模具制造工艺讲义

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1、模 具 制 造 工 艺模具专业讲义系别：机 械 系绪论0.1 中国模具工业的进呈现状中国模具工业以 15%的增长速度进展。冲压模已能生产 2 微米精度多工位级进模，工位数达 160 个，寿命 12 亿次，在大型塑料模已能生产 51 英寸 6.5KG 大容量洗衣机内桶模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具，还能生产手机外壳模具等。但同国外相比存在差距，周密加工设备的应用，CAD/CAE/CAM 技术的普及不高等等。0.2 模具制造技术的根本要求及特点0.2.1 模具制造的根本要求1、制造精度高2、使用寿命长3、制造周期短4、模具本钱合理0.2.2 模具加工程序模具加工的一般程序：模具标准件预备坯

2、料预备模具零件外形加工热处理模具零件精加工模具装配。一副模具的零件多达 100 个以上。其中除了标准件可以外购，其他零件都要进展加工。0.2.3 传统模具制造向现代模具制造的过渡传统模具技术主要是依据设计图样，用仿形加工、成型磨削以及电火花加工方法来制造模具。现代模具制造能够利用 CAD/CAE/CAPP/CAM 技术和数控加工技术。0.2.4 现代模具制造技术的特点传统制模现代制模再现力量差再现力量强人为因素物化因素整体水平不易把握整体水平简洁把握设计与制造脱节设计与制造协调串行方式并行方式重复劳动多重复劳动少加工周期长加工周期短0.3 模具先进制造技术的进展0.3.1 模具先进制造技术的应

3、用w 1信息技术在现代模具制造中的应用w CAD 技术。w CAE 技术。w CAPP 技术。w CAM 技术。w 仿真技术。w 虚拟现实Virtual Reality，VR技术。w 网络通信技术。w 多媒体技术。10w 智能化技术。w 2自动化技术在现代模具制造中的应用w 数控机械加工技术。w 数控电加工技术。w 数控特种加工技术。w 3现代系统治理技术在现代模具制造中应用w 集成化思想。w 并行化思想。w 协同设计思想与团队精神。0.3.2 中国模具工业的技术的进展前景w 1巨大的市场需求将推动中国模具工业进展w 中国经济的高速进展对模具工业提出了越来越高的要求。w 例，2022 年国内汽

4、车年产量已经接近 300 万辆，需要的各种塑料件达 36 万吨。w 1989 年，国务院将模具被列为机械工业技术改造序列的首位。w 2国内模具技术的进展方向w 提高大型、周密、简单、长寿命模具的设计制造水平。w CAD/CAE/CAM 技术。w 快速制造原型和快速制造模具技术。w 热流道、气辅注射成型、高压成型技术。w 模具标准化和标准件的使用。w 优质模具材料和先进外表处理技术。w 高速铣削技术的应用。w 模具光整加工制备。w 高速测量技术与逆向工程，的工艺和模具。0.3.3 学习本课程的根本要求模具设计与制造专业的主要专业课之一，是已学课程的综合应用。第 1 章模具制造工艺规程根底学问1.

5、1模具制造工艺过程w 模具生产过程通过设计、加工、装配，转变为具有使用性能的成型模具的全过程。分为 6 个阶段：w 模具方案筹划。w 模具构造技术设计。w 生产预备。w 模具非标准件加工。w 装配与试模。w 验收与试模具。1.1模具制造工艺过程1. 模具制造工艺过程从生产预备到模具验收之前的 3 个阶段。是模具生产过程的主要局部2. 模具制造工艺过程的组成工艺过程可以分为假设干个工序，1 个工序可以分为 1 个或假设干个工步，而 1 个工步又可以分为 1 次或假设干次进给。（1） 工序工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进展加工所连续完成的那一局部工艺过程。w 表 1-

6、1模柄加工工艺过程（2） 工步工步是在加工外表和加工工具都不变的状况下所连续完成的那一局部工序内容。用几把刀具或复合刀具同时加工同一工件上的几个外表，称为复合工步。（3） 进给刀具从被加工外表每切下一层金属被称为一次进给。1.1 模具制造工艺过程1、定义将模具制造工艺过程及其中各工序的内容，承受表格或卡片形式规定下的文件，称为模具制造工艺规程。2、模具制造工艺规程的内容1） 模具及其零件图分析2） 零件毛坯的选择与确定3） 工艺基准及其选择与确定4） 设计、制定模具成型件制造工艺过程5） 设计、制定模具装配、试模工艺6） 确定工序的加工余量7） 计算、确定工序尺寸与公差8） 选择、确定加工机床

7、与工装9） 计算、确定工序、工步切削用量10） 计算、确定工时定额3、模具制造工艺规程的特点1） 单件生产。2） 重点为：模具成型件制造和模具装配。应合理提高成型件的成型加工精度及其型面粗糙度，力求削减手工作业工时。3） 现代模具制造工艺技术多承受 CNC 机床与计算机技术组成模具CAD/CAM、FMS 制造技术。1.2 模具零件工艺分析分析产品零件图及装配图，了解零件在产品构造中的功用和装配关系，从加工的角度动身对零件的技术要求进展审查。经过分析，找出主要的技术要求和关键技术问题，为合理制定工艺规程作好必要的预备。 零件的几何外形及其构造工艺要素力求简化、合理；力求削减加工面和加工面积，以削

8、减加工量、节约工时，缩短制造工艺过程，削减刀具等工装配置。 零件的构造刚度好，使在装夹和加工时，能避开夹紧力和切削力导致的变形误差，从而影响加工精度。 零件上的过渡圆角、退刀槽尺寸与构造、槽形宽度和孔径等应当按标准和标准进展设计。 零件构造要素的加工可行性好，使之能够加工、便于加工；力求削减或避开斜孔、深孔、过小孔、过深或过窄的槽及缝形构造。1.3 工艺路线的拟定w 工艺路线的主要任务是选择零件外表的加工方法、确定加工挨次、划分工序。w 1.3.1外表加工方法的选择w 对于精度要求较高的外表，先是依据各种工艺方法所能到达的加工经济精度和外表粗糙度等因素来选定它的最终加工方法。然后再选定前面一系

9、列预备工序的加工方法和挨次。w 每一种加工方法，加工的精度越高，其加工本钱也越高；反之，加工精度越低，其加工本钱也越低。一种加工方法的加工精度到达肯定的程度后，即使再增加加工本钱，加工精度也不易提高；反之，当加工精度降低到肯定程度后，即使加工精度再低，加工本钱也不随之下降。常见的加工方法所能到达的经济精度及外表粗糙度可以查阅有关工艺手册。表 1-5外圆柱外表的加工方法及加工精度摘录选择零件外表加工方法应着重考虑以下问题。1. 被加工外表的精度和零件的构造外形例：1孔径大时宜选用镗孔和磨孔，孔径小时承受铰孔较为适当。2多型孔宜承受数控线切割、坐标镗床或坐标磨床加工。2. 零件材料的性质及热处理要

10、求3. 生产率和经济性要求4. 现有生产条件选择加工方法应充分利用现有设备，合理安排设备负荷，同时还应重视工艺、技术的应用。1.3 工艺路线的拟定1. 粗加工阶段粗加工阶段主要任务是切除加工外表上的大局部余量，主要考虑如何提高劳动生产率。2. 半精加工阶段半精加工阶段主要任务是为外表的精加工作好必要的精度和余量预备，并完成一些次要外表的加工如钻孔、攻螺纹、切槽等。3. 精加工阶段精加工阶段主要任务是提高并到达规定的外表质量要求。4. 光整加工阶段光整加工阶段主要任务是提高被加工外表的尺寸精度和减小外表粗糙度，一般对尺寸精度和外表粗糙度要求特别高的外表才安排光整加工。将工艺过程划分阶段有以下作用

11、： 保证产品质量。 合理使用设备。 便于热处理工序的安排。 便于准时觉察毛坯缺陷和保护已加工外表。应当指出拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则，但是在具体运用时又不能确定化。工艺路线划分加工阶段是就零件加工的整个工艺过程而言，不是以某一外表的加工或某一工序的加工而论。一个零件的加工可集中在少数几道工序内完成，则称为工序集中；一个零件的加工分散在很多道工序内完成，则称为工序分散。工序集中具有以下特点。 工件在一次装夹后，可以加工多个外表，能较好地保证外表之间的相互位置精度；可以削减装夹工件的次数和关心时间；削减工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。 可削减机床、操作工人数量，

12、节约车间生产面积，简化生产打算和生产组织工作。 承受的 设备和 工装构造复 杂、 投资大，调 整和修理的难度 大， 对工人的技 术水平要求 高。工序分散具有以下特点： 机床设备及工装比较简洁，调整便利，生产工人易于把握。 可以承受最合理的切削用量，削减机动时间。 设备数量多，操作工人多，生产面积大。在一般状况下，单件小批量生产承受工序集中，大批、大量生产较多地承受工序分散。具体状况需通过技术经济分析来打算。1. 切削加工工序的安排 先粗后精的加工挨次先进展粗加工，再进展半精加工，最终进展精加工和光整加工。 先加工基准外表，后加工其他外表。 先加工主要外表，后加工次要外表。 先加工平面，后加工内

13、孔。2. 热处理工序的安排退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前后。淬火、正火和调质等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。渗氮处理温度低、变形小，且渗氮层较薄，渗氮工序应尽量靠后，安排在工件粗磨之后，精磨、光整加工之前。时效处理在粗加工之后，精加工之前进展。对于高精度的零件，在加工过程中常屡次时效处理。3. 关心工序的安排关心工序主要包括检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等。检验工序是主要的关心工序，检验工序应作如下安排： 零件粗加工或半精加工完毕之后。 重要工序加工前后。 零件送外车间热处理加工之前。 零件全部加工完毕之后。钳工去毛刺常安排在易产生毛刺的工序之后，检验及提高硬度的热处理

14、工序之前。1.4 工件的定位、基准与夹紧基准是用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。分为设计基准和工艺基准。1. 设计基准在设计图样上所承受的基准称为设计基准。 图 1-5设计基准2. 工艺基准在工艺过程中承受的基准称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。（1） 工序基准在工序图上用来确定本工序被加工外表加工后的尺寸、外形、位置的基准称为工序基准。图 1-6工序基准（2） 定位基准在加工时，为了保证工件相对于机床和刀具之间的正确位置马上工件定位所使用的基准称为定位基准。（3） 测量基准测量时所承受的基准称为测量基准。如图 1-7 所示，用游标深度尺 测量槽深时，平面 A 为测量基准。图 1-7测量基准（4） 装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所承受的基准称为装配基准。图 1-8装配基准1. 六点定位原理任一刚体，在空间都有 6 个自由度，即沿直角坐标系 x、y、z3 轴方向移动的自由度，以及绕 3 轴转动的自由度，如图 1-9 所示。限制工件在空间的 6 个自由度，使之完全定位，即为工件的六点定位原理。例：如图 1-10