【图文】模具制造工艺过程的基本知识精

1、1.1概论第一章工艺过程的根本知识1-1.1模具制造的生产过程模具的生产过程,是指将用户提供的产品信息和制件的技 术信息通过结 构分析、工艺性分析,设计成模具；并基于此,将原材料经过加工、装配,转变为具有使用性能的成型工具的 全过程.整个生产过程可用下述框图表示.返口 I具体地说,模具生产过程分以下六个阶段.(1)模具方案确定 分析产品零件结构、尺寸精度.外表质 量要求以及成 型工艺. 模具结构设计进行成型件造型、结构设计；系统结 构(包括定位、与 向、卸料以及相关参数设定等)设计,即总成 设计.(3)生产准备成型件材料、模块等坯料加工：标准零、部 件配购；根据 造型设计,编制NC. CNC加

2、工代码组成的加工程序；以及刀具、工装等.(4)模具成型零件加工根据加工工艺规程,采用 NC. CNC加工程序进行成型加工.孔系加工：或采用电火花、成型磨削等传统工艺进行加工,以及相应的热处理工艺.装配与试模 根据模具设计要求,检查标准零.部件和成型零 件的尺寸精 度、位置精度,以及外表粗糙度等要求：按装配工艺规程进行装配、试模.6驹收与试用根据各类模具的驸收技术条件标准和合同规定,对模具试冲制件冲件、塑件等和模具性能、工作参数等进行检查、试 用,合格后那么验收.由上述生产过程可知,模具的标准零、部件,通用标准零件如螺 钉.销钉,以及冷却.加温系统中的标准、通用元件,都是在其他工厂生产的,模具厂

3、只是依据模具设计要求,按一定顺序,将其与本厂加工完成的成型件等装配成模具厂的产品,此生产过程之总和,也可定义 为模具生产过程.由此定义可知,对使用量最大的中、小模具而言,在其构成中,标 准零.部件 占有很大比例.可见,假设使模具生产过程现代化,那么必先致力于模具标准化,建立完善的模具标准件的生产.供给体系,这也是模 具工业现代化建设的根底.现代工业产品的生产过程也是企业的人力.物力、财力.信息的转 化过程.任 何一个产品的形成,都是许多企业共同劳动的成果.在今天 ,随着生产组织的专业 化和产品的标准化程度的提升,各个企业间互相协作和共同依存的关系比以往都显得突出和重要.同样,在一个企业内部 也

4、是如此,某一车间生产的“成品往 往是其他车间组织生产的“原材 料"O在非模具专业生产企业中产品专业厂,模具作为其工艺装备的一 局部,在 根本产品生产系统中,模具属于辅助生产过程,是保证根本产品生产不可缺少的组成局部.在模具专业生产企业中,模具作为企业的根本产品,模具的生产过程始终贯穿于企业的全部生产过程之中O模具的种类很多,根据GB7635 87规定,包括冲压模、塑料模、锻 造模、 铸造模.粉末冶金模.橡胶模.无机材料成型模玻璃成型模.陶瓷成型模等八拉丝 模等.每种模具结构、要求和用涂不同,都有特定的生产过程.但是同属模具类的生产过程具有共性的特点.因此模具 的生产过程又可以划分为五

5、个主要阶段, 即：技术准备,备料,零、组 件加工,装配和试用鉴定五个阶段.它们的关系和 内容如图2.1所示.布只工狂工作W面融化强加工T册十.机隘加上绊加工SS 0 2.1 漠K曲主产过况存童匡在上述生产过程中,生产技术准备阶段是整个生产的根底,对于模 具的质量、返回本钱、进度和治理都有重大的影响.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；材料定额和加工工时定额的制定；模具本钱的估算等.在模具加工过程中,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在模具加工过程中,相关工序和车间之间的转接是生产连续进行所必要的

6、,在转接中间和加工不均衡所造成的等待和停歇是模具生产 中的突出问题,作为模具生产组织者应该 将这局部时间降低到最小程度,同时在确定生产周期上要充分的考虑.返口 11.1.2模具制造工艺过程模具制造工艺过程可定义为：直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置及性能,将其转变为成品或半成品的过程.它是模具生产 过程的主要局部,即 从生产准备到验收、试模合格之前,属于制造 工艺过程.模具制造工艺过程是模具设计过程的延续,是使设计图样转变为具有使用功能、使用价值的模具实体的制造过程.因此,根据设计要求,正确、合理地确定其工艺内容.工艺性质和方法,尤其是正确地制定成型件型面加工的工艺组 合,对优化模具制造工

7、艺过程,提升工艺过程技术先进性和经济性, 并能高精度、 高效率地完成任 务,到达模具设计的要求具有非常重要的作用.1. 1.3工艺过程的组成模具零件根本上都是机械零件,只是模具成型件的型面较为复杂,常具有二维、三维型面构成,常需采用成型加工工艺.但从总体来说,根本上属于机械加工.这些零件加工工艺过程的组成有以下内容.工序 一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所 连续完成的那一局部工艺过程称为工序.工序 是构成工艺过程的根本单 位,判断加工内容是否属于同一个工序,关键在于是否 连续加工同一零 件.例如在“加工中央机床上加工模具零件的复杂型腔,只要 不去加 工另一个零件,那么所有的加

8、工内容都属于同一工序.安装 工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一局部工序称为 安装.一个工 序中可以只有一次安装,也可以有屡次安装.工位 为了完成一定的工序局部,一次装夹工件后,工件 (或装配单 元)与夹具或 设备的可动局部一起相对刀具或设备的固定局部所占据的每一个位置称为工位.返同(4)工步在加工外表和加工工具不变的情况下,所连续完成的那一局部工序称为工步.加工外表与加工工具只要改变一个,就应算作另一工步,如对同一个孔进行钻孔、扩孔、皎孔,应作为三 个工步.在工艺卡片中,按工 序写出各加工工步,就规定了一个工 序的具体操作方法及次序.(5) 1作行程 切削工具在加工外表上切削,每切去一

9、层材料称为一个工作行程,一个工步里可以有一个工作行程,也可以有多个工作行程.如外圆的余量较多,在粗车工步中可以有屡次工作行 程.(6) 1序的集中与分散某一个工序中的加工内容很少,称为工序分散.最简单的工序仅有一次安装,一个工位,一个工步及很少的工作行程. 假设一个工序的加工内容很多,有较多的工步及工作行程,有时甚 至需要屡次安装,这种情况称为工序集中.零件如采用工序集中进行加工,那么整个加工过程中所需的机床数量少,便 于生产治理,但需要技术水平较 高的操作工人.一般情况下, 还需屡次定位,以到达零件的加工要求.因而 生产效率较低. 模具零件的加工多采用这种方式.在数捽机床上例如“加工中央机床

10、,可在一次装夹条件下,将成型零件不同型面的加工工序.及它们的粗、中、精 加工工作,采用数字 顺序限制,按程序顺次完成,而且同一程 序可使其完全再现.这样仅需一 次安装.既保证精度,又防止 屡次装卸工件所消耗的时间.如果在普通机床 上加工该零件,那么往往几个相互有位置精度要求的外表.只能分别安排在不 同工序或不同的安装中进行加工,就会存在装夹误差,不易到达加工要求,1.1.4生产纲领与生产类型生产纲领：根据国家方案,市场需要和企业的生产水平编制企业在方案期内应当生产的产品产量和进度方案.产绘的组成：需求产品数量,备品数量、废品数量.因此：年生产纲领N可由下式计算：N=Q-n 1+a%1 + B%

11、 0年产量台/年n 每台产品所需该零件数量件/台a备晶率B废品率本生产纲须确定后,就可以根据车间的具体情况按一定期限分批投产,每批投产的零件数量称为批量产品有大有小,小到螺钉,大至收音机,船舶.其特征根据产品的大小、特征、 批量和生产纲 有的复杂,有的简单,批量和 领,我们通常 将产品的生产分成三种生产 生生产纲须也各不相同.产娄型类型：单件、小批生产成批生产 大批、大量生产1,单件、小批生产特征：产品做得少,只做一件或数件；一个工作打进行多工序和多品种的作业；1 重型机器、大型船舶,新样机制造属此类型2 .成批生产特征：产品生产数量较多,周期地成批投入生产；一个工作地顺序地、分批地完成不同工

12、件的某些工序;通用机床,数量需求不大,但常更新产品就属此类型.3 .大批、大量生产特征：产品生产数量大,需连续不断地进行生产；一个工作地重复不断地进行某工序的加工； 如汽车通用件轴承、螺栓等自行车等属此类生产类型生产类型的划分：生产类型不仅决定于生产纲须,而且和产品的大小和复杂程度有关.划分依据可参照下表：表1? 3生产类型与生产纲领年产量的关系生产类型重型机械单件生产<5小批生产5 ? 100中批生产一大批生产一大量生广一中型机械 小型机械<2020-200200-500500-5000>5000<100100-500500-50005000-50000 >50

13、000划分生产类型的意义划分生产类型有利于进行生产的规划和治理 大批、大量生产 宜广泛采用高产专用机床和自动化生产系统,按 流小线或自动生产线排列进行生产,可大大提升生产率,从而降低本钱,提升竞争力.单件、小批生产宜采用通用性好的机床进行生产,以减少设备投资,从而降低本钱传统的专用机和生产线,对一种产品有较高的生产效率,但很难适应新产品的需要.因此,它是有很大的"刚性播.即专用性随着科技的开展和人民生产水平的提升,人们对产品的样式要求越来越高,而同一样式的数量越来越少,同一产品获取较高利润：“有效寿命愈来愈短,因此要求制造系统具有高效生产.水平又具快速转产的“柔性特性.而数控机床,加

14、工中央能很好地适用于当今产品多品种,少批量生产自动化的要求.1.1- 5加工余量确实定拟定零件的工艺路线之后,就根本确定了工序数目及其顺序.为保证加工过程的正常进行,还必须分析计算与工序有关的一些具体内容,其中主要的有选择工序基准、确定工序尺寸及其公差.核算加工余量,并按需要进行工 序尺寸的换算.在此过程中,对问题 的考虑更加仔细深入,往往会发现已拟 定的工艺路线有不完善之处,需要修改,以保证零件的加工质量.1. 1.5. 1加工余量的概念加工余量即加工过程中在零件外表上预留的多余金属层,简称余量.进行切削加工时,加工余量被切除；而进行无屑加工如钢球挤压.螺纹滚压等时,那么使加工余量产生塑性变

15、形.加工余量可分为工序余量和总余量两种.1 .总加工余量和工序加工余量为了得到零件上某一外表所要求的精度和外表质量而从毛坯表面上切除的全部多余的金属层,称为该外表的总加工余量.为完成某一个工序而从该外表上切除的金属层,称为工序加工余量.总加工余量与工序加工余量的关系为：式中：Z息一总加工余量；Zz,第/道工序的加工余量；n工序数目.2.公称加工余量、最大加工余量和最小加工余量在制订工艺规程时,应根据各工序的性质来确定工序的加工余量,进而求出各工序的尺寸.由于在加工过程中各工序尺寸都有公差,所以实际切除的余量也是变化的.因此,又将加 工余量分为公称加工余量.最大加工 余量、最小加工余量即极 限余

16、量.通常所说的加上余量是指公称加工 余量,其值等于前 后工序的根本尺寸之差图2. 21,即：式中：Zb本工序的加工余量； a前工序的工序尺寸； b本工序 的工序尺寸.加工余量有双边余量和单边余量之分,平面的加工余量是 单边余量, 它等于实际切削的金属层厚度.对于外圆和孔等回 转外表,加工余量指双 边余量,即以直径方向计算,实际切削 的金属为加工余量数值的一半.(a) aaS2.21浦口虫把对于被包容面的单边余量 对 乙二i (图2. 21 (a)于包容面的单边余量 对于轴(图2.21 (b)对于孔2ZFd-db (图 2. 21 (c)2ZAdrda (图 2.21(d)对于被包容面,最大加工

17、余量是前工序最大工序尺寸和本返回工序最小工序尺寸之差；最小加工余量是前工序最小尺寸与本 工序最大尺寸之差.工序加工余量的变动量(即加工余量公差) 等于前工序与本工序两道工序尺寸公差之和(图 2. 22) o返回箭工序根本尺寸- 本工序根本尺寸：基天加工余基丫：兰称抑工余直：二 豪小加工对于最大余量和最小余量的计算,因加工内.外外表的 不同,图ZN加工金工及公盖分4> 4计算方法也不同.返回对于外外表：式中八篇min -本工序最大和最小加工余量；zH八一前工序最大和最小加工余量,Ana八Anin本工序最大和最 小尺寸；口耐八Yin加工序最大和最小尺寸；fJJ- <- J 丁取 XXT

18、x 耳Tzb本工序加工余量公差；Tb本工序工序尺寸公差；乙一 前工序工序尺寸公差O加工余量的公差带,一般是按 工外表上的.毛坯尺寸的公差,“入体方向分布在零件加一般采用双向标注图2? 23对于内外表可根据图2? 23自行分析.返I 口!1. 1.5.2确定加工余量的方法确定加工余量一般有如下三种方法：1盼析计算法这种方法以一定的试验资料和计算公式,对影响加工余量的各项因素进行分析和综合计算来确定余量的大小.用这种方法确定加工余量经济合理,但需要积累较全面的试验资料,且计算过程也比拟复杂 ,目前技少使用. 2,查表修正法此法是以工艺手册,生产实践和各种试验研究积累的有关加工余量的资料数据为根底,

19、并结合实际的加工情况来确定加工余量的方法 ,应用比拟广泛. 在查表时应注意表中的数据是公称值,对称外表轴和 孔是加工余量的双边 值,非对称外表的加工余量是单边值.3.经验估算法此法是根据工艺人员的实践经验来确定加工余量的方法.这种方 法不太 准确,并且为了防止因加工余量不够而产生废品的情况,估计 的加工余量一般 偏大,常用于模具零件.返口！1.1.6工艺规程的制定一、工艺规程及其作用1.工艺规程：把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工营规程的作用完整性切代叶规氾性工艺规程是在总结实践经验的根底上,依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的,反映了加工中的客观规律. 因此,工艺规程是

20、(1)指导工人操作和用于生产、工艺治理工作的主要技术文件,(2)又是新产品投产刖进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料,(3)此外,先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用.3 .对工艺规程的要求(1)保证可靠地到达产品图纸所提出的全部技术要求.(2)能获得高质量、高生产效率.(3)有利于节约原材料和工时消耗,不断降低本钱.(4)有利于减轻工人劳动强度,保证平安和良好的工作条件.4 .工艺文件的形式：多种多样,区别很大,主要决定于生产类型.在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡.在成批生产中多采用机械加工工艺卡片.大批大量生产中那么要求完整和详细的文件,一般是 工艺

21、过程卡、工序卡片,有 时甚至包括操作卡、调整以及$验卡.各工厂采用的工艺文件并无须统一格式,但根本内容大同小异工艺过程卡片?L WE产品名称绘型巧茅名称苓伴剜uV 1 1 V 1T,乞材乳祢乜钟矣穹件总试讥币'篇stV *?> ?1 /H程卞坏1尺寸.?皿)存-ftJVMj'i蚪fi：tfI伸！件冷每台彳i却拗T数T 如匚I诰再名稣± 2:技洛爸称川淖.技Tft. 训丁1町走闻<nxin)RL. .I/ V1一 -一 1 - T* / i p kF. _ 一 一 一二.车 时?必缩号-丸尺刀M尊绳?时| ?距 攻 内 容抄r枚对?1币彳复机械加工工艺卡片匚

22、厂名)机械加J1 X艺卡片产品名你及皱廿事件年称醇件图乃仁W名并E坏种类零件忝秋<k? >fc?C第0(牌号尺寸R 的R共性旎每料件数每f件数每批件敌X序装1:步匚库内容同 时Ml1 :?Vfl-切m用设备 名称 及编V1 :艺裂备名称及编兮.1 :时定检(min)竹电'J M (mm >切削建Itt 51' min)切IW途度? r. min戒灰行探数/min)进给秋(mm/r?4t mm / min)妇1/JH?iUV单件故I抄吗校对MiK批准机械加工工序卡片< 口名机械加工工序氏片产品名你及遽件名称零件图号门“名杯i：号第贞Jt ?乍Mr R材料名

23、称材料牌号力学性值同时加匚件散甸料件效技术等级趴件时阿<min >丹珞一终站ll*fpi| (min)汝备名称毅备编巧丈斤名称火4编兮1：佯液?工步内粹计 WttlK <mm)W M用状匚时宜#6 (min)Ji HWIlAMLW I : H或 长 度进给KJ1 E?边余 皿?刀W<mm遁给 总 mm/r 或切 别<<7 min或 好" fjfV切削 速度<m/min )耳AM辅 助 时 何匚 服 作 务 rrrtr.步?；名tt m编mmnmV(J地编胡抄T审核批准*2.2模且件加工工艺式单创上2卡片共页痢51工蛙图号件号番件名琢B9单件宅证尺寸单件ATM工停号X?.,序主金内含工作M5结论±3 记戏貂芒处理5返回5 .对待工艺规程的态度1)严格遵守工艺规程是经过逐级审批的,因而也是工厂生产中的工艺纪律,有关人员必 须严格执行.2)允许修改工艺规程也不是一成不变的,随着科学技术的进步和生产的开展,工艺规程会出现某些不相适应的问题,因而工艺规程应定期整顿,及时吸 取合理