波形圈凸模的工艺分析与数控编程(附件)【字数：5748】
波形圈凸模是生产波形圈的重要零件，在整套模具中起着至关重要的作用，其质量决定了波形圈的加工质量和模具的使用寿命。本文首先对波形圈凸模的结构外形及加工要求做简要介绍，然后详细分析了波形圈凸模零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具以及切削用量等的选用，编写波形圈凸模的加工工艺文件，并使用NX10.0软件进行波形圈凸模零件的数控编程与仿真加工，最后完成零件的加工与检测。
目录
引 言 1
一、波形圈凸模零件介绍 2
（一） 波形圈凸模的应用场合 2
（二）波形圈的结构及尺寸分析 2
二、波形圈凸模的加工工艺分析 3
（一）工件材料及毛坯的选用 3
（二）波形圈凸模的加工设备选用 3
（三）波形圈凸模的夹具选用 4
（四） 刀具的选用 5
（五）波形圈凸模的加工工艺过程 5
（六）加工工序的确定 6
三、波形圈凸模的三维建模 9
四、波形圈凸模的数控仿真加工 11
五、 波形圈凸模的检测 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
附录 18
引 言
波形圈凸模是生产波形圈的重要部件，是模具中不可缺少的零件。由于波形圈凸模在工作时会承受比较大的冲击力，属于易损件，在生产一定数量的波形圈后需进行更换，因此，该零件需要具备良好的耐磨性、韧性和强度，较高的硬度，在模具装配和使用过程中要求容易装配，可靠性好。
本课题分析的波形圈凸模属于轴类零件，波形曲面的精度要求较高，是分析的重点和难点内容。文章首先通过波形圈凸模的零件图，分析其加工要求和注意事项，然后根据加工要求，分析该波形圈凸模的加工工艺，内容包括：工件所用的材料、毛坯的选用、加工设备的选用、刀具和夹具的选用、切削用量的选用等，编制波形圈凸模的数控加工工艺文件，接着采用UG软件编写其数控加工程序，最后进行加工并检测零件是否合格。
本课题来源于泰州振泰丰模具厂，该企业主要从事模具制造、冲压加工、金属铸造和汽车零配件的加工等。本人在企业担任的是机床操作员，该波形圈凸模是我在实习期间加工的产品之一，加工过 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
程中严格遵守公司要求，做到一丝不苟。
一、波形圈凸模零件介绍
波形圈凸模的应用场合
本文的分析对象是波形圈的凸模，波形圈凸模是生产波形圈模具中的重要部件，是模具中不可缺少的零件，属于易损件，在生产一定数量的波形圈后需要进行更换。因为波形圈凸模在工作时会承受较大的冲击力。在模具装配和使用的过程中要求容易装配，可靠性高，所以对于波形圈外形尺寸的要求会比较高，这是波形圈凸模加工的一个难点。波形圈凸模的三维建模如图11所示。
图11 波形圈凸模三维图
（二）波形圈的结构及尺寸分析
本文分析的是波形圈凸模零件，如图12所示为该产品的零件图。该零件是一个轴类零件，零件材料为Cr12钢，零件加工表面包括了波形曲面，圆柱面、圆弧面、倒角和孔等。本零件形状结构比较复杂的是顶部由规律曲线构成的波形曲面，零件的总高为53.5mm，零件下半部直径为Φ43.6mm，高度为36.4mm，零件上半部直径为Φ38.5+0.025 0mm，其顶部是波形曲面，其曲线的表达式为X(t)=38.5t、Y（t）=0、Z（t）=2.2sin（1440t）。零件上半部有一个Φ32mm内孔，Φ32mm内孔下面是一个R9的圆弧面，零件中心有一个直径为Φ8mm的通孔，R9圆弧面与Φ8mm通孔接口处距工件顶面距离为15.5mm，该零件Φ32mm内孔的轴线相对于Φ38.5mm外圆的轴线其同轴度为Φ0.03。波形圈凸模精度要求最高的是顶部尺寸为Φ38.5mm的外圆，其公差是0.0.25mm，公差等级是IT2，其余未注公差为±0.2mm，要求不高。表面粗糙度要求最高的是波形曲面和Φ38.5mm外圆面，其表面粗糙度为Ra1.6μm，其余表面粗糙度要求均为Ra3.2μm。加工时需要去毛刺，零件上未注倒角为C1，未注圆角为R1，零件的加工过程中需要倒角，保持表面光洁度，不能有铁屑，夹痕和碰伤。
图12 波形圈凸模零件图
二、波形圈凸模的加工工艺分析
（一）工件材料及毛坯的选用
波形圈凸模主要用于生产波形圈的模具中，使用极为频繁，每分钟的冲裁次数在60到100次左右，极易损坏，所以要求波形圈的凸模具有较好的耐磨性、韧性和强度。Cr12钢是合金工具钢的一种，其含碳量为2.0~2.3%，Cr含量为11.5~13%，本身具有较高的硬度，较好的耐磨性、韧性、强度和淬透性能，其淬火后硬度为HRC5560，广泛应用于模具的冲头，即冷冲压模具的凸模，因此本文选择Cr12钢做为该零件的材料。
波形圈凸模的整体外形为圆柱形，较为规则，各台阶外圆尺寸相差不大，因此本文选用型材，即Cr12圆钢，市场供应充足方便购买，降低企业的生产成本。根据零件的最大直径Φ43.6mm，最大长度53.5mm，确定毛坯的规格尺寸为Φ46×57mm。
（二）波形圈凸模的加工设备选用
本文分析的波形圈凸模是由外圆面和内孔组成，其顶部是波形曲面，零件总体尺寸较小，加工内容包括：端面、外圆面、Φ8mm的通孔、Φ32mm的孔、R9圆弧面和波形曲面等，且波形曲面精度要求比较高，加工内容主要集中在上表面，因此，加工该波形圈凸模需要用到数控车床和四轴加工中心。
车削采用的是CK6140数控车床，如图21所示，该机床可以用来镗孔、钻孔、车圆弧面、倒角、车外螺纹和梯形螺纹等。该机床最大回转直径为Φ210mm，主轴转速范围为251600r/mm，切削时的纵向进给量为0.042.16mm。
铣削采用的MCVL8504四轴加工中心，如图22所示，该加工中心是一种具有高精度高效率的自动化机床，可以用来加工平面、沟槽、各种曲面和孔等。该机床采用的是法兰克系统，X轴行程是1000mm，Y轴行程是520mm，Z轴行程是640mm，主轴转速范围控制在809000r/mm，切削进给为110000mm/min，适合波形圈凸模零件的加工。
图21 CK6140数控车床 图22 MCVL8504四轴加工中心
目录
引 言 1
一、波形圈凸模零件介绍 2
（一） 波形圈凸模的应用场合 2
（二）波形圈的结构及尺寸分析 2
二、波形圈凸模的加工工艺分析 3
（一）工件材料及毛坯的选用 3
（二）波形圈凸模的加工设备选用 3
（三）波形圈凸模的夹具选用 4
（四） 刀具的选用 5
（五）波形圈凸模的加工工艺过程 5
（六）加工工序的确定 6
三、波形圈凸模的三维建模 9
四、波形圈凸模的数控仿真加工 11
五、 波形圈凸模的检测 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
附录 18
引 言
波形圈凸模是生产波形圈的重要部件，是模具中不可缺少的零件。由于波形圈凸模在工作时会承受比较大的冲击力，属于易损件，在生产一定数量的波形圈后需进行更换，因此，该零件需要具备良好的耐磨性、韧性和强度，较高的硬度，在模具装配和使用过程中要求容易装配，可靠性好。
本课题分析的波形圈凸模属于轴类零件，波形曲面的精度要求较高，是分析的重点和难点内容。文章首先通过波形圈凸模的零件图，分析其加工要求和注意事项，然后根据加工要求，分析该波形圈凸模的加工工艺，内容包括：工件所用的材料、毛坯的选用、加工设备的选用、刀具和夹具的选用、切削用量的选用等，编制波形圈凸模的数控加工工艺文件，接着采用UG软件编写其数控加工程序，最后进行加工并检测零件是否合格。
本课题来源于泰州振泰丰模具厂，该企业主要从事模具制造、冲压加工、金属铸造和汽车零配件的加工等。本人在企业担任的是机床操作员，该波形圈凸模是我在实习期间加工的产品之一，加工过 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
程中严格遵守公司要求，做到一丝不苟。
一、波形圈凸模零件介绍
波形圈凸模的应用场合
本文的分析对象是波形圈的凸模，波形圈凸模是生产波形圈模具中的重要部件，是模具中不可缺少的零件，属于易损件，在生产一定数量的波形圈后需要进行更换。因为波形圈凸模在工作时会承受较大的冲击力。在模具装配和使用的过程中要求容易装配，可靠性高，所以对于波形圈外形尺寸的要求会比较高，这是波形圈凸模加工的一个难点。波形圈凸模的三维建模如图11所示。
图11 波形圈凸模三维图
（二）波形圈的结构及尺寸分析
本文分析的是波形圈凸模零件，如图12所示为该产品的零件图。该零件是一个轴类零件，零件材料为Cr12钢，零件加工表面包括了波形曲面，圆柱面、圆弧面、倒角和孔等。本零件形状结构比较复杂的是顶部由规律曲线构成的波形曲面，零件的总高为53.5mm，零件下半部直径为Φ43.6mm，高度为36.4mm，零件上半部直径为Φ38.5+0.025 0mm，其顶部是波形曲面，其曲线的表达式为X(t)=38.5t、Y（t）=0、Z（t）=2.2sin（1440t）。零件上半部有一个Φ32mm内孔，Φ32mm内孔下面是一个R9的圆弧面，零件中心有一个直径为Φ8mm的通孔，R9圆弧面与Φ8mm通孔接口处距工件顶面距离为15.5mm，该零件Φ32mm内孔的轴线相对于Φ38.5mm外圆的轴线其同轴度为Φ0.03。波形圈凸模精度要求最高的是顶部尺寸为Φ38.5mm的外圆，其公差是0.0.25mm，公差等级是IT2，其余未注公差为±0.2mm，要求不高。表面粗糙度要求最高的是波形曲面和Φ38.5mm外圆面，其表面粗糙度为Ra1.6μm，其余表面粗糙度要求均为Ra3.2μm。加工时需要去毛刺，零件上未注倒角为C1，未注圆角为R1，零件的加工过程中需要倒角，保持表面光洁度，不能有铁屑，夹痕和碰伤。
图12 波形圈凸模零件图
二、波形圈凸模的加工工艺分析
（一）工件材料及毛坯的选用
波形圈凸模主要用于生产波形圈的模具中，使用极为频繁，每分钟的冲裁次数在60到100次左右，极易损坏，所以要求波形圈的凸模具有较好的耐磨性、韧性和强度。Cr12钢是合金工具钢的一种，其含碳量为2.0~2.3%，Cr含量为11.5~13%，本身具有较高的硬度，较好的耐磨性、韧性、强度和淬透性能，其淬火后硬度为HRC5560，广泛应用于模具的冲头，即冷冲压模具的凸模，因此本文选择Cr12钢做为该零件的材料。
波形圈凸模的整体外形为圆柱形，较为规则，各台阶外圆尺寸相差不大，因此本文选用型材，即Cr12圆钢，市场供应充足方便购买，降低企业的生产成本。根据零件的最大直径Φ43.6mm，最大长度53.5mm，确定毛坯的规格尺寸为Φ46×57mm。
（二）波形圈凸模的加工设备选用
本文分析的波形圈凸模是由外圆面和内孔组成，其顶部是波形曲面，零件总体尺寸较小，加工内容包括：端面、外圆面、Φ8mm的通孔、Φ32mm的孔、R9圆弧面和波形曲面等，且波形曲面精度要求比较高，加工内容主要集中在上表面，因此，加工该波形圈凸模需要用到数控车床和四轴加工中心。
车削采用的是CK6140数控车床，如图21所示，该机床可以用来镗孔、钻孔、车圆弧面、倒角、车外螺纹和梯形螺纹等。该机床最大回转直径为Φ210mm，主轴转速范围为251600r/mm，切削时的纵向进给量为0.042.16mm。
铣削采用的MCVL8504四轴加工中心，如图22所示，该加工中心是一种具有高精度高效率的自动化机床，可以用来加工平面、沟槽、各种曲面和孔等。该机床采用的是法兰克系统，X轴行程是1000mm，Y轴行程是520mm，Z轴行程是640mm，主轴转速范围控制在809000r/mm，切削进给为110000mm/min，适合波形圈凸模零件的加工。
图21 CK6140数控车床 图22 MCVL8504四轴加工中心
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/136.html
