5、细胞生物学练习精解

第4章模具加工工艺及设备模具加工工艺及设备TheProcessingandMachinesofDie&Mold第4章模具加工工艺及设备第4章模具加工工艺及设备4.1模具制造的基本要求4.2模具制造工艺规程4.3常规加工技术及设备4.4模具磨削加工技术4.5模具电火花加工技术4.6模具激光和超声加工技术第4章模具加工工艺及设备4.1模具制造的基本要求应用模具的目的在于保证产品的质量，提高生产效率和降低制造成本，因此，不但要有合理、正确的模具设计，还必须有高效、高质量的模具制造技术作为保证。第4章模具加工工艺及设备（1）制造精度高为了生产合格的产品和发挥模具的效能，模具的设计与制造必须具有较高的精度。模具的精度要求取决于模具成形的制品精度要求和模具的结构设计要求。为了保证制品的精度和质量，模具与制品成形有关零件的精度要求通常要比制品精度高2～4级。模具的结构要保证模具开合模动作、抽芯动作准确，定动模对正等技术要求，因此要求组成模具的零件都必须有足够的制造精度。第4章模具加工工艺及设备（2）使用寿命长模具是比较昂贵的工艺设备，目前模具制造费用约占产品成本的10%～30%，其使用寿命的长短直接影响产品成本的高低。除小批量生产和新产品试制等特殊情况外，一般都要求模具具有较长的使用寿命，在大批量生产的情况下，模具的使用寿命更加重要。第4章模具加工工艺及设备（3）制造周期短为满足生产的需要和提高产品的竞争力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。模具制造周期的长短主要取决于模具企业制造技术和生产管理水平的高低。第4章模具加工工艺及设备（4）模具成本低与直接生产制品相比，由模具生产的制品成本低。模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求、加工手段以及加工方法有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计模具和制订其加工工艺，努力降低模具制造成本。第4章模具加工工艺及设备上述4项要求是相互关联、相互影响的，片面追求模具的高精度和长的使用寿命必然会导致制造成本的增加。当然，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿命的做法也是不可取的。在设计与制造模具时，应根据实际情况做全面考虑，即在保证制品质量的前提下，选择与其产量相适应的模具结构和制造方法，使模具成本降低到最低限度。第4章模具加工工艺及设备4.2.1生产过程制造模具时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。具体地讲，模具制造是在一定的工艺条件下，改变模具材料的形状、尺寸和性质，使之成为符合设计要求的模具零件，再经装配、试模和修整而得到整副模具产品的过程。广义的模具制造过程包括生产技术准备、零件加工和模具装配等阶段。4.2模具制造工艺规程第4章模具加工工艺及设备（1）生产技术准备生产技术准备阶段的主要任务分析模具图样，制订工艺规程；编制数控加工程序；设计和制造工装夹具；制定生产计划，制定并实施工具、材料、标准件等外购和零件外协加工计划。第4章模具加工工艺及设备（2）零件成形加工在模具加工中，加工的工艺方法非常多，按切削方式基本可以概括为：切削加工，如车，钳，刨，铣，磨等；非切削加工，如各种特种加工方法（包括电加工），冷挤压，铸造等；按控制方式可分为：数控加工非数控加工第4章模具加工工艺及设备零件成形加工按加工对象可以分为：非成形零件加工•模板类、结构件类等零件加工。成形零件加工•型腔类零件的加工。第4章模具加工工艺及设备（3）模具装配模具装配是根据模具装配图样要求的质量和精度，将加工好的零件组合在一起构成一副完整模具的过程。除此之外，装配阶段的任务还有清洗、修配模具零件，试模及修整等。第4章模具加工工艺及设备4.2.2工艺过程在模具制造过程中，直接改变工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工艺过程。以机械加工方法（主要是切削加工方法）直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。将合理的机械加工工艺过程确定后，以文字形式作为加工的技术文件，即为模具机械加工工艺规程。第4章模具加工工艺及设备机械加工工艺过程机械加工工艺过程是由一个或若干个工序组成，而工序又分为安装、工位、工步和走刀。工序一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。第4章模具加工工艺及设备4.2.3制定工艺规程的步骤零件图的研究与工艺分析；确定毛坯的种类；设计工艺过程：划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、拟定零件的加工工艺路线；工序设计：选择机床和工艺装备、确定加工余量、确定工序尺寸及其公差、确定切削用量及时间定额等；填写工艺文件。第4章模具加工工艺及设备工艺文件的格式及应用工艺规程内容主要包含零件加工的工艺路线、各道工序的具体加工内容、切削用量、工时定额、所选用的设备与工艺装配以及毛坯设计等。编制工艺规程时，应根据生产类型的不同来决定需要把工艺过程分析到什么程度。对于模具制造这种单件小批量生产一般只要定到工序就可以。第4章模具加工工艺及设备注塑模具型腔嵌件工艺过程第4章模具加工工艺及设备4.3常规加工技术及设备5.3.1车床及车削加工5.3.2铣床及铣削加工5.3.3钻床与钻削加工第4章模具加工工艺及设备4.3.1车床及车削加工在模具加工中，车床是常用的设备之一。主要用于回转体类零件，有时也用于平面的粗加工。常用车床加工尺寸精度可达IT6~IT7，表面粗糙度Ra0.8~1.6m车削的工艺过程常常采用：粗车→半精车→精车粗车→半精车→精车→研磨对尺寸精度和表面粗糙度要求较高的零件在精车之后再安排研磨，根据实际情况选定合适的加工路线。车削加工第4章模具加工工艺及设备回转体类零件车削主要用于导柱、导套、浇口套等回转体类零件热处理前的粗加工，成型零件的回转曲面型腔、型芯、凸模和凹模等零件的粗、精加工。对要求具有较高的尺寸精度、表面粗糙度和耐磨性的零件，如导柱、导套、浇口套、凸模和凹模等，需在半精车后再热处理，最后在磨床上磨削。但对定位圈、拉杆等零件，车削可以直接作为成形加工。第4章模具加工工艺及设备型腔车削加工中，除内形表面为圆柱、圆锥表面可以应用普通的内孔车刀进行车削外，对于球形面、半圆面或圆弧面的车削加工，为了保证尺寸、形状和精度的要求，一般都采用样板车刀进行最后的成形车削。第4章模具加工工艺及设备4.3.2铣床及铣削加工铣削是一种应用范围极广的加工方法。在铣床上可以对平面、斜面、沟槽、台阶、成型面等表面进行铣削加工。铣床加工时，多齿铣刀连续切削，切削量可以较大，所以加工效率高。铣床加工成形的经济精度为IT10，表面粗糙度Ra3.2m；用作精加工时，尺寸精度可达IT8，表面粗糙度Ra1.6m。铣削加工第4章模具加工工艺及设备铣削加工平面铣削平面铣削在模具中应用最为广泛，模具中的定、动模板等模板类零件，在精磨前均需通过铣削来去除较大的加工余量；铣削还用于模板上的安装型腔镶块的方槽、滑块的导滑槽、各种孔的止口等部位的精加工和镶块、压板、锁紧块热处理前的加工。第4章模具加工工艺及设备第4章模具加工工艺及设备孔系加工直接用立铣工作台的纵、横走刀来控制平面孔系的坐标尺寸，所达到的孔距精度远高于划线钻孔的加工精度，可以满足模具上低精度的孔系要求（如螺钉过孔、推杆过孔）。在坐标精度要求高时，可用量块和千分表来控制铣床工作台的纵、横向移动距离，加工的孔距精度一般为0.02mm。第4章模具加工工艺及设备镗削加工卧式和立式铣床可以代替镗床进行一些加工：斜导柱孔系的加工，一般是在模具相关部分装配好后，在铣床上一次加工；导柱、导套孔也可如是加工。加工斜孔时可将工件水平装夹，而把立铣头倾斜一角度，或用正弦夹具、斜垫铁装夹工件。加工斜孔前，用立铣刀切去斜面余量，然后用中心钻确定斜孔中心，最后加工到所需尺寸。第4章模具加工工艺及设备第4章模具加工工艺及设备成形面铣削成形铣削可以加工圆弧面、不规则形面及复杂空间曲面等各种成形面。模具中常用的加工工艺方法有两种：立铣：利用圆转台可以加工圆弧面和不规则曲面。仿形铣削：仿形铣削是以预先制成的靠模来控制铣刀轨迹运动的铣削方法。1-铣刀2-工件3-中间装置4-靠模5-仿形头第4章模具加工工艺及设备雕刻加工在刻模铣床上加工工件和模板分别安装在制品工作台和靠模工作台上。通过缩放机构在工件上缩小雕刻出模板上的字、花纹、图案等。第4章模具加工工艺及设备模具雕刻机第4章模具加工工艺及设备4.3.3钻床与钻削加工钻削加工是一种在实体工件上加工孔的切削方法，包括对已有的孔进行扩孔、铰孔、锪孔及攻螺纹等二次加工，主要在钻床上进行。孔加工的切削条件比外圆面的加工差，刀具受孔径的限制，只能使用定值刀具。钻头加工时排屑困难，散热慢，切削液不易进入切削区，钻头易钝化，所以，钻孔能达到的尺寸公差等级为IT11～IT12级，表面粗糙度Ra为12.5～50m。对精度要求高的孔，还应进行扩孔、铰孔等工序。钻削加工第4章模具加工工艺及设备钻削加工在模具加工中钻床主要用于孔的预加工：导柱导套孔、型腔孔的粗加工，螺纹底孔、各种零件的线切割穿丝孔等加工；一些孔的成形加工：推杆过孔、螺钉过孔、水道孔等。第4章模具加工工艺及设备铰孔铰刀刚度和导向性好，刀齿数多，所以铰孔相对于扩孔在加工的尺寸精度和表面粗糙度上又有所提高。铰孔的加工精度主要不是取决于机床的精度，而在于铰刀的精度、安装方式和加工余量等因素。机铰达IT7～IT8级，表面粗糙度Ra为0.2～1.6m；手铰达IT6～IT7级，表面粗糙度Ra为0.2～0.4m。铰孔常用于推杆孔、浇口套和点浇口锥浇道等的加工和镗削的最后一道工序。第4章模具加工工艺及设备深孔加工大型注塑、压铸模具上的冷却孔、推杆孔和加热器孔等，一般是径长比（D/L）为1：6以上的深孔，在加工时有其特殊性。（1）由于径长比大，钻杆细长，刚性差，工作时容易产生偏斜和振动，因此孔的精度及表面质量难以控制。（2）切屑多而排屑通道长，若断屑不好，排屑不畅，则可能由于切屑堵塞而导致钻头损坏，孔的加工质量也无法保证。（3）钻头是在几乎封闭的状况下工作，而且时间较长，热量多且不易散出，钻头极易磨损。第4章模具加工工艺及设备深孔钻床1-导向套2-容屑槽3-工件4-切屑滑槽5-切屑液6-切屑7-盛切屑网8-深孔钻油封9-高压泵、切削液冷却装置及过滤器10-高压切削油11-压力表第4章模具加工工艺及设备深孔钻头1-钻头2-钻柄3-传动器4-排屑槽5-轴承部分6-油孔L-总长度α-外导角余角β-内导角余角γ-导向块角D/4-钻尖偏移距离l-边距△-本体间隙第4章模具加工工艺及设备通过一次连续的钻削即可达到一般需钻、扩、铰工序才能达到的加工精度和表面粗糙度。加工孔孔径尺寸精度：IT7～IT11；加工孔偏斜度：≤0.5～1/1000（加工孔深）；加工孔表面粗糙度：Ra0.2～6.3m。第4章模具加工工艺及设备4.4模具磨削加工技术•4.4.1磨削加工特点•4.4.2平面磨削•4.4.3外圆磨削•4.4.4成形磨削•4.4.5坐标磨削第4章模具加工工艺及设备磨削加工磨削加工是零件精加工的主要方法之一。磨削时可采用砂轮、油石、磨头、砂带等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和黏结剂做成的砂轮。通常磨削能达到的经济精度为IT5～IT7，表面粗糙度Ra一般为0.2～0.8m。磨削的加工范围很广，不仅可以加工内外圆柱面、内外圆锥面和平面，还可以加工螺纹、花键轴、曲轴、齿轮、叶片等特殊的成形表面。第4章模具加工工艺及设备4.4.1平面磨削平面磨床的主轴分为立轴和卧轴两种，工作台也分为矩形和圆形两种，分别称为卧轴矩台和立轴圆台平面磨床。与其他磨床不同的是工作台上装有电磁吸盘，用于直接吸住工件或夹具。平面磨削尺寸精度为IT5～IT6，两平面平行度误差小于100﹕0.01，表面粗糙度Ra为0.2～0.8m，精密磨削时Ra为0.01～0.1m。第4章模具加工工艺及设备平面磨削作为模具零件的终加工工序，一般安排在精铣、精刨和热处理之后。磨削模板时，直接用电磁吸盘将工件装夹；对于小尺寸零件，常用精密平口钳、导磁角铁或正弦夹具等装夹工件。垂直面磨