課件模具制造工藝學(xué)

1、鉆削運動構(gòu)成:鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動為主切削運動，加工精度較低。數(shù)控車床數(shù)控車床普通車床普通車床仿形頭的運動變換為電感量，信號經(jīng)過放大控制銑床運動，形成刀頭沿曲面運動的軌跡。由若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和進給一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序工藝過程工藝過程的組成的組成工序工序安裝安裝在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置在一個工步內(nèi)，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可分幾次切

2、削，每切削一次為一次走刀工步工步工位工位進給進給工藝規(guī)程工藝規(guī)程指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件； 組織生產(chǎn)和管理的基本依據(jù)； 新建、擴建工廠（車間）的基本資料作用規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件定義制定制定工藝工藝規(guī)程規(guī)程的基的基本要本要求求在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本；做到技術(shù)上的先進性、經(jīng)濟上的合理性，保證工人具有良好的勞動條件；制定工藝規(guī)程時，工藝人員必須認(rèn)真研究原始資料，如產(chǎn)品圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)、毛坯資料及生產(chǎn)條件的狀況等；參照同行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展，綜合本部門的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，進行工藝文件的編制確定工序尺寸、公差及其技術(shù)要求制定工藝規(guī)程的方法與步驟制定工藝規(guī)程

3、的方法與步驟零件圖的研究與工藝審查確定生產(chǎn)類型確定毛坯的種類和尺寸選擇定位基準(zhǔn)和主要表面的加工方法，擬訂零件的加工工藝路線確定機床、工藝裝備、切削用量及時間定額填寫工藝文件讀圖和審圖讀圖和審圖分析零件圖是否完整正確 ；零件的技術(shù)要求分析 ；尺寸標(biāo)注應(yīng)符合機械加工的特點； 定位基準(zhǔn)可靠零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)工藝性工藝性零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件各個制造過程中的工藝性，如零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和切削加工工藝性等。好的工藝性會使零件加工容易，節(jié)省工時，降低消耗常用毛坯的種類有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等 。毛坯種類毛坯種類鑄件適用于形狀復(fù)雜的毛坯。

4、薄壁零件，不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進的鑄造方法鍛件適用于強度較高、形狀較簡單的零件。尺寸大的零件一般用自由鍛；中、小型零件選模鍛；形狀復(fù)雜的鋼質(zhì)零件不宜自由鍛熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工對于大件來說，焊接件簡單、方便，特別是單件小批生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期。但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生產(chǎn)焊接件冷沖壓件毛坯種類毛坯種類型材大型齒輪毛坯 工業(yè)汽輪機葉片毛坯連桿毛坯毛坯種類選毛坯種類選擇的依據(jù)擇的依據(jù)零件材料

5、及機械性能零件的功能 生產(chǎn)類型 具體生產(chǎn)條件毛坯形狀和尺毛坯形狀和尺寸的選擇寸的選擇減少肥頭大耳，實現(xiàn)少、無屑加工。因此毛坯形狀要力求接近成品形狀，以減少機械加工的勞動量基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)的概念零件是由若干表面組成，各表面之間都有一定的尺寸和相互位置要求。用以確定零件上點、線、面間的相互位置關(guān)系所依據(jù)的點、線、面稱為基準(zhǔn)按作用不按作用不同分為設(shè)同分為設(shè)計基準(zhǔn)和計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)在工藝中采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)加工時使工件在機床或夾具中占據(jù)正確位置所用的基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)裝配

6、時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)水平方向基準(zhǔn) ？垂直方向基準(zhǔn)2）定位基準(zhǔn)：定位基準(zhǔn)：在加工中用作定位的基準(zhǔn)在加工中用作定位的基準(zhǔn) 3）測量基準(zhǔn)：）測量基準(zhǔn)：工件在加工中或加工后，測量工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn)尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn)a) 定位環(huán) b) 裝配好的定位環(huán) 1定位環(huán) 2凹模 3螺釘 4銷釘 工件定位基本原理任何一個自由剛體，在空間均有六個自由度，即沿空間坐標(biāo)軸X、Y、Z三個方向的移動和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動。工件定位的實質(zhì)就是限制工件的自由度基準(zhǔn)軸第二定位基準(zhǔn)面第三定位基準(zhǔn)面基準(zhǔn)軸主定位基準(zhǔn)面基準(zhǔn)軸工件定位時，用合理分布

7、的六個支承點與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來限制工件的六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定則”。六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產(chǎn)時，起支承作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件 工件完全定位不完全定位欠定位過定位加工時，工件的六個自由度被完全限制了的定位在滿足加工要求的前提下，工件的六個自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒有限制的現(xiàn)象工件的某個自由度被重復(fù)限制的現(xiàn)象稱為過定位粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇的選擇原則原則非加工表面原則 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。加工余量最小原則 以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)重要

8、表面原則 為保證重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。 不重復(fù)使用原則 粗基準(zhǔn)原則上只能使用一次.便于工件裝夾原則 作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠 零件加工實例零件加工實例不加工表不加工表面面加工余量加工余量精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)用加工過的表面作定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)重合原則: 選擇設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：多道工序選擇同一個定位基準(zhǔn)； 自為基準(zhǔn)原則：選擇加工表面本身；互為基準(zhǔn)原則 ：采取兩個加工表面互為基準(zhǔn)；便于裝夾原則 ：所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證定位準(zhǔn)確；穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用，操作方便靈活，足夠大的接觸面積，以承受較大

9、的切削力精基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)的選擇原則選擇原則車削 用車刀在車床上加工工件的工藝過程。加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.66.3um車削加工適宜各種回轉(zhuǎn)體表面的加工。加工精度：IT13IT11，表面粗糙度：Ra=2512.5um在鏜床上除可加工孔或孔系外，還可加工平面、溝槽、鉆、擴鉸孔等。刨床牛頭刨床：適于加工中、小型零件。龍門刨床：適于加工大型零件。插床：主要加工工件內(nèi)表面，如鍵槽、花鍵等。（1）打中心孔打中心孔（2 2）鉆孔鉆孔（3）裝芯軸裝芯軸（4）最后加工外圓常用熱處理方法及作用小結(jié)常用熱處理方法及作用小結(jié) 常用熱處理方法及作用小結(jié)常用熱處理方法及作用小結(jié) 圖一圖二圖一圖二凸輪鍛

10、件毛坯凸輪鑄件毛坯其它鑄件毛坯加工加工余量余量總余量總余量工序余量工序余量單邊余量：如圖單邊余量：如圖a）雙邊余量：如圖雙邊余量：如圖b）、）、c）工序尺寸工序尺寸及公差及公差 每道工序完成后應(yīng)保證的尺寸定義基準(zhǔn)重合時，計算順序是：先確定各工序的基本尺寸，再由后往前，逐個工序推算；工序尺寸的公差，則都按各工序的經(jīng)濟精度確定，并按“入體原則”確定上下偏差基準(zhǔn)不重合時，需用工藝尺寸鏈來分析計算計算組成環(huán)按其對封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)增環(huán)和減環(huán)減環(huán)尺寸鏈中凡屬間接得到的尺寸稱為封閉環(huán)封閉環(huán)尺寸鏈中凡屬通過加工直接得到的尺寸稱為組成環(huán)組成環(huán)組成尺寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)環(huán)當(dāng)其它組成環(huán)的大小不變

11、，若封閉環(huán)隨著某組成環(huán)的增大而增大，則此組成環(huán)就稱為增環(huán)增環(huán)；反之則此組成環(huán)就稱為減環(huán)減環(huán)在加工過程中最后形成（間接獲得）的尺寸尺寸鏈的建立尺寸鏈的建立 1、確定封閉環(huán)、確定封閉環(huán) 2、組成環(huán)確定、組成環(huán)確定1 1、加工順序或裝配順序確定后才、加工順序或裝配順序確定后才能確定封閉環(huán)能確定封閉環(huán)。2 2、封閉環(huán)的基本屬性為、封閉環(huán)的基本屬性為“派生派生”，表現(xiàn)為尺寸間接獲得。，表現(xiàn)為尺寸間接獲得。 關(guān)鍵關(guān)鍵 關(guān)鍵關(guān)鍵 要領(lǐng)要領(lǐng)1 1、設(shè)計尺寸往往是封閉環(huán)、設(shè)計尺寸往往是封閉環(huán)。2 2、加工余量往往是封閉環(huán)（靠火、加工余量往往是封閉環(huán)（靠火花磨除外）。花磨除外）。 關(guān)鍵關(guān)鍵 關(guān)鍵關(guān)鍵1 1、封閉環(huán)

12、確定后才能確定、封閉環(huán)確定后才能確定。2 2、直接獲得。、直接獲得。3 3、對封閉環(huán)有影響、對封閉環(huán)有影響尺尺 寸寸 鏈鏈 直線尺寸鏈：由彼此平行的直線尺寸 組成 平面尺寸鏈：由位于一個或幾個平行 平面內(nèi)但相互不都平行 的尺寸組成空間尺寸鏈：由位于幾個不平行平面 內(nèi)的尺寸組成2尺寸鏈的分類 圖示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用調(diào)整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0；A1、A2和A0這三個尺寸構(gòu)成了一個封閉尺寸組，就成了一個尺寸鏈。A0是間接得到的尺寸，它就是尺寸鏈的封閉環(huán)封閉環(huán)。A1是增環(huán)增環(huán)，A2是減環(huán)減環(huán)。 如右圖如右圖尺寸鏈尺寸鏈的計算的計算

13、 （極值法（極值法） 封閉環(huán)的基本尺寸 式中各增環(huán)的基本尺寸；m增環(huán)的環(huán)數(shù)；各減環(huán)的基本尺寸；n尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。封閉環(huán)的極限尺寸 尺寸鏈尺寸鏈的計算的計算 （極值法（極值法） 封閉環(huán)的上偏差 封閉環(huán)的公差 封閉環(huán)的下偏差 A2A0A2A110-0.36A1=50-0.17例例2 2 如圖所示軸套，其加工工序如圖所示，試校驗工序尺寸標(biāo)注是如圖所示軸套，其加工工序如圖所示，試校驗工序尺寸標(biāo)注是否合理否合理。51-0.410 車孔及端面車孔及端面50-0.3410.4-0.220 車外圓及端面車外圓及端面14.60.230 鉆孔鉆孔10-0.340 磨外圓及臺階磨外圓及臺階50-0.34150.21

14、0-0.3零件圖零件圖右圖所示為一齒輪內(nèi)孔的簡圖。內(nèi)孔為 mm ，鍵槽尺寸深度為 90.4 mm。內(nèi)孔及鍵槽的加工順序如下：精鏜孔至84.8 mm；插鍵槽至尺寸A（通過工藝計算確定）；熱處理；磨內(nèi)孔至 mm，同時間接保證鍵槽深度90.4 mm要求。要求：通過工藝要求：通過工藝尺寸鏈計算尺寸鏈計算尺寸尺寸A0.0350850.0700.0350850.2000.200分析分析：根據(jù)以上加工順序可以看出，磨孔后不僅要能保證內(nèi)孔的尺寸 mm，而且要能同時自動獲得鍵槽的深度尺寸90.4 mm。為此必須正確地算出以鏜孔后表面為測量基準(zhǔn)的插鍵槽的工序尺寸A。由尺寸鏈簡圖知，精鏜后的半徑 42.4 mm，磨

15、孔后的半徑42.5 mm以及鍵槽尺寸A都是直接獲得的，是組成環(huán)。鍵槽深度90.4 mm，是間接獲得的，為封閉環(huán)。按照工藝尺寸鏈的公式A值計算如下： 0.0350850.200+0.0350+0.01750+0.200按公式求基本尺寸： 90.4A42.542.4 A90.442.442.590.3mm按公式求上偏差： 0.20ESA0.1750 ESA0.200.1750.1825mm按公式求下偏差： 0EIA00.035 EIA0.035mm插鍵槽工序尺寸：A90.3 mm +0.183+0.035 機床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)即大件用大機床、小件用小機床； 機床精度應(yīng)與工件加工精度要求

16、相適應(yīng) 機床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，又會增加工件的制造成本，應(yīng)根據(jù)工件的精度要求合理選擇； 機床的生產(chǎn)效率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng) 單件小批生產(chǎn)用通用設(shè)備或數(shù)控機床，大批大量生產(chǎn)應(yīng)選高效專用設(shè)備；與現(xiàn)有條件相適應(yīng) 要根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備及設(shè)備負(fù)荷狀況、外協(xié)條件等確定，避免“閉門造車”機床的選擇 刀具的選擇 一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。必要時，可采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求 夾具的選擇 數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機床坐標(biāo)系的尺寸同一批刀具的切削性能和使用壽

17、命要穩(wěn)定，以便實現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命的管理 刀具必須具有較高的精度，以適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動換刀的要求。如整體式立銑刀徑向尺寸精度應(yīng)高達(dá)0.005mm等刀具的選擇整體硬質(zhì)合金刀具整體硬質(zhì)合金刀具刀具及其刀柄等附件的可靠性及適應(yīng)性要高，以免在數(shù)控加工中發(fā)生意外損壞而影響加工的順利進行刀具的耐用度應(yīng)比普通機床用的刀具更高，以減少更換、刃磨刀具及對刀次數(shù)，發(fā)揮數(shù)控機床的效益刀具的斷屑和排屑性能要好刀具的選擇單件小批量生產(chǎn)時，優(yōu)先選用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和節(jié)省生產(chǎn)費用。下圖為臥式加工中心上加工閥體零件的下圖為臥式加工中心上加工閥體零件的孔系組合

18、夾具孔系組合夾具（其它組合夾具其它組合夾具 ）工件裝夾前工件裝夾前工件工件裝夾裝夾后后零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間夾具上各零件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、夾緊元件不能影響加工中的走刀為提高數(shù)控加工的效率，批量較大的零件加工可以采用多工位、氣動或液壓夾具在成批生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單常見的常見的組合夾組合夾具（具（1）常見的常見的組合夾組合夾具（具（2）瑞士EROWA組合夾具適用于航天零件、模具制造、精密加工等，手動、自動替換工作可達(dá)1m 。常見專常見專用夾具用夾具連桿加工夾具東風(fēng)電機轉(zhuǎn)子夾具圖2-11不同結(jié)構(gòu)形式的注射模1）材料

19、：T8A 2）熱處理：57HRC 2）滑塊與滑槽配合：H8/g7或H8/h8。3）滑塊材料：45鋼或碳素工具鋼。4）熱處理：4045HRC。加工工藝路線：毛坯車削加工（留磨削余量）熱處理磨削砂輪架用來安裝砂輪，它能作縱向和橫向送進（手動），可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)一定角度以便將砂輪斜置進行磨削在坐標(biāo)鏜床上按坐標(biāo)法鏜孔，是將各型孔間的尺寸轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)尺寸。如圖2-68所示加工分布在同一圓周上的孔，可以使用坐標(biāo)鏜床的機床附件萬能回轉(zhuǎn)工作臺。 非圓形型孔的凹模，通常將毛坯鍛造成矩形，加工各平面后進行劃線，再將型孔中心的余料去除。 凹模尺寸較大時，也可用氣割方法去除。型孔進一步加工：1）仿形銑削2）數(shù)控加工3

20、）立銑或萬能工具銑床圖2-73 砂輪的三種運動 圖2-79 磨削異型孔圖2-80 拼合面在對稱線上圖2-82 對拼式塑壓模型腔 圖2-83 拼塊上的工藝螺孔和導(dǎo)釘孔圖2-84 劃線 圖2-86 型腔圓角的加工圖2-87 單刃指銑刀圖2-88 型腔鉆孔示意圖圖2-90 XB4480型電氣立體仿形銑床 a) b) c) 圖2-91 仿形銑削方式a) 按樣板輪廓仿形 b) 按立體輪廓水平分形仿形 c) 按立體輪廓垂直分形仿形 a) b) 圖2-92 具有半圓形截面的型腔 a) b) 圖2-93 銑削的殘留面積 a) b) 圖2-94 仿形加工用的銑刀 a) 平頭端銑刀 b) 圓頭錐銑刀 c) 圓頭立銑刀 c) a) b) 圖2-95 銑刀端部圓角 a) Rr不正確 b) rR正確 圖2-97 仿形銷材料：鋼、鋁、黃銅、塑料等 圖2-98 鍛模型腔（飛邊槽未表示出來） 在仿形銑削前將模坯加工成六面體，劃出中心線。 圖2-99 加工三維形狀的控制方式圖2-100 五軸控制與三維控制比較銑削零件實例05. 008005. 00805 . 07505 . 075圖4.1 脈沖流波形ti脈沖寬度；t0脈沖間隔；T脈沖周期；I0電流峰值圖4.2 電火花加工原理1工件；2脈沖電源；3自動進給裝置4工具電極；5工作液；6過濾器；7泵圖3.3 放電狀況微觀圖1陽極；2陽極氣