模具授课之模具工艺基础

1、模块二：模具工艺基础知识模块模块二：模具工艺基础知识模块1.2.1模具工艺基础一、模具关联知识概述一、模具关联知识概述l模具属于边缘学科l模具专业的专业基础课程l模具关联知识的若干要点1-1 模具属于边缘学科模具属于边缘学科l涉及机械设计、机械制造技术l涉及金属材料及热处理和金属物理知识l涉及高分子材料及凝固理论学科l涉及粉末冶金、玻璃行业l涉及电工电子技术及计算机技术1-2模具专业的专业基础课程模具专业的专业基础课程l机械制图l机械设计l机械制造工艺l金属材料与热处理l公差与配合l材料力学与理论力学二、模具结构中的机构分析（任务一）二、模具结构中的机构分析（任务一）l机构分析中的若干相关概念

2、2-1 机构分析中的若干相关概念机构分析中的若干相关概念【1】l结构的定义：结构是指物体（模具）的组成形式及其连接方式。l结构的理解及认识： 多元的组合体； 相互之间发生联系。2-1 机构分析中的若干相关概念机构分析中的若干相关概念【2】l机构的定义：机构是指转换机械机构的定义：机构是指转换机械运动模式的装置。运动模式的装置。l机构的理解及认识：机构的理解及认识：1.多元的组合体；多元的组合体；2.相互之间具有确定的相对运动。相互之间具有确定的相对运动。3.（机器、机械的概念）（机器、机械的概念）三、模具生产中的工艺设计三、模具生产中的工艺设计（任务二：模具加工工艺过程组成分析）（任务二：模具

3、加工工艺过程组成分析）l零件零件( (产品）的生产过程产品）的生产过程l机械加工工艺过程机械加工工艺过程l生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型l机械加工工艺规程机械加工工艺规程3-1 零件(产品）的生产过程 1)1)原材料的运输、保管和准备；原材料的运输、保管和准备；2)2)生产的准备工作；生产的准备工作；3)3)毛坯的制造；毛坯的制造；4)4)零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；5)5)零件装配成机器；零件装配成机器；6)6)机器的质量检查及运行试验；机器的质量检查及运行试验；7)7)机器的油漆、包装和入库。机器的油漆、包装和入库。3-2机械加工工艺过程【1】1. 1. 工序工序

4、 一个或一组工人在一个工作地一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几（机械设备）对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。过程，称为工序。 例：例：表1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中调头，车另一端面，钻中心孔心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣 床表2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔铣两端面，钻两端中

5、心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽铣键槽专用铣床 5去毛刺去毛刺钳工台图71 阶梯轴讨论：讨论：生产规模生产规模不同，工序不同，工序的划分不一的划分不一样。样。3-2 机械加工工艺过程的组成【2】2. 2. 安装安装 工件经一次装夹后所完成的工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装那一部分工序内容，称为安装。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1车一端面，钻中心孔车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中调头，车另一端面，钻中心孔心孔车床I2车大外圆及倒角；调头，车

6、大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽铣键槽专用铣床 5去毛刺去毛刺钳工台图71 阶梯轴两次两次两次两次一次一次一次一次一次一次一次一次一次一次讨论：讨论：安装次数多安装次数多好还是少好？好还是少好？3-2机械加工工艺过程的组成【3】3. 3. 工步工步工步是指在加工表面和加工工工步是指在加工表面和加工工具不变的

7、情况下，所连续完成的具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。那一部分工序内容。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴四个四个五个五个一个一个两个两个三个三个两个两个一个一个3-2 机械加工工艺过程的组成【4】4. 4. 走刀走

8、刀在一个工步中，有时因所需切在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。一次走刀。 3-2 机械加工工艺过程的组成【5】5. 5. 工位工位 为了完成一定的工序内容，工件一次装为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。置称为工位。 工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构3-3 生产纲领与生产类型【1】1.1.生产纲领生产纲领 生

9、产纲领是指企业在计划期内应当生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。生产的产品产量。零件在一年计划期中的生产纲领计零件在一年计划期中的生产纲领计算：算： 3-3 生产纲领与生产类型【2】2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征 生产类型是指企业（或车间、工段、生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分班组、工作地）生产专业化程度的分类。类。一般分为：一般分为：1 1）大量生产）大量生产2 2）成批生产）成批生产3 3）单件生产）单件生产 3-3 生产纲领与生产类型【3】1 1）大量生产）大量生产 产品的数量很大，产品的结构和规格产品的数量很大，产品的结构

10、和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。通常是以大量生产方式进行的。3-3 生产纲领与生产类型【4】2 2）成批生产成批生产产品数量较多，每年生产的产品结构和规格产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。象是周期轮

11、换的。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。等产品制造往往属于这种生产类型。3-3 生产纲领与生产类型【5】3 3）单件生产单件生产 产品数量少，但种类、规格较多，产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。很少重复。 例如，重型机器、大型船舶制造及例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。新产品试制等常属于

12、这种生产类型。3-4 机械加工工艺规程【1】1.1. 什么是工艺规程？什么是工艺规程？规定产品或零件制造工艺过程规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的文件，称工艺文件，和操作方法的文件，称工艺文件，其内容称为工艺规程。其内容称为工艺规程。其中，规定零件机械加工工艺其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺文件，其内容称为机机械加工工艺文件，其内容称为机械加工工艺规程。械加工工艺规程。 3-4 机械加工工艺规程【2】2. 2. 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用(1)(1) 机械加工工艺规程是机械加工工艺过机械加工工艺规程是机械加

13、工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。的依据。 (2)(2)机械加工工艺规程是新产品投产前，机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准备的依进行有关的技术准备和生产准备的依据。据。 (3)(3) 机械加工工艺规程是新建、扩建或改机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。建厂房（车间）的依据。 3-4 机械加工工艺规程【3】3. 3. 机械加工工艺规程的格式机械加工工艺规程的格式(1)(1)工艺过程卡片工艺过程卡片 工艺过程卡片是以工序为单位简要工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。说明零件加工过程的一

14、种工艺文件。 (2)(2)工序卡片工序卡片 工序卡片是为每一道工序编制的一工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。种工艺文件。 3-4 机械加工工艺规程【4】4. 4. 制定机械加工工艺规程的原始资制定机械加工工艺规程的原始资料料1 1）零件工作图及其产品装配图；）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；）产品验收的质量标准；3 3）零件的生产纲领；零件的生产纲领；4 4）现场的生产条件（毛坯制造能现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制技术水平，专用设备和工装的制造能力）；造能力）；5 5）国内外有关的先进制造

15、工艺及国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；今后生产技术的发展方向等；6 6）有关的工艺、图纸、手册及技术）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。书刊等资料。 3-4 机械加工工艺规程【5】5.5.制定机械加工工艺规程的步骤制定机械加工工艺规程的步骤l根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 l对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 l确定毛坯确定毛坯 l拟定工艺路线拟定工艺路线 l确定各工序所用的设备和工艺装备确定各工序所用的设备和工艺装备（包括二类工具设计与编制）（包括二类工具设计与编制）l确定关键工序的技术要求及检验方法确定关键工序的技术要求

16、及检验方法 l确定加工余量、工序尺寸及公差确定加工余量、工序尺寸及公差l确定切削用量及时间定额确定切削用量及时间定额l填写工艺文件填写工艺文件 四、模具制作中的公差配合四、模具制作中的公差配合 Hl有关“尺寸”的术语和意义l有关“公差、偏差及误差”的术语和意义l有关“配合”的术语和意义l有关“形位公差”的术语和意义l模具工件的公差配合4-1有关有关“尺寸尺寸”的术语和意义的术语和意义【1】1. 有关“尺寸”的术语和意义（1）尺寸 尺寸是用尺寸是用特定单位特定单位表示长度的数表示长度的数字。字。4-1有关有关“尺寸尺寸”的术语和意义的术语和意义【2】（2）基本尺寸 基本尺寸是由设计者经过计算或基

17、本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。注在设计图上的尺寸。 4-1有关有关“尺寸尺寸”的术语和意义的术语和意义【3】（3）实际尺寸 实际尺寸是通过测量所得的尺实际尺寸是通过测量所得的尺寸。寸。4-1有关有关“尺寸尺寸”的术语和意义的术语和意义【4】（4）极限尺寸 极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。值。 其中：较大的一个称为其中：较大的一个称为最大极限尺寸最大极限尺寸 较小的一个称为较小的一个称为最小极限尺寸最小极限尺寸（4）极限尺寸）极限尺寸 图2-8 公差与配合示意图 图2-9 公差带图4-

18、2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义【1】 （1）尺寸偏差 尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸某一尺寸- -基本尺寸基本尺寸 偏差包括：实际偏差偏差包括：实际偏差=实际尺寸实际尺寸- -基本尺寸基本尺寸 极限偏差极限偏差4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【2】（2）极限偏差极限偏差上偏差上偏差=最大极限尺寸最大极限尺寸基本尺寸基本尺寸ES（孔）、孔）、es（轴）轴）下偏差下偏差=最小极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸 EI（孔）、孔）、ei（轴）轴）4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【3】 （3）尺寸公差

19、（公差） 尺寸尺寸公差是指尺寸允许的变动量。公差是指尺寸允许的变动量。 尺寸尺寸公差公差=最大极限尺寸最大极限尺寸最小最小极限尺寸极限尺寸=上偏差上偏差下偏差下偏差4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【4】 （4）零线 零线是在公差带图中，确定偏差的零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。一条基准直线，也叫零偏差线。4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【5】 （5）公差带 上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【6】 （6）公差带 在公差带图中，由

20、代表上、下偏差两在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。条直线所限定的一个区域称为公差带。 在国家标准中，公差带包括：在国家标准中，公差带包括： 公差带大小公差带大小 由标准公差确定由标准公差确定 公差带位置公差带位置 由基本偏差确定由基本偏差确定4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【7】 （7）标准公差 标准公差就是国家标准所确定的公差。4-2 “公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【8】 （8）基本偏差基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。 4-2 “公差、偏差及误

21、差公差、偏差及误差”的术语和定义的术语和定义【9】 （9）误差 误差是指零件的设计值误差是指零件的设计值X X0 0与加工后的实测值与加工后的实测值X Xi i之差，用之差，用X Xi i表示。表示。即即 X Xi i = = X Xi i X X0 0 式中，式中，i = 1i = 1、2 2、3 3、n n，为测量次数。为测量次数。 误差误差Xi恒不为零恒不为零！4-3 有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义【1】 （1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互结配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。合的孔与轴公差带之间的相配关系。 基孔制基孔制 基轴制基轴制 4-

22、3 有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义【2】 基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。制度。基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为准孔的代号为“H”。ESEI=00基本尺寸H4-3 有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义【3】 基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴为基准

23、轴，它的上偏差为零。基准基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为轴的代号为“h”。es=0ei0基本尺寸h4-3 有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义【4】l配合类型配合类型间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合4-3 有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义【5】 4-3 有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义【5】配合公差配合公差允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。 间隙配合：配合公差间隙配合：配合公差= =最大间隙最大间隙最小间最小间隙隙过盈配合：配合公差过盈配合：配合公差=最大过盈最大过盈最小最小过盈过盈过渡配合

24、：配合公差过渡配合：配合公差=最大间隙最大间隙+最大过最大过盈盈配合公差配合公差=轴公差轴公差+ +孔公差孔公差4-4 有关有关“形位公差形位公差”的术语和意义的术语和意义l形位公差引言l形位公差的新国家标准l零件的要素l形位公差的标注形位公差的标注l形位公差带形位公差带形位公差引言形位公差引言l经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工艺操作水平等因素的影响，零件的尺寸和形状及表面质量均不能做到完全理想而会出现加工误差 。形位公差引言尺寸误差几何形状误差相互位置误差表面粗糙度加 工 误 差零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）是不可避免的。如工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力

25、等因素都会造成各种形位误差 形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。 形位公差引言形位公差引言 为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。 形位公差的新国家标准形位公差的新国家标准 为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差（简称形位公差）。 形位公差的新国家标准形位公差的新国家标准GBT 11821996形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法；GBT 11841996形状和位置公差未注公差值；GBT 42491996公差原则；GBT166711996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求GB195880形状和位置公差检测规定。 零件的要素零件的要素形位公差