电源支架冲孔落料模的凸模加工工艺规程设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计计算说明书 课 程 名 称： 模具制造技术课程设计 题 目： 电源支架冲孔落料模的凸模 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： 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期： 2013 年 6 月 13 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 1 准备工作 . 1 画零件图 . 1 产纲领及生产类型确定 . 1 件工艺性分析 . 3 艺性审查 . 3 件工艺性分析 . 3 坯选择 . 5 2 工艺过程设计 .位基准选择 . 6 件表面加工方法选择 . 6 艺路线的拟定 . 6 序的集中和分散 . 7 订工艺路线 . 7 3 定量设计 . 8 工余量确定 . 8 坯尺寸确 定 . 9 计毛坯图 . 9 4 工序设计 . 10 工设备选择 . 10 艺装备选择 . 11 序尺寸确定 . 12 5 确定切削用量 . 13 序 I . 13 序 . 13 序 . 13 序 . 13 序 . 13 序 . 13 序 . 13 序 . 13 序 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 序 . 14 序 . 14 序 . 14 结 论 . 15 参考文献 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 准备工作 画零件图 零件为冲孔落料模具的冲孔凸模，对表面粗糙度和尺寸精度及形位公差都要较高的要求，见图 1图 1件图 产纲领及生产类型确定 生产纲领为企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划；企业 (或车间、工段、班组、工作地 )生产生产专业化程度的分类成为生产类型，一般分为单件生产、成批生产、大量生产。 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。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 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。 企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类成为生产类型。一般按年产量划分为以下三种类型： （ 1） 单件生产 单件生产的基本特点是产品品种多，同一产品的产量少，很少重复生产。例如专用夹具、刀具、量具以及模具的生产都是单件生产。 （ 2） 成批生产 成批生产的特点是一年中分批地制造若干相同产品，生产呈周期性重复的情况。按批量多少，成批生产又可分为小批、中批、大批生产三种。 （ 3） 大量生产 大量生产的基本特点是产品的产量很大，连续地大量生产同一产品，大多数工作地 按照一定的生产节拍进行某种零件某道工序的重复加工。 生产类型与生产纲领的关系如表 1示。 表 1产类型与生产纲领的关系 生产类型 生产纲领 /(台年 件年 工作地每月负担的工序数工序数月 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 单批生产 100 10 5 不作规定 小批生产 100500 10150 510 2040 中批生产 5005000 150500 100300 1020 大批生产 500050000 5005000 3001000 110 大量生产 50000 5000 1000 1 根据上述表格可以确定该零件的生产为单件小批生产，其单件小批生产类型的工艺特征如表 1 表格 1艺特征 生产类型 单批小批生产 零件的互换性 用 修配法，钳工修配，缺乏互换性 毛坯的制造方法与加工余量 木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大 机床设备及其布置形式 通用机床。 工艺装备 大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具 对工人的技术要求 需技术水平较高的工人 工艺文件 有工艺过程卡，关键工序要工序卡 成本 较高 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 零件在计划期为一年的生产纲领 )b%1% ) (a1(n 式中 ： Q 产品的年生产纲领（台 /年） ； n 每台产品中该零件的数量（件 /台） ； a 备品的百分数 ； b 废品的百分数 。 所以对于凸模零件 21(%)31(136 N ,所以根据生产纲领中的年产量确定凸模的生产类型为单件生产。 件工艺性分析 零件的工艺性分析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。它包括零件的各个制造过程的工艺性，如铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。 艺性审查 一般情况下，在机械产品设计过程中，凡正式用于生产的零件图必须经过 工艺性分析，生产中成为工艺性审查，审查内容为零件的结构组成是否适合加工，二是技术要求是否有利于切削加工。 零件的切削加工工艺性具有相对性。同样结构的零件，在不同的生产类型和生产条件下，由于制造方法改变，其制造的可行性和经济性是不同的。同样结构的零件，随着新工艺新技术的产生与应用，其制造的工艺性不断改善。零件工艺性分析贯穿在产品设计、制造整个过程中。具体分两个阶段：一是设计阶段；而是生产技术阶段。两个阶段工艺性分析目的相同，发挥的作用侧重有所不同。 零件结构工艺性要求有以下几点：零件的整体结构、组成各要素的几 何形状应尽量简单统一；尽量减少切削加工量，减少材料及切削刀具的消耗量；尽可能采用普通设备和标准刀、量具；要便于装夹；零件加工部位要具有足够的刚性；尽可能采用标准件、通用件等。 零件的技术要求分析主要加工表面的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料及热处理、特征检验。 件工艺性分析 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买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 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。 该零件是冲孔落料模的冲孔凸模，承担着冲孔的工作，采用整体式结构，零件的外形表面尺寸高为 50面尺寸为两个直径为 的半圆且中心距为 10件的成型表面尺寸即凸模的工作面下底面，其中各个尺寸应保证严格的尺寸精度，且表面应该有较高的粗糙度，是冲孔后保证产品零件形状尺寸的关键。 根据加工精度和粗糙度要求从而初步确定该零件机械加工的主要方法为铣削，磨削和线切割加工。 其次，对零件加工表面的技术要求进行分析： （ 1）主要表面及其加工方案 主要表面为凸模具外表面，表面粗糙度 依据机械制造与模具制造工艺，材料为 寸公差等级为 面粗糙度 外表面，最终加工方法选为磨削，其加工方案为粗铣 精铣 线切割加工 粗磨。 （ 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 专用夹具或机床自带夹具装夹 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 件为冲孔凸模，材料为 处理硬度 60冷热加工性能都不错，机械性能较好，选择其热处理方法为淬火。 其工序安排：粗铣 精铣 淬火 线切割加工 粗磨。 （ 4）技术关键及其采取的技术措施 主要表面的 精度公差等级 高，平行度要求高，表面粗糙度 小； 采取的措施：划分加工阶段，工艺路线采用粗铣 精铣 线切割加工 精磨；控制切削用量；充分冷却； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 坯选择 机械零件常用的毛坯主要有铸件、锻件 、焊接件、各种型材及板件等。选择毛坯要综合考虑下列因素的影响： 零件材料及其力学性能；零件材料的工艺性；零件的结构形状和尺寸；生产类型；工厂生产条件。 综合上述因素，选取零件材料为 处理硬度 6062件毛坯形式为圆棒料。 凸模的整体尺寸为 506件材料为 取锻件的外形尺寸为 03030 。 （ 1）锻件的体积和质量的计算 锻件体积 3件质量在 20内，一般需加热 3 4次，锻件总损耗系数取 10%。 锻件毛坯的体积 3 8 8 锻坯 2）确定毛坯尺寸 理论计算圆棒直径 坯计 棒料长度为 料坯料 料料 =锻件下料尺寸为 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2 工艺过程设计 位基准选择 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面，一个关系就是一个基准。根据基准的作用不同，可分为设计基准和工艺基准。 设计基准是设计图样上所采用的基准。如图 1半圆中心轴所在的平面上平面为设计的基准，且上平面和 面为基准。 工艺基准是在加工过程中所采取的基准。工艺基准按用途分为以下几种，工序基准 、定位基准、测量基准、装配基准。 定位基准的选择有粗基准和精基准。 机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工表面作定位基准，这种定位基准成为粗基准。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。 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： 1、基准重合原则 采用设计基准作为定位基准； 2、基准统一原则 在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准； 3、自为基准原则 当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准； 4、互为基准原则 为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀，可采取反复加工、互为基准的原则； 5、保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 根据以上十点要求，该零件为冲孔落 料工序的冲孔凸模，下底面的精度要求较高，所以应选取底面为粗基准。选取下底面为粗基准后，先加工上平面，再以上平面为精基准加工精度要求较高的下底面。 件表面加工方法选择 艺路线的拟定 工艺线路是工艺规程设计的总体格局。其主要任务是选择零件表面的加工方法、确定加工顺序、划分加工阶段。根据工艺路线，可以选择各工序的工艺基准，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 确定工序尺寸、设备、工装、切削用量和时间定额等。在拟定工艺路线时应从工厂的实际情况出发，充分考虑应用各种新工艺、新技术的可行性和经济性。 选择零件表面加工方法的主要根据有零件材料性质及热处理要求、零件加工表面的尺寸工差等级和表面粗糙度、零件加工表面的位置精度要求、零件的形状和尺寸、生产类型等，根据经验值和查表，最终确定该零件表面的加工方法有粗精铣、磨削等方法。 该零件上表面的粗糙度为 表面粗糙度为 余表面粗糙度为 据机械制造与模具制造工艺学 确定，上表面的加工方法为粗铣 精铣 磨削（ 下表面的加工方法为粗铣 精铣（ 四周各面和非圆孔用电火花线切割，电火花线切割粗糙度为 m,加工精度为 孔精度要求不高，用钻 线切割的加工方法。 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，通过对凸模技术经济分析，应兼采用工序集中和分散原则。 订工艺路线 复杂的零件机械加工工艺路线中药经过切削加工、热处理和辅助工序，其安排原则概括为：基准先行，先主后次，先粗后细，先面后孔；热处理工序的安排也需适当、可取，旨在改善加工性能、提高力学性能及改善材料力学性能；辅助工序的安 排通常在装配前、加工后，有检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等。 综上所述，该零件的工艺路线的安排如下：备料 锻造 毛坯退火 粗铣 精铣 钳工划线并加工孔 淬火、低温回火 线切割 磨削上下平面及角尺面 钳工精修、去毛刺 检验。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 3 定量设计 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） 对于被包容面 Z=上道工序基本尺寸 对于包容面 Z=本道工序基本尺寸 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。毛坯尺寸则按双向布置上下偏差。工序余量和工序尺寸及其公差的计算公式如下： 式中： 最小工序余量； 最大工序余量； 上道工序尺寸的公差 ； 本道工序尺寸的公差。 加工总余量与工序余量的关系如下： 式中： 加工总余量； 个工序余量； n 工序数。 影响加工余量的因素主要包括 4个方面： （ 1） 被加工表面上道工序表面粗糙度 缺陷层 （ 2） 被加工表面上道工序尺寸公差 （ 3） 被加工表面上道工序的形位误差（也成空间误差）a； （ 4） 本道工序加工时的装夹误差b。 m 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 通常确定加工余量的方法有经验估计法、分析计算法、查表修正法三种。所以根据有关工艺手册得查询，结合零件结构以及尺寸公差，得到工序尺寸及其公差的确定。 坯尺寸确定 通过对零件工艺性的分析，以及查找各道工序加工余量的相关资料，可 确定毛坯尺寸为 的圆棒料。 计毛坯图 毛坯的尺寸为 是通过锯床将 圆棒料锯成 ，再在压力机上锻造。毛坯各个尺寸见图 3 图 3坯 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 4 工序设计 工序设计在整个生产加工中占有重要的地位。合理安排工序的进展更是关系的产品的经历形式，加工速度。因此，根据落料拉深凸模的结构，以及尺寸公差等设计 工序有 12步，分别是下料、锻造、热处理、铣削、铣削、钻孔、热处理、线切割加工、磨削、消磁、钳工精修及检验。 机床选择：锯床型号应选为： 磨床型号应选为： 卧轴矩台平面磨床。 铣床的型号应选为： 切割机床型号： 工设备选择 合理选择加工设备是保证加工完成，生产顺利进行的前提。加工设备的选择见表 4 表 4工设备 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 艺装备选择 工艺装备简称 “ 工装 ” ，是指为实现 工艺规程 所需的各种刃具、夹具、量具、模具、辅具、 工位器具 等的总称。 （ 1）刀具的选择 铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转 刀具 。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在 铣床 上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。 铣刀的型式有很多种，主要的型式有 圆柱形铣刀、面铣刀、立铣刀 、 三面刃铣刀 、 角度铣刀 、 锯片铣刀、 T 形铣刀等。 1. 圆柱形铣刀，用于 卧式铣床 上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀 齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；细齿铣刀适用于精加工； 2. 面铣刀，用于 立式铣床 、端面铣床或 龙门铣床 上加工平面，端面和圆周上均有刀齿 ,也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式 3 种； 3. 立铣刀，用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。 当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给； 4. 三面刃铣刀，用于加工各种沟槽和台阶面 ,其两侧面和圆周上均有刀齿； 5. 角度铣刀，用于铣削成一定 角度 的沟槽，有单角和 双角铣刀 两种； 6. 锯片铣刀，用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有 151的副偏角。此外 ,还有键 槽铣刀 、燕尾槽铣刀、 T 形槽铣刀和各种成形铣刀等； 7. T 形铣刀 ，用来铣 T 形槽。 按用途来分，大体上可以分为一下几种： 1平头铣刀，进行粗铣，去除大量毛坯，小面积水平平面或者轮廓精铣； 2. 球头铣刀，进行曲面半精铣和精铣，小刀可以精铣陡峭面 /直壁的小倒角； 3平头铣刀带倒角，可做粗铣去除大量毛坯，还可精铣细平整面（相对于陡峭面）小倒角； 4成型铣刀，包括倒角刀， T 形铣刀或叫鼓型刀，齿型刀，内 R 刀； 5倒角刀，倒角刀外形与倒角形状相同，分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀； 6 T 型刀，可铣 T 型槽； 7齿型刀，铣出各种齿型， 比如 齿轮 ； 8粗皮刀 ,针对铝铜合金切削设计之粗铣刀，可快速加工。 综上所述，并结合产品的要求，我们应选择立铣刀型式的平头带倒角的铣刀。 （ 2） 夹具的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 (3)量具的选择 测量长度和直径时使用游标卡尺、千分尺等；测量角度时使用万能角度、塞规等。 序尺寸确定 凸模的材料是 硬度是 60 62产类型属于单件生产，采用锻造毛坯。 根据上述原始材料及加工工艺，分别对其进行分析确定，则机械加工过程的工序尺寸如下： （ 1） 锻造 尺寸为锻成长方体 54208 （ 2）铣削 粗铣下表面后留 2铣上表面后留 铣上表面后尺寸达到规定尺寸； （ 3）钻孔 加工内孔直径 ，一次加工即可； （ 4）热处理 淬火至硬度 60 62 （ 5）线切割 加工外形和一个 孔至 ，一次性达到图纸要求的尺寸。 凸模的材料是 硬度是 60 64产类型属于单件生产，采用锻造毛坯。 根据上述原始材料及加工工艺，分别对其进行分析确定，则机械加工过程的工序尺寸如下： 尺寸为 锻成长方体 54208 粗铣后各面单边留 1铣后各面单边留 加工内孔直径 ，一次加工即可； 淬火至硬度 60 62 加工外形和一个 孔至 ，一次性达到图纸要求的尺寸。 取出零件表面线切割加工遗留的腐蚀层，改善粗 糙度； 各方面均达到要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 5 确定切削用量 确定切削用量是通过确定背吃刀量、选定进给量和切削速度来确定其切削用量的。对于不同的工序根据相应的设备和加工的条件以及生产类型，分别对不同的工序进行切削用量的确定。 序 I 下料：棒料下料选择 的圆棒料，在锯床上锯下长度为 50圆棒。完成下料。 序 造：将毛坯锻造成所需的长方体尺寸 540锻件。不需要 确定切削用量，但是需要选择空气锤。根据材料的质量体积选择 500空气锤。 序 火：退火是一种 金属热处理工艺 ，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善 切削加工性 ；消除残余应力，稳定尺 寸，减少变形与裂纹倾向；细化 晶粒 ，调整组织，消除组织缺陷。为下面的切削工序做好准备。 序 铣削：铣削过程是凸模外表面主要成型过程。为保证形状、尺寸及公差要求，粗铣下表面后高度尺寸达到 52糙度达到 m。 序 铣削：粗铣上表面后留高度尺寸达到 铣上表面后尺寸达到规定尺寸 50 序 钻孔： 加工孔直径 ，由于精度和粗糙度要求不高，一次加工即可； 序 热处理：淬火。 蘸火是淬火的通称。指把金属工件加热到一定温度，然后浸入冷却剂（油、水等）急速冷却，目的是增加 硬度 。 序 线切割：先将电极丝穿过 的孔 加工出一个 圆孔，再加工其他侧面至图纸尺寸。线切割精度高，速度快，能成型较复杂的零件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 序 精磨：线切割后会在零件表面留下一层氧化物，对零件的表面质量有所影响，影响粗糙度和其他性能，因此，需要精磨来光磨表面，提