模具及現(xiàn)代加工技術(shù)概論課程設(shè)計(jì)

1、2014年10月鄭州大學(xué)自考本科助學(xué)考試模具與現(xiàn)代加工技術(shù)概論（實(shí)踐） (課程代碼 05665 )院 系 機(jī)電工程系 專 業(yè) 年 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 總分實(shí)踐實(shí)踐一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四評(píng)閱人實(shí)踐成績(jī)復(fù)查人年 月 日 實(shí)踐一：模具制造企業(yè)參觀報(bào)告 一、參觀單位簡(jiǎn)介武漢長(zhǎng)江融達(dá)電子有限公司，是國(guó)內(nèi)最早從事精沖技術(shù)研究和應(yīng)用的企業(yè)之一，多年來(lái)在精沖基礎(chǔ)理論研究和工藝實(shí)踐方面取得了豐碩成果，為精沖技術(shù)在中國(guó)的普及做出了被業(yè)界所推崇的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。公司位于武漢市（國(guó)家級(jí)）東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，是一家集機(jī)電一體化技術(shù)、工模量具設(shè)計(jì)與制造、以及金屬和塑料零組件生產(chǎn)為一身的高新技術(shù)企業(yè)。 公司所開發(fā)生產(chǎn)的精沖零

2、組件，廣泛應(yīng)用于電子通訊、儀表電器、高壓開關(guān)、紡織機(jī)械和汽車等各領(lǐng)域，包括汽車門鎖精沖件、汽車發(fā)電機(jī)整流橋正負(fù)極散熱板、高壓電氣觸指精沖件、汽車空調(diào)壓縮機(jī)閥板、汽車換擋撥叉和座椅零組件、以及打印機(jī)精沖件等眾多產(chǎn)品，已形成系列化批量生產(chǎn)格局。 公司目前是中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)精沖技術(shù)委員會(huì)副主任單位及湖北省模具工業(yè)協(xié)會(huì)理事單位。 公司擁有一支高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，配備有完善先進(jìn)的生產(chǎn)加工手段和精密檢測(cè)設(shè)備。公司于2002年通過(guò)ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證，在設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)等各環(huán)節(jié)都力求做到最優(yōu)化，并促使產(chǎn)品質(zhì)量和性能更勝一籌。 二、模具型腔簡(jiǎn)圖注射模的結(jié)構(gòu)1-動(dòng)模板 2-定模板 3-冷卻水道

3、 4-定模座板 5-定位圈 6-澆口套7-凸模 8-導(dǎo)柱 9-導(dǎo)套 10-動(dòng)模座板 11-支承板 12-限位柱 13-推板14-推桿固定板 15-拉料桿 16-推板導(dǎo)柱 17-推板導(dǎo)套 18-推桿19-復(fù)位桿 20-墊塊 21-注射機(jī)頂桿三、主要加工工藝過(guò)程及設(shè)備1加工機(jī)器及設(shè)備：鑼床、車床、磨床、鉆床、CNC（電腦鑼）、火花機(jī)、線切割機(jī)等。 2 加工方法及工藝： 一般模胚直接從模胚廠訂回，其加工方法這里略去。 按模具設(shè)計(jì)圖紙，訂回模胚、模仁、行位、斜頂、鑲件等鋼料即可開始安排加工。按加工工藝大概分為粗加工及精加工兩塊。模胚開框，由鑼床或電腦鑼先開粗、后精框（也可由模胚廠代為加工，但要付給相應(yīng)

4、的費(fèi)用；一些小型模房為節(jié)約成本往往自己加工，但效率低，精度不高），其它部件同樣也是先粗加工成粗胚，后經(jīng)電腦鑼、火化機(jī)、線切割機(jī)精加工的到符合圖紙精度要求的零件，最后裝配入模胚成為一套完整的模具。其流程大概如下：模胚開框模仁、行位等CNC加工銅公加工 火機(jī)加工型腔（EMD）鉗工加工（FIT模）拋光（省模）裝模試模。 實(shí)際制造中，幾種加工工藝交織在一起，需要模具設(shè)計(jì)人員與模具師傅安排好各個(gè)環(huán)節(jié)，一步出錯(cuò)，滿盆皆負(fù)！返工往往造成對(duì)模具的損害，做出來(lái)的模就不漂亮了。要補(bǔ)救好的話，只能換料，這將增加時(shí)間和成本，而很多時(shí)候時(shí)間是最重要的?，F(xiàn)在模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)很激烈，客戶給模房的時(shí)間都很急，不能按時(shí)交模，最終將

5、失去客戶！ 實(shí)踐二：熱處理加工參觀報(bào)告一、參觀單位簡(jiǎn)介鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“鄭煤機(jī)集團(tuán)股份有限公司”）座落于我國(guó)重要的交通樞紐城市、第八大文明古都鄭州，是中國(guó)專業(yè)生產(chǎn)液壓支架的大型骨干企業(yè)，我國(guó)機(jī)械工業(yè)500強(qiáng)企業(yè)。鄭煤機(jī)集團(tuán)股份有限公司股份有限公司始建于1958年，是中國(guó)第一臺(tái)液壓支架的誕生地，前身為鄭州煤礦機(jī)械廠（隸屬煤炭部），是國(guó)家“一五”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，1998年劃歸河南省煤炭工業(yè)管理局管理?？傎Y產(chǎn)38億元，生產(chǎn)區(qū)占地面積約45萬(wàn)平方米，擁有在崗員工3300余人，專業(yè)技術(shù)人員800余人，高級(jí)技術(shù)人員200余人，6人享受國(guó)家特殊津貼，已累計(jì)生產(chǎn)支護(hù)高度從0.55米到7米，

6、支護(hù)強(qiáng)度從1600kN到16800kN的各型液壓支架10萬(wàn)余架。產(chǎn)品遍布全國(guó)26個(gè)產(chǎn)煤省的各大礦業(yè)集團(tuán)，并出口俄羅斯、印度、土耳其等國(guó)家。 本公司主營(yíng)：煤炭生產(chǎn)設(shè)備.液壓支架,刮板運(yùn)輸機(jī)（長(zhǎng)壁公司），掘進(jìn)機(jī)（綜機(jī)公司），皮帶機(jī)（淮南舜立和潞新機(jī)械）以及其他礦用設(shè)備的高品質(zhì)，多類型，多品種的產(chǎn)品系列，二、熱處理零件簡(jiǎn)圖三、熱處理工藝及設(shè)備1熱處理加工工藝表面淬火     有些零件在工作時(shí),在承受扭轉(zhuǎn)和彎曲等交變負(fù)荷、沖擊負(fù)荷的作用下，它的表面層承受著比心部更高的應(yīng)力。在受摩擦的場(chǎng)合，表面層還不斷地被磨損，因此對(duì)一些零件表面層提出高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性和高疲勞極限等要求，只有

7、表面強(qiáng)化才能滿足上述要求。由于表面淬火具有變形小、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，因此在生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。     根據(jù)供熱方式不同，表面淬火主要有感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火等。 感應(yīng)加熱表面淬火     感應(yīng)加熱就是利用電磁感應(yīng)在工件內(nèi)產(chǎn)生渦流而將工件進(jìn)行加熱。感應(yīng)加熱表面淬火與普通淬火比具有如下優(yōu)點(diǎn)：     1.熱源在工件表層，加熱速度快，熱效率高。     2.工件因不是整體加熱，變形小。     3.工件加熱時(shí)間短，表面氧化脫碳量少。     4.工件

8、表面硬度高，缺口敏感性小，沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度以及耐磨性等均有很大提高。有利于發(fā)揮材料地潛力，節(jié)約材料消耗，提高零件使用壽命。     5.設(shè)備緊湊，使用方便，勞動(dòng)條件好。     6.便于機(jī)械化和自動(dòng)化。     7.不僅用在表面淬火還可用在穿透加熱與化學(xué)熱處理等。 感應(yīng)加熱的基本原理     將工件放在感應(yīng)器中，當(dāng)感應(yīng)器中通過(guò)交變電流時(shí)，在感應(yīng)器周圍產(chǎn)生與電流頻率相同的交變磁場(chǎng)，在工件中相應(yīng)地產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在工件表面形成感應(yīng)電流，即渦流。這種渦流在工件的電阻的作用下，電能轉(zhuǎn)化為熱能，使工件表面溫度達(dá)到淬火加熱

9、溫度，可實(shí)現(xiàn)表面淬火。 感應(yīng)表面淬火后的性能     1.高表面硬度。2.高耐磨性。 3.高疲勞強(qiáng)度。 退火工藝     退火是將金屬和合金加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火后組織亞共析鋼是鐵素體加片狀珠光體；共析鋼或過(guò)共析鋼則是粒狀珠光體?？傊嘶鸾M織是接近平衡狀態(tài)的組織。 退火的目的     1.降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。     2.細(xì)化晶粒，消除因鑄、鍛、焊引起的組織缺陷，均勻鋼的組織和成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鹘M織準(zhǔn)備。   

10、0; 3.消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。 退火工藝的種類     1.均勻化退火（擴(kuò)散退火) 。 2.完全退火 。3.不完全退火 。 4.等溫退火 。 5.球化退火 。 6.再結(jié)晶退火（中間退火）。 7.去應(yīng)力退火 。  正火工藝     正火工藝是將鋼件加熱到Ac3（或Acm）以上3050，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。把鋼件加熱到Ac3以上100150的正火則稱為高溫正火。     對(duì)于中、低碳鋼的鑄、鍛件正火的主要目的是細(xì)化組織。與退火相比，正火后珠光體片層較細(xì)、鐵素體晶粒也比較細(xì)小，因而強(qiáng)度

11、和硬度較高。 低碳鋼由于退火后硬度太低，切削加工時(shí)產(chǎn)生粘刀的現(xiàn)象，切削性能差，通過(guò)正火提高硬度，可改善切削性能，某些中碳結(jié)構(gòu)鋼零件可用正火代替調(diào)質(zhì)，簡(jiǎn)化熱處理工藝。     過(guò)共析鋼正火加熱刀Acm以上，使原先呈網(wǎng)狀的滲碳體全部溶入到奧氏體，然后用較快的速度冷卻，抑制滲碳體在奧氏體晶界的析出，從而能消除網(wǎng)狀碳化物，改善過(guò)共析鋼的組織。     焊接件要求焊縫強(qiáng)度的零件用正火來(lái)改善焊縫組織，保證焊縫強(qiáng)度。     正火工藝比較簡(jiǎn)便，有利于采用鍛造余熱正火，可節(jié)省能源和縮短生產(chǎn)周期。 正火工藝與操作不當(dāng)也產(chǎn)生組織缺陷，與退火相似，補(bǔ)救方法

12、基本相同。實(shí)踐三：數(shù)控銑床或加工中心加工參觀報(bào)告一、參觀單位簡(jiǎn)介機(jī)電實(shí)訓(xùn)中心車工車間主要承擔(dān)我院車工實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，職業(yè)資格取證培訓(xùn)，社會(huì)人員培訓(xùn)及外協(xié)零件加工等任務(wù)。車工車間師資力量雄厚，共有教師七名，其中技師二名，高級(jí)工二名。擁有車床10臺(tái)，其中C620-1型車床10臺(tái)，C6240型車床8臺(tái)，實(shí)訓(xùn)室可同時(shí)容納100人實(shí)訓(xùn)。 機(jī)電實(shí)訓(xùn)中心數(shù)控車間主要承擔(dān)著我院數(shù)控實(shí)訓(xùn)，職業(yè)資格取證培訓(xùn)，社會(huì)人員數(shù)控培訓(xùn)及外協(xié)零件加工等任務(wù)?，F(xiàn)有立式加工中心1臺(tái)，數(shù)控銑4臺(tái)，數(shù)控車6臺(tái)，可容納近百名學(xué)生的教室一間，共有實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師6名，其中技師2名，他們理論水平較高，操作技能嫻熟，實(shí)踐和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富。機(jī)電實(shí)訓(xùn)中

13、心銑磨車間主要承擔(dān)學(xué)院各專業(yè)機(jī)械加工銑、刨、磨等工種的實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，社會(huì)培訓(xùn)和外協(xié)零件加工等任務(wù)。銑磨車間實(shí)訓(xùn)師資力量雄厚，有實(shí)訓(xùn)教師四人，其中技師二名。二、加工零件簡(jiǎn)圖三、數(shù)控銑床或加工中心原理簡(jiǎn)介采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)中，再由其進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，從而控制機(jī)床各部件協(xié)調(diào)動(dòng)作，自動(dòng)地加工出零件來(lái)。當(dāng)更換加工對(duì)象時(shí)，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機(jī)床，即可由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過(guò)程，制造出任意復(fù)雜的零件。 四、機(jī)床組成電 氣 回 路輔 助 裝 置PLC主

14、軸伺服單元操 作 面 板主軸驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置測(cè)量反饋裝置進(jìn)給伺服單元輸入/輸出設(shè) 備計(jì)算機(jī)數(shù) 控裝 置機(jī) 床 本 體數(shù)控機(jī)床一般由輸入 / 輸出設(shè)備、 CNC 數(shù)控裝置、主軸單元、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置、可編程控制器及電氣控制裝置、機(jī)床本體及位置檢測(cè)裝置（開環(huán)機(jī)床無(wú)）等組成。除機(jī)床本體外的部分統(tǒng)稱數(shù)控系統(tǒng)。五、加工范圍主要包括平面銑削和輪廓銑削，可以對(duì)零件進(jìn)行加工與攻絲等。適用于采用數(shù)控銑削的零件有箱體和曲面類的零件。   (1)平面類零件。這類零件的特點(diǎn)是各個(gè)加工表面都是平面，或可以展開為平面。目前在數(shù)控銑床上加工的絕大多數(shù)零件用于乎面類零件。平面類零件是數(shù)控銑削加工對(duì)象中

15、最簡(jiǎn)單的一類，一般只需用三坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)(即兩軸半坐標(biāo)加工)就可以加工。    (2)變斜角類零件。加工面與水平面的夾角成連續(xù)變化的零件稱為變斜角類零件。加工變斜角類零件最好采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)致控銑床擺角加工，若沒有上述機(jī)床，也可在三坐標(biāo)致控銑床上采用兩軸半控制的行切法進(jìn)行近似加工。   (3)曲面類零件。加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件。曲面類零件的加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，一般采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床加工。實(shí)踐四：電火花成形加工或電火花線切割加工參觀報(bào)告一、參觀單位簡(jiǎn)介二、加工零件簡(jiǎn)圖三、機(jī)床原理簡(jiǎn)介 電火花線切割 圖17 電火花線

16、切割原理電火花線切割加工是在電火花加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種加工工藝（簡(jiǎn)稱WEDM）。其工具電極為金屬絲（鉬絲或銅絲），在金屬絲與工件間施加脈沖電壓，利用脈沖放電對(duì)工件進(jìn)行切割加工，因而也稱線切割。用連續(xù)移動(dòng)的鉬絲（或銅絲）作工具陰極 ,工件作陽(yáng)極。機(jī)床工作臺(tái)帶動(dòng)工件在水平面內(nèi)作兩個(gè)方向移動(dòng)，可切割出二維圖形。同時(shí)，絲架可作小角度擺動(dòng)，可切割出斜面。四、機(jī)床組成電火花線切割機(jī)床由機(jī)床本體、電器柜、工作液箱三大部分組成；機(jī)床本體、脈沖電源、控制系統(tǒng)、工作液循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)床附件等幾部分組成。機(jī)床本體是加工主體；電器柜是控制機(jī)床工作；工作液是進(jìn)行冷卻的五、加工工藝特點(diǎn)1電火花線切割加工的特點(diǎn)： （1）

17、它以0.030.35mm的金屬線為電極工具，不需要制造特定形狀的電極。 （2） 雖然加工的對(duì)象主要是平面形狀，但是除了有金屬絲直徑?jīng)Q定的內(nèi)側(cè)腳的最小直徑R（金屬線半徑+放電間隙）這樣的限制外，任何的限制外，任何復(fù)雜的開頭都可以加工。 （3） 輪廓加工所需加工的余量少，能有效地節(jié)約貴重的材料。 （4） 可無(wú)視電極絲損耗（高速走絲切割采用低損耗脈沖電源；慢速走絲線切割采用單向連續(xù)供絲，在加工區(qū)總是保持新電極絲加工），加工精度高 （5） 依靠微型計(jì)算機(jī)控制電極絲軌跡和間隙補(bǔ)償功能，同時(shí)加工凹凸兩種模具時(shí)，間隙可任意調(diào)節(jié)。 （6） 采用乳化液或去離水的工作液，不必?fù)?dān)心發(fā)生火災(zāi)，可以晝夜無(wú)人連續(xù)加工。

18、（7） 無(wú)論被加工工件的硬度如何，只要是導(dǎo)體或半導(dǎo)體的材料都能實(shí)現(xiàn)加工。 （8） 任何復(fù)雜開頭的零件，只要能編制加工程序就可以進(jìn)行加工，因而很適合小批零件和試制品的生產(chǎn)加工，加工周期短，應(yīng)用靈活。 （9） 采用四軸聯(lián)動(dòng)，可加工上，下面異形體，形狀扭曲曲面體，變錐度和球形等零件。 2. 電火花線切割加工工藝:電極絲與被加工材料之間有一定的放電間隙（0.01）。因此，實(shí)際加工的凸模尺寸比圖紙要求尺寸小。凹模尺寸比圖紙要求尺寸大。電極絲偏移方向選擇如圖下所示：電極絲偏移方向1）基準(zhǔn)件補(bǔ)償值的確定基準(zhǔn)件：按圖紙要求加工，符合圖紙尺寸要求的零件。基準(zhǔn)件補(bǔ)償值實(shí)際電極絲半徑單邊放電間隙。編程時(shí)按電極絲中心運(yùn)動(dòng)軌跡線尺寸來(lái)編程。編制如圖（a）所示的凸模程序：先畫出電極絲偏移后的切割軌跡線，如圖（b）所示虛線，并計(jì)算