模具制造工艺学教案

第页1第一章绪论1.1课程组织结构第2章为曲柄压力机，它是本课程的重点之一，结构最典型，用途最广泛、使用数量最多的一种压力机。第3章介绍了其它常用的几种压力机第4章为液压机，液压机也是板材冲压加工和塑料成型加工中常用的设备之一。第5章为塑料挤出机，主要介绍挤出机的工作原理、技术参数、典型结构等等。第6章为塑料注射机，它是本课程的重点之一。1.2材料成型基础知识回忆材料成型方法主要有：金属液态成型金属塑性成形连接成形粉末冶金成形非金属材料成形1.3冲压设备和塑料成形设备冲压设备和塑料成形设备是指材料冲压加工和塑料成形加工的工艺设备冲压加工以金属材料为主要主要原料，在常温下对材料进行变形处理塑料成形加工是利用塑料在一定温度和压力下具有流动性，通过塑料模具成形1.4冲压设备和塑压设备的分类冲压设备是锻压设备的重要组成部分（一半以上），对锻压设备第页2分类：机械压力机(J)，液压机(Y)，自动锻压机(Z)，捶(C)，锻机(D)，剪切(Q)，弯曲校正机(W)，其它(T)。塑料成形加工设备：塑料机械类的代号为“S”。塑料机械分类：挤出机(J)，吹塑中空机(C)，压延机(Y)，注塑机(Z)。1.5成型机械发展趋势1、数控成形机械迅猛发展2、高速成形机械的高速化水平不断提高3、成形机械精度不断提高4、新兴成形技术的出现5、FMS柔性制造系统的出现1.6学习目的作为一名工艺人员和模具设计人员，必须熟练掌握各种设备的适用工艺范围和生产能力，能根据具体工艺情况，正确合理得选购和选用设备。作为生产一线的工程技术人员，必须掌握如何正确的使用、调整和维护主要机械设备了解部分专用、先进和精密机械的工作原理、结构特点和性能第1章模具机械加工基础工艺规程设计第页32.1.1基本概念2.1.2设计、制造与使用的关系2.1.3工艺规程制定的原则和步骤2.1.4产品图纸的工艺分析2.1.5毛坯的设计2.1.6定位基准的选择2.1.7零件工艺路线的分析与拟定2.1.8加工余量与工序尺寸的确定2.1.11工艺装备的选择本章的学习目的与要求：了解掌握生产过程、工艺过程、生产纲领和生产类型等概念；掌握工序、工位，安装、工步的概念；熟悉零件的工艺分析、毛坯的选择；掌握定位基准的选择；了解工艺路线的拟定；熟悉确定加工余量、工序尺寸及其公差；了解工艺装备的选择;重点、难点工序、工位，安装、工步的概念及应用；零件的工艺分析、毛坯的选择；定位基准的选择；工艺路线的拟定；确定加工余量、工序尺寸及其公差；机床与工艺装备的选择、切削用量与时间定额的确定。基本概念生产过程:将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。第页4包括：（1）产品投入前的生产技术准备工作：产品试验研究和设计、工艺设计和专用工艺装备的设计及制造、各种生产资料和生产组织等方面的准备工作；（2）毛坯制造：毛坯的锻造、铸造和冲压等；（3）零件的加工过程：机械加工、特种加工、焊接、热处理和表面处理；（4）产品的装配过程：部件装配、总装配、检验和调试等；（5）各种生产服务活动：原材料、半成品、工具的供应、运输、保管以及产品的油漆和包装等。基本概念—工艺过程及其组成工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等。使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。基本概念—工艺过程及其组成工序：工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个(或同时对几个)工件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元，又是生产计划和经济核算的基本单元。划分工序的依据：是工作地点(或设备)、加工对象(工件)是否变动以及加工是否连续完成.如果其中之一有变动或者加工不是连续完成，则构成另一个工序。基本概念—工艺过程及其组成工步：在一个工序内，往往需要来用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可进一步划分为工步。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。基本概念—工艺过程及其组成进给（走刀）：有些工步，由于需要切除的余量较大或其它原因，需要对同一表面进行多次切削。刀具从被加工表面上每切下一层金属层即称为一次进给。如图1-6所示为车削两个不同直径的外圆柱面时应划分为第页5两个工步，第一工步车φ80mm外圆仅一次进给，第二工步车φ60mm外圆为两次进给。基本概念—工艺过程及其组成基本概念—工艺过程及其组成安装：件在加工之前，在机床或夹具上先占据一个正确的位置，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一道工序中，有时工件需要进行多次装夹，如表1—1中的工序1，当车削第一个端面、打中心孔时要进行一次装夹，调头车另一端面、打中心孔又需要重新装夹工件，所以完成该工序，工件要进行两次装夹。多一次装夹，不单增加了装卸工件的辅助时间，同时还会产生装夹误差。因此，在工序中应尽量减少装夹次数。，这就是定位。定位后对工件进行夹紧的过程称为安装，安装要使工件在加工过程中保持定位时的正确位置不变。基本概念—工艺过程及其组成基本概念—工艺过程及其组成工位：为了减少工件安装的次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工。此时，工件在机床上占据的每一个加工位置都称为一个工位。基本概念—生产纲领与生产类型生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量（年产量）和进度计划称为生产纲领。生产类型：单件生产：单件生产的基本特点是产品品种较多，每种产品仅生产一件或数件，同一个工作地点的加工对象经常改变，且很少重复生产。成批生产：成批生产的基本特点是产品品种多，但同一产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性地更换。大量生产：大量生产的基本特点是产品品种单一而固定，同一产品产量第页6很大，大多数工作地长期进行一个零件某道工序的加工，生产具有严格的节奏性。设计、制造与使用的关系工艺规程制定的原则和步骤1．工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。2．工艺规程的作用：（1）是指导生产的重要技术文件；（2）是生产组织和生产管理工作的基本依据；（3）是新建或扩建工厂或车间的基本资料。3．制定工艺规程的基本原则保证以最低的生产成本和最高的生产效率，可靠地加工出符号设计图样要求的产品。4．工艺规程的种类1、机械加工工艺过程卡片：主要用于单件小批生产和中批生产的零件。其格式见表1-4。2、机械加工工序卡片：用于大批、大量生产中的加工零件，中批生产以及单件小批生产中的某些复杂零件。5．工艺规程的要求（1）生产质量的可靠性；（2）工艺技术的先进性；（3）经济性；（4）有良好的劳动条件。6．编制工艺规程的步骤（1）研究产品的装配图和零件图进行工艺分析；（2）确定生产类型；（3）确定毛坯；第页7（4）拟订工艺路线；（5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；（6）选择各工序使用的机床设备及刀具、夹具、量具和辅助工具；（7）确定切削用量及时间定额；（8）填写工艺文件。产品图纸的工艺分析零件结构的工艺分析1、零件形状构成2、零件类型各种零件大致分为五大类——轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体。3、零件结构的工艺性表1-6列出了几种零件的结构并对零件结构的工艺性进行对比。产品图纸的工艺分析零件的技术要求分析1．零件的技术要求尺寸精度、几何形状精度、各表面的相互位置精度、表面质量、零件材料、热处理及其它要求。2．分析的目的通过分析，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。毛坯的选择毛坯的种类锻件、铸件、焊接件、各种型材及板料等。毛坯的选择第页8选择原则（1）零件材料的工艺性及组织和力学性能要求；（2）零件的结构形状和尺寸；（3）生产类型；（4）工厂生产条件。毛坯形状与尺寸的确定1．毛坯余量（加工总余量）毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差。2．毛坯公差毛坯尺寸的制造公差。3．毛坯长度如图1-6所示。毛坯形状与尺寸的确定组合毛坯某些形状比较特殊的零件，单独加工比较困难，如图1-9a中的圆弧R14mm，可将两个(或数个)零件组合在一起，如图1-9b所示。使R14的圆弧面成为一个整圆，加工容易。加工合格后再将其分割成两个零件。1.4定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。主要内容一、基准及其分类二、工件定位的基本原理三、定位基准的选择四、工件的装夹方法第页9基准的概念零件都是由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。零件表面间的相对位置要求包括两方面：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等）要求。研究零件表面间的相对位置关系离不开基准，不明确基准就无法确定零件表面的位置。基准：就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准的分类基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。基准的分类设计基准：在零件图上确定某些点、线、面的位置时所依据的那些点、线、面，即在设计图样上所采用的基准称为设计基准。如图1-10所示零件。基准的分类工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。基准的分类工艺基准按用途不同，又分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。基准的分类工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。工序基准如图1-11a、所示，设计图上键槽底面位置尺寸S的设计基准为轴心线O。由于工艺上的需要，在铣键槽工序中，键槽底面的位置尺寸按工序第页10标注，轴套外圆柱面的最低母线B为工序基准。基准的分类定位基准：在加工时，使工件被加工面在机床或夹具中占据正确位置(即将工件定位)所使用的基准，称为定位基准。定位基准如图1-12a所示轴套零件，在加工键槽的工序中，工件以内孔在心轴上定位，则孔的轴心线O是定位基准。若工件以外圆柱面在支承板上定位，如图1-12b所示，则母线B为该工序的定位基准。基准的分类测量基准：零件检测时，用以测量已加工表面的尺寸及位置所使用的基准，称为测量基准。测量基准图1-13为检验零件大端侧平面位置尺寸所采用的两种测量方法。图a用极限量规测量，母线a-a为测量基准。图b用游标卡尺测量，大圆柱面上距侧平面最远的圆柱母线为测量基准。基准的分类装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。装配基准例如图1-10所示零件φ40h6及端面B既为装配基准。工件正确定位在机械加工中，工件被加工表面的尺寸、形状和位置精度，取决于工件相对于刀具和机床的正确位置和运动。确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。为防止在加工过程中因受切削力、重力、惯性力等的作用破坏定位，工件定位后应将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧第页11的过程称为装夹。制定零件的机械加工工艺规程时，必须选择工件上一组(或一个)几何要素(点、线、面)作为定位基准，将工件装夹在机床或夹具上以实现正确定位。工件正确定位应满足的要求（1）要保证加工精度（1)应使工件相对于机床占据一个正确的位置。工件正确定位应满足的要求（2）要保证加工精度位于机床或夹具上的工件还必须相对于刀具有一个正确位置，方法有：1）试切法:试切——测量——调整——再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。一般在单件小批生产中采用。2）调整法先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。多用于成批和大量生产。工件正确定位应满足的要求定位基准的种类粗基准精基准定位基准的选择——粗基准1．粗基准机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面做定位