1、模具制造工艺课程设计说明书样本 -模具制造工艺课程设计说明书专 业 数控加工与模具设计姓 名 吴伟 指导教师 嵇正波(别写嵇老师) 南京工程学院编2013年10月20日 1、（统一写2013年10月20日）设计题目（该页写设计题目、装配图和加工的零件图） “链片冲孔落料复合模”凸模零件的机械加工工艺过程及工艺装备的设计1、装配图 2、凸模零件目录（第三页写目录）6 结束语2、（按照这个目录顺序写：分为前言、章节、结束语、参考文献，字体分别为黑体和宋体，小四号，1.5倍行距）3、所有图都要在图下方写图号和名称，如：图3.1零件毛坯图。图3.1 零件毛坯图修改成如下：图3.1 零件毛坯图（5号字体
2、，并且离图不要太远）4、正文部分：字体都是小四，行距1.5倍。5、每章都要另起一页写，比如第二章别接着第三章下面写！6、参考文献格式按照该同学的格式写前 言根据模具制造工艺的介绍，我们可以大概了解一些模具制造的相关内容。在现代工作生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节省能源和原材料等一系列优点，在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中的得了广泛的应用，成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具工业对民国经济和社会的发展，起着越来越重要的作用。模具工业的快速发展，
3、不断对模具制造技术提出更高的要求。世界上一些工业发达国家，模具制造技术的发展非常迅速。模具制造水平的高低，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标准之一。为了适应工业生产对模具的需求，目前，在模具制造过程中采用了许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具的加工质量，也提高了模具制造的机械化、自动化程度。同时，电子计算机的应用给模具设计和制造开辟了新的广阔前景。近年来，我国的模具制造技术也有较大发展，从过去只能制造简单模具，发展到今天可以利用现代制造技术生产一些大型、精密、复杂、长寿命的模具。目前，全国已有模具生产厂家数千个，职工数十万人，每年能生产上百万套模具。为了尽快发展我国模具工业，国家已采取
4、了许多具体措施，如给专业模具厂投资一共进行技术改造；将模具列为国家规划重点科技攻关项目；派有关工程技术人员出国学习考察；引进国外模具先进技术；制定有关的模具标准等。通过这一系列的措施的实施，使得我国模具工业有了很大发展，并在某些技术方面有所突破。1 工艺设计任务书1）课程介绍模具制造工艺学是一门实践性、应用性强的课程，通过本次课程设计，使同学们深入。全面和系统掌握这门学习的基础理论，并将理论知识贯穿到实践应用中，提高大家分析、研究和应用能力。2）任务零件图1张毛坯图1张机械加工工艺过程综合卡片1张课程设计说明书1份3）要求（1）模具零件的工艺分析（2）制定零件的制造工艺方：制订工艺路线选择定位
5、基准，进行必要的工序尺寸计算 选择机床及工、夹、量、刃具 加工余量及工序间尺寸与公差的确定切削用量的确定（3）画毛坯图：在加工余量已确定的基础上画毛坯图，要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体尺寸用双点画线绘出。比例取1 ：1 。同时应在图上标出毛坯的尺寸、公差、技术要求、毛坯制造的分模面、圆角半径和起模斜度等。（4）填写机械加工工艺过程综合卡片4）课程设计说明书 目录； 工艺设计任务书； 零件分析； 确定生产类型； 选择毛坯， 拟定工艺路线； 工序设计（选择机床和工艺装备，确定工序余量、工序尺寸及公差确定各工序的切削用量，绘制各工序的工序简图，确定工时定额）； 给定夹具的工作原理的简单说明，定
6、位方案分析，定位元件的组成，夹紧方案分析，夹紧机构的组成，定位误差的计算等（选作内容)。2 零件分析2.1零件的绘制与工艺分析 图2.1零件图 （1)由于该零件是凸模，凸模都有两个部分组成，即工作部分和配合。工作部分尺寸，配和尺寸。零件为凸模采用为外形加工比较方便。（2）该凸模截面呈圆形，故加工时采用车削加工，淬火后经磨削加工达到图纸要求，由于其安装部分与工作部分由同轴度的要求，加工时，应安排外圆一次车出成形，磨削时应一次磨出，并同时磨出轴肩，以保证垂直度要求（参见表2.1）。间隙值/min凸模垂直度公差等级单凸模多凸模薄料、无间隙（0.02） 0.020.06 0.06567678表2.1凸
7、模垂直度公差等级2.2确定生产类型。根据生产纲领的大小，生产类型可以分为大量生产、成批生产和单件生产。（1）大量生产：同一产品的数量很大，大多数工作地点经常重复的进行同一零件的同一道工序的加工。（2）成批生产（大批、中批、小批）：一年中分批的制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。（3）单件：单个生产不同结构和不同尺寸的产品。很少重复。参见表2.2本零件选择单件生产纲领及特点生产类型单件生产成批生产大量生产小批中批大批产品类型重型机械 500中型机械1500小型机械50000表2.2生产类型与生产纲要3 确定毛坯3.1毛坯选择类型 模具的材料常采用铸件，锻件，各种型材及焊接件等。铸件毛坯常用于
8、制作形状复杂的零件，如上下模座等。锻件毛坯适合制造强度，刚度等力学性能要求高但形状不复杂的零件。如中小型凸模，凹模。型材常用于形状与某些零件相仿的毛坯。如板材、棒材、管材等。焊接件多用于某些结构件类型的零件毛坯。 由于该零件简单对称，力学性能要求高，所以本模具采用锻件并且采用自由锻造。 锻件如图3.1所示： 采用圆柱形锻件。图3.1 零件毛坯图3.2毛坯材料选择毛坯材料选具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性，但冲击韧性差。主要用作承受冲击负荷较小，要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺纹滚模等，Cr12有较好的淬硬性和淬透性，该材料有良好的强韧性，
9、淬火时不易淬裂，并且变形倾向小，有较好的耐磨性。3.3毛坯尺寸的要求毛坯尺寸通常根据模具零件的尺寸加适当的加工余量，首先，选择模具零件毛坯应考虑为模具加工方便，并应可能根据所需的尺寸确定毛坯，该零件选择锻件，应保证毛坯的合理机械加工余量。如果锻件机械加工的加工余量过大，则不仅浪费加工工时，增加了模具制造成本；如果锻件机械加工的加工余量过小，使锻造过程中产生的锻造夹层、裂纹、脱碳层、氧化层、表面不平度等缺陷，则得不到合格的模具零件。如图3.3所示：毛坯零件图综合图图3.3毛坯零件图综合图4 工艺规程设计4.1凸模零件的加工方法根据图表面粗糙度和尺寸位置形状精度要求，确定加工方法加工如下：加工表面
10、技术要求加工方法IT6，Ra0.16粗车精车粗研精研IT5，Ra0.8粗车精车粗研精研IT5，Ra0.8粗车精车粗研精研R1.5IT8，Ra0.8粗车精车修光其它表面IT12，Ra6.4粗车粗磨精磨4.2拟定凸模零件零件的机械加工路线制定工艺路线的出发点，因当是零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求达到合理的保证。在生产纲领确定的单件小批生产条件下，可以考虑采用数控机床和坐标磨床。除此之外，还应该考虑选定加工方法能否达到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。工艺路线如下所示：工序一：准备毛坯 70*20工序二： 热处理 调质2832HRC工序三： 车 车外圆，钻顶尖孔，要求9轴
11、和12轴及18轴一起车出，并各留0.5mm磨量，车出右端面及R1.5的圆弧和最后车2*1的退刀槽，割断保证58mm。工序四： 热处理 淬火并回火，检查硬度是否为5862HRC 工序五： 车 研磨两端的顶尖孔 工序六： 磨 磨外圆mm及并保证同轴度要求。工序七： 钳 将凸模装入固定板工序八： 磨 与固定板通模左端面，翻身磨出右端面。工序九: 车 修光圆弧R1.5 4.3加工余量的确定方法（1）计算法：用于在影响因素清楚的情况下采用，且不能离开具体的加工方法和条件，要具体情况具体分析。（2）查表法：以工厂生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际情况加以修正，确定加工余量。此法方便
12、、迅速、应用广泛。（3）经验法：有一些有经验的工程技术人员或工人根据经验确定加工余量的大小。4.4切削用量的确定及工序间尺寸与公差的确定(1)毛坯余量的确定工件的最大外径有公差配合要求，光洁度在以 Ra3.2上，例如：外圆须磨加工的凹模，挡料销、肩台须磨加工的凸模或凸凹模等。 表4.32 （毫米）工件直径（D）工 件 长 度 L车刃的割刀量和车削二端面的余量(每件)5051-8081-150151-250251-420直 径 上 加 工 余 量15334455-1016-32344565-1033-60445665-861-100555675-8101-200666775-8查4.32表得毛坯
13、余量为4mm （2）各工序余量的确定总余量粗车精车粗磨精磨11820.80.28610.80.22.01.40.6/R1.52.01.00.70.3/其余表面2.01.50.5/(2)各工序尺寸偏差的确定各工序基本尺寸可由设计尺寸逐一向前工序加余量推算。工序公差可按该加工方法的经济精度确定，并按入体原则标注偏差。各种加工方法的经济精度和经济表面粗糙度可查“机械制造基础”和“机械加工手册”查得 粗车 精车 粗研 精研 经济精度 IT12IT7 IT6IT5 经济表面粗糙度 Ra10 Ra1.25 Ra0.16 Ra0.8 (1) 尺寸 Ra0.8工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工
14、序间经济精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精磨0.2IT5 0.890.8粗磨0.3 IT60.810-0.5=9.50.8精车2IT71.612-2=101.25粗车8IT126.320-8=1210（2）加工 Ra0.8工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精磨0.2IT5 0.8120.8粗磨0.3 IT60.813-0.5=12.50.8精车2IT71.615-2=131.25粗车5IT126.320-5=15105 确定工件的定位与夹具方案5.1定位基准的选择（1）定位基准有粗基准和精基准之分。
15、工件加工的第一道工序或最初几道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。在以后的工序中则使用经过加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为精基准。选用基准时有基准重合、同一、自为、互为等原则，在使用时要注意。本零件为圆柱形零件。外圆尺寸9、12两者有同轴度要求。根据长度尺寸30、21和5加工出所对应的表面，有垂直度要求。一般可按照互为基准原则，故选择9端面为精基准，而选毛坯外圆为粗基准。如图5.2所示5.1.1图定位基准选择（2）磨削时以修整的两中心孔作定位基准，满足了互为基准的原则。如图5.1.2所示图5.1.2磨削时的定位基准5.2工艺装备的选择机床： 数控车床
16、能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内外圆柱面。根据零件的工艺要求，可以选择经济型数控车床，一般采用步进电动机形式半闭环伺服系统。这类车床设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座，适合车削较长的轴类零件。根据主轴的配置的要求选择卧式数控车床。数控车床具有加工精度高，能做直线和圆弧插补，数控车床刚性良好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，能够加工尺寸精度要求较高的零件。因此用卧式数控机床CA6140，由于工件硬度和精度要求较高，淬火后要进行磨削，所以选择坐标磨车。刀具选择：一般先采用标准刀具根据该零件的工艺及实际条件确定其刀具为：外圆车刀材料为硬质合金钢刀、中心钻头、砂轮
17、、割刀等。量具选择：因凸模长度58mm ，所以选用量程为0125，精度为0.02游标卡尺。夹具选择：机床夹具的作用及分类：保证加工精度 夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度；提高生产效率 夹具可快速的将工件定位和夹紧，减少辅助时间；减轻劳动强度 采用机械、气动、液压等夹紧机构，可以减轻劳动强度；扩大机床的工艺范围 采用机床夹具可使机床的加工范围扩大。机床夹具按应用范围分为：通用夹具、专用夹具、组合夹具。所以选择通用夹具：三爪自定心卡盘5.3确定装夹方案在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特
18、点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素： 1.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具； 2.结构设计要满足精度要求； 3.易于定位和装夹； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足够的刚度； 使用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆，确定零件伸出合适的长度（应将机床的限位距离考虑进去）。本零件可以一次完成装夹不需要调头，减少了装夹次数。如图5.3所示：图5.3三爪自定心卡盘夹持零件毛坯5.4机械加工工序卡实践说明书设计凸模加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共1页产品名称链片式复合模零(部)件名称凸模第1页材料牌号Cr12毛坯种类锻件毛坯外形尺寸20mm70mm每坯件数1每台件数1备注工序号
19、工序名称工序内容工序简图设备刀具主轴转速r/min进给量mm/r背吃刀量ap/mm1锻造将毛坯锻造成圆棒20mm70mm，并热处理退火空气锤2车端面，钻孔车端面，钻顶尖孔车床硬质合金车刀、中心钻300粗车粗车18、12、9的外圆车床硬质合金车刀5000.22精车精车18、12、9的外圆车床硬质合金车刀8000.10.5车车2*1的槽并保证零件长58mm,并割断。调头，钻另外一端顶尖孔车床2mm的割刀、中心钻3500.0523热处理将工件淬火、回火，并检查其表面硬度，硬度要求达到5862HRC。淬火炉4车研磨两端顶尖孔车床5磨削磨出外圆mm和并保证同轴度要求，表面粗糙度应低于0.8m。坐标磨床通
20、用夹具砂轮10006钳工将凸模装入固定板7磨与固定板同磨左端面，翻身磨出右端面。 坐标磨床通用夹具、砂轮10008车修光圆弧R1.5装订号姓名学号日期年月号指导老师5.5零件程序 刀具：T01-900车刀；T02-2mm割刀O0001G0 X100 Z100起刀点M03 S600 T0101主轴正传，600r/min 选1号刀G0 X22 Z2快速定位至加工位置G94 X-1 Z0 F0.2平端面G0X9.5G71 U2.5 R1粗车外圆加工循环G71 P10 Q20 U0.4 W0.1F0.3G01 Z-28.5 F0.15G02 X12.5 Z-30 R1.5车R1.5的圆弧GO1 Z-5
21、1X18.5Z-58N20 P10 Q20外圆精精加工循环G0 X100 Z100回到换刀点TO2O2 S400换2号割刀，主轴转速400r/minG0 X20 Z-56定位到割槽位置G0X10 F0.2 割21的槽GO X22 Z-58G01 X0 F0.2割断零件G0 X100 Z100回到换刀点MO5主轴停转MO2程序结束注外圆车削都留0.5mm的磨削量6 结束语：添加7 参考文献（参考文献格式按照下面写）1、模具制造工艺，张荣清主编，高等教育出版社，2006年。2、模具制造工艺，黄毅宏主编，机械工业出版社，1989年。3、数控机床及其应用，严建红主编，机械工业出版社，2007年4、数控机床与编程，张洪江 候书林，北京大学出版社，2009年5、模具制造工艺学，滕宏春主编，机械工业出版社，2010年。6、模具零件的工艺设计与实施，熊建武主编，机械工业出版社，2001年。7、机械制造与模具制造工艺学，陈国香主编，清华大学出版社，2007年。8、金属工艺学，王英杰主编，高等教育出版社，2009年。9、机械制造装备，王鹤汀主编，机械工业出版社，2001年。10、实用模具设计与制造手册，许发樾主编，机械工业出版社，2001年。
