模具机械加工的基本理论.pptx
《模具机械加工的基本理论.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模具机械加工的基本理论.pptx(136页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、君子接物(ji w),度量宽厚,尤大地之博,无所不载。责已甚严,责人甚轻。名高任重,气度雍容,望之俨然,即之温然。-梁启超感悟(gnw)人生第一,共136。第二章模具机械加工的基本(jbn)理论龚兴厚()化工(hugng)楼309第二,共136。第一节 模具制造工艺规程编制一、基本概念二、工艺规程制订原则和步骤三、产品图样的工艺分析四、毛坯设计五、定位基准的选择六、零件工艺路线分析与拟定七、加工余量与工序尺寸的确定八、工艺装备的选择第三,共136。模具加工工艺(gngy)规程是规定模具零部件机械加工工艺(gngy)过程和操作方法等的工艺(gngy)文件。模具的生产过程(guchng),是指将用
2、户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、工艺性分析,设计成模具;并基于此,将原材料经过加工、装配,转变为具有使用性能的成型工具的全过程(guchng)。一、基本概念第四,共136。第五,共136。模具制造(zhzo)工艺过程可定义为:直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置及性能,将其转变为成品或半成品的过程。它是模具生产过程的主要部分,即从生产准备到验收、试模合格之前,属于制造(zhzo)工艺过程。零件的机械加工工艺过程(工艺路线或工艺流程):用机械加工的方法,直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等,使之变为合格(hg)零件。装配工艺过程是将零件装配成部件或产品的过程。第六,共136。
3、工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成(z chn)。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。一个(或一组)工人,在一个固定的工作地点(一台机床或一个钳工台),对一个(或同时对几个)工件所连续完成的那部分工艺(gngy)过程,称为工序。它是工艺(gngy)过程的基本单元,又是生产计划和成本核算的基本单元。第七,共136。阶梯(jit)轴第八,共136。第九,共136。在加工表面和加工工具不变的情况下,所连续完成的那一部分工序称为工步。加工表面与加工工具只要改变一个,就应算作另一工步,如对同一个孔进行钻孔、扩孔、铰孔,应作为三个工步。在工艺卡片中,按工序写出各加工工步,就规定(gudng
4、)了一个工序的具体操作方法及次序。第十,共136。当同时对一个零件的几个表面进行(jnxng)加工时,则为复合工步。在一个工步内由于被加工表面需切除的金属(jnsh)层较厚,需要分几次切削,则每进行一次切削就是一次走刀。第十一,共136。工件在加工前,在机床或夹具中相对刀具应有一个(y )正确的位置并给予固定,这个过程称为装夹,一次装夹所完成的那部分加工过程称为安装。安装是工序的一部分。每一个工序可能有一次安装(nzhung),也可能有几次安装(nzhung)。在同一工序中,安装(nzhung)次数应尽量减少,这样既可以提高生产效率,又可以减少由于多次安装(nzhung)带来的加工误差。第十二
5、,共136。为减少工序中的装夹次数,常采用回转工作台或回转夹具,使工件(gngjin)在一次安装中,可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工,每一个位置所完成的那部分工序,称一个工位。第十三,共136。工厂制造产品(或零件(ln jin)的年产量,称为生产纲领。 N为零件的生产纲领(件/年);Q为产品的生产纲领(台/年);n为每台产品中包含该零件的数量(shling)(件/台);a为该零件备件的百分率;b为该零件废品的百分率。第十四,共136。根据产品的生产纲领(gnglng)的大小和品种的多少,模具制造业的生产类型主要可分为:单件生产和成批生产。单件生产:单个地生产不同结构和不同尺寸的产品,
6、并且很少重复。例如,重型(zhngxng)机器制造、专业设备制造和新产品试制等。成批生产:一年中分批地制造相同的产品,制造过程有一定的重复性。例如,机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小,成批生产又可分为:第十五,共136。工艺规程是记述由毛坯加工成为零件的一种工艺文件,它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求以及必要(byo)的操作方法等。因此,工艺规程具有指导生产和组织工艺准备的作用,是生产中必不可少的技术文件。二、工艺规程(guchng)制定的原则和步骤第十六,共136。1)技术上的先进性。2)经济(jngj)上的合理性。3)
7、有良好的劳动条件。制定工艺规程(guchng)的原则第十七,共136。1)对产品装配图和零件图的分析与工艺审查。2)确定生产类型。3)确定毛坯的种类和尺寸。4)选择定位基准和主要表面的加工方法,拟定零件加工工艺路线。5)确定各工序余量,计算工序尺寸、公差,提出其技术要求。6)确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额(dng )。7)填写工艺文件。制定(zhdng)工艺规程的步骤第十八,共136。将工艺规程的内容,填入一定格式的卡片(kpin),即为生产准备和施工依据的技术文件,称为工艺文件。(1)工艺过程综合卡片(kpin)(2)工艺卡片(kpin)(3)工序卡片(kpin)第十九,共136。模
8、具产品的生产,设计图纸就相当于工作指令,同时也是设计工艺过程的基本原始资料。工艺人员在拟定工艺方案的时候,首先要认真领会该产品的功用和各零件的结构特点,分析它的工艺性,基准情况以及应该采用什么样的加工方法。然后了解各项技术要求,分析关键所在,建立起如何保证(bozhng)加工质量的概念。三、产品图样的工艺(gngy)分析第二十,共136。零件结构的工艺性,是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。零件结构的工艺性好是指零件的结构形状在满足使用要求的前提下,按现有的生产条件能用较经济的方法方便地加工(ji gng)出来。第二十一,共136。第二十二,共136。机械零件都是根据使
9、用需要而设计的,所以各个零件的形状、尺寸相差很大。但如果从形体上分析,都是由单一的表面所组成,这些表面大致可分为: (1) 基本表面 属于一般常见的简单几何形状,如平面、圆柱面、圆球面以及由这些表面所派生的圆锥、圆台(yunti)、棱柱、棱台等。 (2) 特形表面 都属较为复杂的曲线、曲面所组成,如螺旋面、椭圆或椭球面、抛物面、双曲面及渐开线或摆线齿轮表面等。 简单的零件可由一种表面构成。复杂的零件,可能由好几种表面所构成。需进一步分析各组成表面的连接形式,在头脑里构成一个立体形象,而后才可以较为正确地选择加工方法,研究怎样入手加工。第二十三,共136。零件的技术要求分析零件的技术要求包括下列
10、几个方面(fngmin):(1)主要加工表面的尺寸精度;(2)主要加工表面的几何形状精度;(3)主要加工表面之间的相互位置精度;(4)零件表面质量;(5)零件材料、热处理要求及其他要求。第二十四,共136。首先,根据零件主要表面的精度和表面质量的要求,初步确定为达到这些要求所需要的最终(zu zhn)加工方法,然后再确定相应的中间工序及粗加工工序所需的加工方法。例如:对于孔径不大的IT7级精度的内孔,最终(zu zhn)加工方法取精铰时,则精铰孔之前,通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。加工表面之间的相对位置要求,包括表面之间的尺寸联系和相对位置精度。认真分析零件图上尺寸的标注及主要表面的位置
11、精度,即可初步确定各加工表面的加工顺序。第二十五,共136。零件的热处理会影响加工方法和加工余量的选择。例如:要求渗碳淬火的零件,热处理后一般变形较大。对于零件上精度要求较高的表面,工艺上要安排(npi)精加工工序(多为磨削加工),而且要适当加大精加工的工序加工余量。在研究零件图时,如发现图样上的视图、尺寸标注、技术要求有错误或遗漏、结构工艺性不好时,应提出修改意见。但修改时必须征得设计人员的同意,并经过一定的审批手续。第二十六,共136。四、毛坯(mop)设计毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产(shngchn)对象。重要性:正确选择毛坯,对降低生产成本作用较大
12、;对于模具零件加工的工艺性以及模具质量和寿命(shumng)都有很大的影响。第二十七,共136。毛坯形式的选择基于以下两点:模具材料的类别:上模座、下模座、凸模、凹模、工作零件、一般结构件。模具零件几何形状(xngzhun)特征和尺寸关系。毛坯形式原型材锻造件铸造件半成品件第二十八,共136。型材(section bar)是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料(如塑料、铝、玻璃纤维(b lixinwi)等)通过轧制,挤出,铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。原型材是指利用冶金材料厂提供的各种截面的棒料、丝料、板料或其他形状截面的型材,经过下料以后直接送往加工车间进行表面加工的毛坯。原型(yu
13、nxng)材第二十九,共136。锻造(dunzo)件锻件毛坯是经原型材下料,再通过锻造获得合理(hl)的几何形状和尺寸的坯料。锻造的目的通过锻造,打碎共晶网状碳化物,并使碳化物分布均匀,晶粒组织细化,才能(cinng)充分发挥材料的力学性能,提高模具零件的加工工艺性和使用寿命。锻件毛坯模具零件锻造的几何形状多为圆柱形、原板形、矩形,也有少数为T形、L形、形等形状。第三十,共136。锻件下料尺寸的确定:在圆棒料的下料长度(L)和圆棒料的直径(zhjng)(d)的关系上,应满足L =(1.252.5)d。在满足上述关系的前提下,尽量选用小规格的圆棒料。锻件毛坯下料尺寸(ch cun)的确定:计算锻
14、件坯料体积V坯:V坯 = V锻 KV锻为锻件的体积;K为损耗系数;K = 1.051.10 总损耗量:烧损量、切头损耗、芯料损耗加工余量:为保证加工精度和工件尺寸(ch cun),在工艺设计时预先增加而在加工时去除的一部分工件尺寸(ch cun)量。第三十一,共136。总损耗(snho)量:烧损量、切头损耗(snho)、芯料损耗(snho)烧损量包括坯料在加热和锻打时产生的氧化皮而形成的材料损耗,它和坯料加热次数、加热条件(tiojin)有关。切头损耗指在锻造时由于切除锻件两端不平和裂纹部分的损耗,一般较小锻件不考虑这部分损耗。芯料损耗指锻件需要冲孔而产生的损耗。第三十二,共136。计算锻件坯
15、料尺寸:理论圆棒料直径D理为圆棒料的直径按现有棒料的直径规格选取,当D理比较接近实有规格时,D实D理 。圆棒料的长度 L实应根据锻件毛坯的质量和选定的坯料直径,查选棒料长度重量表确定。计算完D实和L实后应验证锻造比,如果不符合要求,应重新(chngxn)选择D实。第三十三,共136。冲压模具的上模座和下模座、大型塑料模的框架、吹塑模具和注射模具中的铸造铝合金、大中型冲压成形模的工作零件等均为铸件。对于铸件的质量要求主要有:1)化学成分和力学性能应符合图样规定的材料(cilio)牌号标准;2)铸件的形状和尺寸要求应符合铸件图的规定;3)铸件的表面应进行清砂处理;去除结疤、飞边和毛刺;4)铸件内部
16、,特别是靠近工作面处不得有气孔、砂眼、裂纹等缺陷;非工作面不得有严重的疏松和较大的缩孔;5)铸件应及时进行热处理,铸钢件依据牌号确定热处理工艺,一般以完全退火为主,退火后硬度不大于229HBS ;铸铁件应进行时效处理,以消除内应力和改善加工性能,铸铁件热处理后的硬度不大于269HBS 。铸件(zhjin)第三十四,共136。金属材料抵抗硬的物体(wt)压陷表面的能力,称为硬度 HBS(布氏硬度)是硬度指标。布氏硬度是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值,它不适用于测定(cdng)硬度较高的材料。 布氏硬度F(载荷)/A凹(压痕球形表面积) HT200指的是最低抗拉强度(kn l qin
17、d)为200MPa的灰铸铁。HT250指的是最低抗拉强度(kn l qin d)为250MPa的灰铸铁。第三十五,共136。塑料注射模标准模架的应用日益广泛。当采购这些半成品后,再进行成形表面和相关部位的加工(ji gng),对于降低模具成本和缩短模具制造周期都是大有好处的。这种毛坯形式应该成为模具零件毛坯的主要形式。半成品件第三十六,共136。考考你?1.什么是模具(mj)加工工艺规程、工序、工步?2.零件的技术要求包括哪几个方面?第三十七,共136。本次(bn c)课结束!第三十八,共136。五、定位(dngwi)基准的选择重要意义:定位基准选择的好坏,不仅影响零件(ln jin)加工的位
18、置精度,而且对零件(ln jin)各表面的加工顺序也有很大的影响。一般来讲,基准就是零件(ln jin)上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。第三十九,共136。基准设计基准工艺基准定位基准测量基准装配基准在零件图上用以确定其他(qt)点、线、面的基准零件在加工和装配过程(guchng)中所使用的基准。基准(jzhn)加工时使工件在机床或夹具中占据一正确位置用以测量已加工表面尺寸及位置的基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置第四十,共136。工件的安装(nzhung)方式安装方式直接找正法划线找正法采用夹具安装安装:定位(dngwi)夹紧影响:加工精度、工件(gngjin)安装
19、的快慢、稳定性、生产率第四十一,共136。直接找正法具体的方式是在工件直接装在机床上后,用千分表或划针,以目测法校正工件的正确位置,一边校验,一边找正,直至合乎要求。直接找正法的定位精度和找正的快慢,取决于找正的方法、找正工具和工人(gng rn)的技术水平。它的缺点是花费时间多,生产率低,且要凭经验操作,对工人(gng rn)技术水平要求高。故仅用于单件、小批量生产中。此外,对工件的定位精度要求较高,例如误差小于0.010.05mm时,如果采用夹具,因其本身有制造误差,而难以达到要求,就不得不使用精密量具和由较高技术的工人(gng rn)用直接找正法来定位,以达到其精度要求。第四十二,共13
20、6。直接(zhji)找正第四十三,共136。百分表找正第四十四,共136。划线找正法此法是在机床上用划针按毛坯(mop)或半成品上所划的线来找正工作,使其获得正确位置的一种方法。该法多用于生产批量较小,毛坯(mop)精度低,以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。第四十五,共136。划线(hu xin)找正第四十六,共136。采用夹具安装夹具是机床的一种附加装置(zhungzh),它在机床上相对刀具的位置,在工件未安装前以预先调整好,所以在加工一批工件时,不必再逐个找正定位,就能保证加工的技术要求,既省工又省事,是先进的定位方法,在成批和大量生产中广泛应用。第四十七,共136。包括粗基准的选择和
21、最终工序(含中间工序)所用的精基准的选择粗基准的选择1)具有不加工(ji gng)表面的工件,一般应选择不加工(ji gng)表面为粗基准。若工件有几个不加工(ji gng)表面,则粗基准应选位置精度要求较高者,以达到壁厚均匀、外形对称等要求。定位基准(jzhn)的选择第四十八,共136。2)对于具有较多加工表面的工件粗基准的选择,应按下述原则合理分配各加工表面的加工余量:应保证各加工表面都有足够的加工余量。为保证此项要求,粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表面;对于某些重要的表面(如滑道(hu do)和重要的内孔等),应尽可能使其加工余量均匀,对滑道(hu do)的加工余量要求尽可能小,以便获
22、得硬度和耐磨性更好且均匀的表面;使工件上各加工表面金属切除余量最小。为了保证该项目要求,应选择工件上加工面积较大、形状比较复杂、加工劳动量较大的表面为粗基准。第四十九,共136。3)粗基准的表面应尽量平整、没有(mi yu)浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷。以便使工件定位可靠,夹紧方便。4)表面粗糙且精度低的毛坯粗基准的选择:一般情况下,同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。否则,因重复使用所产生的定位误差,会引起相应加工表面间出现较大的位置误差。第五十,共136。精基准的选择在最终工序和中间工序,应采用已加工表面定位,这种定位基面称为精基准。精基准的选择不仅影响工件的加工质量,而且与工件安装
23、是否方便可靠(kko)也有很大的关系,选择精基准的原则如下:第五十一,共136。1)尽可能选用加工(ji gng)表面的设计基准为精基准,避免基准不重合造成的定位误差。这一原则就是“基准重合”的原则。2)当工件以某一种精基准定位,可以比较方便地加工(ji gng)其他各表面时,应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,这就是“基准统一”原则。3)有些精加工(ji gng)和光整加工(ji gng)工序应遵循“自为基准”原则。4)定为基准的选择应便于工件的安装与加工(ji gng),并使夹具的结构简单。第五十二,共136。六、零件工艺路线(lxin)分析与拟定工艺(gngy)路线的拟定是制定工艺
24、(gngy)过程的整体布局。其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案,确定各个表面的加工顺序以及整个工艺(gngy)过程中工序数目等。拟定工艺路线定位基准的合理选择表面加工方法加工阶段划分工序的集中与分散加工顺序第五十三,共136。1. 首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。2. 工件材料的性质对加工方法的选择也有影响。3. 表面加工方法的选择,除了首先保证质量要求外,还应考虑生产(shngchn)效率和经济性的要求。4. 为了能够正确地选择加工方法,还要考虑本厂、本车间现有设备情况及技术条件。表面加工(ji gng)方法的选择第五十四,共136。加工(ji gng)阶段的划分(
25、1) 粗加工阶段主要任务是切除加工表面上的大部分余量,使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段,加工精度要求不高,切削用量、切削力都比较大,所以粗加工阶段应考虑的主要是如何提高劳动生产率。(2) 半精加工阶段为主要表面的精加工做好必要的精度和余量准备,并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、切槽等)。对于加工精度要求不高的表面或零件,经半精加工后即可达到其加工要求。(3) 精加工阶段使对精度要求高的表面达到规定的质量要求。要求的加工精度较高,各表面的加工余量和切削用量都比较小。(4) 光整加工阶段主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和减小表面粗糙度,一般不能纠正形状和位置(wi zhi)误差
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 模具 机械 加工 基本理论