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1、第10讲 模具制造（下）,一、数控加工 在机械制造工业中约占机械加工总量的80以上是单件、小批量生产的零件加工。如前所述，模具制造亦属于这一类型。其生产特点是加工批量小、改型频繁、零件的形状复杂而且精度要求高。在这种情况下，采用数控机床加工制造小批量、复杂零件是合理的。,1 数控机床,与普通机床相比，数控机床的主要优点有： 1）自动化程度高，生产率高。数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，同时，由于数控机床能有效地减少加工零件所需要的机动时间和辅助时间，因而其加工生产率比普通机床高得多。 2)加工精度高，产品质量稳定。对于中、小型数控机床，定位精度普遍可达003mm，重复定位精度为
2、001mm，故其加工精度高。 3)适应性强。当工件改变时，只需要重新编制程序即可。这就为单件、小批量生产和新产品试制提供了极大的便利条件。,2 数控机床的基本工作原理,在数控机床上加工零件时通常经过如下几个步骤： 1)根据加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写程序单。 2)通过通讯程序将程序输入数控装置。 3)数控装置将代码进行译码、寄存和运算之后向机床各个坐标的伺服机构发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制其他必要的辅助操作，如变速、开关切削液、松夹工件及刀具转位等，最后加工出合格的零件。,3 数控加工程序的编制,1）程序编制的一般步骤与方法,根据零件几何形状的复杂程度、程序
3、的长短以及编程精度要求的不同，可采用不同的编程方法，主要有手工编程和计算机零件编程。,2）程序的结构与格式,一个完整的加工程序由若干程序段组成；而程序段是由一个或若干字组成；每个字又由于字母和数字数据组成(有时，还包括代数符号)；每个字母、数字、符号称为字符。例如，某一加工程序 % O020 N001 G01 X80 Z-30 FO2 S300 T0101 M03 LF N002 X120 Z-60 LF N125 G00 X500 Z200 M02 EM 这表示一个完整的加工程序。它由125条程序段按操作顺序排列而成。整个程序的开始用符号”，以M02作为全程序的结束，每个程序段用序号N开头，
4、用LF结束。,4 平面轮廓和立体轮廓的零件数控加工,模具加工中，经常遇到各种平面轮廓和立体轮廓的零件.由于这类零件的型面复杂，需要多坐标联动加工，因此，采用数控铣床加工的优越性就特别显著。 1)平面轮廓的加工 这类零件的表面多由直线和圆弧或各种曲线构成，常用两坐标联动的三坐标铣床加工，是生产上最常见的一种，程编也较简单。,2)曲面加工,立体曲面的加工，根据曲面形状、刀具形状(球状、柱状、端齿)以及精度要求采用不同的铣削方法，如二轴半、三轴、四轴、五轴等插补联动加工。,5 编程举例,1）手工编程（瑞士MICRON W72C） 0 BEGIN PGM RL MM 1 BLK FORM0。1 Z X
5、+0 Y0 Z-20 2 BLK FORM0。2 X70 Y50 Z20 3 TOOL CALL 1 Z S800 4 L Z100 R0 F9999 5 L X-10 Y-10 6 L Z2 7 L Z-10 F1000 M3 8 L X0 Y0 RL F250 9 L Y50 10 L X70 11 L IY-20 12 L X40 13 L Y0 14 L X0 15 L X-10 Y-10 R0 16 L Z150 R0 F9999 M30 17 END PGM RL MM,2）计算机自动编程,二、模具CAD/CAM,1.CAD/CAM CAD/CAM(Computer Aided d
6、esign/computer Aided Manufacturing)系统。 CAD是指使用计算机系统支持各项基本设计活动；创新、变型、分析及优化等。因此，CAD系统支持设计过程的各个阶段，即方案设计、总体设计和详细设计，它以适于制造的形式，对设计对象(如机器、部件、零件等)完成计算机内部和外部的描述，形成有关的技术文档，如工程图样、零件明细表等。 CAM是指使用计算机通过与生产资源的直接或间接接口对制造厂的各个工序进行计划和控制。因此，它借助计算机完成制造过程中的各项工作，包括生产工艺准备和制造过程本身(加工、装配、质量检验、存储、运输等),2 模具CAD/CAM作用,随着机械加工技术和电子
7、技术的发展与日益结合，各种数控加工机床正成为模具加工的主要设备，模具制造技术正朝着高自动化、高生产率和高经济性方向发展。而且，CAD/CAM技术已在模具领域得到应用。 引入模具CADCAM系统的效果如下： 1)缩短了设计和制造周期。例如，采用CAD/CAM制造注射模时，设计周期缩短1/2,制造周期缩短14 2)提高了模具精度和设计质量。 3)可以积累和检索模具设计和制造的经验。 4)降低了成本。 引入模具CADCAM的经济、技术效益是多方面的，除了上述四个基本方面外，还可引起其他综合效益，如增强企业的竞争能力和应变能力等。,3 模具CAD/CAM系统,模具企业ERP/PDM,三、模具生产管理,
8、1模具生产管理内容 模具生产从工场手工业到现代化大生产，已有了很大的发展，逐步形成为一门科学。模具生产管理的含义: 一、生产过程组织。它是研究模具生产过程中各要素，如劳动人员、设备、原材料相互结合的最佳组织形式和条件，其中主要内容有生产过程、生产过程时间组织和空间组织、成组生产组织； 二、生产技术准备组织工作。它是研究模具企业开发新产品，采用新工艺新技术，为制造出合格的模具产品而进行的一系列生产技术准备活动，其中主要内容有网络计划技术、产品加工工艺设计和工艺准备、生产技术准备计划等； 三、有关生产的各种计划进度安排及生产控制工作。它是根据企业规定的生产目标和方向，研究企业生产的各个环节相互协调
9、、合理安排和生产调节的理论和方法，其内容包括生产能力、生产计划、生产作业计划、生产作业控制等； 四、与生产有密切关系的管理工作。其中有劳动管理、物资管理、设备份理、电子计算机辅助管理系统等。,2模具生产类型,1）模具生产类型 机械工业企业的生产可归纳为三种基本生产类型即大量生产、成批生产和单件生产。模具属于单件小批量生产. 单件生产是产量极少、品种繁多、专业化程度不高的一种生产。 单件生产的产品多用一次性生产的产品，生产的数量也很少，通常只生产一件或少数几件，而且不再重复，即使重复也无确切的时间。 产品多变、而且数量极少，必然给技术、生产和管理上带来许多不同的特点和要求。 在单件生产中，产品的
10、专用零件占的比重较大，标准件和通用件占的比重较小，所以不具备采用专用设备和工艺装备的条件，但模具制造要求较高，有少量专用设备及工艺装备。通常情况下，在单件生产中，多采用应变能力较强的适于多品种生产的通用设备。采用大量通用设备的结果，必然造成机械化和自动化水平的下降，手工操作的比重较大，单位产品的劳动消耗增加。因此，单件生产的产品生产周期较长，这也是其中一个重要因素。,2）模具专用性和单件生产特性,模具产品必须由用户先提出要求，其中包括产品结构及技术要求，才能进行设计和制造。即模具的订货在前，设计和制造在后，即按用户定货项目组织生产. 模具生产的非均衡性。,3模具企业提高经济效果,变成批生产为大
11、量生产，变单件生产为成批生产，模具生产提高经济效果主要途径有: (一)全面规划，统筹安排，积极发展专业化和协作，其中包括产品专业化、零件专业化、工艺专业化和辅助生产专业化. (二)在产品结构设计方面，应根据产品的特点和市场的需求情况性能的基础上，积极开展产品系列化、零件的标准化和通用化工作。 (三)在工艺设计方面，开展工艺过程典型化工作。使相同零件或结构相似的零件能具有相同或大致相同的工艺加工过程，为减少工序数目、提高工作地的专业化水平、增加工序的加工批量，为采用成组工艺或先进生广组织形式提供条件。 (四) 为了提高机械化自动化水平，减少手工操作的比重，避免或减少各种生产中断的时间，多采用各种
12、数控机床加工,数控机床是通用性强、自动化程度高、由计算机程序控制的加工设备，最适于单件小批多品种生产条件下使用。当加工对象改变时，只要把预先编好的程序输入到计算机内，机床就可以按规定的程序进行加工. (五)在生产组织方面，应加强订货管理。,4 模具生产准备阶段,生产准备阶段主要工作有： 1完成生产设计 模具生产要充分考虑到工厂现有的生产技术水平、能力、长期积累的工艺经验和降低成本等因素。必须根据生产的具体情况，完成模具生产设计. 2做好生产的工艺准备 生产的工艺准备主要包括编制生产的工艺，设计、制造和调整专用工装和设备。 3做好物资准备 做好生产所需要的原材料、外购配套件和外协件等的准备，保证
13、供应。 4完成生产组织准备 生产组织准备包括选择模具的生产方式、制订期量标准、作业计划和调整车间设备布置等。,四、模具商务,1 模具报价 2 商务谈判 3 模具商务合同 4 执行合同 5 验收 6 保修服务,模具销售价格,模具生产企业是订单驱动和预测相结合的混合型企业。企业只有得到订单后才能安排生产，而模具报价是模具制造商能否拿到订单的关键。 根据对企业的调研，在模具报价过程中主要存在如下问题： 1）价格不准确，尤其是对于非标模具； 3）用户产品或图纸要求不详； 4）合同评审周期过长； 5）产品加工周期估计偏差大； 6）产品生产加工过程中，查询不方便； 7）对交货期没有合理评估； 8）设计与生
14、产数据无法保持一致性； 9）生产部门对于企业资源状态无法及时掌握； 10）部门间业务衔接不紧凑。,模具报价困难,目前，国内外还没有主要针对模具进行报价的系统。国内外一般采用的方法主要有以下几种： 1）历史资料分析法 2）类似产品比较法 3）资料比价经验估算法 4）客户心理价位定价法 5）估算法 6）预测报价法,报价方法,由公式看出，模架销售成本中的主要成分是工费Ga和材料费C，只要设法通过有关公式将这两项费用计算出来，模架的销售成本也就不难算出了。,模具价格公式,模架报价方法的确定 通过对模架价格构成的分析，以及本系统是对模架在生产前的报价，并结合模架大致分为标准模架和非标准模架（图2-2）以
15、及常规模架制造工艺流程（图2-3），选择三种模架报价方法，分别为基于产品的实例匹配法、基于模架BOM表和设计及加工要求的逐项计算法、基于经验的标准对照法。,举例：模架报价,模架,模架制造工艺过程,1）基于产品的实例匹配法 检索相同或相似产品的历史报价，在其基础上进行局部修改，从而实现快速报价。,实例匹配法,2）基于模架BOM表和设计及加工要求的逐项计算法 此方法主要针对于非标准模架，从板件、材料、热处理、型腔加工、配件、深孔钻、其他加工项目等几方面进行分析和逐项细节报价，再汇总得出模架报价。其公式为：,逐项计算法,P:模架销售价格，PB：板件费（材料费及加工费）， PC：开框费（型腔加工标，非
16、标，特别），PA：配件价格， PH：热处理价格，PD：深孔钻价格，PP：其他加工项目价格， I税：税率，F运：运费,3）基于经验的标准对照法 此方法主要针对于标准模架，主要从基本价格(标准模架价格数据库中可查到)入手，若有其它配件或特殊加工要求，其计算步骤如下： 1）确定相同或相近的标准规格型号； 2）计算特殊板件价格，其计算方法同逐项计算法； 3）计算其它配件或特殊加工项目价格，其计算方法同逐项计算法； 4）对各部分价格进行调整、打折，最后汇总得出模架报价。,经验对照法,企业业务管理流程1,系统数据流程2,报价业务流程1,报价业务数据流程2,系统协作,自动报价系统,模架产品报价,产品报价单,
