设计计算说明书课程名称：模具制造技术课程设计题目：带头导柱制造工艺课程设计学院名称：专业：班级：姓名：学号2011年12月1日目录1 准备工作 (3)1.1拆画零件图 (3)1.2生产纲领及生产类型确定 (3)1.3零件工艺性分析 (4)1.3.1导柱的作用 (4)1.3.2导柱的结构特点 (5)1.3.3导柱的结构工艺性 (5)1.3.4轴形零件加工要求 (6)1.4毛坯选择 (7)2 工艺过程设计 (7)2.1定位基准选择 (7)2.2零件表面加工方法选择 (9)2.3零件加工路线设计 (9)3 定量设计 (10)3.1加工余量确定及切削用量的确定 (10)3.2设计毛坯图 (12)4 工序设计 (12)4.1加工设备选择 (12)4.2工艺装备选择 (12)4.3工序尺寸确定 (12)结论 (15)参考文献 (16)1 准备工作1.1 拆画零件图1.2 生产纲领及生产类型确定生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。
该型导柱的年产量可按下式计算：N＝Qn（1＋a％＋b％）⑴式中Ｎ——零件的年产量，件/年；Q——产品的年产量，台/年；n——每台产品中该零件的数量，件/台；a——零件的备品率，％b——零件的平均废品率，％根据设计任务要求：Q=2000，n=4，a=10，b=1将上述数据代入计算公式⑴，解得：N=8880 （件）根据生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系如表1：表1 年产量和生产类型的关系生产类型同类零件的年产量（件）轻型零件（零件质量小于100kg）中型零件（零件质量100~2000kg）重型零件（零件质量大于2000kg）单件生产<100 <10 <5成批生产小批100~500 10~200 5~100 中批500~5000 200~500 100~300 大批5000~50000 500~5000 300~1000大量生产>50000 >5000 >1000 由上表，可以确定其生产类型为成批生产，按照批量的大小，成批生产又分为小批量生产，中批生产和大批生产，由500<N<50000,可最终确定该导柱的生产类型为大批量生产。
1.3 零件工艺性分析1.3.1导柱的作用（1）定位作用模具装配或闭合过程中，避免模具动、定模的错位，模具闭合后保证型腔形状和尺寸的精度。
（2）导向作用动、定模合模时，首先导向零件相互接触，引导动定模准确闭合，避免成型零件先接触而可能造成成型零件的损坏。
（3）承受一定的侧向压力塑料熔体在注入型腔过程中可能产生单项侧向压力，或由于注射机精度的限制，会使导柱在工作中不可避免受到一定的侧向压力。
当侧向压力很大时，不能仅靠导柱来承担，还需加设锥面定位装置。
1.3.2导柱的结构特点由上图所示，导柱由直径φ10mm,长为80mm的圆柱和直径φ14mm,长为5mm的圆柱头构成，中间磨有越程槽，带头导柱根部有1x45倒角。
导柱结构的几何要素主要有端面平面，内外圆柱回转面构成,这是一种标准的滑动导柱结构。
1.3.3导柱的结构工艺性零件的结构对零件的工艺过程影响很大。
使用性能完全相同而结构不同的两个零件，其加工方法与制造成本却可能有很大的差别。
因此，要求所设计的零件应具有良好的结构工艺性。
良好的结构工艺性是指根据使用要求所设计的零件结构，能在同样的生产条件下，采用高效率、低消耗和低成本的方法制造出来。
满足零件的使用要求是考虑零件结构工艺性的前提。
在此前提下，还应注意尽可能使毛坯生产、切削加工、热处理和装配调试等各个阶段都具有良好的结构工艺性。
如果不能兼顾各阶段，也应做到保证主要，照顾次要。
零件结构工艺性的优劣是相对的，与现有设备条件、生产类型和技术水平以及科学技术的发展和新工艺性方法的出现等密切相关。
例如非圆形通孔在批量小的情况下，结构工艺性不好，但在批量大的情况下，可采用拉削方法加工，则具有较好的结构工艺性；又如电火花加工的出现，使原来认为不易加工的复杂形腔、直径很小的孔等表面变得容易加工。
在整个制造过程中，零件的切削加工所消耗的时间及费用最多，因此零件结构的切削加工工艺性好坏就显得特别重要。
我们要以“便于零件安装、加工，提高切削效率，减少切削加工量和易于保证加工质量”为指导原则，来分析零件切削加工工艺性优劣，进而选择导柱的正确的加工工艺性。
导套和导柱一起组成了模具的导向机构，导柱是在导套中滑动而导向的。
有些精度要求不高的模具，也可不用导套，而用模板上的孔导向，这种孔叫导向孔。
为了使导柱能顺利地进入导向孔，在导向孔的前端应倒成圆角，滑动部分按H8/f7的间隙配合。
由于导向孔直接做在模板上，所以模板材料常为T8等碳素工具钢，淬火后硬度为55HRC左右，也可用45钢调质后用。
1.3.4轴形零件加工要求柱形零件的加工工艺主要有：外圆与端面车削加工；外圆磨削加工；外圆的研磨加工。
导柱的形状、位置、配合精度与表面粗糙度。
确定导柱的加工工艺，除取决于导柱的形状、结构外，其形状、位置、尺寸、配合精度和表面粗糙度的要求，是确定加工工艺、工艺顺序和定位、装夹方式的主要依据。
导柱的技术要求分别呈述如下：（1）带头导柱头部与导柱工作部分圆柱度要求圆柱度是指任一垂直截面最大尺寸与最小尺寸差为圆柱度。
圆柱度误差包含了轴剖面和横剖面两个方面的误差。
.圆柱度的公差带是两同轴圆柱面间的区域，该两同轴圆柱面间的径向距离即为公差值。
此公差值应达到、控制在允许的范围内。
（2）导柱的形状精度与表面粗糙度带头导柱滑动或滚动部分的圆柱度见表2：表2直径/㎜圆柱度01、1级0Ⅱ、Ⅱ级根据模具零件标准要求，带有导柱滑动与滚动部分的表面粗糙度为：滑动导向外表面粗糙度Ra=0.05μm 。
可见，导套内孔须经过研磨。
（3）有台肩导柱的台肩侧面对空中心线的跳动量为0.005㎜。
因此，在以外圆为基准、一次装夹的条件下，精密车削外圆的同时；或精密磨削的同时，亦精密车削、或精密磨削导柱台肩端面。
以保证台肩端面对外圆面的垂直度误差，以保证其端面对外圆面中心线的圆跳动量。
1.4 毛坯选择按零件特点，可选棒料。
比较接近并能满足加工余量要求，可选φ17mm ，91mm 。
2 工艺过程设计2.1 定位基准选择导柱加工过程中为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量，对外柱面的车削和磨削一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。
因此，在车削和磨削之前先加工<30 0.004 0.006 >30-450.005 0.007 >450.0060.008中心孔，为后继工序提供可靠的定位基准。
中心孔加工的形状精度对导柱的加工质量有着直接影响，特别是加工精度要求高的轴类零件。
另外保证中心孔与顶尖之间的良好配合也是非常重要的。
导柱中心孔在热处理后需要修正，以消除热处理变形和其他缺陷，使磨削外圆柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度。
表3 导柱的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1 下料按图纸尺寸Φ17×91 锯床2 车端面，打中心孔车端面保持长度88.5，打中心孔。
调头车端面至尺寸86，打中心孔车床3 车外圆粗车外圆柱面至尺寸Φ10×80，并倒角。
调头车外圆Φ17至尺寸并倒角。
切槽1×1至尺寸车床4 检验5 热处理按热处理工艺对导柱进行处理，保证表面硬度HRC55~606 研中心孔研中心孔，调头研另一端中心孔车床7 磨外圆磨Φ10f7外圆柱面，留研磨余量0.01，并磨C1倒角磨床8 研磨研磨外圆Φ10f7至尺寸，抛光C1角磨床9 检验中心孔的钻削和修正，是在车床、钻床或专用机床上按图纸要求的中心定位孔的型式进行的。
如图1.1.1所示为在车床上修正中心孔示意图。
用三爪卡盘夹持锥形砂轮，在被修正中心孔处加入少许煤油或机油，手持工件，利用车床尾座顶尖支撑，利用车床主轴的转动进行磨削。
此方法效率高，质量较好，但砂轮易磨损，需经常修整。
如果用锥形铸铁研磨头代替锥形砂轮，加研磨剂进行研磨，可达到更高的精度。
采用图1.1.2所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔的方法，效率高，但质量稍差，一般用于大批量生产，且要求不高的顶尖孔的修正。
它是将梅花棱顶尖装入车床或钻床的主轴孔内，利用机床尾座顶尖将工件压向梅花棱顶尖，通过硬质合金梅花棱顶尖的挤压作用，修正中心定位孔的几何误差。
图 1.1.1锥形砂轮修正中心定位孔1－三爪卡盘2－锥形砂轮3－工件4－尾座顶尖图1.1.2硬质合金梅花棱顶尖2.2 零件表面加工方法选择⑴主要表面可能采用的终加工方法：按IT7 级精度，Ra0.4μm，应为精车加磨削或超精车或成形磨削。
⑵选择确定；按零件材料、批量大小、现场条件等因素，并对照各加工方法特点及适应范围确定采用磨削加成形磨削。
⑶其它表面终加工方法：结合主要表面加工及表面形状特点，各回转面采用半精车。
⑷各表面加工路线确定：φ10 外圆：粗车－半精车－磨削。
2.3 零件加工路线设计⑴注意把握工艺设计总原则。
加工阶段可划分为粗、半精、精加工三个阶段。
⑵以机加工艺路线作主体。
以主要表面加工路线为主线，穿插次要表面加工。
⑶穿插热处理。
考虑轴细长等因素，将渗炭处理安排于半精加工之后进行。
⑷安排辅助工序。
热处理前安排中间检验。
⑸调整工艺路线。
对照技术要求，在把握整体的基础上作相应调整。
3 定量设计3.1 加工余量确定及切削用量的确定因为该零件是大批生产，所以用查表法确定各工序的加工余量。
由工艺设计手册差得径向余量：研磨余量0.01mm，精磨余量为0.1mm，粗磨余量为0.3mm，半=∑Z i可得加工总余量为3.51mm。
取加工精车为1.1mm，粗车余量2mm，由式Z总总余量为3.5mm，并将粗车余量修正为1.99mm。
计算各工序的基本尺寸。
研磨后最小径向工序的基本尺寸为45mm(最小径向尺寸)，其他各工序的基本尺寸依次为：精磨10mm+0.01mm=10.01mm粗磨10.01mm+0.1mm=10.11mm半精车10.11mm+0.3mm=10.41mm粗车10.41mm+1.1mm=11.51mm毛坯11.51mm+1.99mm=13.5mm最大径向工序的基本尺寸为14mm(最小径向尺寸)，其他各工序的基本尺寸依次为：半精车14mm+0.3mm=14.3mm粗车14.3mm+1.1mm=15.4mm毛坯15.4mm+1.99mm=17.39mm确定各工序的加工精度和表面粗糙度。
由工艺设计手册查得：研磨后为IT5，R a0.04um（零件的设计要求），精磨后为IT6，R a0.16um，粗磨后为IT8，R a1.25um，半精车后为IT11，R a2.5um,粗车为IT13，R a16um。