“鏈片沖孔落料復(fù)合?！蓖拱寄Ａ慵臋C(jī)械加工工藝過程及工藝裝備的設(shè)計(jì),沖孔,復(fù)合,凸凹,零件,機(jī)械,加工,工藝,過程,進(jìn)程,裝備,設(shè)備,設(shè)計(jì) - 模具制造工藝課程設(shè)計(jì)說明書 ? 設(shè)計(jì)題目　“鏈片沖孔落料復(fù)合模”凸凹模零件零件 機(jī)械加工工藝過程及工藝裝配的設(shè)計(jì)（單件生產(chǎn)） ? ? 設(shè)計(jì)者　　　　　　　　　　　　 指導(dǎo)教師　　　　　　　　　　　 ? 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　年　　　　月　　　　日 一、 設(shè)計(jì)題目 “鏈片沖孔落料復(fù)合模”凸凹模零件的機(jī)械加工工藝過程及工藝裝備的設(shè)計(jì) 1、裝配圖 圖1.1鏈片沖孔落料復(fù)合總裝圖 2、凸凹模零件 圖1.2凸凹模 前 言 在學(xué)完機(jī)械制造專業(yè)群技術(shù)平臺(tái)課程后，以模具為對(duì)象，綜合刀具、機(jī)床、加工工藝、設(shè)備操作相關(guān)知識(shí)一門核心課。 歸納起來可以說企業(yè)迫切需要以下人員： （1）模具典型零件加工工藝編制人員 （2）模具關(guān)鍵加工設(shè)備操作人員 （3）模具鉗工與裝配人員 （4）模具調(diào)試人員 這正是模具制造工藝課程核心任務(wù)。 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的高技能人才培養(yǎng)越來越受到高度重視。 模具制造工藝是綜合性和專業(yè)性非常強(qiáng)的核心專業(yè)方向課程，隨著汽車、電子、航空航天工業(yè)產(chǎn)品以及民用產(chǎn)品技術(shù)含量的的快速提升，模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，不僅模具設(shè)計(jì)越來越重要，模具制造工藝也越來越凸顯出其重要性，模具制造質(zhì)量，模具制造周期制約著模具制造企業(yè)的快速發(fā)展，模具制造企業(yè)對(duì)具有高技能的模具制造工的需求不僅在數(shù)量上，更重要是在質(zhì)量上有強(qiáng)烈的需求 本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完《模具制造工藝學(xué)》課程之后進(jìn)行的。其目的是訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用模具制造的專業(yè)知識(shí)，分析模具零件的加工工藝性，擬定加工工藝方案及裝配工藝方案，能編制相應(yīng)的加工工藝卡及裝配工藝卡，能進(jìn)行電火花線切割程序的編制，懂得使用國(guó)標(biāo)、工具書和設(shè)計(jì)資料，提高合理設(shè)計(jì)模具的綜合應(yīng)用能力。 目 錄 1.工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 2.零件分析 1 3.生產(chǎn)類型 2 4.選擇毛坯 2 4.1選擇毛坯類型 2 4.2毛坯形狀 2 4.3加工余量的確定 3 4.4毛坯的技術(shù)要求 4 5.制定凸凹模零件機(jī)械加工工藝路線 4 5.1制定工藝路線 4 5.2定位基準(zhǔn)的選擇 5 5.3工藝裝備的選擇 6 5.4加工余量的確定及工序間尺寸和公差的確定 6 5.5切削用量的確定 7 6.參考文獻(xiàn) 14 15 1.設(shè)計(jì)任務(wù)書 1）課程介紹 《模具制造工藝學(xué)》是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程，通過本次課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)們深入。全面和系統(tǒng)掌握這門學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論，并將理論知識(shí)貫穿到實(shí)踐應(yīng)用中，提高大家分析、研究和應(yīng)用能力。 2）任務(wù) 零件圖 1張 毛坯圖 1張 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 課程設(shè)計(jì)說明書 1份 3） 要求 （1） 模具零件的工藝分析 （2） 制定零件的制造工藝方：①制訂工藝路線②選擇定位基準(zhǔn)，進(jìn)行必要的工序尺寸計(jì)算 ③選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具 ④加工余量及工序間尺寸與公差的確定⑤切削用量的確定 （3）畫毛坯圖：在加工余量已確定的基礎(chǔ)上畫毛坯圖，要求毛坯輪廓用粗實(shí)線繪制，零件的實(shí)體尺寸用雙點(diǎn)畫線繪出。比例取1 ：1 。同時(shí)應(yīng)在圖上標(biāo)出毛坯的尺寸、公差、技術(shù)要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和起模斜度等。 （4） 填寫機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1. 零件的分析 1） 本零件是鏈片式復(fù)合模中的復(fù)合模，其作用是做落料凹模的凸模作用，也做沖孔的凹模作用。由于該零件在模具中的作用，采用Cr12MoV，熱處理60~64HRC，由于該尺寸較多，所以采用配加工。保證雙邊間隙0.08~0.12mm。 2)其工作部分尺寸 φ9 φ24 按IT6~7級(jí)制造，精度較高。42 其表示兩孔的位置精度較高。除了漏料孔其他表面粗糙度為0.8較高。是模具加工重要部位。零件形狀對(duì)稱加工方便。 3） 由于零件采用Cr12MoV,零件材料較硬，其技術(shù)要求60~64HRC，其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，采用線切割加工較好。 3. 生產(chǎn)類型。 由于模具零件都采用Cr12MoV，模具材料較貴，其加工過程精度較高，本身模具是生產(chǎn)大批量工件的，所以采用小批量生產(chǎn)。 4. 選擇毛坯。 1） 模具的材料常采用鑄件，鍛件，型材及焊接件。鑄件毛坯常用于制作形狀復(fù)雜的零件，如上下模架等。鍛件毛坯適合制造強(qiáng)度，剛度等力學(xué)性能要求高但形狀不復(fù)雜的零件。如中小型凸模，凹模。型材常用于形狀與某些零件相仿的毛坯。焊接件多用于某些結(jié)構(gòu)件類型的零件毛坯。 由于該零件簡(jiǎn)單對(duì)稱，力學(xué)性能要求高，所以本模具采用鍛件。采用自由鍛造，鍛造前準(zhǔn)備工序一般有：板材》鍛造》退火》潤(rùn)滑處理。 2） 鍛件如圖下 采用矩形鍛件。 圖2.1 毛坯零件綜合圖 3） 加工余量確定 確定加工余量有三種方法：查表法，分析計(jì)算法，經(jīng)驗(yàn)估算法。 1)計(jì)算法:如果對(duì)影響加工余量的因素比較清楚，則采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確。要弄清影響余量的因素，必須具備一定的測(cè)量手段，掌握必要的統(tǒng)計(jì)分析資料。在掌握了各種誤差因素大小的條件下，才能比較準(zhǔn)確地計(jì)算加工余量。 2)查表法:此法主要以根據(jù)工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際加工情況對(duì)數(shù)據(jù)加以修正，確定加工余量。這種方法方便、迅速，在生產(chǎn)上應(yīng)用較廣泛。 3)經(jīng)驗(yàn)法:由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的大小。由經(jīng)驗(yàn)法確定的加工余量往往偏大，這主要是因?yàn)橹饔^上怕出廢品的緣故，這種方法在模具生產(chǎn)中廣泛采用。 本零件采用查表法 如圖根據(jù)零件尺寸H=44mm.B=24mm,工件長(zhǎng)度L=66mm，查《模具制造工藝》書中關(guān)于矩形鍛件表面最后加工余量可知，工件最小加工余量2b=4和2l=4 4） 毛坯技術(shù)要求 鍛件加工余量：鍛件應(yīng)保證合理的機(jī)械加工余量。如果鍛件機(jī)械加工的加工余量過大，則不僅浪費(fèi)了材料，同時(shí)造成機(jī)械加工工作量過大，增加了機(jī)械加工工時(shí)；如果鍛件機(jī)械加工的加工余量過小，使鍛造過程中產(chǎn)生的鍛造夾層、表層裂紋、氧化層、脫碳層和鍛造不平現(xiàn)象無法消除，則得不到合格的模具零件。 5. 制定凸凹模零件零件的機(jī)械加工路線 根據(jù)圖表面粗糙度和尺寸位置形狀精度要求，確定個(gè)加工工序如下： 平面加工：對(duì)于此零件上下平面表面粗糙度要求為0.8較高，也是接觸下模坐板和工件，因此銑削加工是優(yōu)先選擇，應(yīng)用最廣的立式銑床和萬能銑床的立銑加工，選用高速，小用量銑削，工件精度達(dá)IT8級(jí)，表面粗糙度達(dá)0.8，符合圖紙要求。查文獻(xiàn)2，可確定加工方案為粗銑》半精銑》精銑》磨削。 對(duì)于沖孔孔：對(duì)于次零件，由于孔的精度要求為IT7級(jí)，孔的表面粗糙度為0.8，經(jīng)查文獻(xiàn)2可采用：鉆孔》擴(kuò)孔》精絞孔來加工。鉆孔屬于粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)別為IT13~IT11，表面粗糙度50~12.5.擴(kuò)孔是用擴(kuò)鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度，降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)到尺寸公差等級(jí)IT11~IT10，表面粗糙度為12.5~6.3，屬于半精加工方法，常做絞削的預(yù)加工，絞孔是半精加工的基礎(chǔ)上對(duì)孔進(jìn)行的一種精加工方法。精絞尺寸精度IT6~7，表面粗糙度0.32~2.5。 由于零件外形帶有圓弧面，不是規(guī)則圖形，采用線切割較方面，線切割主要用于熱處理后較硬的工件，因?yàn)楣ぜ崽幚砗?0~64HRC，所以符合。線切割可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度0.005~0.01mm,表面粗糙度1.25~2.5，需要進(jìn)行最后進(jìn)行鉗工研磨，經(jīng)濟(jì)精度IT5~6級(jí)，粗糙度達(dá)到0.025~0.05。 1） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，因當(dāng)是零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求達(dá)到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的單件小批生產(chǎn)條件下，可以考慮采用式銑床加工和線切割機(jī)床。除此之外，還應(yīng)該考慮選定加工方法能否達(dá)到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合經(jīng)濟(jì)性的要求。 擬定工藝路線 1. 工序一 ：準(zhǔn)備毛坯 74*32*52 2. 工序二：熱處理 調(diào)質(zhì)28~32HRC 3. 工序三：銑削 將毛坯銑刀刨成六面體 4. 工序四： 粗銑上下面 粗銑上下面，留余量1.7 5. 工序五： 鉆、擴(kuò)、絞 按各孔的位置打工藝孔 鉆φ9的孔至通孔至φ8.8 絞φ9的孔至φ8.9 鉆φ12孔至深度至φ11.8 絞φ12孔至φ12 6. 工序六： 坐標(biāo)磨床 磨φ9的孔至圖樣要求 7. 工序七：對(duì)上下表面進(jìn)行銑削半精加工，留余量0.3mm 8. 工序八：熱處理 淬火 高溫回火60~64HRC 9. 工序九 線切割 按圖紙編制線切割加工程序并進(jìn)行線切割 加工 10. 工序十 精磨上下平面 11. 工序十一 鉗工 研磨凸凹模工作部分達(dá)到圖紙要求 12. 工序十二 終檢 2） 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇將直接影響到加工精度的高低，同樣作為定位基準(zhǔn)的部位加工質(zhì)量的好壞也影響到定位的準(zhǔn)確性和加工質(zhì)量，使安裝誤差和定位誤差增大，零件上的各個(gè)表面間的位置精度，是通過一系列工序加工后獲得的，這些工序的順序和原始的大小，標(biāo)注方式和零件圖上要求直接相關(guān)。選用基準(zhǔn)時(shí)有基準(zhǔn)重合、同一、自為、互為等原則，在使用時(shí)要注意。 該零件加工中，由于上下表面的精度要求比較高，可以采用互為原則。 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于此凸凹模，上表面可選擇下表面做為粗基準(zhǔn)。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于此零件，外形的加工由下表面作為基準(zhǔn)，研磨加工工序要求加工余量小且均勻，因此應(yīng)盡可能用加工表面自身為基準(zhǔn)，該表面的位置之間的位置精度應(yīng)由先行工序確定。 3） 工藝裝備的選擇 機(jī)床：選用的機(jī)床與所加工的零件相適應(yīng)，精度、尺寸規(guī)格等和生產(chǎn)率的要求等。該零件屬于小批量生產(chǎn)，因此用臥式床機(jī)床XA6132。線切割機(jī)床采用DK7752系列。 刀具：一般先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具根據(jù)該零件的工藝及實(shí)際條件確定其刀具為：圓柱銑刀、平行砂輪、主銑刀、定心鉆、鉆頭、砂輪、絞刀等，其線切割采用慢走絲機(jī)構(gòu)，采用單個(gè)脈沖能力小，脈寬窄，頻率高正極性加工，工作液采用去離子水。電極絲采用φ0.1~0.3mm。 4） 加工余量的確定及工序間尺寸與公差的確定 (1)加工Φ9 , Ra0.8 工序名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/ mm 工序間 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 尺寸公差/mm 表面粗糙度/μm 坐標(biāo)磨 0.1 H7（） 0.8 9 Φ9 0.8 精絞孔 0.1 H8() 0.8 9-0.1=8.9 Φ8.9 0.8 鉆孔 5.8 H13(） 16 8.9-0.1=8.8 Φ8.8 16 毛坯孔 8.8-5.8=3 Φ3 （2）加工 φ24 Ra0.8 工序名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/ mm 工序間 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 尺寸公差/mm 表面粗糙度/μm 鉗工研磨 0.015 h6（） 0.05 24 Φ24 0.05 線切割 0.01mm 2.5 24+0.015=24 .015 Φ24.015 2.5 銑削 1 1mm 6.3 31 31 6.3 毛坯孔 31+1=32 32 5） 切削用量的確定 正確選擇切削用量，對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低刀具損耗有重要意義。 工序1 備料 按74*32*52mm將毛坯鍛造成型。 由于要求凸凹模具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性，適合復(fù)合模落成沖孔，而且結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單所以選用鍛造比較合理。選用Cr12MoV高鉻模具剛。 選用三向鐓拔的方式鍛成方形毛坯。始鍛溫度1100-1120,終鍛溫度500-520,700以上風(fēng)冷。 圖3.1毛坯 工序2 退火 ：將工件加熱至Ac1或者Ac3以上（發(fā)生相變）或Ac1以下（不發(fā)生相變），保溫后，緩冷下來，通過相變已變成珠光體型組織，或不發(fā)生形變以消除應(yīng)力降低硬度的一種熱處理方法。 鍛件的退火工藝：選擇高溫保濕時(shí)間3h, 低溫降火溫度3h。 降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能和壓力工作性能。 細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，改善機(jī)械性能，為下步工序做準(zhǔn)備。 工序3 銑削：將毛坯外面氧化層，銑削成比較規(guī)則的圖形 選用背吃刀量ap=1mm, (1)刀具的選擇 銑刀的直徑的大小直接影響切削力，扭矩，刀具的損耗,不能任意選取，表3.1可作為初步參考。根據(jù)表3.1銑削銑削厚度ae<=5mm濕時(shí)候，直徑do=80mm,銑削深度 ap=31mm, 故應(yīng)根據(jù)銑削深度ap<=90mm,選擇 d=70mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，所以z=8. (2)選擇切削用量 1)決定銑削寬度ae 由于加工余量不大，故可在一次內(nèi)切完，則 ae =h=1mm 2) 決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)XA6132型銑床說明書，其功率為7.5KW，中等功率強(qiáng)度。 根據(jù)表3.3 fz=0.12~0.20mm/z 實(shí)取 fz=0.2mm/z。 4） 決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 根據(jù)XA6312型銑床說明書，選擇 nc=37.5r/min, Vfc=60mm/min 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 Vc=πd0nc/1000=3.14*70*37.5/1000=83m/min Fzc=Vfc/ncz=60/37.5*8=0.20mm/z 圖3.2銑削六個(gè)面 工序4 銑削;銑削上下平面，留余量1.7mm. 根據(jù)上面同理的采用同樣的切削用量。 圖3.3粗銑上下平面 工序5 鉆 擴(kuò) 絞 首相確定鉆削的切削用量 1） 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d=8.4mm。 鉆頭幾何形狀2.1：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，其參數(shù)2ψ=118α=7~15.β=24~32 2） 選擇切削用量 (1)按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.7，檔加工H12~13精度，鋼的強(qiáng)度800~1000Mpa,d=9mm時(shí)，f=0.17~0.21mm/r (2)按鉆頭強(qiáng)度決定經(jīng)給量：根據(jù)表2.8，依據(jù)強(qiáng)度和鉆頭直徑，其進(jìn)給量f=0.38mm/r 根據(jù)以上選擇f=0.21/r 圖3.4鉆、鉸沖孔及漏料孔 3)決定切削速度 根據(jù)查表Vc=17m/min 對(duì)于絞孔 采用手動(dòng)即可，對(duì)于工作部分采用坐標(biāo)磨床。 工序六 采用坐標(biāo)磨床磨φ9mm孔至圖紙要求，坐標(biāo)磨床具有定位裝置，用于磨削孔距精度要求很高的精密孔和成型表面磨床。 圖3.5 精磨沖孔 工序7 根據(jù)切削用量手冊(cè)查得 采用Vc=80m/min和fz=0.20mm/z 留余量0.3mm 如圖3.6 精磨上下平面 工序8 熱處理：采用二次硬化（1100~1120高溫淬火+500~520高溫回火三次）具有一定的熱硬性，在用于韌性不足而開裂、崩刃的模具上。 工序9 線切割采用單個(gè)脈沖能量小，脈寬窄，頻率高的電參數(shù)進(jìn)行加工。 根據(jù)材料Cr12MoV,采用DK7752慢走絲線切割機(jī)床，選擇工作液采用去離子水，脈沖寬度t1/us=8 脈沖間隔to/us=85 加工電流I/A=0.2，切削速度=13Vwi/mm2min-1，其采用黃銅絲0.1mm,單邊放電間隙0.02mm,凸凹模配合間隙0.02mm。 序號(hào) 程序段 B X B Y B J G Z 1 SC B 5000 B B 005000 GX L1 2 CD B 9050 B 7978 B 034056 GY NR2 3 DA B B 26042 B 026042 GY L2 4 AB B 9050 B 7978 B 034056 GY NR4 5 BC B B 26042 B 026042 GY L4 6 CS B 5000 B B 005000 GX L3 7 D 圖3.7 線切割加工 工序10 精密上下平面 采用圓形工作臺(tái)平磨查精密磨床砂輪寬度選用40bs/mm 其工作臺(tái)縱向進(jìn)給量f/(mm/r)=20,工件速度V/(m/min)=10, 磨頭單行程磨削深度ap(mm/st)=0.0215。 工序十一 研磨零件工作部分達(dá)到圖紙要求。 工序十二 檢驗(yàn)：按圖紙要求檢驗(yàn)合格 五、參考文獻(xiàn) 《模具制造工藝》，張榮清主編，高等教育出版社，2006年。 《模具制造工藝》，黃毅宏主編，機(jī)械工業(yè)出版社，1989年。 《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》，許發(fā)樾主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年。 《模具制造工藝學(xué)》，滕宏春主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年。 《模具零件的工藝設(shè)計(jì)與實(shí)施》，熊建武主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年。 《機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué)》，陳國(guó)香主編，清華大學(xué)出版社，2007年。 《金屬工藝學(xué)》，王英杰主編，高等教育出版社，2009年。 《機(jī)械制造裝備》，王鶴汀主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年。