1、模具制造工藝課程設計說明書院系：機電工程學院 班級：09材料（1）班 姓名：李澤米學號：20090310040140指導老師：黎秋萍時間：2012.06.25華東交通大學模具制造工藝學課 程設計任務書院系 機電工程學院 專業 材料成型及控制工程 班級09材料1一、課程設計任務（論文）題目：凹模機械加工工藝設計二、課程設計（論文）工作自 2012 年 6 月 11日起至.2012年 6 月29 日止。三、課程設計（論文）的內容要求：零件技術要求及結構分析，毛坯類型選擇及毛坯制造工 設計；零件機械加工工藝（選擇合理的加工方法擬定工藝路 線，基準的選擇，工序，工步的確定，及加工順序的安排， 加工余量

2、及工序尺寸的計算，設備及工裝的選擇等）設計； 熱處理工藝設計。設計必須按照課程設計的具體要求進行； 要求設計思路清晰、數據來源可靠、計算步驟清楚且結果正 確，圖面清晰規范，說明書有條理清楚。學生簽名：李澤米2012年6月11日課程設計（論文）評審意見評閱人 職稱年 月 日目 錄引言第一章零件的技術要求分析1.1 零件結構形狀分析 .1.2 零件技術要求分析1.3 零件結構工藝性分析 1.4 材料第二章工藝規程設計2.1 毛坯的選擇及確定制造形式 2.2 毛坯尺寸公差的確定 2.3 制定工藝路線第三章加工余量及切屑用量的設計3.1 切削用量的選擇及時間定額計算3.2 各工序切屑用量的計算3.3

3、熱處理工藝設計第四章機械加工工卡4.1機械加工工序卡總結引言本課程設計是在完成 模具制造工藝學學習的基礎上，為了 達到理論和實踐結合的目的而進行的，突出了模具設計基礎的應 用，以提供更準確，實用，方便的計算方法，正確掌握并運用沖壓 工藝參數和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應用提高自我 的模具設計和制造能力的綜合應用。對本人而言，我相信通過本次 課程程設計對自己未來從事的工作能有一定的作用， 從中鍛煉自己 處理問題、分析問題的能力，為今后很快的適應工作打下基礎。本課程設計包括以下幾個方面的內容：第一章凹模技術要求及結構分析1.1 零件結構形狀分析該零件從形體上分析其總體結構為平行六面體，上表

4、面有6哥直徑 為6的凹模通孔，中間為下凹的型腔，上面有一個長為 11.5寬為 2的通氣孔，因此其結構形狀較簡單。1.2 零件技術要求分析1.如圖可知，該零件形狀比較簡單，外形尺寸也不大。要求的尺寸 標注采用統一的基準即設計基準，零件內腔各表面的粗糙度要求較 高，下凹部分的表面粗糙度達到 Ra0.4。另外，該零件有一個固定 孔，其精度要求Ra為0.4,平面部分位Ra0.8。另外零件上孔比較 多，要求有一定的位置精度。零件上各孔的精度，垂直度和孔間距 要求。常用零件各孔徑的配合精度一般為IT7 IT6 , Ra0.4 1.6um. 對安裝滑動導柱的零件，孔軸線與上下模座平面的垂直度要求為 4 級精

5、度。零件上各孔之間的孔間應保持一致，一般誤差要求在 0.02mm 以下。1.3 零件結構工藝性分析零件的結構工藝性是指在滿足使用性能的條件下，是否能以較 高的生產率和最低的本錢方便地加工出來的特性。為了多快好省地把所設計的零件加工出來，就必須對零件的結構工藝性進行具體的 分析。零件切屑加工的結構工藝性涉及到零件加工時的裝夾、對刀、 測量、切屑效率等。零件的結構工藝性差會造成加工困難，耗費工時，甚至無法加工。結構工藝性好壞是相對的，與生產的工藝過程、 生產批量、裝配條件和技術條件等因素有關。 對于本零件，要求其 具有較高的強度，硬度，耐磨性，適用于連續落料沖孔，因此，它的工作條件還是還是比較惡劣

6、。該零件在模具中與上模配合起到成型零件的作用，單件或者和小批量生產。對工人的技術水平有一定 的要求。1.4 材料該零件材料為T10A,為高級優質碳素工具鋼、冷作模具鋼。含碳 量0.95%1.04%,價格便宜，來源方便，熱變形抗力底，鍛造溫 度范圍寬，因而適合鍛壓。但淬透性較差，易產生淬火變形，因而 熱處理時要注意。第二章工藝規程設計材料為T10A鋼，由于零件需要承受的沖擊載荷比較大，因此 選用鍛壓件。因為經鍛造后，工件的力學性能比鑄件好，使零件內 部組織細密，碳化物分布和流線分布合理，從而提高模具的質量和 使用壽命。鑄造能夠生產出形狀復雜的毛坯，但力學性能低于鍛件。 沖壓的生產率高，制品的尺寸

7、精確，互換性好，適合大批量生產。 另外選擇鍛件，可使零件金屬纖維盡量不被破壞，保持零件工作可 靠性。由于該零件坯料只需單件小批量生產，且零件坯料結構簡單， 查文獻9表2-10可選自由鍛。鍛造前的準備工序一般有：板材一 鍛造-退火-潤滑處理。2.2毛坯尺寸公差的確定如圖根據零件尺寸，B/mm=60mmH/mm=25nr)mt件長度L/mm=80mm 查模具制造工藝書中關于矩形鍛件表面最后加工余量表可知， 工件的最小加工余量為2B=55、2L=4+5加工余量及工序尺寸確定加工余量的方法有三種：查表法、分析計算法、經驗 估算法。1)查表法是根據個工廠的生產實踐和試驗研究積累的數據,先制成各種表格，再

8、匯集成手冊確定加工余量是查閱這些手冊， 再結合工廠的實際情況進行適當修改后確定。2 )經驗估計法是根據實際經驗確定加工余量。一般情況下，為防止因余量過小而產生廢品，經驗計的 數值總是偏大。因此其法常使用于單件小批量生產。3 ）分析計算法是根據確定加工余量的相關公式和一定的試驗資料，對影響加工余量的各項因素進行分析， 并計算確定加工 余量。這種方法比較合理，但是必須有比較全面和可靠的試驗資料。 因此當前只在材料十分貴重能夠以及軍工生產或少數大量生產的 工廠中采用。據圖1上零件粗糙度的要求，確定各工序加工路線如下：平面加工：對于此零件上表面由型面和型腔組成， 因此銃削加工 是優先選擇，應用最廣的是

9、立式銃床和萬能工具銃床的立銃加工，選 用高速、小用量銃削，工件精度可達 IT8,表面粗糙度為 Ra0.8最后 要留0.05的修光余量。對于Ra0.4的曲面可用磨削。經查文獻，要使 上表面的粗糙度達Ra0.8,可確定加工方案為粗銃一半精銃一精銃。 要使型腔內凹部分的精度達到 Ra0.4,可確定加工路線為粗銃一半精 銃一磨削?？准庸ぃ簩τ诖肆慵?，由于對孔的精度要求不太大，因此可采 用鉆孔一擴孔一絞孔來加工。鉆孔屬粗加工，可達到的尺寸公差等級 為IT13IT11,表面粗糙度值為Ra5012.5w m。擴孔是用擴孔鉆對已 鉆出的孔做進一步加工，以擴大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。 擴孔可達到的尺寸

10、公差等級為IT11IT10,表面粗糙度值為 Ra12.56.3w m,屬于孔的半精加工方法，常作較削前的預加工，也可 作為精度不高的孔的終加工。錢孔是在半精加工（擴孔或半精鏈）的 基礎上對孔進行的一種精加工方法。較孔的尺寸公差等級可達IT9IT6,表面粗糙度值可達 Ra3.20.2w m。2.3制定工藝路線制定工藝路線的出發點，因當是零件的幾何形狀、尺寸精度及位 置精度等技術要求能達到合理的保證。在生產綱領以確定的為單件小 批生產的條件下，可以考慮采用立式銃床加工。除此之外，還應當考 慮所選定的加工方法能否達到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合經濟性的要求。一、擬定工藝路線工序一：準備毛坯工序

11、二：熱處理工序三：銃4邊工序四：粗銃上下面工序五：鉆、擴、較工序六：坐標磨孔按 90X 70X 30調質 28-32HRC用銃床銃4邊至圖樣要求尺寸80X60粗銃上下面，留余量1.7按各孔位置打中心孔；鉆6孔至5.8絞6孔至6鉆3孔至2。9絞3孔至3鉆13.5孔至深度直徑到13.3絞13.5孔至13.38磨13.5孔至圖樣要求工序七：對上表面進行銃削半精加工，留余量 0.3mm工序八：對上表面進行銃削精加工，留 0.05mm余量工序九：精磨上平面、內腔至圖樣要求工序十：終檢二、切削加工內容確定1、工件的裝夾定位基準的選擇1 )夾具的選擇單件小批量生產首先采用各種通用夾具，也可采用組合夾具，結合

12、實際生產條件可知該零件選擇四爪卡盤、 平口鉗、 平行夾頭、火鉗等等2 )定位基準的選擇定位基準的選擇將直接影響到加工精度的高低， 同樣作為定位 基準的部位加工質量的好壞也影響到定位的準確性和加工質量，使安裝誤差和定位誤差增大，零件上的各個表面間的位置 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 始尺寸的大小，標注方式和零件圖上的要求直接相關。 選用基 準時有基準重合、同一、自為、互為等原則，在使用時要注意。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 為基準的原則。(1)粗基準的選擇對于此凹模，上表面可選擇下表面為粗基準。(2)精基準的選擇對于此零件，內腔的精加工和光整加

13、工工序要求加工余量小而均勻，因此應盡可能用加工表面自身為基準， 而該表面與其他表面 之間的位置精度應由先行工序來確定。2、工藝裝備選擇機床：選用的機床與所加工的零件相適應， 精度、尺寸規格等和生 產率的要求等。該零件是小批量生產，因此用通用機床 X62（主軸 轉速級數為18）,刀具：一般先采用標準刀具根據該零件的工藝及實際條件確定其刀 具為：圓柱銃刀、平行砂輪、主銃刀、定心鉆、鉆頭、砂輪、錢刀 等等。第三章 切削用量的選擇及時間定額計算3.1 切削用量的選擇及時間定額計算正確選擇切削用量，對保證加工質量、提高生產率和降低刀具損耗 有重要意義。因為該產品屬于小批量生產，在工藝文件上一般不規 定切

14、削用量，由操作者根據實際的情況自行決定。六個平面加工余量：1）粗銃 查表取粗銃后半精銃加工余量 z1=1.7mm用盤銃刀進給 速度為0.2m/min。半精銃半精銃后留磨削加工余量z2=0.3mm其鍛件毛坯如圖所示:3.2 各工序切屑用量的計算工序1備料 按90X 79X 30mm將毛坯鍛造成型。由于要求凹模具有較高的強度，硬度，耐磨性，適用于連續落 料沖孔，而且結構形狀簡單所以選用鍛件毛坯比較合理。為了滿足 為了滿足推件板的硬度和剛度要求，可選擇零件材料T10A鋼，刀具選YT30硬質合金刀。選用三向鍛拔的方式鍛成方形毛坯。始鍛溫度1050-1100C,終鍛溫度800-850C,700c以上風冷

15、，加熱時咬經常翻動，加熱時間為 1-1.5min,最后得到所要鍛件。工序2退火：將工件加熱到Ac1或Ac3以上（發生相變）或Ac1以 下（不發生相變），保溫后，緩冷下來，通過相變已獲得珠光體型 組織，或不發生相變以消除應力降低硬度的一種熱處理方法。鍛件的退火工藝：選擇高溫保溫時間 3h,低溫降火時間3h。退火主要目的：（1）降低硬度，提高塑性，改善切屑加工性能和壓力工作性 能。（2）細化晶粒，調整組織，改善機械性能，為下步工序作準 備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻， 正火的效果 同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切屑性能， 也有時用于對一些要求不高的的零件作為最終熱

16、處理。淬火是將鋼加熱到臨界溫度 Ac3 （亞共析鋼）或Ac1 （過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體1化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到 Ms以下（或Ms附近等溫） 進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅 合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的 熱處理工藝稱為淬火。回火是將淬火鋼加熱到奧氏體轉變溫度以下，保溫1到2小時后冷卻的工藝?；鼗鹜桥c淬火相伴，并且是熱處理的最 后一道工序。經過回火，鋼的組織趨于穩定， 淬火鋼的脆性降低， 韌性與塑性提高，消除或者減少淬火應力， 穩定鋼的形狀與尺寸，防止淬火零件變形和開裂，高溫回火還可以

17、改善切削加工性能工序3銃4邊：銃4邊至圖樣要求尺寸工序3粗銃上下面： 粗銃上下面，留余量1.7工序5鉆、擴、錢、鏈孔在立式加工中心按各孔位置打中心孔； 查金屬機械加工工藝人員手冊按照基孔制4級精度得：3的孔鉆孔后留給絞孔余量為0.1mm;6的孔鉆孔后留給絞孔的余量為 0.2mm;13.5的孔鉆孔余量為0.2Mm,磨削前加工余量為0.12mm,因此確定孔的加工工序如下:鉆6孑L至5.8 絞6孔至6 鉆3孔至2。9 絞3孔至3鉆13.5孔至深度直徑到13.3絞13.5孑L至13.38工序6在坐標磨床上磨 13.5孔至圖樣要求，坐標磨床具有精密坐標 定位裝置，用于磨削孔距精度要求很高的精密孔和成形表

18、面的 磨床。工序7:對上表面進行銃削半精加工，留余量 0.3mm工序8:工序9:精磨上平面、內腔至圖樣要求工序10:檢驗：按圖紙檢驗是否符合要求3.3熱處理工藝設計該零件材料為T10A,為高級優質碳素工具鋼、冷作模具鋼。含碳量0.95%1.04%,價格便宜，來源方便，熱變形抗力底，鍛 造溫度范圍寬，因而適合鍛壓。但淬透性較差，易產生淬火變形， 因而熱處理時要注意。綜合考慮，具熱處理工藝如下所示： 一、滲碳：1、操作前準備：對滲碳爐進行各方面的檢查，如管道、滴油器、 排氣管。2、升溫：爐子先升溫，600c啟動風扇，800c時滴注煤油，并 一直升溫到滲碳溫度930 Co3、 裝爐：裝入工件應保證料

19、筐中有充夠的間隙，以便氣體流通。 料筐吊入爐膛，蓋上爐蓋，鎖緊爐蓋上的螺母，使爐蓋密封。4、 送電、升溫、開風扇并開滴油器以 150180滴/分的速度， 滴入爐內排氣。同時點燃排氣管，經過30分鐘后，爐內排氣結束，火焰高度穩定，一般為80100mm長，呈淺黃色。5、 保溫及強滲碳 爐溫控制在930C,滴油改為120150滴/分, 保溫120分鐘。6、 擴散改滴油為4060滴/分，開始擴散，爐溫保持930C,保溫60分鐘。7、 降溫 溫度降至830850c均熱30分鐘，停止供油，打開爐 蓋，出爐空冷。注意：為了預防氣體滲碳爐爆炸事故，在爐溫未升到600650c前，不應向爐內滴入煤油。二、重新加熱

20、淬火，原均勻細小碳化物，即可成為結晶核心，又可防止晶粒長大，因而淬火后是細小的馬氏體和彌散的碳化物。三、三、低溫回火，升溫到200C,保溫2小時出爐空冷，以消除應力， 穩定組織。第四章機械工藝卡4.1機械加工工序卡模 具 名 稱鏈板復合沖裁模機械加工工藝過程卡毛胚種類板料共1頁每 臺 件 數1零件 名稱固定板材料牌號45鋼第1頁工序工序名稱工序內容設備工序簡圖1 下料 按90 X 70 X 30鍛或火焰切割鍛造毛坯2熱處理調質 28-32HRC3銃4邊銃4邊至圖樣要求尺寸銃床4J粗銃二卜面粗銃上卜面，留余量1.7銃床粗銃固定孔留余鉆6孑L至5.8擴、較、量0.5絞6孔至6鋒孔鉆3孔至2。9絞3孔至3鉆13.5孔至深度直徑到13.3絞13.5孑L至13.38磨孔在坐標磨床上磨坐標磨床銃削半精加工銃削精加工精磨上13.5孔至圖樣要 求對上表面進行銃削半精加工，留余量0.3mm對上表面進行銃削精加工，留0.05mm余量精磨上平面、內腔至圖樣要求銃床銃床平面磨床10終檢檢查尺寸等