倒装复合模卸料板(件5)加工工艺规程设计计算说明书.doc
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1、设计计算说明书课 程 名 称: 模具制造技术课程设计 题 目: 倒装复合模卸料板(件5)加工工艺规程设计 学 院 名 称: 机械工程学院 专 业: 材料成型及控制工程 班 级: 091班 姓 名: 杜克方 学 号 09403070102 定稿日期:2012 年 6 月 1 日25目 录目 录11 准备工作31.1 拆画零件图31.2 生产纲领及生产类型确定41.3 零件工艺性分析71.4 毛坯选择82 工艺过程设计92.1 定位基准选择92.2 零件表面加工方法选择92.3 制订工艺路线103 定量设计123.1 加工余量确定123.2 毛坯尺寸确定133.3 设计毛坯图134 工序设计144
2、.1 加工设备选择144.2 工艺装备选择154.3 工序尺寸确定185 确定切削用量205.1 工序I205.2工序II205.3工序III205.4工序205.5工序215.6工序215.7工序215.8工序215.9工序215.10工序 21结 论22参考文献231 准备工作模具是工业生产中的重要工艺装备,模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一.加入世贸后,各国经济往来十分频繁,世界各国经济高速发展,人类消费日趋增长,消费结构日趋复杂,消费的增长带来了全球经济的快速发展,中国也渐渐地转变为世界制造中心。 目前中国模具有了较大的发展,但与先进国家相比还存在较大的差距。如:国产模具精度低
3、、寿命短、制造周期长,成型设备较陈旧、规格品种少;新型模具材料研发运用力度不大,CAD/CAE/CAM推广应用程度还远远落后于工业发达国家。模具制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习,意识一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学习生活中占有重要地位。此次课程设计为倒装复合模加工工艺规程设计。课程设计开始前我预先准备好模具制造工艺课程设计指导与范例、机械制造与模具制造工艺学、互换性与测量技术基础、标准教程等技术资料,计划将课程设计的部分工作在计算机上用Auto CAD、UG等制图
4、软件来完成。之后,我充分研究了设计任务书,尽可能地了解产品用途,并与同组同学之间进行了充分的沟通,确定了模具各个零件之间的形状、结构、基本尺寸、尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度相匹配。此次课程设计我负责的是卸料板的工艺规程设计,我进行了一段时间的分析后,依照互换性与测量技术基础等资料计算出卸料板的基本尺寸、尺寸精度、形状精度及表面粗糙度。在老师布置好任务后,我起认真阅读倒装复合模的说明。理清该模具为实现冲孔落料的工作原理及各个零件的作用。为达到工件所需的尺寸,我确定好了配合精度。此外,还查了大量的有关模具工艺方面的书籍,为接下来的模具工艺的设计做好充分的准备。1.1 拆画零件图首先需要
5、读懂装配图,了解模具的工作原理、加工特点,从而知道所需拆画的零件的工作原理、工作尺寸及安装方法、固定尺寸,从而得知零件的整体外形、尺寸。通过零件在模具中承受的力来确定零件的材料、热处理类型及所达到的硬度,由于此零件是与其他零件相互配个工作的,所以还要考虑零件表面粗糙度、配合精度、圆柱度和同轴度的要求。综合考虑以上因素,拆画出的零件图如图2-1所示,具体尺寸、形位公差及技术要求见零件图导柱(件3),与其他零件的位置关系、配合关系见装配图。 图 1-1 零件图二维图(采用1:1缩放比例)名称:卸料板 材料:45 热处理:40-45HRC1.2 生产纲领及生产类型确定 1、 生产纲领 生产纲领是企业
6、在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。零件在计划期为一年的生产纲领N可按下式计算:式中:Q产品的年产量(台/年);n每台产品中该零件的数量(件/台); 备品的百分数; 废品的百分数。每台模具上有该零件1个,模具的产量根据车间的规模来定 2、生产类型 生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分,主要取决于生产纲领,即年产量。如下表2.1列出了生产类型和生产纲领等的关系,表2.2列出了各类生产类型的工艺特性。 表2.1 生产类型和生产纲领等的关系生产类型生产纲领/(台/年或件/年)工作地每月担负的工序数(工序数
7、/月)小型机械或轻型零件中型机械或中型零件重型机械或重型零件单件生产100105不作规定小批生产1005001015051002040中批生产50050001505001003001020大批生产50005000050050003001000110大量生产50000500010001 表2.2 各种生产类型的工艺特征工艺特征生产类型单批小件中批大批大量零件的互换性用修配法,钳工修配,缺乏互换性大部分具有互换性。装配精度较高时,灵活应用分组装配法和调整法,同时还保留某些修配法具有广泛的互换性。少数装配精度较高处,采用分组装配法和调整分毛坯的制造方法与加工余量木模手工造型或自由锻造,毛坯精度低加工
8、余量大部分采用金属模铸造或模锻。毛坯精度和加工余量中等广泛采用金属模机器造型、模锻或其他高效方法。毛坯精度高,加工余量小机床设备及其布置形式通用机床。按机床类别采用机群式布置部分通用机床和高效机床。按工件类别分工段排列设备广泛采用高效专用机床及自动机床。按流水线和自动线排列设备工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具、靠划线和试切法达到精度要求广泛采用夹具,部分靠找正装夹达到精度要求。较多采用专用刀具和量具广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达到精度要求对工人的技术要求需技术水平较高的工人需一定技术水平的工人对调整工的技术水平要求高,对操作工的技术水平
9、要求较低工艺文件有工艺过程卡,关键工序要工序卡有工艺过程卡,关键零件要工序卡有工艺过程卡和工序卡,关键工序要调整卡和检验卡成本较高中等较低 综合考虑以上因素确定该零件卸料板为中型单件小批量生产。1.3 零件工艺性分析 零件的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 零件的结构对零件的工艺过程影响很大。使用性能完全相同而结构不同的两个零件,其加工方法与制造成本却可能有很大的差别。因此,要求所设计的零件应具有良好的结构工艺性。良好的结构工艺性是指根据使用要求所设计的零件结构,能在同样的生产条件下,采用高效率、低消耗和低成本的方法制造出来。满足零件的使用要求是考虑零件结构工
10、艺性的前提。在此前提下,还应注意尽可能使毛坯生产、切削加工、热处理和装配调试等各个阶段都具有良好的结构工艺性。如果不能兼顾各阶段,也应做到保证主要,照顾次要。零件结构工艺性的优劣是相对的,与现有设备条件、生产类型和技术水平以及科学技术的发展和新工艺性方法的出现等密切相关。该零件为倒装复合模的卸料板;零件的外廓尺寸为144mm125mm14mm,同时卸料板内腔尺寸与凹凸模尺寸配合,2个导料销孔尺寸为,挡料销孔的尺寸为,销与板的配合为H7/m6,上表面的6个螺纹孔尺寸,与螺纹孔对应的下表面孔尺寸。从而初步确定该零件机械加工的主要方法为铣削,磨削,钻和电火花加工。其次,对零件加工表面的技术要求进行分
11、析:(1) 主要表面及其加工方案主要表面为卸料板外表面,表面粗糙度为0.8。依据机械制造与模具制造工艺,材料为45钢,尺寸公差等级为IT7,表面粗糙度为0.8的外表面,最终加工方法选为磨削,其加工方案为粗铣精铣精磨电火花加工。(2)定位基准的选择为保证各主要加工表面的尺寸精度和位置精度,采用专用工件用专用锯夹具装夹定位,符合基准重合、基准统一的原则。(3)热处理方法与工序的安排零件为倒装复合模的卸料板,材料为45钢,热处理硬度,其冷热加工性能都不错,机械性能较好,最大的弱点是淬透性低,所以其热处理方法为淬火、低温回火。其工序安排:粗铣精铣淬火,低温回火精磨电火花加工。(4)技术关键及其采取的技
12、术措施a)主要表面的精度公差等级高,平行度要求高,表面粗糙度值小采取的措施:划分加工阶段,工艺路线采用粗铣精铣精磨电火花加工;选择精密机床;控制切削用量;充分冷却;精铣后进行精磨。b)各孔的定位要求高。采取的措施:通过钳工划线,准确确定孔及卸料板内腔的位置。由零件图尺寸公差所得,上下表面的粗糙度值,卸料板内腔面的粗糙度值,其他表面的粗糙度值。技术关键及其采取的措施: 主要表面精度公差等级高,表面粗糙度值小采取的措施:划分加工阶段,工艺路线采用粗铣精铣淬火,低温回火精磨电火花加工;选择精密机床;控制切削用量;充分冷却。1.4 毛坯选择机械零件常用的毛坯主要有铸件、锻件、焊接件、各种型材和板料等。
13、选择毛坯要综合考虑下列因素的影响:(1) 零件材料及其力学性能。例如,零件材料是铸铁,就选铸造毛坯;材料是钢材,且力学性能要求高时,可选锻造件。冷冲模工作零件要求材料具有足够的抗冲击韧度,一般宜选用锻造毛坯。反之,当力学性能要求较低时,可选用型材或铸件。(2) 零件材料的工艺性。例如,当材料具有良好的铸造性能时,应选用铸造。对于采用冷变形模具钢Cr12、Cr12MoV及高速钢W6Mo5CrV等,由于热轧原材料碳化物分布不均匀,一般地毛坯采用合理锻造以击碎碳化物,使其细化,分布均匀,从而提高钢的强度与韧度,提高模具的使用寿命。(3) 零件的机构形状和尺寸。例如形状复杂的毛坯,常采用铸造方法。常见
14、一般用途的钢质阶梯轴零件,如个台阶直径相差不大,可用棒料;反之,宜用锻件。大型锻件宜用自由锻,成批生产中、小型锻件可选模锻。(4) 生产类型。例如大量生产宜选用精密铸造或特种铸造,或模锻、冷轧冷拉型材等。单件小批生产则应用砂型铸造,或自由锻,或热轧棒料、板料等(5) 工厂生产条件。尽量利用工厂现有生产设备和生产方法以求最好的经济性。 此处卸料板毛坯选用板料。 2 工艺过程设计生产工程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程为工艺过程。它是生产过程中的主要部分。采用机械的加工方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等。该零件卸料板经下料、锻造、铣削,热处理及磨削
15、等工序完成所需零件的形状、尺寸和公差等要求。2.1 定位基准选择在加工时,为了保证工件相对于机床和刀具之间的正确位置所使用的基准称为定位基准,也是测量基准。1、粗基准粗基准的选择有如下要求:(1)为了保证加工面与非加工面之间的位置要求,应选非加工面为粗基准。(2)为了保证各加工面都有足够的加工余量,应选择毛坯余量最小的面为粗基准。 (3)为了保证重要加工面的余量均匀,应选择其为粗基准。 (4)粗基准应避免重复使用,在同一尺寸方向上(即同一自由度方向上),通常只允许使用一次。 (5)作粗基准的表面应平整光洁,以使工件定位稳定可靠,夹紧方便。该零件为倒装复合模的卸料板,外表面精度要求较高,所以应选
16、取上表面为粗基准。2、精基准用已经加工过的表面作定位基准则成为精基准。精基准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便,可按下列原则选取: 基准重合原则。基准统一原则,加工过程中尽可能采用统一的定位基准。自为基准原则。互为基准原则。保证工件定位准确,夹紧可靠,操作方便的原则。根据定位基准的选择原则,该零件卸料板粗基准与精基准的上下平面,保证了基准统一;在加工各面时采用专用夹具装夹,保证基准重合。2.2 零件表面加工方法选择零件表面加工方法的主要根据为:(1) 零件材料性质及热处理要求;(2)零件加工表面的尺寸公差等级和表面粗糙度; (3)零件加工表面的位置精度要求; (4)零件的形状和尺寸; (5)
17、生产类型; (6)具体生产条件。 由以上依据并查机械制造与模具制造工艺学P54表2.11确定表面加工方法。对于外表面通过粗铣精铣精磨,经济精度公差等级为IT7级,经济上下表面粗糙度值为,其他表面粗糙度值。对于卸料板内腔采用电火花加工,经济精度公差等级为IT7级,经济表面粗糙度值为。2.3 制订工艺路线1.加工顺序的安排机械加工工序的安排原则概括为十六字诀:基准先行,先主后次,先粗后精,先面后孔。根据该原则确定工艺路线安排为下料粗铣精铣淬火,低温回火精磨电火花加工钳工精修检验。2.加工阶段的划分 加工阶段的作用:(1)有利于保证产品质量;(2)有利于合理使用设备;(3)便于热处理工序的安排,使热
18、处理与切削加工工序配合更合理;(4)便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面。 划分加工阶段的依据是主要根据零件加工表面的尺寸公差等级、表面粗糙度、热处理要求等划分加工阶段。不同的热处理要求是划分加工阶段的重要标志。加工表面尺寸公差等级越高,则加工阶段划分越明显。加工表面粗糙度值越低,越要经过由粗加工到精加工的过程。故根据加工表面粗糙度值划分加工阶段为粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段。3.工序的集中和分散工序集中的特点:(1)工件在一次装夹后,可以加工多个表面,能较好的保证加工表面之间的相互位置精度;可以减少装夹工件的次数和辅助时间;减少工件在机床之间的搬运次数,有利于缩短生产周期。(2)可减少机
19、床数量、操作工人,节省车间生产面积,简化生产计划和生产组织工作。(3)采用的设备和工装结构复杂、投资大,调整和维修的难度大,对工人的技术水平要求高。 工序分散的特点(1)机床设备及工装比较简单,调整方便,生产工人易于掌握。(2)可以采用最合理的切削用量,减少机动时间。(3)设备数量多,操作工人多,生产面积大。 在一般情况下,模具零件属单件小批生产,多采用工序集中的原则。大批、大量生产则工序集中和分散二者兼有,通过对卸料板技术经济分析,应兼采用工序集中和分散原则。3 定量设计定量设计的内容主要包括加工余量的确定,即加工过程中所切去的金属层厚度;毛坯尺寸的确定,即根据工件的尺寸以及加工的步骤来确定
20、出毛坯的初始尺寸,方便毛坯的选取和加工的便利;设计出毛坯图,以便于毛坯的制造。3.1 加工余量确定 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度,有工序余量和加工总余量(毛坯余量)之分。工序余量是指相邻两工序的工序尺寸之差,加工总余量(毛坯余量)是指毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。由于工序尺寸有误差,故实际切除的余量大小不等,工序余量的基本尺寸(简称基本余量或工称余量)Z可按下式计算:对于被包容面 Z=上道工序基本尺寸-本道工序基本尺寸对于包容面 Z=本道工序基本尺寸-上道工序基本尺寸为了便于加工,工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差,即被包容面的工序尺寸取上偏差为零;包容面的工序尺寸取下偏差为零
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