圖可知，該零件形狀比較簡(jiǎn)

4、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)腔各表面的粗糙度要求較高，下凹部分的表面粗糙度達(dá)到ra0.8。另外，該零件有一個(gè)固定孔，其精度要求ra為0.8，平面部分為ra3.2。另外零件上孔比較多，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。1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用性能的條件下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的本錢方便地加工出來(lái)的特性

5、。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來(lái)，就必須對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行具體的分析。零件切屑加工的結(jié)構(gòu)工藝性涉及到零件加工時(shí)的裝夾、對(duì)刀、測(cè)量、切屑效率等。零件的結(jié)構(gòu)工藝性差會(huì)造成加工困難，耗費(fèi)工時(shí)，甚至無(wú)法加工。結(jié)構(gòu)工藝性好壞是相對(duì)的，與生產(chǎn)的工藝過(guò)程、生產(chǎn)批量、裝配條件和技術(shù)條件等因素有關(guān)。對(duì)于本零件，要求其具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性，適用于連續(xù)落料沖孔，因此，它的工作條件還是還是比較惡劣。該零件在模具中與上模配合起到成型零件的作用，單件或者和小批量生產(chǎn)。對(duì)工人的技術(shù)水平有一定的要求。1.4 材料該材料為ht45，常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調(diào)質(zhì)時(shí)要稍好，具有較高的強(qiáng)度和

6、較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來(lái)源方便。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯的選擇及確定制造形式材料為ht45鋼，由于零件需要承受的沖擊載荷比較大，因此選用鍛壓件。因?yàn)榻?jīng)鍛造后，工件的力學(xué)性能比鑄件好，使零件內(nèi)部組織細(xì)密，碳化物分布和流線分布合理，從而提高模具的質(zhì)量和使用壽命。鑄造能夠生產(chǎn)出形狀復(fù)雜的毛坯，但力學(xué)性能低于鍛件。沖壓的生產(chǎn)率高，制品的尺寸精確，互換性好，適合大批量生產(chǎn)。另外選擇鍛件，可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。鍛造前的準(zhǔn)備工序一般有：板材鍛

7、造退火潤(rùn)滑處理。2.2毛坯尺寸公差的確定如圖根據(jù)零件尺寸為125 x 125 x 10.查模具制造工藝書中關(guān)于矩形鍛件表面最后加工余量表可知，工件的最小加工余量為2b=5、2l=4加工余量及工序尺寸 確定加工余量的方法有三種：查表法、分析計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)估算法。 1)查表法是根據(jù)個(gè)工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)，先制成各種表格，再匯集成手冊(cè)確定加工余量是查閱這些手冊(cè)，再結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修改后確定。 2）經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。一般情況下，為防止因余量過(guò)小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)計(jì)的數(shù)值總是偏大。因此其法常使用于單件小批量生產(chǎn)。 3）分析計(jì)算法是根據(jù)確定加工余量的相關(guān)公式和一定的

8、試驗(yàn)資料，對(duì)影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，并計(jì)算確定加工余量。這種方法比較合理，但是必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)資料。因此當(dāng)前只在材料十分貴重能夠以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。據(jù)圖1上零件粗糙度的要求，確定各工序加工路線如下：平面加工：對(duì)于此零件上表面由型面和型腔組成，因此銑削加工是優(yōu)先選擇，應(yīng)用最廣的是立式銑床和萬(wàn)能工具銑床的立銑加工，選用高速、小用量銑削，工件精度可達(dá)it8，表面粗糙度為ra0.8.最后要留0.05的修光余量。經(jīng)查文獻(xiàn)，要使上表面的粗糙度達(dá)ra0.8，可確定加工方案為粗銑半精銑精銑?？准庸?：對(duì)于此零件，由于對(duì)孔的精度要求不太大，因此可采用鉆孔擴(kuò)孔絞孔來(lái)加工。鉆孔

9、屬粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為it13it11，表面粗糙度值為ra5012.5m。擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為it11it10, 表面粗糙度值為ra12.56.3m，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預(yù)加工，也可作為精度不高的孔的終加工。鉸孔是在半精加工（擴(kuò)孔或半精鏜）的基礎(chǔ)上對(duì)孔進(jìn)行的一種精加工方法。鉸孔的尺寸公差等級(jí)可達(dá)it9it6，表面粗糙度值可達(dá)ra3.20.2m。 2.3 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)要求能達(dá)到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定的為單件小批生產(chǎn)

10、的條件下，可以考慮采用立式銑床加工。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮所選定的加工方法能否達(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。一、擬定工藝路線 工序一：準(zhǔn)備毛坯 按125×125×10 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 125×10 工序四：粗銑上下面 粗銑上下面，留余量1.7 工序五：鉆、擴(kuò)、鉸 按各孔位置打中心孔； 鉆8孔至7.8 絞8孔至8 鉆4孔至3.8絞4孔至4 鉆25孔至深度直徑到24.8 絞25孔至25 工序六： 坐標(biāo)磨孔 磨25孔至圖樣要求 工序七：對(duì)上表面進(jìn)行銑削半精加工，留余量0.3mm 工序八

11、：對(duì)上表面進(jìn)行銑削精加工，留0.05mm余量 工序九：精磨上平面至圖樣要求 工序十：終檢二、切削加工內(nèi)容確定1、工件的裝夾定位基準(zhǔn)的選擇 1）夾具的選擇 單件小批量生產(chǎn)首先采用各種通用夾具，也可采用組合夾具，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件可知該零件選擇四爪卡盤、平口鉗、平行夾頭、火鉗等等 2）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尺寸的大小，標(biāo)注方式和零件圖上的要求直接相關(guān)。選用基準(zhǔn)時(shí)有基準(zhǔn)重合、同一、自為、互為等原則

12、，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，可以采用互為基準(zhǔn)的原則。（1） 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于此凹模，上表面可選擇下表面為粗基準(zhǔn)。(2)精基準(zhǔn)的選擇對(duì)于此零件，內(nèi)腔的精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，因此應(yīng)盡可能用加工表面自身為基準(zhǔn)，而該表面與其他表面之間的位置精度應(yīng)由先行工序來(lái)確定。 2、工藝裝備選擇機(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。該零件是小批量生產(chǎn)，因此用通用機(jī)床x62（主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為18），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、鉸刀等等。 第三章 切削

13、用量的選擇及時(shí)間定額計(jì)算3.1切削用量的選擇及時(shí)間定額計(jì)算正確選擇切削用量，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。因?yàn)樵摦a(chǎn)品屬于小批量生產(chǎn)，在工藝文件上一般不規(guī)定切削用量，由操作者根據(jù)實(shí)際的情況自行決定。 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z1=1.7mm，用盤銑刀進(jìn)給速度為0.2m/min。(2)半精銑 半精銑后留磨削加工余量z2=0.3mm。其鍛件毛坯如圖所示：3.2 各工序切屑用量的計(jì)算工序1 備料 按90×79×30mm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較

14、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

15、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。淬火是將鋼加熱到臨界溫度ac3（亞共析鋼）或ac1（過(guò)共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)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(jìn)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(guò)程的熱處理工藝稱為淬火?；鼗鹗菍⒋慊痄摷訜岬綂W氏體轉(zhuǎn)變溫度以下，保溫1到2小時(shí)后冷卻的工藝?；鼗鹜桥c淬火相伴，并且是熱處

16、理的最后一道工序。經(jīng)過(guò)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3 銑4邊 ：銑4邊至圖樣要求尺寸。工序3 粗銑上下面： 粗銑上下面，留余量1.7 工序5鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔在立式加工中心按各孔位置打中心孔；查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)按照基孔制4級(jí)精度得：3的孔鉆孔后留給絞孔余量為0.1mm;6的孔鉆孔后留給絞孔的余量為0.2mm;13.5的孔鉆孔余量為0.2mm，磨削前加工余量為0.12mm，因此確定孔的加工工序如下： 鉆6孔至5.8 絞6孔至6 鉆3孔至2。9 絞3孔至3 鉆1

17、3.5孔至深度直徑到13.3 絞13.5孔至13.38工序6在坐標(biāo)磨床上磨13.5孔至圖樣要求，坐標(biāo)磨床具有精密坐標(biāo)定位裝置，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：對(duì)上表面進(jìn)行銑削半精加工，留余量0.3mm 工序8:對(duì)上表面進(jìn)行銑削精加工，留0.05mm余量 工序9:精磨上平面、內(nèi)腔至圖樣要求 工序10:檢驗(yàn)：按圖紙檢驗(yàn)是否符合要求 3.3熱處理工藝設(shè)計(jì) 該零件材料為t10a，為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、冷作模具鋼。含碳量0.95%1.04%，價(jià)格便宜，來(lái)源方便，熱變形抗力底，鍛造溫度范圍寬，因而適合鍛壓。但淬透性較差，易產(chǎn)生淬火變形，因而熱處理時(shí)要注意。綜合考慮，其熱處理工藝如

18、下所示：1、 滲碳： 1、 操作前準(zhǔn)備： 對(duì)滲碳爐進(jìn)行各方面的檢查，如管道、滴油器、排氣管。 2、 升溫： 爐子先升溫，600啟動(dòng)風(fēng)扇，800時(shí)滴注煤油，并一直升溫到滲碳溫度930。 3、 裝爐： 裝入工件應(yīng)保證料筐中有充夠的間隙，以便氣體流通。料筐吊入爐膛，蓋上爐蓋，鎖緊爐蓋上的螺母，使?fàn)t蓋密封。 4、 送電、升溫、開風(fēng)扇并開滴油器以150180滴/分的速度，滴入爐內(nèi)排氣。同時(shí)點(diǎn)燃排氣管，經(jīng)過(guò)30分鐘后，爐內(nèi)排氣結(jié)束，火焰高度穩(wěn)定，一般為80100mm長(zhǎng)，呈淺黃色。 5、 保溫及強(qiáng)滲碳 爐溫控制在930，滴油改為120150滴/分，保溫120分鐘。 6、 擴(kuò)散 改滴油為4060滴/分，開始擴(kuò)

19、散，爐溫保持930，保溫60分鐘。 7、 降溫 溫度降至830850均熱30分鐘，停止供油，打開爐蓋，出爐空冷。 注意：為了預(yù)防氣體滲碳爐爆炸事故，在爐溫未升到600650前，不應(yīng)向爐內(nèi)滴入煤油。2、 重新加熱淬火，原均勻細(xì)小碳化物，即可成為結(jié)晶核心，又可防止晶粒長(zhǎng)大，因而淬火后是細(xì)小的馬氏體和彌散的碳化物。3、 三、低溫回火，升溫到200，保溫2小時(shí)出爐空冷，以消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織。 第四章 機(jī)械工藝卡 4.1機(jī)械加工工序卡模具名稱凹鏈板復(fù)合沖裁模 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡毛胚種類板料共1頁(yè)每臺(tái)件數(shù)1零件名稱固定板材料牌號(hào)45鋼n第1頁(yè)工序號(hào)工序名稱 工序內(nèi)容設(shè)備 工序簡(jiǎn)圖1下料按90×70×30鍛造毛坯鍛或火焰切割2熱處理調(diào)質(zhì)28-32hrc3銑4邊銑4邊至圖樣要求尺寸銑床4粗銑上下面 粗銑上下面，留余量1.7 銑床5鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔粗銑固定孔留余量0.5鉆6孔至5.8絞6孔至6鉆3孔至2。9絞3孔至3鉆13.5孔至深度直徑到13.3絞13.5孔至13.386磨孔在坐標(biāo)磨床上磨13.5孔至圖樣要求坐標(biāo)磨床7銑削半精加工對(duì)上表面進(jìn)行銑削半精加工，留余量0.3mm銑床8銑削精加工對(duì)上表面進(jìn)行銑削精加工，留0.05mm余量銑床9精磨上下表面精磨上平面、內(nèi)腔至圖樣要求平面磨床10終檢檢查尺寸等要求