模具设计手册

11目录摘要.............................................................2第一章常用磨具的模具分类及特点.....................................31.1前言........................................................31.2采用模具分类及优缺点.........................................3第二章选用模具材料.................................................42.1材料选择原则.................................................42.2常用模具材料、特性及用途.....................................42.3化学成分分析.................................................5第三章下模设计及加工...............................................63.1绘制组立图...................................................63.2加工.........................................................63.3数控车床加工................................................133.4下模3D制做.................................................133.5刀具的选择..................................................143.6加工中心铣削................................................163.7钳工处理....................................................17第四章热处理......................................................184.1热加工......................................................184.2热处理......................................................18第五章安装与配合..................................................22第七章结论....................................................23致谢............................................................24参考文献...........................................................252摘要随着我国经济的飞速发展，使得汽车大量进入普通家庭，进入了普及状态。因而带来汽车行业的空前膨胀，由此带来了轮毂行业的又一次飞跃。而采用挤压铸造代替压力铸造生产铝合金车轮，不仅克服了压铸件内部容易形成气孔和氧化夹杂的缺陷，而且提高了成品率及材料利用率。在这其中也使得热压注模具在设计、加工等各项技术快速更新。关键词：成品；设计；加工；刀具；热处理第一章常用磨具的模具分类及特点1.1前言轮毂是车轮的重要组成部份，而车轮又是车辆承载的重要安全部件。除受垂直力外，还受因车辆起动、制动时扭矩的作用，行驶过程中转弯、冲击等来自多方向的不规则受力。作为高速旋转的车轮，还影响车辆的平稳性、操纵性等性能。因而，要求轮毂尺寸精度高、不平衡度小、质量轻、高耐疲劳性、足够的刚度和弹性、大方美观等。过去较长期以来，钢制车轮占主导地位。随着技术进步，对车辆安全、环保、节能的要求日趋严格，汽车的各项性能也不断提高。铝合金车轮以其美观、质轻、节能、散热好、耐腐蚀、加工性好等特点，正逐步代替钢车轮就成为最佳选择。据测算世界汽车铝合金车轮装车率在40％左右，且覆盖了所有车型。而做为轮毂产品生产加工的一个重要组成部份模具的设计、制造。假如模具设计与加工不合理、精度不够那么将直接导致产品不合格，无法通过各项实验。1.2采用模具分类及优缺点采用的模具分为重力模、低压模。其中重力模结构简单，生产周期短，成本较低；；但是由它生产的铸件气密性较差，容易泄气；而低压模生产的铸件气密性好，不过缺点是结构相对复杂，生产周期长，成本较高，因为本设计产品为真空轮毂，所以选用低压模。第二章选用模具材料2.1材料选择原则模具材料的选用是否适宜，对模具的寿命、精度、加工性、价值等有很大的影响。故必须选用合适的模具材料。选用模具材料时选用一般依照下列原则：1）容易取得；2）机械加工性良好；3）表面加工性良好；4）强度、韧性和耐磨性大；5）无针孔和沉淀杂质等内部缺陷；6）可焊接性；7）热处理容易、热变形少；8）耐热性好、热膨胀系数低。2.2常用模具材料、特性及用途（1）常用模具材料中国：4Cr5MoSiV1、45#、QT450~600美国：H13、1045英国：BH13ISO：40CrMoV5（2）材料特性和用途4Cr5MoSiV1是含Cr5%的中合金热作模具钢的代表性钢号。钒碳化物的分散性好；具有二次硬化效应，抗回火性能较好，在高温（600℃左右）仍能保持较高的硬度和强度；淬透性好，可空冷硬化。抗热疲劳和抗铝液熔损性好；耐磨性好；有良好的渗氮工艺性能45#属于优质碳素结构钢，使用范围非常广泛。用于制造机器的运动零件，如轴、曲柄销、传动轴、活塞杆、连杆等。各种要求性不高的板件。4Cr5MoSiV1：型腔复杂、承受冲击载荷较大的锤锻模，锻造压力机整体模具或镶块，以及热挤压模、热切边模、压涛模，也用于高耐磨塑料模具。目前是国内应用最广泛的热作模具钢，已成为铝合金、镁合金压涛模成形零件的常用材料。45#：属于优质碳素结构钢，使用范围非常广泛。用于制造机器的运动零件，如轴、曲柄销、传动轴、活塞杆、连杆等。各种要求性不高的板件。QT450~600：属球墨铸铁，石墨呈球状，对基体割裂作用小。力学性能相对其它类型铸铁要优良。耐磨性比较好。有很好的热处理效果。用于制作强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件。2.3化学成分分析CSiMnCrMoVPS4Cr5MoSiV10.32~0.420.80~1.200.20~0.504.75~5.501.10~1.750.80~1.20≤0.03≤0.0345#0.42~0.500.17~0.370.50~0.800.25综合一般用途及化学成分选择使用4Cr5MoSiV1。原素含量牌号6第三章下模设计及加工3.1绘制组立图根据铸件图纸，打开成品图将其放大1.006倍（吕水缩水率），放入低压模具组立图标准图中，两侧单边放量2mm的加工余量。按照冷却需要设计降温风管位置及数量，将成品线像外围放25mm，作为模具的厚度，尽量简化曲线。然后将设计需要的下模从组立图中拆出。首先沿成品线及所连接部分拆出，将掏料线删除。将拆出图中的多余及长出的线进行删除及修剪。绘出与下模窗口处配合的台阶，将蓝色线更换为白色。增加与下模板连接的螺栓孔及中间与下模芯连接螺栓孔及降温的风管孔。3.2加工3.2.1材料大小的选择及一次开粗通过工件的总高、直径，留出一定加工余量选择直径700MM，高为200MM的棒料。后先由普通车床进行正面开粗以及背面加工（因背面精度要求不高，节约生产成本）如图3-5所示白色轮廓线）。图3-13.2.2数控车床程序编写（在此仅以如图图3-1红圈区开粗及精加工部份为例）1将该零件２Ｄ图进行整理取其1/2转换成dxf格式导入marstcam8.1中将其以底与中心线相交处移动至零点并旋转-90°。2将加工区域内凹槽部分用直线连齐，再将其与不加工区域断开。3选择toolpaths→rough→点选之前修剪的加工线段，（注意加工方向）→点选完后选择endhere→done确定4选择刀具为左手R0.3车刀，设置进给、吃刀量、退刀量、连续切削、安全距离、进刀方向、退刀方向等参数确定。75步骤如3，4分别选取两处凹槽。6点击operations→backplot察看刀具行走轨迹是否正确。7正确后选择post→点选saveNCfile与Edit可选框→OK。生成程序如下%O0000(Q2)G21G28U0.W0.G50X292.54Z300.T0202G97S211M3G0X180.625Z300.M8G50S3600G96S120X145.05Z116.5G99G1Z114.5F.25Z85.337X140.8G2X139.244Z85.015R1.1G1X137.244Z84.015X136.844Z86.015G0Z116.5X152.856G1Z114.5F.25Z85.337X144.65Z87.337G0Z116.5X160.662G1Z114.5F.25Z85.337X152.456Z87.337G0Z116.5X168.467G1Z114.5F.25Z85.337X160.262Z87.337G0Z116.5X176.273G1Z114.5F.25Z85.337X169.513X168.067Z87.337G0Z116.5X184.079G1Z114.5F.25Z85.337X175.873Z87.337G0Z116.5X191.885G1Z114.5F.25Z85.337X183.679Z87.337G0Z116.5X199.69G1Z114.5F.25Z85.337X191.485Z87.337G0Z116.5X207.496G1Z114.5F.25Z94.723X203.512Z85.337X199.29Z87.337G0Z116.5X215.302G1Z114.5F.25Z110.201G2X213.712Z109.366R1.1G1X207.096Z93.78Z95.788G0Z116.5X223.108G1Z114.5F.25Z110.237X215.864G2X214.902Z110.127R1.1G1Z112.127G0Z116.5X230.913G1Z114.5F.25Z110.237X222.708Z112.237G0Z116.5X238.719G1Z114.5F.25Z110.237X230.513Z112.237G0Z116.5X246.525G1Z114.5F.25Z110.237X238.319Z112.237G0Z116.5X254.331G1Z114.5F.25Z110.237X246.125Z112.237G0Z116.5X262.137G1Z114.5F.25Z110.237X253.931Z112.237G0Z116.5X269.942G1Z114.5F.25Z110.237X261.737Z112.237G0Z116.5X277.748G1Z114.5F.25Z110.237X269.542Z112.237G0Z116.5X285.554G1Z114.5F.25Z110.237X277.348Z112.237G0Z116.5X293.36G1Z114.5F.25Z110.237X285.154Z112.237G0Z116.5X301.165G1Z114.5F.25Z110.237X292.96Z112.237G0Z116.5X308.971G1Z114.5F.25Z110.237X300.765Z112.237G0Z116.5X316.777G1Z114.5F.25Z110.23