LED球泡灯扣式灯罩模具制造工艺.docx

LED球泡灯扣式灯罩模具制造工艺摘要：本次设计的是LED球泡灯扣式灯罩模具制造工艺。这是一个典型的注塑模具制造，型芯和型腔的制造工艺是本次设计的重点，它们的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。虽然该模具是单件生产，但是该模具的型腔和型芯的凹半圆槽和凸半球体的形状相对复杂，加工精度要求比较高，所以本次设计不但采用了传统的机械加工方法外，而且还大量采用了电火花成型加工、电火花线切割加工等特种加工和数控加工等现代制造技术，计算机辅助制造工艺的应用也是本次设计的特色，工艺流程卡、工序卡的编制已经采用先进的绘图软件，比如CAXA工艺版软件，现代技术与计算机辅助技术的应用，大大缩短了开发周期和生产成本，随着模具技术的不断发展，会有更多的新工艺应用到模具制造中。关键词：制造工艺； 工艺规程； 模具装配； 数控加工LED ball steep light buckles type Chimney mould manufacturing processAbstract: This design is LED ball steep light buckles type chimney mould manufacturing process. This is a typical injection mould manufacturing, cores and mold manufacturing process is the design key point, their processing quality not only affect the assembly precision and the motion precision, and influence the machines work precision, use performance and life.Although the mold is single production, but the mould cavity and cores of concave and convex semicircle slot and a half of the shape of the sphere rather complicated, process accuracy is higher, so the design not only used the traditional mechanical processing, the way but also the large electric spark machine-shaping, edm wire-cutting processing and special processing and numerical control processing and other modern manufacturing technology, computer aided manufacturing craft application also the design characteristics, process flow process card of card, has advanced graphics software, such as CAXA process edition software, modern technology and the application of computer aided technology, shorten the development cycle and production cost, along with the development of the mould technology, there will be more new technology applied to mould manufacturing.Keyword： Manufacturing process， technological procedure， Bssembly， CNC目录摘要IKeywordII第1章 绪论11.1 模具制造的发展现状11.2 模具制造的概念、特点21.3 选题的目的及意义3第2章 零件的分析42.1 审查零件图样的完整性及零件的工艺性42.2 本次毕业设计一些加工方法简介与设备选用62.2.1 电火花成型加工62.2.2 数控加工技术72.2.3 钻削加工72.2.4 抛光加工8第3章 注塑模具零件加工工艺的编制103.1 扣式灯罩模具凹模的加工103.1.1 零件分析103.1.2 加工工艺方案比较分析113.1.3 基本工时的计算133.1.4 凹半球槽数控程序编制153.2 扣式灯罩模具凸模的加工173.2.1 零件分析173.2.2 加工工艺方案比较分析173.2.3 基本工时的计算193.2.4 凸半球体数控程序编制243.3 扣式灯罩模具定模板的加工263.3.1 零件分析263.3.2 定模板的加工工艺过程263.3.3 基本工时的计算27第4章 模具的装配与调试304.1 模具装配概述304.2 装配的技术要求314.3 模具中的主要零部件的组装方法314.4 扣式灯罩注塑模的装配324.5 注塑模的调试334.5.1 调试的目的与内容334.5.2 模具工作过程34总结36致谢37参考文献38附录1 外文文献39附录2 扣式灯罩模具凹模加工工序卡附录3 扣式灯罩模具凸模加工工序卡附录4 扣式灯罩模具定模板加工工序卡第1章 绪论1.1 模具制造的发展现状优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来520年的模具生产技术的发展趋势。 自上世纪80年代初（19802003年）到现在，国外模具发达国家的模具生产技术，随着信息与电子工程中计算机工业和NC、CNC机床工业的进步，有了长足的发展，如： 1、在广泛采用加工中心（MC）和普及CAD/CAM的基础上，一些先进企业已普及了高速成形铣削工艺和模具CAD/CAE/CAM一体化生产技术。其中，MC和CNC坐标磨已成为广泛采用的通用生产装备；模具CAD/CAE/CAM一体化生产技术，已成为模具设计、制造过程中关键性的核心技术。2、在IT技术和模具CAE软件应用的基础上，一些先进企业已实现远程设计和资源共享，以及建立在核心技术CAD/CAE/CAM基础上的虚拟设计与制造。所谓虚拟设计与制造，是指应用模具CAE软件，通过仿真或模拟塑件、金属板材成形件的成形过程，优化型件结构、注射浇口与流道、冷却水道、分型与抽芯等模具系统结构设计，以减少试模、修模次数，提高模具系统结构设计的可靠性。 3、一些专业化模具企业，在高度标准化、通用化、全面实现CAD/CAE/CAM（企业核心生产技术）的基础上，已从单件生产方式趋于无研、抛作业、工艺过程可控的集成、流水线型的生产方式。在模具生产线上，为优化型件制造工艺，还配制了具有组合加工工艺的CNC机床，如：成形铣削和电火花加工，成形铣削和激光加工，成形铣削和深孔加工等等。 4、近10余年来，应用快速原型制造（RPM）技术和硅橡胶应用技术相结合，快速制造小型塑料注射模、压铸模等成型模，已获得了应用，以适应市场多样化和产品试制的快速制造模具的要求。此外，多腔、多色、多种材料的塑料注射模，在国外已较常见。 5、近年来，采用掺有Zn、Cu、Mg、Mn元素的铝合金材料制造塑料注射模、吹塑模日趋增多。这是一大变革。如德国Hoogovens公司生产的三种铝合金系列：Hokotol、Weldura和Gianta具有重量轻（比重为钢的1/3）；切削抛光性能好，（许用切削速度为钢的5倍）；传热系数比钢高4倍，这可使塑件成形周期大幅缩短，并简化冷却系统，其导电率比钢高10倍，有利于电加工。同时，铝合金性能可满足企业塑料注射模型件强度、耐磨耐蚀要求。且可轧成300800mm厚的模块，其基本组织均匀、变形小，加工尺寸稳定。1.2 模具制造的概念、特点在一定的制造装备和制造工艺条件下，直接对模具零件材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为符合要求的零件，再将这些零件经配合、定位、连接与固定装配成模具的过程，称为模具制造。其具有以下特点。1、模具形状复杂，加工精度高。除采用一般的机械加工方法之外，模具制造还需要采用特种加工（电火花加工、线切割加工等）、数控加工、CAD/CAM技术、快速成型等现代加工技术。模具加工精度高主要体现在两个方面：一是模具零件本身的加工精度和表面粗糙度要求高，二是模具零件配合精度要求高。为此，在模具加工中，精密数控设备的使用越来越普遍，同时在生产中较多采用配合加工方法来降低模具加工难度。2、模具加工过程复杂，加工周期长。模具工作零件加工包括下料、锻造、粗加工、半精加工、精加工等工序，中间还需热处理、表面处理、检验等工序配合，因此加工过程复杂，加工周期比较长。3、模具寿命要求高。从使用角度讲，模具寿命越高越好，因此模具工作零件材料硬度要求高，需进行热处理，因此其加工难度大，在制造工程中需要合理安排加工工艺。4、模具零件加工属单件小批量生产。因此尽量采用通用工具、夹具，例如花盘、圆盘、精密平口钳、正弦磁力台、精密方箱等，不用或少用专用工具、夹具；尽量采用通用刀具，避免使用非标准刀具；尽量采用通用量具检验，避免使用专用量具；尽量使用通用机床，避免使用专用机床；工序安排尽量采用工序集中原则，以保证模具加工质量和进度，简化管理，减少工序周转时间，避免工序分散。5、模具零件需修配、调整和试模。由于模具结构复杂，零件尺寸精度高，收缩率确定不准确，使用过程中又受温度、压力等多种因素的影响，往往需要修配、调整和试模。复杂的模具有时还需要多次试模、修配和调整，直到合格为止。因此在生产进度安排上必须留有一定的试模周期。1.3 选题的目的及意义1、培养我们运用机械制造及有关课程的知识，结合生产实习、毕业实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2、能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。3、培养我们熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。4、进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 第2章 零件的分析2.1 审查零件图样的完整性及零件的工艺性通过对图样的仔细审查，确认该零件视图完整、正确，尺寸、公差及技术要求合理、齐全。材料为优质碳素结构钢，牌号：55。本设计主要是LED扣式灯罩模具的制造工艺，该模具以选用标准件为主，我主要对该模具的凹模、凸模、定模扳进行了加工工艺编制，零件图如下： 图 2-1 扣式灯罩模具凹模 图 2-2 扣式灯罩模具凸模 图 2-3 扣式灯罩模具定模板2.2 本次毕业设计一些加工方法简介与设备选用2.2.1 电火花成型加工1、电火花成型加工的原理电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象，对工件进行加工，从而达到图纸规定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的一种工艺方法。2、电火花成型加工的基本条件（1）必须使工件电极和工具电极之间经常保持一定的间隙，一般为0.010.2mm。（2） 电火花放电必须是脉冲性和间歇性的，放电延续时间一般为10-710-4s。（3）电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。液体介质没有一定绝缘性能，就不能击穿放电，形成火花通道。 3、该模具的卡扣凹槽部位在环形槽下面，比较小，一般铣削加工不易，于是考虑采用电火花成型加工。本次毕业设计中我选用了D7145电火花成型机，该设备采用最先进的工业专用工控主板，功能强，稳定性好，操作简单。只要输入巧由深度等少数参数，即能从丰富的专家库系统中调出相匹配的加工参数，由粗加工到精加工一次自动完成。D7145电火花成型机特点：（1）床身主体结构采用高品质米汉纳铸铁，经由有限元素分析法配合计算机CAD辅助设计。（2）三轴采用精密滚珠丝杆传动，确保机床位移精度。（3）本电柜线路设计及关键性元件都为台湾进口，全机采用三轴光学尺显示，Z轴数控，确保精度准确。且光学尺方向可由内码设定而任意变更，解析度可选配5m或10m。（4）采用最先进的工业专用工控主板，功能强，稳定性好，操作简单。只要输入巧由深度等少数参数，即能从丰富的专家库系统中调出相匹配的加工参数，由粗加工到精加工一次自动完成。（5）采用特殊MOSFET放电回路设计，加工速度快，电极损耗小，使模面更光滑，粗细度更均匀。且可深孔、盲孔、 侧面及大面积加工，并有自动排渣、积碳报警等功能。（6）彩色画面由十几种颜色构成，可依操作者喜好而任意改变，更具有新颖感。（7）具有公制与英制，中文与英文互换功能，方便操作。（8）在放电加工中，可随时修改放电参数而不影响加工，且有无限量自动放电条件及程式设定，又可任意选段进行加工。同时具有放电时间控制，配合加工深度灵活应用。2.2.2 数控加工技术1、数控加工过程概述 数控加工是数控机床按照事先编制好的加工程序自动对工件进行加工的过程。在数控机床上加工零件时,要把被加工零件的全部数控加工工艺过程、工艺参数和轨迹数据,以信息 的形式记录在控制介质上,用控制介质上的信息来控制机床,实现零件的全部数控加工过程。 2、数控机床的加工特点 （1）适应性强，为多品种小批量的生产和新产品的研制提供了有利条件。（2）加工精度高，质量好。 （3）加工生产率高，经济效益好。 （4）减轻操作者的劳动强度，加工自动化和操作简单化。（5）有利于生产管理的现代化。（6）数控机床价格昂贵，维修较难。3、凹半球槽、凸半球体、分流道和浇口表面形状复杂，为了提高加工效率，主要采用数控铣削加工。本次毕业设计选用了MC1250数控钻铣加工中心，本机床是一种高精度、高效率的机床。它是柔性加工系统(FMS)中最常配备的机种之一。它集常规加工为一体，在工件一次装夹后可连续完成钻、铣、镗、铰及攻丝等多种工序。不仅通用性强、效率高，而且能加工一般通用机床无法加工的复杂零件。特别适用于加工复杂三维空间曲面的模具、凸轮零件、结构复杂的板盘类零件、箱体类零件，且中、小批量及大批量均宜。2.2.3 钻削加工钻削加工是用钻头或扩孔钻等在钻床上加工模具零件孔的方法，其操作简便，适应性强，应用很广。模具零件上的圆孔包括一般连接孔、深孔及精密孔等。钻削加工只用于连接孔、深孔的加工及精密孔的粗加工，精密孔的精加工需用坐标镗削或坐标磨削方法。本次设计选用Z3040摇臂立式钻床，该设备外观造型美观大方，总体布局匀称协调；采用机械传动机械，夹紧机械变速操作简便；摇臂自动升降，主轴自动进刀；生产效率高；结构可靠，制造精良，保证了机床精度持久性。Z3040摇臂立式钻床的特点：(1) 摇臂立式钻床运动部件较多，为了简化传动装置，采用多台电动机拖动。Z3040型摇臂钻床采用4台电动机拖动，他们分别是主轴电动机，摇臂升降电动机，液压泵电动机和冷却泵电动机，这些电动机都采用直接启动方式。 (2) 为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现。主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。 (3) 摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。 (4) 在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。因此主轴电动机仅需要单向旋转。 (5) 摇臂升降电动机要求能正反向旋转。 (6) 内外主轴的夹紧与放松、主轴与摇臂的夹紧与放松可用机械操作、电气机械装置，电气液压或电气液压机械等控制方法实现。若采用液压装置，则备有液压泵电机，拖动液压泵提供压力油来实现，液压泵电机要求能正反向旋转，并根据要求采用点动控制。 (7) 摇臂的移动严格按照摇臂松开移动摇臂夹紧的程序进行。因此摇臂的夹紧与摇臂升降按自动控制进行。 (8) 冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液，只要求单向旋转。 (9) 具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。2.2.4 抛光加工由于LED灯罩制品外观的需要，要求塑料模具型腔的表面达到镜面抛光的程度，于是选用镀鉻后超声波抛光，抛光不仅增加零件的美观，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性。本次毕业设计选用HT-1008型超声波模具抛光机，本设备是在原超声波模具抛光机的基础上增加了自动频率跟踪系统，使系统的工作频率自动跟踪换能器的工作频率，以适应各种外界条件的变化，从而使换能器始终工作在最佳谐振状态，大大地提高工作效率。 HT-1008改进型超声波模具抛光机还采用高频电火花脉冲电源与超声波复合进行抛光研磨的新工艺，使机器具有粗中整形能力，大大提高了对车、铣、电火花的线切割等加工后形成的粗硬表面的抛光速度，一机在手，即可实现从粗中整形至镜面的抛光，彻底取代了落后的手工抛光工艺。HT-1008型超声波模具抛光机特点： 1、抛光功效高，约比手工抛光高十倍。2、可完成从粗中整形到镜面的全部抛光过程。3、不受工作复杂、形状、材料硬度之限制。4、工具头取材广泛，用户可自制。5、工作频率自动跟踪。 6、能适用于一般工人操作。7、精抛不影响工作精度，不塌棱角。第3章 注塑模具零件加工工艺的编制3.1 扣式灯罩模具凹模的加工如图3-1所示为扣式灯罩模具凹模零件图。 图 3-1 扣式灯罩模具凹模3.1.1 零件分析如图3-1是一个扣式灯罩模具凹模图，该零件尺寸简单，主流道、分流道和浇口的表面和尺寸精度要求不是很高，但该零件的其他工作表面加工要求比较高，型腔版外形要与模框配合，配合间隙不能超过0.02mm，特别是凹半球槽，形状相对复杂，采用一模四腔，对装夹有一定的难度。凹半球槽的加工精度要求更高，需要广泛综合应用数控铣削、数控电火花成型加工、数控线切割加工等现代加工技术来保证加工精度，凹半圆槽部分需要镀稀有金属，不但可以提高粗糙度，还可以增加其耐磨性、耐腐蚀性和耐高温，也可以增加模具的使用寿命。3.1.2 加工工艺方案比较分析根据上面的分析，可以制订出如下几种加工方案。（1） 方案一方案一主要从保证较高的加工质量来考虑，加工的工艺路线为：下料锻造铣削热处理粗铣热处理精铣抛光电镀抛光检验，工艺过程见表3-1。 表 3-1 扣式灯罩模具凹模加工工艺过程 （方案一）工序号工序名称工序内容设备1下料下料110mm200mm卧式锯床2锻造锻造成172mm172mm60mm空气锤3铣削铣六方尺寸为167mm167mm53.5mm，铣台阶面尺寸为157mm157mm，对角尺卧式铣床4热处理调质中温盐炉5粗铣铣削凹半球槽留0.2mm余量，分流道、浇口位，并钻8通孔数控钻铣加工中心6热处理中频淬火中频炉7抛光抛光平面和凹半球槽到位抛光机8精铣精铣凹半球槽到位，单边留量0.2mm数控钻铣加工中心9抛光抛光平面和凹半球槽到位超声波模具抛光机10电镀电镀凹半球槽，层厚0.12mm电镀机11抛光抛光凹半球槽铬层留厚0.1mm，Ra0.05超声波模具抛光机12检验（2） 方案二方案一的加工时间比较长，中间的装夹次数过多，有考虑到PC的熔化温度只有200多摄氏度，温度不高，中频淬火的费用太高，经济性不好，所以考虑采用方案二的加工工艺。方案二的工艺路线为：下料锻造铣削热处理平磨铣削抛光电镀抛光检验，工艺过程见表3-2。表 3-2 扣式灯罩模具凹模加工工艺过程 （方案二）工序号工序名称工序内容设备1下料下料110mm200mm卧式锯床2锻造锻造成172mm172mm60mm空气锤3铣削铣六方尺寸为167mm167mm53.5mm，铣台阶面尺寸为157mm157mm，对角尺卧式铣床4热处理调质中温盐炉5平磨平磨各平面，靠模台阶面，保证台阶对称度0.02mm，全部Ra0.8平面磨床6铣削铣削凹半球槽留2mm余量，分流道、浇口到位，并钻8通孔数控钻铣加工中心7抛光抛光分流道、浇口，保证表面Ra1.6抛光凹半球槽到位，保证表面Ra0.3超声波模具抛光机8电镀电镀凹半球槽、分流道、浇口，层厚0.12mm电镀机9抛光抛光分流道、浇口，铬层留厚0.1mm，Ra0.8抛光凹半球槽，铬层留厚0.1mm，Ra0.05超声波模具抛光机10检验3.1.3 基本工时的计算1、工序1：下料。所选机床为G4022卧式锯床，切削速度为v=20M/min。锯料时间T1=R2/1000=3.14552/(1000v)=0.475min （3-1）2、工序2：锻造毛坯。凹模采用锻造成形（1）锻造件加工余量。查表11-2（P313），取加工余量为5mm， 即：L=172mm，B=172mm，H=58.5mm。（2）锻件下料尺寸的确定，合理选择圆棒料的尺寸规格和下料方式，对于保证锻件质量和方便锻造操作都有直接关系。锻件毛坯下料尺寸的确定方法如下。 计算锻件坯料的体积V V=V锻K （3-2）式中，V毛坯体积，mm3； V锻锻件体积，mm3； K损耗系数，一般取K=1.051.10； V=V锻K=17217258.51.10=1903730.4mm3。锻件在锻造过程中的总损耗量包括烧损量,切头损耗,芯料损耗等。为了计算方便，总损耗量可按锻件质量的510选取。在加热12次锻成，基本无鼓形和切头时，总损耗取5；在加热次数较多并有一定鼓形时，总损耗取10。 计算锻件坯料的尺寸。镦粗法锻造时，为了避免产生弯曲，坯料的高度直径比H/D2.5；为了便于下料，坯料的高度直径比H/D1.25.综合起来就是H=(1.252.5)D，按H=2D代入V=HD2/4即可得到理论圆棒料直径D理为：D理=30.637V=30.6371903730.4106.64mm （3-3） 确定圆棒料实际直径。圆棒料的直径按现有的棒料直径选取，当D理比较接近实际规格时， 取 D实D理，取 D实=110mm。 计算圆棒料实际长度。圆棒料的长度L实应根据锻件坯料体积和选定的实际坯料直径，由式D实2L实/4=V坯计算得圆棒料实际长度L实：L实=1.273V坯/D实2=1.2731903730.4/1102200.29mm （3-4）取 L实=200mm。 校核高度直径比。根据计算出的圆棒料实际直径和实际长度，由式L实=（1.252.5）D实校核高度直径比；如果不满足，应重新选择D实，重新计算L实，直到满足为止。L实/D实=200/1101.82 满足下料。3、工序3：铣削六方、台阶面。铣削毛坯六面和台阶面，已知毛坯单面加工余量为5mm。加工公差按5级取为+0.1mm。进给量f可以由切削用量简明手册查到：f=0.50.7mm/r，取为0.5mm/r。所选机床为X52K卧式铣床，刀具选用125平面铣刀、40直角铣刀，根据机床使用说明书，主轴转速nw=475600r/min，取nw=600r/min。每分钟进给量fm= f60=0.560=30mm/min。切削速度为v=235300mm/min，取v=300mm/min。计算铣削工时：铣削六面：L=172 L1=60 L2=62.5t1=(L+L1+L2)/ fm=9.82min （3-5）铣削台阶面：L=167 L1=33.5 L2=13t2=(L+L1+L2)/ fm=7.12min （3-5）4、工序5：平磨平面、台阶面。所选机床为M7120平面磨床。磨削长E4，磨削宽C4，单边磨量D4=0.1t=E4/0.2(0.075732C4D4+1181.4)/1000+(2D4+60)/(92-0.0866C4) 2 （3-6）带值，得 t=17.21min5、工序6：铣削凹半球槽、分流道、浇口。铣削毛坯六面和台阶面，已知毛坯单面加工余量为5mm。加工公差按5级取为+0.1mm。所选机床为MC1250数控钻铣加工中心，刀具选用2、4、5球形铣刀，8合金钻，根据机床使用说明书：（1）铣削：主轴转速nw=12001800r/min，取nw=600r/min。进给量f可以由切削用量简明手册查到：f=0.080.2mm/r，取为0.2mm/r，每分钟进给量fm= f60=0.260=12mm/min。切削速度为v=96360mm/min，取v=300mm/min。计算铣削工时：得 t1=36min。（2）钻8通孔：主轴转速nw=2200r/min，切削速度为v=110mm/min。进给量f可以由切削用量简明手册查到：f=0.05mm/r，每分钟进给量fm= f60=0.0560=3mm/min。钻孔工时为：L=54 L1=4 L2=0t2=(L+L1+L2)/ fm=1.93min （3-5）3.1.4 凹半球槽数控程序编制如图3-2所示，该凹半球槽轮廓是X轴、Y轴及原点对称的图形，Z向深度为22.5mm，采用镜像加工指令编程，选用机床为MC1250数控钻铣加工中心。 图3-2 对称凹半球槽计算A点坐标值：A（40,17.5）。主程序N10 G92 X0 Y0 Z300； （工件坐标系设定）N20 S2000 M03 M08； （主轴正传启动，开冷却液）N30 G90 G00 Z100； （绝对值编程）N40 M98 P1130 L1； （调用子程序）N50 M21 M98 P1130 L1； （X轴镜象启动）N60 M22 M98 P1130 L1； （Y轴镜象启动）N70 M23； （镜象取消）N80 M22 M98 P1130 L1； （Y轴镜象启动）N90 M23； （镜象取消）N100 G90 G00 Z300.0； （绝对值编程）N110 M05 M09； （主轴停止，切削液关闭）N120 M02； （程序结束）子程序O1130；N10 G00 X40 Y17.5； （快速定位A点）N20 G00 Z22.5； （快速定位Z值）N30 #1=90； （定义起始角度为0）N40 WHILE #1GE0 DO1；N50 #2=R* SIN#1+ r； （定义变量X值）N60 #3= R* COS#1- R； （定义变量Y值）N70 G01 X #2 Y17.5 F300； （直线插补）N80 G01 Z #3 F300； （直线插补）N90 G02 I - #2 F100； （顺圆插补）N100 #1 = #1-1； （循环角度）N110 END1； （结束）N120 G00 Z100； （回到起点）N130 M99； （子程序结束）3.2 扣式灯罩模具凸模的加工如图3-3所示为扣式灯罩模具凸模零件图。图 3-3 扣式灯罩模具凸模3.2.1 零件分析如图3-3是一个扣式灯罩模具凸模图。凸模采用整体式，有比较复杂的曲面，凸半球体的加工一般要用数控加工或磨削加工来保证加工精度。卡扣部位加工难度比较大，普通的机械加工方法很难加工，一般使用数控铣或电火花加工。凸模内有很多冷却水道，冷却水道一般采用钻孔加工。3.2.2 加工工艺方案比较分析根据上面的分析，可以制订出如下几种加工方案。（1） 方案一方案一主要采用电火花加工，加工工艺路线为：下料锻造铣削热处理平磨钻孔、攻螺纹孔电火花抛光电镀抛光检验，工艺过程见表3-3。 表 3-3 扣式灯罩模具凸模加工工艺过程 （方案一）工序号工序名称工序内容设备1下料下料160mm270mm卧式锯床2锻造锻造255mm255mm76mm空气锤3铣削铣六面、台阶，铣十字槽，尺寸达到图纸要求卧式铣床4热处理淬火，高温回火，并进行酸洗防锈处理中温盐炉5平磨平磨六面，Ra0.8，保证上下平面与四面互相垂直，垂直度达到一定要求平面磨床6 钻孔、攻螺纹钻各通孔沉孔，攻螺纹达到图纸要求摇臂立式钻床7电火花电火花加工凸半球体、分流道、浇口、卡扣凹槽、环形槽电火花成型机8抛光抛光凸半球体、分流道、浇口、卡扣凹槽、环形槽，Ra0.8超声波模具抛光机9电镀电镀凸半球体、分流道、浇口、卡扣凹槽，层厚0.12mm电镀机10抛光抛光卡扣凹槽、环形槽、分流道、浇口，Ra0.8抛光凸半球体，Ra0.3超声波模具抛光机11检验（2） 方案二方案一的加工工序少，使用的设备少，但是电火花成型加工效率比较低，所以在加工要求不是很高的情况下，考虑采用方案二的工艺。方案二的工艺路线为：下料锻造铣削热处理平磨钻孔、攻螺纹孔铣削电火花抛光电镀抛光检验，工艺过程见表3-4。表 3-4 扣式灯罩模具凸模加工工艺过程 （方案二）工序号工序名称工序内容设备1下料下料160mm270mm卧式锯床2锻造锻造255mm255mm76mm空气锤3铣削铣六面、台阶，铣十字槽，尺寸达到图纸要求卧式铣床4热处理淬火，高温回火，并进行酸洗防锈处理中温盐炉5平磨平磨六面，Ra0.8，保证上下平面与四面互相垂直，垂直度达到一定要求平面磨床6 钻孔、攻螺纹划线，钻各通孔沉孔，攻螺纹达到图纸要求摇臂立式钻床7铣削铣凸半球体、分流道、浇口、台阶面到位，Ra3.2数控钻铣加工中心8电火花电火花加工卡扣凹槽、环形槽，达图纸要求电火花成型机9抛光抛光凸半球体、分流道、浇口、卡扣凹槽、环形槽，Ra0.8超声波模具抛光机10电镀电镀凸半球体、分流道、浇口、卡扣凹槽，层厚0.12mm电镀机11抛光抛光卡扣凹槽、环形槽、分流道、浇口，Ra0.8抛光凸半球体，Ra0.3超声波模具抛光机12检验3.2.3 基本工时的计算1、工序1：下料。所选机床为G4022卧式锯床，切削速度为v=20M/min。锯料时间t1=R2/1000=3.14802/(1000v)=1.01min （3-1）2、工序2：锻造毛坯。凸模采用锻造成形（1）锻造件加工余量。查表11-2（P313），取加工余量为5mm，即：L=255mm，B=255mm，H=76mm。（2）锻件下料尺寸的确定，合理选择圆棒料的尺寸规格和下料方式，对于保证锻件质量和方便锻造操作都有直接关系。锻件毛坯下料尺寸的确定方法如下。 计算锻件坯料的体积V V=V锻K （3-2）式中，V毛坯体积，mm3； V锻锻件体积，mm3； K损耗系数，一般取K=1.051.10； V=V锻K=25525575.51.10=5400326.25 mm3。锻件在锻造过程中的总损耗量包括烧损量,切头损耗,芯料损耗等。为了计算方便，总损耗量可按锻件质量的510选取。在加热12次锻成，基本无鼓形和切头时，总损耗取5；在加热次数较多并有一定鼓形时，总损耗取10。 计算锻件坯料的尺寸。镦粗法锻造时，为了避免产生弯曲，坯料的高度直径比H/D2.5；为了便于下料，坯料的高度直径比H/D1.25.综合起来就是H=(1.252.5)D,按H=2D代入V坯=HD2/4即可得到理论圆棒料直径D理为：D理=30.637V=30.6375400326.25 150.96mm （3-3） 确定圆棒料实际直径。圆棒料的直径按现有的棒料直径选取，当D理比较接近实际规格时，取D实D理 ， 取 D实=160mm。 计算圆棒料实际长度。圆棒料的长度L实应根据锻件坯料体积和选定的实际坯料直径，由式 D实2L实/4=V坯计算得圆棒料实际长度L实，L实=1.273V坯/D实2=1.2735400326.25 /1602268.54mm （3-4）取 L实=270mm 校核高度直径比。根据计算出的圆棒料实际直径和实际长度，由式L实=（1.252.5）D实校核高度直径比；如果不满足，应重新选择D实，重新计算L实，直到满足为止。L实/D实=270/1601.69 满足下料。3、工序3：铣削六方、十字槽。（1）铣削六面：铣削毛坯六面，已知毛坯单面加工余量为5mm。加工公差按5级取为+0.1mm。进给量 f可以由切削用量简明手册查到：f=0.50.7mm/r，取为0.5mm/r。所选机床为X52K卧式铣床，刀具选用125平面铣刀、100直角铣刀，根据机床使用说明书，主轴转速nw=475600r/min，取 nw=600r/min。每分钟进给量fm= f60=0.560=30mm/min。切削速度为v=235300mm/min，取v=300mm/min。工时计算：L=255 L1=76 L2=62.5t1=(L+L1+L2)/ fm=13.12min （3-5）（2）铣削十字槽：所选机床为X52K卧式铣床，刀具选用26立铣刀，根据机床使用说明书，主轴转速nw=200260r/min，取nw=250r/min。进给量f=0.10.15mm/r，取为0.15mm/r。每分钟进给量fm= f60=0.1560=9mm/min。切削速度为v=23.5mm/min。L=250 L1=29 L2=13t2=(L+L1+L2)/ fm=32.44min （3-5）4、工序5：平磨平面。所选机床为M7120平面磨床。磨削长E4，磨削宽C4，单边磨量D4=0.1t=E4/0.2(0.075732C4D4+1181.4)/1000+(2D4+60)/(92-0.0866C4) 2 （3-6）带值， 得 t=19.87min5、工序6：钻孔，攻螺纹。（1）钻25mm的通孔。所选机床为Z3040摇臂立式钻床，所选刀具为直径是25mm的中心钻。进给量f=0.10.26mm/r (见切削手册表2.7)，取f=0.2mm/r，每分钟进给量fm =0.260=12 mm/min。切削速度v=1518m/min (见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑) ，取v=18m/min。ns=1000v/dw=229r/min （3-7） 按机床选取nw=400r/min(按工艺手册表4.2-2)所以实际切削速度vc=dnw/1000=15.3m/min （3-8）L=50 L1=12.5 L2=0切削工时 t=(L+L1+L2)/ fm =0.6min （3-5）以上为钻一个孔的机动时间，故本工序的机动工时为：tm= t4=0.64=2.4min（2）扩35mm，深8mm的孔。所选机床为Z3040摇臂立式钻床，所选刀具为是35mm的扩刀。利用35mm的钻头对25mm的孔进行扩钻。根据有关手册的规定，扩钻的切削量可以根据钻孔的切削用量选取：f=（1.21.8）f钻=（1.21.8）0.2=2.43.6mm/r每分钟进给量fm= f60=（2.43.6）60=14.421.6mm/min，取 fm=20 mm/min。v=18m/min (见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑)。ns=1000v/dw=163.8r/min （3-7）按机床选取nw=200r/min(按工艺手册表4.2-2)。所以实际切削速度vc=dnw/1000=12.56m/min （3-8）L=8 L1=17.5 L2=0切削工时 t=(L+L1+L2)/ fm =1.275min （3-5）以上为扩一个孔的机动时间，故本工序的机动工时为：tm= t4=1.2754=5.1min（3）钻10mm的通孔。所选机床为Z3040摇臂立式钻床，所选刀具为直径是10mm的中心钻。进给量f=0.10.26mm/r (见切削手册表2.7)，取f=0.2mm/r，每分钟进给