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文档简介
模具制造工艺过程的编制模具制造工艺过程的编制1内容2.1基本概念2.2编制工艺过程的依据 2.3零件图的工艺分析2.4毛坯选择 2.5定位基准的选择 2.6工艺路线的拟订2.7加工余量的确定 2.8工序尺寸及其公差的确定2.9定位误差分析与计算2.10装配、试模与调整、维修内容2.1基本概念2§2.1基本概念一、模具制造的生产过程模具的生产过程,是指将用户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、工艺性分析,设计成模具;并基于此,将原材料经过加工、装配,转变为具有使用性能的成型工具的全过程。具体地说,模具生产过程分以下六个阶段:(1)模具方案确定(2)模具结构设计(3)生产准备成型件材料、模块等坯料加工;标准零、部件配购;根据造型设计,编制NC、CNC加工代码组成的加工程序;以及刀具、工装等。(4)模具成型零件加工(5)装配与试模(6)验收与试用。§2.1基本概念一、模具制造的生产过程具体地说,模具生3
4二、模具制造工艺过程及其组成
模具制造工艺过程定义为:直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置及性能,将其转变为成品或半成品的过程。它是模具生产过程的主要部分,即从生产准备到验收、试模合格之前,属于制造工艺过程。1.工序:一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。
工序是构成工艺过程的基本单位,工序划分的主要依据是加工地点是否变动和加工内容是否连续。举例:带肩导柱的车削,复杂型腔的数控加工。二、模具制造工艺过程及其组成工序是构成工艺过程的基本单位,工52.安装:在零件加工之前,使工件在机床或夹具上占有正确的位置并将其紧固的过程称为装夹(包括定位与夹紧两个过程)。工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。
一个工序中可以只有一次安装,也可以有多次安装。应尽量减少安装次数。举例:导柱外圆面、端面及中心孔的车、钻。3.工位:为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。举例:三轴钻床利用回转工作台换位使零件按照装卸、钻孔、扩孔和铰孔四个工位连续完成加工。2.安装:在零件加工之前,使工件在机床或夹具上占有正确的位置64.工步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工步。加工表面与加工工具只要改变一个,就应算作另一工步,如对同一个孔进行钻孔、扩孔、铰孔,应作为三个工步。在工艺卡片中,按工序写出各加工工步,就规定了一个工序的具体操作方法及次序。多工位连续加工工步的合并:
(1)对那些在一次安装中连续进行的若干相同的工步,通常看作一个工步。如:钻4个孔(2)对性质相同,尺寸相差不大的表面,可合并为一个工步。如:同一工件不同尺寸外圆的车削。工步的合并4.工步在加工表面和加工工具不变的情况下,所连续完成的那75.工作行程(走刀):切削工具在加工表面上切削,每切去一层材料称为一个工作行程(走刀)。
一个工步里可以有一个工作行程,也可以有多个工作行程。如外圆的余量较多,在粗车工步中可以有多次工作行程。6.工序的集中与分散(1)工序的分散:某一个工序中的加工内容很少,称为工序分散。最简单的工序仅有一次安装,一个工位,一个工步及很少的工作行程。(2)工序的集中:若一个工序的加工内容很多,有较多的工步及工作行程,有时甚至需要多次安装,这种情况称为工序集中。
工序集中与分散程度的确定:主要取决于生产规模、零件结构特点及技术要求5.工作行程(走刀):切削工具在加工表面上切削,每切去一层材8§2.2编制工艺规程的依据一、工艺规程的作用与内容
1.工艺规程:把整个零件的全部加工过程按照一定的格式所写成的书面文件。它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必要的操作方法。
2.工艺规程的作用:用以组织、指导、管理和控制模具制造的各个工序。二、工艺规程编制的原则与依据
1.工艺规程编制的原则在一定的条件下,以最简便的方法、最快的速度、最少的劳动量和最少的费用,可靠地加工出符合图纸各项要求的零件。§2.2编制工艺规程的依据一、工艺规程的作用与内容92.工艺规程编制的依据
根据必要的技术资料,生产计划(周期、进度、数量),本厂的生产条件(设备、工人技术水平、生产场地、起重运输等),结合需要的可能性,因地制宜地全面考虑。2.工艺规程编制的依据10三、模具工艺工作1.
模具工艺工作的主要内容(1)编制工艺文件
模具工艺文件主要包括模具零件加工工艺规程、模具装配工艺要点或工艺规程、原材料清单、外购件清单和外协件清单等。
(2)二类工具的设计和工艺编制
二类工具(二级工具)是指加工模具零件和模具装配中所用的各种专用工具。经常设计的二类工具有:非标准的铰刀和铣刀、各型面检验样板、非标准量规、仿形加工用靠模、电火花成型加工电极、型面检验放大图样等。三、模具工艺工作11(3)处理加工现场技术问题
处理模具零件加工和装配过程中出现的技术、质量和生产管理问题是模具工艺技术人员的经常性工作之一。
(4)试模和鉴定工作
模具在装配之后的试模是模具生产的主要环节,模具设计人员、工艺人员和其他人员通过试模中出现的问题,提出解决问题的对策,并对模具的最终技术质量状态作出正确的结论。(3)处理加工现场技术问题122.模具工艺文件的编制
模具工艺规程包括加工工艺规程、装配工艺规程和检验工艺规程三部分。生产中常以工艺过程卡和工序卡来指导、规范生产。2.模具工艺文件的编制13一般模具加工工艺规程编制的程序包括以下四个环节:
(1)模具工艺性分析应该在充分理解模具结构、用途、工作原理和技术要求的前提下,分析各种零件在模具中的作用和技术要求,分析模具材料、零件形状、尺寸和精度要求是否合理,找出加工的技术难点,提出合理的加工方案和技术保证措施。
(2)确定毛坯形式根据零件的材料类别、零件的作用和要求等确定哪些零件分属于自制件、外购件和外协件,分别填写外购件清单和外协件清单。对于自制件应确定毛坯形式,如型材、铸件、锻件、焊件和半成品件等,并填写毛坯备料清单。
(3)二类工具的设计和工艺编制专用二类工具的设计原则应该符合模具生产的特点。
(4)填写工艺规程的内容填写时要尽量采用工厂常用语,对于关键工序的技术要求和保证措施、检验方法要作必要的说明。一般模具加工工艺规程编制的程序包括以下四个环节:14四.模具制造工艺路线1.分析估算在接受模具制造的委托时,首先要根据制品零件图样或实物,分析研究将用模具的套数、模具结构及主要加工方法,然后进行模具价格估算,估算的内容包括:
(1)模具费用:指材料费、外购零件费、设计费、加工费、装配调整及试模费、不可预见费等。四.模具制造工艺路线1.分析估算15(2)交货期:估算完成每项工作的时间,并决定交货期。(3)模具总寿命:估算模具的单次寿命以及经多次简单修复后的总寿命(即在不发生事故的情况下,模具的自然寿命)。(4)制品材料:制品规定使用的材料性能、尺寸大小、消耗量以及材料的利用率等。(5)使用的设备了解设备的性能、规格及其附属设备。2.模具动、静态精度,刚度、生产周期、成本及寿命(1)模具动、静态精度
产品的精度包括:尺寸精度、形状精度和相互位置精度。机械产品在工作状态和非工作状态的精度,又分别称为动态精度和静态精度。模具的静态精度:在非工作状态下测得的模具精度。模具的动态精度:在工作状态时,受到工作条件的影响,其静态精度数值都发生了变化,这时的模具精度称为动态精度。(2)交货期:估算完成每项工作的时间,并决定交货期。2.模16影响模具精度的主要因素:①产品制件精度产品制件的精度越高,模具工作零件的精度就越高。同时对模具的生产周期、生产成本都有很大的影响。②模具加工技术手段的水平模具加工设备的加工精度和自动化程度,是保证模具精度的基本条件。③模具装配钳工的技术水平模具的最终精度很大程度依赖于装配调试,模具光整表面的表面粗糙度数值主要依赖模具钳工来完成,因此模具钳工技术水平是影响模具精度的重要因素。④模具制造的生产方式和管理水平模具工作刃口尺寸在模具设计和生产时,是采用“配作法”还是“分别制造法”,是影响模具装配精度的重要因素。对于高精度模具只有采用“配作法”才能满足高精度的要求。(2)模具刚度
对于高速冲压模、大型件冲压成型模、精密塑料模和大型塑料模,不仅要求具有高精度,还应有良好的刚度,以免出现较大的弹性变形影响模具的动态精度及使用性能,以及加工不当造成的附加变形。影响模具精度的主要因素:(2)模具刚度17(3)模具的生产周期
模具的生产周期是指从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间。
模具生产周期的长短是衡量一个模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一,同时生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。
影响模具生产周期的主要因素有:
①模具技术和生产的标准化程度我国标准化程度20%左右,国外60~80%②模具企业的专门化程度国内模具自产自配率高(60%),国外商品率高(>70%)③模具生产技术手段的现代化④模具生产的经营和管理水平(3)模具的生产周期18(4)模具生产成本
模具生产成本是指企业为生产和销售模具所支付费用的总和。模具生产成本包括原材料费、外购件费、外协件费、设备折旧费、经营开支等等。从性质上分为生产成本、非生产成本和生产外成本,我们讲的模具生产成本是指与模具生产过程有直接关系的生产成本。
影响模具生产成本的主要因素有:①模具结构的复杂程度和模具功能的高低②模具精度的高低模具的精度和刚度越高,模具生产成本也越高。③模具材料的选择模具费用中,材料费在模具生产成本中约占15%~20%,特别是因模具工作零件材料类别的不同,相差较大。④模具加工设备⑤模具的标准化程度和企业生产的专门化程度。(4)模具生产成本19(5)模具寿命
模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下,所能加工的制件的总数量,它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。模具寿命=工作面的一次寿命×修磨次数×易损件的更换次数。不同类型的模具正常损坏的形式也不一样,但总的来说工作表面损坏的形式有摩擦损坏、塑性变形、开裂、疲劳损坏、啃伤等。
影响模具寿命的主要因素有:①模具结构合理的模具结构有助于提高模具的承载能力,减轻模具承受的热和机械负荷水平。②模具材料应根据产品零件生产批量的大小,选择模具材料。③ 模具零件加工质量④ 模具工作状态(5)模具寿命20⑤产品零件状况被加工零件材料的表面质量状态、材料硬度、伸长率等力学性能和被加工零件的尺寸精度都与模具寿命有直接的关系。模具的技术经济指标有:精度和刚度、生产周期、模具生产成本以及模具寿命。它们之间是互相影响和制约的,而且影响因素也是多方面的。在实际生产过程中要根据产品零件和客观需要综合平衡,抓住主要矛盾,求得最佳的经济效益,满足生产的需要。⑤产品零件状况被加工零件材料的表面质量状态、材料硬度、伸21§2.3零件图的工艺分析一、零件的结构分析1.零件的几何形状分析2.零件的精度分析尺寸精度、形状精度和位置精度,以及表面粗糙度。3.零件材料分析材料性能对加工方法的影响。4.其他技术要求
(1)热处理、表面处理及其他防腐处理。
(2)特殊检验方法,如磁力探伤、X光检查、荧光检验等。
(3)其他要求,如动平衡、退磁处理等。
§2.3零件图的工艺分析一、零件的结构分析22二、机械零件的结构工艺性
零件的结构工艺性:是指所设计的零件在满足使用要求的前提下,其制造的可行性和经济性。零件的结构工艺性好,就有利于优质高产。结构工艺性的优劣,除与各个零件本身特点有关之外,还应考虑整机的装配工艺性和生产类型。1.原材料
机械零件所采用的原材料,除满足使用性能要求外,还应考虑:
(1)便于采购,不随意使用贵重、稀缺材料;
(2)便于加工,不随意使用在原始状态下具有过高硬度、过高韧性的材料。二、机械零件的结构工艺性232.各表面形状、结构应便于加工2.各表面形状、结构应便于加工24模具制造工艺过程的编制课件25举例:分析如图零件的结构工艺性模具材料:预硬镜面钢PMS举例:分析如图零件的结构工艺性模具材料:预硬镜面钢PMS26§2.4毛坯选择一、毛坯的分类和选择原则
毛坯的选择应根据所用材料、零件结构、复杂程度、生产类型和本厂的生产条件几个方面来决定。§2.4毛坯选择一、毛坯的分类和选择原则27二、毛坯的形状和尺寸
工艺人员在分析产品图纸后,应该对所负责设计的工艺过程的那部分零件决定毛坯方案,而后在编制工艺过程的同时,逐步决定毛坯尺寸和形状,画出毛坯图。1.毛坯形状根据零件形状选择合适的毛坯形状。2.毛坯尺寸
根据所采用的毛坯方案,估计各表面的工序数,由各工序的加工余量决定毛坯的尺寸,即在原零件尺寸基础上加上各表面在各工序所有的加工余量的总和(总加工余量),构成毛坯的尺寸。而后根据毛坯制造和零件机械加工所要求的结构工艺性修改其形状,绘制毛坯图。二、毛坯的形状和尺寸283.毛坯尺寸的确定方法3.毛坯尺寸的确定方法29例1:某模具零件的外形尺寸为30mm×140mm×220mm,材料为Cr12MoV。
毛坯尺寸:35mm×145mm×225mm例2:如图所示零件,试确定毛坯尺寸外形尺寸:48×72×86毛坯尺寸52×76×90例1:某模具零件的外形尺寸为30mm×140mm×220304.坯料加工
长方体毛坯加工工序:备料——锻造——热处理退火(回火)——刨(铣)六面——磨平面。
圆形坯料加工工序:备料——车加工——内外圆磨表面。
留磨余量4.坯料加工31§2.5定位基准的选择一、概念:(1)基准:在零件的设计和制造过程中,用于确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。分别称为基准点、基准线和基准面。(2)设计基准:在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准.(3)工艺基准:零件在加工和装配中所使用的基准。(4)定位基准:用以确定工件在机床或夹具中正确位置所依据的基准。(5)测量基准(检验基准):测量零件已加工表面位置及尺寸的基准。(6)装配基准:装配时用于确定零件相互间正确装配位置的基准。§2.5定位基准的选择一、概念:32模具制造工艺过程的编制课件33二、定位基准1.定位基准的特点(1)工件定位时,所选定位基准可能是点、线、面,其中点或线应由某些具体的表面体现出来,这些表面称为定位基准面。例如以中心线作定位基准,可由内、外圆表面或两对称的侧平面体现。(2)工件定位时,往往通过它的定位表面放置在机床上或夹具中,这时定位基准面起支承作用,但并不是所有定位表面都起支承作用。如直接找正、划线找正定位,所找正的那条线或那个面本身是定位基准,有时它是被加工表面,不能起支承作用,而用以起支承作用的表面不作定位用。(3)工件定位时,应视零件加工的具体情况,根据六点定位原则选择定位基准。需要限制的自由度少,可能只需一个表面定位(如平面);所需要限制的自由度多,则需要一组表面定位;限制六个自由度,必须沿三个坐标方向以三个表面作定位基准。二、定位基准342.定位基准的分类
粗基准:在加工的起始工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准,则该表面称为粗基准。
精基准:利用已经加工过的表面作定位基准,称为精基准。
由于产品的精度在很大程度上取决于定位基准选择是否合适,作为定位基准的表面应该具备一定的精确性。但是,在一个毛坯件的第一道机械加工工序,工件上各表面都是毛面,所选用的基准面也只能是毛面。因此,定位基准就有粗基准(毛基准)和精基准(光基准)的差别,它们的情况不同,选择的原则也就不一样。
2.定位基准的分类353.定位基准选择原则1)粗基准的选择
在选择粗基准时考虑的重点是:一是如何保证各加工表面有足够的加工余量;二是保证各加工面与非加工面之间的相互位置关系,三是保证装夹的稳定性和可靠性。具体选择时可采用下列原则:(1)当零件上只有一个非加工表面时,为了保证非加工表面与加工表面之间的位置要求,应选择非加工表面作粗基准(图(a));如果零件上有多个非加工表面,则应以其中与加工面相互位置要求较高的表面作粗基准,如图(b)所示。3.定位基准选择原则(1)当零件上只有一个非加工表面时,为36(2)如果零件上没有非加工表面,选择粗基准时,应考虑合理地分配各表面的加工余量。①应保证各主要加工表面都有足够的余量。为满足这个要求,应选择毛坯余量最小的表面作粗基准。如图2.13(c)所示的阶梯轴。应选Ф55mm外圆表面作粗基准。②对于工件上的某些重要表面(如导轨和重要孔等),为了尽可能使其加工余量均匀,则应选择重要表面作粗基准。(c)(2)如果零件上没有非加工表面,选择粗基准时,应考虑合理地分37(3)
粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上,粗基准通常只允许使用一次,以免产生较大的定位误差。如图所示的小轴加工,如重复使用B面去加工A、C面,则必然会使A面与C面的轴线产生较大的同轴度误差。(4)选作粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口或飞边等缺陷,以便定位可靠。(3)粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上,粗基准通常只382)精基准的选择选择精基准考虑的重点是:如何减小定位误差,提高加工精度。同时考虑装夹方便,夹具结构简单。选择精基准一般应遵循以下原则:(1)“基准重合”原则.
选择加工表面的设计基准为定位基准,称为“基准重合”原则。2)精基准的选择39
为了保证尺寸c的精度要求,上述两个误差之和应小于或等于尺寸c的公差:
Δc+Δch(Ta)≤TcΔc本工序的加工误差;Δch(Ta)基准不重合误差,Tc-允差为了保证尺寸c的精度要求,上述两个误差之和应小40(2)“基准统一”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此组精基准定位,这就是“基准统一”原则。
(3)“自为基准”的原则当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时,应选择加工表面本身作为定位基准。例如磨削床身的导轨面时,就是以导轨面本身作定位基准(图2.18)。此外,用浮动铰刀铰孔,用圆拉刀拉孔,用无心磨床磨外圆表面等,均为以加工表面本身作定位基准的实例。(2)“基准统一”原则41(4)“互为基准”的原则为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度,可采用互为基准、反复加工的原则。如薄板的磨削、导套的内外圆面加工。(5)保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则讨论:(a)当加工尺寸的公差Tc值较大,而表面B和C的加工误差又比较小时,即Tc≥Δc+Δch时,应优先考虑工件方便装夹的要求,选择A面定位。(4)“互为基准”的原则讨论:(a)当加工尺寸的公差Tc值42(b)当加工尺寸的公差Tc较小,而表面B和C的加工误差比较大时,即Tc<Δc+Δch时,可考虑以下三种方案:①改变加工方法或采取其他工艺措施,提高B和C面的加工精度,即减少Δc与Δch,使Tc≥Δc+Δch,这样仍可选择A面为定位基准。②以表面B定位,消除基准不重合误差Δch,这样会使装夹不便和夹具复杂一些,但为了保证加工精度,有时也不得不采用这种方法。③用组合铣刀铣削,以A面定位,同时加工B面和C面(图2.20)。这样可使B、C面间的位置精度和尺寸精度都与定位表面无关,两表面的尺寸主要取决于铣刀直径的差值。(b)当加工尺寸的公差Tc较小,而表面B和C的加工误差比较大433)辅助基准的应用工件定位时,为了保证加工表面的位置精度,多数情况下优先选择设计基准或装配基准为主要定位基准,这些基准一般为零件上的重要工作表面。但有些零件的加工,为装夹方便或易于实现基准统一,人为地制造一种定位基准,如零件上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔。这些表面不是零件上的工作表面,只是由于工艺需要而作出的,这种基准称为辅助基准。此外,零件上的某些次要表面(非配合表面),因工艺上宜作定位基准而提高它的加工精度和表面质量,这种表面也称为辅助基准。举例:利用回台和工艺销钉加工斜孔。3)辅助基准的应用44§2.6工艺路线的拟订
机械加工工艺规程的制订,大体可分为两个部分:拟订零件加工的工艺路线;确定各道工序的工序尺寸及公差、所用设备及工艺装备、切削规范和时间定额等。一、表面加工方法的选择
有一定技术要求的零件表面,一般不是用一种工艺方法一次加工就能达到设计要求的,所以对于精度要求较高的表面,在选择加工方法时,总是根据各种工艺方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素来选定它的最后加工方法,然后再选定前面一系列准备工序的加工方法和顺序,经过逐次加工达到其设计要求。§2.6工艺路线的拟订机械加工工艺规程的制订,45模具制造工艺过程的编制课件46模具制造工艺过程的编制课件47选择零件各表面加工方法的基本思路:
1.被加工表面的精度和表面质量要求所采用加工方法的经济精度应能保证零件图样所规定的精度和表面质量要求。例如,材料为碳钢,尺寸精度为IT7,表面粗糙度Ra=0.8μm的外圆柱面,应该选用磨削加工方法作为达到工件加工精度的最终加工方法。
当多种加工方法的加工经济精度都能满足被加工表面的精度和表面粗糙度要求时,选择何种加工方法则取决于零件的结构形状、尺寸大小、材料、热处理等项因素。例如IT7的孔,采用镗、铰、磨、拉削加工均可达到精度要求,都符合加工经济精度。但是,对模板上的孔,则不应选择拉削和内圆磨削加工,宜采用镗削、铰削加工;对于位置精度要求较高的孔采用坐标镗或坐标磨加工,而不宜采用铰削加工,因为铰孔不能纠正孔的位置偏差。被加工表面的尺寸大小对选择加工方法也有一定的影响。例如孔径较大时宜选用镗孔,而加工直径小的孔,则采用铰孔较为适当。选择零件各表面加工方法的基本思路:482零件材料的性质及热处理要求对于加工质量要求高的有色金属零件,一般采用精细车、精细铣或金刚镗进行加工,应避免采用磨削加工。淬火后的钢质零件宜采用磨削加工和特种加工。3生产率和经济性要求所选择的零件加工方法,除保证产品的质量和经济精度要求外,应有尽可能高的生产率。尤其在大批量生产时,应尽量采用高效率的先进加工方法和设备,以达到大幅度提高生产效率的目的。2零件材料的性质及热处理要求49二、工艺阶段的划分1. 工艺过程四个阶段的划分(1)粗加工阶段主要任务是切除加工表面上的大部分余量,使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段应考虑的主要是如何提高劳动生产率。(2)半精加工阶段:主要任务是减小粗加工后留下的误差和表面缺陷层,使被加工面达到一定的精度,同时完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、切槽等)。(3)精加工阶段:主要任务是使精度要求高的表面达到规定的质量要求。要求的加工精度较高,各表面的加工余量和切削用量都比较小。(4)光整加工阶段主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和减小表面粗糙度,一般不能纠正形状和位置误差。对尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表面才安排光整加工。二、工艺阶段的划分502.划分工艺阶段的原因及原则(1)保证加工质量(渐精的概念)逐级提高零件的精度,消除或减小加工过程中的内应力和变形。(2)合理使用设备(3)便于热处理工序的安排(4)便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面
2.划分工艺阶段的原因及原则51三、工序的划分确定工序数目的两个原则:工序集中原则和工序分散原则1.工序集中的特点:(1)工件在一次装夹后,可以加工多个表面,能较好地保证表面之间的相互位置精度;可以减少装夹工件的次数和辅助时间;减少工件在机床之间的搬运次数,有利于缩短生产周期。(2)可减少机床数量、操作工人,节省车间生产面积,简化生产计划和生产组织工作。2.工序分散具有以下特点:(1)机床设备及工装比较简单,调整方便,生产工人易于掌握。(2)可以采用最合理的切削用量,减少机动时间。(3)设备数量多,操作工人多,生产面积大。三、工序的划分52模具制造工艺过程的编制课件53四、加工顺序的安排1.切削加工工序的安排零件的被加工表面不仅有自身的精度要求,而且各表面之间还常有一定的位置要求,在零件的加工过程中要注意基准的选择与转换。安排加工顺序应遵循以下原则:(1)先粗后精:即先进行粗加工,再进行半精加工,最后进行精加工和光整加工。(2)基面先行:先加工基准表面,后加工其他表面。在零件加工的各阶段,应先把基准面加工出来,以便后续工序用它来定位加工其他表面。(3)先主后次:先加工主要表面,后加工次要表面。零件的工作表面、装配基面等应先加工。而键槽、螺孔等往往和主要表面之间有相互位置要求,一般应安排在主要表面之后加工。(4)先面后孔:先加工平面,后加工内孔。对于箱体、模板类零件平面轮廓尺寸较大,用它定位,稳定可靠,一般总是先加工出平面作精基准,然后加工内孔。四、加工顺序的安排542.热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排,主要取决于零件热处理的目的。(1)改善金属组织和加工性能的热处理工序,如退火、正火和调质等,一般安排在粗加工前、后。(2)提高零件硬度和耐磨性的热处理工序,如淬火、渗碳淬火等,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,如安排在工件粗磨之后,精磨、光整加工之前。(3)时效处理工序,时效处理的目的在于减小或消除工件的内应力,一般在粗加工之后精加工之前进行。对于高精度的零件,在加工过程中常进行多次时效处理。
举例:
锻造——退火——粗加工——半精加工——淬火与回火——精加工——钳工抛光——镀铬——钳工装配(T8A,T10A)锻造——退火——粗加工——调质或高温回火——精加工——淬火与回火——钳工抛光——镀铬——钳工装配(5CrNiMo,5CrMnMo,9SiCr)2.热处理工序的安排553.辅助工序安排
辅助工序主要包括检验、去毛刺、清洗、防锈、刻字等。其中检验工序是主要的辅助工序。为保证产品质量,及时剔除废品,防止浪费工时,并使责任明确,检验工序一般安排在零件粗加工或半精加工结束之后;重要工序加工前后;零件送外车间(如热处理)加工之前;零件全部加工结束之后。(1)粗加工、半精加工后,精加工前的检验(2)重要工序加工前后的检验(3)热处理前的检验(4)特种性能的检验(6)零件从此车间转送到另一车间前后的检验(7)装配前的检验3.辅助工序安排56§2.7加工余量的确定一、加工余量的概念1.总加工余量和工序加工余量(1)总加工余量:为了得到零件上某一表面所要求的精度和表面质量而从毛坯表面上切除的全部多余的金属层厚度,称为该表面的总加工余量。(2)工序加工余量:为完成某一个工序而从该表面上切除的金属层厚度,称为工序加工余量。总加工余量与工序加工余量的关系为:式中:Z总——总加工余量;Zi——第i道工序的加工余量;n——工序数目。§2.7加工余量的确定一、加工余量的概念总加工余量与工序572.公称加工余量、最大加工余量和最小加工余量(1)公称加工余量:通常所说的加工余量又称公称加工余量,其值等于前后工序的基本尺寸之差。式中:Zb——本工序的加工余量;a——前工序的工序尺寸;b——本工序的工序尺寸。加工余量有双边余量和单边余量之分,平面的加工余量是单边余量,它等于实际切削的金属层厚度。对于外圆和孔等回转表面,加工余量指双边余量,即以直径方向计算,实际切削的金属为加工余量数值的一半。对于被包容面的单边余量Zb=a-b
对于包容面的单边余量Zb=b-a
对于轴2Zb=da-db
对于孔2Zb=db-da
2.公称加工余量、最大加工余量和最小加工余量式中:加工余量有58(2)最大加工余量和最小加工余量
最大加工余量:前工序最大(最小)工序尺寸和本工序最小(最大)工序尺寸之差;
最小加工余量:前工序最小(最大)尺寸与本工序最大尺寸之差。
对外表面:Zbmax=amax-bminZbmin=amin-bmaxTzb=Tbmax-Tbmin=Ta+Tb式中:Tzb——本工序加工余量公差;Tb——本工序工序尺寸公差;Ta——前工序工序尺寸公差。Zbmin——本工序最大和最小加工余量;bmax、bmin——本工序最大和最小尺寸;amax、amin——前工序最大和最小尺寸;Zamax、Zamin——前工序最大和最小加工余量,(2)最大加工余量和最小加工余量对外表面:59
加工余量的公差带,一般是按“入体方向”分布在零件加工表面上的。毛坯尺寸的公差,一般采用双向标注.加工余量的公差带,一般是按“入体方向”分布在60二、确定加工余量的方法1.影响工序余量的因素(1)上道工序的尺寸公差T(2)上道工序表面粗糙度Ry(表面轮廓最大高度)和表面缺陷层厚度H(3)本工序加工时的安装误差ε:包括定位误差、夹紧误差(夹紧变形)及夹具误差(4)上道工序留下的平面度、直线度之类的位置误差δ二、确定加工余量的方法612.确定加工余量一般有如下三种方法:(1)分析计算法(2)查表修正法此法是以工艺手册、生产实践和各种试验研究积累的有关加工余量的资料数据为基础,并结合实际的加工情况来确定加工余量的方法,应用比较广泛。在查表时应注意表中的数据是公称值,对称表面(轴和孔)是加工余量的双边值,非对称表面的加工余量是单边值。(3)经验估算法此法是根据工艺人员的实践经验来确定加工余量的方法。这种方法不太准确,并且为了避免因加工余量不够而产生废品的情况,估计的加工余量一般偏大,常用于模具零件。2.确定加工余量一般有如下三种方法:62§
2.8工序尺寸及其公差的确定一、工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定是指定位基准、工序基准、测量基准与设计基准重合时,同一表面经过多次加工才能满足加工精度要求,应如何确定各道工序的工序尺寸及其公差。其方法是考虑各工序的余量和此种加工方法所能达到的经济精度,从最后一道工序向前推算:确定毛坯总余量和工序余量。确定工序公差.最后一道工序的尺寸公差等于或小于设计尺寸公差,其余工序公差按经济精度确定。(3) 求工序基本尺寸.从零件图上的设计尺寸开始,一直往前推算到毛坯尺寸,某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。(4) 标注工序尺寸公差最后一道工序的公差按设计尺寸标注,其余工序尺寸公差按入体方向标注。§2.8工序尺寸及其公差的确定63例3某工件上有Ø20+0.021(H7)的孔,加工工序为:钻孔——扩孔——粗铰—精铰。求各工序尺寸。工序名称工序余量精度等级基本尺寸工序尺寸精铰(6~8)0.06IT7(+0.021)20Ø20+0.021粗铰(8~11)0.09IT9(+0.052)19.94Ø19.94+0.052扩孔(9~10)1.05IT10(+0.084)19.85Ø19.85+0.084钻孔(11~14)18.8IT13(+0.33)18.8Ø18.8+0.33例3某工件上有Ø20+0.021(H7)的孔,加工工序为:64模具制造工艺过程的编制课件65二、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的确定
1.工艺尺寸链的基本概念1)工艺尺寸链的定义和特征工艺尺寸链的主要特征(1)封闭性——尺寸链中各个尺寸首尾相接形成一个封闭的系统。不封闭就不成为尺寸链。(2)关联性——任何一个能直接保证的尺寸及其精度的变化,必将影响间接保证的尺寸和其精度。工艺尺寸链:零件加工过程中,同一工件上相互联系、按一定顺序排列成封闭图形的尺寸组合,称为工艺尺寸链,简称尺寸链。二、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的确定工艺尺662)工艺尺寸链的组成(1)环:组成尺寸链的每一个尺寸,称为尺寸链的环。(2)封闭环:加工过程中间接得到的尺寸,称为尺寸链的封闭环。每个尺寸链中有且仅有一个封闭环。用加下标o(或∑)的字母表示。
(3)组成环:除封闭环以外的其他环,称为组成环。组成环的尺寸是直接保证的,它又影响到封闭环的尺寸。按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。(4)增环——当其余组成环不变,该环增大(或减小)使封闭环随之增大(或减小)的环,称为增环。为简明起见,给该环冠一个向右的箭头。(5)减环——当其余组成环不变,该环增大(或减小)使封闭环减小(或增大)的环,称为减环。为简明起见,给该环冠一个向左的箭头。2)工艺尺寸链的组成673)工艺尺寸链的画法(1)封闭环的确定
正确确定封闭环是解算工艺尺寸链最关键的一步。如果封闭环确定错了,整个尺寸链的解算将是错误的。要认准封闭环是“间接、派生、最后”获得的尺寸这一关键点。(2)然后从封闭环一端开始,按照尺寸之间的联系首尾相连,依次画出对封闭环有影响的尺寸,直到封闭环的另一端,形成一个封闭图形,就构成一个尺寸链。(3)按照各组成环对封闭环的影响,确定其为增环或减环。
对于环数多的尺寸链,可以采用箭头法,即先给A∑尺寸的上方(或下方)任意画箭头方向,然后沿着规定好的方向给各环依次画下去,凡箭头方向与封闭环A∑的箭头方向相同的环为减环,相反的为增环。注意:所建立的尺寸链,应是最短的(即使组成环数最少),这样才能更好地满足封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。3)工艺尺寸链的画法68例:某模具零件设计尺寸如图所示。A、C、D三面已加工完毕,现以A面做定位基准铣削槽E。试画出本工序工艺尺寸链。例:某模具零件设计尺寸如图所示。A、C、D三面已加工完毕,现694) 工艺尺寸链计算的基本公式工艺尺寸链的计算,有极值法和概率法两种。一般多采用极值法。本课程只介绍极限法。(1)封闭环基本尺寸: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。即:式中:n——增环的环数;
m——组成环的总环数(2)封闭环极限尺寸4) 工艺尺寸链计算的基本公式式中:n——增环的环数;(270(3)封闭环上下偏差(4)封闭环的公差式中:ES(A)—环的上偏差;EI(A)——环的下偏差。式中:Ti—组成环的公差。(3)封闭环上下偏差(4)封闭环的公差式中:式中:715) 尺寸链计算的三种形式(1) 正计算已知各组成环尺寸,求封闭环尺寸,其计算的结果是惟一的。这种情况主要用于设计尺寸、校核。(2)反计算已知封闭环尺寸,求各组成环尺寸。这种情况实际上相当于X+Y+Z=C这样一个不等式,在求解这个不等式时,是将封闭环的公差值合理地分配给各组成环,分配时一般按照等公差值法、等精度法、等工序能力法,来确定组成环的公差值,并加以适当调整,使各组成环公差之和等于或小于封闭环公差。它主要用于根据机器装配精度,确定各零件尺寸及偏差时的情况。(3)中间计算已知封闭环和部分组成环,求某一组成环。此法应用最广,广泛用于加工中基准不重合时工序尺寸的计算。5) 尺寸链计算的三种形式722.工艺尺寸链的分析和计算1)测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算在零件加工时,会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情况。因此需要在零件上另选一个易于测量的表面作测量基准进行测量,来间接检验设计尺寸。例如图所示套筒零件,两端面已加工完毕,加工孔底面C时,要保证尺寸16-0.35mm,因该尺寸不便测量,试标出测量尺寸。2.工艺尺寸链的分析和计算73解:(1)画出工艺尺寸链(2)封闭环基本尺寸(3)封闭环上偏差:
(4)封闭环下偏差:(5)本工序测量尺寸:解:(3)封闭环上偏差:(4)封闭环下偏差:(5)本工序测74讨论:由于基准不重合而进行尺寸换算,将带来两个问题:(1)提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求。设计公差为0.35mm,换算后的测量尺寸公差为0.18mm。(2)假废品问题假如60-0.17实际加工尺寸为60,则尺寸A1在44+0.35范围之内都能保证A0=16-0.35。如果按A1=44+0.18的要求加工,会出现假废品现象。讨论:由于基准不重合而进行尺寸换算,将带来两个问题:752)定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算
零件调整法加工时,如果加工表面的定位基准与设计基准不重合,就要进行尺寸换算,重新标注工序尺寸。例如图所示零件,尺寸60-0.12mm已经保证,现以1面定位用调整法精铣2面,试标出工序尺寸。2)定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算76解:(1)画出工艺尺寸链(2)封闭环基本尺寸(3)封闭环上偏差:
(4)封闭环下偏差:(5)本工序尺寸:解:(2)封闭环基本尺寸(3)封闭环上偏差:(4)封闭环77讨论:当封闭环公差小于组成环公差的和时,计算所得公差值为负。上例所示如果60-0.12改为60-0.25,换算后工序尺寸A2为:
出现这种情况可以采取的措施:(1)减小其他组成环的公差。(2)改变定位基准或加工方式讨论:当封闭环公差小于组成环公差的和时,计算所得公差值为负。783)尚需继续加工的表面上标注的工序尺寸及其偏差的计算例如图所示为齿轮内孔的局部简图,设计要求为:孔径Φ40+0.05mm,键槽深度尺寸为43.6+0.34mm,其加工顺序为:①镗内孔至Φ39.6+0.1mm;②插键槽至尺寸A;③热处理,淬火;④磨内孔至Φ40+0.05
试确定插键槽的工序尺寸A。3)尚需继续加工的表面上标注的工序尺寸及其偏差的计算794)保证渗氮、渗碳层深度的工艺计算有些零件的表面需进行渗氮或渗碳处理,并且要求精加工后要保持一定的渗层深度。为此,必须确定渗前加工的工序尺寸和热处理时的渗层深度。例2-7如图所示某零件内孔,材料为38CrMoAlA,孔径为Φ150+0.04mm。内孔表面需要渗氮,渗氮层深度为0.3mm~0.5mm。其加工过程为:(1)磨内孔至Φ149.76+0.04mm(2)渗氮,深度t1;(3)磨内孔至Φ150+0.04mm,并保留渗层深度t0=0.3mm~0.5mm。试求渗氮时的深度t1。4)保证渗氮、渗碳层深度的工艺计算例2-7如图所示某零件805)列表计算法将计算公式改写成如下所示的竖式表,计算时较为简明清晰。纵向各列中,最后一行为该列以上各行相加的和;横向各行中,第Ⅳ列为第Ⅱ列与第Ⅲ列之差;而最后一列和最后一行则是进行综合验算的依据。5)列表计算法816)余量校核例如图(a)所示的小轴,其轴向尺寸的加工过程为:车端面A;车台肩面B以保证尺寸49.5+0.3mm;车端面C以保证总长80-0.2mm;钻顶尖孔;热处理;磨台肩面B以保证尺寸30-0.14mm。试校核台肩面B的加工余量。
其工艺尺寸链如图(b)所示。由于该余量是间接获得的,故为封闭环。6)余量校核其工艺尺寸链如图(b)所示。由于该余量82列表求余量A0的有关尺寸及偏差。
结果:A0=0.5mm;A0max=0.64mm;A0min=0mm。如果要求最小磨削余量为A0min=0.1mm,因A2、A3是设计要求尺寸,所以只能变动中间工序尺寸A1来满足新的封闭环要求。列表求余量A0的有关尺寸及偏差。结果:A0=0.5m83模具制造工艺过程的编制课件847)由多尺寸保证而进行的尺寸换算所谓多尺寸保证是指加工一个表面时,同时要保证几个位置尺寸,其实质是并联尺寸链中公共环的求解和计算。例图(a)所示的阶梯轴,图中尺寸为设计尺寸。其轴向尺寸的加工过程为:精车端面A(A面留磨削余量Z=0.3mm);以A面为基准,精车B面,中间工序尺寸为A1;以B面为基准精车C面,工序尺寸为A2;磨A面达到图样设计尺寸要求。试求工序尺寸A1、A2并校核磨削余量。7)由多尺寸保证而进行的尺寸换算85解:1)求A2解:1)求A2862)求A1并校核磨削余量按经济精度确定A1的公差TA1=0.16mm,按“入体原则”标为:A1-0.16mm。结论:
A1=39.7-0.16mm;A2=120+0.05-0.15mm;
Z=0.3+0.26mm;Zmax=0.56mm;Zmin=0.3mm,故磨削余量适当。2)求A1并校核磨削余量结论:A1=39.7-0.16m87§2.9定位误差的分析与计算一.定位误差的分析定位误差:由定位引起的工序基准在加工尺寸方向上的变动范围。定位误差研究的主要对象是工件的工序基准和定位基准。工序基准:在工序图上用于确定被加工表面位置所依据的基准。1.产生定位误差的原因§2.9定位误差的分析与计算881)基准不重合产生的误差由于定位基准与工序基准不重合而造成的定位误差。以ΔB
表示1)基准不重合产生的误差892)定位基准的位置偏移产生的误差由于定位基准的误差或定位支承点的误差而造成的定位基准位移,即工件实际位置对确定位置的理想要素的误差。用ΔY表示2)定位基准的位置偏移产生的误差90二.定位误差的分析与计算1.定位误差分析1)基准不重合误差
ΔB=Σδi
式中:δi—
定位基准与工序基准间的尺寸链组成环的公差二.定位误差的分析与计算912)定位基准位移误差(1)圆柱定位销、圆柱心轴定位
ΔY=δD+δd+Xmin
式中:
δd—
工件定位孔的直径公差
δD—
定位销的直径公差
Xmin—
定位所需最小间隙,由设计时确定。(2)轴套定位同(1)2)定位基准位移误差92(3)平面支承定位认为平面与支承接触较好,
ΔY=0(4)用V形块定心定位
ΔY=O1O2=O1A-O2A
=式中:δd—
工件定位基准的直径公差α
—
V形块角度当α=90º时,
ΔY=0.707δd(3)平面支承定位933)定位误差的合成定位误差由基准不重合误差ΔB和基准位移误差ΔY按矢量合成。即:2.应用举例例1.钻铰如图所示零件上Ø10H7的孔,工件以Ø20H7(+0.21)孔定位
,定位轴直径为Ø20mm,求工序尺寸50±0.07的定位误差。解:(1)定位基准与工序基准重合
ΔB=0
(2)定位基准偏移误差
ΔY=δD+δd+Xmin=0.021+(-0.007+0.016)+0.007=0.037
该工序定位误差为:
ΔD=ΔB+ΔY=0.037
3)定位误差的合成94例2:如图所示,以A面定位加工Ø20H8孔,求加工尺寸40±0.1的定位误差。解:(1)定位基准与工序基准不重合误差
ΔB=Σδi=0.05+0.1=0.15(2)定位基准偏移误差
ΔY=0
(平面A与支承接触较好)
该工序定位误差为:
ΔD=ΔB+ΔY=0.15例2:如图所示,以A面定位加工Ø20H8孔,求加工尺寸4095例3.如图所示零件,工件以Ø30外圆定位,加工Ø8H8孔。试求其定位误差。解:(1)定位基准与工序基准不重合误差
ΔB=Σδi=(-0.01+0.056)/2+0.03=0.053(2)定位基准偏移误差
ΔY=0.707×0.01=0.007
该工序定位误差为:
ΔD=ΔB+ΔY=0.06例3.如图所示零件,工件以Ø30外圆定位,加工Ø8H8孔。96例4:如图零件,铣削平面,工序尺寸标注有三种方法。定位元件采用V形块,试计算不同尺寸标注方法下所产生的定位误差。例4:如图零件,铣削平面,工序尺寸标注有三种方法。定位元件采97解:(1)按H1标注1)定位基准与工序基准不重合误差
ΔB=02)定位基准偏移误差
ΔY=3)该工序定位误差为:
ΔD=ΔB+ΔY=
解:(1)按H1标注98(2)按H2标注1)定位基准与工序基准不重合误差
ΔB=2)定位基准偏移误差
ΔY=3)该工序定位误差为:
ΔD=ΔB+ΔY=
+4)直接计算:ΔD=BC=O1B+O1O2-O2C==+(2)按H2标注99(3)按H3标注1)定位基准与工序基准不重合误差
ΔB=2)定位基准偏移误差
ΔY=3)该工序定位误差为:
=-4)直接计算:ΔD=BC=O2C+O1O2-O2B=
=-(3)按H3标注100两个概念:试切法:就是对工件进行试切——测量——调整——再试切,直至达到所要求精度的机床调整方法。调整法:就是在正式加工之前由调整工人按工艺要求调整好工件加工表面和刀具的相对位置,然后对一批工件进行加工。两个概念:101§2.10装配、试模与调整、维修一、模具装配
模具装配是模具制造过程的最后阶段,装配质量将影响模具的精度、寿命和各部分的功能。同时模具装配阶段的工作量又比较大,又将影响模具的生产制造周期和生产成本。因此模具装配是模具制造中的重要环节之一。1.装配的目的和内容
目的:按照模具技术要求和各零件间的相互关系,将合格的零件连接固定为组件、部件,直至装配成合格的模具。它可以分为组件装配和总装配等。
内容:选择装配基准、组件装配、调整、修配、研磨抛光、检验和试模等环节,通过装配达到模具各项精度指标和技术要求。
模具装配工艺规程:是指导模具装配的技术文件,也是制定模具生产计划和进行生产技术准备的依据。模具装配工艺规程包括:模具零件和组件的装配顺序,装配基准的确定,装配工艺方法和技术要求,装配工序的划分以及关键工序的详细说明,必备的二级工具和设备,检验方法和验收条件等。§2.10装配、试模与调整、维修一、模具装配1022.装配精度(1)相关零件的位置精度例如上、下模之间,定、动模之间的位置精度;型腔、型孔与型芯之间的位置精度等。(2)相关零件的运动精度包括直线运动精度、圆周运动精度及传动精度。例如导柱和导套之间的配合状态,顶块和卸料装置的运动是否灵活可靠,进料装置的送料精度等。(3)相关零件的配合精度相互配合零件间的间隙和过盈程度是否符合技术要求。(4)相关零件的接触精度例如模具分型面的接触状态如何,间隙大小是否符合技术要求等。2.装配精度1033.装配工艺要求(1)通过装配与调整,使装配尺寸链的精度能完全满足封闭环(如冲模凸、凹模之间的间隙)的要求。(2)装配完成的模具,其冲压、塑料注射、压铸出的制件(冲件、塑件、压铸件)完全满足合同规定的要求。(3)装配完成的模具使用性能与寿命可达预期设定的、合理的数值与水平。模具使用性能与寿命和模具装配精度、装配质量有关。但是,它与制件材料、尺寸(如小孔、窄槽则易损)也有关系;与其配用的成型设备,如冲模配用的冲床精度与刚度不良,则影响到冲模凸、凹模之间间隙的变化和模具的导向精度等。另外,其性能和寿命还与使用、维护有关,如使用环境的温度、湿度、润滑状态等。所以,模具性能与寿命是一项综合性评价模具设计与制造水平的指标。3.装配工艺要求1044.装配工艺过程4.装配工艺过程105二、试模与调整
1.模具试模与调整的目的与内容。
模具按图纸技术要求加工与装配后,必须经过试模与调整。试模与调整的目的,就是验证模具的质量好坏及精度高低。二、试模与调整106模具制造工艺过程的编制课件1072.模具调整与设计、制造的关系
试模与调整是模具制造中的最后工序。它的主要工作是弥补模具在设计和制造上所存缺陷以及制造出合格的零件。因此,模具调整与设计、制造、检验及工艺各部门所发生的关系极为广泛。在模具专业工厂及大中型模具生产厂,均设有专门负责调整模具的工段或班组;小型工厂,则一般由模具制造者伙同设计、检验部门一起对模具试模与调整,这些部门之间相互关系密切,根据试模情况,共同鉴定模具质量。实践证明:任何一副模具的投产使用,欲制造出合格的制品,都要经过产品(制品)结构设计、尺寸设计、工艺过程设计、工艺选择,模具设计、模具制造等过程。在这些过程中,任何一项工作的疏忽,都可能导致生产出不合格产品。因此,模具按图纸加工和装配后,在试模与调整的最后工序中,各部门必须共同分析试模与调整中所发现的缺陷,找出解决的对策,使其不仅能生产出合格的制品来,而且还能安全稳定地投入生产使用,达到预期的使用效果及经济效益。2.模具调整与设计、制造的关系试模与调整是模具制造中108模具制造工艺过程的编制课件109模具制造工艺过程的编制课件110三、模具维修三、模具维修111模具制造工艺过程的编制模具制造工艺过程的编制112内容2.1基本概念2.2编制工艺过程的依据 2.3零件图的工艺分析2.4毛坯选择 2.5定位基准的选择 2.6工艺路线的拟订2.7加工余量的确定 2.8工序尺寸及其公差的确定2.9定位误差分析与计算2.10装配、试模与调整、维修内容2.1基本概念113§2.1基本概念一、模具制造的生产过程模具的生产过程,是指将用户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、工艺性分析,设计成模具;并基于此,将原材料经过加工、装配,转变为具有使用性能的成型工具的全过程。具体地说,模具生产过程分以下六个阶段:(1)模具方案确定(2)模具结构设计(3)生产准备成型件材料、模块等坯料加工;标准零、部件配购;根据造型设计,编制NC、CNC加工代码组成的加工程序;以及刀具、工装等。(4)模具成型零件加工(5)装配与试模(6)验收与试用。§2.1基本概念一、模具制造的生产过程具体地说,模具生114
115二、模具制造工艺过程及其组成
模具制造工艺过程定义为:直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置及性能,将其转变为成品或半成品的过程。它是模具生产过程的主要部分,即从生产准备到验收、试模合格之前,属于制造工艺过程。1.工序:一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。
工序是构成工艺过程的基本单位,工序划分的主要依据是加工地点是否变动和加工内容是否连续。举例:带肩导柱的车削,复杂型腔的数控加工。二、模具制造工艺过程及其组成工序是构成工艺过程的基本单位,工1162.安装:在零件加工之前,使工件在机床或夹具上占有正确的位置并将其紧固的过程称为装夹(包括定位与夹紧两个过程)。工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。
一个工序中可以只有一次安装,也可以有多次安装。应尽量减少安装次数。举例:导柱外圆面、端面及中心孔的车、钻。3.工位:为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。举例:三轴钻床利用回转工作台换位使零件按照装卸、钻孔、扩孔和铰孔四个工位连续完成加工。2.安装:在零件加工之前,使工件在机床或夹具上占有正确的位置1174.工步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工步。加工表面与加工工具只要改变一个,就应算作另一工步,如对同一个孔进行钻孔、扩孔、铰孔,应作为三个工步。在工艺卡片中,按工序写出各加工工步,就规定了一个工序的具体操作方法及次序。多工位连续加工工步的合并:
(1)对那些在一次安装中连续进行的若干相同的工步,通常看作一个工步。如:钻4个孔(2)对性质相同,尺寸相差不大的表面,可合并为一个工步。如:同一工件不同尺寸外圆的车削。工步的合并4.工步在加工表面和加工工具不变的情况下,所连续完成的那1185.工作行程(走刀):切削工具在加工表面上切削,每切去一层材料称为一个工作行程(走刀)。
一个工步里可以有一个工作行程,也可以有多个工作行程。如外圆的余量较多,在粗车工步中可以有多次工作行程。6.工序的集中与分散(1)工序的分散:某一个工序中的加工内容很少,称为工序分散。最简单的工序仅有一次安装,一个工位,一个工步及很少的工作行程。(2)工序的集中:若一个工序的加工内容很多,有较多的工步及工作行程,有时甚至需要多次安装,这种情况称为工序集中。
工序集中与分散程度的确定:主要取决于生产规模、零件结构特点及技术要求5.工作行程(走刀):切削工具在加工表面上切削,每切去一层材119§2.2编制工艺规程的依据一、工艺规程的作用与内容
1.工艺规程:把整个零件的全部加工过程按照一定的格式所写成的书面文件。它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必要的操作方法。
2.工艺规程的作用:用以组织、指导、管理和控制模具制造的各个工序。二、工艺规程编制的原则与依据
1.工艺规程编制的原则在一定的条件下,以最简便的方法、最快的速度、最少的劳动量和最少的费用,可靠地加工出符合图纸各项要求的零件。§2.2编制工艺规程的依据一、工艺规程的作用与内容1202.工艺规程编制的依据
根据必要的技术资料,生产计划(周期、进度、数量),本厂的生产条件(设备、工人技术水平、生产场地、起重运输等),结合需要的可能性,因地制宜地全面考虑。2.工艺规程编制的依据121三、模具工艺工作1.
模具工艺工作的主要内容(1)编制工艺文件
模具工艺文件主要包括模具零件加工工艺规程、模具装配工艺要点或工艺规程、原材料清单、外购件清单和外协件清单等。
(2)二类工具的设计和工艺编制
二类工具(二级工具)是指加工模具零件和模具装配中所用的各种专用工具。经常设计的二类工具有:非标准的铰刀和铣刀、各型面检验样板、非标准量规、仿形加工用靠模、电火花成型加工电极、型面检验放大图样等。三、模具工艺工作122(3)处理加工现场技术问题
处理模具零件加工和装配过程中出现的技术、质量和生产管理问题是模具工艺技术人员的经常性工作之一。
(4)试模和鉴定工作
模具在装配之后的试模是模具生产的主要环节,模具设计人员、工艺人员和其他人员通过试模中出现的问题,提出解决问题的对策,并对模具的最终技术质量状态作出正确的结论。(3)处理加工现场技术问题1232.模具工艺文件的编制
模具工艺规程包括加工工艺规程、装配工艺规程和检验工艺规程三部分。生产中常以工艺过程卡和工序卡来指导、规范生产。2.模具工艺文件的编制124一般模具加工工艺规程编制的程序包括以下四个环节:
(1)模具工艺性分析应该在充分理解模具结构、用途、工作原理和技术要求的前提下,分析各种零件在模具中的作用和技术要求,分析模具材料、零件形状、尺寸和精度要求是否合理,找出加工的技术难点,提出合理的加工方案和技术保证措施。
(2)确定毛坯形式根据零件的材料类别、零件的作用和要求等确定哪些零件分属于自制件、外购件和外协件,分别填写外购件清单和外协件清单。对于自制件应确定毛坯形式,如型材、铸件、锻件、焊件和半成品件等,并填写毛坯备料清单。
(3)二类工具的设计和工艺编制专用二类工具的设计原则应该符合模具生产的特点。
(4)填写工艺规程的内容填写时要尽量采用工厂常用语,对于关键工序的技术要求和保证措施、检验方法要作必要的说明。一般模具加工工艺规程编制的程序包括以下四个环节:125四.模具制造工艺路线1.分析估算在接受模具制造的委托时,首先要根据制品零件图样或实物,分析研究将用模具的套数、模具结构及主要加工方法,然后进行模具价格估算,估算的内容包括:
(1)模具费用:指材料费、外购零件
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