帶頭的導(dǎo)柱設(shè)計(jì)

1、目錄1 準(zhǔn)備工作 21.1 拆畫(huà)零件圖 21.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類(lèi)型確定 21.3 零件工藝性分析 31.3.1 導(dǎo)柱的作用 31.3.2 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 41.3.3 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)工藝性 41.3.4 軸形零件加工要求 51.4 毛坯選擇 62 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 62.1 定位基準(zhǔn)選擇 62.2 零件表面加工方法選擇 82.3 零件加工路線設(shè)計(jì) 83 定量設(shè)計(jì) 93.1 加工余量確定及切削用量的確定 93.2 設(shè)計(jì)毛坯圖 114 工序設(shè)計(jì) 114.1 加工設(shè)備選擇 114.2 工藝裝備選擇 114.3 工序尺寸確定 11結(jié) 論 14參考文獻(xiàn) 151準(zhǔn)備工作1.1拆畫(huà)零件圖翳蚌：7S31.2生產(chǎn)綱領(lǐng)

2、及生產(chǎn)類(lèi)型確定生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用，它決定了各 工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。該型導(dǎo)柱的年產(chǎn)量可按下式計(jì)算：N = Qn (1+ a%+ b%)式中 N零件的年產(chǎn)量，件/年；Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺(tái)/年；n每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/臺(tái)；a零件的備品率，b零件的平均廢品率，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求：Q=2000,n=4，a=10,b=1將上述數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式，解得：N=8880 (件)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系如表1:表1年產(chǎn)量和生產(chǎn)類(lèi)型的關(guān)系生產(chǎn)類(lèi)型同類(lèi)零件的年產(chǎn)量（件）輕型零件（零 件質(zhì)量小于100kg）中型零

3、件（零 件質(zhì)量1002000kg）重型零件（零 件質(zhì)量大于2000kg）單件生產(chǎn)<100<10<5成批生產(chǎn)小批100500102005100中批5005000200500100300大批50005000050050003001000大量生產(chǎn)>50000>5000>1000由上表，可以確定其生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn)，按照批量的大小，成批生產(chǎn)又分為 小批量生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)，由 500<N<50000可最終確定該導(dǎo)柱的生產(chǎn)類(lèi)型 為大批量生產(chǎn)。1.3零件工藝性分析導(dǎo)柱的作用（1）定位作用 模具裝配或閉合過(guò)程中，避免模具動(dòng)、定模的錯(cuò)位，模具閉合 后保證型

4、腔形狀和尺寸的精度。（2）導(dǎo)向作用 動(dòng)、定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向零件相互接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉 合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞。（3） 承受一定的側(cè)向壓力塑料熔體在注入型腔過(guò)程中可能產(chǎn)生單項(xiàng)側(cè)向壓 力，或由于注射機(jī)精度的限制，會(huì)使導(dǎo)柱在工作中不可避免受到一定的側(cè)向壓力。 當(dāng)側(cè)向壓力很大時(shí)，不能僅靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，還需加設(shè)錐面定位裝置。1.3.2導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)mt35 - 6 / H ,由上圖所示，導(dǎo)柱由直徑© 10mm長(zhǎng)為80mm勺圓柱和直徑© 14mm長(zhǎng)為5mm勺圓 柱頭構(gòu)成，中間磨有越程槽，帶頭導(dǎo)柱根部有 1x45倒角。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的幾何要素主要 有端面平面，內(nèi)外圓

5、柱回轉(zhuǎn)面構(gòu)成，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的滑動(dòng)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)工藝性零件的結(jié)構(gòu)對(duì)零件的工藝過(guò)程影響很大。使用性能完全相同而結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè) 零件，其加工方法與制造成本卻可能有很大的差別。因此，要求所設(shè)計(jì)的零件應(yīng)具 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指根據(jù)使用要求所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)，能在同樣的生產(chǎn)條件 下，采用高效率、低消耗和低成本的方法制造出來(lái)。滿足零件的使用要求是考慮零件結(jié)構(gòu)工藝性的前提。在此前提下，還應(yīng)注意盡 可能使毛坯生產(chǎn)、切削加工、熱處理和裝配調(diào)試等各個(gè)階段都具有良好的結(jié)構(gòu)工藝 性。如果不能兼顧各階段，也應(yīng)做到保證主要，照顧次要。零件結(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣 是相對(duì)的，與現(xiàn)有設(shè)備條件、生產(chǎn)類(lèi)型和技術(shù)水平

6、以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新工藝性 方法的出現(xiàn)等密切相關(guān)。例如非圓形通孔在批量小的情況下，結(jié)構(gòu)工藝性不好，但 在批量大的情況下，可采用拉削方法加工，則具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性；又如電火花 加工的出現(xiàn)，使原來(lái)認(rèn)為不易加工的復(fù)雜形腔、直徑很小的孔等表面變得容易加工在整個(gè)制造過(guò)程中，零件的切削加工所消耗的時(shí)間及費(fèi)用最多，因此零件結(jié)構(gòu) 的切削加工工藝性好壞就顯得特別重要。我們要以“便于零件安裝、加工，提高切 削效率，減少切削加工量和易于保證加工質(zhì)量”為指導(dǎo)原則，來(lái)分析零件切削加工 工藝性優(yōu)劣，進(jìn)而選擇導(dǎo) 柱的正確的加工工藝性。導(dǎo)套和導(dǎo)柱一起組成了模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱是在導(dǎo)套中滑動(dòng)而導(dǎo)向的。有些 精度要求不高的模

7、具，也可不用導(dǎo)套，而用模板上的孔導(dǎo)向，這種孔叫導(dǎo)向孔。為 了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，在導(dǎo)向孔的前端應(yīng)倒成圓角，滑動(dòng)部分按H8/f7的間隙配合。由于導(dǎo)向孔直接做在模板上，所以模板材料常為T(mén)8等碳素工具鋼，淬火后硬度為55HRC左右，也可用45鋼調(diào)質(zhì)后用。軸形零件加工要求柱形零件的加工工藝主要有：外圓與端面車(chē)削加工；外圓磨削加工；外圓的研 磨加工。導(dǎo)柱的形狀、位置、配合精度與表面粗糙度。確定導(dǎo) 柱的加工工藝，除取決于 導(dǎo)柱的形狀、結(jié)構(gòu)外，其形狀、位置、尺寸、配合精度和表面粗糙度的要求，是確 定加工工藝、工藝順序和定位、裝夾方式的主要依據(jù)。導(dǎo)柱的技術(shù)要求分別呈述如下：（1） 帶頭導(dǎo)柱頭部與導(dǎo)柱工作

8、部分圓柱度要求圓柱度是指任一垂直截面最大尺寸與最小尺寸差為圓柱度。圓柱度誤差包含了軸剖面和橫剖面兩個(gè)方面的誤差。圓柱度的公差帶是兩同軸圓柱面間的區(qū)域，該兩同軸圓柱面間的徑向距離即為公差值。此公差值 應(yīng)達(dá)到、控制在允許的范圍內(nèi)。（2） 導(dǎo)柱的形狀精度與表面粗糙度帶頭導(dǎo)柱滑動(dòng)或滾動(dòng)部分的圓柱度見(jiàn)表 2：表2直徑/伽圓柱度01、1 級(jí)0n、n級(jí)<300.0040.006>30-450.0050.007>450.0060.008根據(jù)模具零件標(biāo)準(zhǔn)要求，帶有導(dǎo)柱滑動(dòng)與滾動(dòng)部分的表面粗糙度為：滑動(dòng)導(dǎo)向 外表面粗糙度Ra=0.05卩m?？梢?jiàn)，導(dǎo)套內(nèi)孔須經(jīng)過(guò)研磨。(3)有臺(tái)肩導(dǎo)柱的臺(tái)肩側(cè)面對(duì)空

9、中心線的跳動(dòng)量為0.005伽。因此，在以外圓為基準(zhǔn)、一次裝夾的條件下，精密車(chē)削外圓的同時(shí)；或精密磨 削的同時(shí)，亦精密車(chē)削、或精密磨削導(dǎo)柱臺(tái)肩端面。以保證臺(tái)肩端面對(duì)外圓面的垂 直度誤差，以保證其端面對(duì)外圓面中心線的圓跳動(dòng)量。1.4毛坯選擇91mm 。2工藝過(guò)程設(shè)計(jì)2.1定位基準(zhǔn)選擇導(dǎo)柱加工過(guò)程中為了保證各外圓柱面之間的位置精度和均勻的磨削余量，對(duì)外柱面的車(chē)削 和磨削一般采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合的兩端中心孔定位。因此，在車(chē)削和磨削之前先加工 中心孔，為后繼工序提供可靠的定位基準(zhǔn)。中心孔加工的形狀精度對(duì)導(dǎo)柱的加工質(zhì)量有著直接 影響，特別是加工精度要求高的軸類(lèi)零件。另外保證中心孔與頂尖之間的良好配合

10、也是非常重 要的。導(dǎo)柱中心孔在熱處理后需要修正，以消除熱處理變形和其他缺陷，使磨削外圓柱面時(shí)能 獲得精確定位，保證外圓柱面的形狀和位置精度。表3導(dǎo)柱的加工工藝過(guò)程工序 工序名工序內(nèi)容工序簡(jiǎn)圖1下料按圖紙尺寸 17X 910車(chē)端面，車(chē)端面保持長(zhǎng)度88.5，打中打中心 心孔。調(diào)頭車(chē)端面至尺寸孔86，打中心孔車(chē)外圓粗車(chē)外圓柱面至尺寸 10車(chē) X 80,并倒角。調(diào)頭車(chē)外圓 床 17至尺寸并倒角。切槽 1X 1至尺寸VLB0.Q4 £檢驗(yàn)熱處理按熱處理工藝對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行處理，保證表面硬度HRC5560研中心孔，調(diào)頭研另一端中 心孔磨外圓磨10f7外圓柱面，留研磨 磨 余量0.01，并磨C1倒角 床

11、1V=JLL別L対 £1研磨研磨外圓 10f7至尺寸，拋 磨 光C1角床i1p rL印吵 C1檢驗(yàn)中心孔的鉆削和修正，是在車(chē)床、鉆床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上按圖紙要求的中心定位孔的型式進(jìn)行的。 如圖所示為在車(chē)床上修正中心孔示意圖。用三爪卡盤(pán)夾持錐形砂輪，在被修正中心孔處加 入少許煤油或機(jī)油，手持工件，利用車(chē)床尾座頂尖支撐，利用車(chē)床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行磨削。此方 法效率高，質(zhì)量較好，但砂輪易磨損，需經(jīng)常修整。如果用錐形鑄鐵研磨頭代替錐形砂輪，加研磨劑進(jìn)行研磨，可達(dá)到更高的精度。采用圖所示的硬質(zhì)合金梅花棱頂尖修正中心定位孔的方法，效率高，但質(zhì)量稍差，- 般用于大批量生產(chǎn)，且要求不高的頂尖孔的修正。它是將梅

12、花棱頂尖裝入車(chē)床或鉆床的主軸孔 內(nèi)，利用機(jī)床尾座頂尖將工件壓向梅花棱頂尖，通過(guò)硬質(zhì)合金梅花棱頂尖的擠壓作用，修正中 心定位孔的幾何誤差。圖1.1.1錐形砂輪修正中心定位孔1三爪卡盤(pán)2錐形砂輪3 工件4尾座頂尖0.2050.2'0.5圖1.1.2硬質(zhì)合金梅花棱頂尖2.2零件表面加工方法選擇主要表面可能采用的終加工方法：按 IT7級(jí)精度，Ra0.4卩m,應(yīng)為精車(chē)加磨 削或超精車(chē)或成形磨削。選擇確定；按零件材料、批量大小、現(xiàn)場(chǎng)條件等因素，并對(duì)照各加工方法特 點(diǎn)及適應(yīng)范圍確定采用磨削加成形磨削。其它表面終加工方法：結(jié)合主要表面加工及表面形狀特點(diǎn)，各回轉(zhuǎn)面采用半 精車(chē)。各表面加工路線確定：

13、69;10外圓：粗車(chē)半精車(chē)磨削。2.3零件加工路線設(shè)計(jì)注意把握工藝設(shè)計(jì)總原則。加工階段可劃分為粗、半精、精加工三個(gè)階段。 以機(jī)加工藝路線作主體。以主要表面加工路線為主線，穿插次要表面加工。穿插熱處理?？紤]軸細(xì)長(zhǎng)等因素，將滲炭處理安排于半精加工之后進(jìn)行。安排輔助工序。熱處理前安排中間檢驗(yàn)。調(diào)整工藝路線。對(duì)照技術(shù)要求，在把握整體的基礎(chǔ)上作相應(yīng)調(diào)整。3定量設(shè)計(jì)3.1加工余量確定及切削用量的確定因?yàn)樵摿慵谴笈a(chǎn)，所以用查表法確定各工序的加工余量。由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)差得徑向余量：研磨余量 0.01mm，精磨余量為0.1mm，粗磨余量為0.3mm,半 精車(chē)為1.1mm,粗車(chē)余量2mm，由式Z總=EZ可得加

14、工總余量為3.51mm。取加工 總余量為3.5mm，并將粗車(chē)余量修正為1.99mm。計(jì)算各工序的基本尺寸。研磨后最小徑向工序的基本尺寸為45mm（最小徑向尺寸），其他各工序的基本尺寸依次為：精磨10mm+0.01mm=10.01mm粗磨10.01mm+0.1mm=10.11mm半精車(chē)10.11mm+0.3mm=10.41mm粗車(chē)10.41mm+1.1mm=11.51mm毛坯11.51mm+1.99mm=13.5mm最大徑向工序的基本尺寸為14mm（最小徑向尺寸），其他各工序的基本尺寸依次為：半精車(chē) 14mm+0.3mm=14.3mm粗車(chē)14.3mm+1.1mm=15.4mm毛坯15.4mm+1

15、.99mm=17.39mm確定各工序的加工精度和表面粗糙度。由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：研磨后為IT5，Ra0.04um （零件的設(shè)計(jì)要求），精磨后為IT6，Ra0.16um，粗磨后為IT8，Ra1.25um，半精車(chē)后為 IT11，Ra2.5um,粗車(chē)為 IT13，Ra16um。根據(jù)上述加工經(jīng)濟(jì)精度查公差表，將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。由于帶頭導(dǎo)柱軸向（即兩端面）無(wú)特殊要求，只需進(jìn)行粗車(chē)保證軸向尺寸， 由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)差得：粗車(chē)余量 4.5mm，取加工總余量為5mm，并將粗車(chē)余量修正 為5mm。所以毛坯軸向尺寸為 91mm。確定毛坯尺寸 17 x 91mm。將上述計(jì)算和查表結(jié)果匯

16、總于表4表4最小徑向工序基本尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸工序名稱工 序余量/mm加 工經(jīng)濟(jì) 精度表 面粗糙 度/um工 序基本 尺 寸/mm工 序尺寸 公差/mm工序尺寸/mm研磨0.01IT50.04100.011 10°-0.011精磨0.1IT60.1610.010.016 10.01 0-0.016粗磨0.3IT81.2510.110.039 : 10.11 0-0.039半精車(chē)1.1IT112.510.410.16 10.41°-0.16粗車(chē)4.49IT131611.510.39 : 11.51°-0.39鋸1717表5最大徑向工序基本尺寸、公差、表

17、面粗糙度及毛坯尺寸工序名稱工 序余量/mm加 工經(jīng)濟(jì) 精度表 面粗糙 度/um工 序基本 尺 寸/mm工 序尺寸 公 差/mm工序尺寸/mm半精車(chē)1.1IT112.514.30.16 14.3°-0.16粗車(chē)4IT131649.40.3949.40 0.39鋸91913.2設(shè)計(jì)毛坯圖毛坯如圖所示圖 4工序設(shè)計(jì)4.1加工設(shè)備選擇車(chē)削采用臥式車(chē)床；磨削采用外圓磨床。4.2工藝裝備選擇零件粗加工采用一頂一夾安裝，半精、精加工采用對(duì)頂安裝，銑鍵槽采用V形架安裝。夾具主要有三爪卡盤(pán)、頂尖（拔盤(pán)）、V形架等。4.3工序尺寸確定某工序加工應(yīng)達(dá)到的尺寸成為工序尺寸。工序尺寸及工序余量在不斷變化，有些

18、工序尺寸在零件圖上往往不標(biāo)出或不存在，需要在制定工藝規(guī)程時(shí)予以確定。這 是制定零件工藝規(guī)程的重要工作之一。工序尺寸及其公差的大小不僅受到加工余量 大小的影響，而且與工序基準(zhǔn)的選擇有密切關(guān)系。生產(chǎn)中絕大部分加工面都是在基準(zhǔn)重合（工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合）的情況下 進(jìn)行加工的?；鶞?zhǔn)重合時(shí)，工序尺寸與公差的確定方法如下：（1）確定各工序的基本余量。生產(chǎn)中常采用查表法確定工序的基本余量（2）計(jì)算各各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸）。由最后一道工序開(kāi)始（即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始）向前推算。對(duì)于軸，前道工序的工序尺寸等于相鄰后續(xù)工序的工序 尺寸與其基本余量之差。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：對(duì)于某些毛坯（如熱軋棒料）應(yīng)按計(jì) 算結(jié)

19、果從材料的尺寸規(guī)格中選擇一個(gè)相等或相近尺寸為毛坯尺寸。當(dāng)材料的尺寸規(guī) 格與毛坯尺寸不等時(shí)，在毛坯尺寸確定后應(yīng)重新修正粗加工（第一道工序）的工序 余量；精加工工序余量應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，以保證精加工余量不至于過(guò)大或過(guò)小。（3）確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。（4）公差的確定與標(biāo)注。公差可從有關(guān)手冊(cè)中查得（或按所采用加工方法的經(jīng) 濟(jì)精度確定）。最后一道工序的公差按設(shè)計(jì)要求確定。將公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo) 注在工序的基本尺寸上。5確定切削用量切削用量的選擇切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件 加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。車(chē)削時(shí)，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v（

20、m/min）表示。其計(jì)算公式：v=n dn/1000（m/min）式中：d工件待加工表面的直徑（mmn車(chē)床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min ）工件每轉(zhuǎn)一周，車(chē)刀所移動(dòng)的距離，稱為進(jìn)給量，以 f（mm/r）表示；車(chē)刀每一次切 去的金屬層的厚度，稱為切削深度，以 ap（mm）表示。為了保證加工質(zhì)量和提高生 產(chǎn)率，零件加工應(yīng)分階段，中等精度的零件，一般按粗車(chē)一精車(chē)的方案進(jìn)行。粗車(chē)的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀 和尺寸。粗車(chē)以提高生產(chǎn)率為主，在生產(chǎn)中加大切削深度，對(duì)提高生產(chǎn)率最有利， 其次適當(dāng)加大進(jìn)給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車(chē)刀進(jìn)行粗 車(chē)的切削用量推薦如下：切削深度 ap=0.81.5mm進(jìn)給量f=0.20.3mm/r，切削 速度v取3050m/min（切鋼）。粗車(chē)鑄、鍛件毛坯時(shí)，因工件表面有硬皮，為保護(hù)刀尖，應(yīng)先車(chē)端面或倒角， 第一次切深應(yīng)大于硬皮厚度。若工件夾持的長(zhǎng)度較短或表面凸不平，切削用量則不宜過(guò)大。粗車(chē)應(yīng)留有0.51mm作為精車(chē)余量。粗車(chē)后的精度為IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般為12.56.3卩m精車(chē)的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率應(yīng)在此前提下盡可能提高。一般精車(chē)的精度為IT8IT7，表面粗糙度值Ra=3.20.8卩m,所以精車(chē) 是以提高工件的加工質(zhì)量為主。切削用量應(yīng)選用較小的切削深