模具制造技术基础ppt课件

模具制造技术 课程学习 为什么 模具制造 模具设计 模具加工 模具工业在国民经济中的重要地位优质 高效 低成本的制造方式 最大的用户是汽车 摩托车 家电 汽车生产中 零件约90 依靠模具成形 一个车型的生产需要4000套模具 2 3亿元 课程学习 中国模具工业总产值仅次于日本 美国 中国已能生产精度达到2微米的多工位级进模 寿命可达3亿冲次以上 个别企业生产的多工位级进模已可在2000次 分的高速冲床上使用 精度可达1微米 中国已能生产大屏幕彩电塑壳模具 大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠 整体仪表板等塑料模具等 课程学习 我国模具行业产值增长趋势2007年模具产值870亿 2008年模具产值900亿 2011年模具产值1800亿 2014年模具产值3500亿 2016年模具产值超4000亿 课程学习 现代工业产品的特征产品的结构越来越复杂 表面质量和加工精度的要求越来越高 工作环境的产品对高性能材料的需求越来越多 课程学习 现代模具的发展 工业产品对模具的要求 需求量更大 种类更多 性能和精度更高 结构和工作条件更复杂 寿命要求更长 课程学习 模具工业发展的总趋势 发展精密 高效 长寿命模具 发展高效 精密 数控自动化加工设备 提高模具制造水平 大量发展多工位 多型腔的模具等 课程学习 课程学习 机械制造技术基础 模具制造技术 怎么学 通用制造工艺 专用制造工艺 模具知识 考试 做事 课程学习 什么叫模具制造 模具零件分哪几类 如何保证加工精度 机械加工有哪些方法 仿形加工的原理是什么 模具加工工艺规程包含哪些内容 电火花加工的原理是什么 我会操作机床 我可以按照图纸规划工艺 我会修模 我会装配模具 我会试模 我会操作注塑机 都要 课程学习 到底学那些 怎么学 理性 一定的理论基础 大量的生产案例 课程学习 模具制造的两个领域 1 设计 从模具的构思设计到制图 2 加工 从零部件粗加工到精加工 装配及试模 成品 只有将两个领域妥善协调 才能制造出接近理想状态的模具 课程学习 模具设计与加工的关系 两者的关系 模具设计时的考虑 模具设计中有很多内容与加工方面的信息有关 如果对加工没有充分的了解 设计出的模具就不能有满足使用性能的充分把握 模具设计与加工的关系 课程学习 模具加工时的考虑 应对模具及各零部件的功能充分的理解 才能加工出高质量低成本的模具 应该在加工的基础上进行设计 模具设计与加工的关系 注意 课程学习 课程学习 课程学习 课程学习 学习内容 项目一准备模具制造工艺规程 能力目标 项目一准备模具制造工艺规程 知识目标 一 任务导入 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 二 知识链接 三 任务实施 四 知识拓展 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 1 生产过程和工艺过程 1 生产过程由设计图纸变为产品 要经过一系列的制造过程 通常将原材料或半成品转变成为产品所经过的全部过程称作生产过程 生产过程通常包括 技术准备过程包括产品投产前的市场调查 预测 新产品鉴定 工艺设计 标准化审查等 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 工艺过程工艺过程指直接改变原材料半成品的尺寸 形状 表面的相互位置 表面粗糙度或性能 使之成为成品的过程 例如液态成形 塑变成形 焊接 粉末成形 切削加工 热处理 表面处理 装配等 都属于工艺过程 将合理的工艺过程编写成用以指导生产的技术文件 这份技术文件称作工艺规程 1 生产过程和工艺过程 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 用机械的方法直接改变毛坯的尺寸 形状 表面质量 使之成为模具零件的工艺过程 称之为模具的机械加工工艺过程 模具的机械加工工艺过程由若干个顺序排列的工序组成 毛坯依次通过这些工序变成成品 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 1 工序一个 或一组 工人 在一个工作地 或一台机床 上对一个 或一组 工件从加工开始到加工下一个 或一组 工件之前完成的那一部分工艺过程称为工序 划分工序的依据 加工零件的工人不变 加工的地点不变 零件不变 而且加工必须连续进行 2 模具的机械加工工艺过程 机械加工工艺过程基础 3 机械加工工艺过程的组成 制定如图所示零件图的工艺流程 阶梯轴单件生产工艺过程 阶梯轴大批量生产工艺过程 表1 2限位导柱的加工工艺过程 单件生产 表1 3限位导柱的加工工艺过程 成批生产 表1 3限位导柱的加工工艺过程 成批生产 续 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 在车床上加工一批轴 既可以对每一根轴连续地进行粗加工和精加工 也可以先对整批轴进行粗加工 然后再依次对它们进行精加工 在第一种情形下 加工只包括一个工序 在第二种情形下 由于加工过程的连续性中断 虽然加工是在同一台机床上进行的 但却成为两个工序 工序是组成工艺过程的基本单元 也是生产计划的基本单元 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 2 工步在加工表面 切削工具 切削速度和进给量不变的条件下 连续完成的那一部分工序内容称为工步 生产中也常称为 进给 机械加工工艺过程基础 3 机械加工工艺过程的组成 制定如图所示零件图的工艺流程 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 工步的合并1 对于性质相同 尺寸相差不大的表面 可合并为一个工步 2 对于那些在一次安装中连续进行的多个 数量不限 相同的加工表面 可合并为一个工步 图1 2模具垫板零件 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 工步的合并3 为了提高生产率而将几个表面用几把刀具同时进行加工 或用复合刀具同时加工工件的几个表面 也算作一个工步 称为复合工步 图1 3导套零件加工 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 3 安装与工位在机械加工工序中 使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置这一过程称为工件的定位 工件从定位到夹紧的过程 统称为安装 有时 工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容 采用转位 或移位 夹具 回转工作台或在多轴机床上加工时 工件在机床上一次装夹后 要经过若干个位置依次进行加工 工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位 图1 1多工位加工实例a 装卸工件b 钻孔c 扩孔b 铰孔 图1 1所示为利用回转台在一次安装中顺次完成装卸工件 钻孔 扩孔和铰孔4个工位的加工实例 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 2 模具的机械加工工艺过程 4 走刀加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分称为走刀 例如轴类零件如果要切去的金属层很厚 则需分几次切削 这时每切削一次就称为一次走刀 因此在切削速度和进给量不变的前提下刀具完成一次进给运动称为一次走刀 由若干个顺序排列的工序组成的 而工序又可分为安装 工位 工步和走刀 课堂小结 在加工表面 切削刀具 切削速度和进给量不变的条件下 连续完成的那一部分工序内容称为工步 工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容 称为工位 加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分称为走刀 工步 工位 走刀 课堂小结 知识拓展 试设计如下零件单件生产时的工艺过程 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 3 生产纲领与生产类型 1 生产纲领每批需要制造的产品数量称为生产纲领 也称为生产量 零件的生产纲领N零可按下式计算 式中Q 产品的年生产纲领 单位 台 年 n 每台产品中所含零件的数量 单位 件 台 a 备品率 对易损件应考虑一定数量的备品 以供用户修配的需要 b 废品率 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 3 生产纲领与生产类型 2 生产类型生产类型是指企业 或车间 工段 班组 工作地 生产专业化程度的分类 一般分为 a 单件生产b 成批生产c 大量生产 模具制造 标准模板 模座 导柱 导套等 模具生产类型的工艺特点 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 生产纲领与生产类型的关系 不同机械产品的零件重量型别表 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 4 模具零件的工艺分析 1 零件图纸的完整性与正确性审查 2 零件材料加工性能审查 3 零件结构工艺性审查 4 零件技术要求审查 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 5 模具零件工艺规程的制订 1 模具零件工艺规程的基本要求1 工艺方面2 经济方面3 生产率方面4 劳动条件方面 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 5 模具零件工艺规程的制订 2 制定模具工艺规程的步骤1 产品的整套装配图和零件图 2 生产纲领和生产类型 3 毛坯的情况以及本厂 车间 的生产条件 如机床设备 工艺装备的状况 4 研究和学习必要的标准手册和相似产品的工艺规程 5 选择机床 工艺装备 切削用量及工时定额 6 填写工艺文件 模具制造工艺规程的内容和确定原则与方法 模具制造工艺规程的内容和确定原则与方法 续 模具制造工艺规程的内容和确定原则与方法 续 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 5 模具零件工艺规程的制订 3 模具制造工艺规程的文件化和格式化1 模具制造工艺过程卡它是以工序为单元 以表格形式 简要说明模具及其零件 主要是凸 凹模 加工 或装配 过程的工艺文件 从中可以了解 并明确制造工艺流程和加工方案 模具制造工艺过程卡 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 5 模具零件工艺规程的制订 3 模具制造工艺规程的文件化和格式化2 模具制造工艺卡它是按照模具及其零件的某一工艺阶段的内容 编制的工艺文件 仍以工序为单元 详细说明某一工艺阶段中的工序内容工艺参数 切削用量等 操作要求和采用的机床与工装等 模具制造工艺卡片 任务一分析模具零件工艺 制定工艺规程 5 模具零件工艺规程的制订 3 模具制造工艺规程的文件化和格式化3 模具制造工序卡对于特别重要的 关键的工序 根据模具制造工艺过程卡或工艺卡的内容 按工序及其内容编制成表格形式的工艺文件 称工序卡 其内容如表1 10所示 包括工序简图 该工序的工艺参数 如工序尺寸与公差 每工步的切削用量 定额工时 操作要求 以及所用的机床与工装等的说明与规定 模具制造工序卡 一 任务导入 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 导套加工任务 一 任务导入 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 导套加工任务 续 1 加工余量及毛坯尺寸的确定 1 加工余量的基本概念为了得到成品零件而从毛坯上切去的一层金属称为加工余量 简称余量 余量又分为总余量和工序余量 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 4工件加工总余量 1 加工余量及毛坯尺寸的确定 1 加工余量的基本概念 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 Z Ai 1 Ai 式中 Ai 1 上道工序的工序尺寸 Ai 本道工序的工序尺寸 总余量Z则等于同一加工表面的各道工序余量之和 即Z Z1 Z2 Zn式中 Z1 第1道工序的加工余量 Z2 第2道工序的加工余量 Zn 第n道工序的加工余量 n 工序数目 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 5工序余量和尺寸分布图Am 毛坯尺寸Ac 粗加工尺寸AZ 精加工尺寸AZ 终加工尺寸Zm 毛坯余量Zc 粗加工余量Zj 精加工余量ZZ 终加工余量 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 Zi di 1 di 2Zimax Zi iZimin Zi i 1Ti i 1 i式中 di 1 di 分别为上道韵工序尺寸和本道的工序尺寸 Zimax Zimin 分别为最大工序余量和最小工序余量 Ti 工序余量公差 i 1 上道工序的工序公差 i 本道工序的工序公差 1 加工余量及毛坯尺寸的确定 2 加工余量的确定 1 经验估算法 2 查表修正法 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 中小尺寸模具零件加工工序余量 2 定位基准的选择 1 基准的概念 1 设计基准设计零件图时用以确定其他点 线 面的基准称为设计基准 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 6导套 2 定位基准的选择 1 基准的概念2 工艺基准零件在加工和装配过程中使用的基准称为工艺基准 1 定位基准 2 测量基准 3 装配基准 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 2 定位基准的选择 2 工件的安装方式1 直接找正法由工人利用百分表或划针盘上的划针 以目测法校正工件的正确位置称为直接找正法 图1 7示直接找正法适用于大多数模具零件的加工 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 7接找正法装夹 2 定位基准的选择 2 工件的安装方式2 划线找正法可先在工件上按设计要求划出中心线 对称线及各待加工表面的加工线 工件定位时再用划针按划线位置找正以确定其正确的加工位置 这种按划线找正工件加工位置的方法 叫做划线找正法 其定位精度一般为0 2 0 5mm 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 2 定位基准的选择 2 工件的安装方式3 采用夹具安装夹具以它的定位面安装在机床上 进行成批生产时 可采用夹具安装 图1 9示为生产批量较大时所采用的专用回转式钻夹具 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 9专用回转式钻夹具 作业分析 试设计如下零件单件生产时的工艺过程 作业拓展 图示零件 毛坯为 35mm棒料 批量生产时其机械加工过程如下 在锯床上切断下料 车一端面钻中心孔 调头 车另一端面钻中心孔 在另一台车床上将整批工件一端外圆都车至 30mm及 20mm 调头再用车刀车削整批工件的 18外圆 又换一台车床 倒角 车螺纹 最后在铣床上铣两平面 转90 后 铣另外两平面 试分析其工艺过程的组成 3 模具零件的毛坯形式 模具零件的毛坯形式主要分为 原型材 锻造件 铸造件和半成品件四种 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 模具零件的毛坯形式 在毛坯设计中 首先考虑的是毛坯的形式 在决定毛坯形式时主要考虑以下几个方面 1 模具材料的类别2 模具零件的类别和作用3 模具零件几何形状特征和尺寸关系 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 模具零件的毛坯形式 1 原型材原型材的主要下料方式有 1 剪切法 2 锯切法 3 薄片砂轮切割法 4 火焰切割法 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 模具零件的毛坯形式 2 锻件锻造的目的 1 通过锻造可打碎共晶网状碳化物 使碳化物分布均匀 细化晶粒组织 提高模具零件的加工工艺性和使用寿命 2 改变毛坯形状 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 模具零件的毛坯形式 2 锻件由于模具的生产属于单件或小批生产 模具零件的锻造方式为自由锻造 1 锻件加工余量 合理 2 锻件下料尺寸的确定 L 1 25 2 5 d 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 模具零件的毛坯形式 2 锻件3 锻件毛坯下料尺寸的确定 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 模具零件的毛坯形式 2 锻件3 锻件毛坯下料尺寸的确定 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 棒料的实际直径尺寸按现有棒料的直径规格选取 当D理比较接近实有规格时 D实 D理 3 模具零件的毛坯形式 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 3 铸件模具零件中常见的铸件及其材料 冲压模具的上下模座 大型塑料模的框架 灰铸铁HT200和HT250精密冲裁模的上下模座 铸钢ZG270 500大中型冲压成型模的工作零件 球墨铸铁和合金铸铁吹塑模具和注射模具 铸造铝合金 4 定位基准的选择原则 定位基准分类 粗基准 以未经加工的表面作为基准精基准 以加工过的表面作为基准辅助基准 工件上没有能作为基准的表面时 专门设置或者加工出的定位基准 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 4 定位基准的选择原则 1 精基准的选择 1 基准重合原则 2 基准统一原则 3 自为基准原则 4 安装可靠原则 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 4 定位基准的选择原则 2 粗基准的选择 1 若工件必须首先保证某重要表面余量均匀 则应选择该表面为粗基准 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 12冲压模座的粗基准选择 4 定位基准的选择原则 2 粗基准的选择 2 如果零件上存在多个不加工表面都与相关的加工表面有位置精度要求 则选位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 13导套粗基准选择 4 定位基准的选择原则 2 粗基准的选择 3 同一尺寸方向上的粗基准一般只能使用一次 避免重复使用 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 图1 14射模导套 4 定位基准的选择原则 2 粗基准的选择 4 作粗基准的表面应尽可能宽大 平整 没有飞边 浇口或其他缺陷 这样可使定位稳定 准确 夹紧方便 可靠 任务二选择模具零件毛坯及其定位基准 一 任务导入 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 1 工序尺寸及其公差的确定 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 1 工序尺寸及其公差的确定 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 1 工序尺寸及其公差的确定 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 验算铰孔余量 直径上最大余量直径上最小余量验算结果表明 铰孔余量是合适的 100 035 99 85 0 185 mm 100 035 99 85 0 185 mm 2 工艺路线的拟定 主要任务 1 选择表面加工方法 2 确定表面的加工顺序 3 划分工序并确定工序内容 4 选择定位基准和进行必要的尺寸换算等 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 2 工艺路线的拟定 1 零件表面加工方法的选择1 经济精度和经济粗糙度 定义 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 外圆柱面加工的经济精度和经济粗糙度 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 圆柱孔面加工的经济精度和经济粗糙度 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 平面加工的经济精度和经济粗糙度 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 成形表面加工的经济精度和经济粗糙度 2 工艺路线的拟定 1 零件表面加工方法的选择1 经济精度和经济粗糙度2 零件材料及机械性能3 零件生产类型4 现有设备及技术条件 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 2 工艺路线的拟定 2 零件加工阶段的划分1 经济精度和经济粗糙度2 零件材料及机械性能3 零件生产类型4 现有设备及技术条件 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 1 工序尺寸及其公差的确定 模具零件的毛坯形式主要分为 原型材 锻造件 铸造件和半成品件四种 任务三选定模具零件的工序尺寸 拟定其最终工艺路线 模具三维装配图 第一章概述 模具三维零件图 型芯 型腔 第一章概述 模具工程零件图 模具制造的工艺路线 第一章概述 制定加工工艺 零件图要求 准备毛坯 粗 半精加工 热处理 精加工及精修抛光 检验 零件1 零件2 零件3 零件4 零件 装配 试模 1 6模具的主要加工方法 第一章概述 常用加工方法 机械加工 数控加工 常规机加工 普通车 铣 刨 磨 钻 仿形加工 数控铣 数控车 加工中心 特种加工 电火花线切割 电火花成形 超声波加工 腐蚀加工 电解 电铸 塑性加工 铸造 焊接 第一章概述 1 7模具结构分析及零件分类 模具的结构塑料模具冲压模具 第一章概述 注塑模 塑料模具 分解 FLASH 模具零件结构分类 第一章概述 模具结构分析及零件分类 第一章概述 模具零件毛坯的选择 模具零件采用的毛坯 铸件 焊接件 各种型材及板料 模具结构分析及零件分类 锻件 选择毛坯考虑因素 模具图纸的规定 模具零件的结构形状和几何尺寸 生产批量 模具零件的材料及对材料组织和力学性能的要求等 模具零件毛坯的选择 模具结构分析及零件分类 轴套杆类零件 非圆杆件 板类零件 成型零件 1 8外回转面 孔 平面的常规加工 1 8 1模具零件外圆柱面的加工方案 1 常用加工方法车削 磨削 超精加工及研磨等 车削 模具外圆柱表面常用加工方法 外圆磨削 模具外圆柱表面常用加工方法 FLASH 外圆磨削 2 加工方案 粗车 半精车 IT9 IT10 Ra1 25 5 m 精车 IT8 Ra0 63 2 5 m 粗磨 IT7 IT8 Ra0 16 0 63 m 精磨 IT6 IT7 Ra0 04 0 32 m 研磨 IT6 IT7 Ra0 02 0 16 m 超精加工 Ra0 01 0 16 m 小粗糙度 高精密 外回转面 孔 平面的常规加工 热处理 1 8 2模具零件孔的加工方案 1 加工孔的主要方法钻孔 扩孔 铰孔 镗孔磨孔 珩磨孔和研磨孔 模具上平面的加工方法 外回转面 孔 平面的常规