链片冲孔落料复合模凸模零件零件的机械加工工艺过程及工艺装配的设计单件生产.docx
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链片冲孔落料复合模凸模零件零件的机械加工工艺过程及工艺装配的设计单件生产
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江苏省高等教育自学考试
模具制造工艺课程设计说明书
设计题目 “链片冲孔落料复合模”凸模零件零件的机械加工
工艺过程及工艺装配的设计（单件生产）
一、设计题目
“链片冲孔落料复合模”凸模零件的机械加工工艺过程及工艺装备的设计
1、装配图
图1.1链片冲孔落料复合总装图
2、凸模零件
图1.2凸凹模
目录
前言4
1.工艺设计任务书5
1.1课程介绍5
1.2任务书5
1.3要求5
1.4课程设计5
2.零件分析7
2.1零件分析7
2.2生产类型7
3.选择毛坯8
3.1选择毛坯类型8
3.2毛坯形状8
3.3加工余量的确定8
3.4毛坯的技术要求9
4.制定凸模零件机械加工工艺路线10
4.1制定工艺路线10
4.2定位基准的选择10
4.3工艺装备的选择11
4.4加工余量的确定及工序间尺寸和公差的确定11
4.5切削用量的确定12
设计心得体会16
参考文献17
附件1模具零件加工工艺过程卡18
前言
根据《模具制造工艺》的介绍，我们可以大概了解一些模具制造的相关内容。
在现代工作生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。
采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节省能源和原材料等一系列优点，在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中的得了广泛的应用，成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。
模具工业对民国经济和社会的发展，起着越来越重要的作用。
模具工业的快速发展，不断对模具制造技术提出更高的要求。
世界上一些工业发达国家，模具制造技术的发展非常迅速。
模具制造水平的高低，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标准之一。
为了适应工业生产对模具的需求，目前，在模具制造过程中采用了许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具的加工质量，也提高了模具制造的机械化、自动化程度。
同时，电子计算机的应用给模具设计和制造开辟了新的广阔前景。
近年来，我国的模具制造技术也有较大发展，从过去只能制造简单模具，发展到今天可以利用现代制造技术生产一些大型、精密、复杂、长寿命的模具。
目前，全国已有模具生产厂家数千个，职工数十万人，每年能生产上百万套模具。
为了尽快发展我国模具工业，国家已采取了许多具体措施，如给专业模具厂投资一共进行技术改造；将模具列为国家规划重点科技攻关项目；派有关工程技术人员出国学习考察；引进国外模具先进技术；制定有关的模具标准等。
通过这一系列的措施的实施，使得我国模具工业有了很大发展，并在某些技术方面有所突破。
学生综合运用模具制造的专业知识，分析模具零件的加工工艺性，拟定加工工艺方案及装配工艺方案，能编制相应的加工工艺卡及装配工艺卡，能进行电火花线切割程序的编制，懂得使用国标、工具书和设计资料，提高合理设计模具的综合应用能力。
1设计任务书
1.1课程介绍
《模具制造工艺学》是一门实践性、应用性强的课程，通过本次课程设计，使同学们深入。
全面和系统掌握这门学习的基础理论，并将理论知识贯穿到实践应用中，提高大家分析、研究和应用能力。
1.2任务
零件图
1张
毛坯图
1张
机械加工工艺过程综合卡片
1张
课程设计说明书
1份
1.3要求
（1）模具零件的工艺分析
（2）制定零件的制造工艺方：
①制订工艺路线②选择定位基准，进行必要的工序尺寸计算③选择机床及工、夹、量、刃具④加工余量及工序间尺寸与公差的确定⑤切削用量的确定
（3）画毛坯图：
在加工余量已确定的基础上画毛坯图，要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体尺寸用双点画线绘出。
比例取1：
1。
同时应在图上标出毛坯的尺寸、公差、技术要求、毛坯制造的分模面、圆角半径和起模斜度等。
（4）填写机械加工工艺过程综合卡片
1.4课程设计说明书
①目录；
②工艺设计任务书；
③零件分析；
④确定生产类型；
⑤选择毛坏，
⑥拟定工艺路线；
⑦工序设计（选择机床和工艺装备，确定工序余量、工序尺寸及公差．确定各工序的
切削用量，绘制各工序的工序简图，确定工时定额）；
⑧给定夹具的工作原理的简单说明，定位方案分析，定位元件的组成，夹紧方案分析，夹紧机构的组成，定位误差的计算等（选作内容）。
2零件的分析
2.1零件分析
1）本零件是链片式复合模中的凸模，其作用是做冲孔的凸模作用。
由于该零件在模具中的作用，采用Cr12，热处理58~60HRC，由于该尺寸较多，所以采用配加工。
保证双边间隙0.08~0.12mm。
2）其工作部分尺寸φ9
按IT6~7级制造，精度较高。
12
其表示装配尺寸精度较高。
除了凸台底面其他表面粗糙度为0.8较高，是模具加工重要部位，零件形状对称加工方便。
3）由于零件采用Cr12,零件材料较硬，其技术要求58~60HRC，其结构是圆柱形，采用车削加工较好。
2.2生产类型
由于模具零件都采用Cr12MoV，模具材料较贵，其加工过程精度较高，本身模具是生产大批量工件的，所以采用小批量生产。
3选择毛坯
3.1毛胚的类型
模具的材料常采用铸件，锻件，型材及焊接件。
铸件毛坯常用于制作形状复杂的件，如上下模架等。
锻件毛坯适合制造强度，刚度等力学性能要求高但形状不复杂的零件。
如中小型零凸模，凹模。
型材常用于形状与某些零件相仿的毛坯。
焊接件多用于某些结构件类型的零件毛坯。
由于该零件是圆柱型，力学性能要求高，所以本模具采用型材。
3.2毛胚的形状
型材如下图，采用圆柱形型材。
图2.1毛坯零件综合图
3.3加工余量确定
确定加工余量有三种方法：
查表法，分析计算法，经验估算法。
1）计算法:
如果对影响加工余量的因素比较清楚，则采用计算法确定加工余量比较准确。
要弄清影响余量的因素，必须具备一定的测量手段，掌握必要的统计分析资料。
在掌握了各种误差因素大小的条件下，才能比较准确地计算加工余量。
2）查表法:
此法主要以根据工厂的生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际加工情况对数据加以修正，确定加工余量。
这种方法方便、迅速，在生产上应用较广泛。
3）经验法:
由一些有经验的工程技术人员或工人，根据经验确定加工余量的大小。
由经验法确定的加工余量往往偏大，这主要是因为主观上怕出废品的缘故，这种方法在模具生产中广泛采用。
本零件采用查表法
如图根据零件尺寸D=Φ18mm.L1=30mm,L2=21mm,L3=5mm,工件总长度L=56mm，因此，型材的直径选择Φ20mm。
查《模具制造工艺》书中关于轴类零件采用热轧棒料时外径选用参照表可知，型材的直径选择Φ20mm。
3.4毛坯技术要求
加工余量：
型材应保证合理的机械加工余量。
如果型材机械加工的加工余量过大，则不仅浪费了材料，同时造成机械加工工作量过大，增加了机械加工工时；如果型材机械加工的加工余量过小，增加机械加工的难度，无法保证零件的尺寸要求，则得不到合格的模具零件。
4制定凸模零件的机械加工路线
根据图表面粗糙度和尺寸位置形状精度要求，确定个加工工序如下：
平面加工：
对于此零件上下平面表面粗糙度要求为0.8较高，因此磨削加工是优先选择，查文献2，可确定加工方案为粗车》精车》热处理》磨外圆》磨平面》钳工修整。
4.1制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，因当是零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求达到合理的保证。
在生产纲领确定的单件小批生产条件下，可以考虑采用数控车床和磨床。
除此之外，还应该考虑选定加工方法能否达到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。
拟定工艺路线
1.工序一：
准备毛坯Φ20*120mm
2.工序二：
粗车粗车台阶、外圆
3.工序三：
精车两顶尖精车台阶外圆
4.工序四：
热处理保证58-62HRC
5.工序五：
磨外圆磨三个外圆面的尺寸
6.工序六：
磨平面磨两个端面的尺寸
7.工序七：
钳工修整完全达到设计尺寸要求
8.工序八：
检验
4.2定位基准的选择
定位基准的选择将直接影响到加工精度的高低，同样作为定位基准的部位加工质量的好坏也影响到定位的准确性和加工质量，使安装误差和定位误差增大，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的大小，标注方式和零件图上要求直接相关。
选用基准时有基准重合、同一、自为、互为等原则，在使用时要注意。
该零件加工中，由于上下表面的精度要求比较高，可以采用互为原则。
（1）粗基准的选择
对于此凸模，上表面可选择下表面做为粗基准。
（2）精基准的选择
对于此零件，外形的加工由上表面作为基准，研磨加工工序要求加工余量小且均匀，因此应尽可能用加工表面自身为基准，该表面的位置之间的位置精度应由先行工序确定。
4.3工艺装备的选择
机床：
选用的机床与所加工的零件相适应，精度、尺寸规格等和生产率的要求等。
该零件属于小批量生产，因此用小型精密车床HYK20。
刀具：
一般先采用标准刀具根据该零件的工艺及实际条件确定其刀具为：
粗车刀、精车刀、割刀、砂轮等。
4.4加工余量的确定及工序间尺寸与公差的确定
（1）加工Φ9
Ra0.8
工序名称
工序间余量/mm
工序间
工序间尺寸/mm
工序间
经济精度/mm
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
磨床研磨
0.1
h6（
）
0.8
9
Φ9
0.8
精车
0.4
0.01
1.6
9+0.1=9.1
Φ9.1
1.6
粗车
10.5
1
6.3
9.1+0.4=9.5
Φ9.5
6.3
棒料
9.5+10.5=20
Φ20
（2）加工φ12
Ra0.8
工序名称
工序间余量/mm
工序间
工序间尺寸/mm
工序间
经济精度/mm
表面粗糙度/μm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
磨床研磨
0.1
H6（
）
0.8
12
Φ12
0.8
精车
0.1
0.01
1.2
12+0.1=12.1
Φ12.1
1.2
粗车
7.5
1
6.3
12.1+0.4=12.5
Φ12.5
6.3
棒料
12.5+7.5=20
Φ20
4.5切削用量的确定
正确选择切削用量，对保证加工质量、提高生产率和降低刀具损耗有重要意义。
工序1
备料按Φ20*120mm准备棒料。
由于要求凸模具有较高的强度，硬度，耐磨性，适合复合模冲孔，而且结构形状简单所以选用型材比较合理，选用Cr12高铬模具钢。
图3.1毛坯
工序2
粗车：
将毛坯外面氧化层车削掉，选用背吃刀量ap=1mm。
（1）刀具的选择
一般粗车或车细轴的话，用90°偏刀。
粗车时，切削用量大；车细轴时，零件刚性差；所以用90°偏刀，轴所受到的径向“吃刀”力小，系统刚性好，不易产生振动；轴变形小，不易产生中间“鼓肚”问题。
（2）选择切削用量
1）决定车削背吃刀量ap
由于加工余量较大，故不能在一次内切完，可考虑分多次车削，则
ap=h=1mm
2）决定进给量fz
切削深度选定之后，进给量应选取大些。
但是，进给量的大小受到机床和刀具的刚性和强度、工件精度和表面粗糙度的限制。
当进给量太大时，可能会影响机床最薄弱零件的损坏、刀片破损、工件弯曲、加工表面粗糙度降低等。
粗车时，由于工件表面粗糙度的要求不高，选取进给量时，在机床、工件、刀具允许的情况下尽量大些，这样可以缩短走刀时间，提高生产效率，一般为0.3~1.5mm/z，此处取1mm/z。
3）决定切削速度vc
当背吃刀量和进给量选好之后，切削速度尽量取得大一些。
应当做到既能发挥车刀的切削能力，又能发挥车床的潜力并保证加工表面质量和降低成本。
但是切削速度不是越大越好，必须根据下列因素考虑：
①车刀材料：
使用硬质合金车刀比高速钢车刀的切削速度高。
②工件材料：
切削强度和硬度较高的工件时，因为产生的切削热和切削力都比较大，车刀容易磨损，所以切削速度应选择低些，脆性材料如铸铁，虽然工件材料强度不高，但是车削时形成碎状切屑热量集中在刀刃附近，不宜散热，因此，切削速度应取一些。
③表面粗糙度：
要求表面粗糙度较高的工件，为了抑制积瘤屑的产生，用硬质合金车刀精车时，多采用较高的切削速度，一般取vc>80m/min；用高速钢车刀精车时选用较低的切削速度，一般取vc<5m/min。
④切削深度和进给量：
切削深度和进给量增大时，切削产生的热量和切削力都较大，所以适当降低切削速度，反之切削速度适当提高。
⑤切削液润滑：
切削时加注切削液润滑可以降低切削温度，并起润滑作用，所以切削速度可以适当提高。
图3.2粗车外轮廓
工序3
精车：
精车外轮廓面，留余量0.1mm.
精车的目的是切出余下的少量金属层，已获得图样的精度和表面粗糙度。
精车时采用有圆弧过渡刃的精车刀，车刀的前后面须用油石打光，因此要求车刀锋利，刀刃平直光洁，刀尖处必要时还可磨出修光刃。
精车时背吃刀量ap和进给量f较小，以减少残留面积，使Ra值减小。
切削用量一般为：
ap=0.1~0.2mm，f=0.05~0.2mm/r。
图3.3精车外轮廓
工序4
热处理：
采用二次硬化（1100~1120高温淬火+500~520高温回火三次）具有一定的热硬性，在用于韧性不足而开裂、崩刃的模具上。
工序5
精密外圆面
采用圆形工作台平磨查精密磨床砂轮宽度选用40bs/mm
其工作台纵向进给量f/（mm/r）=20,工件速度V/（m/min）=10,
磨头单行程磨削深度ap（mm/st）=0.0215。
工序6
精密上下面
采用圆形工作台平磨查精密磨床砂轮宽度选用40bs/mm
其工作台纵向进给量f/（mm/r）=20,工件速度V/（m/min）=10,
磨头单行程磨削深度ap（mm/st）=0.0215。
工序7
钳工修整
研磨零件工作部分达到图纸要求。
工序8
检验：
按图纸要求检验合格。
设计心得体会
通过此次毕业设计，使我学到了许多知识，比如说模具制造工艺过程以及加工过程中余量的控制等等，模具的设计过程和设计模具的实用性，你所设计的模具的最终目的是用模具来生产出合格的产品，但是，与此同时，模具的可制造性也是非常重要的考虑因素，还包括许多课本上学不到的知识。
当然，在设计过程中出现的一些难题。
比如说怎样提高产品的加工精度，以及小型工件的加紧这些问题，都通过我们去翻阅相关的书籍和经过指导老师的悉心指教和帮助最终才得以解决，通过本次毕业设计，也使得我更加相信自己的学习能力、努力创新，自始至终，都抱着一颗坚定的信念,即如何做能使其工件更加美观、精度更高、工作效率最高的心态。
在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦，但是我也不会知难而退，我会相信自己的能力，迎难而上，努力解决问题。
随着科学技术的高度的发达，一些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。
因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行机械设计能力的培养，树立知识经济意识；善于利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神，加强环境保护意识，做到清洁生产和文明生产，以最大限度的获得企业效益和社会效益。
在此，感谢我们的指导老师——稽老师在百忙之中给予我们作品的悉心指点与帮助。
感谢他为我们指点迷律、出谋划策。
同时，也感谢其他同学在这次设计中给予我的帮助！
参考文献
1.《模具制造工艺》，张荣清主编，高等教育出版社，2006年。
2.《模具制造工艺》，黄毅宏主编，机械工业出版社，1989年。
3.《实用模具设计与制造手册》，许发樾主编，机械工业出版社，2001年。
4.《模具制造工艺学》，滕宏春主编，机械工业出版社，2010年。
5.《模具零件的工艺设计与实施》，熊建武主编，机械工业出版社，2001年。
6.《机械制造与模具制造工艺学》，陈国香主编，清华大学出版社，2007年。
7.《金属工艺学》，王英杰主编，高等教育出版社，2009年。
8.《机械制造装备》，王鹤汀主编，机械工业出版社，2001年。
9.《机床夹具设计》，张权民主编，科学出版社，2010年。
10.《机械设计手册》，机械设计编委会编著，机械工业出版社，2008年。
11.《模具制造技术》，翟德海主编，化学工业出版社，2009年。
12.《模具制造手册》，[德]K.Stoeckhert/G.Menning编著，化学工业出版社，2003年。
附件1模具零件加工工艺过程卡
实践说明书设计
凸模加工工艺过程卡片
产品型号
零（部）件图号
共1页
产品名称
链片式复合模
零（部）件名称
凸模
第1页
材料牌号
Cr12
毛坯种类
型材
毛坯外形尺寸
Ф20mm×120mm
每坯件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序名称
工序内容
工序简图
设备
刀具
主轴转速
r/min
进给量mm/r
背吃刀量
ap/mm
1
下料
圆棒Ф20mm×120mm
锯床
2
车端面，钻孔
车端面，钻顶尖孔
车床
硬质合金车刀、中心钻
300
粗车
粗车Ø18、Ø12、Ø9的外圆
车床
硬质合金车刀
500
0.2
2
精车
精车Ø18、Ø12、Ø9的外圆
车床
硬质合金车刀
800
0.1
0.5
车
车2*1的槽并保证零件长58mm,并割断。
调头，钻另外一端顶尖孔
车床
2mm的割刀、中心钻
350
0.05
2
3
热处理
将工件淬火、回火，并检查其表面硬度，硬度要求达到58~62HRC。
淬火炉
4
车
研磨两端顶尖孔
车床
5
磨削
磨出外圆
mm和
并保证同轴度要求，表面粗糙度应低于0.8μm。
坐标磨床
通用夹具
砂轮
1000
6
钳工
将凸模装入固定板
7
磨
与固定板同磨左端面，翻身磨出右端面。
坐标磨床
通用夹具、砂轮
1000
8
车
修光圆弧R1.5
装订号
姓名
林昆
学号
011313150462
日期
2014年9月20号
指导老师
嵇正波
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