一个零件的设计与加工制造说明书.docx
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一个零件的设计与加工制造说明书
前言1
第一章型芯固定板工作零件结构工艺性分析4
第一节熟悉和分析型芯固定板制定工艺规程的主要依据..4
第二节型芯固定板零件的结构工艺性分析6
第二章设备与工艺装备的选择9
第一节设备的确定9
第二节机床的选用12
第三章确定毛坯的类型及其制造加工方法13
第四章拟定型芯固定板工艺路线14
第五章确定型芯固定板工序的加工余量19
第一节确定型芯固定板加工余量的方法19
第二节确定主要工序的技术要求及检验方法20
第三节检验21
第七章确定型芯固定板工序的切削用量和时间定额21
第八章型芯固定板加工的技术文件22
参考文献25
结束语26
本工艺规程主要将学生学到的理论与实际相结合，突出模具设计基础的结合运用，以提供更准确，实用，方便的计算方法，正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用，提高自我的模具设计与制造能力的综合应用。
在以后的生产生活中，研究和推广新工艺，新技术提高模具在生产生活中的应用，并进一步提高模具技术水平。
塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有的一系列特殊优点所决定的。
塑料谜底小，质量轻。
这就是“以塑代钢”的明显优点所在。
塑料的比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，所以塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。
塑料的化学稳定性最高，减磨耐磨性能好。
此外，塑料的减振和隔音性能也很好。
许多塑料还具有透光性能和绝热性能以及防水，防透气和防辐射等特殊性能。
因此，塑料已成为各行各业中不可缺少的一种重要材料。
需求量的日益增加，这些产品的更新换代的周期愈来愈短。
因此对塑料的品种，产量和质量都提出了越来越高的要求。
因此，本工艺规程课程设计说明书具有以下的优点：
一、本工艺规程课程设计说明书本课程设计计算说明书结合了塑料模
具图册的若干图列，并突出性和实用性的对每一幅模具进行详细的对比分析与学习，然后再结合相应的实践知识进行的设计计算。
二、本工艺规程设计说明书本课程设计计算说明书主要阐述了塑料注射模具注射成形的整个设计计算过程，以及每一个组成部的设计计算，同时较为严密合理的进行相应的校核与验证。
三、本工艺规程课程设计说明书本课程设计计算说明书同时也结合了模具设计与制造专业所学的所有知识，比如塑料模具设计与制造、机械制图，公差与测量技术、模具工艺与工装等专业课的知识。
所有的这知识储备均体现了本课程设计计算说明书依据与合理性。
随着现代工业的发展需要塑料制品在工业、农业、以及日常生活等各个领域应用越来越广，质量要求也越来越高。
在塑料制品的生产中高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化成形设备等都已成为成形优质塑件的重前提条件。
因此，本工艺规程课程设计说明书本课程设计计算说明说书具有以下的不足之处：
一、由于初步接触塑料模具设计与制造知识以及共进入机械行业，因此对塑料模成型以及成型工艺了得比较浮浅，设计时困难比较大，设计也够准确。
为此本课程设计计算说明说书也有待进一步改进。
二、社会实践经验缺乏，在设计时有这方面原因从而忽略了很多因素，为此设计计算中也有许多不严密之处。
本课程设计主要将学生学到的理论与实际醒结合，突出模具设计基础的结合运用，以提供更准确，实用，方便的计算方法，正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用，提高自我的模具设计与制造能力的综合应用。
在以后的生产生活中，研究和推广新工艺，新技术提高模具在生产生活中的应用，并进一步提高模具技术水平。
实践证明，理论联系实际的学习才是最有效的学习方法。
因此本设计计算说明书结合了塑料模具图册、塑料模具设计与制造、机械制图，公差与测量技术、机械设计基础等专业课知识，再结合实际生产经验而设计的。
从而充分体现了所学的专业知识实际生产的应用
第一章型芯固定板工作零件结构工艺性分析
第一节熟悉和分析型芯固定板制定工艺规程的主要依据
一熟悉和分析型芯固定板制定工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析。
1型芯固定板制订工艺规程的主要依据（既原始资料）。
1〉产品的装配图样和零件图样（见图附页）
2〉产品的生产纲领
3〉产品的生产纲领
现有的生产条件和资料，它包括毛坯的生产条件或协作关系，工艺装备及专用设备的制造能力，有关机械加工车间的设备和工艺装备的条件，技术工人的水平以及各种工艺资料和标准等。
4〉外国内产品的有关工艺资料等。
2原始资料
1）零件图样
如设计任务书所示的零件图及尺寸。
（见下图）
零件图
2）生产纲领
生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品质量和进度计划，计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。
该零件是组成滑轮注塑摸的一个结构零件，一副模具只需要一个此零件即可，所以初步拟订其生产纲领为100件。
3）生产类型
生产类型是企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。
根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数，查文献[1]表1—3生产类型和生产纲领的关系，确定该零件的生产类型为单件小批量生产。
4）生产组织形式
生产类型不同，零件和产品的生产组织形式，采用的技术措施和达到的技术经济效果也会不同，因为该零件是单件小批量生产，所以其生产组织形式查文献[1]表1-5的各种生产类型的
二、型芯固定板的工艺特征有其生产组织形式
1零件的互换性：
有修配法，钳工修配，缺乏互换性。
毛坯的制造方法与加工余量，木模手工造型或自由锻造毛坯精度低，加工余量大。
2机床设备及其布置形式：
通用机床，按机类别采用机群式布置。
3工艺装备：
大多采用通用夹具，标准附件，通用刀具和万能量具，标准附件，通用刀具和万能量具，靠划线和试切法达到精度要求。
4对工人的技术要求：
需技术水平较高的工人。
5工艺文件：
有工艺路线卡和关链工序工序卡。
6成本：
较高。
结合上述分析对现有条件作出合理的调整使得该零件的加工更能体现“质优价廉”。
第二节型芯固定板零件的结构工艺性分析
一、型芯固定板零件的结构工艺性分析
1熟悉型芯固定板零件图，了解零件的性能，用途，工作条件及其所在模具中的作用。
1）型芯固定板零件的性能：
具有较高的强度，硬度和韧性，适用于小型复杂的塑料模具。
2）型芯固定板零件的用途：
固定模具零件，并与它发生直接联系用的零件，在模具打开时带动成型零部件向下移动，确保塑件与成型机构的分离，保证模具的顺利打开和合模。
3）型芯固定板工作条件：
安装在分线盒注塑模的动模座板上，与其他零部件结合使用，适合分线盒注塑模的工作条件。
4）型芯固定板零件在模具中的作用：
该零件在模具中与导滑板，凹模划块和弯销等配合成滑轮的注塑成型机构，起固定和定位作用。
、了解型芯固定板零件的材料及其力学性能
1、型芯固定板材料
该零件材料为45钢，它是碳素结构钢，具有较高的强度和硬度，
耐磨性好且热处理变形小，制品一般用于淬，适用于制品批量生产的
热塑性塑料的成型模具零件。
1、材料的力学性能
查文献［3］表7-5优质碳素钢牌号，成分及性能（GB69—88）可知45
钢的力学性能为：
6b/MPa
6s/MPa
SSX100
WX100
Ak/J
>600
>355
>16
>40
>39
推荐的热处理温度
正火：
830C
淬火：
840°C
回火：
600C
硬度：
未处理：
229HBS
退火钢：
197HBS
分析：
45钢在退火，正火及调质状态下的力学性能为:
状态
6b/MPa
65X100
AK/J
HBS
退火
650〜700
15〜20
32〜48
〜180
正火
700〜800
15〜20
40〜64
163〜220
调质
750〜850
20〜25
64〜96
210〜250
正火后钢的强度，硬度，硬度，韧性都比退火后的高，且塑件也
好，操作方便，生产周期短，能量耗费少，则在条件允许下，应优先考虑，采用正火处理，可作为零件的预先热处理。
调质处理后钢的强度较高，而且塑件与韧性更显著高于正火状态，其
硬度较低，便于切削加工，并能获得较低的表面粗造度值，故也可作为表面淬火和化学热处理前改善钢件原始组织状态的预先热处理。
分析选择该型芯固定板的热处理为调质。
三、型芯固定板结构形状分析
1、型芯固定板结构形状分析
该零件从形体上分析其总体结构为六面体，上表面有两个①18mm
斜销孔和①12mm的通孔。
在其它配合零件的加工时保证，因此其结构形状较为简单，属于加工成形。
故其结构形状工艺性合理。
2、型芯固定板尺寸
该零件的外形尺寸为283mm<249mrH45mm且一部分孔的加工可
在与其配合的零件加工时保证，因而该零件的加工尺寸较小，减化了加工工序，降低了加工难度，可保证加工质量。
故其尺寸工艺性较为合理。
3、型芯固定板精度
为了满足塑件尺寸精度和表面粗造度的要求，根据塑件精度等级
（精度等级为IT4〜IT5级）确定模具制造精度为IT6〜IT7级。
4、型芯固定板热处理
为了消除毛坯在加工后的缺陷，改善其工艺性能，且为后续工序
作出组织准备和提高工件的使用性能及使用寿命采用
调质方式进行热处理。
综合上述分析可知该零件的加工较容易，可采用先进的，高效率的工艺方法进行加工制造，但使其加工成本较高，为了降低其加工成本，可适当调整加工设备采用一般工艺方法进行加工
第二章设备与工艺装备的选择
第一节设备的确定
一、设备确定
因为该零件采用组织集中工序，所以选择通用设备，即：
C41—250型空气锤，加热炉，铣床，刨床，磨床，钻床，铰床，坐标磨床等。
二、工艺装备的选择
1、夹具的选择
单件小批量生产首先采用各种通用夹具，也可采用组合夹具，结合实际生产条件可知该零件选择四爪卡盘，虎钳，画线平台，平行夹头，火钳和组合夹具等。
2、刀具的选择
一般优先采用标准刀具根据该零件的工艺性及实际条件确定其刀具为：
剪板机，平面刨刀，圆柱铣刀；端面铣刀，平行砂轮，划针，
样冲，立铣刀，钻头，丝锥，扩刀，砂轮等。
3、量具的选择
依据量具的精度必须与加工精度相适应，则该零件应优先采用通用量具，即：
钢尺、游标卡尺、直角尺、内卡钳、百分表。
三、拟订工艺路线
综合上述分析最终拟订两条工艺路线如下：
工艺路线一:
工序号
工序名称
0
备料
5
锻造
10
退火
15
铣（刨）平面
20
磨平面
25
钳工画线
30
铣工
35
钻孔
30
热处理
45
钳工精修
50
检验
55
入库
工艺路线二:
工序号
工序名称
0
备料
5
锻造
10
退火
15
铣（刨）六方
20
磨平面加工精基准面
25
钳工画线
30
铣工
35
钳工画线
40
钳工钻孔
45
热处理
50
磨削
55
检验
60
入库
四、工艺路线方案的比较与分析
以上两种工艺路线方案想比较，第二种方案有以下几个优点：
1、工序内容简单，工序连接紧密，有利于组织流水生产。
第一种方案中工序之间相互脱节，造成加工困难，另一面，这样增加时间，生产率降低，不够经济。
2、定位基准的选择
定位基准的选择将直接影响加工精度的高低，同样作为定位基准的部位加工质量的好坏也影响的定位的准确性和加工质量，使安装误差和定位误差增大，从而对加工精度有很大影响，零件上的各个表面间的位置精度，是通过一系列工序加工后获得的，这些工序的顺序和原始尺寸的大小，标注方式和零件图上的要求直接有关，第一种方案中，工序35不找正直接加工，易使工件偏斜，位置精度不准确，给下面的工序的位置精度，定位基准带来一定困难。
第二方案中工序之间的采用互为基准原则的，其作用是加工时的余量均匀，并使加工后的表面位置度较高，能顺利加工。
第二节机床的选用
一、机床的选用
机床的选用，主要考虑零件加工的经济性，应该充分运用现有设备，不增加零件的成本。
第一套方案中，较多的使用了专用机床，第二套方案中可使用普通机床。
降低了加工成本，但是精度不能满足。
另外在机床的选择上，也必须考虑以下因素：
①机床的工作精度和工序的加工精度相适应②机床的工作尺寸应和工件的轮廓尺寸或夹具的尺寸相适应
③机床的功率与刚度的性质相适应，另外，机床的加工用量范围应
和工件要求的合理切削用量相适应
④刀具的选择
刀具的耐用度问题也的批量生产中的重要问题，刀具耐用度的提高，不仅可以节约辅助工作时间，又可降低刀具的费用。
合理选择刀具的提高刀具耐用度的关键。
第二套方案中，工序40钻，扩©10孔深282mn采用两把车刀，分别采用合适的几何角度和材料来完成粗，精加工，这样大大减少了刀具的磨损。
二、工艺路线方案确定经过多方面的分析，第二套工艺路线方案从安排工序依据的原则，定位基准的选择，加工经济性和刀具的耐用度等方面均比第一套合理，因此用第二套工艺路线作为加工方案。
第三章确定毛坯的类型及其制造加工方法
一、型芯固定板毛坯的形状和特征
毛坯的形状和特征，在很大程度上决定着模具制造过程中工序的多少，机械加工的难易程度，材料的大小及模具的质量与寿命。
毛坯类型有铸，锻，压制，冲压，焊接，型材和板材等。
二、型芯固定板毛坯的形状和特征分析
锻造后，工件的力学性能比铸件好，使零件材料内部组织细密，碳化物分布和流线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命，铸造能够生产形状复杂的毛坯，适应性广，能节省金属材料和机械加工的工作量且成本较低，但铸造生产存在着工序复杂，铸件的力学性能低于锻件，劳动条件较差；冲压的生产效率高，易于实现机械与自动化生产，制品的尺寸精确，互换性好，节约金属，操作方便，但是模具制造复杂成本较高，适用于大量生产，焊接可节省材料与工时，减轻结构的质量，焊接接头的致密性好，可以制造密封容器，以及双金属结构件，生产效率高，便于机械化，自动化生产，但由于焊接的过程是局部加热与冷却的过程，容易产生焊接应力，变形及焊接缺陷，有些金属的焊接要求比较复杂的工艺措施才能保证焊接质量。
经分析并结合该零件工艺分析可确定其毛坯为锻件（即锻坯）
毛坯图
第四章拟定型芯固定板工艺路线
一、确定工艺路线原则
1、制定工艺路线的依据
应使零件的各尺寸精度，位置精度，表面粗糙度和各向技术要求能得到保证，在一定生产条件下以最快的速度，最少的工作量和最低的成本，安全可靠的加工出符合零件的工作拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则。
当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。
在数控机床上加工零件以及某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除加紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段，并适时进行时效处理消除内应力。
该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，所以其工艺路线需划分加工阶段完成。
2、制定型芯固定板工艺规程时应注意的问题
1）技术的先进性
2）经济上的合理性
3）使用上的安全性由于该零件生产纲领确定了成批生产，因此采用工序集中原则使，用普通
3、型芯固定板加工顺序由以下原则确定机床配以专用夹具，可降低生产成本，以获得好的经济效益加工顺序由以下原则确定：
先粗加工，后精加工，先加工基准面，后加工其他面，先加工主要面，后加工次要面，后加工孔，并且应遵基准重合原则，基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。
1）拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则
当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。
在数控机床上加工零件以及某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除加紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段，并适时进行时效处理消除内应力。
该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，所以其工艺路线需划分加工阶段完成。
2）型芯固定板面加工方法的选择
当模具零件的表面加工精度要求较高时，可根据不同工艺方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素。
首先确定被加工表面的最终加工方法，然后再选定最终加工方法，然后再选定最终加工方法之前的一系列准备工序的加工方法和顺序，以便通过逐次加工达到设计要求。
二、型芯固定板平面加工方法确定各表面的加工方法
选择加工方法时常常根据经验或查表法来确定，在根据实际情况或通过工艺是试验进行修改。
依据各表面加工要求和各加工要求和各个加工方法能达到的经济精度查文献[1]表1—11孔的加工方法和表1-12平面加工方法确定各表面的加工方法如下要求和各个加工方法能达到的经济精度查文献[1]表1—11孔的加工方法和表1-12平面加工方法确定各表面的加工方法如下：
通过零件分析可分为以下几部分。
0:
1个阶梯孔。
铣粗铣精铣；
2：
2个©18斜销的孔，保证钳工钻头旋转20度：
钻一一粗铰-精铰
0:
2个©10的冷却水道孔：
钻——粗铰——精铰
三、零件的外轮廓表面
零件的外轮廓表面：
粗铣——半精铣——磨削。
1、型芯固定板工艺阶段的划分
工艺路线按工序性质一般分为粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。
对于那些加工精度和表面质量要求特别高的表面在工艺过程中还应安排光整加工阶段。
具体的工艺阶段划分祥见该零件的工艺规程卡片中各工序的介绍。
2、型芯固定板工序的划分
根据所选定的表面加工方法和各加工阶段中表面的加工要求，可以将同一阶段中各表面的加工组合成不同的工序，在划分工序时可以采用工序集中或分散的原则。
由于模具加工精度要求高，且多属于单件或小批量生产，为了简化生产组织工作，则多采用组织集中划分工序
3、加工顺序的安排
四、型芯固定板加工工序的安排
1、型芯固定板切削加工的安排模具零件的被加工表面切削加工应遵循①先粗后精；
②先基准后其他
3先主要后次要
4先平面后内孔
5内外交叉，具体祥见加工工艺规程路线表卡片。
2、型芯固定板热处理工序的安排
热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件热处理的目的为了改善金属组织和便于加工则必须使该零件在粗加工前安排调质热处理。
为了提高零件硬度和耐磨性，则必须在该零件光整的工序前安排淬火热处理。
3、型芯固定板辅助工序的安排
为了保证该零件质量和及时去除废品，防止工时浪费，并使责任分明，则必须在该零件重要工序加工前后和零件加工结束安排检验工序。
综合上述分析：
该零件机械加工的顺序是：
加工精基准面——粗加工主要面——精加工主要面——光整加工主要面。
第五章确定型芯固定板工序的加工余量
第一节确定型芯固定板加工余量的方法
一、常用加工余量的方法确定加工余量的方法有三种：
查表法、分析计算法、经验估计法。
1、查表法是根据个工厂的生产实践和试验研究积累的数据，先制成各
种表格，再汇集成手册确定加工余量是查阅这些手册，再结合工厂的
实际情况进行适当修改后确定。
经验估计法是根据实际经验确定加工余量。
一般情况下，为防止因余量过小而产生废品，经验估计的数值总是偏大。
因此其法常用于单件小批量生产。
2、分析计算法是根据确定加工余量的相关公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行分析，并计算确定加工余量。
这种方法比较合理，但必须有比较全面和可靠的试验资料。
因此当前只在材料十分贵重以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。
3、模具加工中常用经验估计法确定加工余量。
则该零件的加工余量确定，由查表法和经验估计法结合确定。
其相关加工余量查文献［6］表
8—27有平面第一次粗加工余量为：
1.5mmr2.5mm;表8—28有平面粗刨后精铣加工余量为：
0.7mm^0.9mm;表8—29有铣平面的加工余量为；1.2mm;表8—30有磨平面的加工余量为0.3mm;表8—31有铣及磨平面的厚度公差为：
粗铣（IT12〜IT13）,—0.21mm-0.33mm半精铣一0.13mm（IT11）,精磨（IT8〜IT9）,—0.033mm〜一0.062mm表
8—33有凹模的加工余量及公差为：
宽度余量①粗铣后半精铣4.0mm
②半精铣后磨1.0mm宽度公差①粗铣（IT12〜IT13）+0.35mmr+0.54mm
②半精铣（IT11）+0.22mm表8-34研磨平面的加工余量为：
0.024mm〜
0.030mm表8—35磨孔和铰孔的加工余量为：
磨孔时，粗：
0.2mm精
0.1mm,热处理（粗）0.5mm,热处理（半精）0.4mm铰孔时0.15mm.
二、确定型芯固定板加工余量
综上分析本模具采用经验估计法确定加工余量。
第二节确定主要工序的技术要求及检验方法
1、零件图中未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804—2000《公差与配合未注公差尺寸的极限偏差》。
2、零件图中未注形为公差按GB/T1184—1996《形状和位置公差未
注公差的规定》，其中直线度、平面度、同轴度的公差等级均按C级。
3、板类零件的棱边均须倒钝。
4、零件图中螺纹的基本尺寸按GB196—1981《普通螺纹基本尺寸（直
径1〜600mm》的规定，其偏差按GB19-1981《普通螺纹公差与配合》
（直径1〜355mm的3级。
5、零件图中砂轮越程槽的尺寸按JB/T3—1959《砂轮越程槽》的规定。
6、零件材料允许代用，但代用材料的机械性能不得低于规定材料的要
求。
7、零件表面经目测不允许有锈斑裂纹，夹杂物、凹坑氧化斑点和影响使用的划痕等缺陷。
&零件的材料和热处理硬度按GB/T699-1999《模具设计指导模具成型零件材料及硬度》的规定选取。
9、模具零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合图样要求。
10、如对零件有其他技术要求，可依据实际条件协调决定。
第三节检验
一、检验方法：
1、利用卡钳和钢尺配合使用测量零件孔的具体数据，保证零件表面质量。
2、利用游标卡尺直接测量工件的内表面、外表面和深度，确保其个表面精度。
3、利用分厘卡尺测量孔外径、内径、深度、螺纹孔的尺寸精度。
4、利用百分表检验工件的形状误差、位置误差和安装工件与刀具时的精密找正，其测量精度为0.01mm。
第七章确定型芯固定板工序的切削用量和时间定额
因为该零件为单件小批量生产，所以在工艺文件上一般不规定切削用量，而由工作者根据实际情况自行决定。
一、时间定额
时间定额是在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道
工序所需消耗的时间合理的时间定额能调动生产者的积极性，促进生产者技术水平的提高。
制定时间定额应注意调查研究，有效利用生
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