2018凹模--课程设计说明书（可编辑）资料.doc

凹模--课程设计说明书 该凹模的技术要求是在热处理完成之后,使用时的整体硬度为61~63HRC,所以它的使用状态时的硬度很高。 综合对该零件的形状、尺寸、技术要求这三方面的分析,这个模具属于一个小型的冷作模具。因为热作模具是在高温下工作的,因此需要具有一定的高温强度与高温硬度,良好的淬透性与冲击韧度,足够的耐热疲劳性能和抗氧化能力。所以其绝大部分使用的最高硬度也不超过60HRC。作为一个小型的冷作凹模,则其工作时主要承受拉压、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等多种机械力的作用,其主要时效形式有:过载失效、磨损失效、咬合失效以及多冲疲劳失效等。但是对其作用的载荷都相对比较小。为了满足冷作模具高应力、高耐磨和使用寿命的需要,因此这个小型冷作模具应具备较高的硬度和耐磨性,一定的抗冲击能力,较高的变形抗力,断裂抗力,耐磨损,抗疲劳和不咬合等使用性能。 3 材料选择 通过给出的技术要求(61~63HRC),所以要选择淬透性和淬硬性都比较好的材料作为该凹模的制作材料,经查阅相关资料有很多材料都适合作为冷作模具的材料,如9SiCr、Cr12MoV、9Mn2V、CrWMn等。下面对这四种不同的材料的比较如下: 化学成分(质量百分数:%): 表1 四种材料的化学成分(质量百分数:%) 化学成分 C Si Mn Cr W V P S 9SiCr 0.85~0.95 1.20~1.60 0.30~0.60 0.95~1.25 ≤0.030 ≤0.030 Cr12MoV 1.45~1.70 ≤0.40 ≤0.40 11.00~12.500.15~0.30 ≤0.030 ≤0.030 9Mn2V 0.85~0.95 ≤0.40 1.70~2.00 0.10~0.25 ≤0.030 ≤0.030 CrWMn 0.90~1.05 ≤0.40 0.80~1.10 0.90~1.20 1.20~1.60≤0.030 ≤0.030 物理常数(近似值:℃): 表2 四种材料的物理常数(近似值:℃) 临界点 Ac1 Acm Ar1 Ar3 Ms Mf 9SiCr 770 870 730160 -30 Cr12MoV 830 855 750 785 230 0 9Mn2V 730 760 655 690 125 CrWMn 750 940 710260 -50 淬透性: 表3 四种材料淬透性和回火硬度的比较 材料 淬透性能 回火硬度 9SiCr 淬透性较高,能达到60HRC的端淬距离为13mm 58~65 Cr12MoV 淬透性高 55~61 9Mn2V 淬透性很高,能达到60HRC的端淬距离为13mm 60~62 CrWMn 淬透性较高,20mm的能全部淬透并达到60HRC 55~65 综合以上数据,这些材料均能达到该零件的使用性能要求。但是根据实际成本和材料的化学成分来看,9Mn2V在符合要求的同时具有整体优势。因为从热处理特点来看,9Mn2V的化学成分相对简单,且合金元素含量也不高,便于热处理;另外,从上述四种材料的物理参数看来,9Mn2V的临界点相对较低,应用到大批量生产上可以减少一部分能源的使用。此外,对9Mn2V进行回火的时候还可以不用通过介质来进行加热。所以,在均能满足性能要求的前提下,9Mn2V非常符合制作这个凹模。9Mn2V的化学成分和相关物理参数如表.4,表.5所示: 表4 Mn2V的化学成分(质量百分数:%) C Si Mn V P S 0.85~0.95 ≤0.40 1.70~2.00 0.15~0.25 ≤0.030 ≤0.030 表5 9Mn2V的相关物理参数摄氏度:℃ Ac1 Acm Ar1 Ar3 Ms 730 760 655 690 125 4 确定加工工艺路线 根据零件的形状,尺寸以及服役条件确定零件的加工工艺路线如表.6所示: 表6 加工工艺路线 序号 工艺 内容 设备 1 下料 棒料下料 锯床 2 锻造 将坯料锻成长方体 3 退火 将锻件退火,以消除锻压造成的内应力,改善加工性能 4 粗铣 铣各平面,厚度留磨削余量0.6mm,侧面留磨削余量0.4mm 铣床 5 磨平面 磨上、下平面(单面留磨量0.3mm)和相邻两侧面,保持各面相互垂直(用90°角尺检验) 磨床 6 钳工划线 划出对称中心,型孔的轮廓线 7 型孔粗加工 在铣床上加工型孔,留单边加工余量0.15mm 立式铣床 8 热处理 保证60?62HRC 9 磨平面 磨上、下平面及相邻两侧面至要求尺寸 磨床 10 线切割 按图切割型孔达到尺寸要求 线切割机 11 钳工精修 全面达到设计要求 12 检验 5.1 模具的预备热处理 为了消除毛坯的残留组织缺陷,有利于后续冷热处理,提高使用性能和寿命。冷作模