模具制造工艺及实训.ppt

实现了模具的概念（设计者的思路）；反映了模具实现的过程；反馈出设计的缺陷；综合了各种加工设备，实现了模具制造的流水线；整个模具的成本在模具制造中占了绝大部分的比重；,引入我国模具的发展现状我国模具行业今年取得的进步我国模具行业目前存在的不足我国模具今后发展的方向,本门课程在模具领域的地位：,本门课程的重点章节介绍：（参考目录）,课程应用范围：模具设计与制造领域；模具相关行业；产品开发相关领域；（批量生产的产品）金属件、塑料件、玻璃件，压铸（压注）,1.1模具制造工艺规程编制的基本概念,1.生产过程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称为生产过程。模具尺寸实现相达到相应的硬度、应功能模具形状尺寸、形状精度（装配后的使用）材料的性质广义：包含生产技术准备、模具零件加工和模具装配等阶段,工艺条件,工艺条件,（1）生产技术准备：（2）模具零件加工切削、电、体积变形、连接、改性、表面处理等加工也可以根据零件的成型部位分类：成型零件：主要是凸、凹模，型芯等零件，精度要求较高（单件）非成型零件：连接件，固定板等标准件，标准化程度要求较高，专业化加工（批量）（3）模具装配含清洗、修配、调试等工艺措施,2.工艺过程,直接改变被加工工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工艺过程。按照完成零件制造过程中采用的不同工艺方法，工艺过程可以分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、表面处理和装配等工艺过程。以机械加工方法（主要是切削加工方法）直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格模具零件的过程，称为模具机械加工艺过程。将合理的机械加工工艺过程确定后，以文字形式作为加工的技术文件，即称为模具机械加工工艺规程。,1.1.2模具的机械加工工艺过程,机械加工艺过程是由一个或若干个工序组成，而工序又分为安装、工位、工步和走刀1.工序一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时一批工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。工序的划分基本依据是加工对象或加工地点是否变更，加工内容是否连续,示例,单件（小批量）加工：大批量加工：,2.安装,定位：确定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程；夹紧：工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位位置不变；装夹：工件的定位和夹紧过程；安装：在某一工序中，有时需要对工件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那部分工序；注意：对于小件，在许多情况下的装夹时间占用了整个加工时间的较大比重，特别对于批量生产，尤其需要注意装夹的合理性和工艺性。,3.工位,为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对于刀具和设备的固定部分所占据的每一个位置；4.工步在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序；复合工步5.走刀由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具，对同一表面进行多次切削，则刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀（行程）。走刀是工步的一部分，一个工步可包括一次或多次走刀注意：在数控加工中，刀具每自动进给一次将会产生一次走刀,1.1.3生产纲领与生产类型,1.生产纲领机械产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品的生产纲领；机械产品中某零件的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，还需包括一定的备品率和平均废品率。零件的生产纲领可按下式计算:N0=Nn(1十十)2.生产类型（1）单件生产；（2）批量生产；注意：模具零件的机械加工工艺过程和模具的装配工艺过程时，必须考虑不同生产类型的特点，取得最大的经济效益,1.1.4制订工艺规程的原则和步骤,工艺规程的性质和作用概念：以规范的表格形式和必要的图文，将模具制造的工艺过程以及各工序的加工顺序、内容、方法和技术要求，所配置的设备和辅助工装，所需加工工时和加工余量等内容，按加工顺序，完整有序的编入所形成的模具制造过程的指导性技术文件。性质：在生产作业过程中具有强力约束、强制执行的作用，一般不予更改，若确实更改需重新下发工艺更改单。作用：用以组织、指导、管理和控制模具制造的各个工序。,制订工艺规程的要点,1）技术上具有先进性；2）选择成本最低（首要考虑）；3）自动化程度高；,制定工艺步骤1）了解模具设计意图，模具零部件的功能和使用要求；2）确定模具生产的零件是单件、多件生产方式；3）确定毛坯的下料尺寸；4）选择基准，确定加工顺序；5）确定各工序的加工余量即各工序尺寸和公差以及技术要求；,6）配置相应的设备；（注意：在制定工艺步骤前必须先了解本单位的设备状况和加工能力、加工精度等条件然后才能配置已有的设备）7）确定各工序的切削参数（注意：生产实践上是与5配合在一起使用，不能分开）8）工时定额的核算与分配（工艺成本的重点部分）9）制定工艺卡（根据工厂的现实情况确保合理的工艺顺序）10）评审（工厂实际是由技术部本负责人组成评审小组）11）印发，实施对于实际的工艺处理，各个单位不尽相同：对于简单件、中等复杂件、复杂件的工艺预案都按不同的级别处理方法。,4.工艺规程的内容和常用格式,工艺规程的内容要求：1.模具或零件的名称、图号、材料、加工数量和技术要求等标题栏；有编制、审核、批准者的签字栏和签字日期；2.明确毛坯尺寸和供货状态（锻坯、型坯)；3.工艺定位基准，该基准尽量与设计基准一致；4.成型件的加工方法和顺序；确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差要求以及工装、设备的配置；5.确定各工序的工时定额；6.确定装配基准（应力求与设计、工艺基准一致），装配顺序、方法和要求；7.确定试模要求和验收标准；,（2）工艺规程的常用格式,工艺规程包括机械加工工艺规程、装配工艺规程和检验规程三部分；注意：每个单位的格式可能不会相同，但都应包括上述内容。,1.2模具零件图的工艺分析,零件的结构分析尺寸分析：（大小）形状分析：（复杂程度）板类特征、腔类特征、套类特征、轴类特征。也可分类为：面、孔等特征,零件的技术要求分析尺寸精度形状精度位置精度表面的粗糙度硬度,注意：如果在分析零件的时候，发现零件的尺寸、形状、精度等问题或结构工艺性不好的时候需要提出设计更改，并征得严格的更改手续。,零件的基准选择和安装意义：影响精度、影响加工的顺序。基准的概念：零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类设计基准：在零件图上用以确定其它点、线、面的基准，称为设计基准；工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准、工序基准和装配基准,定位基准：度量工件与刀具的关系；工序基准：度量加工尺寸的起点；测量基准：度量已加工表面位置及尺寸；装配基准：度量零件在模具中的位置；,工件的安装方式直接找正装夹划线找正夹具找正,定位基准的选择概念：粗基准、精基准、辅助基准粗基准选择原则：必须首先保证工件上加工表面与不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；如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准；首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准；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，以便使工件定位可靠，夹紧方便注意：粗基准一般只能使用一次，即不能重复使用，以免产生较大的位置误差。,精基准的选择基准重合基准统一自为基准互为基准可靠性,1.4工艺路线的拟订主要任务是选择各个加工表面的加工方法和加工方案。确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序的多少等表面加工方法的选则取决于加工表面的技术要求；这些技术要求不一定就是零件图样所规定的要求，有时还可能由于工艺上的原因而在某些方面高于零件图上的要求。选择的加工方法，应满足零件的质量、加工经济性和生产效率的要求1）首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求；2）考虑工件材料的性质；3）考虑生产效率和经济性的要求经济精度：任何一种加工方法，可以获得的加工精度和表面质量均有一个相当大的范围。但只有在一定的精度范围内才是经济的，这种一定范围的加工精度，即为该种加工方法的经济精度4）考虑本厂、本车间现有设备情况及技术条件,成型零件加工方法的确定原则最短的时间、最低的成本加工出尺寸和形位精度以及表面质量均符合要求如：粗加：大切削量低速；精加:小切削量高速；复杂型面：多用高速铣；深腔类：电加工；孔类：粗加用钻；精加：多用铰，大孔多用镗热处理后的精加多用磨削；不规则异型相拼结构：多用线切割；材料的考虑：表面质量的要求如镜面钢（SM2、PMS）；软材料；硬材料；合金等的加工热处理前后的加工,加工阶段的划分1.工艺规程划分阶段的原则1）粗加工阶段：以高速大切削量切去成型零件毛坯的大部分切削余量、使尺寸接近于成品，只留较少的余量作为半精加工或精加工的加工量（2）半精加工：消除粗加工留下的误差，达到接近于精加工要求的精度，仅留少许加工余量作为精加工，以进一步提高加工精度。（3）精加工：经过精加工，将半精加工留下的少许加工余量进行加工，以完全达到成型零件尺寸精度、位置精度和表面粗糙度的要求（4）对于粗糙度Ra值要求小于或等于0.4m的成型件，应进行光整加工即镜面抛光。光整加工只用于降低成型面的粗糙度，不用于修正几何形状和相互位置的尺寸注意：每个单位的加工习惯和设备状态确定粗加、半精加及精加的余量,2.工艺过程分阶段的原因（1）合理使用设备，发挥设备各自的特点（2）粗、精加工分开，可将粗加工中产生的误差、变形等，在半精或精加工中去除,从而达到所需的精度要求（3）便于合理安排热处理工序；（4）毛坯中残存的缺陷，如暗伤、裂痕、夹质等能在粗加工中提前发现及早处理以减少损失总的来说：尽量减少重复装夹、定位的误差，提高定位和加工精度；刚度好但精度要求较低的零件和刚度好的大型零件不必分别粗、半精和精加工,工序的集中与分散工序集中即每一工序中能加工尽可能多的加工面，以减少总的加工工序，减少重复装夹所需的工、夹具和重复装夹、定位、多次装夹定位造成的定位积累误差，提高定位精度和加工精度工序分散即是将零件的各加工部位分别由多个工序来完成，使各工序的加工面单一而相对简单、易于加工，因而对工人的技术水平要求相对较低。自动生产线和传统的流水生产线、装配线是工序分散的典型实例,加工顺序及其确定原则1.机械加工工序应遵循的原则先粗后精的加工原则；先加工基准面后加工其余面的原则；先加工主要的加工面后加工次要面的原则先加工划线表面(平面)，后加工孔的原则2.热处理工序应遵循的原则退火、回火、调质与时效处理应在粗加工后进行，以消除粗加工产生的内应力。淬火或渗碳淬火应在半精加工后进行渗氮或碳氮共渗等工序也应在半精加工后进行,辅助工序及其遵循的原则（1）应在粗加工、半精加工之后，精加工之前进行检验。不合格的工件不得进入下一工序。（2）重要工序加工前后应进行检验。（3）热处理前应进行检测。（4）特种性能检验（如磁力探伤）前应进行检验。（5）零件从此车间转送另一车间前后应进行检验。（6）完成全部加工,送装配前或入库(成品库)前应对尺寸和位置精度，表面质量以及技术要求等进行全面检验。不符合图纸要求，不得进行装配，也不准进入成品库。,确定模具组装件的配加工方案意义：在模具制造时常采用配制、组合加工或修配等方法来解决上述问题，这样既可降低零件加工时的精度要求，又可保证较高的装配精度，但钳工的修配工作量增大1.利用统一定位基准进行加工；2.利用样板划线进行加工；3.组合加工4.复印法5.压印法6.组装修配法7.引孔加工,加工余量与工序尺寸的确定概念：工艺尺寸、毛坯尺寸、加工余量、工序加工余量、总加工余量；对于外表面，图a）所示，有：Zb=ab对于内表面，图b）所示，有：Zb=ba,而对于轴和孔的回转面加工，加工余量为双边余量，实际切除的金属层厚度为工序余量的一半。对于轴类，如图(a)所示，有：2Zb=dadb对于孔类，如图(b)所示，有：2Zb=dbda注意：工序尺寸的公差按“入体原则”标注。即被包容的尺寸（轴的外径，实体的长、宽、高）的最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零；而包容尺寸（孔径、槽宽）的最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。毛坯的尺寸公差按双向对称偏差形式标注。,加工余量(毛坯余量),2.加工余量的确定（1）分析计算法（2）经验估计法（3）查表修正法3.工序尺寸与公差的确定（1）确定各加工工序的加工余量；（2）从终加工工序开始（即从设计尺寸开始）到第2道加工工序，依次加上每道加工工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸）；（3）除终加工工序以外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的经济加工精度确定工序尺寸公差（终加工工序的公差按设计要求确定）；（4）填写工序尺寸，并按