模具制造工艺复习整理版.doc

第一章一、基本概念1. 生产过程：生产过程是将原材料或半成品转变成为成品的各有关劳动过程的总和。生产过程包括：生产技术准备过程、毛坯的制造过程（铸造、锻造、冲压）、零件的各种加工过程（机械加工、焊接、热处理、表面处理）、产品的装配过程（部装、总装、检验试模和油封）、各种生产服务活动。2. 工艺过程：在模具产品的生产过程中，对于那些使原材料成为成品的直接有关的过程，如 毛坯制造、机械加工、热处理和装配等，称为工艺过程。3. 工序：工序是工艺过程的基本单元。只一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点，对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。4. 工步与走刀：在一个工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加 工。当加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序称为公步。5. 安装与工位：工件在加工之前，在机床或夹具上先占据一个正确的位置，这就是定位。6. 生产纲领：工厂制造产品 (或零件)的年产量，称为生产纲领。7. 生产类型：根据产品的生产纲领的大小和品种的多少，模具制造业的生产类型主要可分为:单件生产和成批生产两种类型(成批生产又分为小批生产、中批生产、大批生产)。2、 工艺规程定制的原则和步骤1.工艺规程是记述由毛坯加工成为零件的一种工艺文件，它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必要的操作方法等。因此，工艺规程具有指导生产和组织工艺准备的作用，是生产中必不可少的技术文件。2.制订工艺规程的原则：1)技术上的先进性。2)经济上的合理性。3)有良好的劳动条件。3.制订工艺规程的步骤：1)对产品装配图和零件图的分析与工艺审查。2)确定生产类型。3)确定毛坯的种类和尺寸。4)选择定位基准和主要表面的加工方法，拟订零件加工工艺路 线。5)确定各工序余量，计算工序尺寸、公差，提出其技术要求。6)确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额。7)填写工艺文件。4.(1)工艺过程综合卡片这种卡片主要列出了整个零件加工所经过的工艺路线 (包括毛坯、机械加工和热处理等)，它是制订其他工艺文件的基础，也是生产技术准备、编制作业计划和组织生产的依据。(2)工艺卡片这种卡片是以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。(3)工序卡片工序卡片是在工艺卡片的基础上分别为每一个工序制订的，是用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件。5.零件的技术要求包括下列几个方面：主要加工表面的尺寸精度；主要加工表面的几何形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；零件表面质量；零件材料、热处理要求及其他要求。这些要求对制订工艺方案有重要的影响。6.毛坯设计：1）模具零件的毛坯形式主要分为原型材、锻造件、铸造件和半成品件四种。 2）材料：精密冲裁模的上下模座为铸钢材料；大型覆盖件拉伸模的凸凹模和压边圈零件为合金铸铁；非标准模架的上下模座为45钢；精密冲裁模和重载冲压模的工作零件为高碳高合金工具钢。毛坯形式为铸造件；高寿命冲裁模的工作零件多为硬质合金钢，毛坯形式为粉末冶金件。7.锻造目的：模具的工作零件大量使用高碳高铬工具钢，其存在大量共晶网状碳化物，这种碳化物很硬也很脆，而且部分不均匀，从而降低了材料的力学性能，降低了磨具的使用寿命。只有通过锻打，打碎共晶网状碳化物，并史碳化物分布均匀，晶粒组织细化，才能充分发挥材料的力学性能，提高磨具的使用寿命。(锻件总损耗量：烧损量、切头损耗、芯料损耗）8.定位基准：具表面间相对位置包括：模表面间的距离尺寸精度和相对位置精度。 (1)设计基准在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。 (2)工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。（分为定位基准、测量基准、装配基准）9.工件的安装方式：(1)直接找正法采用这种方法时，工件在机床上应占有的正确位置，是通过一系列的尝试而获得的。(2)划线找正法此法是在机床上用划针按毛坯或半成品上所划的线来找正工件，使其获得正确位置的一种方法。(3)采用夹具安装夹具是机床的一种附加装置，它在机床上相对刀具的位置，在工件未安装前已预先调整好，所以在加工一批工件时，不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求，既省工又省事，是先进的定位方法，在成批和大量生产中广泛应用。10.定位基准的选择：(1)粗基准的选择在起始工序中，工件定位只能选择未经加工的毛坯表面，这种定位表面称为粗基准。 粗基准原则：1)对于具有不加工表面的工件，为保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，一般应选择不加工表面为粗基准。2)对于具有较多加工表面的工件粗基准的选择，应按下述原则合理分配各加工表面的加工余量：应保证各加工表面都有足够的加工余量；对某些重要表面如滑道和重要的内孔，尽可能是加工余量均匀；使工件上各加工表面金属切削余量最小。3)粗基准的表面应尽量平整、没有浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷。4)表面粗糙且精度低的毛坯粗基准的选择：一般情况下，同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。(2)精基准的选择：在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，这种定位基面称为精基准。精基准原则：1)应尽可能选用加工表面的设计基准作为精基准，避免基准不重合造成的定位误差。即“基准重合”原则。2)当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位， 这就是“基准统一”原则。3)有些精加工和光整加工工序应遵循 “自为基准”原则。4)定位基准的选择应便于工件的安装与加工，并使夹具的结构简单。11.加工顺序的安排：(1)切削加工顺序的安排：原则：1)先粗后精。2)先主后次。3)基面先行。4)先面后孔。 （2热处理工序的安排模具零件常采用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳和氮化等。又分预先热处理和最终热处理。1)预先热处理：包括退火、正火、时效和调质等。2)最终热处理：包括各种淬火、回火、渗碳和氮化处理等。 （3）辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗和涂防锈油等。其中检验是最主要的辅助工序，检验工序应安排在:粗加工全部结束后，精加工之前；零件从一个车间转向另一个车间前后；重要工序加工前后；零件加工完毕之后。钳工去毛刺一般安排在易产生毛刺的工序之后，检验及热处理工序之前。清洗和涂防锈油工序安排在零件加工之后，进入装箱和成品库前进行。12. 加工余量的确定方法 ：(1)计算法在影响因素清楚的情况下，用计算法是比较准确的(2)查表法此法主要以工厂生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际加工情况加以修正，确定加工余量。(3)经验法(偏大） 由一些有经验的工程技术人员或工人根据经验确定加工余量的大小。13. P23的例题可能要考，自己看书第二章1 普通机床加工：1.车削加工：加工对象：圆盘类、轴类零件（导柱、导套、顶杆、模柄）；局部圆弧面、回转曲面（大曲面用仿形加工，小曲面用成形刀加工法）。 （2） 精加工的尺寸精度：IT68；表面粗糙度1.60.8um2.铣削加工：（1）加工对象：平面、斜槽、沟槽、型腔，一般加常用于加工模块的平面、台 阶、型腔。（1、铣削成形面；2、加工各种带圆弧的型面与型槽；加工带孔间尺寸要求的孔）（2）精度：工尺寸精度可达IT10，Ra1.6微米；高速精铣后可达IT8，Ra0.8微米。3.刨削和插削加工：（1）加工对象：板块外形面、斜面、各种形状复杂的表面。 （2） 精度：加工后尺寸精度为IT10，表面粗糙度1.6微米；宽刃精刨时可获更高精度。4.磨削加工：（1）加工对象：形状简单（平面、内圆和外圆）的零件进行加工；例如磨削主要对模具型腔、型面、导柱外圆、导套内外圆表面以及模具零件之间的接触面进行精加工。 （2）精度：加工精度可达IT5IT7，表面粗糙度可达0.80.2um。2、 成型磨削 原理：把零件的轮廓分成若干直线和圆弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，并使衔接处平整光滑，使之达到零件图上的技术要求。 精度：可达IT5，粗糙度达0.1um，可加工淬硬件及硬质合金材料。 成型磨削分为成型砂轮磨削（仿形法）和夹具磨削（范成法）。1、 成形砂轮磨削法：将砂轮修整成与工件被磨削表面完全吻合的相反型面，对工件进行磨削，获得所需成形面的形状。特点：由于成形磨削是成形表面精加工的一种方法，并有高精度、高效率的优点，其主要用于精加工凸模、拼块凹模及电火花加工用的电极等零件。成型砂轮修整方法：砂轮修整器修整（砂轮角度的休整、圆弧砂轮的修整）、成型大挤压法、数控机床挤压法、电镀法。2、 夹具成形磨削法：利用专用夹具，使工件被磨削表面处于所需的空间位置或使工件获得所需的进给运动，磨削出成形面。 其核心是依据成型面的复杂程度选用不同的夹具，使工件相对于高速旋转的砂轮移动，从而加工出所需的型面。加工平面或斜面可用：正弦精密平口钳和正弦精密磁力台。加工具有一个回转中心的工件可用正弦分中夹具，多个回转中心可用万能夹具。第三章一、电火花成型加工基本原理：电腐蚀产生的主要原因是：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、汽化而被腐蚀除掉，形成放电凹坑。电火花加工的原理是基于工具和工件 ( 正、负电极 ) 之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属, 以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工特点：（1）采用成型电极进行无切削力加工；（2）电极相对工件做简单或复杂的运动；（3）工件与电极之间的相对位置可手动控制或自动控制；（4）加工一般浸在煤油中进行；（5）一般只能用于加工金属等导电材料，只有在特定条件下才能加工半导体和非导电体材料；（6）加工速度一般较慢，效率较低，且最小角部半径有限制。（7)易于实现加工过程自动化.电火花成型加工条件：（1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。一般为0.010.1mm 左右。（2）脉冲波形是单向的，如图所示。（3）放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。（4）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。2、 影响电火花成型加工的因素：（1）极性效应现象（正负电极不同而导致材料侵蚀量不同的现象），正极性加工用于精加工；（2）脉冲参数对电蚀量的影响：脉冲量越大侵蚀量越大；（3）脉冲宽度：脉冲宽度适度最好，国雄火过大均是侵蚀量减少。（4）材料热力学常数：如熔点、沸点、熔化热等越大，侵蚀量越小。3、 电火花穿孔、型腔加工：电极结构：整体式、镶拼时、组合式。P106图必考，P107下面必获得图凹模配合间隙的方法：直接加工法 、间接加工法、混合加工法。4、 电火花线切割加工原理和特点：（1）原理：利用电火花放电使金属熔化或汽化，并通过冷却液把融化或汽化了的金属去掉，宠而实现各种形状的金属零件的加工。在线切割中电极丝与高频脉冲电源的负极相连，工件则同电源正极相连，利用线电极与工件之间产生的火花放电而腐蚀工件。特点：不需制造专用电极，电极丝可反复使用，生产成本低，并节约电极制造时间；电极丝常用钼丝、铜丝，直径最小可达0.04mm，可以加工形状复杂的模具；加工精度高，表面粗糙度为1.60.8um，加工精度可达正负0.01mm；生产效率高，易于自动化生产；加工过程中不需电规准转换；不能加工盲孔类及阶梯成形表面。第四章快速成型加工的基本原理及过程（1） 原理：快速成型属于离散堆积成型。它从成型原理上提出一个全新的思维模式维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件然后进行坯件的后处理，形成零件。 基本过程：前处理（产品三维模型的构建、三维模型的近似处理、快速成型方向的选择、三维模型的切片处理）；分层叠加成形（模型截面轮廓制作、截面轮廓的叠合）；后处理（原型零件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表面强化处理）。（2）重要特征：l ）可以制造任意复杂的三维几何实体；2 ）快速性；3 ）高度柔性； 4 ）快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目标；5 ）与反求工程 （ Reverse Engineering）、CAD 技术、网络技术、虚拟现实等相结合，成为产品决速开发的有力工具。 因此，快速成型技术在制造领域中起着越来越重要的作用，并将对制造业产生重要影响。 （3）STL文件格式：STL文件：CAD实体数据经过一系相连的空间三角形网格化处理后生成三位多面体的模型即为STL文件，它是一个包含许多三角形小平面数据的文件。格式规格：1）取向规则：逆外顺内；2）共顶点原则：没相邻的2个三角形平面只能共用2个顶点；3）取之规则：STL文件的数据室无量纲的，每个小三角形平面的顶点坐标值必须为正数；4)实体封闭原则：STL文件不得违反实体封闭原则，即在三维模型的所有表面上，必须布满小三角形平面，不得有任何遗漏。第8章 ：上下模座、导柱导套的加工工艺：必考 ； 模架的技术要求第九章1、 模架装配的工艺方法：完全互换法、修配法、调整法（1） 互换法：是利用控制零件的制造误差来保证装配精度的方法。优点：1）装配过程简单，生产率高；2）对工人技术水平要求不高，便于流水作业