模具制造工艺的任务

1.2.1模具的工艺过程1.2.2模具制造工艺规程1.2.3模具制造工艺路线的确定1.2.4模具零件的加工余量1.2.5各种加工方法的加工精度和表面粗糙度1.2.6现代模具制造的设备配置与组合小结作业第一页，共四十七页。工艺过程：在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作将直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主要部分1.2.1模具的工艺过程第二页，共四十七页。1.2.1模具的工艺过程模具制造工艺——就是将设计转化为产品的过程。分析估算模具设计零件加工装配调整试模成品外购件热处理模具制造的工艺过程第三页，共四十七页。工序编号工

序

内

容设备1车两端面钻中心孔车床2车外圆（Φ32留磨削余量）车槽并倒角车床3磨Φ32外圆外圆磨床模柄的工艺过程举例第四页，共四十七页。模具零件制造工艺过程制定的步骤：工艺分析毛坯选择表面加工方案确定工艺路线制定确定工序余量、尺寸制定零件工艺过程1.2.2模具制造工艺规程模具制造工艺——就是将模具设计转化为模具产品的过程。

第五页，共四十七页。工艺规程：以规范表格的形式和必要的图文，将模具加工艺过程的内容书写出来，成为指导性文件。1、工艺规程的作用它是指导生产手工艺的主要技术文件之一。它是组织和管理生产的基本依据。它是新建和扩建工厂的基本资料。1.工艺规程的性质和作用第六页，共四十七页。2、制订工艺规程的要点所制订的工艺规程，能在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用可靠地加工出符合要求的文件。1)技术上具有先进性。2）选择成本最低，最易加工的方案。3）既要选择机械化、自动化程度高的加工方法。第七页，共四十七页。3、工艺规程的内容和常用格式将工艺规程的内容填入一定格式的卡片，即成为工艺文件。（1）加工工艺过程卡主要列出了零件加工所经过的整个路线（称为工艺路线），以及工装设备和工时等内容（2）加工工序卡用来具体指导工人操作的一种最详细的工艺文件。第八页，共四十七页。2、工艺规程的格式（续）加工工艺过程卡片是以工序为单位，简要说明产品零、部件的加工过程的一种工艺文件。主要用于单件小批生产和中批生产的零件，以此作为指导生产的依据，同时也是生产管理文件。第九页，共四十七页。2、工艺规程的格式（续）加工工序卡片在工艺过程卡片的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件。详细记载了工序内容和加工所必须的工艺资料，除工序卡片上所有的基本项目外，还画出工序加工简图，在图上标明被加工表面、标出定位基准和装夹位置、列出工序尺寸及公差、写明工时定额等。它用于具体指导工人操作，是大批大量和中批生产复杂或重要零件生产必备工艺文件。第十页，共四十七页。制订工艺规程的原始资料在制订工艺规程时，必须有下列原始资料：1、产品的全套装配图和零件的工作图。2、产品验收的质量标准。3、产品的生产纲领。4、产品零件毛坏生产条件及毛坏图等资料。第十一页，共四十七页。5、工厂现有生产条件。为了使制订的工艺规程切实可行，一定要结合现场的生产条件。6、国内外新技术新工艺及其发展前景。工艺规程的制订，既应符合生产实际，也不能墨守成规，工研究国内外有关先进的工艺技术资料，积极引进适应用的先进工艺技术，不断提高工艺技术水平。7、有关的工艺手册及图册。第十二页，共四十七页。5、制订工艺规程的步骤（续）（3）选择定位基准（4）拟定工艺路线：选择定位基准面;确定各表面的加工方法和划分加工阶段;安排各表面的加工顺序；决定工序集中与分散程度等。（5）确定各工序的设备、刀具、夹具、量具和辅具。（6）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及其公差。（7）确定切削用量及工时定额。（8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。（9）填写工艺文件。第十三页，共四十七页。工艺路线是工艺设计的总体布局。提出几个方案，分析比较，选择最佳。表面加工方法工序的划分

加工顺序的安排

切削加工工序

热处理工序

辅助工序

1.2.3模具制造工艺路线的确定

第十四页，共四十七页。工艺性要求：1)有足够的刚度以保证装夹定位和加工中不变形。2）有合理的退刀槽、过渡圆角等，以便加工。3）个各部分结构便于装夹、定位、加工和检验。4）加工面和加工面相对较少、定位、加工和检验。1．模具零件结构的工艺性分析第十五页，共四十七页。1．模具零件结构的工艺性分析(续）基本表面内、外圆柱表面、圆锥面和平面零件形状特殊表面螺旋面、渐开线齿轮表面、其它成形表面各种零件大致分为五大类：轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体。分析零件制造的可行性、经济性第十六页，共四十七页。零件结构工艺性比较：第十七页，共四十七页。2.模具零件的技术要求分析1）零件的技术要求：尺寸精度、几何形状精度、各表面的相互位置精度、表面质量、零件材料、热处理及其它要求。2）通过分析，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。第十八页，共四十七页。3.成形件加工方法的去确定原则

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。再选择前一系列工序的加工方法。

零件表面加工方法选择原则：（1）被加工表面的精度和零件的结构形状一般所采用加工方法的经济精度，应保证零件所要求的加工精度和表面质量。外圆表面、孔、平面的加工方法第十九页，共四十七页。外圆柱面加工方法序号加工方法经济精度（公差等级表示）经济粗糙度Ra/μm适用范围1粗车IT11～1312.5～50适用于淬火钢以外的各种金属2粗车-半精车IT8～103.2～6.33粗车-半精车-精车IT7～80.8～1.64粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）IT7～80.025～0.25粗车-半精车-磨削IT7～80.4～0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车-半精车-粗磨-精磨IT6～70.1～0.47粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工IT50.12～0.18粗车-半精车-精车-精细车（金刚石车）IT6～70.025～0.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）IT5以上0.006～0.025极高精度的外圆加工10粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.006～0.1第二十页，共四十七页。孔加工方法序号加工方法经济精度（公差等级表示）经济粗糙度Ra/μm适用范围1钻IT11～1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于15～20mm2钻-铰IT8～101.6～6.33钻-粗铰-精铰IT7～80.8～1.64钻-扩IT10～116.3～12.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于15～20mm5钻-扩-铰IT8～91.6～3.26钻-扩-粗铰-精铰IT70.8～1.67钻-扩-机铰-手铰IT6～70.2～0.48钻-扩-拉IT7～90.1～1.6大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）9粗镗(或扩孔）IT11～136.3～12.5除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）IT9～101.6～3.211粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）IT7～80.8～1.612粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗IT6～70.4～0.813粗镗(扩）-半精镗-磨孔IT7～80.2～0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗(扩）-半精镗-粗磨-精磨IT6～70.1～0.215粗镗-半精镗-精镗-精细镗（金刚镗）IT6～70.05～0.4主要用于精度要求高的有色金属加工16钻-（扩）-粗铰-精铰-衍磨；钻-（扩）-拉-衍磨；粗镗-半精镗-精镗-衍磨；IT6～70.025～0.2精度要求很高的孔17钻-（扩）-粗铰-精铰-研磨；钻-（扩）-拉-研磨；粗镗-半精镗-精镗-研磨；IT5～60.006～0.1第二十一页，共四十七页。平面加工方法

序号加工方法经济精度（公差等级表示）经济粗糙度Ra/μm适用范围1粗车IT11～1312.5～50端面2粗车-半精车IT8～103.2～6.33粗车-半精车-精车IT7～80.8～1.64粗车-半精车-磨削IT6～90.2～0.85粗刨（或粗铣）IT11～136.3～25一般不淬硬平面6粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）IT8～101.6～6.37粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-刮研IT6～70.1～0.8精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案8粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-宽刃精刨IT70.2～0.89粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-磨削IT70.2～0.8精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-粗磨-精磨IT6～70.025～0.411粗铣-拉削IT7～90.2～0.8大量生产，较小的平面(精度视拉刀精度而定)12粗铣-或精铣-磨削-研磨IT5以上0.006～0.1高精度平面第二十二页，共四十七页。举例：要求孔的加工精度为IT7级，粗糙度Ra＝1．6～3.2m，确定孔的加工方案查表可有下面四种加工案：

①钻一扩一粗铰一精铰；

②粗镗一半精镗一精镗；

③粗镗一半精镗一粗磨一精磨；

④钻（扩）一拉。

方案①用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。

方案②用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。

方案③适用于淬火的工件。

方案④适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。

第二十三页，共四十七页。

￠32r6、Ra0.4µm

选择方案6或方案8方案6最终工序精磨的6级精度是经济精度优先选择方案6（2）零件材料的性质及热处理要求有色金属----精车、精铣避免磨削（3）生产率和经济性要求（4）现有生产条件第二十四页，共四十七页。4、加工工艺阶段的划分（1）粗加工阶段切除加工表面上的大部分余量。（2）半精加工阶段为主要表面的精加工作好必要的精度和余量准备，并完成一些次要表面的加工。（3）精加工阶段使要求高的表面达到规定要求。（4）光整加工阶段提高被加工表面的尺寸精度和减少表面粗糙度，一般不能纠正形状和位置误差第二十五页，共四十七页。工艺阶段划分的作用（1）保证产品质量（2）合理使用设备（3）便于热处理工序的安排，使热处理与切削加工工序配合更合理（4）便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面第二十六页，共四十七页。5、工序的集中与分散工序集中特点（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。（3）采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。（4）单件小批生产采用工序集中

第二十七页，共四十七页。工序分散特点（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。（4）大批、大量生产采用工序集中和分散第二十八页，共四十七页。6、确定工序内容与加工顺序的原则（1)工序内容力求集中(2)确定加工顺序的原则机械加工工序的安排1）先粗后精2）基准先行3）先主后次4）先面后孔第二十九页，共四十七页。热处理工序的安排1）为改善金属组织和加工性能的热处理工序如：锻造/铸造—退火/正火—粗加工—调质—半精加工2）为提高零件硬度和耐磨性的热处理工序半精加工—淬火/回火—精加工（磨削、电加工）辅助工序安排检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等第三十页，共四十七页。1.2.4模具零件的加工余量加工余量的概念工序余量和加工总余量（1）工序余量相邻两工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金属层厚度。

单边加工余量第三十一页，共四十七页。对于对称表面或回转体表面，其加工余量是对称分布的，是双边余量。对于轴对于孔

2）加工总余量是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。也称毛坯余量。第三十二页，共四十七页。轴和孔的毛坯余量的分布情况第三十三页，共四十七页。1.影响加工余量的因素圆柱孔为例1）被加工表面上由前道工序生产的微观不平度和表面缺陷层深度。2）被加工表面上由前道工序生产的尺寸误差和几何形状误差。3）前道工序引起的被加工表面的位置误差。4）本道工序的装夹误差。第三十四页，共四十七页。1.影响加工余量的因素(续）1）加工余量的大小与上一相邻工序的公差大小成正比；2）与上一工序的表面粗糙度以及表面最大缺陷层的深度成正比。3）与本工序的定位误差和夹具误差成正比。第三十五页，共四十七页。2、确定加工余量的方法1)查表修正法以有关工艺手册和资料所推荐的加工余量为基础，结合实际加工情况进行修正以确定加工余量的大小。应用较广。2)经验估计法采用类比法估计确定加工余量的大小。多用于单件小批生产。3)分析计算法以一定的经验资料和计算公式为依据，对影响加工余量的诸因素进行逐项的分析计算以确定加工余量的大小。仅在贵重材料及某些大批生产和大量生产中采用。第三十六页，共四十七页。3.毛坯的加工余量（1）铸造毛坯及其加工余量,见表1-3。（2)型材毛坯及其加工余量。（3)锻造毛坯及其加工余量，圆形见表1-4，矩形锻件见表1-5。4.孔的加工余量，见表1-6。5.铣削的加工余量。6.内孔磨削的加工余量。7.外圆磨削的加工余量。第三十七页，共四十七页。1.2.5各种加工方法的加工精度和表面粗糙度1.一般加工方法所能达到的精度等级(公差等级IT)2．平面加工方法与加工精度3．轴与孔的加工方法与加工精度4．成型成形件加工方法与加工精度第三十八页，共四十七页。(1）标准件、通用件加工的设备配置；

（2)成形件加工的设备配置。1.2.6现代模具制造的设备配置与组合1.模具零件加工所需的设备配置2.模具装配所需设备的配置与组合第三十九页，共四十七页。机床的选择

选用机床应与所加工的零件相适应。

3.机床的规格与加工工件的尺寸相适应5、合理选用数控机床。2.机床的生产率与生产类型相适应。1.机床的精度应与要求的加工精度相适应.4、机床的选择应结合现场的实际情况。一般：单件小批：通用机床、工装；大批、大量：专机、组机、专用工装数控机床：可用于各种生产类型。刀具尽可能用标准的。第四十页，共四十七页。1、单件小批生产：采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹具站的，可采用组合夹具。3、多品种中、小批生产可采用可调夹具或成组夹具。2、大批大量生产为提高劳动生产率应采用专用高效夹具。4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。夹具的选择工