模具制造工艺总复习

1、 模具制造工艺总复习 第二章第二章 模具制造工艺规程模具制造工艺规程1、机械加工工艺的组成（1）工序 （2）工步 （3）走刀 （4）安装 （5）工位2、模具零件的工艺分析工艺分析零件结构的工艺分析零件的技术要求分析 零件结构的工艺分析零件结构的工艺分析 零件结构的工艺分析就是分析零件结构的工艺性以及在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。如果可行性和经济性好，则说零件的结构工艺性好。不合理不合理 合理合理不合理不合理 合理合理3、模具常见的毛坯种类：（1）原型材（2）锻件（3）铸件（4）半成品件4、基准的概念（1）设计基准 在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。（2）工艺基

2、准 零件在加工和装配过程中所使用的基准。 工序基准 定位基准 测量基准 装配基准 5、定位基准的选择粗基准的选择原则精基准的选择原则 6、确定工序尺寸与公差的两种情况（1）工艺基准与设计基准重合时工序尺寸与公差的确定（2）工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸与公差的确定中间工序尺寸和公差的计算基准重合主要通过查表基准不重合要引入工艺尺寸链，通过进行工艺尺寸链的计算获得工序尺寸和公差。 7、工艺基准与设计基准重合时工序尺寸与公差的确定方法例某轴直径为60mm，其尺寸精度要求为IT5，表面粗糙度Ra要求为0.04um，并要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线为：粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨。请计算各

3、工序的工序尺寸及公差。 60例2-2 如图2-31（a）所示零件，内孔端面C的设计基准是B面，设计尺寸为“30-0.2”。为便于加工时测量，采用以A面为基准，用测量尺寸A2来间接保证设计尺寸。为了保证设计尺寸“30-0.2”的精度，试确定A2的工艺尺寸和公差。 （设计基准与测量基准不重合的情况）00A28、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸与公差的确定解 确定封闭环、增环、减环封闭环是30-0.2 ；A2是增环；A1是减环。A20 确定A2的工艺尺寸由式2-1可得：A = A2 A1 A2 = A + A1 = 30 + 10 = 40（mm）确定A2的极限公差上偏差：由式2-4可得：ES A

4、 = ESA2 EIA1 ESA2 = ES A + EIA1 =0+(-0.1)=-0.1(mm)下偏差：由式2-5可得：EI A = EIA2 ESA1 EIA2 = EI A + ESA1 = -0.2+0 = - 0.2（mm)（式2-1）封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。（式2-4）封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。9、常用的表面强化工艺（1）喷丸强化（2）滚压加工强化（3）挤压加工强化 第三章第三章 模具材料及热处理模具材料及热处理1、普通热处理退火扩散

5、退火去应力退火完全退火不完全退火等温退火球化退火正火淬火回火单液淬火双液淬火分级淬火等温淬火低温回火中温回火高温回火2、碳素结构钢 只含C、Si、Mn、P、S五大元素的钢，其含碳量约0.05%0.70%。生产批量较小，精度要求不高，尺寸不大的塑料模具常使用该材料。 3、低碳低合金钢 在低碳结构钢的基础上,加入一种或数种少量的合金元素而形成的钢。常用于强度要求较高的小批量生产的塑料模具。 4、合金钢通常按合金元素含量多少分为低合金钢（合金含量10%）。 5、合金工具钢 在碳素工具钢基础上加入 Ni、Cr、W、Mo、V等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。常用作小型塑料模具和外径

6、小于30mm的小型冷作模具的零件材料。牌号有： Cr06、 Cr12、 Cr12MoV、 3Cr2W8V等。6、压铸模的工况 与高温液态金属接触；受热温度高，受热时间长；承受高压（20-120MPa)；反复加热冷却 ，金属液流高速冲刷。7、压铸模的性能要求 较高的耐热性和良好的高温性能，优良的耐热疲劳性，高的导热性，良好的抗氧化性和耐腐蚀性，高的淬透性。 第五章第五章 模具零件的精密加工模具零件的精密加工1、 精密加工 精密加工是指加工精度为10.1um，表面粗糙度为Ra0.10.01um的加工技术。 精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率。2、坐

7、标镗床 坐标镗床是高精度机床的一种，它的结构特点是有坐标位置的精密测量装置。坐标镗床主要用于加工高精度孔或孔系，除了镗孔，还可用于扩孔、铰孔、划线、测量等。镗孔时孔的尺寸精度可达IT7-IT6，表面粗糙度Ra可达0.8um，孔距精度可达0.005-0.01mm。 3、坐标镗床的类型单柱立式坐标镗床双柱立式坐标镗床卧式坐标镗床单柱立式坐标镗床立式坐标镗床（结构简单，操作方便，特别适宜加工板状零件的精密孔，但它的刚性较差，所以这种结构只适用于中小型坐标镗床。）（刚性较好，目前大型坐标镗床都采用这种结构。双柱式坐标镗床的主参数为工作台面宽度。） （工作台能在水平面内做旋转运动，进给运动可以由工作台纵

8、向移动或主轴轴向移动来实现。它的加工精度较高。）4、坐标磨床 坐标磨床具有精密坐标定位装置，用于磨削孔距精度要求很高的精密孔和成形表面。除能磨削圆柱孔外，还可磨削圆弧内外表面和圆锥孔等，主要用于加工淬硬工件、冲模和压模等。 5、常用坐标磨床类型单柱坐标磨床连续轨迹数控坐标磨床6、坐标磨床磨头的运动方式 （三向运动）砂轮的高速转动（自转）主轴的旋转运动（公转）主轴套上下往复运动 7、坐标磨床的各种磨削方法磨外圆磨锥孔磨台阶插磨型槽 第六章第六章 模具数控加工模具数控加工1、数控加工在模具制造中的应用 适用于加工多种、中小批量以及结构形状复杂、加工精度要求高，需要频繁改型的模具零件。2、机床坐标系

9、 机床坐标系是以机床原点O为坐标系原点并由X、Y、Z轴组成的直角坐标系。 机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点（用户不能随意改动）。3、工件原点和工件坐标系 编程时选工件图纸上的某一固定点为原点建立的坐标系，称为工件坐标系，该固定点即为工件原点。工件坐标系与机床坐标系的坐标轴平行、同向，但原点不同。 工件坐标系是编程时使用的坐标系，又称编程坐标系，该坐标系是人为设定的。建立工件坐标系是数控机床加工前的必不可少的一步。（不同的系统，其方法各不相同。）4、加工中心 数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床，它把铣

10、、镗、钻、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换，这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。5、计算机辅助制造（简称CAM） 计算机辅助制造是指在机械制造业中，利用电子数字计算机通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配 、检测和包装等制造过程。 第七章第七章 模具特种加工模具特种加工1、电火花加工的特点及应用范围 特点：（1）可以加工任何硬、脆、韧、及高熔点的导电材料；（2）工具材料不必比工件硬，可 以加工小孔，窄缝；（3）工件表面的热影响区小；（4）同一台机床上可以连

11、续 进行粗、中、精及精微加工；（5）自动化程度高。应用范围：（1）穿孔加工（2）复杂型腔加工（3）强化金属表面（4）磨削平面及圆柱面（5）刻字、刻花纹、攻螺纹2、在电火花加工过程中减少工具电极损耗的工艺措施(1)正确选用电极材料(2)正确选择加工极性（ 正极性加工或负极性加工）(3)采用合理的加工工艺方法 (4)合理设计电极（电极应尽量避免出现尖角、薄边等结构）(5)选取低耗的电规准 (增大脉冲宽度、减少脉冲峰值电流等。)3、电极常用的结构形式 （1）整体式 （2）镶拼式 （3）组合式（多电极）4、电火花线切割加工的特点1）不需要制造电极；2）加工下来的材料可以再利用；3）能加工精密细小、形状

12、复杂的零件；4）不用考虑电极丝的损耗对工件精度的影响，加工精度高 ；5）采用精规准一次加工成形，在加工过程中不需要转换加工规准。6）不能加工盲孔类及阶梯类成形表面。5、电火花线切割机床按电极丝的运行速度分类高速走丝电火花线切割机床（一般走丝速度为810m/s，电极丝可重复使用，是我国生产和使用的主要机种）低速走丝电火花线切割机床（一般走丝速度低于0.2m/s，电极丝放电后不再使用，是国外生产和使用的主要机种。）6、数字程序编制 线切割机床的加工程序格式有3B、4B、5B、ISO、EIA等代码，前三种是国内使用的，后两种是国际通用的。 目前我国常用的是3B代码和ISO代码。7、3B程序格式（程序

13、由8位组成）：BXBYBJGZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令解：解：因为|Ye|Xe|,OA斜线与X轴夹角大于45时，计数方向取Gy,即 G= Gy斜线OA在Y轴上的投影长度为Ye，故 J=Ye例1：加工图1所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且YeXe,试确定G和J。图1例2：加工图2所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限，试确定G和J。解：解： 因为加工终点靠近Y轴，|Ye|Xe|,计数方向取Gx，即 G= GxG= Gx计数长度为各象限中的圆弧段在X轴上投影长度的总和，即 J=JxJ=Jx1 1+Jx+Jx2 2 图2解：解：

14、因加工终点B靠近X轴，|Xe|Ye|,故计数方向取Gy，即G= GyG= GyJ为各象限的圆弧段在Y轴上投影长度的总和,即J=JyJ=Jy1 1+Jy+Jy2 2+Jy+Jy3 3例3：加工图3所示圆弧，加工终点B(Xe,Ye),试确定G和J。图 3例4加工图4所示斜线OA,终点A的坐标为Xe=17mm,Ye=5mm,写出加工程序。加工直线时：|Xe|Ye|时，取GxJ=17000（单位用m） 当被加工的直线是斜线且在象限时，加工指令用L1表示故程序为：故程序为：B17000 B5000 B17000GxLB17000 B5000 B17000GxL1 1图 4解： 先确定G=？确定J=？ 确

15、定加工指令Z =？BXBYBJGZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令3B程序格式例5加工图5所示直线，其长度为21.5mm,写出其程序。图 5BXBYBJGZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令3B程序格式加工直线时： |Ye|Xe|时，取Gy对于平行于X轴或Y轴的直线，即当X或Y为零时，X和Y值均可不写，但分隔符号必须保留J=21500（单位用m） 被加工的直线平行于坐标轴，指令为L2相应的程序为：相应的程序为：BBB21500GyLBBB21500GyL2 2解： 先确定G=？确定J=？确定X坐标值和Y坐标值 确定Z=？例6加工如图

16、6所示圆弧，加工起点的坐标为A(-5,0),试编制程序。 图 6BXBYBJGZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令3B程序格式解：解： 先确定先确定G=G=？确定确定J=J=？确定确定X X坐标值和坐标值和Y Y坐标值坐标值 确定确定Z=Z=？加工圆弧时： |Xe|Ye|时， ，取Gy计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和，以m为单位所以J=51000+51000=10000（单位用m）被加工的圆弧起点在象限，且按顺时针方向走，故Z=SR2相应的程序为：相应的程序为：B5000 BB10000GySRB5000 BB10000GySR2 2

17、例7:加工右图所示圆弧，加工起点为A（-2，9），终点为B（9，-2），编制加工程序。图 8BXBYBJGZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令3B程序格式解：解：先确定先确定G=G=？圆弧终点坐标|Xe|Ye|，故取Gy;确定确定X X坐标值和坐标值和Y Y坐标值坐标值圆弧起点的坐标值为（-2-2，9 9），）， X X坐标值坐标值=2000=2000，Y Y坐标值坐标值=9000 =9000 （单位用m）确定确定Z=Z=？起点在起点在象限，逆时针走向，则象限，逆时针走向，则Z=NRZ=NR2 2 确定确定J=J=？圆弧半径：R2 = 斜边2 = 20002+90

18、002 R = 9220m 计数长度：JyAC=9000m JyCD=9220m JyDB=R-2000m =9220m 2000m =7220m则J= JyAC+ JyCD+ JyDB=（9000+9220+7220）m =25440mJ=J=？斜故程序为：故程序为：B2000 B9000 B25440GyNR2B2000 B9000 B25440GyNR2BXBYBJGZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令3B程序格式 8 8、 ISO代码程序编制（国际通用格式）例如，加工图示零件（电极丝直径与放电间隙忽略不计）。用用G90G90（绝对坐标）编程（绝对坐标）编程

19、: :P1 （程序名）N01 G92 X0 Y0 （确定加工程序起点，设置加工坐标系）N02 G01 X10000 Y0 （加工直线）N03 G01 X10000 Y20000 （加工直线） N04 G02 X40000 Y20000 I15000 J0（加工圆弧）N05 G01 X40000 Y0 （加工直线） N06 G01 X0 Y0 （加工直线） N07 M02 （程序结束）G90为绝对坐标指令。该指令表示程序段中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。ISOISO格式程序手工编程举例格式程序手工编程举例9、线切割机床编程注意事项 3B格式是我国线切割机床常用的编程格式，ISO是国际通用的数控机

20、床编程格式。但必须注意，目前国内外各式各样的数控机床所使用的标准尚未完全统一，有关指令及其含义不完全相同，编程时必须严格遵守具体机床使用说明书中的规定。 10、电化学加工的基本原理 电化学加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解来将工件成型的。工件接直流电源的正极为阳极，按所需形状制成的工具接直流电源的负极为阴极。当工具阴极向工件进给并保持一定间隙时即产生电化学反应，在相对于阴极的工件表面上，金属材料按对应于工具阴极型面的形状不断地被溶解到电解液中，随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去

21、直至将工具的形状复制到工件上。 第八章第八章 模具表面加工与处理技术模具表面加工与处理技术研磨 抛光 喷丸2、电镀的基本原理 电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀的基本原理是把镀上去的金属接在阳极，把要被电镀的物件接在阴极 。阴阳极与镀上去的金属的正离子组成的电解质溶液相连，通以直流电的电源后，阳极的金属会氧化（失去电子），溶液中的正离子则在阴极还原（得到电子）成原子并积聚在阴极表层。3、常见的单金属电镀及其作用镀铜（提高延展性、导电性、导热性及外观质量 ）镀镍（提高抗腐蚀性或使表面美观） 镀铬（提高硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性）4、化学镀原理 化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：

22、化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。5、热扩渗技术 将工件放在特殊介质中加热，使介质中某一种或几种元素渗入工件表面，形成合金层的工艺。 6、形成扩渗层的三个基本条件：渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属间化合物。 欲使渗入元素与基体金属之间直接接触，必须创造相应的工艺条件来实现。被渗元素在基体金属中需有一定的渗入速度，以满足实际应用的要求。 7、气相沉积技术 气相沉积技术是利用气相中发生的物理、化学过程，在工件表面形成功能性或装饰性的金属、非金属或化合物涂层。气相沉积技术按照成膜机理

23、，可分为化学气相沉积、物理气相沉积和等离子体气相沉积等。8、气相沉积技术的类型化学气相沉积物理气相沉积等离子体气相沉积 第九章第九章 模具快速成形加工模具快速成形加工 常用的快速成形加工方法 立体印刷成形（简称SLA） 层合实体制造（简称LOM） 选区激光烧结（简称SLS） 熔融沉积制造（简称 FDM ） 第十章第十章 其它模具制造新技术简介其它模具制造新技术简介1、并行设计工作模式 并行设计工作模式是在产品设计的同时考虑其相关过程，包括加工工艺、装配、检测、质量保证、销售、维护等。在并行设计中，产品开发过程的各阶段工作交叉进行，及早发现与其相关过程不相匹配的地方，及时评估、决策，以达到缩短新产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本的目的。 2、逆向工程的应用（1）产品仿制（2）新产品设计利用CAD技术构想出创新的美观的外形，再以不同方式制造出样件，最后再以三维尺寸测量的方式测量样件建立曲面模型。（3）旧产品的改进（改型） 第十一章第十一章 典型模具制造工艺典型模具制造工艺1、冷冲压模具的凸模材料一般选用Cr12钢，Cr12钢属于高耐磨钢，其热处