{数控模具设计}模具制造工艺规程培训讲义

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1、模具制造工艺,电子工业出版社,第2章 模具制造工艺规程,2.1 基本概念 2.2 工件的安装和基准选择 2.3 工艺路线的拟订 2.4 工序设计 2.5 加工精度与表面质量,第2章 模具制造工艺规程,2.1 基本概念 2.1.1 生产过程和工艺过程 1生产过程 模具制造是在一定的工艺条件下，改变模具材料的形状、尺寸和性质，使之成为符合设计要求的模具零件，再经装配、试模和修整而得到整副模具产品的过程。 1）生产技术准备 2）零件成形加工 3）模具装配,第2章 模具制造工艺规程,2工艺过程 在模具制造过程中，直接改变工件形状、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

2、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，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。 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，即为模具机械加工工艺规程。,第2章 模具制造工艺规程,2.1.2 机械加工工艺过程 1工序 一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。,第2章 模具制造工艺规程,第2章 模具制造工艺规程,2安装 确定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程，称为定位。工件定位后将其固定，

3、使之在加工过程中保持定位位置不变，即夹紧。工件的定位和夹紧过程称为装夹。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称为安装。 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，称为工位。,第2章 模具制造工艺规程,4工步 对工序进一步划分即为工步。一道工序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若干个表面只用一把刀具，也可能虽只加工一个表面，但却要用若干把不同刀具。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，称为一个工步。 5走刀（行程） 有些工步，由于余量较大或其他原

4、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）。,第2章 模具制造工艺规程,2.1.3 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。,第2章 模具制造工艺规程,2生产类型 1）单件生产 生产的产品品种较多，每种产品的产量很少，同一个工作地点的加工对象经常改变，且很少重复生产。如新产品试制用的各种模具和大型模具等都属于单件生产。 2）成批生产 产品的品种不是很多，但每一种产品均有一定的数量，同一个工作地点的加工对象周期性地更换，这种生产称为成批生产。如模具的标准模架、模座、导柱、导套等多属于成批生

5、产。,第2章 模具制造工艺规程,2.1.4 制订工艺规程的原则和步骤 1机械加工工艺规程的作用 （1）工艺规程是指导生产的技术文件 （2）工艺规程是生产组织和管理的依据 （3）工艺规程是加工检验的依据 2制订机械加工工艺规程的原则 模具加工的生产类型一般为单件小批生产，制订机械加工工艺规程的基本原则就是要保证以最低的生产成本和最高的生产效率，可靠地加工出符合设计图样所要求的模具产品。,第2章 模具制造工艺规程,3制订机械加工工艺规程的步骤 零件图的研究与工艺分析 确定毛坯的种类 设计工艺过程 工序设计 填写工艺文件 4工艺文件的格式及应用 （1）机械加工工艺过程卡片 （2）机械加工工序卡片 （

6、3）机械加工工艺（综合）卡片,第2章 模具制造工艺规程,2.2 工件的安装和基准选择 2.2.1 基准的概念 1设计基准 零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。,带头导套,第2章 模具制造工艺规程,2工艺基准 1）工序基准 2）定位基准 3）测量基准 4）装配基准 基准重合原则。 基准统一原则。 基准对应原则。 基准传递与转换原则。,第2章 模具制造工艺规程,2.2.2 工件的安装方式 1直接装夹,第2章 模具制造工艺规程,2找正装夹 3夹具装夹,工件、夹具和机床之间的位置关系,第2章 模具制造工艺规程,2.2.3 定位基准的选择 1粗基准的选择,大型冲压模座粗基准的选择,第2章 模具制造

7、工艺规程,2精基准的选择 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。这一原则就是“基准重合”原则。 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。 当精加工和光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循“自为基准”原则。 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准”的原则。 精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。,第2章 模具制造工艺规程,2.3 工艺路线的拟订 2.3.1

8、表面加工方法的选择,第2章 模具制造工艺规程,第2章 模具制造工艺规程,第2章 模具制造工艺规程,轴线平行孔的加工方法及孔距精度等级 单位：mm,第2章 模具制造工艺规程,外圆和内孔的几何形状精度,第2章 模具制造工艺规程,平面的几何形状和相互位置精度,第2章 模具制造工艺规程,各种加工方法的经济粗糙度,第2章 模具制造工艺规程,2.3.2 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 （2）半精加工阶段 （3）精加工阶段 （4）光整加工阶段 2工艺过程分阶段的主要原因 （1）保证加工质量 （2）合理使用设备 （3）便于安排热处理工序,第2章 模具制造工艺规程,2.3.3 加工顺

9、序的安排 1机械加工顺序的安排 （1）先粗后精 （2）先主后次 （3）基面先行 （4）先面后孔,第2章 模具制造工艺规程,2热处理工序的安排 1）预先热处理 （1）退火和正火 （2）调质 （3）时效 2）最终热处理 （1）淬火 （2）渗碳淬火 （3）回火 （4）氮化,第2章 模具制造工艺规程,3辅助工序的安排 1）检验工序 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，进入装配和成品库时。 2）其他辅助工序的安排 零件的表面处理，如电镀、发蓝、涂漆等，一般均安排在工艺过程的最后。但有些大型铸件的内腔不加工面，常在加工之前先涂防锈漆等。去毛

10、刺、倒棱、去磁、清洗等，应适当穿插在工艺过程中进行。,第2章 模具制造工艺规程,2.3.4 工序的集中与分散 1工序集中的特点 有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备，可大大提高劳动生产率； 减少了工序数目、缩短工艺路线，从而简化生产计划和生产组织工作； 减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积； 减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且一次安装加工较多的表面，也易于保证这些表面的相对位置精度； 专用设备和工艺装备较复杂，生产准备工作和投资比较大，转换新产品比较困难。,第2章 模具制造工艺规程,2工序分散的特点 设备与工艺装备比较简单，调整方便，生产工人便于掌握，容易适应产品的变换；

11、 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间； 设备数目较多，操作工人多，生产面积大。,第2章 模具制造工艺规程,2.4 工序设计 2.4.1 机床与工艺设备的选择 1机床的选择 机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应。 机床精度应与工序要求的加工精度相适应。 机床的生产率与加工零件的生产类型相适应。 机床选择还应结合现场的实际情况。 2夹具选择 单件小批生产，应尽量选用通用夹具，如各种卡盘、台钳和回转台等。为提高生产率，应积极推广使用组合夹具。大批大量生产，应采用高生产率的气、液传动的专用夹具。夹具的精度应与加工精度相适应。,第2章 模具制造工艺规程,3刀具选择 刀具的选择主要取决于工序所采用的

12、加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生产率及经济性等。在选择时一般应尽可能采用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。刀具的类型、规格及精度等级应符合加工要求。 4量具选择 量具的选择主要是根据生产类型和要求检验的精度来确定。在单件小批生产中，应采用通用量具量仪，如游标卡尺与百分表等；大批大量生产中，应采用各种量规和一些高生产率的专用检具。量具的精度必须与加工精度相适应。,第2章 模具制造工艺规程,2.4.2 加工余量与工序尺寸 1加工余量,第2章 模具制造工艺规程,第2章 模具制造工艺规程,被包容件的加工余量和公差,第2章 模具制造工艺规程

13、,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,中、小尺寸模具的工序余量,第2章 模具制造工艺规程,3工序尺寸与公差的确定 确定各加工工序的加工余量； 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余量，可分别得到各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸）； 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）； 填写工序尺寸，并按“入体原则”标注工序尺寸公差。,第2章 模具制造工艺规程,2.5 加工精度与表面质量 2.5.1 加工精度 1加工精度与加工误差 加工精度是零件加工后的实际几何参数

14、（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的符合程度。 加工误差是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏离程度。 零件加工后产生的加工误差，主要是由机床、夹具、刀具、量具和工件所组成的工艺系统，在完成零件加工的任何一道工序的加工过程中有很多误差因素在起作用，这些造成零件加工误差的因素称之为原始误差。 （1）工艺系统的原有误差 （2）加工过程中的其他因素,第2章 模具制造工艺规程,2保证和提高加工精度的主要途径 1）减少或消除原始误差 2）补偿或抵消原始误差 3）转移原始误差 4）分化或均化原始误差,第2章 模具制造工艺规程,2.5.2 表面质量 1加工表面质量的含义 机械加工

15、的表面质量也称表面完整性，它包含表面的几何特征和表面层的力学性能的变化。 1）加工表面的几何特征 2）加工表面层的力学性能的变化,第2章 模具制造工艺规程,2加工表面质量对零件的使用性能和使用寿命的影响 （1）表面质量对零件工作精度及其保持性的影响,初期磨损量与表面粗糙度的关系,第2章 模具制造工艺规程,（2）表面质量对零件抗腐蚀性的影响 （3）表面质量对零件疲劳强度的影响 （4）表面质量对零件之间配合性质的影响 3改善表面质量的途径 一般而言，可以通过各种工艺措施，如降低零件表面粗糙度，减小残余拉应力，防止表面烧伤和裂纹，对零件进行表面强化，来达到改善表面质量的目的。,第2章 模具制造工艺规程,复习思考题 什么是模具加工工艺规程？在模具制造中，它主要有哪些作用？ 制订模具加工工艺规程的基本原则是什么？合理的加工工艺规程应满足哪些基本要求？ 什么是工艺基准？简述工艺基准的选择原则。 在选择加工方法时，重点要考虑哪些因素？ 零件的加工为什么常常要划分加工阶段？划分加工阶段的原则是什么？ 机械加工顺序安排的基本原则是什么？试举例说明。 保证和提高加工精度的主要途径有哪些？,