定模板模具制造工艺学课程设计

1、模具制造工艺学课程设计华东交通大学模具制造工艺学课程设计设计计算说明书课程名称：模具制造工艺学设计题目：定模板机械加工工艺设计姓 名：学 号：05班 级：12模具2班院 系：机电工程学院指导老师：黎秋萍2015年7月2日目 录课程设计任务书1引 言3第一章 零件的技术要求及结构分4一、 零件组成表面4二、主要表面分析4三、主要技术要求4四、材料的机械性能分析5第二章 毛坯的确定6一、 毛坯类型的确定6二、 毛坯尺寸的确定6第三章 机械加工工艺设计8一、 零件机械加工工艺过程确定81、 零件表面加工方法的选择82、 零件加工工序余量及公差的确定83、 工艺路线的拟定10二、 工序内容设计101、

2、 定位基准的选择102、 工艺装备的选择113、 切削用量、时间定额的计算11第四章 相关工艺文件23总 结26参考文献27附 录华东交通大学 模具制造工艺学课程设计任务书院系 机电工程学院 专业 材料成型及控制工程 班级材料 2012 一、课程设计任务（论文）题目 定模板机械加工工艺设计 二、课程设计（论文）工作自 2015 年 6 月 15 日起至 2015 年 7 月 3日止。 三、课程设计（论文）的内容要求： 零件技术要求及结构分析，毛坯类型选择及毛坯制造工艺设计；零件机械加工工艺（选择合理的加工方法拟定工艺路线，基准的选择，工序，工步的确定，及加工顺序的安排，加工余量及工序尺寸的计算

3、，设备及工装的选择等）设计；热处理工艺过程设计及编制数控加工程序。填写机械加工工艺过程卡等技术资料。设计必须按照课程设计的具体要求进行；要求设计思路清晰，工艺方案合理，数据来源可靠，计算步骤清楚且结果正确,图面清晰规范，说明书有条理清楚； 零件图必须应用计算机绘图并打印，设计说明书书写规范并打印； 课程设计必须在指定地点进行（除非上机）并且遵守相应的教学纪律。学生签名：年 月 日0课程设计（论文）评审意见 评阅人 职称 年 月 日引 言本课程设计是在学完模具制造基础课程的前提下进行的，通过本课程设计不仅可以加深我们对理论知识的理解，达到理论与实际的有机统一，也可以锻炼我们在课程设计中查阅资料、

4、查阅手册的能力，培养创新能力，为毕业设计以及毕业后从事相关工作打下一定的基础。本课程设计主要包含以下内容：1、 零件的技术要求及结构分析主要包括零件的结构分析和零件的工艺分析，工艺分析主要有零件的尺寸精度、表面质量、形位公差、表面粗糙度、机械性能等技术要求的分析。2、 毛坯的确定主要包括毛坯类型的确定，毛坯结构尺寸、公差的确定，毛坯制造工艺的确定，毛坯图的绘制。3、 机械加工工艺设计主要设计内容包括机械加工工艺过程以及工序内容的设计，工序内容设计包括工件的装夹、加工余量、切削加工参数、工序尺寸、工时等。4、 填写工艺文件第1章 零件的技术要求及结构分1、 零件组成表面 零件主要由上下表面，型腔

5、表面，4个斜导柱孔，4个凹模通孔以及侧面的两个楔紧块固定槽构成。二、主要表面分析板类零件，上、下及相邻侧面作为工艺基准；以4个导套固定孔找正，加工59.78mm59.78mm的下凹部分和2处楔紧块固定槽；与侧滑块一起加工斜导柱孔。三、主要技术要求下凹表面表面粗糙度为Ra.8，上下表面粗糙度要求为Ra0.8mm，侧面的粗糙度要求为Ra1.6mm，孔内表面的粗糙度要求为Ra1.6mm。四、材料的机械性能分析CrWMn钢属于低合金刃具钢，具有高的淬透性，硬度和耐磨性，CrWMn钢适于制造截面较大，要求耐磨和淬火变形小的刃具。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

6、磨性和镜面抛光性。进行低碳马氏体低温淬火，使具有较高的耐磨性和强韧性，预防和减少变形、开裂现象。 第2章 毛坯的确定1、 毛坯类型的确定零件材料为CrWMn钢，根据定模板工作时要求高硬度、高耐磨性以及足够的强度和韧性的特点，毛坯应该选择锻件。2、 毛坯尺寸的确定1、 毛坯余量及尺寸公差的确定查机械加工工艺手册（电子版）“毛坯及余量”“毛坯机械加工余量”，表3-29光轴类锻件机械加工余量与公差，毛坯的余量与公差为（52）mm，所以毛坯的尺寸为长（2102）mm，宽（2102）mm，高（302）mm。2、 毛坯零件图 3、 毛坯制造工艺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

7、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。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。第3章 机械加工工艺设计1、 零件机械加工工艺过程确定1、 零件表面加工方法的选择本零件的加工表面主要有平面和孔，根据加工经济精度和表面粗糙度查机械制造技术基础课程设计指导教程表1-7孔加工方案的经济精度和表面粗糙度、表1-8平面加工方案的经济精度和表面粗糙度可得加工方法如下：（1） 平面加工：本零件的平面主要为上、下平面和4个侧面的加工，表面粗糙度为Ra0.8，R

8、a1.6，宜采用粗铣精铣磨削。（2） 孔加工：本零件中的4-13，4-20的通孔孔以及2个斜导柱通孔，内壁粗糙度为Ra1.6，加工方法为钻粗铰精铰；4-20和4-32的沉头孔，由于前面已经加工出了通孔，所以可以直接采用沉头孔的加工方法加工；上表面的锥孔采用线切割的方法加工。（3） 侧面的缺口采用粗铣精铣加工。（4） 2-M10螺纹孔，可用先钻孔后攻丝的方法加工。2、 零件加工工序余量及公差的确定平面加工：查机械加工余量手册表5-47“铣平面加工余量”和表5-48“磨平面加工余量”得平面粗加工余量为8mm，精加工余量为1.0mm，磨削余量0.5mm。 表1 上下表面工序尺寸及公差工序名称工序余量

9、工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差磨削0.5 长200 宽2000.0462000.023精铣1.0 长200.5 宽200.50.072200.50.036粗铣8.5 长201.5 宽201.50.115201.50.0572毛坯10 长210宽21042102 表2 侧面工序尺寸及公差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差磨削0.5长 200宽 200.0460.0212000.023200.0105精铣1.0长200.5宽20.50.0720.033200.50.03620.50.0165粗铣8.5长201.5宽21.50.1150.052201.50.057221.50.026毛坯

10、10长210宽30442102302孔加工：查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-28“基孔制7、8、9级孔的加工余量得：13的通孔钻所用钻刀直径为12mm，粗铰余量为0.95mm，精铰余量为0.05mm；20的通孔钻所用钻刀直径为18mm，粗铰余量为1.94mm，精铰余量为0.06mm。表1 13孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差精铰0.05130.018粗铰0.9512.950.027钻1120.043表1 20孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差精铰0.06200.021粗铰1.9419.940.033钻2180.0523、 工艺路

11、线的拟定制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求达到合理的保证。所选的加工方法要能达到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。根据零件上表面粗糙度的要求，确定各工序工艺路线如下：备料锻造热处理铣削六面铣削下凹面钳工数控加工孔铣削缺口钳工热处理磨削线切割钳工检验2、 工序内容设计1、 定位基准的选择根据零件的结构，按照粗基准选择原则零件的上表面表面为粗基准定位来加工下表面，下表面加工好后依据基准统一原则选择下表面为粗加工基准加工上表面和侧面。下表面的精加工基准可依据互为基准原则已加工过的下表面为基准进行精加工，孔加工时以上表面和侧面为基准进行加工。2、

12、工艺装备的选择（1）机床选择铣削加工采用数控铣床，查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-21选择XK8140A数控铣床。磨削所用的平面磨床分为卧轴平面磨床和立轴平面磨床。卧轴平面磨床多为周边磨削，立轴平面磨床多为端面磨削。周边磨削的效率较低，加工表面粗糙度较低，尺寸精度较高；端面磨削砂轮直径大，常能磨削工件全宽，因是面接触，效率比较高，但冷却困难，切屑不易排除，加工精度较周边磨削差，一般用于粗磨。根据该零件的尺寸精度、表面粗糙度等要求应该选择卧轴平面磨床。查机械加工工艺师手册表13-9可选择型号为M7132Z的卧轴平面磨床。螺纹孔攻丝根据表面粗糙度和尺寸精度等查机械加工工艺师手册表15-4可

13、选择型号为S4012A的攻丝机。锥孔线切割选用快走丝线切割机。（2） 刀具选择刀具具体尺寸可以查机械制造技术基础课程设计指导教程，具体见机械加工工艺卡。（3） 量具选择本零件加工中所用的量具主要有游标卡尺、直尺以及千分尺，具体见机械加工工艺卡。3、 切削用量、时间定额的计算（1） 切削用量的计算工序一：备料工序二：锻造 选用三向镦拔的方式锻成方形毛坯。始锻温度1100-1150，终锻温度800-850,锻后空冷至650再缓冷，加热时咬经常翻动，加热时间为1-1.5min，最后得到所要锻件。工序三：热处理 热处理采用退火，一般退火采用780-800度，保温4-6小时，以50度/小时，冷却到550

14、度出炉空冷，等温退火采用700-800度保温2-4小时，然后再670-720度保温，保持2-4小时，以50度/小时冷速冷却到500度出炉空冷，退火硬度为241-197HB。工序四：铣削 工步1：铣削下表面 机床：XK8140A数控铣床 刀具：高速钢立铣刀，参数为L=104mm，l=38mm，Z=3 粗铣：背吃刀量=4mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.050.08mm/z，取=0.08mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 477.7r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=

15、480r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=115.2mm/min 精铣：背吃刀量=0.5mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.060.09mm/r，取=0.09mm；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 477.7r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=480r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=129.6mm/min工步2：铣削上表面 机床：XK8140A数控铣床 刀具：高速钢立铣刀，参数为L=104mm，l=38mm，Z=3 粗铣：背吃刀量=

16、4mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.050.08mm/z，取=0.08mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 477.7r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=480r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=115.2mm/min 精铣：背吃刀量=0.5mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.060.09mm/z，取=0.09mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主

17、轴转速 477.7r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=480r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=129.6mm/min工步3：铣削侧面机床：XK8140A数控铣床 刀具：高速钢立铣刀，参数为L=72mm，l=22mm，Z=3 粗铣：背吃刀量=4mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.050.08mm/z，取=0.08mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 955.4r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=960r/min 实际切削速度30

18、.144m/min 进给量=230.4mm/min 精铣：背吃刀量=0.5mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.060.09mm/z，取=0.09mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 955.4r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=960r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=259.2mm/min工序五：铣削下凹面机床：XK8140A数控铣床 刀具：球头铣刀，参数为L=57mm，l=13mm，Z=3，R=3mm 粗铣：背吃刀量=2mm，查机械制造技术基础

19、课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.050.07mm/z，取=0.07mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 1592.4r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=1600r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=336mm/min 精铣：背吃刀量=0.5mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢立铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.050.07mm/z，取=0.07mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 1592.4r/

20、min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=1600r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=336mm/min工序六：钳工 钳工划线，确定上平面上孔的位置工序七：数控加工孔机床：XK8140A数控铣床 工步1：加工13的孔 钻孔：刀具直径为12mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表3-3，选用直柄麻花钻，参数为d=12mm，l=151mm，=101mm 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-21得：切削速度1518m/min，取18m/min，进给量=0.15mm/z 主轴转速 477.7m/min，=480m/min 粗铰： 查机械制造技术基础课程设计指导教程表

21、3-32选用d=10mm的直柄机用铰刀，L=133mm，l=38mm 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-25得：切削速度23m/min，取为3m/min，进给量=0.8mm/z，背吃刀量0.95mm 主轴转速95.54m/min，=96m/min精铰： 查机械制造技术基础课程设计指导教程表3-32选用d=10mm的直柄机用铰刀，L=133mm，l=38mm 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-25得：切削速度23m/min，取为3m/min，进给量=1.0mm/z，背吃刀量0.05mm 主轴转速95.54m/min，=96m/min 工步2：锪20的孔 查机械制造技术基础课程设计指导

22、教程表3-12选用d=20mm的带导柱直柄平底锪钻。 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-32得：切削速度712m/min，取12m/min，进给量=0.050.10mm/z，取0.10mm/z 主轴转速191.1m/min，=200m/min 工步3：加工20的孔 钻孔：刀具直径为18mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表3-3，选用直柄麻花钻，参数为d=18mm，l=191mm，=130mm 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-21得：切削速度21m/min，进给量=0.40mm/z 主轴转速 371.5m/min，=380m/min 粗铰： 查机械制造技术基础课程设计指导教程

23、表3-32选用d=16mm的直柄机用铰刀，L=170mm，l=52mm 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-25得：切削速度23m/min，取为3m/min，进给量=0.8mm/z，背吃刀量1.94mm 主轴转速59.7m/min，=60m/min精铰： 查机械制造技术基础课程设计指导教程表3-32选用d=16mm的直柄机用铰刀，L=170mm，l=52mm 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-25得：切削速度23m/min，取为3m/min，进给量=1.0mm/z，背吃刀量0.06mm 主轴转速59.7m/min，=60m/min工步2：锪32的孔 查金属切削手册表3-12选用d=3

24、2mm的大直径端面锪钻，L=20mm，=7mm。 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-32得： 切削速度712m/min，取12m/min，进给量=0.060.10mm/z，取0.10mm/z 主轴转速119.43m/min，=120m/min工序八：铣削缺口 机床：XK8140A数控铣床 刀具：高速钢立铣刀，参数为L=72mm，l=22mm，Z=3 粗铣：背吃刀量=4mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.050.08mm/z，取=0.08mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 955.

25、4r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=960r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=230.4mm/min 精铣：背吃刀量=0.5mm，查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-11高速钢铣刀铣平面的铣削进给量可得进给量=0.060.09mm/z，取=0.09mm/z；查金属切削手册表6-14得=1535m/min，取=30m/min 主轴转速 955.4r/min，根据主轴的转速范围03000r/min，取=960r/min 实际切削速度30.144m/min 进给量=259.2mm/min工序九：钳工 工步1： 利用导柱孔找正，与侧滑块配作加工斜导柱孔 工

26、步2：钻锥孔线切割的穿丝孔工序十：热处理 淬火+低温回火 1. 淬火：加热温度800830，保温0.40.5h,淬火硬度62HRC，油冷。 2. 回火：为了改变淬火组织，得到一定的强度、韧性的配合，消除淬火应力和回火中的组织转变应力。回火温度140160。CrWMn的淬火和回火工艺如图4-5。工序十一：磨削 磨床：MM7112(砂轮直径140200mm，砂轮内经75mm，砂轮宽度20mm） 砂轮的选择：参考金属切削手册，结果为P2002075SA80L6V35，其含义为：砂轮磨料为单晶刚玉（代号SA），粒度为80#，硬度为中软（代号为L），陶瓷结合剂(代号为V)，6号组织，平形砂轮（代号为P）

27、，其尺寸为2002075(DBd)，最高工作线速度为35m/s。 切削用量的选择：磨头主轴转速2800r/min，砂轮轴向进给量 =5mm(单行程）磨削深度=0.02mm 工序十二：线切割 采用快走丝线切割机床，选择工作液为航天5204号乳化液（浓度为50%），电极丝为钼丝,直径为0.2mm,选择WC1805A为脉冲电源，脉冲参数为脉宽2us,电极丝速度为1m/s，单边放电间隙为0.01mm，工件厚度20mm，下导轮中心到工作台面的距离W=60mm，工作台面到上导轮中心距离S=100mm。 偏移量：D=0.2/2+0.01=0.11mm 程序：AM2 W60000 H200=00 S10000

28、0 G51 A7.97 G42 D110 G01 X0 Y3300 G02 X0 Y-3300 IO J-6600 G02 X0 Y3300 IO J6600 G50 G40 G01 X0 Y0 M02工序十三：攻螺纹 工步1：1. 钻2-9.5孔 CrWMn属于合金工具钢，钻头选用高速钢标准麻花钻，查表得切削用量中刀具进给速度：0.17mm/r,切削速度：10m/min,转速：640r/min，切削液选用硫化乳化液。 工步2： 攻螺纹M10 查阅金属切削手册，选用机用螺纹丝锥。查阅金属切削手册表3-3得，螺纹M10，螺距P=1.5mm，螺纹收尾L=3mm。采用Z35摇臂钻床，当d=810mm

29、时，v=10m/min。工序十四：钳工 去毛刺、清洗工序十五：检验 检查全部尺寸，位置精度，尺寸精度以及表面粗糙度（2） 时间定额的计算 基本时间的计算 工序四铣削 工步1：铣削上表面 =0.5+（0.51）=0.520+1=11mm，=2mm 粗铣 =1.94min=116.1s 精铣 =1.72min=103.2s 工步2：铣削上表面 粗铣 =1.94min=116.1s 精铣 =1.72min=103.2s 工步3：铣削侧面 =0.5+（0.51）=0.510+1=6mm，=2mm 粗铣 x4=x4=3.8min=228s 精铣 x4=x4=3.24min=194.4s工序五铣削下凹面

30、=0.5+（0.51）=0.56+1=4mm，=2mm 粗铣 =0.19min=11.4s 精铣 =0.20min=11.7s工序七数控加工孔 工步1：加工13的孔 钻 =6mm， x4=x4=1.72min=103.3s 粗铰 =6.5mm， x4=x4=1.64min=98.4s 精铰 =6.5mm， x4=x4=1.31min=78.75s工步2：锪孔 =x4=1.1min=66s工步3：加工20的孔 钻 =7.5mm， x4=x4=3.42min=205.3s 粗铰 =6.5mm， x4=x4=5.25min=315s 精铰 =6.5mm， x4=x4=2.63min=157.5s 锪

31、孔 =x4=1.83min=110s工序八铣削缺口 =0.5+（0.51）=0.510+1=6mm，=2mm 粗铣 x2=x2=0.33min=20s 精铣 x2=x2=0.30min=17.78s 辅助时间的计算 基本时间：工序四 =（116.1+103.2）x2+228+194.4=861s 工序五 =11.4+11.7=23.1s 工序七 =（103.3+98.4+78.75+66）+（205.3+315+157.5+110）=1134.25s 工序八 =20+17.78=37.78s 辅助时间 工序四 =0.2=0.2x861=172.2s 工序五 =0.2=0.2x23.1=4.62s 工序七 =0.2=0.2x1134.25=226.85s 工序八 =0.2=0.23x37.78=7.556s 辅助时间的计算 工序四 6%(861+172.2)=61.99s 工序五 6%（23.1+4.62）=1.66s 工序七 6%（1134.25+226.85）=81.67s 工序八 6%（37.78+7.556）=2.72s 辅助时间的计算工序四 =61.99+172.2+61.99=296.18s工序五 =23.1+4.6