模具制造基础

第一章绪论.模具制造的特点：①.制造质量要求高：不仅要求加工精度高，还要求表面质量好②.形状复杂：一般都是二维或者三维的复杂曲面③.模具生产为单件、多品种生产：每副模具只能生产某一特点形状、尺寸和精度的制件④.材料硬度高：模具实际上是一种机械加工工具，其硬度要求较高⑤.生产周期短：为适应当前社会的发展，要求模具的生产周期短⑥.成套性生产：当某个零件需要多副模具加工时，前一副模具所制作的产品是后一套模具的毛坯，模具之间相互制约模具制造的基本要求：①.制造精度高：模具精度只要是由其制品精度和模具结果的要求来决定的②.使用寿命长：模具是相对比较昂贵的工艺装备，其使用寿命长短将直接影响产品的成本③.制造周期短：模具制造周期的长短主要取决于设计上的模具标准程度、制造技术和生产管理水平的高低④.模具成本低：模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度等要求及加工方法有关第二章1.名词解释：①工序：是指一个（一组）工人，在一个固定的地方，对一个（几个）工件所连续完成的那部分工艺过程②工步和走刀：当加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序称为工步；在一个工步内由于被加工表面需切除的金属较厚，需要分几次切削，则进行一次切削就是一次走刀③安装和工位：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装；为了减少工件的安装次数，工件在机床上占据的每一个加工位置称为工位2.毛坯设计：毛坯形式主要分为原型件、锻造件、铸造件和半成品件3.定位基准的选择：按作用不同：①.设计基准：在零件图上用于确定其他点、线、面的基准②.工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准。工艺基准按用途不同分为：①.定位基准：加工时工件在机床或夹具中占据一正确位置所用的基准。②.测量基准：零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。③.装配时用以确定零件在部件或在产品中位置的基准。4.粗基准的选择：①.为保证加工表面与不加工表面之间的位置尺寸要求，应选不加工表面作粗基准②.若要保证某加工表面切除的余量均匀，应选该表面作粗基准。③.为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的表面作粗基准。④.选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。⑤.粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。⑥.一般情况下粗基准不重复使用。5.精基准的选择：①基准重合原则：选用设计基准作为定位基准。②基准统一原则：采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。③自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准。④互为基准原则：工件上两个相互位置要求很高的表面加工时，互相作为基准。6.加工阶段的划分：粗加工阶段（切除大部分加工余量）、半精加工阶段（消除粗加工留下的误差）、精加工阶段（去除半精加工留下的加工余量）、光整阶段（提高精度和表面粗糙度）。7.工艺工程分阶段的主要原因：（1）保证产品质量（2）合理使用设备（3）便于热处理工序的合理安排（4）便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面8.工序的集中与分散：①.工序集中特点（1)一次装夹加工多个加工表面，能较好地保证表面之间的相互位置精度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。（2）可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。（3）采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，工人的技术要求高。（4）单件小批生产采用工序集中②.工序分散特点（1）机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。（2）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。（3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。大批、大量生产采用工序集中和分散9加工顺序的.安排：（1）基准先行（2）先主后次（3）先粗后精（4）先面后孔10.热处理的安排：（1）预备热处理：为改善金属组织和加工性能的热处理工序。（2）最终热处理：为提高零件硬度和耐磨性的热处理工序。11.加工余量与工序尺寸的确定（计算题）第三章（1）成型磨削的加工原理：分为成型砂轮磨削法与夹具磨削法，成型砂轮磨削法也称仿形法，先将砂轮修整成与工件型面完全吻合的相反面，再用砂轮去磨削工件获得所需工件；夹具磨削法也成范成法，加工时将工件装夹在专用夹具上，通过有规律地改变工件与砂轮的位置，实现对成型面的加工。第七章1、并行工程：是一种企鹅也组织、管理和运行的先进技术、制造模式；是采用多学科团队和并行过程的集成化产品开发模式；2、逆向工程：也称反求工程、反向工程。是没有原始图样、文档或CAD模型数据的情况下，通过对已有实物的工程分析和测量，得到重新制造产品所需的几何模型、物理和材料特性数据，从而复制出已有产品的过程；3、敏捷制造：是一种战略决策，是现代制造系统的组织模式和生产模式，也是一种制造系统工程方法；4、精艺生产：是20世纪50年代日本工程师根据当时日本的实际情况创造的一种新的生产方法，该方法核心内容是准时制生产方式，该方法实现了“在必要的时刻生产必要数量的必要产品；5.绿色制造;绿色制造是综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式，目标是实现使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期内对环境的负面影响最小第八章1、冷冲模模架：由上模座、导套、导柱、下模座等零件组；导柱安装在下模座，导套在上模座；为保证上、下模座的导套、导柱孔距一致，可将两块模座装夹在一起加工；2、导柱导套加工工艺：毛坯（棒料）—车削加工—渗碳处理、淬火—内、外圆磨削—精磨。导柱的心部要求韧性好，故导柱的材料为20号低碳钢；导柱在热处理后应修正中心孔，以便在一次装夹中将导柱的两个外圆磨出，以保证两圆柱面的同轴度；导套车削时，先车削内孔，再已孔位基准，车削外圆；3、冷冲模制造：①．凸、凹模的设计有5点要求：（1）结构合理（2）高的尺寸精度、形位精度表面质量和刃口锋利（3）足够的刚度和强度（4）良好的耐磨性（5）一定疲劳强度②．冲裁凸、凹模的技术要求：p169③．冲裁模凸模的制造工艺工程：（1）工作表面的加工精度和表面质量要求高，是加工的关键（2）热处理变形对加工精度有影响；④．压印锉修：压印锉修是一种钳工加工方法；压印前，根据非圆形凸模的形状和尺寸准备坯料，在车床上或刨床上预加工毛坯各表面，在断面上按刃口轮廓划线，在铣床上按划线粗加工凸模工作表面，并留有压印后的锉修余量0.15~0.25。压印时，在压力机上将粗加工后的凸模毛坯垂直压入已淬硬的凹模型孔内。⑤．凸模的电火花线切割工艺：(1)毛坯准备,将圆形棒料进行锻造，锻成六面体，并进行退火处理（2）刨或铣六个面，在刨床或铣床上加工锻坯的六个面（3）钻穿丝孔，在线切割加工起点处钻出直接为2~3mm电极丝穿丝孔（4）加工螺钉孔。将固定凸模用的两个螺钉孔加工出啦（5）热处理，将工件淬火、回火、并检查其表面硬度，硬度要求达到58~62HRC（6）磨削上下两平面，表面粗糙度Ra应低于0.8um（7）去除穿丝孔杂质，并进行退磁处理（8）线切割加工凸模（9）研磨，线切割过后，钳工研磨凸模工作部分，是工作表面粗糙度降低⑥．凸模的成型磨削加工程序：（1）准备毛坯，用圆钢锻成六面体，并退火处理；（2）刨削或铣削六个面，在刨床或铣床上加工锻坯的六个面（3）磨上下两个平面及基准面（4）钳工划线，钻孔、功螺纹（5）用铣床加工外型（留磨削余量）（6）热处理：将凸模淬火、回火处理，并检查表面硬度，硬度要求达到58~62HRC（7）磨削上下两平面，表面粗糙度Ra应低于0.8um（8）成型磨削，按一定的磨削程序磨削凸模的外形。（9）精修，凸模外形和凹模配间隙⑦．冲裁模凹模的制造工艺工程：凹模加工和凸模加工相比有以下特点：（1）在多孔冲裁模或级进模中，凹模上有一系列孔，凹模孔系位置精度通常要求在±（0.01~0.02）mm以上，这给孔加工带来困难。（2）凹模在镗孔时，孔与外形有一定的位置精度要求，加工时，要求确定基准，并准确确定孔的中心位置，这给加工带来很大难度（3）凹模内孔加工的尺寸往往直接取决于刃具的尺寸，因此刃具的尺寸精度、刚度及磨损将直接影响内孔的加工精度（4）凹模孔加工时，切削区在工件内部，排屑、散热条件差、加工精度和表面质量不容易控制⑧．凹模电火花线切割加工工艺过程：（1）.准备毛坯，用圆钢锻成方形坯料，并退火（2）刨六个面，将毛坯刨成六面体（3）平磨上、下两平面及角尺面（4）钳工划线，并加工销孔（铰孔、钻孔）和螺钉孔（钻孔、功螺纹）（5）去除型孔内部废料，沿型孔轮廓划出一系列孔，然后钻出来，凿通整个轮廓，敲出中间废料（6）热处理，淬火和回火，检测表面硬度，要求达到58~62HRC（7）平磨上下两个平面及角尺面（8）电火花切割型孔，线切割加工铜凸模相似（9）切割好的凹模进行稳定回火（10）钳工研磨销孔及凹模刃口，使其达到规定要求⑨．凹模电火花加工工艺工程：（1）准备毛坯，圆钢锻成方形坯料，并退火（2）刨削六个面（3）平磨：磨上下两平面和角尺面（4）钳工划线，划出型孔轮廓线级螺孔、销孔位置（5）切除中心废料，现在型孔适当位置钻孔，然后用带锯机去除中心废料（6）螺孔和销孔加工，加工螺孔（钻孔、功螺纹），加工销孔（钻孔、铰孔）（7）热处理：淬火和回火，检查硬度，表面硬度要求达到58~62HRC（8）平磨，磨上下两平面（9）退磁处理（10）电火花加工型孔，利用凸模加长一段铸铁后作为电极，电加工完成后去掉铸铁部分后做凸模用，先用粗规准加工，然后调整平动头的偏心量，再用精规准加工。4．冷冲模的工艺性：①．设计冷冲模时需考虑的原则：（1）.模具结构尽量简单。在保证使用前提下，模具结构尽可能简单（2）.模具使用过程中的易损件能方便的更换和调整（3）尽可能使用标准件（4）模具零件，尤其是凸凹模零件应具有良好的工艺性（5）模具应便于装配②．冷冲模使用电火花加工时，凹模结构的特点如下：（1）采用整体结构，因为小孔、尖角和窄槽等机械加工非常困难（2）可减薄模板厚度，因为避免热处理的影响，使用寿命长、性能好，缩短制模周期，节省贵重模具材料（3）凹模型孔的尖角改为圆角，因为尖角部分腐蚀较快，圆角还有利于减少应力集中，提高模具强度（5）标出凸模的基本尺寸和公差，便于凸模和电极配套成形磨削（6）刃口表面变质层的处理，可按需求是否保留变质层5．塑料模型腔加工：通用机床加工，仿形铣床加工，型腔加工新工艺6．型腔抛光的方法：点解抛光，超声波抛光7．低熔点合金模具：是指工作零件刃口或型面材料采用低熔点合金，制造工艺采用铸造代替机械加工的模具优点有（1）制造方便，制模周期短（2）可简化模具的保管工作8．低熔点合金模具的铸模工艺：自铸法和浇铸法（看书）9．铁基合金模具的特点：以锌为基体的锌、铜、铝三元合金，加入微量镁称为铁基合金，用其制造的模具称为铁基合金模具。制模周期短，工艺简单，成本低第九章1．配的工艺方法：（1）完全互换法：实质是利用控制零件的制造误差来保证装配精度的方法，优点是装配简单，生产率高；对工人的要求不高，便于自动化装配；容易实现专业化生产；备件供应方便（常用在单件小批量生产中）（2）修配法：在零件上预留修配量，优点是能获得很高的装配精度。而零件的制造精度可以放宽，缺点是装配中增加了修配工作量，工时多而不稳定，装配质量依赖工人的技术水平，效率低（3）调整法：用一个可调整位置的零件来调整它在机器中的位置以达到装配精度，优点够获得很高的装配精度，零件可按经济精度要求确定公差；缺点制造费用提高，依赖工人水平，调整时间长难预定；2．模具零件的固定方法：紧固件法、压入法、铆接法、热套法、焊接法、低熔点法、粘接法（具体看书p201）3间隙壁厚的控制方法：垫片法、镀铜法、透光法、涂层法、腐蚀法、工艺尺寸法、工艺定位器法（具体看书p208）