凹模电火花线切割加工工艺设计模板.doc

华东交大理工机电工程分院课程设计 目 录摘要.4第一章 零件的技术要求分析.41.1结构分析：.41.2图纸技术要求分析.4第二章 工艺规程设计.52.1毛胚类型的确定.52.2毛胚结构尺寸及公差的确定.52.3定位基准的选择.62.4工艺方案的确定.6第三章 加工余量及切屑用量的设计.7 第四章工艺装备的选择（刀具、机床、夹具、量具）.8 第五章各工序切削用量的选择与计算.9 第六章机械加工工艺过程卡片.12总结.13参考文献.13摘要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。本课程设计包括以下几个方面的内容： 零件的技术要求分析及结构分析 主要包括功能结构、尺寸精度、表面粗糙度、形位公差、表面质量、硬度等机械性能要求、结构分析等。工艺规程设计毛坯的选择，根据零件的要求，进行毛坯尺寸和公差等零件锻件图的确定。毛胚制造工艺设计。加工余量及切屑用量的设计 电火花线切割和机械加工工艺设计，零件的机械加工工艺过程（工艺路线）包括对零件的铣削和磨削，零件的孔隙加工及工序内容的确定。工序卡填写工艺过程综合卡片，根据前述各项内容以及加工简图，一并填入机械加工工艺过程卡片中。第一章、 零件的技术要求分析1. 结构分析： 该零件属于平板类，主要加工内容为平面和孔系。 平面的加工方法为刨、铣、磨；孔系的加工方法为钻、镗，或扩、铰，或铣、磨等等。2. 图纸技术要求分析：（1） 主要平面为上下平面，Ra为0.8um；周边平面，Ra为0.6um 孔系有： 1-3.29 （沉孔5深37，Ra为0.8um） 1个螺纹孔为M4（2）材料的机械性能分析T10A强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低、淬透性不高且淬火变形大。适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、切纸机、低精度而外形简单的量具(如卡板等)，可用作不受较大冲击的耐磨零件。 该钢在退火状态下进行粗加工，然后淬火低温回火至高硬度，再精加工。获得高的耐磨性和镜面抛光性。进行低碳马氏体低温淬火，使具有较高的耐磨星河强韧性，预防和减少变形和开裂现象 第二章、工艺规程的设计1.毛胚类型的确定由于技术要求说明零件材料为45钢，查文献5表可知，T10A热处理状态为淬火760780,水冷。其硬度为60HRC左右，可用硬质合金和高速钢刀进行切屑加工。考虑到在工作过程中力学性能要求高，所以应选择锻件，已使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。2.毛胚结构尺寸及公差的确定（1）毛胚加工余量的确定：经过查表（模具机械加工工艺-吴泊良，附表5）可知，初步选取毛胚余量为5mm（单边余量），亦即长宽高都加上10mm。（2）毛胚结构尺寸公差的确定经过查询机械加工工艺手册电子版，可知毛胚各尺寸公差如下长：+1，-1宽：+1，-1高：+1，-1（mm）（3）毛胚零件图确定如下（4）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。3.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。对于垫板作如下基准选择：选择上下平面，相邻互相垂直的两侧面为定位基准面，即三基面体系定位，符合基准统一原则。4.工艺方案的确定根据垫板零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定个表面和孔系的加工方案如下：（参数的选择源自于参考资料机械制造课程设计指导书，表1-8和1-7等）加工内容 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 上下表面 IT7 0.8 粗铣-精铣-磨削热处理 淬火（水冷）相邻侧面 IT13 6.3 电火花线切割3.29（5深37）IT70.8 钻-粗铰-精铰M4螺孔 IT12 - 钻攻丝 - 1.6 丝锥攻内纹电火花线切割 外轮廓检验 - - - 表面清理、油封 第三章、加工余量及工序尺寸的确定1. 上下大平面：（1）加工余量的确定（查机械设计课程设计指导书表2-36）磨削余量：z=0.3mm精铣余量：z=1.0mm粗铣余量：z=5-0.3-1.0=3.7mm（2）工序基本尺寸及偏差的确定（查询课设指导表1-8）磨削 16mm, 精铣 16.6mm, 粗铣 16.6+1*2=18.6mm磨削：公差等级为IT7，公差值为0.035mm;（查标准公差表）精铣：公差等级为IT8，公差值为0.054mm;粗铣：公差等级为IT12，公差值为0.35mm；工序尺寸按偏差“入体”原则标注如下磨削：16mm 0,-0.035精铣：16.6mm 0,-0.054粗铣：18.6mm 0，-0.35毛胚：26mm 1,-12.相邻侧面：侧面一（1）加工余量的确定粗铣余量：5mm（2）工序基本尺寸及偏差的确定基本尺寸54.75；公差值0.03mm按“入体”原则标注：粗铣54.75mm 0，-0.03侧面二（1）加工余量的确定粗铣余量：5mm（2）工序基本尺寸及偏差的确定基本尺寸8.12mm，公差值0.02mm按“入体”原则标注：粗铣8.12mm 0，-0.023. 3.29（5深37）孔，只讨论5深37沉孔（1）加工余量的确定钻：z=4.0mm（查表2-28）粗铰：z=0.95mm精铰：z=0.05mm（2）工序基本尺寸及偏差的确定钻4，粗铰4.95，精铰12钻：公差等级IT12，公差值0.18mm粗铰：公差等级IT9，公差值0.043mm精铰：公差等级IT7，公差值0.018mm按“入体”原则标注工序尺寸如下钻4mm 0, 0.18 粗铰4.95mm 0,0.043 精铰12mm 0,0.0184.M4螺纹孔（1）加工余量的确定攻螺纹前查麻花钻直径（查表2-39）Z钻=3.5mm,再攻丝（2）工序基本尺寸及偏差的确定公差等级IT12，公差值：0.15mm工序尺寸为钻3.5mm 0, 0.15 第四章工艺装备的选择（刀具、机床、夹具、量具）由于是垫板加工，所以夹具都采用专用夹具，工艺装备选择如下：工序号 工序名称 机床 刀具 量具1. 粗铣上下面 立式铣床x5012 面铣刀 游标卡尺2. 精铣上下面 立式铣床x5012 面铣刀 游标卡尺3. 淬火处理4. 磨削上下面 平面磨床M7120A 砂轮 游标卡尺5. 电火花线切割上下面 WEDM-HS 钨钼丝 游标卡尺6. 去毛刺 钳工台 平锉 7.钻、粗铰、精铰3.29孔 摇臂钻床z3025 麻花钻、铰刀 塞规8.钻、粗铰、精铰螺钉孔 摇臂钻床z3025 麻花钻、铰刀 塞规9. 钻螺纹孔、攻丝 钳工台 麻花钻、丝锥 塞规 （数据参考于机械加工工艺手册机床、刀具等的选用标准）第五章、各工序切削用量的选择与计算工序一、粗铣上下大平面1.被吃刀量的确定，该工序有两个工步（1）以下面为基准，粗铣上面；（2）以上面为基准，粗铣下面背吃刀量取3.7mm（粗铣加工余量）2.进给量0.05mm/z（每齿）3.切削速度：公式n=查表5-9，按镶齿铣刀，v可取48.4m/min由公式可算出n=189.5r/min参照表4-15所列，x5012型立式铣床主轴速度，取转速n=188 r/min代入公式可得v实际=47.2256m/min工序二、精铣上下面1.背吃刀量取1.0mm2.查表2-5，按Ra2.5取f=0.3mm/r3.选取v为54.6m/min, n=222.58r/min查表，取n=263r/min,代入v实际=66.066m/in工序三、淬火淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。回火是将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下，保温1到2小时后冷却的工艺。回火往往是与淬火相伴，并且是热处理的最后一道工序。经过回火，钢的组织趋于稳定，淬火钢的脆性降低，韧性与塑性提高，消除或者减少淬火应力，稳定钢的形状与尺寸，防止淬火零件变形和开裂，高温回火还可以改善切削加工性能。工序四、磨削上下面也是包含两个同样的工步在平面磨床上磨上、下面至图样要求。根据板类零件的尺寸选择卧式轴矩台平面磨床类型为MM7112，功率为2.625kw，砂轮轴转速为2810r/min。先粗磨0.2的量，在精磨0.1mm的量即达到要求。工序五、电火花线切割侧面1，模坯准备锻造：改造内部组织，并锻造成所需的形状退火：消除锻造内应力，改善加工性能磨：磨出上下平面及相邻两侧面，对角尺。退磁处理2，工艺参数的选择加工时采用高速走丝数控线切割机床。选择工作液位航天5204号乳化液（浓度为50%），电极丝为、钨钼丝（W20Mo),直径为3.29mm,选择WC1805A为脉冲电源。脉冲参数为脉宽1um,脉长4um。加工速度为21.6mm2/min。工序六、用平锉将相邻侧面进行去毛刺处理，使之达到精度要求，由于侧面精度要求底，所以无需精加工处理工序七、钻、粗铰、精铰螺钉孔（沉孔）只讨论5mm沉孔（1）钻孔工步背吃刀量ap取4.0mm根据摇臂钻床查表5-22，可知，选取该工步每转进给量为f=0.3mm/r由表5-22，该工件的材料为45钢，切削速度可取为22m/min由公式n=,可得该工序钻头转速n=542.6r/min,参照表4-6摇臂钻床标准转速，取n=500r/min。再将此值代入公式，可得v实际=16.2m/min。（2）粗铰工步背吃刀量ap取0.95mm由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r由表5-31，切削速度可选取为2m/min由公式n=,可得该工序铰刀转速n=71r/min查表4-6可知摇臂钻床主轴转速标准值去n=80r/min则依照公式可得v实际=3.3m/min。（3）精铰工步背吃刀量ap取0.05mm由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式n=，可得该工序铰刀转速n=103.4r/min，参照表4-6可知n取125r/min。代入公式可得v实际=5.14m/min工序八、钻螺纹孔、攻丝（1）钻M4 查表得0.28mm/r =16m/min 主轴转速n=463r/min 根据摇臂钻床Z3025的技术参数取n=500r/min 所以实际切削速度=15.67m/min（2）攻丝M4 根据机械加工工艺师手册表40-7和机械制造工艺设计手册表3-55得 切削速度 （s为螺距）所以15.32m/min 主轴转速n=488r/min 根据攻丝机S4010的数据（主轴转速360930r/min，4级变速） 选取n=550r/min 所以实际切削速度=17.3m/min 第六章、机械加工工艺过程卡片 零件名称垫凹模 机械加工工艺过程卡 毛胚种类 锻件每台件数1每毛胚可制件数1 材料牌号 T10An工序号工序名称 工序内容设备 工艺装备1粗铣上下面粗铣至45mm 0 -0.03立式铣床x5012高速钢套式面铣刀、游标卡尺、 专用夹具2精铣上下面精铣至43mm 0 -0.045立式铣床x5012高速钢套式面铣刀、游标卡尺、 专用夹具3热处理调质处理4磨削上下面磨至43mm 0 -0.03平面磨床M7120A 砂轮、游标卡尺、专用夹具5线切割侧壁54.75mm0，0.0318.12mm0，-0.02高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS)钨钼丝、游标卡尺、专用夹具6去毛刺钳工台平锉7钻、粗铰、精铰3.29孔钻、粗铰、精铰至3.29mm 0.015 0摇臂钻床Z3025麻花钻、铰刀、塞规、专用夹具8钻螺纹孔、攻丝M4钻、攻丝至4Ra为1.6um钳工台麻花钻、丝锥、游标卡尺、塞规、 专用夹具9表面清理清洗机10终检塞规、百分尺、卡尺等 总结通过三个星期的模具制造工艺课设，使我的知识水平和能力又得到了更进一步的提高，自从题目布置以后，我便开始进行初步的计算，首先开始设计和计算工序尺寸、尺寸