带头的导柱设计.doc

目录目录 1 准备工作准备工作.3 1.1 拆画零件图.3 1.2 生产纲领及生产类型确定.3 1.3 零件工艺性分析.5 1.3.1导柱的作用.5 1.3.2导柱的结构特点.5 1.3.3导柱的结构工艺性.5 1.3.4轴形零件加工要求.6 1.4 毛坯选择.7 2 工艺过程设计工艺过程设计.8 2.1 定位基准选择.8 2.2 零件表面加工方法选择.9 2.3 零件加工路线设计.10 3 定量设计定量设计.10 3.1 加工余量确定及切削用量的确定.10 3.2 设计毛坯图 .12 4 工序设计工序设计.12 4.1 加工设备选择.12 4.2 工艺装备选择.12 4.3 工序尺寸确定.13 结结 论论.15 参考文献参考文献.16 1 1 准备工作准备工作 1.1 拆画零件图拆画零件图 1.2 生产纲领及生产类型确定生产纲领及生产类型确定 生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各 工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。 该型导柱的年产量可按下式计算： NQn（1 a b） 式中 零件的年产量，件/年； Q产品的年产量，台/年； n每台产品中该零件的数量，件/台； a零件的备品率， b零件的平均废品率， 根据设计任务要求：Q=2000， n=4， a=10， b=1 3 将上述数据代入计算公式，解得：N=8880 （件） 根据生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系如表 1： 表表 1 1 年产量和生产类型的关系年产量和生产类型的关系 同类零件的年产量（件） 生产类型 轻型零件（零 件质量小于 100kg） 中型零件（零 件质量 1002000kg） 重型零件 （零件质量 大于 2000kg） 单件生产10050001000 由上表，可以确定其生产类型为成批生产，按照批量的大小，成批生产又分为 小批量生产，中批生产和大批生产，由 500N450.0060.008 7 中心孔，为后继工序提供可靠的定位基准。中心孔加工的形状精度对导柱的加工质量有着直接 影响，特别是加工精度要求高的轴类零件。另外保证中心孔与顶尖之间的良好配合也是非常重 要的。导柱中心孔在热处理后需要修正，以消除热处理变形和其他缺陷，使磨削外圆柱面时能 获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度。 表表 3 3 导柱的加工工艺过程导柱的加工工艺过程 工序 号 工序名 称 工序内容设 备 工序简图 1下料按图纸尺寸 1791锯 床 2车端面， 打中心 孔 车端面保持长度 88.5，打 中心孔。调头车端面至尺 寸 86，打中心孔 车 床 3车外圆粗车外圆柱面至尺寸 1080，并倒角。调头 车外圆 17 至尺寸并倒角。 切槽 11 至尺寸 车 床 4检验 5热处理按热处理工艺对导柱进行 处理，保证表面硬度 HRC5560 6研中心 孔 研中心孔，调头研另一端 中心孔 车 床 7磨外圆磨 10f7 外圆柱面，留研 磨余量 0.01，并磨 C1 倒 角 磨 床 8研磨研磨外圆 10f7 至尺寸， 抛光 C1 角 磨 床 9检验 中心孔的钻削和修正，是在车床、钻床或专用机床上按图纸要求的中心定位孔的型式进行的。 如图 1.1.1 所示为在车床上修正中心孔示意图。用三爪卡盘夹持锥形砂轮，在被修正中心孔处 加入少许煤油或机油，手持工件，利用车床尾座顶尖支撑，利用车床主轴的转动进行磨削。此 8 方法效率高，质量较好，但砂轮易磨损，需经常修整。 如果用锥形铸铁研磨头代替锥形砂轮，加研磨剂进行研磨，可达到更高的精度。 采用图 1.1.2 所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔的方法，效率高，但质量稍差， 一般用于大批量生产，且要求不高的顶尖孔的修正。它是将梅花棱顶尖装入车床或钻床的主轴 孔内，利用机床尾座顶尖将工件压向梅花棱顶尖，通过硬质合金梅花棱顶尖的挤压作用，修正 中心定位孔的几何误差。 图 1.1.1 锥形砂轮修正中心定位孔 1三爪卡盘 2锥形砂轮 3工件 4尾座顶尖 图 1.1.2 硬质合金梅花棱顶尖 2.2 零件表面加工方法选择零件表面加工方法选择 主要表面可能采用的终加工方法：按 IT7 级精度，Ra0.4m，应为精车加磨 削或超精车或成形磨削。 选择确定；按零件材料、批量大小、现场条件等因素，并对照各加工方法特 点及适应范围确定采用磨削加成形磨削。 其它表面终加工方法：结合主要表面加工及表面形状特点，各回转面采用半 精车。 各表面加工路线确定：10 外圆：粗车半精车磨削。 2.3 零件加工路线设计零件加工路线设计 注意把握工艺设计总原则。加工阶段可划分为粗、半精、精加工三个阶段。 以机加工艺路线作主体。以主要表面加工路线为主线，穿插次要表面加工。 穿插热处理。考虑轴细长等因素，将渗炭处理安排于半精加工之后进行。 9 安排辅助工序。热处理前安排中间检验。 调整工艺路线。对照技术要求，在把握整体的基础上作相应调整。 3 3 定量设计定量设计 3.1 加工余量确定加工余量确定及切削用量及切削用量的确定的确定 因为该零件是大批生产，所以用查表法确定各工序的加工余量。由工艺设计手 册差得径向余量：研磨余量 0.01mm，精磨余量为 0.1mm，粗磨余量为 0.3mm，半 精车为 1.1mm，粗车余量 2mm，由式 Z总=Zi可得加工总余量为 3.51mm。取加工 总余量为 3.5mm，并将粗车余量修正为 1.99mm。 计算各工序的基本尺寸。研磨后最小径向工序的基本尺寸为45mm(最小 径向尺寸)，其他各工序的基本尺寸依次为： 精磨 10mm+0.01mm=10.01mm 粗磨 10.01mm+0.1mm=10.11mm 半精车 10.11mm+0.3mm=10.41mm 粗车 10.41mm+1.1mm=11.51mm 毛坯 11.51mm+1.99mm=13.5mm 最大径向工序的基本尺寸为 14mm(最小径向尺寸 )，其他各工序的基本尺 寸依次为： 半精车 14mm+0.3mm=14.3mm 粗车 14.3mm+1.1mm=15.4mm 毛坯 15.4mm+1.99mm=17.39mm 确定各工序的加工精度和表面粗糙度。由工艺设计手册查得：研磨后为 IT5，Ra0.04um（零件的设计要求），精磨后为 IT6，Ra0.16um，粗磨后为 IT8，Ra1.25um，半精车后为 IT11，Ra2.5um,粗车为 IT13，Ra16um。 根据上述加工经济精度查公差表，将查得的公差数值按“入体原则”标注 在工序基本尺寸上。 由于带头导柱轴向（即两端面）无特殊要求，只需进行粗车保证轴向尺寸， 由工艺设计手册差得：粗车余量 4.5mm，取加工总余量为 5mm，并将粗车余量修 正为 5mm。所以毛坯轴向尺寸为 91mm。 10 确定毛坯尺寸 1791mm。 将上述计算和查表结果汇总于表 4 表表 4 4 最最小小径径向向工工序序基基本本尺尺寸寸、公公差差、表表面面粗粗糙糙度度及及毛毛坯坯尺尺寸寸 工 序名称 工 序余量 /mm 加 工经济 精度 表 面粗糙 度/um 工 序基本 尺寸 /mm 工 序尺寸 公差 /mm 工序尺寸/mm 研磨0.01IT50.04100.011100-0.011 精磨0.1IT60.1610.010.01610.010-0.016 粗磨0.3IT81.2510.110.03910.110-0.039 半精车1.1IT112.510.410.1610.410-0.16 粗车4.49IT131611.510.3911.510-0.39 锯1717 表表 5 5 最最大大径径向向工工序序基基本本尺尺寸寸、公公差差、表表面面粗粗糙糙度度及及毛毛坯坯尺尺寸寸 工 序名称 工 序余量 /mm 加 工经济 精度 表 面粗糙 度/um 工 序基本 尺寸 /mm 工 序尺寸 公差 /mm 工序尺寸 /mm 半精车1.1IT112.514.30.16 14.30-0.16 粗车4IT131649.40.3949.40-0.39 锯9191 11 3.2 设计毛坯图设计毛坯图 毛坯如图 3.2.1 所示 图 3.2.1 4 4 工序设计工序设计 4.1 加工设备选择加工设备选择 车削采用卧式车床；磨削采用外圆磨床。 4.2 工艺装备选择工艺装备选择 零件粗加工采用一顶一夹安装，半精、精加工采用对顶安装，铣键槽采用 V 形架安装。夹具主要有三爪卡盘、顶尖（拔盘） 、V 形架等。 4.3 工序尺寸确定工序尺寸确定 某工序加工应达到的尺寸成为工序尺寸。工序尺寸及工序余量在不断变化， 有些工序尺寸在零件图上往往不标出或不存在，需要在制定工艺规程时予以确定。 这是制定零件工艺规程的重要工作之一。工序尺寸及其公差的大小不仅受到加工余 量大小的影响，而且与工序基准的选择有密切关系。 生产中绝大部分加工面都是在基准重合（工艺基准与设计基准重合）的情况下 进行加工的。基准重合时，工序尺寸与公差的确定方法如下： （1）确定各工序的基本余量。生产中常采用查表法确定工序的基本余量。 12 （2）计算各各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸） 。由最后一道工序开始（即从 设计尺寸开始）向前推算。对于轴，前道工序的工序尺寸等于相邻后续工序的工序 尺寸与其基本余量之差。计算时应注意两点：对于某些毛坯（如热轧棒料）应按计 算结果从材料的尺寸规格中选择一个相等或相近尺寸为毛坯尺寸。当材料的尺寸规 格与毛坯尺寸不等时，在毛坯尺寸确定后应重新修正粗加工（第一道工序）的工序 余量；精加工工序余量应进行验算，以保证精加工余量不至于过大或过小。 （3）确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。 （4）公差的确定与标注。公差可从有关手册中查得（或按所采用加工方法的 经济精度确定） 。最后一道工序的公差按设计要求确定。将公差数值按“入体原则” 标注在工序的基本尺寸上。 5 5 确定切削用量确定切削用量 切削用量的选择 切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工 件加工质量和生产效率的重要因素。 车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以 v(m/min)表示。 其计算公式： v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直径（mm） n车床主轴每分钟的转速（r/min） 工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以 f(mm/r)表示；车刀每一次切 去的金属层的厚度，称为切削深度，以 ap(mm)表示。 为了保证加工质量和提高生 产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。 粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状 和尺寸。粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利， 其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速钢车刀进行粗 车的切削用量推荐如下：切削深度 ap=0.81.5mm，进给量 f=0.20.3mm/r，切削 速度 v 取 3050m/min(切钢)。 粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角， 第一次切深应大于硬皮厚度。若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不 13 宜过大。粗车应留有 0.51mm 作为精车余量。粗车后的精度为 IT14-IT11,表面粗 糙度 Ra 值一般为 12.56.3m。 精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽 可能提高。一般精车的精度为 IT8IT7，表面粗糙度值 Ra=3.20.8m,所以精车 是以提高工件的加工质量为主。切削用量应选用较小的切削深度 ap=0.10.3mm 和 较小的进给量 f=0.050.2mm/r，切削速度可取大些。 14 结结 论论 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水 平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产 品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人 们的关注。 这次的课程设计，通过回顾书本上我们平时课堂所学习的知识，又到图书馆查 阅各种资料，和同学们分工设计，相互探讨，相互学习，相互监督。学会了团队合 作，学会了运筹帷幄，学会了人际交往之间的理解。 这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次导柱 模具设计工作的实际训练从而培养和我们对导柱工作条件和设计要求的理解和掌握， 掌握模具设计的方法和步骤，掌握模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件 的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能 力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，思考的能力也有 了提高。体会了学以致