帶頭導(dǎo)柱設(shè)計(jì)

1、 目錄目錄1 準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作.31.1 拆畫零件圖.31.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型確定.31.3 零件工藝性分析.51.3.1導(dǎo)柱的作用.51.3.2導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).51.3.3導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)工藝性.51.3.4軸形零件加工要求.61.4 毛坯選擇.72 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)工藝過(guò)程設(shè)計(jì).82.1 定位基準(zhǔn)選擇.82.2 零件表面加工方法選擇.92.3 零件加工路線設(shè)計(jì).103 定量設(shè)計(jì)定量設(shè)計(jì).103.1 加工余量確定及切削用量的確定.103.2 設(shè)計(jì)毛坯圖 .124 工序設(shè)計(jì)工序設(shè)計(jì).124.1 加工設(shè)備選擇.124.2 工藝裝備選擇.124.3 工序尺寸確定.13結(jié)結(jié) 論論.15參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1

2、61 1 準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作1.1 拆畫零件圖拆畫零件圖1.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型確定生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型確定生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。該型導(dǎo)柱的年產(chǎn)量可按下式計(jì)算： NQn（1 a b） 式中 零件的年產(chǎn)量，件/年； Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺(tái)/年； n每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/臺(tái)； a零件的備品率， b零件的平均廢品率，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求：Q=2000， n=4， a=10， b=13將上述數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式，解得：N=8880 （件）根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系如表 1：表表

3、 1 1 年產(chǎn)量和生產(chǎn)類型的關(guān)系年產(chǎn)量和生產(chǎn)類型的關(guān)系同類零件的年產(chǎn)量（件）生產(chǎn)類型輕型零件（零件質(zhì)量小于100kg）中型零件（零件質(zhì)量1002000kg）重型零件（零件質(zhì)量大于2000kg）單件生產(chǎn)100105000050001000由上表，可以確定其生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，按照批量的大小，成批生產(chǎn)又分為小批量生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)，由 500N50000,可最終確定該導(dǎo)柱的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。1.3 零件工藝性分析零件工藝性分析1.3.1 導(dǎo)柱的作用導(dǎo)柱的作用（1）定位作用 模具裝配或閉合過(guò)程中，避免模具動(dòng)、定模的錯(cuò)位，模具閉合后保證型腔形狀和尺寸的精度。 （2）導(dǎo)向作用 動(dòng)、定模合模時(shí)，

4、首先導(dǎo)向零件相互接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞。（3）承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在注入型腔過(guò)程中可能產(chǎn)生單項(xiàng)側(cè)向壓力，或由于注射機(jī)精度的限制，會(huì)使導(dǎo)柱在工作中不可避免受到一定的側(cè)向壓力。當(dāng)側(cè)向壓力很大時(shí)，不能僅靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，還需加設(shè)錐面定位裝置。41.3.2 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由上圖所示，導(dǎo)柱由直徑 10mm,長(zhǎng)為 80mm 的圓柱和直徑 14mm,長(zhǎng)為 5mm 的圓柱頭構(gòu)成，中間磨有越程槽，帶頭導(dǎo)柱根部有 1x45 倒角。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的幾何要素主要有端面平面，內(nèi)外圓柱回轉(zhuǎn)面構(gòu)成,這是一種標(biāo)準(zhǔn)的滑動(dòng)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)。1.3.3 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)工藝性導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)工

5、藝性零件的結(jié)構(gòu)對(duì)零件的工藝過(guò)程影響很大。使用性能完全相同而結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)零件，其加工方法與制造成本卻可能有很大的差別。因此，要求所設(shè)計(jì)的零件應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指根據(jù)使用要求所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)，能在同樣的生產(chǎn)條件下，采用高效率、低消耗和低成本的方法制造出來(lái)。滿足零件的使用要求是考慮零件結(jié)構(gòu)工藝性的前提。在此前提下，還應(yīng)注意盡可能使毛坯生產(chǎn)、切削加工、熱處理和裝配調(diào)試等各個(gè)階段都具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。如果不能兼顧各階段，也應(yīng)做到保證主要，照顧次要。零件結(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣是相對(duì)的，與現(xiàn)有設(shè)備條件、生產(chǎn)類型和技術(shù)水平以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新工藝性方法的出現(xiàn)等密切相關(guān)。例如非圓形通孔在

6、批量小的情況下，結(jié)構(gòu)工藝性不好，但在批量大的情況下，可采用拉削方法加工，則具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性；又如電火花加工的出現(xiàn)，使原來(lái)認(rèn)為不易加工的復(fù)雜形腔、直徑很小的孔等表面變得容易加工。5在整個(gè)制造過(guò)程中，零件的切削加工所消耗的時(shí)間及費(fèi)用最多，因此零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性好壞就顯得特別重要。我們要以“便于零件安裝、加工，提高切削效率，減少切削加工量和易于保證加工質(zhì)量”為指導(dǎo)原則，來(lái)分析零件切削加工工藝性優(yōu)劣，進(jìn)而選擇導(dǎo)柱的正確的加工工藝性。導(dǎo)套和導(dǎo)柱一起組成了模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱是在導(dǎo)套中滑動(dòng)而導(dǎo)向的。有些精度要求不高的模具，也可不用導(dǎo)套，而用模板上的孔導(dǎo)向，這種孔叫導(dǎo)向孔。為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)

7、向孔，在導(dǎo)向孔的前端應(yīng)倒成圓角，滑動(dòng)部分按 H8/f7 的間隙配合。由于導(dǎo)向孔直接做在模板上，所以模板材料常為 T8 等碳素工具鋼，淬火后硬度為 55HRC 左右，也可用 45 鋼調(diào)質(zhì)后用。 1.3.4 軸形零件加工要求軸形零件加工要求柱形零件的加工工藝主要有：外圓與端面車削加工；外圓磨削加工；外圓的研磨加工。導(dǎo)柱的形狀、位置、配合精度與表面粗糙度。確定導(dǎo)柱的加工工藝，除取決于導(dǎo)柱的形狀、結(jié)構(gòu)外，其形狀、位置、尺寸、配合精度和表面粗糙度的要求，是確定加工工藝、工藝順序和定位、裝夾方式的主要依據(jù)。導(dǎo)柱的技術(shù)要求分別呈述如下：（1）帶頭導(dǎo)柱頭部與導(dǎo)柱工作部分圓柱度要求 圓柱度是指任一垂直截面最大尺

8、寸與最小尺寸差為圓柱度。圓柱度誤差包含了軸剖面和橫剖面兩個(gè)方面的誤差。.圓柱度的公差帶是兩同軸圓柱面間的區(qū)域，該兩同軸圓柱面間的徑向距離即為公差值 。此公差值應(yīng)達(dá)到、控制在允許的范圍內(nèi)。（2）導(dǎo)柱的形狀精度與表面粗糙度 帶頭導(dǎo)柱滑動(dòng)或滾動(dòng)部分的圓柱度見表2： 表表 2 2直徑/圓柱度01、1 級(jí)0、級(jí)30-450.0050.007450.0060.0087中心孔，為后繼工序提供可靠的定位基準(zhǔn)。中心孔加工的形狀精度對(duì)導(dǎo)柱的加工質(zhì)量有著直接影響，特別是加工精度要求高的軸類零件。另外保證中心孔與頂尖之間的良好配合也是非常重要的。導(dǎo)柱中心孔在熱處理后需要修正，以消除熱處理變形和其他缺陷，使磨削外圓柱面

9、時(shí)能獲得精確定位，保證外圓柱面的形狀和位置精度。 表表 3 3導(dǎo)柱的加工工藝過(guò)程導(dǎo)柱的加工工藝過(guò)程 工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工序簡(jiǎn)圖1下料按圖紙尺寸 1791鋸床2車端面，打中心孔車端面保持長(zhǎng)度 88.5，打中心孔。調(diào)頭車端面至尺寸 86，打中心孔車床3車外圓粗車外圓柱面至尺寸1080，并倒角。調(diào)頭車外圓 17 至尺寸并倒角。切槽 11 至尺寸車床4檢驗(yàn)5熱處理按熱處理工藝對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行處理，保證表面硬度HRC55606研中心孔研中心孔，調(diào)頭研另一端中心孔車床7磨外圓磨 10f7 外圓柱面，留研磨余量 0.01，并磨 C1 倒角磨床8研磨研磨外圓 10f7 至尺寸，拋光 C1 角磨床9檢驗(yàn)中心孔

10、的鉆削和修正，是在車床、鉆床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上按圖紙要求的中心定位孔的型式進(jìn)行的。如圖 1.1.1 所示為在車床上修正中心孔示意圖。用三爪卡盤夾持錐形砂輪，在被修正中心孔處加入少許煤油或機(jī)油，手持工件，利用車床尾座頂尖支撐，利用車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行磨削。此8方法效率高，質(zhì)量較好，但砂輪易磨損，需經(jīng)常修整。如果用錐形鑄鐵研磨頭代替錐形砂輪，加研磨劑進(jìn)行研磨，可達(dá)到更高的精度。采用圖 1.1.2 所示的硬質(zhì)合金梅花棱頂尖修正中心定位孔的方法，效率高，但質(zhì)量稍差，一般用于大批量生產(chǎn)，且要求不高的頂尖孔的修正。它是將梅花棱頂尖裝入車床或鉆床的主軸孔內(nèi)，利用機(jī)床尾座頂尖將工件壓向梅花棱頂尖，通過(guò)硬質(zhì)合金梅花棱頂

11、尖的擠壓作用，修正中心定位孔的幾何誤差。圖1.1.1錐形砂輪修正中心定位孔1三爪卡盤2錐形砂輪3工件4尾座頂尖圖 1.1.2 硬質(zhì)合金梅花棱頂尖2.2 零件表面加工方法選擇零件表面加工方法選擇主要表面可能采用的終加工方法：按 IT7 級(jí)精度，Ra0.4m，應(yīng)為精車加磨削或超精車或成形磨削。選擇確定；按零件材料、批量大小、現(xiàn)場(chǎng)條件等因素，并對(duì)照各加工方法特點(diǎn)及適應(yīng)范圍確定采用磨削加成形磨削。其它表面終加工方法：結(jié)合主要表面加工及表面形狀特點(diǎn)，各回轉(zhuǎn)面采用半精車。各表面加工路線確定：10 外圓：粗車半精車磨削。2.3 零件加工路線設(shè)計(jì)零件加工路線設(shè)計(jì)注意把握工藝設(shè)計(jì)總原則。加工階段可劃分為粗、半精

12、、精加工三個(gè)階段。以機(jī)加工藝路線作主體。以主要表面加工路線為主線，穿插次要表面加工。穿插熱處理?？紤]軸細(xì)長(zhǎng)等因素，將滲炭處理安排于半精加工之后進(jìn)行。9安排輔助工序。熱處理前安排中間檢驗(yàn)。調(diào)整工藝路線。對(duì)照技術(shù)要求，在把握整體的基礎(chǔ)上作相應(yīng)調(diào)整。3 3 定量設(shè)計(jì)定量設(shè)計(jì)3.1 加工余量確定加工余量確定及切削用量及切削用量的確定的確定因?yàn)樵摿慵谴笈a(chǎn)，所以用查表法確定各工序的加工余量。由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)差得徑向余量：研磨余量 0.01mm，精磨余量為 0.1mm，粗磨余量為 0.3mm，半精車為 1.1mm，粗車余量 2mm，由式 Z總=Zi可得加工總余量為 3.51mm。取加工總余量為 3.5m

13、m，并將粗車余量修正為 1.99mm。計(jì)算各工序的基本尺寸。研磨后最小徑向工序的基本尺寸為45mm(最小徑向尺寸)，其他各工序的基本尺寸依次為：精磨 10mm+0.01mm=10.01mm粗磨 10.01mm+0.1mm=10.11mm半精車 10.11mm+0.3mm=10.41mm粗車 10.41mm+1.1mm=11.51mm 毛坯 11.51mm+1.99mm=13.5mm最大徑向工序的基本尺寸為 14mm(最小徑向尺寸 )，其他各工序的基本尺寸依次為：半精車 14mm+0.3mm=14.3mm粗車 14.3mm+1.1mm=15.4mm毛坯 15.4mm+1.99mm=17.39mm

14、確定各工序的加工精度和表面粗糙度。由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：研磨后為IT5，Ra0.04um（零件的設(shè)計(jì)要求），精磨后為 IT6，Ra0.16um，粗磨后為IT8，Ra1.25um，半精車后為 IT11，Ra2.5um,粗車為 IT13，Ra16um。根據(jù)上述加工經(jīng)濟(jì)精度查公差表，將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。由于帶頭導(dǎo)柱軸向（即兩端面）無(wú)特殊要求，只需進(jìn)行粗車保證軸向尺寸，由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)差得：粗車余量 4.5mm，取加工總余量為 5mm，并將粗車余量修正為 5mm。所以毛坯軸向尺寸為 91mm。10確定毛坯尺寸 1791mm。將上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于表 4 表表 4 4 最

15、最小小徑徑向向工工序序基基本本尺尺寸寸、公公差差、表表面面粗粗糙糙度度及及毛毛坯坯尺尺寸寸工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度/um工序基本尺寸/mm工序尺寸公差/mm工序尺寸/mm研磨0.01IT50.04100.011100-0.011精磨0.1IT60.1610.010.01610.010-0.016粗磨0.3IT81.2510.110.03910.110-0.039半精車1.1IT112.510.410.1610.410-0.16粗車4.49IT131611.510.3911.510-0.39鋸1717 表表 5 5 最最大大徑徑向向工工序序基基本本尺尺寸寸、公公差差、表表面面

16、粗粗糙糙度度及及毛毛坯坯尺尺寸寸工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度/um工序基本尺寸/mm工序尺寸公差/mm工序尺寸/mm半精車1.1IT112.514.30.16 14.30-0.16粗車4IT131649.40.3949.40-0.39鋸9191113.2 設(shè)計(jì)毛坯圖設(shè)計(jì)毛坯圖毛坯如圖 3.2.1 所示 圖 3.2.14 4 工序設(shè)計(jì)工序設(shè)計(jì)4.1 加工設(shè)備選擇加工設(shè)備選擇車削采用臥式車床；磨削采用外圓磨床。4.2 工藝裝備選擇工藝裝備選擇零件粗加工采用一頂一夾安裝，半精、精加工采用對(duì)頂安裝，銑鍵槽采用V 形架安裝。夾具主要有三爪卡盤、頂尖（拔盤） 、V 形架等。4.3 工序尺寸

17、確定工序尺寸確定 某工序加工應(yīng)達(dá)到的尺寸成為工序尺寸。工序尺寸及工序余量在不斷變化，有些工序尺寸在零件圖上往往不標(biāo)出或不存在，需要在制定工藝規(guī)程時(shí)予以確定。這是制定零件工藝規(guī)程的重要工作之一。工序尺寸及其公差的大小不僅受到加工余量大小的影響，而且與工序基準(zhǔn)的選擇有密切關(guān)系。生產(chǎn)中絕大部分加工面都是在基準(zhǔn)重合（工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合）的情況下進(jìn)行加工的?；鶞?zhǔn)重合時(shí)，工序尺寸與公差的確定方法如下：（1）確定各工序的基本余量。生產(chǎn)中常采用查表法確定工序的基本余量。12（2）計(jì)算各各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸） 。由最后一道工序開始（即從設(shè)計(jì)尺寸開始）向前推算。對(duì)于軸，前道工序的工序尺寸等于相鄰后續(xù)

18、工序的工序尺寸與其基本余量之差。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：對(duì)于某些毛坯（如熱軋棒料）應(yīng)按計(jì)算結(jié)果從材料的尺寸規(guī)格中選擇一個(gè)相等或相近尺寸為毛坯尺寸。當(dāng)材料的尺寸規(guī)格與毛坯尺寸不等時(shí)，在毛坯尺寸確定后應(yīng)重新修正粗加工（第一道工序）的工序余量；精加工工序余量應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，以保證精加工余量不至于過(guò)大或過(guò)小。（3）確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。（4）公差的確定與標(biāo)注。公差可從有關(guān)手冊(cè)中查得（或按所采用加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定） 。最后一道工序的公差按設(shè)計(jì)要求確定。將公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序的基本尺寸上。 5 5 確定切削用量確定切削用量 切削用量的選擇 切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者稱為切削用量。

19、它們是影響工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。 車削時(shí)，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以 v(m/min)表示。其計(jì)算公式： v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直徑（mm） n車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min） 工件每轉(zhuǎn)一周，車刀所移動(dòng)的距離，稱為進(jìn)給量，以 f(mm/r)表示；車刀每一次切去的金屬層的厚度，稱為切削深度，以 ap(mm)表示。 為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，零件加工應(yīng)分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進(jìn)行。 粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀和尺寸。粗車以提高生產(chǎn)率為主，在生產(chǎn)中加大切削深度，對(duì)

20、提高生產(chǎn)率最有利，其次適當(dāng)加大進(jìn)給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進(jìn)行粗車的切削用量推薦如下：切削深度 ap=0.81.5mm，進(jìn)給量 f=0.20.3mm/r，切削速度 v 取 3050m/min(切鋼)。 粗車鑄、鍛件毛坯時(shí)，因工件表面有硬皮，為保護(hù)刀尖，應(yīng)先車端面或倒角，第一次切深應(yīng)大于硬皮厚度。若工件夾持的長(zhǎng)度較短或表面凸不平，切削用量則不13宜過(guò)大。粗車應(yīng)留有 0.51mm 作為精車余量。粗車后的精度為 IT14-IT11,表面粗糙度 Ra 值一般為 12.56.3m。 精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率應(yīng)在此前提下盡可能提高。一般精車的精度為 IT8IT7，表面粗糙度值 Ra=3.20.8m,所以精車是以提高工件的加工質(zhì)量為主。切削用量應(yīng)選用較小的切削深度 ap=0.10.3mm 和較小的進(jìn)給量 f=0.050.2mm/r，切削速度