模具制造实用工艺课程设计

1、目录序言11、 准备工作21.1所拆画零件的材料选择和毛坯加工方法 21.2拆画零件图2、 确定零件图上的尺寸 2、 零件图上的技术要求 31.3生产纲领及生产类型确定31.4、 零件工艺性分析 4工艺性分析 4、工艺规程制定 51.5、 毛坯与锻压设备选择 5、锻件体积和质量的尺寸 5、计算锻件毛坯计算 6、锻压设备吨位的确定 62、 工艺过程设计72.1、 确定毛坯的制造形式 72.2、 定位基准选择 7、基准原则 7、基准选择82.3、 拟定机械加工工艺路线83、定量设计1.0.3.1设计毛坯图 1.03.2、机械加工余量的确定1.0.、外表面1.1、挡料销的圆柱面61.1、挡料销的上表

2、面41.1、4销孔113.3、工艺装备选择12.、磨外表面1.2332、磨? 12圆柱面12333、 铳与水平面成7°的上平面12、钻，铰? 4销孔 12、 钻? 2弹簧钩孔 124、 工序设计1.3.4.1 .X序一：用工具曲线磨外表面 13.加工条件 1.3切削用量1.34.2、工序二：磨？ 12圆柱面1.3.、加工条件1.3、切削用量1.34.3、工序三铣与水平面成7。的上平面1.4、加工条件1.4、切削用量1.44.4、工序四钻，铰?4销孑L1.5.、选择钻床及钻头 15、选择切削用量.16、确定工时1.64.5、工序五 钻？2弹簧钩孔1.7.、选择钻床及钻头 17、切削速度

3、1.7、确定工时1.75、工序尺寸确定 18.5.1、孔的工序尺寸18.5.2、其他重要表面的工序尺寸1.9.结论20.参考文献22.序言模具制造技术课程设计是我们完成本专业学习计划的一个极为重要的实践 性环节，是使我们综合运用所学过的基本课程， 基本知识与基本技能去解决专业 范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准， 有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工 作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础， 所以我们要认真对待这次综合能 力运用的机会！其主要目的是：1培养综合分析和解决本专业的一般工程问

4、题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。2.培养树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规范 和方法。3培养正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设 计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。4.培养进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习 的基本工作态度，工作作风和工作方法。1 .准备工作1.1所拆画零件的材料选择和毛坯加工方法此次所要拆画的零件是自动挡料销，要达到其应有的硬度与强度，参考国标 中销钉的材料，确定自动挡料销的材料为16Mn，并用锻造经行毛坯加工。1.2拆画零件图由装配图拆画零件图是设计过程中的重要环节，也是检验看装配

5、图和画零件图能力的一种常用方法。按照正确、齐全清晰、合理的要求，标注所拆画零件图 上的尺寸。本次拆画的零件为装配图中6号零件，自动挡料销。、确定零件图上的尺寸自动挡料销的总长为123，销上表面4与水平面的夹角为7°，圆柱面5的 直径为12，圆柱面5与垂直夹角为1°，销孔3的直径为4，由于是与销相配合，所以销孔3的具体尺寸为4H 7o0.012，孔2为弹簧钩孔，不需要特殊要求，该孔尺寸为 2，8号面与水平夹角为6，水平投影长度为26.85，7号面与水 平夹角为12。根据上述尺寸来源，配齐拆画的零件图上的尺寸。标注尺寸时要恰当选择尺 寸和标注形式与相关零件的配合尺寸、相对而言位

6、置尺寸应协调一致，避免发生 矛盾，功能尺寸应准确无误。122、零件图上的技术要求根据零件的作用，结合设计要求查阅有关手册或阅同类、 相近产品的零件图 来确定所拆画零件图上的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理和表面处理 等技术要求。根据上述原则可知，面 4由于要与碰杆想接触，因此选择面4的粗糙度Ra 3.2 m，并且要求面4的平面度Ra 0.015 m。销钉孔要与销配合，故要求销孔的粗糙度公差为Ra 1.6 m。直径12mm的圆柱面表面的粗糙度公差为 Ra 3.2 m。其他表面由于用锻造的方式制造，因此其他表面的粗糙度Ra 25 m。1.3生产纲领及生产类型确定生产纲领是指企业在计划期间应当

7、生产的产品产量和进度计划。计划期常为一年，所以生产纲领常称为年产量。对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需要的 数量之外，还要包括一定的备品和废品，因此零件的生产纲领应按下式计算：NQn(1 )(1)（1-1）式中:N 零件的年产量（件/ 年）；Q 产品的年产量冶/ 年）；n 每台产品中该零件的数量（件/台）；该零件的备品率（备品百分率）；该零件的废品率（废品百分率）。由于是一款落料，冲孔连续模，所以该零件的生产为单件生产1.4、零件工艺性分析工艺性分析自动挡料销是冲孔落料连续模中定位机构中的挡料销， 用作停止板料向前运 送，使得模具对板料进行冲裁。本零件为连杆支臂类零件，结构较为简单，但对

8、 零件的强度要求比较高，故毛坯加工选择锻造。本零件生产类型为单件生产。生产类型单件生产生产纲领（件/年）100零件的互换性用修配法，钳工修配，缺乏互换性木模手工造型或自由锻造，毛坏精度低，毛坯的制造方法与加工余量加工余量大机床设备及其布置形式通用机床，安机床类别采用机群式布置工艺特征大多采用通用夹具，标准附件，通用刀具工艺装备和万能量具对工人的技术要求需技术水平咼的工人工艺文件有工艺过程卡，关键工序要工序卡成本较咼F面对该零件进行精度分析。对于形状和尺寸（包括形状公差、位置公差）较复杂的零件，一般采取化整体为部分的分析方法，即把一个零件看作由若干组 表面及相应的若干组尺寸组成的，然后分别分析每

9、组表面的结构及其尺寸、 精度 要求，最后再分析这几组表面之间的位置关系。由零件图中可以看出，该零件上有三处加工表面精度较高具体分析如下：加工表面的技术要求是：根据上述原则可知，面 4由于要与碰杆想接触，因此选择面 4的粗糙度Ra 3.2 m，并且要求面 4的平面度Ra 0.015 m。销钉孔要与销配合，故要求销孔的粗糙度公差为Ra 1.6 m。m o为基准,直径12mm的圆柱面表面的粗糙度公差为 Ra 3.2 m。其他表面由于用锻造的方式制造，因此其他表面的粗糙度Ra 25加工表面之间主要的相互位置要求是：销孔的相对位置有较高要求，首先是销孔圆心的水平位置是以面1其尺寸要求为63 0.01mm

10、，垂直尺寸以面9为基准，其尺寸为8.3500.011.4.2、工艺规程制定工序工序名称工序主要内容1下料锯床下料，3mm 1230 mm2锻造模锻成工件结构，作为毛坯3热处理退火处理4工具曲线磨用MD9025磨工件外轮廓5精磨精磨？ 12圆柱面6粗铣粗铣与水平面成7°的上平面7精铣精铣与水平面成7°的上平面8钻钻?4销孔9铰铰?4销孔10钻钻？ 2弹簧钩孔11热处理调制处理，硬度HRC40-HRC5012检验1.5、毛坯与锻压设备选择、锻件体积和质量的尺寸自动挡料销由于是要使用锻造，因此零件的材料使用16Mn零件的外形尺寸如图所示：锻件的外形尺寸应为：12304mm , 1

11、204mm , 2704mm , 604mm。工件的体积为V工牛=17.1671cm3 ,工件的质量：G工件二rV工件=7.85 171671 =134.76g=0.13476kg ,当锻件质量在20kg之内，一般需加热3-4次，锻件总损耗系数取10% 故锻件毛坯的体积：V锻=11 V工牛=1.1 17.167=18.89cm?锻件毛坯的质量：G锻=7.85 V锻=7.85 18.89=148.29g=0.14829kg、计算锻件毛坯计算理论计算圆棒的直径：D =3 0.637V坯=3 0.637 18.89=2.29cm选取圆棒的直径为3cm ;圆棒长度：L 料=1.273/坯/D 料=1.

12、273 18.89/ 32=2.67cm 3cm锻造比丫：Y=3/ 3=1材料的长径比不大于2。因此下料尺寸为3 3°4mm、锻压设备吨位的确定查表，当锻件坯料质量为0.14829kg，材料为16Mn，选择0.25吨的空气锤。2 .工艺过程设计2.1、确定毛坯的制造形式零件材料为16Mn。考虑零件在模具运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择锻件毛坯。2.2、定位基准选择221、基准原则粗基准的选用原则1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表 面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。 应

13、选择重要加工表面为粗基准。3、粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造 成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。精基准的选用原则1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置 精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为 基准的原则反复加工。4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的 定位基准。(1) 粗基准的选择：粗基准的选择，对于零件而言，尽可能选

14、择不加工表 面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置 精度较高的不加工表面作粗基准。 根据这个基准选择原则，自动定位销的外轮廓 表面作为粗基准，利用如上图面 2和面1为主要定位面，达到完全定位，然后进 行磨，铣上表面。(2) 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便， 依据“基 准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的面为主要的定位精基准，以面1和面2为辅助的定位精基准。2.3、拟定机械加工工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等 技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机 床配以专用

15、夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济 效果，以便使生产成本尽量下降。工序一 下料工序二 锻造工序三 热处理工序四工具曲线磨工序五精磨工序六粗铣工序七精铣工序八钻？ 4销孔工序九铰? 4销孔工序十钻？ 2弹簧钩孔工序十一调制处理工序十二检验3. 定量设计3.1设计毛坯图该零件使用锻造，要保留出足够的机械加工余量，其具体的尺寸如图所示:3.2、机械加工余量的确定冲孔、落料连续模的自动挡料销零件材料为16M n ,硬度达到 HRC40HRC50，毛坯重量0.13476kg，生产类型为单件小批量生产， 锻造毛坯。321、外表面考虑其零件外圆表面为非重要表面， 所以外表面为锻造毛

16、坯，粗糙度要求并 不高，因此直接铸造而成，只要稍加打磨即可，因此加工余量1mm。322、挡料销的圆柱面6圆柱面6要有较高的表面粗糙度要求，因此要进行精磨，精磨的粗糙度Ra 3.2 m。切削余量精磨：0.1mm。、挡料销的上表面4由于自动挡料销的上表面 4，要与模具碰杆向接触并有滑动，因此该表面有 较高的粗糙度要求，粗糙度Ra 3.2 m。切削余量粗铣：1mm精铣：0.25mm、4销孔4的销孔要与销钉配合，因此销孔的内表面对粗糙度要求高，要达到 Ra 1.6 m，故在钻孔以后，还有进行铰孔，以达到应有的粗糙度要求。切削余量钻孔：将孔打通铰孔：0.25mm由于本设计规定的零件为单件小批量生产，应该

17、采用调整加工。因此在计算 最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。3.3、工艺装备选择331、磨外表面由于该工序要磨削的外表面既有圆弧，又有直线，因此使用工具曲线磨MD9025。刀具：砂轮直径125mm，棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、 4660#，ZR? Z?、磨？ 12圆柱面? 12的圆柱面需用外圆磨床。机床使用外圆磨M133。刀具：砂轮直径为200mm，宽度为20mm，棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、4660# ，ZR2 Z2。、铣与水平面成7°的上平面铣平面使用机床：万能工具铣床X8126。刀具：高速钢直柄立铣刀，基本尺寸D=14mm ，L=70mm ，l=30mm ，d=14m

18、m，粗齿齿数为3，细齿齿数为5。、钻，铰?4销孑L选择Z5125A钻床。直柄麻花钻（GB/T1436-78第一系列），粗钻时钻头直径d=3.8mm，钻头采用双头刃磨法，铰孔选直柄机铰刀（GB/T1132-73 ）刃部长度为14mm， n 1000r/minf 1.3 2.6mm/ r铰刀直径 d0 4mm。、钻？2弹簧钩孔选择Z5125A钻床。直柄麻花钻头（GB/T1436-78 第一系列），钻头直径d=2mm，钻头采用双头刃磨法。4、工序设计4.1 .工序一：用工具曲线磨外表面加工条件工件材料：16Mn ,锻造。加工要求：自由磨外表面，磨去毛刺与锻件外表面硬皮。机床：工具曲线磨MD9025刀

19、具：砂轮直径125mm，棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、4660#，ZR?Z?切削用量1 ）磨削深度由于只是磨去毛刺和锻件表面的硬皮，因此只要自由磨削即可，精度要求不是很高，磨削次数与磨削进给量不确定，只要磨削的单边深度达到1mm即可。2）设定基本工时定为 3min，辅助工时为1min。4.2、工序二：磨？ 12圆柱面421、加工条件工件材料：16Mn，锻造。加工要求：磨？ 12圆柱面6的侧面5。机床：外圆磨M133。刀具：砂轮直径为200mm，宽度为20mm，棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、4660#，ZR, Z2,、切削用量1）铣削深度因为切削量较小，切削深度0.1mm，用10次走刀来精磨该外圆。2）

20、计算基本工时工件转速为190转/分，砂轮转速为3900转/分，预定基本公时为3min , 辅助工时为1min4.3、工序三 铣与水平面成7°的上平面以平面10，平面11为定位基准粗、精铣与水平面成 7。的上平面431、加工条件工件材料：16Mn，锻造。加工要求：粗、精铣与水平面成7°的上平面，使该表面粗糙度达到Ra 3.2 m，并要保证平面度 0.015mm。机床：万能工具铣床X8126，垂直主轴转速为150-1660转。刀具：高速钢直柄立铣刀，基本尺寸D=14mm ，L=70mm ，l=30mm ，d=14mm，粗齿齿数为3，细齿齿数为5。、切削用量1）铣削深度粗铣的单次

21、切削深度为0.5mm，共进刀3次。精铣的单次切削深度为0.25mm，一共进刀2次。2）计算基本工时a.粗铣工时确定被吃刀量：ap 0.5mm。确定进给量：每齿进给量fz 0.2mm，粗齿齿数为3，从而可以求出每转进给量：f z fz 3 0.2mm 0.6mm所选万能工具铣床X8126，垂直主轴转速为150-1660转，8级变速,8故机床公比为：所取刀具转速必须满足机床转速，因此取转速6On nmin150 1.4411.6r / min每分钟进给速度：vffn 0.6 411.6 246.96mm/min主切削时间计算，切削面的长度为I 125/cos7126mm切削时间： t I /Vf

22、126/255.6 0.5min一共经行铣削三次，基本用时：Ti 3t 0.5 3 1.5min辅助用时：T2 30% T1 0.3 1.5min 0.45min总用时：T T1 T21.5 0.451.95minb .精铣工时确定被吃刀量：ap 0.5mm。确定进给量：每齿进给量fz 0.1mm，细齿齿数为5,从而可以求出每转进给量：f z fz 5 0.1mm 0.5mm所选万能工具铣床X8126，垂直主轴转速为150-1660转，8级变速,8故机床公比为：所取刀具转速必须满足机床转速，因此取转速65n nmin150 1.4806.7 r / min每分钟进给速度：Vf fn 0.5 8

23、06.7403.35mm/ min主切削时间计算，切削面的长度为l 123.5/ cos7124.4mm切削时间： t l /Vf 124.4/403.35 0.3min一共经行铣削两次，基本用时：T1 2t 0.3 2 0.6min辅助用时：T2 30% T1 0.3 0.6min 0.18min总用时：T T1 T20.6 0.180.78min4.4、工序四钻，铰?4销孔以面1，与面9为精基准，钻、铰4的销孔441、选择钻床及钻头选择Z5125A钻床，选择直柄麻花钻（GB/T1436-78 第一系列），粗钻时 钻头直径d=3.8mm，钻头采用双头刃磨法，铰孔选直柄机铰刀（GB/T1132

24、-73 ）刃部长度为14mm , n 1000r/min f 1.3 2.6mm/ r铰刀直径 d0 4mm。、选择切削用量1）决定进给量按钻头 f 0.47 0.57mm/ r按机床强度选择 f 0.056 1.8mm/r最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/ r2）切削速度n=50-2000r/min取 n=68.16r/min.3 ）将零件完全钻通、确定工时a.钻孔背吃刀量：ap 3.8mm/2 1.9mm所选钻床为Z5125A 立式钻床转速范围50-2000r/min,转速级数为9机床公比： 9 1 2000 / 501.59所取刀具转速必须满足机床转速，因此计算转速：n nm

25、in6 50 1.596 795.3r / min切削速度：v dn 3.8 795.3 9494.3mm/ min切削时间单件时间：T T1 T2 0.4min辅助时间：Tj 30%T0.399 0.3 0.12min总用工时：t T Tj 0.120.40.52minb .铰孔背吃刀量单边：ap 0.1mm所选钻床为Z5125A 立式钻床转速范围50-2000r/min,转速级数为9机床公比： 9 1 2000 / 501.59所取刀具转速必须满足机床转速，因此计算转速：n nmin6 50 1.596 795.3r / min切削速度：v dn 3.8 795.3 9494.3mm/ m

26、in切削时间单件时间：T T1 T2 0.4min辅助时间：Tj 30%T0.399 0.3 0.12min总用工时：t T Tj 0.120.40.52min钻，铰总用时：t 0.52 2 1.04min由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。4.5、工序五钻？2弹簧钩孔以面1，与面9为精基准，钻2的销孔、选择钻床及钻头选择Z5125A钻床，选择直柄麻花钻头（GB/T1436-78 第一系列），钻头直 径d=2mm，钻头采用双头刃磨法。、选择切削用量钻头 f 0.47 0.57mm/ r按机床强度选择 f 0.056 1.8mm/r最终决定选择机床已有的进给量 f 0

27、.48mm/ r将零件完全钻头、切削速度n=50-2000r/min取 n=1000r/min.、确定工时背吃刀量单边：ap 2mm/ 2 1mm所选钻床为Z5125A 立式钻床转速范围50-2000r/min,转速级数为9机床公比： 9 1 2000 / 501.59所取刀具转速必须满足机床转速，因此计算转速：n nmin6 50 1.596 795.3r / min切削速度：v dn 3.8 795.3 9494.3mm/ min切削时间单件时间：T T1 T2 0.4min辅助时间：Tj 30%T0.399 0.3 0.12min总用工时：t T Tj 0.120.40.52min5、工

28、序尺寸确定零件的尺寸简图：现在确疋各表面的各个加前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量,工工序的加工余量如下:5.1、孔的工序尺寸孔加工加工内容精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量4H 70°.012mm 的销钻孔IT123.8H1200.12mmRa 6.3 m孔铰孔IT74H 70 mmRa 1.6 m0.2mm2mm的弹簧钩孔钻孔IT102mmRa 6.3 m5.2、其他重要表面的工序尺寸工序内容加工内容工序尺寸表面粗糙度工序余量磨外表面自由磨外表面，磨去毛刺与锻件外表面硬皮2mm磨？ 12圆柱面磨？ 12圆柱面的侧面12mmRa=3.20.1mm粗铣与水平面成7°

29、的上平面粗铣上平面123.5mmRa=6.31.5mm精铣与水平面成7 °的上平面精铣上平面123mmRa=3.20.5mm结论时光飞逝，为期一个星期的模具制造工艺课程设计已经接近尾声。回首这 段时间的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。 受益匪浅！在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、 公差与配合、机械制图、工程材 料与热处理工艺等知识很好的串联了起来， 起到了穿针引线的作用，巩固了所学 知识的作用。在模具制造工艺课程设计中，首先是对工件模具零件加工工艺规程的制定， 这样在加工工件就可以知道用什么机床加工， 怎样加工，加工工艺装备及设备等， 因此，工件机械加工工艺规程的