华东交通大学模具制造工艺学(凸凹模设计)

第一章零件的技术要求及结构分析

本次设计的零件图为链板复合冲裁模具凸凹模（如图1-1）

图1-1

一、功能结构分析

此零件是链板复合冲裁模具凸凹模，零件的外轮廓作为凸模刃口，10作为凹模刃口，为了能够达到装配及产品的要求，零件外表面精度要求比较高，粗糙度为0.8。其次，模具刃口在压力和摩擦力的作用下，经常出现磨损失效，尤其是冲头受力较大，而且在一次冲裁过程中经受两次摩擦（冲入和退出各一次），因而冲头的磨损较快，因此对零件的硬度有较高的要求。最后，凸凹模的左右表面的平行度也比较高。

二、链板复合冲裁模具凸凹模的主要技术要求

1）位置精度：左右平面的平行度控制在0.02mm内

2）硬度：淬火≥62HRC

3）表面粗糙度：零件外表面粗糙度Ra0.8，孔内粗糙度Ra3.2 三、技术关键及其采取的措施

1）左右平面间平行度公差等级高，采取措施：互为基准，磨削加工。

2）垂直面的磨削，采取措施：磨好左右平面，工件装夹在精密角铁上，用百分表找正后磨削出垂直面，而后用磨出的面为基准面，在磁力台上磨对称平行面及两圆柱面。

结合这些要求选择合金工具钢CrWMn。

第二章毛坯制造工艺设计

一、确定锻件的加工余量

根据[4]表8-31确定粗铣余量为1.4mm，表8-32确定精铣余量为0.6mm，表8-34确定磨削余量长方向为0.5mm（单边），宽方向为0.3mm（单边），高方向为0.5mm（单边）。再根据零件尺寸及下料精度得锻件尺寸为64.8mm×28.2mm×47mm,绘制锻件图如图2-1

图2-1链板复合冲裁模具凸凹模锻件图

二、确定锻造温度范围

查[3]表2-8得始锻温度1100℃，终锻温度850℃

三、锻件的退火工艺

加热到770～790℃保温，680～700℃等温炉冷，工艺曲线见图

2-2

图2-2

第三章机械加工工艺设计

一、制定工艺路线

图1-1为所要机加工的零件。其工艺过程如下：

工序一：铣零件各个外表面

工序二：钻

工序三：铰孔

工序四：加工螺纹孔

工序五：热处理

工序六：磨零件各个外表面

工序七：检验

二、机械加工余量、工序尺寸和定位基准的确定

1）粗铣余量为1.4mm(单边)，精铣余量为0.6mm（单边）,磨削在长度方向上余量为0.5mm（单边），宽度方向上余量为0.3mm （单边）,高度方向上余量0.5mm（单边）。

2）孔加工

钻9.6mm

铰10mm 2Z=0.4mm

钻15.6mm

铰16mm 2Z=0.4mm

3)定位基准

选择A及其对面平面、相邻互相垂直的两侧面为定位基准面，即三基面体系定位，符合基准统一的原则

三、确定工艺内容

工序一：铣零件各个外表面

①粗铣基准面A

1.加工条件

工件材料：CrWMn合金工具钢退火，锻件。

机床：X52K立式升降台铣床。

刀具：高速钢粗齿锥柄立铣刀，刀具尺寸直径D=20mm,总长L=195mm,切削部分长度l=65mm,莫氏锥度号数2，前角γ0=15°，后角α0=14°，螺旋角=45°，齿数z=3

2.确定切削用量

切削深度 a p=1.4 mm

每齿进给量 f z=0.08mm/齿

切削速度V=20m/min，切削液选用含硫极压切削油

②粗铣与基准面A相接的四周面

1.刀具：高速钢粗齿锥柄立铣刀，刀具尺寸直径D=40mm,总长L=195mm,切削部分长度l=65mm, 莫氏锥度号数4，前角γ0=15°后角α0=14°，螺旋角=45°，齿数z=4

2.确定切削用量

切削深度 a p=1.4 mm

每齿进给量 f z=0.2mm/齿

切削速度V=20m/min，切削液同上

③精铣基准面A

1. 刀具：高速钢细齿锥柄立铣刀，刀具尺寸直径D=14mm,总长

L=115mm,切削部分长度l=32mm,莫氏锥度号数2，前角γ0=15°，后角α0=14°，螺旋角=35°，齿数z=5

2.确定切削用量

切削深度 a p=0.6 mm

每齿进给量 f z=0.05mm/齿

切削速度V=20m/min，切削液同上

④精铣与基准面A 相接的四周面

1.刀具：高速钢细齿锥柄立铣刀，刀具尺寸直径D=25mm,总长L=155mm,切削部分长度l=50mm,莫氏锥度号数3，前角γ0=15°，后角α0=14°，螺旋角=35°，齿数z=6

2.确定切削用量

切削深度 a p=0.6 mm

每齿进给量 f z=0.07mm/齿

切削速度V=20m/min，切削液同上

⑤粗铣基准面的对面平面

同工步①

⑥精铣基准面的对面平面

同工步①

工序二：钻

把工件装夹在工作台上以直角坐标定位进行加工，把零件图上的尺寸换算成直角坐标尺寸。如图3-1

图3-1

直接用立铣刀工作台的纵、横走刀来控制平面孔系的坐标尺寸。

刀具：选择9.6mm的高速钢麻花钻，进给量0.18mm/r,切削速度13m/min，转速420r/min,切削液选择乳化液。

工序八：钻15.6mm孔（两个）

刀具：选择15.6mm的高速钢麻花钻，进给量0.32mm/r，切削速度17m/min,转速385r/min，切削液与上道工步相同。

工序三：铰

①铰10mm，刀具：选择高速钢直柄机用铰刀，10mm，

L=110mm,l=22mm，齿数Z=6，单边余量为0.2mm，切削速度5m/min,进给量1.0mm/r,切削液选择含硫的极压切削油。刀具示意图如图

3-2

图3-2

②铰16mm孔，刀具：选择高速钢直柄机用铰刀，16mm，L=150mm，l=25mm,齿数Z=6，单边余量为0.2mm，切削速度5m/min,进给量1.0mm/r,切削液选择含硫的极压切削油。刀具类型和上道工步一样。

工序四：加工螺纹孔

加工M8的螺纹孔

先钻孔再攻丝

①钻孔：

底孔钻头直径的选择：

钻底孔钻头直径的计算公式：

当t≤1时，=d-t

当t＞1时,≈d-(1.04～1.08)t

式中 t——螺距（mm）；

d——螺纹公称直径（mm）；

——攻丝前钻头直径（mm）。

②M8的螺纹孔粗牙螺距为1.25mm，所以按公式≈d-(1.04～1.08)t 计算：

=d-1.06×1.25=8-1.3=6.70mm

CrWMn属于合金工具钢，钻头选用高速钢标准麻花钻，因此根据[5]表7-14得切削用量中进给速度：0.17毫米/转,切削速度：10米/分,转速：640转/分，切削液选用硫化乳化液

攻丝：

由[5]表6-27查得并计算该机用丝锥攻丝的切削速度为8.1米/分,攻螺纹切削液的选用：硫化乳化液

工序五：热处理

1.淬火：加热温度800～830，保温0.4～0.5h,淬火硬度≥

62HRC，油冷。

2.回火：为了改变淬火组织，等到一定的强度、韧性的配合，

消除淬火应力和回火中的组织转变应力。回火温度140～

160。CrWMn的淬火和回火工艺如图3-3。

图3-3

工序六：磨零件各个外表面

目的：为了消除热处理对表面的影响，以达到设计要求。

1.磨床：MM7112(砂轮直径140～200mm，砂轮内经75mm，砂轮宽度20mm）

2.左右平面磨削

（1）砂轮的选择。见[5]中第12章各表，结果为

GBD80ZRA6P200×20×75

其含义为：砂轮磨料为单晶白刚玉（代号GBD），粒度为80#，硬度为中软（代号为ZR），陶瓷结合剂(代号为A)，6号组织，平形砂轮（代号为P），其尺寸为200×20×75(D×B×d)。安全线速度为35m/s。

（2）切削用量的选择。磨头主轴转速2810r/min

轴向进给量 f a=0.5B=10mm(双行程）

径向进给量 f r=0.020mm/双行程

3.垂直平面磨削

用精密角铁和平行夹头装夹工件。砂轮类型和切削用量和左右平面磨削一样。

工序七：检验

四、填写工艺过程卡

根据以上的工艺设计的内容，填写机械加工工艺过程综合卡表3-1。