凸模固定板机械加工工艺设计.docx
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凸模固定板机械加工工艺设计
引言···········································
第1章 零件得技术要求及结构·························
１.1零件得作用··································
１.2 结构分析····································
1、3图纸技术要求分析·····························
第2章毛坯得选择及工艺设计·······················
２、1选择毛坯得类型·····························
２。
２毛坯结构尺寸得确定·························
第3章机械加工得工艺设计··························
３、1制定工艺路线·································
３。
2工艺路线方案·································
3。
3机械加工余量工序尺寸与定位基准得确定··············
第4章各工序切削用量得选择与计算······················
第5章机械加工工艺过程卡····························
第6章 心得体会·····································
参考文献···········································
引言
本课程设计就是在完成《模具制造工艺学》学习得基础上,为了达到理论与
实践结合得目得而进行得,对本人而言,我相信通过本次课程设计对自己未来从事得工作有一定得作用,从中 锻炼自己处理问题、分析问题得能力,为今后很快得适应工作打下基础。
在完成课程设计得同时,也培养了我们正确使用技术资料,国家标准,有关手册,图册等工具书,进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面得工作能力,也为我们以后得工作打下坚实得基础,所以我们要认真对待这次综合能力运用得机会!
本课程设计包括以下几个方面得内容:
第一章、零件得技术要求及结构分析
主要包括功能结构、尺寸精度、形位公差、表面质量、硬度要求等。
第二章、毛坯得选择及工艺分析
毛坯得选择,根据零件得要求,进行毛坯尺寸与公差等零件锻件图得确定。
第三章、机械加工工艺设计
机械加工工艺设计,包括对零件得铣削与磨削,零件得孔隙加工,
工艺路线及工序内容得确定、
第四章、 各工序切削用量得选择与计算
第五章、机械加工工艺过程卡
填写工艺过程综合卡片,根据前述各项内容以及加工简图,一并填入机械加工工艺过程卡片中。
第一章零件得技术要求及结构
固定板就是模具得重要成型零件,用来固定凸模得,它有几个作用,一就是固定凸模保证其能垂直于模具得平面,保证在工作时能够垂直得用于冲压、冲孔、冲裁、落料。
另外保证几个冲头之间得相对位置,不会发生相对 得 移动。
在 冲 压时 ,不被 拔下来,还有通过 凸 模固定板 与上模板连接,通过模柄固定于冲床得滑块得安装孔中,进行冲压工作。
固定板按其结构形式可分为整体式、按固定板得形状大致可分为回转曲面与非回转曲面两种。
对回转曲面得固定板,一般用车削、内圆磨削或坐标磨削进行加工制造,工艺过程比较简单。
而非圆回转曲面型腔得加工制造要困难得多,其加工工艺概括起来有以下3个方面:
１、用机械切屑加工配合钳工修整进行制造,该工艺不需要特殊得加工设备,采用通用机床切除固定板得大部分多余材料,
在由钳工精加工修整。
它得劳动强度大,生产 率低,质量不易保证。
在制造过程中应充分利用各种设备得加工能力,尽可能减少钳工得工作量。
２.应用仿形、电火花、超声、电化学加工及化学加工等专用设备进行加工,可以大大得提高生 产效 率 ,保 证 型 腔得加 工质量 、但 工 艺准备周期长,在加工中工艺控制复杂,有得还污染环境、
3.采用数控加工或模具计算机辅助设计与制造（即模具ＣＡD/CAM）技 术,可以加快 模具得研制 速度 ,缩短模 具得生产周 期,优化模 具制造工艺与结构参数,提高模具得寿命。
这种方法就是模具制造技术得方向。
1、1零件得作用
题目所给得零件就是凸模固定板机械加工工艺设计（如图1。
1）,模具在工作时,凸模要承受很大得冲裁力,这个力通过凸模得固定端传递到上模座。
如果作用在模座上得力大于其许用应力时,就会在模板上 压出凹坑,从而 影 响 凸 模 得正 确位置。
为了避免模座得损坏,在凸模固定板与上模座之间加装一块淬硬得垫板、在复合模得凸凹模固定板与模座之间,因为同样得原因也需要加装一块垫板、模具在工作时,凸模要承受很大得冲裁力,这个力通过凸模得固定端传递到上模座、如果作用在模座上得力大于其许用应力时,就会在模板上压出凹坑,从而影响凸模得正确位置。
为了避免模座得损坏,在凸模固定板与上、在复合模得凸凹模固定板与模座之间,因为同样 得原因也 需要加装一块垫板、设计时,一 般根 据需要在国标中选取标准得垫板型号、
图1、1凸模固定板（材料:
Q235）
１.2结构分析:
该零件属于平板类,主要加工内容为平面与孔系。
平面得加工方法为刨、铣、磨;孔系得加工方法为钻、镗,或扩、铰,或铣、磨等等。
１。
3图纸技术要求分析
（１）从零件图上来瞧,该零件结构较复杂,其主要加工表面以及加工表面之间得要求有主要平面为上下平面,Ra为1。
6μm,其余Ｒa为6、３μm,其余得为:
5—Φ９:
通孔;深１2mm;
2－Φ8:
通孔;深12mｍ;
3—Φ6、5:
通孔深12mm;
3—Φ５:
通孔; 反扩Φ９.５,深3mm;
圆形通孔Φ18、5, 反扩Φ2２、５。
第二章毛坯得选择及工艺设计
2。
１ 选择毛坯得类型
由图纸可知材料为Q235,查表可知热处理状态为退火或正火,其ＨB为175~225,可用硬质合金与高速钢刀进行切屑加工。
考虑到冲裁模在工作过程中力学性能要求高,所以应选择锻件,已使零件零件金属纤维尽量不被破坏,保持零件工作可靠性、由于该零件坯料只需单件小批量生产,且零件坯料结构简单,查文献可选自由锻、
２、2毛坯结构尺寸得确定
毛坯形状与尺寸,基本上取决于零件形状与尺寸。
零件与毛坯得主要差别,在于在零件需要加工得表面上,加上一定得机械加工余量,即毛坯 加工余量。
毛坯制造时,同样 会 产生误差,毛 坯制造得尺寸公差称为毛坯公差、毛坯加工余量与公差得大小,直接影响机械加工得劳动量与原材料得消耗,从而影响产品得制造成本。
初步选取毛坯余量为５ｍｍ,即毛坯零件图确定如下
第三章、机械加工工艺设计
3.1制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,因当就是零件得几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能达到合理得保证、在生产纲领以确定得为单件小批生产得条件下,可以考虑采用立式铣床加工。
除此之外,还应当考虑所选定得加工方法能否达到所需得加工精度与表面粗糙度,并符合经济性得要求。
据图纸可知上零件粗糙度得要求,确定各工序加工路线如下:
平面加工:
查模具制造工艺学图２-3,要使外圆外得粗糙度达6、3μm,可确定加工方案为粗铣→精铣,要使配合面得精度达到1.６μm,确定加工路线为粗铣→精铣→磨削。
孔加工:
查模具制造工艺学图２-2,要使直径为８ｍm公差等级ＩT6得孔得粗糙度值不超过６、3μｍ,可确定加工路线为钻孔→扩孔→铰孔
3、2工艺路线方案
工序1:
备料 按Φ９０×22锻造毛坯、
工序２:
热处理 退火硬度小于等于240
工序3:
铣外圆轮廓 铣外圆轮廓至图样要求尺寸
工序４:
铣上下表面 粗铣→精铣留余量０、４
工序5:
钻、扩、铰
工序６:
热处理
工序7:
精磨上下平面精磨上下平面至图样要求尺寸
工序８:
检验
３.3机械加工余量、工序尺寸与定位基准得确定
1.上下平面:
（1）加工得余量确定查《机械设计课程设计指导书》表2-36
磨削余量:
z＝0。
3mm精铣余量:
ｚ＝１。
０ｍm 粗铣余量:
ｚ=５－０.3-１、0=3.7mｍ
2.外圆平面:
（2）精铣余量:
ｚ=１。
０mｍ 粗铣余量:
z=5-1。
0=4。
0mm
3.孔系:
（1）3—Φ5反扩Φ９、5,深3mm沉孔得加工余量
钻:
z=4mm查表（２-2８）粗铰:
z=0、9５ｍm 精铰:
ｚ＝0。
05ｍm
（2）工序基本尺寸及偏差得确定
钻4,粗铰4。
95,精铰５
钻:
公差等级IＴ１2, 公差值0、18mｍ
粗铰:
公差等级ＩT9, 公差值0。
043mｍ
精铰:
公差等级IＴ７, 公差值0。
０18mm
按“入体”原则标注工序尺寸如下:
钻４ｍm 0,０、１8粗铰4、9５ｍm 0,0。
０43 精铰5mm 0,０.018 其它孔与此孔系类似
4.定位基准
选择上下平面、互相垂直得圆周侧面为定位基准面,即三基面体系定位,符合基准统一得原则。
第四章、各工序切削用量得选择与计算
工序一:
备料
按Φ9０×22mm将毛坯锻造成型。
由于凸模固定板在工作压力状态中承受能力要求较高,而且结构形状简单所以选用锻件毛坯比较合理。
刀具选YT30硬质合金刀、选用三向镦拔得方式锻成方形毛坯。
始锻温度1０50－1100℃,终 锻温度8０0－850℃,7００℃以上风冷,加热时咬经常翻动,加热时间为1－1、５mｉn,最后得到所要锻件。
工序二:
热处理
退火:
将工件加热到Ac1或Ac3以上（发生相变）或Ac1以下（不发生相变）,保温后,缓冷下来,通过相变已获得珠光体型组织,或不发生相变以消除应力降低硬度得一种热处理方法。
锻件得退火工艺:
选择高温保温时间3h,低温降火时间3h。
退火主要目得:
（1）降低硬度,提高塑性,改善切屑加工性能与压力工作性能。
（２）细化晶粒,调整组织,改善机械性能,为下步工序作准备。
工序三:
铣外圆轮廓
用立式升降台铣床X52K,铣外圆轮廓至图样要求尺寸。
工序四:
铣上下表面
1.粗铣上下大平面
该工序有两个工步
（1）以下面为基准,粗铣上面;
（2）以上面为基准,粗铣下面,背吃刀量取3、7mm（粗铣加工余量）
2、进给量f＝0.０5mｍ/ｚ（每齿）
3、 切削速度:
公式n=
查表5-9,按镶齿铣刀,v可取48。
4m/min,由公式可算出n＝189、５r/ｍiｎ,参照表４-１5所列,x5012型立式铣床主轴速度,取转速n=188 r/miｎ,代入公式可得v实际=47、225６m/mｉn。
４。
精铣上下面
背吃刀量取1。
0mm,查表２-５,按Ra2。
5取f=0.３mm/r,选取v为54.6m/min,ｎ=2２2、58ｒ/ｍin,查表,取n=2６３ｒ／min,代入v实际＝66.0６６m/in、
工序五、钻、扩、铰
把工件装夹在工作台上以直角坐标定位进行加工,直接用立铣刀工作台得纵、横走刀来控制平面孔系得坐标尺寸。
1、钻3－Φ5孔
刀具１:
选择Ф４mm得高速钢麻花钻,进给量0。
1８ｍm/r,切削速度13m/min,转速420r/miｎ,切削液选择乳化液。
刀具２:
选择Ф9.5mm得端部磨平得麻花钻,进给量0、1８mm/r,切削速度13m／min,转速420r/min,切削液与上道工步相同。
2、 钻３－Ф６。
5孔
刀具:
选择Ф5ｍm得高速钢麻花钻,进给量０.18mm/r,切削速度13ｍ/min,转速４２0ｒ/min,切削液与上道工步相同、
3.钻２-Ф８孔
刀具:
选择Ф７mm得高速钢麻花钻,进给量0、18ｍm/ｒ,切削速度１3m/mｉｎ,转速420r/ｍin,切削液与上道工步相同。
4.钻5－Ф9孔
刀具:
选择Ф8mm得高速钢麻花钻,进给量0。
18mｍ/r,切削速度１3m/ｍｉｎ,转速420r/mｉn,切削液与上道工步相同。
5. 钻Ф18。
5孔
刀具1:
选择Ф1７mm得高速钢麻花钻,进给量0.18ｍｍ/r,切削速度1３m/min,转速42０r/min,切削液与上道工步相同。
刀具2:
选择Ф2２。
5mｍ得端部磨平得麻花钻,进给量０。
１８mm/ｒ,切削速度13m/min,转速4２0r/min,切削液与上道工步相同。
6.铰Ф5mｍ孔
刀具:
选择高速钢直柄机用铰刀,Ф５mm,L=110ｍｍ,l=2２mm,齿数Z=6,单边余量为０、2mｍ,切削速度5m/mｉn,进给量1。
０mm/r,切削液选择含硫得极压切削油。
７、铰Ф6。
5mm孔
刀具:
选择高速钢直柄机用铰刀,Ф6.5ｍm,L=１1０mｍ,l=25ｍm,齿数Ｚ=6,单边余量为0、2mm,切削速度5ｍ／miｎ,进给量1。
0mm/r,切削液选择含硫得极压切削油。
８、铰Ф8ｍm孔
刀具:
选择高速钢直柄机用铰刀,Ф8mｍ,Ｌ=110mm,l=25mｍ, 齿数Z=6,单边余量为0、2mｍ,切削速度5m/min,进给量１。
０mm／r,切削液选择含硫得极压切削油。
９.铰Ф9ｍm孔
刀具:
选择高速钢直柄机用铰刀,Ф9mm,L=１1０mm,l=２5mm,齿数Ｚ=6,单边余量为0。
2ｍm,切削速度5ｍ/mｉn,进给量１.0mｍ/r,切削液选择含硫得极压切削油、
10、铰Ф18.5mm孔
刀具:
选择高速钢直柄机用铰刀,Ф18。
5mm,L＝１50mm,ｌ=25mm,齿数Z＝8,单边余量为0、2mm,切削速度5ｍ/ｍin,进给量1。
0ｍｍ／r,切削液选择含硫得极压切削油。
工序六:
热处理
１。
淬火:
加热温度80０～８30度,保温0、４～0。
5h,淬火硬度≥６2HＲＣ油冷、
２。
回火:
为了改变淬火组织,等到一定得强度、韧性得配合,消除淬火应力与回火中得组织转变应力。
回火温度1４0~160度、 Q23５得淬火与回火工艺如图
工序7:
精磨上下表面
目得:
为了消除热处理对表面得影响,以达到设计要求。
1.磨床:
MM7112（砂轮直径１40～2０0mm,砂轮内经75mm,砂轮宽度２0mm）
2.上下平面磨削
１）砂轮得选择。
见［5］中第1２章各表,结果为
ＧBD8０ＺRＡ6Ｐ2００×20×75×20×75
其含义为:
砂轮磨 料 为 单 晶刚玉（代号GBD）,粒度为80＃,硬度为中软（代号ZR）,陶瓷结合剂（代号为A）,６号组织,平形砂轮（代号为P）,其尺寸为20０×２0×75（Ｄ×B×d）。
安全线速度为35ｍ/ｓ。
2）切削用量得选择。
磨头主轴转速281０r/miｎ
轴向进给量fａ=0、5Ｂ＝1０ｍm（双行程）
径向进给量ｆr=0、０20mｍ／双行程
3.垂直平面磨削
用精密角铁与平行夹头装夹工件。
砂轮类型与切削用量与上下平面
磨削一样。
工序八:
检验
第五章机械加工工艺过程卡
工序号
工序名称
工序内容
设备
工序简图
1
备料
2
热处理
3
铣外圆轮廓
4
铣上下表面
５
钻、铰
6
热处理
7
精磨上下表面
8
检验
第六章心得体会
通过这段时间得模具制造工艺学课程设计进一步巩固、加深与拓宽 所学 得知识;通过设计 实践 ,树立了正确得设计思想,增 强创新 意思与竞争意识,熟悉掌握了机械设计得一般规律,也培养了分析与解决问 题 得 能力 ;通 过设计 工艺、绘图以及对运用技术标准 、规范、设计手册等相关设计资料得查阅,对自己进行了一个全面得机械加工得基本技能得训练。
现在已经完成了为期三个星期得模具制造工艺学课程设计。
首先我要感谢老师在这次实训中给予得帮助,其次还要感谢我得同学在我查询资料,整理资料过程中给我得帮助与支持。
通过这次课程设计,我认识到,机械制造工艺得制定并不就是我们想象中得那么简单,它需要专业人耐心而细致得计算与多次得查阅资料,最后制定出满意得设计参数。
此次课设锻炼了我们得耐心与信心,而且让我再次CＡD制图,为以后得毕业设计夯实了基础,更为以后得工作做好技能上得准备。
参考文献
1.郭铁良主编。
模具制造工艺学（第三版）高等教育出版社
2.王伯平主编。
互换性与测量技术基础（第三版）机械工业出版社
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