本次设计的课题是极芯落料级进模加工工艺的设计和制造──凹模固定板各个要加工孔的点孔、钻孔及铣加工程序。该零件结构复杂，尺寸精度要求较高。通过本次课题的完成，使我熟悉实际生产中工程图的全貌和具体要求，其次熟悉实际生产中工艺设计的全方法，对加工中心有了更多的认识和了解。 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一，随着数控技术的高速发展，相应对模具的要求也越来越高，传统的依靠经验设计制造的模具其性能是不易保证的，特别是在模具的装配调试阶段，对模具钳工经验与技能的依赖性往往是和模具的质量与精度的可靠性成反比的。 极芯落料级进模技术代表着我国模具的发展速度之快，技术越来越先进，所须做出来的精度也越来越高，极芯落料级进模具有结构复杂、制造难度大、寿命长及生产效率高等特点，是我国重点发展的模具品种之一。 目前，我国一些厂家自己通过摸索制造出了极芯落料级进模，促进了产品向多功能化，多方向的发展。以美国为代表的西欧国家，模具结构采用整体拼装，制造工艺简单，且他们的加工精度较高，制造周期短，但模具维修费用高，寿命短。以日本为代表的亚洲国家和地区，模具结构采用分体嵌拼，制造工艺复杂，尤其是微型零件的精细加工技术，因而模具成本高，但模具维修简便、寿命高。 有关专家日前在接受记者采访时分析认为，我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。他们认为，我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5μｍ，现在已达2－3μｍ。不久，１μｍ精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在１μｍ以下，精度会越来越高,如果说还是用以前的设备来加工,我想肯定是达不到它所要求的精度的,随着数控技术的发展数控机床的应用已渗透到机械制造业的各个领域，现在数控机床在模具上的运用是很广泛的,数控机床在加工这些零件的过程中，往往能显示出它的优越性。 加工极芯落料凹模固定板零件时选用米克朗加工中心，一般来讲，对每一类数控机床都有其最佳加工的典型的零件，如卧式加工中心适用于加工箱体零件（箱体、泵体、阀体和壳体等）；台式加工中心适用于加工板类零件（箱盖、盖板、壳体、型腔模具和平面凸轮的零件）；数控铣床适用于铣削有空间轮廓型面的零件。适于加工和不适于加工是相对比较而言的，评价的标准不仅仅是该机床能否加工做出这些零件，而要综合考虑生产率和加工精度等因素。例如，把卧式加工中心的典型零件箱体零件放在立式加工中心上加工，零件的多面加工则需要换夹具和倒换工艺基准，这就会降低生效率和加工精度。目前，加工中心的功能完全可以取代同类数控铣床，但把数控铣床的典型零件放到加工中心上加工，该机床的自动换刀和其他的一些功能就浪费了。加工该固定板的步骤如下： 第一步：备料。备好160.0×100.0×25.8未淬火SLD光板(见图1-2)， 工件材料的选择对刀具的切削是有影响的，⑴材料的硬度影响分为下面几个方面：①材料的硬度越高，切屑与刀具前面的接触长度越小，切削力与切削热集中于切削刃附近，使得切削温度增高，磨损加剧。②工件材料的高温硬度高时，刀具材料与工件材料的硬度下降，可切削性降低，材料加工硬化倾向大，可加工性也差。③工件材中含硬质点，对刀具的擦伤性大，材料的可加工性降低。 ⑵工件材料的强度，工件材料的强度越高，切削力与切削功率就越大，切削温度也增加，刀具磨损增大，可加工性降低，一般来说，材料的硬度高，强度也高。 ⑶工件材料的塑性与韧性的塑性大，则切削变形增大，切削温度升高，切屑易与刀具粘结，会加剧刀具磨损，而且表面质量差，可切削性降低，但塑性过低，刀具接触长度变小，切削力与切削热集中在刀尖附近，刀具磨损加剧，可切削性也差，韧性的影响与塑性相似，并且对断屑影响大，韧性越大，断屑就越困难， ⑷工件材料的导热性，材料的热导率越小，切削热越不易传出，切削温度，刀具磨损加剧，可切削性就越差。 由于该工件材料的工件硬度和高温硬度是58HRC它的硬度很低、工件中不含硬质，工件材料强度是58HRC它的强度也很低，塑性与韧性小而且导热性高，所以认为在这里选用没有淬火的SLD光板是合理的。 第二步：装夹。（1）由于材料比较大而且厚度比较小，在装夹时和加工过程中都很容易产生变形翘动，如此会导致加工精度达不到要求，甚至会导致工件错位等较严重的现象，以至产品报废。 解决方法：由于板比较长，虎钳装夹宽度不够，工件两头悬空，为了保证加工过程中工件两头不会有翘动情况，特制两块垫块，大小为150X150mm，厚度为30mm。并且为了保证工件的精度和平行度，两块垫块的六个面都经镜面磨磨出。如此，虎钳保证工件的夹紧，垫块保证工件的翘动，同时更保证工件不会变形。 （2）虽然用虎钳夹紧并用垫块一定程度上保证其不变形翘动， 但装夹毕竟是人工装夹，不可能完成保证。同时为了校正工件的平行度和垂直度，根据机床自身的系统，调用探头进行校对。 解决方法：调出探头（MDI→刀具交换→0号刀→29号刀），手动移动探头至工件上表面，探出工件左右两端Z向坐标值，校对两个坐标值，根据坐标差值轻微敲工件两端，使之表面平行，保证它的平行度。 工件的垂直度一般有以下三点可以保证。首先虎钳其次是垫块再者是工件本身，由于虎钳是一开始就是对好的，垫块和工件都是用平面磨磨出来的它们的平面度高，所以说只需要用探头来检验一下即可。 （3）工件材料的选择对刀具的切削是有影响的，该工件的材料是 SLD，硬度和强度很高而且模板的精度要求也高，所以选用进口的合金钢刀具来加工以保证刀具的最小磨损度和加工精度。 （4）工件的平面度要求高，所以在整个加工工艺过程中进行了两次平面磨和一次镜面磨，使其平面度控制在0.01mm之内。 精度要求的解决方法：通过三点可以保证它的加工精度，①采用进口 的合金钢加工中心；②工件装夹（上面已说明）；③采用的刀具（上面 已说明）。 第三步：对刀。在这时我们就要建立一个工件坐标系了，我选择左下角的点作为基准点，建立工件坐标系，下面各点坐标的计算是从基准面开始的，以哪个面作基准它的尺寸就从哪个面开始计算。当然这个点是根据你的需要而定的，可以选中心也可以选其他的点，我之所以选择该点为基准点是因为这样可以减少了一段刀具空行程的时间，加工中心对刀的目的是确定工件原点在机床坐标系中的位置。在这里我是用的光电式寻边器进行对刀，在对刀的同时设置好刀具的半径补偿和长度补偿。 第四步：光出厚度尺寸至25.5mm，光出两长边平行边，磨出基准角(见图1-3)。固定板最后做好的厚度是25mm在这一步我只磨到25.5mm是为了后面的精磨留了余量，如果一下子就磨到25mm加工，那么经过后面的点孔、钻孔、等多道工序，这个面可能就很毛了，达不到平面光滑度的要求了。在这一工序中有一步是磨出基准角，磨出基准角是为了后面的慢丝作出了先前工作，因为下面进行线切割时就以这个基准角作为基准，这样误差就会减小了。 第五步：标记基准角，为各孔定位。在此之前我们在计算出各点的坐标，这个面上的孔都要以第三步中的基准面都作为基准，然后才能计算出各个点的坐标，从图中可以看出上面有很多个孔，它们要经过点孔(程序见附录一)、钻孔(程序见附录二)、线切割等加工，首先要做的是用中心钻点出要加工的孔（见图1-4），在这里我利用点孔的循环指令对其进行加工这样程序就变得简单多了，如果不先点孔就开始钻孔的话，因为表面光滑麻花接触到工件表面时会打滑，这样孔的位置就有可能会偏掉，有时是倾斜着钻下去的，那么钻出来的孔就不符合要求了，所以我先点孔再钻孔，这样误差就会减小了。 第六步：棱边倒角，钻各孔（销钉导柱及型腔各孔钻线割预孔），侧面刻模具零件号(见图1-5)。在上面点过孔之后，再进行钻孔加工这样误差就会大大减小了，同点孔一样我利用钻孔的循环指令来做（程序见附录二），先用直径为0.8mm的麻花钻钻通后面要用慢丝割的孔，因为要进行线切割加工需在把丝从孔中穿过去，看到图纸上面（见图1-1）这步要加工的孔有的孔的直径为1mm有的是2mm，我之所以不用直径为1mm的钻头去钻是因为麻花钻在工作的过程中，里面可能有铁屑，虽然在利用循环指令做时有的铁屑也带出来了，带出来的只是一部分，还有一部分是带不出来的，那么它就会留在里面，它在里面再加上刀具的直径加工出来的孔就有可能超过1mm了，所以我在这就私自作主把它用直径为0.8mm的麻花钻加工了。其中要注意的是钻头的角度要在110°左右，而且两刃要对称，如果钻头的角度大了那么加工出来的孔肯定就大了，如果钻头的角度小了，钻出来的孔同样也是不符合要求的，所以钻头的角度要控制好。在钻孔的时候要把切削液打开，切削液的作用有: a)润滑作用，切削液能渗透到工件与刀具之间微小的间隙中，开成一层薄薄的吸附膜，减小了磨擦因数。因此，减小了切削力和切削热，减小了刀具磨损，并能限制积屑瘤的生长，改善了工件的表面质量。 b)冷却作用，切削液能带走切削区大量的热，因此降低了切削温度，提高了刀具耐用度，从而为提高生产效率创造了有利条件。 c)清洗作用，为了防止切削过程中产生的细小切屑或磨削中的砂粒、磨屑粘附在工件、刀具和机床上，影响工件表面质量和机床的精度，要求切削液有良好的清洗作用，同时在使用中给予一定的压力， 以提高冲洗能力，迅速把切屑和砂粒带走。下面的铣加工一样要把切削液打开。 第七步:铣加工（见图1-6,程序附录三）。利用键槽铣刀加工出14个要攻丝的盲孔深度为10mm和六个处径为14mm深度为12mm的盲孔，在此我选择的刀是键槽铣刀,因为键槽铣刀主要要是用于加工中心上加工圆头封闭键槽等,该铣刀,端面无顶尖孔,端面刀齿从外圆开至轴心,且螺旋角较小,增强了端面刀齿强度,端面刀齿上的切削刃为主切削刃,圆柱面上的切削刃为副切削刃。加工键槽时,每次先沿铣刀轴向进给较小的量,然后再沿径向进给,这样反复多次进给,就可以完成键槽的加工,由于该铣刀的磨损是在端面和靠近端面的外圆部分,所以修磨时只要修磨端面的切削刃,这样铣刀直径可保持不变,使加工键槽精度较高,铣刀寿命较长,所以我认为选择这种铣刀来加工是再合适不过了。在此有个注意点是：在编程时，一般以其中一把刀具为基准，并以该刀具的刀尖作为依据来建立工件坐标系。这样当其他刀具转到加工位置时，刀尖位置在X和Z向就会有偏差，原设定的工件坐标系对这些已不再适用。此处每一把刀在加工过程中会有不同程度的磨损，因此，需对也具进行长度和磨损补偿，考虑到刀具会磨损我选择螺旋加工，我是一点一点的铣下去，这样刀具磨损的就不会太快了。 第八步:攻丝。因为它的精度要求不高所以我在这里我选择的是手工攻丝，如果把它放在加工中心上做就显得有点浪费了。用丝锥攻出外径为4mm的螺纹孔（见图1-7所示）。 第九步：检验以上各工序加工结果。此检验的目的是看看有没有出现错误是不是每个要加工的孔都做好了，而且符合规格了，如果说此刻发现上面出现了问题，这样问题可以及时的解决同时也把损失减到了最校每个人都有可能会犯错误，安排此工序起一个监督作用。 第十步：热处理，淬火，回火硬度达到HRC58～62(见图1-8)。所谓的热处理，就是采用适当的方式对金属材料或工件在固态下进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺方法。热处理是一种重要的零件加工工艺，重要的零件都必须经过适当的热处理才能使用。淬火，淬火可以显著提高钢的强度和硬度，是赋予钢件最终性能的关键性工序，它的目的就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，以便随后不同温度回火后获得所需要的性能。回火，是将工件淬火硬后加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，一般回火紧接着淬火后进行，淬火与回火配合，使工作获得所需的使用性能。 第十一步：第二次平面磨，光出厚度两面，尺寸至25.08，光出两长边平行边（见图1-9）。留点余量后面精加工，如果说一下就磨到25.00刀具可能受不了，那么刀具的刃就有可能会损坏，那么加工出来的工件就达不到平面度的要求了，所以我选择分为两次加工。 第十二步：镜面磨，光出厚度两面，尺寸至25.000，板厚平面度0.01（见图1-10），加工到图纸上的尺寸，此工序相当于是平面磨的一个精加工的过程，是为了表面的光洁度更高。 第十三步：以大面及长边为基准，靠基准角割出销钉、导柱孔及其它形状(见图1-11)。因为慢丝的要求的精度比较高，所以我把它放在这里加工。 第十四步：检验慢丝加工结果。 第十五步：检验加工出来的固定板是不是达到了图纸上的要求了，是否能跟其它零件配合。