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1、课 程 设 计课 程 模具制造工艺学 题 目 推杆固定板机械加工工艺设计 院 系 机电分院 专业班级 09材料（2）班 学生姓名 钟成昌 学生学号 20090410210232 指导教师 周六如 2012 年12月2日 目录 一零件的技术要求分析1.1零件的作用1.2零件技术要求分析1.3硬度等机械性能要求1.4零件结构工艺分析二毛坯的选择及工艺分析2.1选择毛坯的类型2.2毛坯制造工艺设计三机械加工工艺设计3.1零件的机械加工工艺过程（工艺路线）3.2工序内容的确定四机械加工工艺过程卡4.1机械加工工序卡五 总结本课程设计是在完成模具制造工艺学学习的基础上，为了达到理论和实践结合的目的而进行
2、的，对本人而言，我相信通过本次课程设计对自己未来从事的工作有一定的作用，从中锻炼自己处理问题、分析问题的能力，为今后很快的适应工作打下基础。 第一章 零件技术要求及结构分析固定板按其结构形式可分为整体式。按固定板的形状大致可分为回转曲面和非回转曲面两种。对回转曲面的固定板，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的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，该工艺不需要特殊的加工设备，采用通用机床切除固定板的大部分多余材料，在由钳工精加工修整。它的劳动强度大，生产率低，质量不易保证。在制造过程中应充分利
3、用各种设备的加工能力，尽可能减少钳工的工作量。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，可以大大的提高生产效率，保证型腔的加工质量。但工艺准备周期长，在加工中工艺控制复杂，有的还污染环境。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，可以加快模具的研制速度，缩短模具的生产周期，优化模具制造工艺和结构参数，提高模具的寿命。这种方法是模具制造技术的方向。1.1零件的作用题目所给的零件是型芯固定板机械加工工艺设计（如图1.1），模具在工作时，凸模要承受很大的冲裁力，这个力通过型芯的固定端传递到上模座。如果作用在模座上的力大于其许用应力时，就会在模板
4、上压出凹坑，从而影响型芯的正确位置。为了避免模座的损坏，在型芯固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板与模座之间，因为同样的原因也需要加装一块垫板。模具在工作时，型芯要承受很大的冲裁力，这个力通过型芯的固定端传递到上模座。如果作用在模座上的力大于其许用应力时，就会在模板上压出凹坑，从而影响凸模的正确位置。为了避免模座的损坏，在型芯固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板与模座之间，因为同样的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的垫板型号。一般垫板的的形状和尺寸大小与凹模板相同。材料选用 T7、T8 钢，热处理的淬火硬度为48 52
5、HRC。 图1.1 推杆固定板机械加工工艺设计（材料45）1.2零件技术要求分析一、上下表面技术要求A上下两配合面以保持平行，平行度偏差不超过0.02。B固定定模型腔的螺纹孔位置应该与定模座板孔一致，而且要求螺纹孔的数值与上下表面垂直。二、固定板的加工表面及其位置要求加工表面包括上下配合表面和四个侧面六个环形（内环半径为12.5mm，外环半径为15mm）的固定板表面、个半径为1mm的浇口、个M10的螺纹孔和一个12mm套孔。C与A、B面垂直度误差不超过0.020mm，所以孔和螺纹孔与下表面垂直，个加工表面满足图纸上的加工要求，即上表面粗糙度不超过0.8m，所有浇口表面的粗糙度不超过1.6m，其
6、余表面粗糙度不超过3.2m。三、图纸总体分析如图1.1所示，该长为170mm，宽为145mm，高为20mm的板类零件，它由4个部分成型面，浇口、浇注系统和4个螺纹孔组成。其中4个螺纹孔用于安装连接固定定模座板.。1.3硬度等机械性能要求 45钢是最常用的碳素结构钢，用于强度要求较高、韧性中等的零件，常在调质或正火状态下使用。45钢调质后再高频要比未调质高频效果要好得多.高频淬火的主要原理是通过快速加热获得较大的过热度.奥氏体晶粒来不及转化而保持较细的晶粒来达到强化的目的.调质主要是为了使组织均匀化,增加高频淬火时奥氏体形核数量,避免碳偏析形成软点,有利于细化晶粒.因此高频后性能较好.1.4零件
7、结构工艺分析零件的结构工艺性是指在满足使用性能的条件下，是否能以较高的生产率和最低的本钱方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行具体的分析。零件切屑加工的结构工艺性涉及到零件加工时的装夹、对刀、测量、切屑效率等。零件的结构工艺性差会造成加工困难，耗费工时，甚至无法加工。结构工艺性好坏是相对的，与生产的工艺过程、生产批量、装配条件和技术条件等因素有关。对于固定板可做如下分析：（1）由图可知，结构尺寸都是规范化的，这样可以采用标准刀具和通用量具，使生产成本降低。（2）型腔的结构形状简单，布局合理，并且各加工表面相互平行或垂直，这样方便了加工和测量。（
8、3）型腔对于各表面的精度和表面粗糙度要求合理。（4）该零件，便于安装，易于定位，夹紧可靠，有相互垂直的表面，基本能在一次装夹加工中完成。第一章 毛坯的选择及工艺设计2.1选择毛坯的类型一、毛坯选择依据确定毛坯主要考虑下列因素：a.零件的材料及力学性能零件材料大致确定了毛坯的种类，而力学性能的高低。也会一定程度上的影响毛坯的种类，如力学性能的要求较高的钢件，其毛培最好用锻件而不用型材。本零件选用锻件为佳。b.生产类型不同的生产类型决定厂不同毛坯制造方法。在大批量生产中，应采用精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法。该零件为锻件，因采用模锻口还应考虑用新工艺、新技术和新材料的可能性。c.零件的结构
9、形状和外形在从分考虑上述两种因素外，有时零件的结构形状和外形也会影响毛坯的种类和制造方法。该设计为板类零件应选用锻件制坯。为了满足定模板硬度及刚度要求，可选择零件材料为45钢。查文献5表1-1可知，45钢为中碳钢，热处理状态为退火或正火，其HB为175225，可用硬质合金和高速钢刀进行切屑加工。考虑到注射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9表2-10可选自由锻。二、毛坯结构尺寸的确定毛坯形状和尺寸，基本上取决于零件形状和尺寸。零件和毛坯的主要差别，在于在零件需要加工的表
10、面上，加上一定的机械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造时，同样会产生误差，毛坯制造的尺寸公差称为毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小，直接影响机械加工的劳动量和原材料的消耗，从而影响产品的制造成本。所以现代机械制造的发展趋势之一，便是通过毛坯精化，使毛坯的形状和尺寸尽量和零件一致，力求作到少、无切削加工。毛坯加工余量和公差的大小，与毛坯的制造方法有关，生产中可参考有关工艺手册或有关企业、行业标准来确定。 毛坯尺寸2.2毛坯制造工艺设计锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件
11、的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。板类毛坯是用板材冲裁出来的可以是圆形，也可以是八边形或六边形。在用于锻造前的一些准备工序一般有：板材冲压退火润滑处理锻造第三章、机械加工工艺设计3.1零件的机械加工工艺过程（工艺路线）一、 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能达到合理的保证。在生产纲领以确定的为单件小批生产的条件下，可以考虑采用立式铣床加工。除此之外，还应当考虑所选定的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。据图1.1上零件粗糙度的要求，确定各工序加工路线如下：平面加工：查文献3图
12、2-1，要使外四侧的粗糙度达1.6m，可确定加工方案为粗铣半精铣精铣，要使配合面的精度达到0.8m，可确定加工路线为粗铣半精铣磨削。孔加工 ：查文献3图2-2，要使直径为12mm的孔直径为10mm的螺纹的粗糙度值不超过3.2m，可确定加工路线为钻孔扩孔攻螺纹。型腔和浇注系统加工：四个型腔和浇注系统要求精度值0.2m，可确定加工方案为粗铣半精铣粗磨精磨。工艺路线方案：工序1 备料 按17014520锻造毛坯工序2 热处理 退火硬度小于等于240工序3 铣4边 铣4边至图样要求尺寸工序4 粗磨上下面 粗磨上下表面，留余量0.4工序5划线 划4*M10 16 10孔中心线工序6 铣浇道 铣浇道圆球铣
13、SR4工序7加工孔系 加工16 10 4*M10孔工序8 铣型腔及浇口工序9 攻螺纹工序10热处理工序11磨六个面工序12磨所有型腔及浇道，浇口工序13检验3.2工序内容的确定一、机械加工的内容设计1.工件的定位装夹、定位基准的选择（1）工件的定位装夹工件定位的方法有三种： （a）直接找正法定位直接找正法定位是利用百分表、划针或目测等方法在机床上直接找正工件加工面的设计基准使其获得正确位置的定位方法。这种方法的定位精度和找正的快慢取决于找正工人的水平，一般来说，此法比较费时，多用于单件小批生产或要求位置精度特别高的工件。 (b）划线找正法定位 划线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待
14、加工处预先划出的线段找正工件，使其获得正确的位置的定位方法。 此法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。 (c) 使用夹具定位夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量生产中。（2）定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现问题，更为严重的还会造成零件大批量的报废，使生产无法正常进行。（a）粗基准的选择因为定模板型腔属于板类零件，根据基准选择原则可选用下表面为粗基准。(b)精基准的选择主要应该考虑基准统一原则。采用同一基准可以简化加工工艺和夹具的设计与制造工作，减少加工中的位置误差。定
