模具制造工藝第1章概論課件

1、模具制造工藝機械工程系第1章 概論模具制造在一定的裝備和制造工藝條件下，直接對模具材料進行加工改變其形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)，使之成為符合要求的零件，經(jīng)配合、定位、連接與固定裝配成為模具的過程。包括三方面內(nèi)容：1、模具材料（加工設(shè)備）2、加工（機械加工或特種加工）3、裝配（定位、連接、固定） 1.1 模具技術(shù)的發(fā)展一、模具的技術(shù)要求1、具有較高的強度、剛度、耐磨性、耐沖擊性以及切削加工性。工作零件要求不變形、少磨損、壽命長。選材2、成形部分的表面形狀、位置精度、尺寸精度要求高；表面粗糙度要求低。對凸模、凹模的表面形狀要求是：側(cè)壁應(yīng)平行或稍有斜度，不允許有反向斜度一、模具的技術(shù)要求對凸模、凹模

2、的位置精度要求是：圓形凸模工作部分對固定部分的同軸度誤差不得超過工作部分公差的一半，凸模端面應(yīng)與中心線垂直；連續(xù)模、復(fù)合模的多孔凹模，均有位置要求，其公差的大小根據(jù)工件的位置精度而定。 要求表面光潔、刃口鋒利，刃口部分的表面粗糙度為0.4um，固定部分的粗糙度為0.8um，其余為6.3um一、模具的技術(shù)要求3、模具零件的標準化 影響模具的制造周期、制造成本、制造質(zhì)量4、凸凹模間的間隙間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是一重要的工藝參數(shù)。三、模具制造的特點1、模具為非定型產(chǎn)品，不同的模具有不同的技術(shù)要求和加工方法2、模具為定單產(chǎn)品，隨機性強，計劃性差3、模具零件屬于單件小批量

3、 加工特點： 1）不用或少用專用工具，盡量采用通用夾具；三、模具制造的特點3、模具零件屬于單件小批量 加工特點： 2）盡量采用通用刀具避免非標準刀具 3）采用通用量具檢驗 4）加工采用通用機床，少用專用機床三、模具制造的特點4、模具形狀復(fù)雜、加工精度高形狀一般為二維或三維復(fù)雜曲面（型腔模具），加工難度大。加工精度高表現(xiàn)為兩個方面： 1）零件本身精度要求高 2）零件配合精度要求高三、模具制造的特點5、加工過程復(fù)雜，周期長6、加工后模具零件需反復(fù)修配、調(diào)整（試模中）7、模具工作中存在磨損及熱脹冷縮三、模具制造的工作內(nèi)容1、編制工藝文件包括：零件加工工藝規(guī)程、裝配工藝要點、原材料外購件外協(xié)件清單2、

4、二類工具設(shè)計和工藝編制二類工具指加工和裝配中使用的各種專用工具，如型面檢驗樣板、成形電極、非標準量規(guī)等3、處理加工現(xiàn)場技術(shù)問題4、試模和鑒定工作 1.2 模具制造基本要求1.3 模具制造工藝路線毛坯的種類、形狀和特性影響模具的質(zhì)量和壽命、加工工序的多少、加工的難易程度、制造成本等。因此，要合理選擇毛坯。一、毛坯種類及選擇1、種類：鍛件、鑄件、焊接件、各種型材及板料等 鑄件包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。流動性好，耐磨、抗壓強度較 好且吸振性能較好 。用于形狀復(fù)雜件。但鑄件的機械性能較低，一般殼體零件的毛坯多用鑄件。鍛件 組織細密，強度、硬度和沖擊韌性高,力學(xué)性能較好，但毛坯的形狀不宜復(fù)

5、雜，如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛件毛坯種類型材 包括圓形、方形、六角形及其它斷面形狀的棒料、管料及板料。棒料常用在普通車床、六角車床及自動和半自動車床上加工軸類、盤類及套類等中小型零件。冷拉棒料比熱軋棒料精度高且機械性能好，但直徑較小。板料常用冷沖壓的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜過大。 焊接件 對尺寸較大、形狀較復(fù)雜的毛坯，可采用型鋼或鍛件焊接成毛坯，吸振性能差，容易變形，尺寸誤差大。但密封性能好工程塑料 它是近年來在機械制造業(yè)中普遍推廣的一種毛坯，其形狀可以很復(fù)雜，尺寸精度高，但機械性能差。 二、毛坯種類的選擇1、考慮因素：1）模具材料的類別 標準上下模座鑄件 ；非標準上下模座型材 工作

6、零件鍛件； 一般構(gòu)件型材2）模具零件幾何形狀特征和尺寸關(guān)系 尺寸相差大，選擇鍛件；大型模具采用合金鑄件3）模具圖紙規(guī)定4）生產(chǎn)批量2選擇原則（1）零件材料的工藝性及組織和力學(xué)性能要求。 凸、凹模 型芯-鍛件 墊板、固定板-板件（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 模座鑄件 直徑差距大的階梯軸（3）生產(chǎn)類型 箱體：大批量-鑄件，單件-焊件（4）工廠生產(chǎn)條件 三、毛坯尺寸的確定1、鍛件1）加工余量確定 過大：浪費材料，加工工作量大，加工工時長； 過小：鍛造夾層、表面裂紋、氧化層、脫碳層等不能消除；2）鍛件下料尺寸確定對于圓棒料，下料長度與棒料直徑的關(guān)系：L=(1.252.5)D 盡量選擇小規(guī)格棒料；下料方式

7、：鋸床切割。3）鍛件毛坯下料尺寸確定體積：V坯=K V鍛 K損耗系數(shù)；1.051.1圓棒料直徑：毛坯形狀確定：盡可能與模具零件形狀相一致，小零件的毛坯考慮一坯多件；為了降低加工難度，考慮留工藝搭子。模具材料及毛坯（沖模）模柄 Q235/20 棒料上下模座 HT200/HT400 鑄件墊板、固定板、卸料板導(dǎo)料板 45/20 板料導(dǎo)柱(套 ) 20 棒料凸、凹模 T10 9SiCr 9Mn2V Cr12 Cr12MoV CrWMn 40Cr 硬質(zhì)合金 鍛件 模具裝配完后在使用前，進行試模。內(nèi)容包括：1、產(chǎn)品成形工藝是否合理2、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理3、模具制造質(zhì)量4、制品質(zhì)量是否符合要求5、模具采用

8、標準是否合理驗收技術(shù)條件：形狀、尺寸、公差、表面粗糙度、毛刺斷面質(zhì)量形狀位置精度、導(dǎo)向精度、使用性能和壽命等工作零件質(zhì)量、其他零部件質(zhì)量制件：模具裝配：模具零件：外圓柱面加工方法序號加工方法經(jīng)濟精度（公差等級表示）經(jīng)濟粗糙度Ra/m適用范圍1粗車IT111312.550適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車IT8103.26.33粗車-半精車-精車IT780.81.64粗車-半精車-精車-滾壓（或拋光）IT780.0250.25粗車-半精車-磨削IT780.40.8主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車-半精車-粗磨-精磨IT670.10.47粗車-半精車-粗磨-精磨-超

9、精加工IT50.120.18粗車-半精車-精車-精細車（金剛石車）IT670.0250.4主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨（或鏡面磨）IT5以上0.0060.025極高精度的外圓加工10粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.0060.1孔加工方法 序號加工方法經(jīng)濟精度（公差等級表示）經(jīng)濟粗糙度Ra/m適用范圍1鉆IT111312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑大于1520mm2鉆-鉸IT8101.66.33鉆-粗鉸-精鉸IT780.81.64鉆-擴IT10116.312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑

10、大于1520mm5鉆-擴-鉸IT891.63.26鉆-擴-粗鉸-精鉸IT70.81.67鉆-擴-機鉸-手鉸IT670.20.48鉆-擴-拉IT790.11.6大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀的精度而定）9粗鏜(或擴孔）IT11136.312.5除淬火鋼外的各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗擴）-半精鏜（精擴）IT9101.63.211粗鏜(粗擴）-半精鏜（精擴）-精鏜（鉸）IT780.81.612粗鏜(粗擴）-半精鏜（精擴）-精鏜-浮動鏜刀精鏜IT670.40.813粗鏜(擴）-半精鏜-磨孔IT780.20.8主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜(擴）-半精鏜-粗磨-精

11、磨IT670.10.215粗鏜-半精鏜-精鏜-精細鏜（金剛鏜）IT670.050.4主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆-（擴）-粗鉸-精鉸-衍磨；鉆-（擴）-拉-衍磨；粗鏜-半精鏜-精鏜-衍磨；IT670.0250.2精度要求很高的孔17鉆-（擴）-粗鉸-精鉸-研磨；鉆-（擴）-拉-研磨；粗鏜-半精鏜-精鏜-研磨；IT560.0060.1平面加工方法 序號加工方法經(jīng)濟精度（公差等級表示）經(jīng)濟粗糙度Ra/m適用范圍1粗車IT111312.550端面2粗車-半精車IT8103.26.33粗車-半精車-精車IT780.81.64粗車-半精車-磨削IT690.20.85粗刨（或粗銑）IT11136

12、.325一般不淬硬平面6粗刨（或粗銑）- 精刨（或精銑）IT8101.66.37粗刨（或粗銑）- 精刨（或精銑）-刮研IT670.10.8精度要求較高的不淬硬平面，批量較大時宜采用寬刃精刨方案8粗刨（或粗銑）- 精刨（或精銑）-寬刃精刨IT70.20.89粗刨（或粗銑）- 精刨（或精銑）-磨削IT70.20.8精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗銑）- 精刨（或精銑）-粗磨-精磨IT670.0250.411粗銑-拉削IT790.20.8大量生產(chǎn)，較小的平面(精度視拉刀精度而定)12粗銑-或精銑-磨削-研磨IT5以上0.0060.1高精度平面2熱處理工序的安排1）為改善金屬組織和加工性

13、能的熱處理工序退火、正火和調(diào)質(zhì)等，一般安排在粗加工前后 如:鍛造/鑄造退火/正火粗加工調(diào)質(zhì)半精加工2）為提高零件硬度和耐磨性的熱處理工序淬火、滲碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前 半精加工淬火/回火精加工（磨削、電加工） 3)時效處理工序 減小或消除工件的內(nèi)應(yīng)力 3輔助工序安排檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等。 一、機床的選擇 選用機床應(yīng)與所加工的零件相適應(yīng)。 3. 機床的規(guī)格與加工工件的尺寸相適應(yīng)5、合理選用數(shù)控機床。2. 機床的生產(chǎn)率與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。1. 機床的精度應(yīng)與要求的加工精度相適應(yīng).4、機床的選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實際情況。一般：單件小批：通用機床、工裝；大批、大量：

14、專機、組機、專用工裝數(shù)控機床：可用于各種生產(chǎn)類型。刀具盡可能用標準機床與工藝裝備的選擇1、單件小批生產(chǎn)：采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、虎鉗、分度頭等。有組合夾具站的，可采用組合夾具。3、多品種中、小批生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。2、大批大量生產(chǎn)為提高勞動生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具。4、采用數(shù)控加工時夾具要敞開，其定位、夾緊元件不能影響加工走刀（如碰撞等）。為提高效率，批量較大的零件加工可以采用多位、氣動或液壓夾具夾具的選擇二. 工藝裝備的選擇1、一般優(yōu)先采用標準刀具。3、刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求。2、若采用工序集中時，應(yīng)采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。4、數(shù)

15、控加工對刀具的剛性及壽命要求較普通加工嚴格。應(yīng)合理選擇各種刀具、輔具（刀柄、刀套、夾頭等）。刀具的選擇1、單件小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具，如游標卡尺、百分尺和千分表等。3、量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。2、大批大量生產(chǎn)應(yīng)采用各種量規(guī)和高效的專用檢驗夾具和量儀等。量具的選擇零件形狀構(gòu)成1、基本表面：內(nèi)、外圓柱表面、圓錐面和平面2、特殊表面:螺旋面、漸開線齒輪表面、其它成形表面 各種零件大致分為五大類：軸類零件、套類零件、盤環(huán)類零件、叉架類零件以及箱體。零件結(jié)構(gòu)工藝性：指模具的結(jié)構(gòu)形狀是否便于制造在、裝配和維修。所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。 一、模具設(shè)計時應(yīng)考慮的問題1、滿足使用要求的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能簡單2、合理設(shè)計模具精度 精度過高，制造困難3、考慮模具結(jié)構(gòu)工藝性，分清主次4、考慮生產(chǎn)條件分析零件制造的可行性、經(jīng)濟性二、結(jié)構(gòu)工藝性舉例（參考下表）1、盡可能采用標準化設(shè)計 縮短制模周期，降