模具制造工艺与设备2222.doc

1. 模具的生产过程是指由原材料开始经过加工转变为成品的全部过程 2. 现代工业产品的生产过程系统包括有：生产技术准备过程，基本生产过程，辅助生产过程，生产服务过程。3. 在生产过程中，生产技术准备阶段是整个生产的基础，对于模具的质量，成本，进度和管理都有重大的影响。生产技术准备阶段工作包括模具图样的设计，工艺技术文件的编制，模具成本的估价等等。4. 在加工过程中，毛坯，零件和组件的质量保证和检验是必不可少的环节，在模具生产中通过三检制的实施保证合格制件在生产线上流转。5. 模具工艺工作的主要内容l 编织工艺文件l 二类工具的设计和工艺编制l 处理加工现场技术问题l 参加试模和鉴定工作6. 模具工艺文件主要包括模具零件加工工艺规程，模具装配工艺要点或工艺规程，原材料清单，外购件清单和外协件清单等7. 模具的生产特点l 属于单件，多品种生产l 客观要求模具生产周期短l 模具生产的成套性l 试模和试修l 模具加工向机械化，精密化，和自动化发展8. 模具工艺特点；l 模具加工上尽量采用万能通用机床，通用刀量具和仪器，尽可能地减少专用二类工具的数量l 在模具设计和制造上较多的采用实配法，同镗法等，使得模具零件的互换性降低，但这是保证加工精度，减小加工难度的有效措施l 在制造工序安排上，工序相对集中，以保证模具加工质量和进度，简化管理和减少工序周转时间9. 模具的经济技术指标：模具的精度和刚度，模具的生产周期，模具的生产成本和模具的寿命四个基本方面10. 模具的精度主要体现在模具工作零件的精度和相关部位的配合精度11. 影响模具精度的主要因素：l 产品质件精度l 模具加工技术手段的水平l 模具装配钳工的技术水平l 模具制造的生产方式和管理水平12. 模具的生产周期是从接受模具订货任务开始到模具试鉴定后交付合格模具所有用的时间13. 影响模具生产周期的主要因素：l 模具技术和生产的标准化程度l 模具企业的专门化程度l 模具生产技术手段的现代化l 模具生产的经营和管理水平14模具生产成本是指企业为生产和销售模具支付费用的总和15模具生产成本包括原材料费，外购件费，外协件费，设备折旧费，经营开支等等。从性质上分为生产成本，非生产成本和生产外成本16影响模具生产成本的主要因素：l 模具结构的复杂程度和模具功能的高低l 模具精度的高低l 模具材料的选择l 模具加工设备l 模具的标准化程度和企业生产的专门化程度17模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数量，它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。模具寿命=工作面的一次寿命x修磨次数x易损件的更换次数。不同类型的模具正常损坏的形式也不一样，但总的来说工作表面损坏的形式有摩擦损坏，塑性变形，开裂，疲劳损坏，啃伤等。18.影响模具寿命的主因素l 模具结构l 模具材料l 模具加工质量l 模具工作状态l 产品零件状况19.模具表面分类：外形表面，成型表面，结构表面。成型表面：是指在模具中直接决定产品零件形状，尺寸，精度的表面及与这些表面协调的相关表面。20.平面外形表面的加工可以在牛头刨床，立铣床，龙门刨床上进行刨削和铣削加工，去除毛坯上的大部分加工余量。从生产效率上考虑，大型平面多采用龙门刨床刨削加工，中型平面多采用牛头刨床刨削加工，中小型平面多采用立铣床铣削加工。20.成形表面不仅尺寸精度要求高，而且表面粗糙度要求也很高。因此，成行表面的加工又分成两大部骤，第一步是尺寸加工，通过各种不同的方法达到设计图样所要求的尺寸精度和位置精度。第二步是通过研磨和抛光的光整加工，使成形表面达到设计图样所要求的表面粗糙度和形状精度，第二步的加工对于成形表面尤为重要。21.在决定毛坯形式时主要考虑以下几个方面：l 模具材料的类别l 模具零件的类别和作用l 模具零件几何形状特征和尺寸关系22.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。23.原型材的主要下料方式有：l 剪切法l 锯切法l 薄片砂轮切割法l 火焰切割法24.锻造的主要目的：l 提高了材料的致密度，并得到良好的机械加工性能。l 提高了材质的热处理性能和模具的使用寿命。l 提高了模具零件的承载能力，提高了材料的力学性能和使用性能。l 挺高了模具零件的机械加工和热处理加工的工艺性25.影响锻件质量的主要因素有以下四个方面：l 原材料的质量状态和备料情况l 锻锤吨位的选择是否合理l 锻件坯料的加热，冷却温度，每次锻压变形量等工艺参数是否正确l 锻造方式的选择和锻造比的大小26.机械仿形按照靠模样板的安装位置不同分为靠板靠模仿形，刀架靠模仿形和尾座靠模仿形。27.孔系：在模具零件加工中，有些零件如凹模，凸模固定板，上下模座等常带有一系列圆孔，各圆孔的尺寸及它们之间的相对位置都有一定的要求。28.相关件孔系的加工方法：l 同镗加工法l 配镗加工法l 坐标磨削法29.同镗法：是将待加工的两个或两个以上的相关零件固定在一起，经过划线后，依次镗出相关件的各孔。30.水平分行：工作台做水平移动，铣刀进行切削，切削到型腔端头，主轴箱在垂直方向做一进给运动，然后铣刀在做反向水平进给31.垂直分行：主轴箱不断做垂直进给运动，当切削到型腔端头，工作台在水平方向做一横向进给，然后铣刀在做反向垂直进给。32.仿形铣床加工成形表面的特点：生产率较高，铣削精度高，表面粗糙度高，但表面并不十分平滑，留有刀痕，故尚需钳工修整，仿形铣床价格昂贵，对操作人员技术水平要求高，还需要预先备好靠模。33.成形磨削：就是把复杂的成形表面分解成若干个平面，圆柱面等简单形状，然后分段磨削，并使其连接光滑，圆整，达到图样要求。34.成形磨削的方法：l 成形砂轮磨削法l 夹具磨削法35.用于成形磨削的夹具有：精密平口钳，正弦磁力台，正弦分中夹具，网能夹具等36.用万能夹具成形磨削时正确的顺序：成形磨削前，首先确定水平和垂直两方向的基准面，在对基准面磨削后，以此基准面相对移动中心位置加工型面。然后磨削与基准面直接有关的加工面，精度要求高的面，大平面和平行于直角坐标的面在磨削斜面。当直线面与凸圆弧相接时，应先磨削直线面，后磨削凸圆弧面，直线面与凹圆弧相接时，应先磨削凹圆弧，后磨削直线面，两凸圆弧相接时，应先磨削大半径凸圆弧面，后磨削小半径凸圆弧面，两凹圆弧面相接时，应先磨削小半径凹圆弧面，后磨削大半径凹圆弧面。37.根据成形磨削工艺要求，应计算下列各项工艺尺寸：l 各圆弧中心的坐标尺寸l 各平面至相应工艺中心的垂直距离l 各平面对坐标轴所倾斜的角度l 各圆弧的包角。40.成形磨削对模具结构的要求：l 凸模应设计成直通形式l 当凸模形状复杂或者砂轮无法进入被加工时，可将凸模设计成镶拼式凸模l 凹模若采用成形磨削加工，则必须设计成镶拼结构，以便使内型表面成为外形表面从而能进行成形磨削l 模具成形零件的设计尺寸，应考虑成形磨削工艺，要尽量避免造成工艺尺寸的换算困难41.坐标镗床的主要附件有：圆形回转工作台，万能回转工作台，中心测定器，各种镗孔尖夹和镗杆等42.影响坐标镗床加工精度的因素有:l 机床的定位精度l 测量装置的定位精度l 机床与工件的温差l 加工方法和工具的正确性l 工件重量及切削力所产生的机床和工件的热变形和弹性变形l 操作工人的技术熟练程度43.磨削圆弧面时，使磨头作圆周旋转运动的同时又作行星运动和轴向上下运动44.数控加工的特点：l 提高加工质量l 提高加工效率l 便于实现生产管理和加工的现代化45.数控加工的经济性：l 缩短模具生产周期l 为生产高质量的模具奠定了基础46.电火花成形加的基本条件：l 电火花成形加工必须采用脉冲电源，提供瞬间脉冲放电l 脉冲放电必须有足够的放电能量l 工具电极和工件之间必须保持一定的放电间隙l 火花放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行47.电火花成形加工过程即电火花放电过程包括：l 液体介质击穿和通道形成l 能量的转换和传递l 电蚀产屑物的抛出l 间隙消电离48.对脉冲电源的基本要求：l 要有足够的脉冲放电能量，保持一定的生产效率l 脉冲波形基本上是单向脉冲，以便充分利用极性效应减少电极的损耗l 脉冲电源的主要参数应该有较宽的调节范围，以满足粗，半精，精加工的需要l 工具电极损耗小l 性能稳定可靠，结构简单，操作和维修方便49.工作液循环过滤系统的作用：是强迫一定压力的工作液流经放电间隙，将电蚀产物排除，并且对使用过的工作液进行过滤和净化50.极性效应：在脉冲放电过程中，工作和电极都要受到电腐蚀，实践证明，即使工件和电极的材料完全相同，也会因为所接电源的极性不同而有不同的蚀除速度51.精加工时，用正极性加工，粗加工，用负极性加工52.电规准：脉冲电源提供给电火花成形加工的脉冲宽度，脉冲间隙和峰值电流这一组电参数53.二次放电：由于电蚀作用，放电间隙中存在着电蚀产物，这些电蚀产物在经放电间隙排出的过程中，在电极和工件间产生额外的放电，引起间隙的扩大。导致加工斜度。54.达到配合间隙的电火花加工主要有以下几种：凸模修配法，直接配合法，混合法55.直接配合法：是用加长的钢凸模作电极加工凹模型孔，加工后将凸模上的损耗部分切除，凸凹模的配合间隙控制脉冲放电间隙直接保证56.阶梯电极：是在原有的电极上适当增长，而增长部分的截面适当缩小，成阶梯形。其加工原理是利用电极的增长部分进行粗加工，只留下很少余量留给后部进行加工。其优点：能充分发挥粗加工生产效率高，加工稳定性好，电极损耗小，还有减少电规准转换次数，简化操作，容易保证模具质量的好处。57.电极材料主要是铸铁和钢58.电火花加工凹模的特点：l 采用整体模具结构l 刃口及落料斜度l 型孔尖角为小圆角l 电火花成形加工中广泛采用直接法加工凹模型孔l 模度厚度减薄59.型腔电火花成形加工的方法：单电极平动法，多电极更换法和分解电极加工法等60.和电火花穿孔加工相比，电火花线切割加工有如下特点：l 采用线材作线电极，省掉了成形工具电极，大大降低了成形工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间及模具加工周期l 能用很细的电极丝加工微细异型孔，窄缝和复杂形状的工件l 采用移动的长金属丝进行加工，单位长度的金属丝损耗小，对加工精度的影响，可以忽略不计，加工精度高l 以切缝的形式按轮廓加工，蚀除量少，不仅生产率高，材料利用率也高l 自动化程度高，操作使用方便，易于实现微机控制l 可直接采用精加工或半精加工规准一次成形，一般不需要中途换电规准l 一般采用水质工作液，避免发生火灾，安全可靠61.影响线切割工艺指标的主要因素：机床精度，电源参数，工作液，操作技术等62.影响表面粗糙度的因素主要有以下几点：l 脉冲电源参数选择不当，单个脉冲能量过大l 导轮及其轴承因磨损而使精度下降，由此产生的高低条纹严重地影响了加工表面的粗糙度的l 钼丝损耗过大，变细了的钼丝的钼丝在导轮内窜动l 进给速度调节不当，加工不稳定l 电极丝的走丝速度和抖动情况，机械传动精度等也影响加工表面的粗糙度63.以线切割加工作为主要工艺时，钢质材料的加工路线是：下料-锻造-退火-机械加工-淬火与回火-磨削加工-线切割加工-钳工修整。其工艺路线的特点：工件在加工的全部过程中，会出现两次较大的变形。一次是退火后经机械加工，材料内部的残余应力会显著增加，另一次是淬硬后线切割去除大面积金属或切断，会使材料的内部残余应力的相对平衡状态受到破坏而产生第二次较大的变形64.为减小残余应力引起的变形，可采取如下措施：l 除选用合适的模具材料外，还应正确选择热加工方法和严格执行热处理规范l 在线切割加工之前，可安排时效处理l 由于毛坯边缘处的内应力较大，因此工件轮廓应离开毛坯边缘810mml 切割凸模类外型工件时，若从毛坯边缘切入加工，则由于存在切口，容易引起加工过程的变形l 线切割型孔类工件时，可采用二次切割法l 可在淬火前进行预加工以去除大部分余量，尽留较小的精切余量，待淬硬后，在进行一次精切成形65.根据电铸的材料不同，电铸可分为电铸镍，电铸铜和电铸铁66.电铸成形的特点:l 电铸件与母模的尺寸误差小，尺寸精度可达微米，表面粗糙度底l 可以制造形状复杂，用机械加工难以成形甚至无法成形的工件l 母模材料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模l 电铸件具有较好的机械强度l 电铸件具有较好的机械强度l 电铸可获得高纯度的金属制品l 电铸时金属沉积速度缓慢，制造周期长l 电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄67.母模设计时应掌握以下主要几个问题：l 母模形状与所需型腔相反l 确定母模尺寸时，应考虑材料收缩率，母模表面粗糙愈小愈好l 对于非熔型轴状母模应带有1530的脱模斜度，同时需考虑脱模措施l 承受电铸的部分应按制品需要放长35mm以备电铸后端部粗糙而割除l 母模的轮廓在较深的底部凹凸不能相差太大，同时尽量避免尖角l 母模所用材料有金属的，非金属的，其中又可分为可熔的，不可熔的等数种，应根据不同需要进行选择68.电解磨削的特点：l 能够加工任何高硬度与高韧性的金属材料，且生产效率高l 加工精度高，表面质量好l 砂轮寿命长l 电解磨削存在的问题；机床等设备需要增加防蚀锈措施l 磨削刀具时刃口不易锋利，劳动条件差69.影响电解磨削的因素l 电参数l 磨削压力l 工作和磨轮的接触面积l 磨轮的线速度l 电解液的供给量和浓度70.快速成形技术：是由计算机对产品零件进行三维造型，然后进行平面分层处理，在由计算机和成形装置控制从零件基层开始，逐层成形和固化材料，最后完成零件的加工。使用的成形材料可以是微粒，液体和固体80.快速成形的方法有：立体平板印刷法，物体分层制造法，熔丝沉积制造法和选择性激光烧结法81.型腔冷挤压：是在常温下，利用装在压力机上的成形凸模，在一定的压力和速度下挤压模具坯料，使之产生塑性变形而形成与凸模工作表面吻合的型腔表面。其原理是：利用金属塑性变形的原理82.型腔冷挤压方式有两种：开式挤压和闭式挤压83.型腔冷挤压工艺的特点：l 挤压过程简单迅速，生产率高，l 型腔加工精度高，表面粗糙度小l 可以挤压形状复杂的行腔，尤其适合难于切削加工的复杂型腔，浮雕花纹，字母及多型腔模具加工l 冷挤压的行腔，材料纤维未被切断，材料组织致密，型腔强度和耐磨性高l 型腔冷挤压的单位挤压力大，需要大吨位的挤压设备84.凸模结构分为三部分：成形工作部分，过滤部分及导向部分85.模具陶瓷型铸造的特点：l 便于模具的复制l 大量减少了模具型腔制造时的切削加工，节约了金属材料，并且模具报废后可重溶浇铸l 生产周期短l 工艺设备简单，投资不大l 使用寿命一般不低于机械加工的模具86.母模设计应考虑的工艺问题：应合理选择分型面，基准面和起模斜度88.研磨：是使用研具，游离磨料对被加工表面进行微量加工的精密加工方法，使被加工表面精度提高，表面粗糙度降低89.在研磨过程中，被加工表面发生复杂的物理和化学变化，其主要作用如下：l 微切削作用l 挤压塑性变化l 化学作用90.研磨特点：l 尺寸精度高l 形状精度高l 表面粗糙度底l 表面耐磨性提高l 耐疲劳强度提高l 不能提高各表面之间的位置精度l 多为手工作业，劳动强度大91.抛光工艺的特点：l 用于硬脆材料及不导电的非金属材料l 不会引起变形和烧伤l 可以抛光薄壁，薄片，窄缝及刚度零件l 设备简单，使用和维修方便，操作容易l 可以抛光复杂的型孔和型腔成形表面92.影响抛光效率的主要因素：l 工具的振幅和频率l 工具对工件静压力l 磨料的种类和粒度l 磨料工作液的料液比93.影响抛光表面质量的因素：超声波抛光的表面粗糙度和磨粒的粒度，被加工材料性质和工具振幅有关94.反顶尖结构95.冲裁凸模：工艺方案有两种：其一：备料-锻造-退火-铣六方-磨六面-钳工划线作孔-镗内孔及粗铣外形-热处理-研磨内孔-成形磨削外形。其二：备料-锻造-退火-铣六方-磨六面-钳工作螺孔及穿丝孔-电火花线切割内外形工艺过程的制定，采用一方案：序号 工序名称 工序主要内容1) 下料 锯床下料2) 锻造 锻造3) 热处理 退火，硬度2414) 立铣 铣六方5) 平磨 磨六方，对90度6) 钳 划线，去毛刺，做螺纹孔7) 镗 镗两圆孔，保证孔距尺寸，孔径留0.10.15mm的余量8) 钳 铰圆锥孔留研磨量，做漏料孔9) 工具铣 按线铣外形，留双边余量0.30.4mm10) 热处理 淬火，回火5862hrc11) 平磨 光上下面12) 钳 研磨两圆孔，与冲孔凸模实配， 保证双面间隙为0.06mm13) 成形磨 在万能夹具上，找正两圆孔磨外形，与落料凹模实配，保证双面间隙为0.09mm96.级进冲裁凹模：工艺过程的制定，序号 工序名称 工序主要内容1) 下料 锯床下料2) 锻造 锻六方3) 热处理 退火，hbs2294) 立铣 铣六方5) 平磨 光上下面，磨两侧面 对906) 钳 倒角去毛刺，划线，做螺纹孔及销钉孔7) 工具铣 钻各型孔线切割穿