模具制造工艺学培训全套170页.pptx
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1、第二章模具机械加工基本理论第一节第一节 模具制造工艺规程编制模具制造工艺规程编制第二节模具制造精度分析第二节模具制造精度分析第三节机械加工表面质量第三节机械加工表面质量第四节模具技术经济分析第四节模具技术经济分析1生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程第一节 模具制造工艺规程编制 1)产品投产前的生产技术准备工作产品投产前的生产技术准备工作 2)毛坯制造毛坯制造 如毛坯的锻造、铸造和冲压等。如毛坯的锻造、铸造和冲压等。3)零件的加工过程零件的加工过程 如机械加工、特种加工、焊接、热处理和如机械加工、特种加工、焊接、热处理和 表面处理等。表面处理等。4)产品的装配过程产品的装配过程 5)各种生产服
2、务活动各种生产服务活动一、基本概念基本概念(1)生产过程)生产过程:将原材料转变为成品的全过程称为生产过将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。程。它主要包括:它主要包括:(2)工艺过程)工艺过程:生产过程中为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的过程称为工艺过程。若采用机械加工方法来完成上述过程,则称其为机械加工机械加工工艺过程工艺过程。2机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成(1 1)工序)工序 机械加工工艺过程是由一个或若干个按顺序排列的工序组成。工序工序:是一个或一组工人,在是一个或一组工人,在一个工作地点一个工作地点对对同一个或同同一个或同时对几
3、个时对几个工件进行加工所工件进行加工所连续连续完成的那一部分工艺过程。完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元,又是生产计划和经济核算它是组成工艺过程的基本单元,又是生产计划和经济核算的基本单元。的基本单元。例1:每一个工件在同一台机床上钻孔后就接着铰孔,若在该机床上将这批工件都钻完孔后再逐个铰孔,对一个工件的钻铰加工过程就不连续了,钻、铰加工应该划分成两道工序。则 该孔的钻、铰加工过程是连续的,应算作一道工序。表表1-1 模柄的工艺过程模柄的工艺过程工序编号工序编号工工 序序 内内 容容设备设备1 1车两端面钻中心孔车两端面钻中心孔车床车床2 2车外圆(车外圆(3232留磨削余量)
4、车槽并倒角留磨削余量)车槽并倒角车床车床3 3磨磨3232外圆外圆外圆磨床外圆磨床走刀:一个工步内每进行一次切削即为一次走刀。工序工序工步工步 走刀走刀(2)工步及走刀)工步及走刀工步:是在加工表面加工表面和加工工具加工工具(切削用量中的转速与进给量)不变的情况下,所连续完成的那一部分工序。安装:安装:定位后并将其夹紧。工件定位定位及夹紧夹紧的过程称为装夹。工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。(3)安装及工位)安装及工位定位:定位:工件在加工之前,应使其在机床上(或夹具中)处于一个正确的位置。工位:工位:为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起,相对于刀具或设备
5、的固定部分所占据的每一个位置。企业在计划期内应生产的产品量(年产量),称为生产 纲领。某种零件的年产量可用以下公式计算 NQn(1+a+b)(2)生产类型)生产类型根据产品的生产纲领大小、品种多少、结构大小为划分依据。3生产纲领和生产类型生产纲领和生产类型(1)生产纲领)生产纲领年产量与生产类型的关系年产量与生产类型的关系模具生产极少有大量生产模具生产极少有大量生产生产类型生产类型同类零件的年产量同类零件的年产量/件件轻型零件轻型零件(质量(质量100kg100kg)中型零件中型零件(质量(质量1002000kg1002000kg)重型零件重型零件(质量(质量2000kg2000kg)单件生产
6、单件生产10010010105 5成批生产成批生产小批小批100500100500102001020051005100中批中批50050005005000200500200500100300100300大批大批5000500005000500005005000500500030010003001000大量生产大量生产50000500005000500010001000 各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征类型类型类型类型特点特点特点特点单件生产单件生产单件生产单件生产成批生产成批生产成批生产成批生产大量生产大量生产大量生产大量生产加工对象加工对象加工对象加工对象经常改变经常改变经常改变
7、经常改变周期性改变周期性改变周期性改变周期性改变固定不变固定不变固定不变固定不变毛坯的制造方法及加工毛坯的制造方法及加工毛坯的制造方法及加工毛坯的制造方法及加工余量余量余量余量铸件用木模、手工造型;锻铸件用木模、手工造型;锻铸件用木模、手工造型;锻铸件用木模、手工造型;锻造用自由锻。毛坯精度低,造用自由锻。毛坯精度低,造用自由锻。毛坯精度低,造用自由锻。毛坯精度低,加工余量大加工余量大加工余量大加工余量大部分铸件用金属模,部分锻件采用部分铸件用金属模,部分锻件采用部分铸件用金属模,部分锻件采用部分铸件用金属模,部分锻件采用模锻。毛坯精度中等,加工余量中模锻。毛坯精度中等,加工余量中模锻。毛坯精
8、度中等,加工余量中模锻。毛坯精度中等,加工余量中等等等等铸件广泛采用金属模机器造型。铸件广泛采用金属模机器造型。铸件广泛采用金属模机器造型。铸件广泛采用金属模机器造型。锻件广泛采用模锻以及其它高生锻件广泛采用模锻以及其它高生锻件广泛采用模锻以及其它高生锻件广泛采用模锻以及其它高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度产率的毛坯制造方法。毛坯精度产率的毛坯制造方法。毛坯精度产率的毛坯制造方法。毛坯精度高,加工余量小高,加工余量小高,加工余量小高,加工余量小机床设备及其布置形式机床设备及其布置形式机床设备及其布置形式机床设备及其布置形式采用通用机床。机床按类别采用通用机床。机床按类别采用通用机床。机床按类别
9、采用通用机床。机床按类别和规定大小采用和规定大小采用和规定大小采用和规定大小采用“机群式机群式机群式机群式”排列布置排列布置排列布置排列布置采用部分通用机床和部分高生产率采用部分通用机床和部分高生产率采用部分通用机床和部分高生产率采用部分通用机床和部分高生产率的专用机床。机床设备按加工零件的专用机床。机床设备按加工零件的专用机床。机床设备按加工零件的专用机床。机床设备按加工零件类别分类别分类别分类别分“工段工段工段工段”排列布置排列布置排列布置排列布置广泛采用高生产率的专用机床及广泛采用高生产率的专用机床及广泛采用高生产率的专用机床及广泛采用高生产率的专用机床及自动机床。按流水线形式排列布自动
10、机床。按流水线形式排列布自动机床。按流水线形式排列布自动机床。按流水线形式排列布置置置置工艺装备工艺装备工艺装备工艺装备多用标准夹具,很少采用专多用标准夹具,很少采用专多用标准夹具,很少采用专多用标准夹具,很少采用专用夹具,靠划线及试切法达用夹具,靠划线及试切法达用夹具,靠划线及试切法达用夹具,靠划线及试切法达到尺寸精度到尺寸精度到尺寸精度到尺寸精度采用通用刀具与万能量具采用通用刀具与万能量具采用通用刀具与万能量具采用通用刀具与万能量具广泛采用专用夹具部分靠划线进行广泛采用专用夹具部分靠划线进行广泛采用专用夹具部分靠划线进行广泛采用专用夹具部分靠划线进行加工加工加工加工较多采用专用刀具和专用量
11、具较多采用专用刀具和专用量具较多采用专用刀具和专用量具较多采用专用刀具和专用量具广泛采用先进高效夹具,靠夹具广泛采用先进高效夹具,靠夹具广泛采用先进高效夹具,靠夹具广泛采用先进高效夹具,靠夹具及调整法达到加工要求及调整法达到加工要求及调整法达到加工要求及调整法达到加工要求广泛采用高生产率的刀具和量具广泛采用高生产率的刀具和量具广泛采用高生产率的刀具和量具广泛采用高生产率的刀具和量具对操作工人的要求对操作工人的要求对操作工人的要求对操作工人的要求需要技术熟练的操作工人需要技术熟练的操作工人需要技术熟练的操作工人需要技术熟练的操作工人操作工人需要一定的技术熟练程度操作工人需要一定的技术熟练程度操作
12、工人需要一定的技术熟练程度操作工人需要一定的技术熟练程度对操作工人的技术要求较低,对对操作工人的技术要求较低,对对操作工人的技术要求较低,对对操作工人的技术要求较低,对调整工人的技术要求较高调整工人的技术要求较高调整工人的技术要求较高调整工人的技术要求较高工艺文件工艺文件工艺文件工艺文件有简单的工艺过程卡片有简单的工艺过程卡片有简单的工艺过程卡片有简单的工艺过程卡片有较详细的工艺规程,对重要零件有较详细的工艺规程,对重要零件有较详细的工艺规程,对重要零件有较详细的工艺规程,对重要零件需编制工艺卡片需编制工艺卡片需编制工艺卡片需编制工艺卡片有详细编制的工艺文件有详细编制的工艺文件有详细编制的工艺
13、文件有详细编制的工艺文件零件的互换性零件的互换性零件的互换性零件的互换性广泛采用钳工修配广泛采用钳工修配广泛采用钳工修配广泛采用钳工修配零件大部分有互换性,少数用钳工零件大部分有互换性,少数用钳工零件大部分有互换性,少数用钳工零件大部分有互换性,少数用钳工修配修配修配修配零件全部有互换性,某些配合要零件全部有互换性,某些配合要零件全部有互换性,某些配合要零件全部有互换性,某些配合要求很高的零件采用分组互换求很高的零件采用分组互换求很高的零件采用分组互换求很高的零件采用分组互换生产率生产率生产率生产率低低低低中等中等中等中等高高高高单件加工成本单件加工成本单件加工成本单件加工成本高高高高中等中等
14、中等中等低低低低 作用:(1)工艺规程是指导生产的重要技术文件 (2)工艺规程是生产组织和生产管理工作的基本依据 (3)工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料二、工艺规程制定的原则和步骤二、工艺规程制定的原则和步骤1工艺规程的作用工艺规程的作用工艺规程工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工工艺规程机械加工工艺规程一般应规定工件加工的工艺路线、工序的加工内容、检验方法、切削用量、时间定额以及所采用的设备和工艺装备等。2机械加工工艺规程的基本原则:机械加工工艺规程的基本原则:三个方面的要求:(1)技术上的先进性 (2)经济上的合理性。(3)有良好的劳动条件。保证以最
15、低的生产成本和最高的生产效率,可靠地加工出符合设计图样要求的产品。(7)确定切削用量及时间定额 3制订工艺规程的步骤制订工艺规程的步骤:(1)研究产品的装配图和零件图进行工艺分析(2)确定生产类型(3)确定毛坯(4)拟定工艺路线(5)确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及其公差(6)选择各工序使用的机床设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具(8)填写工艺文件4工艺文件及其作用:工艺文件及其作用:(1)工艺过程综合卡片 小批量(2)机械加工工艺过程卡片 成批(3)机械加工工序卡片 大批量三、产品图样(零件)的工艺分析三、产品图样(零件)的工艺分析 零件的工艺分析零件的工艺分析零件结构的工艺分析 零件的
16、技术要求分析 对零件进行工艺分析目的:对零件进行工艺分析目的:对零件进行工艺分析目的:对零件进行工艺分析目的:从从加加工工制制造造的的角角度度出出发发分分析析零零件件结结构构的的工工艺艺性性是是否否良良好好,技技术术要要求求是是否否恰恰当当。并从中找出主要的技术要求和关键。并从中找出主要的技术要求和关键。1零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 表面组成表面尺寸大小表面的不同组合零零零零件件件件结结结结构构构构的的的的工工工工艺艺艺艺性性性性:是是指指所所设设计计的的零零件件在在满满足足使使用用要要求求的的前前提提下下制制造造、维维修修的的可可行行性性和和经经济济性性。零零件
17、件结结构构的的工工艺艺性性好好是是指指零零件件的的结结构构形形状状在在满满足足使使用用要要求求的的前前提提下下,按按现现有有的的生生产产条条件件能能用用较较经经济济的的方方法法方便地加工出来。方便地加工出来。零零件件结结构构的的工工艺艺性性比比较较 零件结构的工艺分析重点:(1)零件尽量由简单且有规律的表面构成。(2)零件表面有关尺寸应标准化、规格化。(3)零件有关表面形状应与加工刀具形状相适应。(4)尽量减少加工面积。(5)尺寸标注要保证加工的方便性。(6)合理地标注加工精度和表面粗糙度。(7)合理地选择零件的材料。(8)零件的结构应保证加工时刀具的引进和退出。(9)零件的结构应能尽量减少加
18、工时的装夹或工位 数及换刀的次数。例例:一般原则及实例分析 设设设设计计计计零零零零件件件件结结结结构构构构时时时时,在在在在满满满满足足足足零零零零件件件件使使使使用用用用要要要要求求求求的的的的条条条条件件件件下下下下,应应应应考虑以下一些原则:考虑以下一些原则:考虑以下一些原则:考虑以下一些原则:1 1、便于安装、便于安装、便于安装、便于安装(1)增加工艺凸台增加工艺凸台(2 2)增设装夹凸缘或装夹孔增设装夹凸缘或装夹孔增设装夹凸缘或装夹孔增设装夹凸缘或装夹孔(3)改变结构或增加辅助安装面改变结构或增加辅助安装面改变结构或增加辅助安装面改变结构或增加辅助安装面(1 1)刀具的引进和退出要
19、方便刀具的引进和退出要方便刀具的引进和退出要方便刀具的引进和退出要方便 2、便于加工和测量、便于加工和测量(2)尽量避免箱体内的加工面尽量避免箱体内的加工面尽量避免箱体内的加工面尽量避免箱体内的加工面(3 3)凸缘上的孔要留出足够的加工空间凸缘上的孔要留出足够的加工空间凸缘上的孔要留出足够的加工空间凸缘上的孔要留出足够的加工空间(4 4)尽可能避免弯曲的孔尽可能避免弯曲的孔尽可能避免弯曲的孔尽可能避免弯曲的孔(5 5)必要时,留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽等必要时,留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽等必要时,留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽等必要时,留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽等(1 1)
20、有相互位置精度要求的表面,最好能在一次安装中加工有相互位置精度要求的表面,最好能在一次安装中加工有相互位置精度要求的表面,最好能在一次安装中加工有相互位置精度要求的表面,最好能在一次安装中加工 3、利于保证加工质量和提高生产效率利于保证加工质量和提高生产效率(2)(2)(2)(2)尽量减少安装次数尽量减少安装次数尽量减少安装次数尽量减少安装次数(3)(3)(3)(3)要有足够的刚度,减少工件在加夹紧力或切削力作要有足够的刚度,减少工件在加夹紧力或切削力作要有足够的刚度,减少工件在加夹紧力或切削力作要有足够的刚度,减少工件在加夹紧力或切削力作用下的变形用下的变形用下的变形用下的变形(4)(4)(
21、4)(4)孔的轴线应与其端面垂直孔的轴线应与其端面垂直孔的轴线应与其端面垂直孔的轴线应与其端面垂直 (5)(5)(5)(5)同类结构要素应尽量统一同类结构要素应尽量统一同类结构要素应尽量统一同类结构要素应尽量统一 2)2)2)2)简化零件结构简化零件结构简化零件结构简化零件结构 (6 6)尽量减少加工量尽量减少加工量1)1)采用标准型材采用标准型材3)3)3)3)减少加工面积减少加工面积减少加工面积减少加工面积 (7 7)尽量减少走刀次数尽量减少走刀次数尽量减少走刀次数尽量减少走刀次数 (8 8)便于多件一起加工便于多件一起加工便于多件一起加工便于多件一起加工(2 2)应能使用标准刀具加工)应
22、能使用标准刀具加工)应能使用标准刀具加工)应能使用标准刀具加工 铣凹槽:铣凹槽:、提高标准化程度、提高标准化程度钻盲孔:钻盲孔:(1)尽量采用标准件)尽量采用标准件铣型腔:铣型腔:7 7、合理采用零件的组合、合理采用零件的组合、合理采用零件的组合、合理采用零件的组合 5、合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值、合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值6、既要结合本单位的具体加工条件(如设备和人工、既要结合本单位的具体加工条件(如设备和人工的技术水平),又要考虑与先进的工艺方法相适应的技术水平),又要考虑与先进的工艺方法相适应练习题:练习题:铣平面齿轮轴滚齿三联齿轮插齿车内螺纹车外螺纹插键槽钻孔箱
23、体镗孔2零件的技术要求分析零件的技术要求分析 零件的技术要求,包括:零件的技术要求,包括:被加工表面的尺寸精度被加工表面的尺寸精度 表面质量表面质量 几何形状精度几何形状精度 各表面之间的相互位置精度各表面之间的相互位置精度 零件材料、热处理及其它要求零件材料、热处理及其它要求加工顺序最终加工方法加工方法、加工余量、工艺路线四、毛坯的设计 (1)零件材料的工艺性及组织和力学性能要求 (2)零件的结构形状和尺寸 (3)生产类型 (4)工厂生产条件毛坯毛坯是根据零件(或产品)所要求的形状、工艺尺寸等 而制成的供进一步加工用的生产对象。1.毛坯的选择依据:毛坯的选择依据:2 2毛坯的种类(四种)毛坯
24、的种类(四种)原型材原型材 锻件:锻件:锻件的特点:锻件的特点:碳化物分布均匀、晶粒细化、组织碳化物分布均匀、晶粒细化、组织 致密,力学性能得到提高、加工工艺性能好、寿致密,力学性能得到提高、加工工艺性能好、寿命高命高。精密冲裁模、重载冲压模(高碳高合金钢)精密冲裁模、重载冲压模(高碳高合金钢)锻件毛坯的设计锻件毛坯的设计:A.加工余量:各种缺陷、氧化脱碳层加工余量:各种缺陷、氧化脱碳层 坯坯D理理L=L=(1.251.252.52.5)D D实实(镦粗比(镦粗比 锻造比)锻造比)C.下料尺寸下料尺寸.坯料体积坯料体积 坯坯锻锻K=(锻锻+冲孔连皮冲孔连皮+飞边飞边)K烧烧D.下料方式:锯切、
25、蓝脆剪切、热剪切下料方式:锯切、蓝脆剪切、热剪切 铸件:(模座、大框架)铸件:(模座、大框架)半成品件:半成品件:模座、模板、垫板、模架(标准化)模座、模板、垫板、模架(标准化)A.材料材料 铸铁、铸钢、铸铝铸铁、铸钢、铸铝 B.质量质量 无严重缺陷无严重缺陷 C.热处理热处理 铸钢铸钢229HBS 铸铁铸铁A4)为保证各加工表面都有足够的加工余量,应选择毛坯余量小的表面作粗基准。3)尽量使工件上各加工表面的金属切除余 量最小。(选加工面积大表面作粗基准)若:ZAZBZC选C表面作粗基准5)选作粗基准的表面,应尽可能平 整,不能有 飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。6)一般情况下同一方向上粗基准
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