制造工艺培训课件

1、PAGE 题 目：水泵叶叶轮模具具制造工工艺院 （部部）： 机电电工程学学院专 业： 材材机械设设计制造造及其自自动化班 级： 133机本（22）班姓 名： 刘炳文学 号： 20111066632225指导教师师： 张雯娟娟完成日期期：三明学院毕业设计说明书PAGE PAGE 33目 录录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201068045 摘 要 PAGEREF _Toc201068045 h IIII HYPERLINK l _Toc201068046 Absttracct PAGEREF _Toc201068046 h IVV HYPERLINK l _To

2、c201068047 第一章前前 言 PAGEREF _Toc201068047 h 11 HYPERLINK l _Toc201068048 1.1选选题背景景 PAGEREF _Toc201068048 h 1 HYPERLINK l _Toc201068049 1.2 课题相相关调研研 PAGEREF _Toc201068049 h 1 HYPERLINK l _Toc201068050 1.2.1 本课题题及相关关领域的的国内外外现状及及发展 PAGEREF _Toc201068050 h 11 HYPERLINK l _Toc201068051 1.2.2 模具技技术的发发展现状状

3、PAGEREF _Toc201068051 h 2 HYPERLINK l _Toc201068052 第二章工工艺分析析计算 PAGEREF _Toc201068052 h 33 HYPERLINK l _Toc201068053 2.1 零件件及其冲冲压工艺艺性分析析 PAGEREF _Toc201068053 h 3 HYPERLINK l _Toc201068054 2.2 确定工工艺方案案 PAGEREF _Toc201068054 h 4 HYPERLINK l _Toc201068055 2.3主主要工艺艺参数计计算 PAGEREF _Toc201068055 h 7 HYPER

4、LINK l _Toc201068056 2.3.1 落落料尺寸寸 PAGEREF _Toc201068056 h 7 HYPERLINK l _Toc201068057 2.3.2拉深深道次及及各道次次尺寸 PAGEREF _Toc201068057 h 99 HYPERLINK l _Toc201068058 第三章模模具设计计 PAGEREF _Toc201068058 h 14 HYPERLINK l _Toc201068059 3.1 落料、拉深复复合模 PAGEREF _Toc201068059 h 114 HYPERLINK l _Toc201068060 3.1.1模具具结构

5、PAGEREF _Toc201068060 h 114 HYPERLINK l _Toc201068061 3.1.2 模模具工件件部分尺尺寸及公公差计算算 PAGEREF _Toc201068061 h 15 HYPERLINK l _Toc201068062 3.2修修边冲孔孔模 PAGEREF _Toc201068062 h 177 HYPERLINK l _Toc201068063 3.2.1模具具结构 PAGEREF _Toc201068063 h 118 HYPERLINK l _Toc201068064 3.2.2 模模具工件件部分尺尺寸及公公差计算算 PAGEREF _Toc2

6、01068064 h 18 HYPERLINK l _Toc201068065 3.3 切槽模模 PAGEREF _Toc201068065 h 21 HYPERLINK l _Toc201068066 3.3.1模具具结构 PAGEREF _Toc201068066 h 221 HYPERLINK l _Toc201068067 3.3.2 模模具工件件部分尺尺寸及公公差计算算 PAGEREF _Toc201068067 h 22 HYPERLINK l _Toc201068068 3.4 翻边模模 PAGEREF _Toc201068068 h 23 HYPERLINK l _Toc201

7、068069 3.4.1模具具结构 PAGEREF _Toc201068069 h 223 HYPERLINK l _Toc201068071 3.4.2 模模具工件件部分尺尺寸及公公差计算算 PAGEREF _Toc201068071 h 24 HYPERLINK l _Toc201068073 第四章结结 论 PAGEREF _Toc201068073 h 227 HYPERLINK l _Toc201068072 参考文献献 PAGEREF _Toc201068072 h 28 HYPERLINK l _Toc201068074 谢 辞 PAGEREF _Toc201068074 h 2

8、29摘 要水泵叶轮轮是微型型汽车上上发动机机冷却系系统中离离心式水水泵的重重要零件件。本文文分析了了水泵叶叶轮零件件的结构构特点, 计算算了该叶叶轮的展展开尺寸寸, 确确定了该该工件的的冲压成成形工艺艺及各工工序尺寸寸, 对对全套模模具的总总体结构构设计进进行了比比较详细细的论述述，并在在此基础础上确定定了叶轮轮冲压模模具零件件的具体体结构和和尺寸，在在生产合合格零件件的基础础上尽量量提高生生产效率率，降低低生产成成本。主主要介绍绍了叶轮轮零件冲冲压成形形应包括括的基本本工序方方案，工工艺参数数计算，模模具制造造工艺过过程、尺尺寸等。关键词：水泵叶叶轮; 冲冲压; 工工序; 模具具制造工工艺T

9、he Preessiing Proccesss Anallysiis aand Die Desiign of Pummp IImpeelleerABSTTRACCTTCenntriifuggal pummp iimpeelleer iis aan iimpoortaant parrt oof tthe engginee coooliing sysstemm puump auttomoobille. Thiis ppapeer aanallysees tthe strructturee chharaacteerissticcs oof ppumpp immpelllerr paartss, tt

10、he imppelller exppandded sizze wwas callcullateed tto ddeteermiine thee sttamppingg foormiing proocesss oof tthe worrkpiiecee annd tthe proocesss ddimeensiionss, ooverralll sttruccturre ddesiign of thee moouldd weere disscusssedd inn deetaiil. Bassed on thee sppeciificc sttruccturre aand sizze oof t

11、the imppelller of staampiing diee waas ddeteermiinedd, bbaseed oon tthe prooducctioon oof qquallifiied parrts to impprovve pprodducttionn effficcienncy andd reeducce pprodducttionn coost. Thhis papper maiinlyy inntrooducced thee sttamppingg foormiing proocesss oof iimpeelleer ppartts bbasiic pplann

12、shhoulld iinclludee thhe ccalcculaatioon oof pproccesss paarammeteers andd moold mannufaactuurinng pproccesss, ssizee ettc. 。Key worrds: ppumpp immpelllerr; sstammpinng; proocesss; molld mmanuufaccturringg prroceess第一章 前 言1.1选选题背景景在现代汽汽车工业业中，微微型汽车车上发动动机冷却却系统离离心式水水泵内叶叶轮由铸铸铁等金金属或工工程塑料料制成，采采用向后后弯曲的的半圆弧

13、弧、双圆圆弧或多多圆弧形形叶片，其其叶型与与水流方方向一致致，泵水水效率较较高。塑塑料叶轮轮容易实实现小型型化和轻轻量化，且且耐腐蚀蚀性能好好，有越越来越多多的汽车车发动机机水泵使使用了塑塑料叶轮轮。但塑塑料叶轮轮容易开开裂或叶叶轮磨损损后从泵泵轴上松松脱，使使冷却液液循环速速度变慢慢，容易易引起发发动机温温度过高高的故障障。损坏坏的叶轮轮在旋转转时还可可能撞击击水泵壳壳体，造造成壳体体碎裂。铸铸铁制成成的水泵泵叶轮机机械强度度较高，但但其质量量较大。因因此一种种能综合合现在采采用材料料优点而而又避其其缺点的的产品就就应时而而生了。现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一。随着科学技术的发展，

14、工业产品的品种和数量不断增加，产品的改型换代加快，对产品的质量和外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。 HYPERLINK /lemma/ShowInnerLink.htm?lemmaId=82125471&ss_c=ssc.citiao.link 模具设计与制造水平的高低，直接影响着国民经济的发展。世界上工业发达的国家，其模具工业发展迅速，模具总产值超过了 HYPERLINK /lemma/ShowInnerLink.htm?lemmaId=8422189&ss_c=ssc.citiao.link 机床工业的总产值，其发展速度也超过了机床、汽车、电子等工业，是国民经济的 HYPE

15、RLINK /lemma/ShowInnerLink.htm?lemmaId=34214&ss_c=ssc.citiao.link 基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。目前，我国的模具行业生产厂家有数千个，职工有50万人，每年能生产百万套模具。模具制造技术从过去只能制造简单模具已发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具，但总体上还存在着制造的模具品种少、精度差、寿命短、生产周期长的弊端，很多精密、复杂、大型模具因为国内制造困难，不得不从国外进口。1.2 课题相相关调研研水箱在汽汽车的冷冷却、散散热中有有着重要要的

16、作用用。因为为汽车的的冷却系系统是用用来为发发动机散散热的，一一般常见见的发动动机过热热问题。发动机机是由冷冷却液的的循环来来实现的的，强制制冷却液液循环的的部件是是水泵，它由曲曲轴皮带带带动水水泵叶轮轮推动冷冷却液在在整个系系统内循循环。为了保证证冷却效效果，汽汽车冷却却系统一一般由以以下几部部分组成成：散热热器、节节温器、水泵、缸体水水道、缸缸盖水道道、风扇扇等组成成。据资资料显示示：导致致汽车抛抛锚的故故障中，冷冷却系统统故障位位居第一一。由此此可见，汽汽车冷却却系统保保养对汽汽车安全全运行起起着重要要的作用用。叶轮用于于微型汽汽车上发发动机冷冷却系统统的离心心式水泵泵内，工工件时以以1

17、5000-330000r/mmin左左右的速速度旋转转，使冷冷却水在在冷却系系统中不不断地循循环流动动。为保保证足够够的强度度和刚度度，叶轮轮采用厚厚度为22mm的的Al脱脱氧镇静静钢冷轧轧板。1.2.1 本课题题及相关关领域的的国内外外现状及及发展模具工业业是国民民经济的的基础工工业，是是国际上上公认的的关键工工业，工工业发达达国家称称之为“工工业之母母”。模模具成型型具有效效率高，质质量好，节节省原材材料，降降低产品品成本等等优点。采采用模具具制造产产品零件件已成为为当今工工业的重重要工艺艺手段。模模具在机机械，电电子，轻轻工，纺纺织，航航空，航航天等工工业领域域里，已已成为使使用最广广泛

18、的工工业化生生产的主主要工艺艺装备，它它承担了了这些工工业领域域中600%-880%产产品零件件，组件件和部件件的加工工生产。“模模具就是是产品质质量”，“模模具就是是经济效效益”的的观念已已被越来来越多的的人所认认识和接接受。在在中国，人人们已经经认识到到模具在在制造业业中的重重要基础础地位，认认识更新新换代的的速度，新新产品的的开发能能力，进进而决定定企业的的应变能能力和市市场竞争争能力。目目前，模模具设计计与制造造水平的的高低已已成为衡衡量一个个国家制制造水平平的重要要标志之之一。1.2.2 模具技技术的发发展现状状随着科科学技术术的不断断进步和和工业生生产的迅迅猛发展展，冷冲冲技术及及

19、模具不不断革新新和发展展，中国国模具工工业和技技术的主主要发展展方向包包括：提高大大型、精精密、复复杂、长长寿命模模具的设设计制造造水平；在模具具设计制制造中广广泛应用用CADD/CAAE/CCAM技技术；为为了加快快产品的的更新换换代，必必须缩短短工装的的设计和和制造周周期，从从而开展展了模具具的计算算机辅助助设计和和辅助制制造的研研究，采采用该技技术，模模具设计计和制造造效率一一般可提提高23倍，模模具生产产周期可可缩短11/22/33.目前前，已达达到CAAD/CCAM一一体化，模模具图纸纸只是作作为检验验模具之之用.大力发发展快速速制造成成形和快快速制造造模具技技术；在塑料料模具中中推

20、广应应用热流流道技术术、气辅辅注射成成型和高高压注射射成型技技术；提高模模具标准准化水平平和模具具标准件件的使用用率；发展优优质模具具材料和和先进的的表面处处理技术术；逐步推推广高速速铣削在在模具加加工的应应用；第二章 工艺分分析计算算2.1 零件件及其冲冲压工艺艺性分析析叶轮用于于微型汽汽车上发发动机冷冷却系统统的离心心式水泵泵内，工工件时以以15000-330000r/mmin左左右的速速度旋转转，使冷冷却水在在冷却系系统中不不断地循循环流动动。为保保证足够够的强度度和刚度度，叶轮轮采用厚厚度为22mm的的钢板。叶轮材料料为钢008All。该材材料按拉拉深质量量分为三三级：ZZP（用用于拉

21、深深最复杂杂零件），HHF（用用于拉深深很复杂杂零件）和和F（用用于拉深深复杂零零件）。由由于形状状比较复复杂，特特别是中中间的拉拉深成形形难度大大，叶轮轮零件采采用ZFF级的材材料，表表面质量量也为较较高的级。表表2-11列出008AllZF的的力学性性能。表2-1 08AlZF的力学性能()不小于2603000200440.666图2-1叶轮零件示意图 为减轻震震动，减减小噪声声，叶轮轮零件的的加工精精度有一一定的要要求。除除了7个个叶轮形形状和尺尺寸应一一致外，叶叶轮中部部与固定定轴配合合部位的的要求也也较高。由由于靠冲冲压加工工难以达达到直径径和以及高高度尺寸寸的要求求，实际际生产中中

22、采用了了冲压成成形后再再切削加加工的办办法（需需进行切切削加工工的表面面标有粗粗糙度，图图2-11）。冲冲压成形形后要留留有足够够的机加加余量，因因此孔和和的冲压压尺寸取取为和。直径为一一般要求求的自由由尺寸，冲冲压成形形的直径径精度的的偏差大大于拉深深直径的的极限偏偏差。但但高度尺尺寸精度度高于附附表中的的尺寸偏偏差，需需由整形形保证。初步分析析可以知知道叶轮轮零件的的冲压成成形需要要多道工工序。首首先，零零件中部部是有凸凸缘的圆圆筒拉深深件，有有两个阶阶梯，筒筒底还要要冲的孔孔；其次次，零件件外圈为为翻边后后形成的的7个“竖立”叶片，围围绕中心心均匀分分布。另另外，叶叶片翻边边前还要要修边

23、、切槽、由于拉拉深圆角角半径比比较小（00.51），加加上对叶叶片底面面有跳动动度的要要求，因因此还需需要整形形。对拉深工工序，在在叶片展展开前，按按料厚中中心线计计算有4.531.44，并且叶片片展开后后凸缘将将更宽，所所以属于于宽凸缘缘拉深。另另外，零零件拉深深度大（如如最小价价梯直径径的相对对高度h/d=20.5/113.55=1.52，远大于一一般带凸凸缘筒形形件第一一次拉深深许可的的最大相相对拉深深高度），所所以拉深深成形比比较困难难，要多多次拉深深。对于冲裁裁及翻边边工序，考考虑到零零件总体体尺寸不不大，而而且叶片片“竖直”后各叶叶片之间间的空间间狭小，结结构紧凑凑，另外外拉深后后

24、零件的的底部还还要冲的的孔，所所以模具具结构设设计与模模具制造造有一定定难度，要要特别注注意模具具的强度度和刚度度。综上所述述，叶轮轮由平板板毛坯冲冲压成形形应包括括的基本本工序有有：冲裁裁（落料料、冲孔孔、修边边与切槽槽）、拉拉深（多多次拉深深）、翻翻边（将将外圈叶叶片翻成成竖直）等等。由于于是多工工序、多多套模具具成形，还还要特别别注意各各工序间间的定位位。2.2 确定工工艺方案案由于叶轮轮冲压成成形需多多道次完完成，因因此制定定合理的的成形工工艺方案案十分重重要。考考虑到生生产批量量大，应应在生产产合格零零件的基基础上尽尽量提高高生产率率效率，降降低生产产成本。要要提高生生产效率率，应该

25、该尽量复复合能复复合的工工序。但但复合程程度太高高，模具具结构复复杂，安安装、调调试困难难，模具具成本提提高，同同时可能能降低模模具强度度，缩短短模具寿寿命。根根据叶轮轮零件实实际情况况，可能能复合的的工序有有：落料料与第一一次拉深深；最后后一次拉拉深和整整形；修修边、切切槽；切切槽；冲冲孔；修修边、冲冲孔；切切槽、冲冲孔。根据叶轮轮零件形形状，可可以确定定成形顺顺序是先先拉深中中间的阶阶梯圆筒筒形，然然后成形形外圈叶叶片。这这样能保保持已成成形部位位尺寸的的稳定，同同时模具具结构也也相对简简单。修边、切切槽、冲冲孔在中中间阶梯梯拉深成成形后以以及叶片片翻边前前进行。为为保证77个叶片片分度均

26、均匀，修修边和切切槽不要要逐个叶叶片地冲冲裁。因此叶轮轮的冲压压成形主主要有以以下几种种工艺方方案：方案一：1)落料料；2)拉深深(多次次)；3)整形形；4)修边边；5)切槽槽；6)冲孔孔；7)翻边边。方案二：1)落料料与第一一次拉复复合；2)后续续拉深；3)整形形；4)切槽槽、修边边、冲孔孔复合；5)翻边边。方案三：1)落料料与第一一次拉深深复合；2)后续续拉深；3)整形形；4)切槽槽、冲孔孔复合；5)修边边；6)翻边边。方案四：1)落料料与第一一次拉深深复合；2)后续续拉深；3)整形形；4)修边边、冲孔孔复合；5)切槽槽；6)翻边边。方案五：1)落料料与第一一次拉深深复合；2)后续续拉深；

27、3)整形形；4)切槽槽；5)修边边、冲孔孔复合6)翻边边。方案一复复合程度度低，模模具结构构简单，安安装、调调试容易易，但生生产道次次多，效效率低，不不适合大大批量生生产。方案二至至五将落落料、拉拉深复合合，主要要区别在在于修边边、切槽槽、冲孔孔的组合合方式以以及顺序序不同。需需要注意意的是，只只有当拉拉深件高高度较高高，才有有可能采采用落料料、拉深深复合模模结构形形式，因因为浅拉拉深件若若采用落落料、拉拉深复合合模具结结构，落落料凸模模（同时时又是拉拉深凹模模）的壁壁厚太薄薄，强度度不够。方案二将将修边、切槽、冲孔复复合，工工序少，生生产率最最高，但但模具结结构复杂杂，安装装、调试试困难，同

28、同时模具具强度也也较低。方案三将将切槽和和冲孔组组合，由由于所切切槽与中中间孔的的距离较较近，因因此在模模具结构构上不容容易安排排，模具具强度差差。所以以较好的的组合方方式应该该是修边边和冲孔孔组合，而而切槽单单独进行行，如方方案四、五。方案四与与方案五五主要区区别在于于一个先先修边、冲孔后后切槽，一一个先切切槽后修修边、冲冲孔。由由于切槽槽与修边边有相对对位置关关系，而而所切槽槽尺寸比比较小，如如果先切切槽则修修边模具具上不好好安排定定位，所所以实际际选择了了方案四四，即先先修边、冲孔后后切槽，然然后翻边边成形竖竖立叶片片。2.3主主要工艺艺参数计计算2.3.1 落落料尺寸寸落料尺寸寸即零件

29、件平面展展开尺寸寸，叶轮轮零件基基本形状状为圆形形，因此此落料形形状也应应该为圆圆形，需需确定的的落料尺尺寸为圆圆的直径径。带有凸缘缘的筒形形拉深成成形件，展展开尺寸寸有关公公式计算算。但根根据叶轮轮零件图图，不能能直接得得到凸缘缘尺寸。在在计算落落料尺寸寸之间，要要将竖立立的叶片片“落料尺尺寸。图2-22 叶轮轮叶片的的展开严格来说说，叶轮轮成形“竖直”叶片的的工序属属于平面面外凸曲曲线翻边边。但根根据零件件图，由由于翻转转曲线的的曲率半半径比较较大，为为简化计计算可以以近似按按弯曲变变形来确确定展开开尺寸，如如图2-2所示示。因为为弯曲半半径r=0.5110.55t=11，所以可以以弯曲坯

30、坯料展开开的计算算公式计计算。经经计算，叶叶片展开开后，凸凸缘尺寸寸为76（单单位mmm，）。，由文献【110】表表4-55的公式式，可取取修边余余量为22.2。因此凸缘缘直径为为： 766+2.2=800.4取凸缘尺尺寸80，于于是得到到叶轮拉拉深成形形尺寸，如如图2-3所示示。图2-3 叶轮拉深成形尺寸根据叶轮轮拉深成成形尺寸寸，要以以算出零零件总体体表面积积A约为为58990。按按照一般般拉深过过程表面面积不变变的假设设，可得得到落料料直径D=因圆角半半径较小小，近似似由公式式计算落落料直径径： （公式式2-11）代入=116，=4.55，得。最后后取落料料直径DD=877.落料尺寸寸确

31、定后后，需要要确定排排样方案案。圆形形件排样样比较简简单，根根据本例例中零件件尺寸大大小，可可采用简简单的单单排排样样形式。图2-4 排样图冲裁搭边边值，由由文献【110】表表2-112的公公式：取取沿边搭搭边值aa=2.5mmm，工件件间搭边边值=22mm。2.3.2拉深深道次及及各道次次尺寸叶轮拉深深成形后后为带阶阶梯的宽宽凸缘件件，成形形较为困困难，需需多次拉拉深。根根据图112-112所示示叶轮拉拉深件形形状，成成形过程程可分为为两个步步骤：首首先按宽宽凸缘件件拉深成成形方法法，拉成成所要求求凸缘直直径的筒筒形件（内内径、凸凸缘直径径），然然后，若若将由内内径的筒筒形部分分逐次拉拉成内

32、径径的阶梯梯，视为为拉深成成内径为为直筒件件的中间间过程，则则可以近近似用筒筒形件拉拉深计算算方法计计算阶梯梯部分（内内径）的的成形，但但应保证证首次拉拉深成形形后的凸凸缘尺寸寸在后续续拉深过过程中保保持不变变。以下下尺寸按按料厚中中心线计计算。1、由毛毛坯拉成成内径、凸缘直直径的圆圆形件： = 1 * GB3 判断能能否一次次拉成。带凸缘筒筒形件第第一拉深深的许可可变形程程度可用用对应于于和不同比比值的最最大相对对拉深高高度来表表示。根根据图22-3，对对叶轮零零件，。由文献【110】表表4-220查得得。内径的圆圆筒件高高度未定定。可以以先确定定拉深圆圆角半径径，然后后求出直直径的毛毛坯拉

33、成成内径为为的圆筒筒件高度度，最后后利用判判断能否否一次拉拉出。取圆角半半径。按按公式可可求出拉拉深高度度因，所以以一次拉拉不出来来。在凸缘件件的多次次拉深中中，为了了保证以以后拉深深时凸缘缘不参加加变形，首首先拉深深时，拉拉入凹模模的材料料应比零零件最后后拉深部部分所需需要材料料多一些些（按面面积计算算），但但叶轮相相对厚度度较大，可可不考虑虑多拉材材料。如如果忽略略材料壁壁厚变化化，凸缘缘内部形形状在拉拉深过程程应满足足表面积积不变条条件。用逼近近法确定定第一次次拉深直直径计算算见表22-2：表 2-2 毛坯拉深直径相对凸缘缘直径假假定毛坯相对对厚度第一次拉拉深直径径实际拉深深系数极限拉深

34、深系数拉深系数数差值1.22.2990.7770.499+0.2281.42.2990.6660.477+0.1191.62.2990.5770.455+0.1122.02.2990.4660.422+0.0042.22.2990.4110.400+0.0012.42.2990.3880.377+0.0012.82.2990.3330.3330.0实际拉深深系数应应该适当当大于极极限拉深深系数，因因此可以以初步取取第一次次拉深直直径为336mmm（按料料厚中心心计算）。 计算算第二次次拉深直直径第二次拉拉深的极极限拉深深系数。考考虑到叶叶轮材料料为088AlZF，塑塑性好，同同时材料料厚度较较

35、大，极极限拉深深系数可可适当降降低。取取， 。为了便于于后续拉拉深成形形，第二二拉深直直径可取取为255.5mmm，此此时的拉拉深系数数为：一、二二次拉深深的圆角角半径，。可取与与凹模圆圆角半径径相等或或略小的的值所以可以以取，。考虑虑到叶轮轮最终成成形后圆圆角半径径较小，实实际取。 计算算第一、二次拉拉深高度度根据公式式，第一一次拉深深高度： 第二二次拉深深高度： 校核核第一次次拉深相相对高度度零件， ，考虑虑到材料料塑性好好，故可可以拉成成。2、由内内径拉出出内径的的阶梯：阶梯形件件拉深与与圆筒形形件拉深深基本相相同，每每一阶梯梯相当于于相应的的圆筒形形件拉深深。下面面用筒形形件拉深深计算

36、方方法近似似计算阶阶梯部分分（内径径）的成成形。由内径拉拉出内径径的阶梯梯，总拉拉深系数数。查由文文献【110】表表4-115，筒筒形件第第三次拉拉深的极极限拉深深系数，所所以该阶阶梯部分分不能一一次拉成成，需多多次拉深深成形。筒形件拉拉深的极极限拉深深系数，。实际际拉深系系数在各各次拉深深中应均均匀分配配。考虑虑到最后后一次拉拉深时材材料已多多次变形形，拉深深系数应应适当取取大一些些。于是是阶梯部部分采用用三次拉拉深，拉拉深系数数分别为为、，。各次次拉深直直径分别别为第三次拉拉深(第第一次阶阶梯拉深深)：(内径)第四次拉拉深(第第二次阶阶梯拉深深)：(内径)第五次拉拉深(第第三次阶阶梯拉深深

37、)：(内径)忽略材料料壁厚的的变化，按按表面积积不变的的条件可可以计算算出各次次深的高高度：，。最后结果果如图22-5所所示：图2-5叶轮拉深工序图工序一、二由毛毛坯拉成成内径，凸凸缘直径径的圆筒筒件。第第一道工工序为落落料、拉拉深，落落料直径径，然后后拉深成成凸缘直直径为880mmm的筒形形件，该该凸缘直直径在后后续成形形过程中中保持不不变。落落料、拉拉深由一一套模具具完成。工工序二为为宽凸缘缘筒形件件的二次次拉深。工序三、四、五五为由内内径的筒筒形拉出出内径小小台阶的的阶梯拉拉深过程程。工序序五在拉拉深成形形结束后后还带有有整形，主主要目的的是将凸凸缘整平平，同时时减小圆圆角半径径，以达达

38、到零件件图要求求。经验证，上上述工艺艺方案是是完全可可行的。3、落料料、拉深深冲压力力落料力力的计算算按下式式一般可取取。拉深力计计算，由由公式：代入数据据，最后后得拉深力出出现在落落料力之之后。因因此最大大冲压力力出现在在冲裁阶阶段。选选用落料料、拉深深复合结结构(见见图122-4)，可计计算出最最大冲压压力为经计算，所以选择择吨位为为2500kN的的压力机机，即JJ23-25。模具制造造工艺流流程1 零件件分析1.1零零件的生生产类型型及生产产纲领生产纲领领是企业业在计划划期内应应当生产产的产品品产量和进进度计划划。在本次次毕业设计计题目中中，已知知该模具的生生产类型型为大批批生产。由由于

39、于轻轻型零件件。因此此，该零零件的年年生产纲纲领大于于50000(件件/年)。1.2 零件的的作用本次课程程设计题题目给定定的零件件是直齿齿圆柱齿齿轮，齿轮是是机械行行业量大大面广的的基础件件，广泛泛应用于于机床，汽汽车，摩摩托车，农农机，建建筑机械械，工程程机械，航航空，兵兵器，工工具等领领域，用用来传递递动力、改变运运动的传传递方向向等等。因因此对齿齿轮材料料的基本本要求是是：应使使齿面具具有足够够的硬度度和耐磨磨性，齿齿心具有有足够的的韧性，以以防止齿齿面的各各种失效效，同时时应具有有良好的的冷、热热加工的的工艺性性，以达达到齿轮轮的各种种技术要要求。1.3 零件的的工艺分分析该零件主主

40、要加工工面有平平面、外外圆面、孔和键键槽，是是一个形形状比较较简单的的零件，可可通过车车、铣以以及拉削削来获得得。加工工个参数数如下：车削外圆圆到1225mmm镗内孔到到25mmm铣A、BB、C端端面至AAB面之之间厚度度为522mm,BC面面之间厚厚度为552mmm拉削内孔孔键槽滚齿机滚滚齿，齿齿数200、模数数6的齿齿去毛刺，倒倒圆角有以上的的分析可可知，可可以先加加工外圆圆表面，然然后借助助外圆面面加工其其他表面面。这样样子对于于后续的的加工，其其精度要要求更加加容易得得到保证证。2 铸造造工艺方方案设计计2.1 确定毛毛坯的成成形方法法直齿圆柱柱齿轮是是一种常常用的传传动件，材材料为4

41、0CCr钢，要求求为表硬硬里韧。由由于零件件轮廓尺尺寸不大大，形状状也不复复杂，在在使用过过程中主主要承受受的是扭扭矩。并并且该零零件为大大批生产产，采用用铸造生生产比较较合适，故故可采用用铸造成成形。此此外应尽尽可能选选择各种种已标准准化、系系列化的的通用刀刀具、通通用量检检具及辅辅助工具具加工及及检验工工件。2.2 确定铸铸造工艺艺方案2.2.1铸造造方法的的选择根据铸件件的尺寸寸较小，形形状比较较简单，而而且选用用40CCr钢为材料料，铸件件的表面面精度要要求较高，并且且为大批批量生产产，（参考考第三篇篇第2节节）选用用壳型铸造造。2.2.2造型型的选择择因铸件制制造批量量为大批批生产（

42、参参考第三三篇第22节），故选选用砂型型机器造造型。2.2.3分型型面的选选择选择分型型面时要要尽可能能消除由由它带来来的不利利影响，本本零件选选择最大大的截面面作为分分型面。这样有有利于铸铸件的取取出。2.3确确定铸造造工艺参参数2.3.1加工工余量的的确定按机械砂砂型铸造造，查表表2.22-5，查查得铸件件尺寸公公差等级级为810，加加工余量量等级为为H，按9公公差等级级制造，则则单侧加加工余量量为3.5mmm，双侧侧加工余余量为33mm，则则可推出出毛坯总总尺寸。2.3.2拔模模斜度的的确定零件总体体长度小于于2000mm（包包括加工工余量值值在内），采采用分模模造型后后铸件的的厚度很很

43、小，靠靠松动模模样完全全可以起起模，故故可以不不考虑拔拔模斜度度。2.3.3收缩缩率的确确定通常，440Crr钢的收收缩率为为1.33%2% ，在在本设计计中铸件件取2% 的的收缩率率2.3.4不铸铸孔的确确定为简化铸铸件外形形，减少少型芯数数量，直直径小于于255mm的的孔均不不铸出，而而采用机机械加工工形成。2.3.5铸造造圆角的的确定为防止产产生铸造造应力集集中，铸铸件各表表面相交交处和尖尖角处，以以R =2mm4mm圆圆滑过渡渡。3 机械械加工工工艺规程程设计3.1 基面的的选择基面选择择是工艺艺规程设设计中的的重要工工作之一一，基面面选择得得正确合合理，可可以使加加工质量量得到保保证

44、，生生产率得得到提高高。否则则，加工工过程中中会问题题百出，甚甚至造成成零件大大批量报报废，使使生产无无法正常常进行。3.1.1粗基基准的选选择由于该零零件刚刚刚铸造出出来的时时候相当当于轴类类零件，所所以该零零件可以以用最大大的外圆圆面作为为粗基准准。现选选取加工工后为1255mm的的外圆面面为粗基基准，利利用三角角自定心心卡盘，夹夹持在加加工后为为1255mm的的外圆柱柱面上。3.1.2 精精基准的的选择主要考虑虑的是基基准的重重合问题题。当设设计与工工序的基基准不重重合时，因因该进行行尺寸换换算。3.1.3制订订工艺路路线生产为大大批量生生产，故故采用万万能机床床配以组组合夹具具，并尽尽

45、量使工工序集中中来提高高生产率率。同时时还可降降低生产产成本。工艺路线线方案一一：工序 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I：铸造；工序 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT III：热处处理；工序 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT IIII：粗车外圆柱柱面，倒倒25mmm处和和85处处的倒角角1X445，11X455；工序 = 4 * ROMAN * MERGEFORMAT IVV：粗镗内内孔到25mmm；工序 = 5 * ROMAN * MERGEFORMAT V：拉削8mmm宽键键槽；图3-11 拉削削E键槽槽工序 = 6 * ROMAN

46、 * MERGEFORMAT VII：铣A、BB、C端端面（如如图3-1所示示）； 图 3-22 铣削削A、BB、C端端面工序 = 7 * ROMAN * MERGEFORMAT VIII：滚齿，齿齿轮齿数数20、模数66； 图33-3 滚削DD端面工序 = 8 * ROMAN * MERGEFORMAT VIIII：半精镗镗、精镗镗内孔25mmm；工序 = 9 * ROMAN * MERGEFORMAT IXX：去毛刺刺、倒圆圆角；工序 = 10 * ROMAN * MERGEFORMAT X：终检；工序 = 11 * ROMAN * MERGEFORMAT XII：入库。工艺路线线方案二二

47、：工序 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I：铸造；工序 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT III：热处处理；工序 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT IIII：粗车外圆柱柱面，；工序 = 4 * ROMAN * MERGEFORMAT IVV：倒25mmm处和和85处处的倒角角1X445，11X455； 工序 = 5 * ROMAN * MERGEFORMAT V：粗镗内内孔到25mmm；工序 = 6 * ROMAN * MERGEFORMAT VII：拉削8mmm宽键键槽；工序 = 7 * ROMAN * MERGEFORMAT VIII

48、：铣铣A、BB、C端端面；工序 = 8 * ROMAN * MERGEFORMAT VIIII：滚齿，齿齿轮齿数数20、模数66；工序 = 9 * ROMAN * MERGEFORMAT IXX：半精镗镗、精镗镗内孔25mmm；工序 = 10 * ROMAN * MERGEFORMAT X：去毛刺刺、倒圆圆角；工序 = 11 * ROMAN * MERGEFORMAT XII：终检；工序 = 12 * ROMAN * MERGEFORMAT XIII：入库。3.1.4 工工艺方案案的分析析：上述两个个工艺方方案的特特点在于于：方案案二将倒角工工序与车车削外圆圆柱面细细分，分分别进行行加工。方方

49、案一将将两个工工序集中中起来。这这样有利利提高效效率，定定位精度度也比较较高，使使用于大大批量生生产。经经比较，从从生产条条件出发发及生产产效率方方面考虑虑，选择择工艺路路线方案案一。3.2 确定机机械加工工余量及及工序尺尺寸根据以上上原始资资料及机机械加工工工艺，分分别确定定各加工工表面的的机械加加工余量量、工序序尺寸如如下：3.2.1 车车1255mm外外圆柱面根据端面面的精度度要求，查表4-12，得可用粗车达到要求精度，端面参照相关手册，确定工序尺寸，余量为单侧余量2.5mm，具体工序尺寸见表3-1。表3-11工序尺尺寸表工序名称工序间余量/mmm工序间工序间尺寸/mmm工序间尺尺寸公差

50、/mmm经济精度度/表面粗糙糙度/车2.5H11Ra122.5126.2毛坯CT9Ra255128.73.2.2 镗镗25mmm内孔孔根据内孔孔表面的的精度要要求，查查表3.2.225，得得可用镗镗削达到到要求精精度，内内孔参照照手册，确定工工序尺寸寸，粗镗余量量为0.22mm；半精镗镗余量为为0.11mm具具体工序序尺寸见见表3-2。表3-22 工序序尺寸表表工序名称工序间余量/mmm工序间工序间尺寸/mmm工序间尺尺寸公差/mmm经济精度度/表面粗糙糙度/ 半精镗镗0.1H11Ra1.625 粗镗镗0.2H13Ra6.324.99毛坯CT9Ra25524.773.2.3 铣铣削A、B、CC

51、端面根根据外外圆面的的精度要要求，查查表3.2.225，得得可用粗粗铣、半半精铣达达到要求求精度，外外圆面参参照手册册，确定工工序尺寸寸，粗铣余余量为11.5mmm，半半精铣余余量为11.0mmm；具具体工序序尺寸见见表3-3。表3-33工序尺尺寸表工序名称工序间余量/mmm工序间工序间尺寸/mmm工序间尺尺寸公差/mmm经济精度度/表面粗糙糙度/ 半精铣铣1.0H11Ra122.552 粗 铣铣1.5H9Ra122.554毛坯CT9Ra255573.2.4 滚滚齿根据端面面的精度度要求，查表4-12，得可用粗滚达到要求精度，端面参照相关手册，确定工序尺寸，余量为1.2mm，具体工序尺寸见表3

52、-4。表3-44工序尺尺寸表工序名称工序间余量/mmm工序间工序间尺寸/mmm工序间尺尺寸公差/mmm经济精度度/表面粗糙糙度/ 滚 齿齿1.2H8Ra3.2126.2毛坯CT9Ra2551253.2.5 拉拉削宽度度为8mmm键槽槽根据平面面的精度度要求，查表4-12，得可用一次拉削达到要求精度，平面参照手册，确定工序尺寸，由于（2）工歩加工后，可计算得，余量为0.5mm，具体工序尺寸见表3-5。表3-55工序尺尺寸表工序名称工序间余量/mmm工序间工序间尺寸/mmm工序间尺尺寸公差/mmm经济精度度/表面粗糙糙度/拉0.5H8Ra3.28毛坯 CCT9Ra2557.53.2.6倒25mmm

53、和885mmm的倒角角1X445，11X4553.3 确定切切削用量量及基本本工时3.3.1 车车1255mm外外圆柱面（1）选选择刀具具和机床床机床选择择C61440车床即可，根根据切切削用量量简明手手册表表1.11，选刀刀杆尺寸寸，选刀刀片厚度度为4.5mmm，根据据表1.2，选选择YTT15硬质质合金刀刀片，根根据表11.3，选选车刀几几何形状状为卷屑屑槽带倒倒棱型前前刀面，前前角，后后角，主主偏角，副副偏角，刃刃倾角，刀刀尖圆弧弧半径。（2）选选择切削削用量 1） 切削深深度由于加工工余量不不大，可可以在一一次走刀刀内切完完，故取取 = 2.5mmm。 2） 确定进给给量根据表11.3

54、，可可知，则则可取进进给量。3） 确确定车刀磨钝钝标准及及刀具磨磨钝寿命命根据表11.4，车刀刀齿齿后刀面面最大磨磨损量为为1.55mm，查查表1.4，故故刀具磨磨钝寿命命T = 600minn。4） 确确定切削削速度根据表11.100，当选选用YTT15硬硬质合金金车刀加加工时，切切削速度度切削速速度修正正系数为为， （33-1） （3-2） 根据据CA661400车床说说明书，选选择 （33-3）5） 检检验机床床功率根据手册册，当工件件的硬度度在HBBS =63007000时，所所选择的的切削用用量是可可以采用用的。6） 计计算基本本工时（3-44） 其中查查表为44.0，所所以（3）倒

55、倒角车削完成成后，接接着倒角角即可。3.3.2 镗镗25mm内孔孔（1）选选择刀具具和机床床机床选择择金刚镗镗床即可，根根据想关关手册，选选择刀具具材料为为YT330硬质质合金刀刀片，镗镗刀直径径40mmm，镗镗杆伸出出长度2200mmm。（2）选选择切削削用量 1） 切削深深度由于加工工余量不不大，可可以在一一次走刀刀内切完完，故取取 = 0.11mm。 2） 确定进给给量根据表11.3，可可知，则则可取进进给量。3） 确确定车刀磨钝钝标准及及刀具磨磨钝寿命命根据表33.7，车刀刀齿齿后刀面面最大磨磨损量为为1.55mm，查查表3.8，故故刀具磨磨钝寿命命T = 1880miin。4） 切切

56、削速度度和每分分钟进给给量按机床选选取：= 1000r/minn，则实际切削削速度：（3-55）每分钟进进给量： （33-6）5） 检检验机床床功率根据相关关手册，当工件件的硬度度在HBBS =63007000时，所所选择的的切削用用量是可可以采用用的。6） 计计算基本本工时（3-77） 其中中查表分分别为，所所以可得得： 精镗到到mm时时，由于于精镗与与粗镗共共用一个个镗杆，利利用金钢钢镗床同同时对工工件粗镗镗、半精精镗，故故切削用用量与工工时与粗粗镗相同同，3.3.3铣A、BB、C端端面：（1）选选择刀具具和机床床机床选择择立式升升降台铣铣床X550300A即可可，根据据表3.1，铣削宽宽

57、度，直直径为880mmm，采用用标准镶镶齿圆柱柱铣刀，齿齿数，铣铣刀前角角，后角角。（2）选选择切削削用量1）铣削削宽度由于加工工余量不不大，可可以在一一次走刀刀内切完完，故取取 = 3mm。2） 确确定进给给量根据相关关表，可可知，则则可取进进给量。3） 确确定车刀磨钝钝标准及及刀具磨磨钝寿命命根据相关关手册，车刀刀齿齿后刀面面最大磨磨损量为为0.66mm，查查表3.8，故故刀具磨磨钝寿命命T = 1880miin。4） 切切削速度度和每分分钟进给给量根据表,当7.55mm，0.24mm/z，时，各修正系数，故： （33-8） （33-9） （3-10） XX50330A型型铣床说说明书，选选择，所所以： （33-111） （33-122）5） 检检验机床床功率根据当工工件的硬硬度在HHBS =63307700时，所所选择的的切削用用量是可可以采