模具制造工藝總復(fù)習(xí)

1、 模具制造工藝總復(fù)習(xí) 第二章第二章 模具制造工藝規(guī)程模具制造工藝規(guī)程 1、機械加工工藝的組成 （1）工序 （2）工步 （3）走刀 （4）安裝 （5）工位 2、模具零件的工藝分析 工藝分析 零件結(jié)構(gòu)的工藝分析 零件的技術(shù)要求分析 零件結(jié)構(gòu)的工藝分析零件結(jié)構(gòu)的工藝分析 零件結(jié)構(gòu)的工藝分析就是分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性以及在滿足使 用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。如果可行性和經(jīng)濟性好， 則說零件的結(jié)構(gòu)工藝性好。 不合理不合理 合理合理 不合理不合理 合理合理 3、模具常見的毛坯種類： （1）原型材 （2）鍛件 （3）鑄件 （4）半成品件 4、基準的概念 （1）設(shè)計基準 在零件圖上用以確定其他點、線、面

2、的基準，稱為設(shè)計基準。 （2）工藝基準 零件在加工和裝配過程中所使用的基準。 工序基準 定位基準 測量基準 裝配基準 5、定位基準的選擇 粗基準的選擇原則 精基準的選擇原則 6、確定工序尺寸與公差的兩種情況 （1）工藝基準與設(shè)計基準重合時工序尺寸與公差的確定 （2）工藝基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸與公差的確定 中間工序尺寸 和公差的計算 基準重合 主要通過查表 基準不重合 要引入工藝尺寸鏈，通過進行工藝尺 寸鏈的計算獲得工序尺寸和公差。 7、工藝基準與設(shè)計基準重合時工序尺寸與公差的確定方法 例 某軸直徑為60mm，其尺寸精度要求為IT5，表面粗 糙度Ra要求為0.04um，并要求高頻淬火，毛

3、坯為鍛 件。其工藝路線為：粗車半精車高頻淬火粗 磨精磨研磨。請計算各工序的工序尺寸及公差。 60 例2-2 如圖2-31（a）所示零件，內(nèi)孔端面C的設(shè)計基準是B面， 設(shè)計尺寸為“30-0.2”。為便于加工時測量，采用以A面為基準， 用測量尺寸A2來間接保證設(shè)計尺寸。為了保證設(shè)計尺寸“30- 0.2”的精度，試確定A2的工藝尺寸和公差。 （設(shè)計基準與測量基準不重合的情況） 0 0 A2 8、工藝基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸與公差的確定 解 確定封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán) 封閉環(huán)是30-0.2 ；A2是增環(huán)；A1是減環(huán)。 A2 0 確定A2的工藝尺寸 由式2-1可得：A = A2 A1 A2 = A +

4、 A1 = 30 + 10 = 40（mm） 確定A2的極限公差 上偏差：由式2-4可得：ES A = ESA2 EIA1 ESA2 = ES A + EIA1 =0+(-0.1)=-0.1(mm) 下偏差：由式2-5可得：EI A = EIA2 ESA1 EIA2 = EI A + ESA1 = -0.2+0 = - 0.2（mm) （式2-1）封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和。 （式2-4）封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和；封閉 環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和。 9、常用的表面強化工藝 （1）噴丸

5、強化 （2）滾壓加工強化 （3）擠壓加工強化 第三章第三章 模具材料及熱處理模具材料及熱處理 1、普通熱處理 退火 擴散退火 去應(yīng)力退火 完全退火 不完全退火 等溫退火 球化退火 正火 淬火 回火 單液淬火 雙液淬火 分級淬火 等溫淬火 低溫回火 中溫回火 高溫回火 2、碳素結(jié)構(gòu)鋼 只含C、Si、Mn、P、S五大元素的鋼，其含碳量約 0.05%0.70%。生產(chǎn)批量較小，精度要求不高，尺寸不大 的塑料模具常使用該材料。 3、低碳低合金鋼 在低碳結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上,加入一種或數(shù)種少量的合金元素 而形成的鋼。常用于強度要求較高的小批量生產(chǎn)的塑料模具。 4、合金鋼通常按合金元素含量多少分為低合金鋼（合金含

6、量 10%）。 5、合金工具鋼 在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入 Ni、Cr、W、Mo、V等合金元素以 提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。常用作小型 塑料模具和外徑小于30mm的小型冷作模具的零件材料。牌號有： Cr06、 Cr12、 Cr12MoV、 3Cr2W8V等。 6、壓鑄模的工況 與高溫液態(tài)金屬接觸；受熱溫度高，受熱時間長；承受高 壓（20-120MPa)；反復(fù)加熱冷卻 ，金屬液流高速沖刷。 7、壓鑄模的性能要求 較高的耐熱性和良好的高溫性能，優(yōu)良的耐熱疲勞性， 高的導(dǎo)熱性，良好的抗氧化性和耐腐蝕性，高的淬透性。 第五章第五章 模具零件的精密加工模具零件的精密加工 1、 精密加工 精

7、密加工是指加工精度為10.1um，表面粗糙度為 Ra0.10.01um的加工技術(shù)。 精密加工所要解決的問題，一是加工精度，包括形位公差、 尺寸精度及表面狀況；二是加工效率。 2、坐標鏜床 坐標鏜床是高精度機床的一種，它的結(jié)構(gòu)特點是有坐標位 置的精密測量裝置。坐標鏜床主要用于加工高精度孔或孔系， 除了鏜孔，還可用于擴孔、鉸孔、劃線、測量等。鏜孔時孔的 尺寸精度可達IT7-IT6，表面粗糙度Ra可達0.8um，孔距精度可 達0.005-0.01mm。 3、坐標鏜床的類型 單柱立式坐標鏜床 雙柱立式坐標鏜床 臥式坐標鏜床 單柱立式坐標鏜床 立式坐標鏜床 （結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，特別適宜加工板 狀零件的

8、精密孔，但它的剛性較差，所以 這種結(jié)構(gòu)只適用于中小型坐標鏜床。） （剛性較好，目前大型坐標鏜床都采 用這種結(jié)構(gòu)。雙柱式坐標鏜床的主參 數(shù)為工作臺面寬度。） （工作臺能在水平面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，進給運動可以由工作臺縱 向移動或主軸軸向移動來實現(xiàn)。它的加工精度較高。） 4、坐標磨床 坐標磨床具有精密坐標定位裝置，用于磨削孔距精度要求 很高的精密孔和成形表面。除能磨削圓柱孔外，還可磨削圓弧 內(nèi)外表面和圓錐孔等，主要用于加工淬硬工件、沖模和壓模等。 5、常用坐標磨床類型 單柱坐標磨床 連續(xù)軌跡數(shù)控坐標磨床 6、坐標磨床磨頭的運動方式 （三向運動） 砂輪的高速轉(zhuǎn)動（自轉(zhuǎn)） 主軸的旋轉(zhuǎn)運動（公轉(zhuǎn)） 主軸套上下

9、往復(fù)運動 7、坐標磨床的各種磨削方法 磨外圓磨錐孔磨臺階插磨型槽 第六章第六章 模具數(shù)控加工模具數(shù)控加工 1、數(shù)控加工在模具制造中的應(yīng)用 適用于加工多種、中小批量以及結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、加工 精度要求高，需要頻繁改型的模具零件。 2、機床坐標系 機床坐標系是以機床原點O為坐標系原點并由X、Y、Z軸 組成的直角坐標系。 機床坐標系是用來確定工件坐標系的基 本坐標系，是機床上固有的坐標系，并設(shè)有固定的坐標原點 （用戶不能隨意改動）。 3、工件原點和工件坐標系 編程時選工件圖紙上的某一固定點為原點建立的坐標系， 稱為工件坐標系，該固定點即為工件原點。工件坐標系與機床 坐標系的坐標軸平行、同向，但原點不同。

10、 工件坐標系是編程時使用的坐標系，又稱編程坐標系，該 坐標系是人為設(shè)定的。建立工件坐標系是數(shù)控機床加工前的必 不可少的一步。（不同的系統(tǒng)，其方法各不相同。） 4、加工中心 數(shù)控加工中心是由機械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù) 雜零件的高效率自動化機床，它把銑、鏜、鉆、攻螺紋和切削螺 紋等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。加工中心 設(shè)置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工 過程中由程序自動選用和更換，這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的 主要區(qū)別。 5、計算機輔助制造（簡稱CAM） 計算機輔助制造是指在機械制造業(yè)中，利用電子數(shù)字計算 機通過各種數(shù)值控制機床和設(shè)備，自動完成離散產(chǎn)

11、品的加工、 裝配 、檢測和包裝等制造過程。 第七章第七章 模具特種加工模具特種加工 1、電火花加工的特點及應(yīng)用范圍 特點： （1）可以加工任何硬、脆、韌、及高熔點的導(dǎo)電材料； （2）工具材料不必比工件硬，可 以加工小孔，窄縫； （3）工件表面的熱影響區(qū)??； （4）同一臺機床上可以連續(xù) 進行粗、中、精及精微加工； （5）自動化程度高。 應(yīng)用范圍： （1）穿孔加工 （2）復(fù)雜型腔加工 （3）強化金屬表面 （4）磨削平面及圓柱面 （5）刻字、刻花紋、攻螺紋 2、在電火花加工過程中減少工具電極損耗的工藝措施 (1)正確選用電極材料 (2)正確選擇加工極性（ 正極性加工或負極性加工） (3)采用合理的加

12、工工藝方法 (4)合理設(shè)計電極（電極應(yīng)盡量避免出現(xiàn)尖角、薄邊等結(jié)構(gòu)） (5)選取低耗的電規(guī)準 (增大脈沖寬度、減少脈沖峰值電流等。) 3、電極常用的結(jié)構(gòu)形式 （1）整體式 （2）鑲拼式 （3）組合式（多電極） 4、電火花線切割加工的特點 1）不需要制造電極； 2）加工下來的材料可以再利用； 3）能加工精密細小、形狀復(fù)雜的零件； 4）不用考慮電極絲的損耗對工件精度的影響，加工精度高 ； 5）采用精規(guī)準一次加工成形，在加工過程中不需要轉(zhuǎn)換 加工規(guī)準。 6）不能加工盲孔類及階梯類成形表面。 5、電火花線切割機床按 電極絲的運行速度分類 高速走絲電火花線切割機床 （一般走絲速度為810m/s，電極絲可

13、重 復(fù)使用，是我國生產(chǎn)和使用的主要機種） 低速走絲電火花線切割機床 （一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再 使用，是國外生產(chǎn)和使用的主要機種。） 6、數(shù)字程序編制 線切割機床的加工程序格式有3B、4B、5B、ISO、EIA等代 碼，前三種是國內(nèi)使用的，后兩種是國際通用的。 目前我國常用的是3B代碼和ISO代碼。 7、3B程序格式（程序由8位組成）： BXBYBJGZ 分隔符號X坐標值 分隔符 號 Y坐標 值 分隔符號計數(shù)長度計數(shù)方向 加工指 令 解：解： 因為|Ye|Xe|,OA斜線與X 軸夾角大于45時，計數(shù)方 向取Gy,即 G= Gy 斜線OA在Y軸上的投影長度 為Ye，故 J=

14、Ye 例1：加工圖1所示斜線OA，其終點為A （Xe,Ye）,且YeXe,試確定G和J。 圖1 例2： 加工圖2所示圓弧，加工起點A在第四象限，終點B(Xe,Ye)在第 一象限，試確定G和J。 解：解： 因為加工終點靠近Y軸， |Ye|Xe|,計數(shù)方向取Gx， 即 G= GxG= Gx 計數(shù)長度為各象限中的圓弧 段在X軸上投影長度的總和， 即 J=JxJ=Jx1 1+Jx+Jx2 2 圖2 解：解： 因加工終點B靠近X軸， |Xe|Ye|,故計數(shù)方向取 Gy，即G= GyG= Gy J為各象限的圓弧段在Y軸 上投影長度的總和,即 J=JyJ=Jy1 1+Jy+Jy2 2+Jy+Jy3 3 例3

15、：加工圖3所示圓弧，加工終點B(Xe,Ye),試確定G和J。 圖 3 例4 加工圖4所示斜線OA,終點A的坐標為 Xe=17mm,Ye=5mm,寫出加工程序。 加工直線時：|Xe|Ye|時，取Gx J=17000（單位用m） 當(dāng)被加工的直線是斜線且在象限時， 加工指令用L1表示 故程序為：故程序為：B17000 B5000 B17000GxLB17000 B5000 B17000GxL1 1 圖 4 解： 先確定G=？ 確定J=？ 確定加工指令Z =？ BXBYBJGZ 分 隔 符 號 X 坐 標 值 分 隔 符 號 Y 坐 標 值 分 隔 符 號 計 數(shù) 長 度 計 數(shù) 方 向 加 工 指

16、令 3B程序格式 例5 加工圖5所示直線，其長度為21.5mm,寫出 其程序。 圖 5 BXBYBJGZ 分 隔 符 號 X 坐 標 值 分 隔 符 號 Y 坐 標 值 分 隔 符 號 計 數(shù) 長 度 計 數(shù) 方 向 加 工 指 令 3B程序格式 加工直線時： |Ye|Xe|時，取Gy 對于平行于X軸或Y軸的直線，即當(dāng)X或Y為零時，X和 Y值均可不寫，但分隔符號必須保留 J=21500（單位用m） 被加工的直線平行于坐標軸，指令為L2 相應(yīng)的程序為：相應(yīng)的程序為：BBB21500GyLBBB21500GyL2 2 解： 先確定G=？ 確定J=？ 確定X坐標值和Y坐標值 確定Z=？ 例6 加工如

17、圖6所示圓弧，加工起點的坐標為 A(-5,0),試編制程序。 圖 6 BXBYBJGZ 分 隔 符 號 X 坐 標 值 分 隔 符 號 Y 坐 標 值 分 隔 符 號 計 數(shù) 長 度 計 數(shù) 方 向 加 工 指 令 3B程序格式 解：解： 先確定先確定G=G=？ 確定確定J=J=？ 確定確定X X坐標值和坐標值和Y Y坐標值坐標值 確定確定Z=Z=？ 加工圓弧時： |Xe|Ye|時， ，取Gy 計數(shù)長度是指被加工圖形在計數(shù)方向上的投影長 度（即絕對值）的總和，以m為單位 所以J=51000+51000=10000（單位用m） 被加工的圓弧起點在象限，且按順時針方向走， 故Z=SR2 相應(yīng)的程序

18、為：相應(yīng)的程序為：B5000 BB10000GySRB5000 BB10000GySR2 2 例7: 加工右圖所示圓弧，加工起點為A（-2， 9），終點為B（9，-2），編制加工程序。 圖 8 BXBYBJGZ 分 隔 符 號 X 坐 標 值 分 隔 符 號 Y 坐 標 值 分 隔 符 號 計 數(shù) 長 度 計 數(shù) 方 向 加 工 指 令 3B程序格式 解：解： 先確定先確定G=G=？ 圓弧終點坐標|Xe|Ye|，故取Gy; 確定確定X X坐標值和坐標值和Y Y坐標值坐標值 圓弧起點的坐標值為（-2-2，9 9），）， X X坐標值坐標值=2000=2000，Y Y坐標值坐標值=9000 =90

19、00 （單位用m） 確定確定Z=Z=？ 起點在起點在象限，逆時針走向，則象限，逆時針走向，則Z=NRZ=NR2 2 確定確定J=J=？ 圓弧半徑：R2 = 斜邊2 = 20002+90002 R = 9220m 計數(shù)長度：JyAC=9000m JyCD=9220m JyDB=R-2000m =9220m 2000m =7220m 則J= JyAC+ JyCD+ JyDB= （9000+9220+7220）m =25440m J=J=？ 斜 故程序為：故程序為：B2000 B9000 B25440GyNR2B2000 B9000 B25440GyNR2 BXBYBJGZ 分 隔 符 號 X 坐

20、標 值 分 隔 符 號 Y 坐 標 值 分 隔 符 號 計 數(shù) 長 度 計 數(shù) 方 向 加 工 指 令 3B程序格式 8 8、 ISO代碼程序編制（國際通用格式） 例如，加工圖示零件（電極絲直徑與放電間隙忽略不計）。 用用G90G90（絕對坐標）編程（絕對坐標）編程: : P1 （程序名） N01 G92 X0 Y0 （確定加工程序起點，設(shè)置加工坐標系） N02 G01 X10000 Y0 （加工直線） N03 G01 X10000 Y20000 （加工直線） N04 G02 X40000 Y20000 I15000 J0（加工圓?。?N05 G01 X40000 Y0 （加工直線） N06

21、G01 X0 Y0 （加工直線） N07 M02 （程序結(jié)束） G90為絕對坐標指令。該指令表示程序 段中的編程尺寸是按絕對坐標給定的。 ISOISO格式程序手工編程舉例格式程序手工編程舉例 9、線切割機床編程注意事項 3B格式是我國線切割機床常用的編程格式，ISO是國 際通用的數(shù)控機床編程格式。但必須注意，目前國內(nèi)外各 式各樣的數(shù)控機床所使用的標準尚未完全統(tǒng)一，有關(guān)指令 及其含義不完全相同，編程時必須嚴格遵守具體機床使用 說明書中的規(guī)定。 10、電化學(xué)加工的基本原理 電化學(xué)加工是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽極溶解來將 工件成型的。工件接直流電源的正極為陽極，按所需形狀制成 的工具接直流電源的

22、負極為陰極。當(dāng)工具陰極向工件進給并保 持一定間隙時即產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，在相對于陰極的工件表面上， 金屬材料按對應(yīng)于工具陰極型面的形狀不斷地被溶解到電解液 中，隨著工件表面金屬材料的不斷溶解，工具陰極不斷地向工 件進給，溶解的電解產(chǎn)物不斷地被電解液沖走，工件表面也就 逐漸被加工成接近于工具電極的形狀，如此下去直至將工具的 形狀復(fù)制到工件上。 第八章第八章 模具表面加工與處理技術(shù)模具表面加工與處理技術(shù) 1、模具表面光整加工的主要類型 研磨 拋光 噴丸 2、電鍍的基本原理 電鍍是一種電化學(xué)過程，也是一種氧化還原過程。電鍍的 基本原理是把鍍上去的金屬接在陽極，把要被電鍍的物件接在 陰極 。陰陽極與鍍上去

23、的金屬的正離子組成的電解質(zhì)溶液相 連，通以直流電的電源后，陽極的金屬會氧化（失去電子）， 溶液中的正離子則在陰極還原（得到電子）成原子并積聚在陰 極表層。 3、常見的單金 屬電鍍及其作用 鍍銅（提高延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及外觀質(zhì)量 ） 鍍鎳（提高抗腐蝕性或使表面美觀） 鍍鉻（提高硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性） 4、化學(xué)鍍原理 化學(xué)浸鍍（簡稱化學(xué)鍍）技術(shù)的原理是：化學(xué)鍍是一種 不需要通電，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，利用強還原劑在含有 金屬離子的溶液中，將金屬離子還原成金屬而沉積在各種材 料表面形成致密鍍層的方法。 5、熱擴滲技術(shù) 將工件放在特殊介質(zhì)中加熱，使介質(zhì)中某一種或幾種元素 滲入工件表面，形成

24、合金層的工藝。 6、形成擴滲層的三個基本條件： 滲入元素必須能夠與基體金屬形成固溶體或金屬間化合物。 欲使?jié)B入元素與基體金屬之間直接接觸，必須創(chuàng)造相應(yīng)的工 藝條件來實現(xiàn)。 被滲元素在基體金屬中需有一定的滲入速度，以滿足實際應(yīng) 用的要求。 7、氣相沉積技術(shù) 氣相沉積技術(shù)是利用氣相中發(fā)生的物理、化學(xué)過程， 在工件表面形成功能性或裝飾性的金屬、非金屬或化合物 涂層。氣相沉積技術(shù)按照成膜機理，可分為化學(xué)氣相沉積、 物理氣相沉積和等離子體氣相沉積等。 8、氣相沉積技術(shù)的類型 化學(xué)氣相沉積 物理氣相沉積 等離子體氣相沉積 第九章第九章 模具快速成形加工模具快速成形加工 常用的快速成形加工方法 立體印刷成形

25、（簡稱SLA） 層合實體制造（簡稱LOM） 選區(qū)激光燒結(jié)（簡稱SLS） 熔融沉積制造（簡稱 FDM ） 第十章第十章 其它模具制造新技術(shù)簡介其它模具制造新技術(shù)簡介 1、并行設(shè)計工作模式 并行設(shè)計工作模式是在產(chǎn)品設(shè)計的同時考慮其相關(guān)過程， 包括加工工藝、裝配、檢測、質(zhì)量保證、銷售、維護等。在并 行設(shè)計中，產(chǎn)品開發(fā)過程的各階段工作交叉進行，及早發(fā)現(xiàn)與 其相關(guān)過程不相匹配的地方，及時評估、決策，以達到縮短新 產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目的。 2、逆向工程的應(yīng)用 （1）產(chǎn)品仿制 （2）新產(chǎn)品設(shè)計 利用CAD技術(shù)構(gòu)想出創(chuàng)新的美觀的外形，再以不同方式制 造出樣件，最后再以三維尺寸測量的方式測量樣件建立曲 面模型。 （3）舊產(chǎn)品的改進（改型） 第十一章第十一章 典型模具制造工藝典型模具制造工藝 1、冷沖壓模具的凸模材料一般選用Cr12鋼，Cr12鋼屬于高 耐磨鋼，其熱處理