数控技术毕业设计（论文）母架模具的加工工艺及设计.doc

南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）母架模具的加工工艺及设计作者姓名： 班 级 04数控三 专 业 数控技术教 学 系 机电工程系 指导老师 完成时间 2007年 03月1 8日至 2007 年05月 25日目 录第一章、模具制造工业-1第二章、母架模具的制造-5（一）组装模具的零件加工流程图-5（二）母架模具制造的相关设备介绍-5（三）机加工-14（四）模具装配-14第四章、母架的设计方案-16（一）母架产品的图面结构-16（二）工艺路线-17（三）零件的材料及设计要求分析-18第五章、母架的冲压工序图-20（一）母架的冲压工序流程图-20（二）母架的成形工序流程图-21第六章、绘图软件的选择-27第七章、参考文献-38第八章、致谢-39第九章、小结-40摘 要本文设计的母架使用的材料是ST12 T=2.0为热锻件，材料在经过热锻以后硬度会大副度的增加，并且材料内部的纹理方向一致，有左右相同、上下相同的，导致受力不均匀，所以在进行切削加工之前要进行一道热处理的过程。这里的热处理一般为退火或正火，在工厂中也被称作常化处理，目的是把动模毛坯的表面硬度降低，纹理方向打乱，好让它便于切削，受力一致。然后是淬火加中温回火处理，对动模进行这样的处理，目的是要提高它的硬度和强度，进行中温回火（350-500）处理，是为了获得高屈服强度、弹性极限和较高的韧性，提高动模的耐用性和延长它的使用寿命。主要研究了母架模具的加工工艺过程，针对母架模具的特点，制定了加工工艺方案。论文中详细叙述了加工工艺设计及冲压工序，最后编写了零件的数控加工程序。关键词：母架模具，加工工艺，冲压工序母架模具的加工工艺及冲压工序第一章：模具制造工业模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。当今，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人所接受。而在模具制造中，广泛采用各种先进的制造技术并使之不断发展完善，是促进模具工业兴旺发达的必由之路。模具先进制造技术从广义上讲是模具制造业不断吸取信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于模具产品设计、加工、检验、管理、销售、使用、服务乃至回收的模具制造全过程，以实现优质、高效、低耗和灵活生产，提高在多变的市场中的适应能力和竞争能力的模具制造技术的总称。模具先进制造技术的一个发展趋势就是：客户化、小批量和快速交货。模具加工的前沿技术高速数控加工。高速主轴是高速数控切削的首要条件。目前主轴转速可达100000转/min，高速切削速度在5100m/s。完全可以达到模具零件的镜面车削和镜面铣削。高速数控加工作为模具加工的前沿技术，关键技术之一就是采用先进的CAD/CAM集成设计和制造系统，进行图形交互的自动数控编程，这种方法速度快、精度高、直观、使用简便和便于检查。而解决高速数控加工编程的关键是NURBS插补技术易于生成光顺的刀具轨迹。这对加工高质量的复杂型面的模具极为有利。变速体壳体动模零件具有一定的硬度，而且粗加工中使工件内部形成了内应力，故进行了淬火加中温回火的热处理，目的是延长模具的使用寿命，提高它的耐用性。而其总的发展趋势是：高效化、精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、集成化和全球化。模具产品要达到：功能(Function)、交货期(Time to market)、质量(Quality)、价格(Cost)、和服务(Service)均优良，即FTQCS五要素缺一不可。本段介绍在模具制造领域中已经采用的和正在发展的先进加工制造技术第二章、母架模具的制造（一）.组装模具的零件加工工艺图：工序号工序名称工序内容设备量具与夹具1备料2热处理退火3普铣铣六面至铣钻所有穿丝孔4磨磨上下表面及一对相邻侧面，对角尺。平口钳5加工中心铣动模三维曲面,留余量单面0.3 mm。铣钻肓孔，攻螺纹等。YHM850A虎钳装夹6热处理淬火回火HRC557平磨磨底面及一对相邻角尺面8慢走丝线切割割出壳体上所有通孔。SODIK7509研母架模具表面研磨至尺寸10检（二）母架模具制造的相关设备介绍1.数控电火花线切割机床本母架模具采用的慢走丝数控电火花切割机床，一般速度为12m/min左右。使用紫铜，黄铜。包芯丝（CCA、CCD）等作线电极，其直径为0.03-0.35 mm。加工时，电极丝单方向走丝通过加工间隙，不重复使用，可避免线电极损耗对加工精度的影响，还可以进行遍切割加工，加工精度最高可达到正负0.001 mm，表面粗糙度最高可达到Ra0.3um。同快速走丝数控电火花线切割机床相比加工速度、加工精度和工件表面粗糙度都有很大的提高，可以满足模具行业的绝大部分要求。机床价格比快速走丝数控电火花线切割机床要贵几倍。附：CNC系统线切割数控系统的基本装置控 制 主 机间 隙 控 制机床伺 服 系 统电 器 控 制2.加工中心加工中心是一种高效数控加工机床，一台加工中心可以完成由几台普通数控机床才能完成的工作，其特点是被加工零件只经过依次安装，就可以连续地对各个表面自动进行车削、铣削、扩孔攻螺纹等多工步的加工，工序高度集中。这种机床一般具有刀库和自动换刀装置、回转工作台或分度工作台，也有采用双工作台形式，在加工过程中能自动地进行更换工作，以满足不同工序加工的需要。（三）机加工：机加工完成母架模具所需要的各个零件。（四）模具装配：由钳工师傅完成一系列的组装。附:模具制作过程的整体介绍流程图生产科安排生产表格：生产工作令供销科（仓库）备料、送检表格：采购单送检单XW/PD4.10101质检科检 验检验器具：数显卡尺、游标卡尺、原材料进货检验规程ZJ03表格：模具进货检验记录检验表XW/PD4.10102供销科（仓库）入 库表格：入库单供销科（仓领料模具料（45、A3、Cr12Mo1V1等）标准件（导柱、导套、弹簧等）表格：领料单模具车间机加工、装配使用设备车、钻、铣、磨床、加工中心、线切割机热处理：模具钢真淬火HRC59-62结构钢盐浴淬火HRC50-55质检科不合格品控制质检科检 验检验器具：数显卡尺、游标卡尺、外径千分尺模具制造过程检验规程ZJ05表格：模具制造质量检验表质检科检 验检验器具：数显卡尺、游标卡尺、外径千分尺顾客提供产品图表格：冲件检查记录第四章、母架的设计方案：（一）、母架产品的图面结构母架这一产品主要的使用范围：汽车阀门。主要功能特点：负责汽车安全方面的。所以它的材质要好而且材料的厚度也要精确。我的课题主要设计母架产品这一部分。请见：插入的母架图形.附.母架机械的图面结构（二）、工艺路线(1)技术设计：1，工序设计： 连续模：UW 2、产品原材料 材质：SPFH590 t3.2状态：卷料3、工序重点 围绕此工件的特殊特性，作重点考虑；4、冲压工序作业指导书。(2)对各阶段工作的控制：1、2007.3.43.15 模具图面设计，过程作业设计技术科负责2、2007.3.154.10 模具制造调试 模具车间技术科共同负责3、2007.4.104.15冲件交样和批量试作 模具车间技术科共同负责(3)对设计评审、设计验证、设计确认的安排:1，初定2006.2.132.14进行设计评审。评审内容：a、 是否满足设计任务书要求；b、 是否执行设计方案，确保满足客户要求。参加人员：APQP过程评估小组。2，初定3.103.20对模具调试验证，确认试件满足产品图要求。参加人员：APQP过程评估小组、模具车间、技术科、质检科。初定4.14. 5小批量试作，由客户最终确认。（三）、零件的材料及设计要求分析由零件设计图纸上的标注得知零件的牌号为SKD61，这个牌号不是我国的统一牌号，故通过常用材料速查手册上查得次牌号为我国统一标准牌号为SKD。提高模具寿命有极大的经济效益，一般在试生产阶段模具工装费用占生产成本的25%左右，而定型生产时仅为10%。 模具的早期失效形式，多为凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹。影响模具寿命的因素较多，涉及面广，模具设计是模具寿命的基础。模具设计环节是指模具的结构设计、成形模腔设计和确定模具钢种、模具硬度等。模具制造环节是指制模工艺、热处理规范和表面处理技术等。模锻件应尽量避免带小孔、窄槽、夹角，形状要尽量对称，即使不能做到轴对称，也希望达到上、下对称或左、右对称。要设计拔模斜度，避免应力集中和模锻单位压力增大，克服偏心受载和模具磨损不均等缺陷。 对于锻模模腔边缘和底部圆角半径R，设计时应从保证锻件型腔容易充满的前提下尽可能放大。若圆角半径过小，模腔边缘很容易在高温高压下堆塌，严重者会形成倒锥，影响模锻件出模。如底部圆角半径R过小而又不是光滑过渡，则容易产生裂纹且会不断扩大。 设计模具时应充分利用CAD系统功能对产品进行二维和三维设计，保证产品原始信息的统一性和精确性，避免人为因素造成的错误，提高模具的设计质量。模具结构设计主要考虑导向精度合理、冲裁间隙恰当、刚性好，还要考虑尽量采用组合式模具。 模架应有良好的刚性，不要仅仅满足强度要求，模板不宜太薄，在可能的情况下尽量增厚，甚至增厚50%。多工位模具不宜仅用2根导柱导向，应尽量做到4根导柱导向，这样导向性能好。因为增加了刚度，保证了凸、凹模间隙均匀，确保凸模和凹模不会发生碰切现象。母架使用的材料是ST12 T=2.0为热锻件，材料在经过热锻以后硬度会大副度的增加，并且材料内部的纹理方向一致，有左右相同、上下相同的，导致受力不均匀，所以在进行切削加工之前要进行一道热处理的过程。这里的热处理一般为退火或正火，在工厂中也被称作常化处理，目的是把动模毛坯的表面硬度降低，纹理方向打乱，好让它便于切削，受力一致。然后是淬火加中温回火处理，对动模进行这样的处理，目的是要提高它的硬度和强度，进行中温回火（350-500）处理，是为了获得高屈服强度、弹性极限和较高的韧性，提高动模的耐用性和延长它的使用寿命。经过了以上的预处理之后，就可进行基准面的加工。变速体壳体动模零件具有一定的硬度，而且粗加工中使工件内部形成了内应力，故进行了淬火加中温回火的热处理，目的是延长模具的使用寿命，提高它的耐用性。第五章：母架的冲压工序（一）：母架的冲压工序流程图（二）母架的成形流程图 第六章、绘图软件的选择1.UG软件利用UG，可以完成产品从概念设计、模型建立、模型性能分析与运动分析、加工刀路生成等整个产品的生产过程，实现真正意义上的无图纸化生产。基于装配的产品设计技术从整体的产品概念出发开始产品的设计过程，从装配出发，通过应用立模型方法，自顶而下的设计方法和上下文设计，可以从产品总体设计入手，逐步详细设计出每一个零件。通过应用立模型方法，可以使集成环境中各应用模块之间保持完全的相关性。UG提供了方便而先进的用户开发工具。利用OPEN UISTHLE可以定义用户自己的对话框；利用OPEN GRIP脚本设计语言，不需太多的学习，用户就可以进行二次开发；利用OPEN API和OPEN+工具，用户可以通过C+和JAVA语言进行二次开发，而且支持面向对象程序设计的全部技术。UG还提供了丰富的数据交换手段，支持多种通用和流行的数据交换标准，使用户可利用多种系统来设计产品。原来用其他系统设计的数据可以被UG所接受，UG的模型数据也可以方便地转换成其他的文件格式。“UG”部分指令使用说明：进入“SKETCH”状态拉伸工具条“EXTRUDED BODY”“CURRE” 选择拉伸对象“OK” “OK” “OK” “OK” “设定拉伸距离”“OK”倒圆角主菜单“INSERT” “FERTURE OPERATION” “EDGE BLEND” “设定圆角半径”“选择想要倒角的线条” “OK”拉伸圆柱（交运算）工具条“EXTRUDED BODY” “CURVE” “选择拉伸对象”“OK”（EXTRUDED BODY）“OK”（EXTRUDED BODY）“OK”（EXTRUDED BODY）“OK”（VERTOR CONSTRACTOR）“设定拉伸的距离”“SUBTRACT”（BOVLEAN OPERATION）。进入MANUFACTURING状态创建刀具“INITIALIZE”（MACHING ENVIRONMENT）“CREATE TOOL”（设定刀具参数）TYPE：MILL-CONTOUR；NAME：DMILLING TOOL；5 PARAMETERS：DIAMETER-3；LENGTH-100“OK”加工CREADE OPERATION：USE GEONETRY-WORKPIECE；USE METHOD-MILL-ROUGH -点“OK” CAVITY-MILL-PART-状态：选零件外型 PART GEOMETRY -点“OK” BLANK状态：选毛坯（AUTO BLANK）点“GENERATE” 加工（显示加工路径）显示程序POST PROCESS选MILL-3-AXIS点“OK” 生成程序程序保存在生成程序之后，在“UG”的用户界面上会弹出一个“附件”的文本文件，给它设置一个文件名，并保存，便于以后的生产。“UG”软件里的自动加工也有很多的类型，如粗加工，半精加工，精加工。至于选择怎样的加工方案，要看工件的要求是什么，然后再设置相应的参数，模拟加工，自动生成需要的程序之后，就可以直接用于生产了。2.CAD软件AutoCAD是目前世界上应用最广的CAD软件，市场占有率位居世界第一。AutoCAD软件具有如下特点：具有完善的图形绘制功能。具有强大的图形编辑功能。可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。支持多种硬件设备。支持多种操作平台。具有通用性、易用性，适用于各类用户第七章、参考文献1黄毅宏 李明辉 主编 模具制造工艺 机械工业出版社2沈寿林 主编 CAXA线切割V2实用教程 机械工业出版社3金涤尘 宋放之 主编 现代模具制造技术 机械工业出版社4熊光华 主编 数控机床 机械工业出版社5齐世恩 主编 机械制造工艺学 哈尔滨工业大学出版社6陈炎嗣等 主编 冲压模具设计与制造技术 北京出版社7郑可煌等 编著 实用冲压模具设计手册 宇航出版社8林奕鸿 主编 数控技术及其应用 机械工业出版社第八章：致 谢首先，我要感谢在我完成毕业设计的过程中，给予我设计条件的企业，谢谢他给了我学习和实践的机会以及提供我设计所需的一些设备。其次，我要感谢在我完成毕业设计的过程中，给我指导的施老师和魏工，谢谢他们耐心的指导以及不厌其烦的纠正。还要感谢所有教导过我的老师，是他们为我能够完成毕业设计打下了坚实的基础。最后，我还要感谢给予我很多技术指导的宋明军师傅，谢谢他对我的实践指导。是他为我能够顺利完成毕业设计打下了较好的技术基础。衷心感谢他们对我的关怀和指导！第九章 小 结毕业设计即将进入尾声，“毕业”这个词又出现在我们面前，意味着我们已经学成而归，从一个终点又返回到别一个新的起点。在人的一生中又有多少次毕业呢？应该是无数次吧！有形的，无形的。如今五年的学习生活马上就要结束了，而毕业实践设计带给我们的却是五年来的最后一次提醒和体会。毕业设计是对以往所有课程设计的总结，要求我们尽量把学到的东西都发挥出来。如今的社会已是知识经济发展迅速的时代，我们学的远远还不够。因为知识的海洋着无边际，我们只有不断的学习，不断的充实自己才能进步向前。当我为自己的学有所成而欢呼时，毕业实践的考验才让我明白，在哪些方面自己还是薄弱的，欠缺的。于是像抓住救命稻草一般，用前所未有的态度去攻克这一难关。积少成多让我明白积累的重要性，勇于置疑让我明白只有在不断的发问中才能增长自己的见识，学以致用更是掌握知识，技巧的基础，现学现用更能巩固所学知识。这样的一次毕业实践设计，让我们进一步培养了自己分析总结和表达能力，也巩固，深化了在设计过程中所获得的知识，也是对我们以往所学知识的一个考验。它是通过对相关课程的内容进行有机融合，使课程内容与岗位能力的培养紧密结合，使我们在毕业实践与设计过程中，能把所学的知识与岗位实践联系起来，达到岗位的要求。通过这次毕业设计，使我懂得独立的重要性，以及融会贯通的可贵性，知识真得是非常有用，它让我可以通过编制的程序设计的模具来冲压出母架来，使我们的思维动手能力都得到了提高。通过这次毕业设计，使我们的毕业得以圆满的实现。它也同时提醒我们学海无边，知识只有学了去用才能发挥它的真正价值。并且也提醒我们在踏入社会之后也要保持在学校时同样的求知欲和上进心。有了这个做基础，我们才能充实自己，不断进步，才能在社会中立足脚跟，不被淘汰。进入另一所叫做“社会”的大学，而工作是发挥知识的一种实践，也是一种工具，它让我们知道什么是我们不具备的，让我们自觉去学习。所以学习永无止境。以上的这个总结就是我的所思所悟。最后是要感谢辅导我们的老师，给我们知识，孜孜不倦地培养我们，还要感谢我的母校南通纺织职业技术学院。有了老师的指导，有了母校的环境才让我能更好的学到知识，到社会的实践中去实现自己的价值。