模具制造工艺学课程设计

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1、1717 湖 南 铁 道 职 业 技 术 学 院 目录前言一、 零件图样分析11. 零件作用2. 工艺分析 二、 工艺规程设计2 三、 加工工序比较5四、 模具制造工艺设计61. 确定毛坯的制造形状2. 选择加工设备及刀、夹量具3. 加工余量4. 制造工艺路线五、 确定基本用量和基本用时131. 粗精铣各面2. 磨六面3. 刨型面4. 钻、扩孔5. 磨型面 6. 精磨六、 填写工艺卡18七、 参考文献19八、 结束语17前言模具制造工艺学课程设计是在是我们学习模具制造工艺学、模具设计、工程材料、模具材料、机械制造基础、机械设计基础后对我们学习的一次检验与运用，理论联系实际，也是对我们以后的毕业

2、设计奠定良好的基础。随着模具工业的迅速发展，模具制造工艺也显的尤为重要，一个好的工艺能保证工件的质量，缩短制造周期等。通过这次课程设计，我们学会如何运用查阅有关手册，图表等技术资料及编写技能。从我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的机械行业进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。并且初步具备能设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。为今后的毕业设计及将来从事的工作打下了良好的基础。一.零件分析1.2.1.1零件的作用冲空切边凹模是模具的重要的工作零件,它与凸模配合加工出所需产品,并且废料丛孔11及型面R30中落下，及在11的下面有13的快速落料孔，能够高效率

3、的加工产品，该零件通过两个销孔8与下模座定位，再通过四个螺纹M10紧固，完成加工产品的任务。 1.2.1.2工艺分析由零件图可得知，其材料为 r12MoV,是一种应用广泛的冷作模具钢，具有很高的淬透性，耐磨性，强度高。淬火时，体积变法小，与r12钢相比，其热加工性和冲击韧性均较好些，碳化物偏析较小。该零件的主要特征是由六个平面，两个阶梯孔，两个销孔，四个螺纹孔及一个圆弧的型面。所以该零件加工主要是型面，阶梯孔、销孔、螺纹孔及面的加工，B面的表面粗糙度Ra0.8，且是一个加工较复杂的型面，所以他的好坏直接影响产品的表面的质量和形状，因此在加工时应将平面和型面同时加工好。2&11的凹模孔的尺寸精度

4、要求较高，但两孔距尺寸精度要求也高，精确达到0.05mm,所以直接影响工件孔的位置，同时2&11孔的内表面粗糙度Ra为0.8。同时外平面对A面的垂直度为0.025，同时两个平面的平行度为0.05。其中下表面磨平与凹模固定板配合，其余平面的表面的粗糙度Ra为3.2.，只需经过粗磨就能达到要求。零件热处理硬度为6064HRC，淬火后需经过3到4次回火。其硬度要比凸模的硬度要高，因为凸模的修磨要比凹模修磨容易，且直接影响整幅模具的寿命。二.工艺规程设计1.2.2.1毛坯的形状及尺寸该零件毛坯需经过锻造加工成一个矩形方块，又知模具零件为单件生产，此外为改善金属组织和加工性能，锻造后安排退火处理，根据零

5、件图的尺寸参考文献（1）表5-33可得知毛坯的尺寸长114mm宽72mm高34mm1.2.2.2定位基准的选择工序加工余量mm工序尺寸公差工序尺寸mm粗铣六面1.5IT12110.8磨六面0.3IT10110.3钻铰孔8.5. 7.8 10.7 12.8IT10刨圆弧型面4.5磨圆弧型面0.4精磨0.1三.制定工艺路线由于生产类型为单件生产，故采用通用机床配以通用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应降低生产成本。（1）工艺路线一：工序1：粗铣 粗铣加工六面，保证加工尺寸，单边留0.5mm的加工余量。工序2：磨 磨平面保证平行度与垂直度要求，单边留0.2mm的余量。工序3：钳工

6、划型面轮廓线及各孔定位孔线。工序4：刨 刨圆弧型面.，留0.5mm的加工余量。 工序6：钻/铰 钻4M10至48.6，28至27.8，211至210.7，213至212.8，再精铰10.7的孔工序7：钳工 钻螺纹底孔、攻螺纹即达到图纸要求。查（表1.47）工序8：检验 根据前面的工序尺寸检验初级产品是否合格。工序9：热处理 热处理硬度达6064HRC。工序10：磨平面 磨六面达图纸要求。工序11：磨型面 在万能夹具上精磨型面，达图纸精度要求工序12：磨 研磨型孔，达图纸尺寸要求。工序13：钳修 边角去锐倒钝工序14：检验 入库工艺路线二：工序1：粗刨 粗刨加工六面，保证加工尺寸，单边留0.5m

7、m的加工余量。工序2：磨 磨平面保证平行度与垂直度要求，单边留0.2mm的余量。工序3：钳工 划刃口轮廓线和销孔线。工序4：刨 按轮廓线刨削凸台，留0.2mm的精加工余量。工序5：钳工修正 保证平面平整，余量均匀。 工序6：钻/铰 钻4M10至48.6，28至27.8，211至210.7，213至212.8，再精铰10.7的孔工序7：铣 刨圆弧型面.留0.5mm的加工余量。工序8：磨 磨圆弧型面，留0.1mm的精加工余量。工序9：热处理 淬（回）火硬度6064HRC。工序10：精磨 精磨各型面和平面达到设计要求。工序11：钳工 修配去毛刺 。工序12：检验 最终检验。就以上两个方按分析，两个方

8、按的工序也差不了多少，通过仔细对比与分析，方按一要更合理一些。故选择工艺方按一。1、 刨铣六面的时候，铣平面比刨平面质量更符号要求，平面度和垂直度更能保证。2、 铣刀比刨刀的刚性要好，铣刀有多个切削刃，切削时不易磨损，而刨刀在切削时，特别是切削高强度钢材时容易崩刃。3、 刨和铣圆弧型面时，刨刀更符号工艺性，刨刀能通过点接触，刨出来的圆弧型面更加平整，更有利于磨削加工。而铣圆弧型面时铣出来的是多个小平面，对精度加工不利。4、 刨型面的时候，还留有精加工余量，在后面还需增加一道精加工工序。在装夹的时候容易产生误差。而其余平面可以通过粗精铣加工就能达到要求。四.模具制造工艺设计1、选择加工设备及刀、

9、夹量具由于生产类型为单件生产，故加工设备可选通用机床。工艺装备选通用量具、夹具，标准刀具的生产线加工。工件在个机床的装卸及个机床间的传递均以人工完成。1、 粗加工毛坯铣六面，考虑到工件的定位，夹紧方式及刀具的选择等问题。平面立铣选择X52K立式铣床。（参考文献（1）表7-58）选择D=100mm的面铣刀，通用夹具（虎钳）和游标卡尺200mm。（参考文献（3）表11-43）2、 磨平面，由于是磨削矩形六面体都是平面，且要保证平行度及垂直度求，选择MM7112卧轴矩台片面磨床（参考文献（2）表4-173）。选择平行砂轮（JB1193-71代号P D=20mm H=10mm），通用夹具和游标卡尺，9

10、0度角尺，百分表。3、 钳工划线，根据冲空切边凹模的形状，须采用铣头划规（画圆弧）固定式划针盘（画平行线和垂直线） 规格JB1ZQ7001.P5.42.30.00。4、 刨圆弧型面，由于冲空切边凹模尺寸不大且单件生产，选择B6025牛头刨床。（参考文献（2）表8-62）5、 钳工修正 长度为75mm不连柄的平角划刀。（参考文献（3）6、 加工销孔 工序6钻扩铰2-10.8。然后扩孔至213孔，孔深20mm，钻孔选用Z33S-1摇臂钻床（文献（2）表2-4），选用锥柄麻花钻，10.8锥柄机用锥柄麻花钻，13的扩孔钻。同理，钻4-M10的螺纹孔及2-8的销孔，都选用Z33S-1摇臂钻床（文献（2）

11、表2-4），选用8.6、7.8锥柄麻花钻，8的绞刀加工2-8的销孔，选用通用夹具，游标卡尺及塞规。 7、 工序2、10选用平面磨床MM7112。采用分度盘和万能夹具,选择砂轮PA46KV6P35040120的平行砂轮.X52K立式铣床的主要参数工作台工作面积（宽长）（毫米）-3201250 工作台最大纵向行程（手动/机动）（毫米）-700/680 工作台最大横向行程（手动/机动）（毫米）-255/240 工作台最大升降行程（手动/机动）（毫米）-370/350 T型槽数 -3 T型槽宽度（毫米） -18 T型槽间距离（毫米） -70 主轴锥度 -7：24 主轴孔径（毫米） - 29 刀杆直径（

12、毫米） -32：50 主轴的前轴承直径（毫米）-90 主轴轴向移动距离（毫米）-70 立铣头最大回转角度 -+/-45。 部件间主要尺寸主轴端面到工作台面间的距离 最 小（毫米） 30 最 大（毫米） 400 床身垂直导轨到主轴中心线的距离（毫米） 350 主轴转速种数 18 主轴转速范围（转/分） 301500 工作台进给量种数 18 工作台纵向进给量范围（毫米/分） 23.51180 工作台横向进给量范围（毫米/分） 15786 工作台升降进给量范围（毫米/分） 8394 工作台纵向快速移动量（毫米/分） 2300 工作台横向快速移动量（毫米/分） 1540 工作台升降快速移动量（毫米/分

13、） 770 动力、体积及重量 主传动电动机功率（Kw） 7.5 主传动电动机转速（r/min） 1460 进给电动机功率（Kw） 1.5 进给电动机转速（r/min） 1400 MM7112主要参数加工范围长x宽x高=350x125x300工作台尺寸：宽x长=125x350工作台行程：横向：170 纵向：380M7150加工范围长X宽X高=3000X500X600 内圆磨72-A：最小加工孔径6, 6-7之间孔长度不能超过20，否则磨不来最大加工孔径：320五.确定基本用量和基本用时1、粗铣：由参考文献（1）取粗铣的每齿进给量f为0.2mm/z ，a=2mm z=16参考文献（5）。取粗铣的主

14、轴转速为150r/min。又因前面选定铣刀直径D为100，故相应的切削速度为：V=m/min=47.1m/min校核机车功率由参考文献（1）得到切削功率P为P=167.910 afaznk P 取Z=16齿 n=2.5r/s a=168mma=2 f=0.2mm/z K=1将它们代入公式得P=167.9100.90.216816251=6.62kw参考文献（1）表得机床功率为7.5kw 若取功率为0.75则7.50.75=5.625kw6.62kw故重新选择主轴转速为118r/min则用面铣刀铣端面V=m/min=37.05m/min将其代入公式P=167.9100.90.2168101=5.

15、21kw5.625kw故机床功率足够。2、时间定额计算机动时间，由参考文献（1）表12-3得计算公式：粗铣时：铣上、下端面为T=2=2=0.775 min铣前、后面时T=2=2=0.48min铣左、右面时T=2=2 min另半精铣时由于刀具不变，但进给量减少，切削速度增加，所以据查表可得及推算，半精铣时的加工时间为2分钟。T=0.62+0.775+0.42+2=3.815min3、工序20、磨平面1） 选择砂轮选择砂轮JB1193-71。DH=20mm10mm的平行砂轮 2）切削用量的选择，砂轮转速n=1500r/min,见机床说明。V=5.652m/min,横向进给量f=0.5D=10mm

16、/ 双行程 工件速度V=16mm/min深度进给量f=0.024mm/双行3）切削工时， T= 见工艺手册表6.2-8式中L=加工长度，L=l+Dm+10B=砂轮宽度 Z单面加工余量 Z=0.2mmb加工宽度K系数1V工作台移动速度f工作台往返一次砂轮切深进给量f工作台往返一次横向进给量磨削六个面，上、下面t=3.72min侧面t=2.62min前后面t=2.77minT=4.72+2.62+2.77=9.11min3、刨刀圆弧型面1） 刨刀的选择选用WCr4V刀具，刀杆横截面BH=1625 参考文献（5）表10-402） 选择牛头刨床，最大行程长度L=250mm。参考文献（2）表8-62 刨

17、圆弧选用切削速度 查文献（5）表10-40V=19.6 m/min取T=120 t=2mm S=1.8mm/双行程机动时间T=3.04minn= =57次/min 查 表11-1式中，B刨削的宽度 B=50mmT=切削深度 S=每双行程的切刀进给量 s=1.8mm/每双行程U=机床的平均速度L切刀或工作台的行程长度L=l工零件的长度 l= 2*D/2D为圆弧直径=22l切刀切入深度 l=3.5mm 表11-1l切刀的超出长度 l=2mm 表11-1l附加长度单件小批生产l座工件行程开始刀具（滑座）或零件工作台的超出长度 见表11-2l工作行程结束时刀具（滑座）或零件工作台的超出长度l+ l=2

18、00mm2、工序20、磨平面2） 选择砂轮选择砂轮JB1193-71。DH=20mm10mm的平行砂轮 2）切削用量的选择，砂轮转速n=1500r/min,见机床说明。V=5.652m/min,横向进给量f=0.5D=10mm / 双行程 工件速度V=16mm/min深度进给量f=0.024mm/双行3）切削工时， T= 见工艺手册表6.2-8式中L=加工长度，L=l+Dm+10B=砂轮宽度 Z单面加工余量 Z=0.3mmb加工宽度K系数1V工作台移动速度f工作台往返一次砂轮切深进给量f工作台往返一次横向进给量磨削六个面，上、下面t=1.32min侧面t=4.62min前后面t=0.77min

19、T=1.32+4.62+0.77=6.71min5、 工序60、销孔加工 在加工孔的时候都要先加工定位孔加工表面加工方法余量mm工序尺寸mm210.6通孔钻0.610.6212.8深20mm扩0.212.848.6通孔钻8.627.8通孔钻0.27.8210.6孔精铰0.110.91)钻孔10.6确定进给量f：参考文献（1）表7-7210.6孔的进给量f=0.3mm/r。根据机床说明书现取f=0.25mm/r. 切削速度根据切削手册表2.13及表2.14，查切削速度 V=18m/min.所以n=988r/min根据机床说明书取n=950r/min故实际切削速度V= =17.3m/min切削工时

20、T=（L+0.35d）/s分S分=fT=0.184min式中s分为每分钟进给量以上是钻一个孔的时间，因此两个孔的时间为t=T2=0.2842=0.368min其余的加工时间可通过加工210.6的通孔推算出其值及有T约等于2分钟，包括绞孔其参考文献（4）表7-33上的2分钟为钻孔及绞孔的加工时间。2)扩孔10.6进给量f=2.2f=2.20.25=0.55mm/rV= 根据有关手册和机床说明= 17.3=8.65m/minn=345r/min根据机床参考数选择n=340r/minV=8.5m/min加工工时计算T=（l+0.3d）/s分T=（50+0.310.9）/0.55340=0.31min

21、以上为扩一个孔的时间，故本工序的机动工时为t=2T=0.312=0.62min6、辅助时间参考文献（1）表25-41确定表2-5所示操作内容每次需用时间钻2-10.6精铰210.9扩212.8操作次数时间次数时间次数时间主轴变速0.02510.02510.025变换进给量0.02510.02510.025移动摇臂0.01540.0620.0310.015开降钻杆0.01540.0620.0320.03装卸套筒刀具0.0610.0610.0610.06卡尺测量0.120.20.2开停车主轴运转清除铣屑0.0150.020.04塞规测量20.250.5装卸工件时间参考文献（1）表2.5-42由于篇

22、幅有限所以作出以上仅供参考辅助时间T=4.105min机动时间T=0.4+0.35+0.27+0.33+0.02+0.006+0.01+0.284+0.084+0.084+0.056=2.58min7、加工总时间T= T+ T=2.105min+1.58min=3.685min工序10磨圆弧型面1）选择砂轮选择砂轮PA46KV6P35040120的平行砂轮见工艺手册第三章磨料选择各表。其含义：磨料为铬刚玉，粒度为46号，陶瓷结合剂，6号组织，平行砂轮，其尺寸为35040120（DBd） 2）切削用量的选择，砂轮转速n=1500r/min,见机床说明。V=26m/min,横向进给量f=0.5B=

23、20mm / 双行程 工件速度V=16mm/min深度进给量f=0.024mm/双行3）切削工时， T= 见工艺手册表6.2-8式中L=加工长度，L=l+Dm+10B=加工宽度 Z单面加工余量 Z=5mmb 加工宽度K系数1V工作台移动速度f工作台往返一次砂轮切深进给量f工作台往返一次横向进给量 T=0.487 min精磨圆弧型面及六面1）精磨圆弧选择砂轮：选择原砂轮。只是把进给量调整到2）精磨下底面a.选择砂轮JB1193-71。DB=40mm20mm的平行砂轮 b.切削用量的选择，砂轮转速n=1440r/min,见机床说明。V=26m/min,横向进给量f=0.5B=20mm / 双行程

24、工件速度V=12mm/min深度进给量f=0.015mm/双行c切削工时， T= 见工艺手册表6.2-8式中L=加工长度，L=l+Dm+10B=加工宽度 Z单面加工余量 Z=0.1mmK系数0.8V工作台移动速度f工作台往返一次砂轮切深进给量f工作台往返一次横向进给量T=0.135min六.工艺卡附后七.零件图附后参考文献1.赵如福主编 . 机械加工工艺人员手册. 上海科学技术出版社. 19792 金属切削机床手册 机械工业出版社 .19673 机械加工工艺设计手册 航空工业出版 .4.上海金属切削协会 金属切削手册 上海科学技术出版社 19845.艾兴.肖诗钢编 切削用量手册 机械工业出版社

25、 19856.赵家齐编著 . 机械制造工艺学课程设计指导书. 机械工业出版社. 1994 设计总结课程设计是检验我们在校期间对专业知识的掌握和熟练程度，是对我们所学专业知识的一次检验。这次课程设计是对我们所学知识的一次综合运用，把所学的知识运用到实际模拟加工中。通过这次的工艺设计，巩固且扩充了“模具制造工艺”等课程所学的内容，初步掌握了机械零件工艺设计的方法与步骤，知道如何运用相关资料、书籍与手册、图表等来查阅设计中所需的相关数据与内容。且学会了如何综合运用本专业所学课程的理论去指导实际生产的知识。进行模具工艺课程设计工作的实际训练，培养和提高了独立工作的能力与人合作的能力，做到为了设计而去设计。但在本次设计过程中，我发现自己的专业知识掌握的不牢固，意识到自己还有很多不足之处，幸亏有老师为我们排忧解难。课程设计不只是单一地加强了对专业知识的了解，还使我们在其他方面的能力也得到了很大的提高。在此，我真心地感谢唐新兴老师对我们的耐心指导与关心,让我很顺利地完成了这次课程设计。当然，设计中还有很多的不足的地方，但由于时间的仓促，加上自身专业水平有限,在设计中出现的一些欠妥和错误之处,恳请老师批评与指正，不甚感激。 设计人：容道能2007年12月24日 1