凹模机械加工工艺设计方案

华东交通大学理工学院凹模机械加工课程设计说明书

院系：机电学院

班级：09材料<1）班

姓名：谢钰辉

学号：20090410210110

指导老师：周六如

目录

引言……………………………………………………………………第一章零件的技术要求分析……………………………………

1.1零件结构形状分析………………..………………..…..

1.2零件技术要求分析……………………………………………

1.3零件结构工艺性分析………………………………………………

1.4材料………………………………………………………

第二章工艺规程设计……………………………………………

2.1毛坯的选择及确定制造形式………………………………………

2.2毛坯尺寸公差的确定………………………………………2.3制定工艺路线………………………………………………………第三章加工余量及切屑用量的设计……………………………

3.1切削用量的选择及时间定额计算………………………………

3.2各工序切屑用量的计算…………………………………………

3.3热处理工艺设计……………………………………………………第四章机械加工工卡……………………………………………….

4.1机械加工工序卡……………………………………………………总结…………………………………………………………………….

引言

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，突出了模具设计基础的应用，以提供更准确，实用，方便的计算方法，正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用提高自我的模具设计和制造能力的综合应用。对本人而言，我相信通过本次课程程设计对自己未来从事的工作能有一定的作用，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：

第一章凹模技术要求及结构分析

1.1零件结构形状分析

该零件从形体上分析其总体结构为平行六面体，上表面有6哥直径为6的凹模通孔，中间为下凹的型腔，上面有一个长为11.5宽为2的通气孔，因此其结构形状较简单。

1.2零件技术要求分析

1.如图可知，该零件形状比较简单，外形尺寸也不大。要求的尺寸标注采用统一的基准即设计基准，零件内腔各表面的粗糙度要求较高，下凹部分的表面粗糙度达到Ra0.4。另外，该零件有一

个固定孔，其精度要求Ra为0.4，平面部分位Ra0.8。另外零件上孔比较多，要求有一定的位置精度。零件上各孔的精度，垂直度和孔间距要求。常用零件各孔径的配合精度一般为IT7 ~IT6，Ra0.4 ~ 1.6um.对安装滑动导柱的零件，孔轴线与上下模座平面的垂直度要求为4级精度。零件上各孔之间的孔间应保持一致，一般误差要求在0.02mm以下。

1.3零件结构工艺性分析

零件的结构工艺性是指在满足使用性能的条件下，是否能以较高的生产率和最低的本钱方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行具体的分析。零件切屑加工的结构工艺性涉及到零件加工时的装夹、对刀、测量、切屑效率等。零件的结构工艺性差会造成加工困难，耗费工时，甚至无法加工。结构工艺性好坏是相对的，与生产的工艺过程、生产批量、装配条件和技术条件等因素有关。对于本零件，要求其具有较高的强度，硬度，耐磨性，适用于连续落料冲孔，因此，它的工作条件还是还是比较恶劣。该零件在模具中与上模配合起到成型零件的作用，单件或者和小批量生产。对工人的技术水平有一定的要求。

1.4 材料

该零件材料为T10A，为高级优质碳素工具钢、冷作模具钢。含

碳量0.95%—1.04%，价格便宜，来源方便，热变形抗力底，锻造温度范围宽，因而适合锻压。但淬透性较差，易产生淬火变形，因而热处理时要注意。

第二章工艺规程设计

2.1毛坯的选择及确定制造形式

材料为T10A钢，由于零件需要承受的冲击载荷比较大，因此选用锻压件。因为经锻造后，工件的力学性能比铸件好，使零件内部组织细密，碳化物分布和流线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命。铸造能够生产出形状复杂的毛坯，但力学性能低于锻件。冲压的生产率高，制品的尺寸精确，互换性好，适合大批量生产。另外选择锻件，可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。锻造前的准备工序一般有：板材→锻造→退火→润滑处理。

2.2毛坯尺寸公差的确定

如图根据零件尺寸，B/mm=60mm、H/mm=25mm，工件长度L/mm=80mm查《模具制造工艺》书中关于矩形锻件表面最后加工余量表可知，工件的最小加工余量为2B=5错误!、2L=4错误!

加工余量及工序尺寸

确定加工余量的方法有三种：查表法、分析计算法、经验估算法。

1>查表法是根据个工厂的生产实践和实验研究积累的数据，先制成各种表格，再汇集成手册确定加工余量是查阅这些手册，再结合工厂的实际情况进行适当修改后确定。

2）经验估计法是根据实际经验确定加工余

量。一般情况下，为防止因余量过小而产生废品，经

验计的数值总是偏大。因此其法常使用于单件小批量

生产。

3）分析计算法是根据确定加工余量的相关公式和一定的实验资料，对影响加工余量的各项因素进行分析，并计算确定加工余量。这种方法比较合理，但是必须有比较全面和可靠的实验资料。因此当前只在材料十分贵重能够以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。

据图1上零件粗糙度的要求，确定各工序加工路线如下：

平面加工：对于此零件上表面由型面和型腔组成，因此铣削加工是优先选择，应用最广的是立式铣床和万能工具铣床的立铣加工，选用高速、小用量铣削，工件精度可达IT8，表面粗糙度为Ra0.8.最后要留0.05的修光余量。对于Ra0.4的曲面可用磨削。经查文献，要使上表面的粗糙度达Ra0.8，可确定加工方案为粗铣→半精铣→精铣。要使型腔内凹部分的精度达到Ra0.4，可确定加工路线为粗铣→半精铣→磨削。

孔加工：对于此零件，由于对孔的精度要求不太大，因此可采用钻孔—扩孔—绞孔来加工。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13~IT11，表面粗糙度值为Ra50~12.5μm。扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11~IT10, 表面粗糙度值为Ra12.5~6.3μm，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。铰孔是在半精加工<扩孔或半精镗）的基础上对孔进行的一种精加工方法。铰孔的尺寸公差等级可达IT9~IT6，表面粗糙度值可达Ra3.2~0.2μm。

2.3 制定工艺路线

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能达到合理的保证。在生产纲领以确定的为单件小批生产的条件下，可以考虑采用立式铣床加工。除此之外，还应当考虑所选定的加工方法能否达到所需的加工精度和表面粗糙度，并符