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1、毕业设计题目： 冲孔凹模 学生姓名： 指导教师： 学 院： 常州轻工职业技术学院 专 业： 机械工程系造班 级： 2013年5月9日一 设计题目： 冲孔凹模机械加工工艺规程 技术要求 1. 淬火硬度5860HRC 2. 未注圆角R5二、原始数据和技术要求： 生产类型：单件小批量生产。前 言加强课程设计等实践环节是提高学生对知识的综合应用能力，锻炼学生的独立性、创造性和实践性能力的有效途径，也是目前高等教育改革正在积极推进的重要内容。本设计参考了机械制造课程设计指导教材，以课程设计说明书的顺序编写，包括设计时所必需的有关毛坯的选择，加工余量的确定，机床、切削刀具、量具的选择，切削用量的选择及机动
2、时间的计算等，采用最新国家标准及部颁标准，涉及内容全面。希望通过本次设计能巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计、计算、制图、编写技术文件的能力，学会在与困难的时候利用手边的资料和查阅工具书的习惯，并在设计中培养自己理论联系实际认真去工作的工作作风和独立工作能力，为以后踏入社会参加工作打下一个良好的基础。由于本人水平有限，编写时间紧迫，涉及中难免有错误和不妥之处，恳请读者批评指正。 2013年5月目 录1.零件的工艺分析.5 1.零件的功用、结构及特点.5 2.主要加工表面及其要求.5 3.毛坯的选择.5 4.确定毛坯的技术要求.5 5.绘制毛坯图.62.基准的选择.73.
3、拟定机械加工工艺路线.7 1.确定各表面的加工方法.8 2.工艺路线方案的分析和比较.84.确定机械加工余量、工序尺寸及公差.85.选择机床及工艺装备.9 1.选择机床.9 2.选择刀具.9 3.选择夹具.10 4.选择量具.106.确定切削用量及基本工时.11 1.工序10.11 2.工序20.12 3.工序30.12 4.工序40.13一、零件的工艺分析1. 零件的功用、结构及特点： 该零件是以 118.49孔做冲孔凹模，为便于落料，凹模内做阶梯孔为 128并用 10的孔与固定卸料板定位，上面有四个带凹台的螺纹孔用于板料的导向定位，下面有四个用以凹模与下模座固定的螺纹孔M10，侧面带有固定
4、侧压板的 两个螺纹孔M5。 由于冲孔凹模工作时承受一定的压力，因此要求有一定的强度，刚度，韧度。2. 主要加工表面及其要求：凹模上表面内孔 118.4 Ra=0.8；台阶倒角45；下表面 210；销钉孔 10Ra=0.8；凹台中螺纹孔M10深度T15；切面上的两个螺纹孔M6；下表面螺纹孔M10T20。3. 毛坯的选择确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及公差；因零件材料为Cr12MoV是合金工具钢，属于小批量生产，铸件性能好，尺寸精度高，故采用熔模铸造；铸件尺寸公差等级为CT5（见1表3-1）加工余量等级为CT5MA-E（见1表3-2、表3-3）； 余量118.4的孔单边余量为1.5mm。下表面余量
5、为0.8mm，上表面加工余量为1.5mm，侧面的加工余量为2mm。 4. 确定毛坯的技术要求： 淬火处理硬度为58-60HRC5. 绘制毛坯图 二、基准的选择 该零件中较多的尺寸及形位公差是以凹模下表面为设计基准的，因此必须首先加工出凹模下表面为后续工序作为基准，根据粗精基准的选择原则，确定各加工表面的基准，如表1-1所示：序号加工部位基准选择1凹模上、下表面、侧面凹模的外轮廓2上表面的凹台下表面3凹台中的螺纹孔下表面4销钉孔凹模下表面5侧面的两个M6的螺纹孔高度为45的侧面及凹模下表面6下表面的四个M10的螺纹孔下表面三、拟定机械加工工艺路线1. 确定各表面的加工方法 根据各加工表面的加工精
6、度和表面粗糙度的要求，选定如下加工方法：凹模上下表面加工方法为铣削，凹台2个 10的销钉孔用钻、扩、铰的方法加工，4个M10的螺纹孔、2个M6的螺纹孔、4个凹台的螺纹孔都用钻床加工。具体加工方法如下：凹模上下表面和侧面;未注公差尺寸、公差等级按IT14，表面粗糙度为 Ra=12.5um,查表4-2及表4-5，需进行粗铣。 118.4的孔：表面粗糙度为0.8um,公差等级为IT8查表4-3可采用粗镗半精镗精镗。所有的螺纹孔：采用先钻孔后攻丝。 表4-1加工方案一工序号加工内容设备 00毛坯 05淬火处理 10凹模上、下表面和侧面车床、校正工具 20 118.4的孔镗床、校正工具 30所有的螺纹孔
7、钻床、丝锥、校正工具 40销钉孔和凹台钻床、校正工具 50清洗 60校验 表4-2 加工方案二工序号加工内容设备 00毛坯 05淬火处理 10凹模上、下表面和侧面铣床、校正工具 20所有的螺纹孔钻床、丝锥、校正工具 30 118.4的孔镗床、校正工具 40销钉孔和凹台钻床、校正工具 50清洗 60校验 2.工艺路线方案的分析和比较 方案一 按工序集中原则组织工序，其优点：工艺路线短、减少了工件的装夹次数、 易保证加工面的相互位置精度、减少了工件在工序间的运输、减少辅助时间和准备时间。 方案二 按工序分散原则，先在一个钻床上钻孔，再换一个钻床扩孔和铰孔，采用流水线加工。其优点是：减少工作强度、降
8、低了工作难度、提高了工作效率。其缺点是：工艺路线长、增加了工件的装夹次数、增加了尺寸装备的要求。 根据以上方案的分析，因为是单件小批量生产，所以尽量是工序集中以降低生产成本和保证质量的需要。所以最后确定工艺路线为方案一为零件加工的工艺路线。四、 确定机械加工余量工序及尺寸公差 加工余量可采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。 凹模零件第一道工序无基准转换。其余个表面的加工用统一基准且基准重合。 故只需查得加工余量便可确定工序尺寸。 根据上述原始资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定个加工表面的加工余量，工序尺寸
9、及公差。如表1-3机械加工余量及工序尺寸:工序号工序内容单边余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度Ra/um10车凹模上表面1.514812.5车凹模下表面0.85012.5车凹模侧面221012.520粗镗118.4的孔0.75116.93.2精镗118.4的孔0.75118.40.830钻凹台处的4个螺纹孔4.5912.5攻丝凹台处的四个螺纹孔0.5M1012.5钻下表面的四个螺纹孔4.5912.5攻丝下表面的四个螺纹孔0.5M1012.5钻侧面的两个螺纹孔2.5512.5攻丝侧面的两个螺纹孔0.5M612.540钻两个销钉孔4.5912.5扩两个销钉孔0.49.83.2铰两个螺纹孔0.110
10、0.8五、 选择机床及工艺设备1. 选择机床工序10 由于加工零件轮廓尺寸不大，在车端面时采用C336-1型回轮式转塔车床工序20 对118.4的孔进行加工采用T612卧式铣镗床工序30、40 因所加工材料硬度较高，故采用功率较大的机床A3025钻床2. 选择刀具 该零件无特型表面，一般采用通用或标注刀具，车床用来粗车凹模上、下表 面和侧面，用P10端面车刀。 118.4的孔用阶梯孔镗刀，4个M10T20、4个M10T15、2个M6T10的螺纹孔都用直柄麻花钻; 10的孔采用钻-扩-铰的形式，其中扩和铰都用硬质合金钻头，凹台处用短柄麻花钻。3. 选择夹具 镗床夹具、专用夹具和车床夹具4. 选择
11、量具选择凹模上、下表面和侧面量具，按计量器具的不确定度选择该表面加工时所 用的量具。凹模上、下表面及侧面公差T=0.7mm.按表5-56计量器具不确定允许值 V1=0.054，根据表5-59选用分度值0.056500mm的游标卡尺。钻所有的螺纹孔的量具 所有尺寸公差T=0.70mm按表556计量器具不确定允许值V1=0.054，根据 表5-59选用分度值0.056500mm的游标卡尺。10的销钉孔的量具公差为T=0.015，选择0200（精度为0.02mm）的 游标卡尺. 根据生产类型和满足被加工零件的技术要求，且结合工厂现有的生产条件，各工序所用的机床设备和工艺装备如表1-4所示：表14机床
12、设备和工艺装备的选择工序号工序内容机床设备和工艺装备10粗车凹模上表面粗车凹模下表面粗车凹模侧面C3361型回轮式转塔车床专用夹具0.056500mm的游标卡尺20粗镗和精镗118.4的孔T612卧式铣镗床镗床夹具阶梯孔镗刀，0200（精度为0.02mm）的游标卡尺30钻凹台处的四个螺纹孔攻丝凹台处的四个螺纹孔钻下表面额四个螺纹孔攻丝凹台处的四个螺纹孔钻侧面的两个螺纹孔攻丝钻侧面的两个螺纹孔9直柄麻花钻0.056500mm的游标卡尺丝锥、校正工具5直柄麻花钻40钻两个销钉孔扩两个销钉孔铰两个螺纹孔钻凹台A3025钻床、专用夹具待添加的隐藏文字内容2硬质合金钻头0200（精度为0.02mm）的游
13、标卡尺短麻花钻六、 确定切削用量及基本工时1. 工序101） 凹模上表面确定背吃刀量ap：端面总加工余量为1.5mm,一次走刀加工ap=1.5mm确定进给量f：根据表5-102查得f=0.60.9mm，查表54根据机床的横向进 给量取f=0.39。确定切削速度Vc：根据表5-109和表5-110查得Cv=242 Xv=0.18 Yv=0.40 m=0.10,修正系数Kv=0.6 ，KHv=1.24，Khv=0.8，Krv=0.81 ，Ktv=1，刀具 寿命T=60min V=2420.61.240.180.811/(600.101.50.18 0.390.40)=23.6m/min确定机床主轴
14、转速n： n=1000x 23.6/(3.14x 148)=50.78r/min计算基本时间Tj 切削加工长度L=148mm 端面车刀选用主偏角Kr=90度，背吃刀量ap=1.5mm查表5-138和表5-139得： L1=(ap/tankr)+（23）取L1=4mm,L2=(35)mm =(148-118)/2+4+4+0=23mm Tj=L/nf=23/50.78x0.39=1.16min辅助时间Tf：查表5-152得装夹工件的时间为0.8min，启动机床的时间为 0.02min，启动调节切削液的时间为0.05min，取量具并测量尺寸的时间为0.5min 共计Tf=1.37min。2) 凹模
15、下表面 步骤同上计算得出Vc=31m/min，n=47r/min Tj=L/nf=49/(47X0.39）=2.67min3) 凹模侧面 计算得出Vc=38m/min，n=400r/min Tj=1.5min，Tf=0.5min工序201） 粗镗 118.4至116.9，f=0.3mm/r，Vc=40m/min n=100040/(3.14116.9)=3301r/min Tj=L/nf=(L+L1+L2+L3)/fn=(10+2+3)/(0.33301)=0.015min Tf=0.1min2) 精镗 118.4至 118.4 Tj=0.02min，Tf=0.1min工序301） 钻凹台处的
16、四个螺纹孔至9 步骤如下： 确定进给量f 根据表5-113取f=0.02，d0=0.029=0.18mm/r，根据C336-1回轮式转塔 车床（见表5-4）实际纵向进给量取f=0.35mm/r 确定切削速度Vc 按表5-113，取Vc=20m/min 确定机床转速n n=100020/(3.149)=707.9 根据表5-4，按机床实际转速取n=700r/min 实际切削速度Vc=18m/min 计算基本时间Tj 被加工孔长度为L=15mm 切入量Y=（do/2)cot+(12）=3.94.9mm 式中d0为钻头直径（单位：mm)， 为钻头半顶角常取60 取Y=4mm.切出量=2mm Tj=(
17、L+Y)/nf=(15+4+2）/（7000.35）=0.086min 确定辅助时间Tj 查表5-153得变换刀架的时间为0.05min，变速或变换进给量的时间为 0.02min，启动的调节切削液的时间为0.05min，共计Tj=0.12min2） 丝锥凹台处的四个螺纹孔至M10 D=10mm，f=0.2mm/r，n=60=0/minl1=(13)p l2=(23)p p=1.5l1=3 l2=4 Tj=()i=(15+3+4)1/（0.2600）=0.37min3) 钻凹模下表面的四个螺纹孔至9 步骤同上得f=0.18mm/r，n=700r/min，Vc=18m/min Tj=(L+Y+)/
18、nf=(20+4+2）/（7000.35）=0.11min Tf=0.12min4） 丝锥凹模下表面四个螺纹孔至M10 Tj=(20+3+4)(2/0.2600)=0.45min5） 钻侧面的两个螺纹孔至 5 f=0.025=0.1mm/r，取实际f=0.14mm/r Vc=15m/min，n=955r/min 查表选n=1000r/min 实际切削速度Vc=17m/min6) 丝锥两个侧面的螺纹孔至M6 f= 0.12mm/r，取f=0.14mm/r n=955r/min，取n=1000r/min Tj=00.24min，Tf=0.13min工序401） 钻销钉孔至 9 步骤同上 f=0.1
19、8mm/r，取f=0.35mm/r n=707.9r/min， Vc=18m/min Tj=(45+14+12)/（7000.35）=0.289min Tf=0.12min2) 扩销钉孔至9.8 Tj=0.3min，Tf=0.12min3) 铰销钉孔至10 查表5-117，背吃刀量ap=0.1mm选进给量f=0.23mm/r，主轴转速198r/min， 切削速度Vc=9.33m/min 基本时间Tj=0.88min,辅助时间Tf=0.22min4) 钻凹台至15 步骤同上 进给量f=0.35mm/r， n=1000r/min，Vc=45m/min，Tj=0.05min，Tf=0.1min (工
20、序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） 10工步号 (工序简图）机械加工工序卡片常州轻工职业技术学院 (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） 粗车凹模侧面 (工序简图） 粗车凹模虾表面 (工序简图） 粗车 凹模上表面 (工序简图）工步内容 45 210 148 (工序简图）走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称 1 1 1 (工序简图）走刀次数C3361型回轮式转塔车床设备 小批量 冲孔凹模 400 47 50.78 (工序简图）主轴转速(r/min
21、)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号 38 31 23.6 (工序简图）切削速度(m/min) 乳化液7.2（min）专用夹具 圆棒 0.39 0.39 0.39进给量(mm/r)审核指导编制同时加工件数 2 0.8 1.5背吃刀量(mm) 1.5 2.67 1.16工时定额（min）2013-5-9共 张第 1 张 (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） 20工步号 (工序简图）机械加工工序卡片常州轻工职业技术学院 (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (
22、工序简图） 精镗118.4的孔 粗镗118.4的孔工步内容 118.4 116.9 (工序简图）走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称 1 1 (工序简图）走刀次数T612卧式铣镗床转设备 小批量 冲孔凹模 400 330主轴转速(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号 30 40 (工序简图）切削速度(m/min) 煤油0.235（min）专用夹具 圆棒 0.3 0.3进给量(mm/r)审核指导编制同时加工件数 0.75 0.75背吃刀量(mm) 0.12 0.115工时定额（min）2009.12.22共 张第 张 (工序简图）
23、 (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图）30工步号 (工序简图）机械加工工序卡片常州轻工职业技术学院 (工序简图）攻丝侧面的2个螺纹孔 (工序简图）钻侧面的2个螺纹孔 (工序简图）攻丝下面的4个螺纹孔 (工序简图） 钻下面的个螺纹孔 (工序简图）攻丝凹台处的4个螺纹孔 (工序简图）钻凹台处的4个螺纹孔 (工序简图）工步内容101020201515 (工序简图）走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称111 1 1 1 (工序简图）走刀次数A3025钻床设备 小批量 冲孔凹模1000955600700600700 (工序简图）主轴转速
24、(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号3018301830 18 (工序简图）切削速度(m/min) 煤油7.2（min）专用夹具 圆棒0.140.140.10.20.20.35进给量(mm/r)审核指导编制同时加工件数 0.5 2.5 0.5 4.5 0.5 4.5背吃刀量(mm)0.370.20.580.330.50.2工时定额（min）2013-5-9共 张第 张 (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图） (工序简图）工步号 (工序简图）机械加工工序卡片常州轻工职业技术学院 (工序简图） (工序简图） (工序简图）钻凹台 (工序简
25、图）铰个销钉孔 (工序简图）扩个销钉孔 (工序简图）钻个销钉孔 (工序简图）工步内容5454545 (工序简图）走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称 1 1 1 1 (工序简图）走刀次数A3025钻床设备钻10销钉孔 小批量 冲孔凹模1000200600 700 (工序简图）主轴转速(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号 30 10 31 18 (工序简图）切削速度(m/min) 煤油6.5（min）专用夹具 圆棒 0.35 0.23 0.3 0.35进给量(mm/r)审核指导编制同时加工件数 0.8 0.1 0.4 4.5背吃刀量(mm) 0.5 3 2 1工时定额（min）2013-5-9共 张第 张
