模具制造工艺的编制

2.1基本概念2.2编制工艺过程的依据2.3零件图的工艺分析2.4毛坯选择2.5定位基准的选择2.6工艺路线的拟订2.7加工余量的确定2.8工序尺寸及其公差的确定2.9模具制造的基本要求与特点2.10装配、试模与调整、维修第2章模具制造工艺过程的编制返回目录第2章模具制造工艺过程的编制2.1基本概念模具的生产过程，是指将用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。整个生产过程可用下述框图表示。2.1.1模具制造的生产过程返回原材料的运输、存放生产准备毛坯制造机加工、热处理装配试模包装、入库具体地说，模具生产过程分以下六个阶段。(1)模具方案确定分析产品零件结构、尺寸精度、表面质量要求以及成型工艺。(2)模具结构设计进行成型件造型、结构设计；系统结构(包括定位、导向、卸料以及相关参数设定等)设计，即总成设计。(3)生产准备成型件材料、模块等坯料加工；标准零、部件配购；根据造型设计，编制NC、CNC加工代码组成的加工程序；以及刀具、工装等。返回(4)模具成型零件加工根据加工工艺规程，采用NC、CNC加工程序进行成型加工、孔系加工；或采用电火花、成型磨削等传统工艺进行加工，以及相应的热处理工艺。(5)装配与试模根据模具设计要求，检查标准零、部件和成型零件的尺寸精度、位置精度，以及表面粗糙度等要求；按装配工艺规程进行装配、试模。(6)验收与试用根据各类模具的验收技术条件标准和合同规定，对模具试冲制件(冲件、塑件等)和模具性能、工作参数等进行检查、试用，合格后则验收。由上述生产过程可知，模具的标准零、部件，通用标准零件(如螺钉、销钉)，以及冷却、加温系统中的标准、通用元件，都是在其他工厂生产的，模具厂只是依据模具设计要求，按一定顺序，将其与本厂加工完成的成型件等装配成模具厂的产品，此生产过程之总和，也可定义为模具生产过程。返回由此定义可知，对使用量最大的中、小模具而言，在其构成中，标准零、部件占有很大比例。可见，若使模具生产过程现代化，则必先致力于模具标准化，建立完善的模具标准件的生产、供应体系，这也是模具工业现代化建设的基础。现代工业产品的生产过程也是企业的人力、物力、财力、信息的转化过程。任何一个产品的形成，都是许多企业共同劳动的成果。在今天，随着生产组织的专业化和产品的标准化程度的提高，各个企业间互相协作和共同依存的关系比以往都显得突出和重要。同样，在一个企业内部也是如此，某一车间生产的“成品”往往是其他车间组织生产的“原材料”。返回在非模具专业生产企业中(产品专业厂)，模具作为其工艺装备的一部分，在基本产品生产系统中，模具属于辅助生产过程，是保证基本产品生产不可缺少的组成部分。在模具专业生产企业中，模具作为企业的基本产品，模具的生产过程始终贯穿于企业的全部生产过程之中。模具的种类很多，按照GB7635—87规定，包括冲压模、塑料模、锻造模、铸造模、粉末冶金模、橡胶模、无机材料成型模(玻璃成型模、陶瓷成型模等)、拉丝模等。每种模具结构、要求和用途不同，都有特定的生产过程。但是同属模具类的生产过程具有共性的特点。因此模具的生产过程又可以划分为五个主要阶段，即：技术准备，备料，零、组件加工，装配和试用鉴定五个阶段。它们的关系和内容如图2.1所示。返回返回在上述生产过程中，生产技术准备阶段是整个生产的基础，对于模具的质量、成本、进度和管理都有重大的影响。生产技术准备阶段工作包括模具图样的设计；工艺技术文件的编制；材料定额和加工工时定额的制定；模具成本的估算等。在模具加工过程中，毛坯、零件和组件的质量保证和检验是必不可少的环节，在模具生产中通过“三检制”的实施保证合格制件在生产线上流转。在模具加工过程中，相关工序和车间之间的转接是生产连续进行所必要的，在转接中间和加工不均衡所造成的等待和停歇是模具生产中的突出问题，作为模具生产组织者应该将这部分时间降低到最小程度，同时在确定生产周期上要充分的考虑。返回2.1.2模具制造工艺过程模具制造工艺过程可定义为：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，属于制造工艺过程。模具制造工艺过程是模具设计过程的延续，是使设计图样转变为具有使用功能、使用价值的模具实体的制造过程。因此，根据设计要求，正确、合理地确定其工艺内容、工艺性质和方法，尤其是正确地制定成型件型面加工的工艺组合，对优化模具制造工艺过程，提高工艺过程技术先进性和经济性，并能高精度、高效率地完成任务，达到模具设计的要求具有非常重要的作用。返回2.1.3工艺过程的组成模具零件基本上都是机械零件，只是模具成型件的型面较为复杂，常具有二维、三维型面构成，常需采用成型加工工艺。但从总体来说，基本上属于机械加工。这些零件加工工艺过程的组成有以下内容。(1)工序一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。工序是构成工艺过程的基本单位，判断加工内容是否属于同一个工序，关键在于是否连续加工同一零件。例如在“加工中心”机床上加工模具零件的复杂型腔，只要不去加工另一个零件，则所有的加工内容都属于同一工序。(2)安装工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。一个工序中可以只有一次安装，也可以有多次安装。(3)工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。返回(4)工步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，就规定了一个工序的具体操作方法及次序。(5)工作行程切削工具在加工表面上切削，每切去一层材料称为一个工作行程，一个工步里可以有一个工作行程，也可以有多个工作行程。如外圆的余量较多，在粗车工步中可以有多次工作行程。(6)工序的集中与分散①某一个工序中的加工内容很少，称为工序分散。最简单的工序仅有一次安装，一个工位，一个工步及很少的工作行程。返回②若一个工序的加工内容很多，有较多的工步及工作行程，有时甚至需要多次安装，这种情况称为工序集中。零件如采用工序集中进行加工，则整个加工过程中所需的机床数量少，便于生产管理，但需要技术水平较高的操作工人。一般情况下，还需多次定位，以达到零件的加工要求，因而生产效率较低。模具零件的加工多采用这种方式。③在数控机床上(例如“加工中心”机床)，可在一次装夹条件下，将成型零件不同型面的加工工序，及它们的粗、中、精加工工作，采用数字顺序控制，按程序顺次完成，而且同一程序可使其完全再现。这样仅需一次安装，既保证精度，又避免多次装卸工件所耗费的时间。如果在普通机床上加工该零件，则往往几个相互有位置精度要求的表面，只能分别安排在不同工序或不同的安装中进行加工，就会存在装夹误差，不易达到加工要求。返回2.2编制工艺过程的依据2.2.1工艺过程的作用与内容工艺过程是记述将毛坯加工成为零件的过程的一种工艺文件，它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必要的操作方法。因此，工艺过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。工艺过程的形式很多，因各厂的生产条件、组织形式和模具的加工批量有所不同。模具的工艺过程可分为零件机械加工工艺、专业工艺、组装工艺等，但主要以零件机械加工工艺为主，其他工艺则按需要而定，又因为模具常为单件小批量生产，所以零件加工常用工艺过程卡来指导。返回2.2.2编制工艺过程的原则与依据编制工艺过程的原则是，在一定的条件下，以最简便的方法、最快的速度、最少的劳动量和最少的费用，可靠地加工出符合图纸各项要求的零件。为此，必须处理好质量与数量、好与省、人力与设备、需要与可能之间的辩证关系，在保证加工质量的前提下，选择经济合理的加工方案。编制工艺过程时，工艺人员应根据必要的技术资料，生产计划(周期、进度、数量)，本厂的生产条件(设备、工人技术水平、生产场地、起重运输等)，结合需要的可能性，因地制宜地全面考虑。编制工艺规程的依据见表2.1。返回返回2.2.3模具工艺工作在模具生产过程中，直接改变制件的形状、尺寸、相互位置、性能的生产过程称为工艺过程。工艺技术人员应该根据模具的特点和要求、模具生产具体条件和工艺规律等编制工艺技术文件，用于指导生产。1.模具工艺工作的主要内容(1)编制工艺文件模具工艺文件主要包括模具零件加工工艺规程、模具装配工艺要点或工艺规程、原材料清单、外购件清单和外协件清单等。模具工艺技术人员应在充分理解模具结构、工作原理和要求的前提下，结合本企业冷、热加工设备条件，本企业生产和技术状态等条件编制模具零件加工和模具装配等工艺文件。(2)二类工具的设计和工艺编制二类工具(二级工具)是指加工模具零件和模具装配中所用的各种专用工具。这些专用的二类工具，一般都由模具工艺技术人员负责设计和工艺编制(特殊的部分由专门技术返回人员完成)。二类工具的质量和效率对模具质量和生产进度起着重要的作用。在客观条件允许下可以利用通用工具改制，注意应该将二类工具的数量和成本降低到客观允许的最小程度。经常设计的二类工具有：非标准的铰刀和铣刀、各型面检验样板、非标准量规、仿形加工用靠模、电火花成型加工电极、型面检验放大图样等。(3)处理加工现场技术问题处理模具零件加工和装配过程中出现的技术、质量和生产管理问题是模具工艺技术人员的经常性工作之一。如解释工艺文件和进行技术指导、调整加工方案和方法、办理尺寸超差和代料等。在处理加工现场技术问题时，既要保证质量又要保证生产进度。(4)试模和鉴定工作模具在装配之后的试模是模具生产的主要环节，模具设计人员、工艺人员和其他人员通过试模中出现的问题，提出解决问题的对策，并对模具的最终技术质量状态作出正确的结论。返回2.模具工艺文件的编制模具零件加工工艺规程的常用格式如表2.2所示。模具装配工艺规程的编制，对于一般模具只编制装配要点、重要技术要求的保证措施以及在装配过程中需要机械加工和其他加工配合的要求，而模具的具体装配程序多由模具装配钳工自行掌握。只有对于大型复杂模具才编制较详细的装配工艺规程。返回返回一般模具加工工艺规程编制的程序包括以下四个环节，其中有些工作可以交叉进行。(1)模具工艺性分析应该在充分理解模具结构、用途、工作原理和技术要求的前提下，分析各种零件在模具中的作用和技术要求，分析模具材料、零件形状、尺寸和精度要求是否合理，找出加工的技术难点，提出合理的加工方案和技术保证措施。(2)确定毛坯形式根据零件的材料类别、零件的作用和要求等确定哪些零件分属于自制件、外购件和外协件，分别填写外购件清单和外协件清单。对于自制件应确定毛坯形式，如型材、铸件、锻件、焊件和半成品件等，并填写毛坯备料清单。(3)二类工具的设计和工艺编制专用二类工具的设计原则应该符合模具生产的特点。(4)填写工艺规程的内容填写时要尽量采用工厂常用语，对于关键工序的技术要求和保证措施、检验方法要作必要的说明。返回2.2.4模具制造工艺路线1.分析估算模具制造的基本工艺路线如图2.2所示。首先，根据制品零件图样或实物进行估算，然后进行模具设计、零件加工、装配、调整、试模，直到生产出符合要求的制品。在接受模具制造的委托时，首先要根据制品零件图样或实物，分析研究将用模具的套数、模具结构及主要加工方法，然后进行模具价格估算，估算的内容包括：(1)模具费用指材料费、外购零件费、设计费、加工费、装配调整及试模费、不可预见费等。必要时，还要估算各种加工方法所用的工具及其加工费等，最后得出模具制造价格。(2)交货期估算完成每项工作的时间，并决定交货期。(3)模具总寿命估算模具的单次寿命以及经多次简单修复后的总寿命(即在不发生事故的情况下，模具的自然寿命)。返回(4)制品材料制品规定使用的材料性能、尺寸