模具与现代加工技术概论课程设计.docx

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模具与现代加工技术概论课程设计

2014年10月郑州大学自考本科助学考试

模具与现代加工技术概论（实践）

（课程代码05665）

院系机电工程系

专业

年级

学生学号

学生姓名

总分

实践

实践一

实验二

实验三

实验四

评阅人

实践成绩

复查人

年月日

实践一：

模具制造企业参观报告

一、参观单位简介

武汉长江融达电子有限公司，是国内最早从事精冲技术研究和应用的企业之一，多年来在精冲基础理论研究和工艺实践方面取得了丰硕成果，为精冲技术在中国的普及做出了被业界所推崇的开创性贡献。

公司位于武汉市（国家级）东湖新技术开发区内，是一家集机电一体化技术、工模量具设计与制造、以及金属和塑料零组件生产为一身的高新技术企业。

公司所开发生产的精冲零组件，广泛应用于电子通讯、仪表电器、高压开关、纺织机械和汽车等各领域，包括汽车门锁精冲件、汽车发电机整流桥正负极散热板、高压电气触指精冲件、汽车空调压缩机阀板、汽车换挡拨叉和座椅零组件、以及打印机精冲件等众多产品，已形成系列化批量生产格局。

公司目前是中国锻压协会精冲技术委员会副主任单位及湖北省模具工业协会理事单位。

公司拥有一支高素质的专业技术团队，配备有完善先进的生产加工手段和精密检测设备。

公司于2002年通过ISO9001：

2000质量管理体系认证，在设计、制造和检测等各环节都力求做到最优化，并促使产品质量和性能更胜一筹。

二、模具型腔简图

注射模的结构

1-动模板2-定模板3-冷却水道4-定模座板5-定位圈6-浇口套7-凸模8-导柱9-导套10-动模座板11-支承板12-限位柱13-推板14-推杆固定板15-拉料杆16-推板导柱17-推板导套18-推杆19-复位杆20-垫块21-注射机顶杆

三、主要加工工艺过程及设备

1．加工机器及设备：

锣床、车床、磨床、钻床、CNC（电脑锣）、火花机、线切割机等。

2．加工方法及工艺：

一般模胚直接从模胚厂订回，其加工方法这里略去。

按模具设计图纸，订回模胚、模仁、行位、斜顶、镶件等钢料即可开始安排加工。

按加工工艺大概分为粗加工及精加工两块。

模胚开框，由锣床或电脑锣先开粗、后精框（也可由模胚厂代为加工，但要付给相应的费用；一些小型模房为节约成本往往自己加工，但效率低，精度不高），其它部件同样也是先粗加工成粗胚，后经电脑锣、火化机、线切割机精加工的到符合图纸精度要求的零件，最后装配入模胚成为一套完整的模具。

其流程大概如下：

模胚开框——模仁、行位等——CNC加工——铜公加工——火机加工型腔（EMD）——钳工加工（FIT模）——抛光（省模）——装模——试模。

实际制造中，几种加工工艺交织在一起，需要模具设计人员与模具师傅安排好各个环节，一步出错，满盆皆负！

返工往往造成对模具的损害，做出来的模就不漂亮了。

要补救好的话，只能换料，这将增加时间和成本，而很多时候时间是最重要的。

现在模具行业竞争很激烈，客户给模房的时间都很急，不能按时交模，最终将失去客户！

实践二：

热处理加工参观报告

一、参观单位简介

郑州煤矿机械集团股份有限公司（以下简称“郑煤机集团股份有限公司”）座落于我国重要的交通枢纽城市、第八大文明古都郑州，是中国专业生产液压支架的大型骨干企业，我国机械工业500强企业。

郑煤机集团股份有限公司股份有限公司始建于1958年，是中国第一台液压支架的诞生地，前身为郑州煤矿机械厂（隶属煤炭部），是国家“一五”计划重点项目，1998年划归河南省煤炭工业管理局管理。

总资产38亿元，生产区占地面积约45万平方米，拥有在岗员工3300余人，专业技术人员800余人，高级技术人员200余人，6人享受国家特殊津贴，已累计生产支护高度从0.55米到7米，支护强度从1600kN到16800kN的各型液压支架10万余架。

产品遍布全国26个产煤省的各大矿业集团，并出口俄罗斯、印度、土耳其等国家。

本公司主营：

煤炭生产设备.液压支架,刮板运输机（长壁公司），掘进机（综机公司），皮带机（淮南舜立和潞新机械）以及其他矿用设备的高品质，多类型，多品种的产品系列，

二、热处理零件简图

三、热处理工艺及设备

1热处理加工工艺

表面淬火

  有些零件在工作时,在承受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。

在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。

由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。

  根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。

•感应加热表面淬火

  感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。

感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：

  1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高。

  2.工件因不是整体加热，变形小。

  3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少。

  4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。

有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命。

  5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好。

  6.便于机械化和自动化。

  7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。

•感应加热的基本原理

  将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。

这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。

•感应表面淬火后的性能

  1.高表面硬度。

2.高耐磨性。

3.高疲劳强度。

退火工艺

  退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。

总之退火组织是接近平衡状态的组织。

•退火的目的

  1.降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。

  2.细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。

  3.消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。

•退火工艺的种类

  1.均匀化退火（扩散退火）。

2.完全退火。

3.不完全退火。

4.等温退火。

5.球化退火。

6.再结晶退火（中间退火）。

7.去应力退火。

 正火工艺

  正火工艺是将钢件加热到Ac3（或Acm）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。

把钢件加热到Ac3以上100～150℃的正火则称为高温正火。

  对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。

与退火相比，正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小，因而强度和硬度较高。

低碳钢由于退火后硬度太低，切削加工时产生粘刀的现象，切削性能差，通过正火提高硬度，可改善切削性能，某些中碳结构钢零件可用正火代替调质，简化热处理工艺。

  过共析钢正火加热刀Acm以上，使原先呈网状的渗碳体全部溶入到奥氏体，然后用较快的速度冷却，抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出，从而能消除网状碳化物，改善过共析钢的组织。

  焊接件要求焊缝强度的零件用正火来改善焊缝组织，保证焊缝强度。

  正火工艺比较简便，有利于采用锻造余热正火，可节省能源和缩短生产周期。

正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法基本相同。

实践三：

数控铣床或加工中心加工参观报告

一、参观单位简介

机电实训中心车工车间主要承担我院车工实训教学任务，职业资格取证培训，社会人员培训及外协零件加工等任务。

车工车间师资力量雄厚，共有教师七名，其中技师二名，高级工二名。

拥有车床10台，其中C620-1型车床10台，C6240型车床8台，实训室可同时容纳100人实训。

机电实训中心数控车间主要承担着我院数控实训，职业资格取证培训，社会人员数控培训及外协零件加工等任务。

现有立式加工中心1台，数控铣4台，数控车6台，可容纳近百名学生的教室一间，共有实训指导教师6名，其中技师2名，他们理论水平较高，操作技能娴熟，实践和教学经验丰富。

机电实训中心铣磨车间主要承担学院各专业机械加工铣、刨、磨等工种的实训教学任务，社会培训和外协零件加工等任务。

铣磨车间实训师资力量雄厚，有实训教师四人，其中技师二名。

二、加工零件简图

三、数控铣床或加工中心原理简介

采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。

当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。

四、机床组成

数控机床一般由输入/输出设备、CNC数控装置、主轴单元、进给伺服驱动装置、可编程控制器及电气控制装置、机床本体及位置检测装置（开环机床无）等组成。

除机床本体外的部分统称数控系统。

五、加工范围

主要包括平面铣削和轮廓铣削，可以对零件进行加工与攻丝等。

适用于采用数控铣削的零件有箱体和曲面类的零件。

（1）平面类零件。

这类零件的特点是各个加工表面都是平面，或可以展开为平面。

目前．在数控铣床上加工的绝大多数零件用于乎面类零件。

平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类，一般只需用三坐标数控铣床的两坐标联动（即两轴半坐标加工）就可以加工。

（2）变斜角类零件。

加工面与水平面的夹角成连续变化的零件称为变斜角类零件。

加工变斜角类零件最好采用四坐标或五坐标致控铣床摆角加工，若没有上述机床，也可在三坐标致控铣床上采用两轴半控制的行切法进行近似加工。

  （3）曲面类零件。

加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。

曲面类零件的加工面与铣刀始终为点接触，一般采用三坐标数控铣床加工。

实践四：

电火花成形加工或电火花线切割加工参观报告

一、参观单位简介

二、加工零件简图

三、机床原理简介

电火花线切割

图17电火花线切割原理

电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种加工工艺（简称WEDM）。

其工具电极为金属丝（钼丝或铜丝），在金属丝与工件间施加脉冲电压，利用脉冲放电对工件进行切割加工，因而也称线切割。

用连续移动的钼丝（或铜丝）作工具阴极,工件作阳极。

机床工作台带动工件在水平面内作两个方向移动，可切割出二维图形。

同时，丝架可作小角度摆动，可切割出斜面。

四、机床组成

电火花线切割机床由机床本体、电器柜、工作液箱三大部分组成；机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。

机床本体是加工主体；电器柜是控制机床工作；工作液是进行冷却的

五、加工工艺特点

1．电火花线切割加工的特点：

（1）它以0.03～0.35mm的金属线为电极工具，不需要制造特定形状的电极。

（2）虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了有金属丝直径决定的内侧脚的最小直径R（金属线半径+放电间隙）这样的限制外，任何的限制外，任何复杂的开头都可以加工。

（3）轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。

（4）可无视电极丝损耗（高速走丝切割采用低损耗脉冲电源；慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝加工），加工精度高

（5）依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节。

（6）采用乳化液或去离水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续加工。

（7）无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都能实现加工。

（8）任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。

（9）采用四轴联动，可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。

2.电火花线切割加工工艺:

电极丝与被加工材料之间有一定的放电间隙（0.01㎜）。

因此，实际加工的凸模尺寸比图纸要求尺寸小。

凹模尺寸比图纸要求尺寸大。

电极丝偏移方向选择如图下所示：

电极丝偏移方向

1）基准件补偿值的确定

基准件：

按图纸要求加工，符合图纸尺寸要求的零件。

基准件补偿值＝实际电极丝半径＋单边放电间隙。

编程时按电极丝中心运动轨迹线尺寸来编程。

编制如图（a）所示的凸模程序：

先画出电极丝偏移后的切割轨迹线，如图（b）所示虚线，并计算出切割轨迹线的尺寸；最后按照偏移后的电极丝切割轨迹线尺寸编程。

（a）零件图（b）轨迹图

例题：

如上图（b）所示，已知钼丝半径为0.18，单边放电间隙为0.01mm，以A点为起始切割点逆时针方向编写凸模程序。

程序如下：

B42200B0B42200GXL1

B0B20100B20100GYL2

B8100B0B16200GYNR1

B0B11900B11900GYL4

B9800B0B9800GXL3

B0B12000B12000GYL2

B16200B0B16200GXL3

B0B20200B20200GYL4

2）配合件补偿值确定：

配合件：

与基准件按一定的间隙配合的零件。

配合件补偿值＝基准件补偿值－单边配合间隙

2．正确选取引入、引出线位置和切割方向

1）．起始切割点（引入线的终点）的确定

起始切割点的选择原则如下：

（1）当切割工件各表面粗糙度要求不一致时，应在较粗糙的面上选择起始切割点。

（2）当切割工件各表面粗糙度要求相同时，首选图样上直线与直线的交点，其次是选择直线与圆弧的交点和圆弧与圆弧的交点。

（3）当工件各面粗糙度相同时，又没有相交面，起始切割点应选择在钳工容易修复的凸出部位。

（4）避免将起始切割点选择在应力集中的夹角处，以防止造成断丝、短路等故障。

2）引入、引出线位置与切割路线的确定

一般原则是使工件与其夹持部位分离的切割段安排在总的切割程序末端。