【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 X光檢查、熒光檢驗(yàn)等。 (3) 其他要求，如動(dòng)平衡、退磁處理等。 這些技術(shù)要求，一般每一項(xiàng)單獨(dú)列一個(gè)工序。 返回 機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)械產(chǎn)品 ， 除了滿足使用性能之外 ， 還應(yīng)該便于加工制造 ， 能夠采用高效率 、 低成本的加工方法 ， 必須避免因設(shè)計(jì)不合理而造成的加工困難 。 在同樣生產(chǎn)條件下 ， 采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地把產(chǎn)品加工出來(lái) ， 即是產(chǎn)品的 “ 結(jié)構(gòu)工藝性好 ” 。 一個(gè)產(chǎn)品 ， 結(jié)構(gòu)工藝性好 ， 就有利于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn) 。 但是 ， 結(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣 ， 除與各個(gè)零件本身特點(diǎn)有關(guān)之外 ， 還應(yīng)考慮整機(jī)的裝配工藝性和生產(chǎn)類型 。 生產(chǎn)類型不同 ， 對(duì)結(jié)構(gòu)工藝性的判斷就不完全一樣 。 設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品時(shí) ， 應(yīng)該充分考慮其結(jié)構(gòu)工藝性 ，工藝人員應(yīng)該嚴(yán)格審查圖紙的結(jié)構(gòu)工藝性 。 衡量產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性 ， 一般包括下列各項(xiàng) 。 返回 機(jī)械零件所采用的原材料，除滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)考慮： (1) 便于采購(gòu)，不隨意使用貴重、稀缺材料； (2) 便于加工，不隨意使用在原始狀態(tài)下具有過(guò)高硬度、過(guò)高韌性的材料。 、結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工 表 行對(duì)比。 返回 返回 返回 毛 坯 選 擇 工藝技術(shù)人員在編制工藝規(guī)程時(shí) ， 必須考慮毛坯方案 ， 正確選擇毛坯 ， 對(duì)降低生產(chǎn)成本作用較大 。 毛坯的分類和選擇原則 用以制造模具零件毛坯的有型材 、 型材焊接件 、 鑄件 、 鍛件四類 。 鑄造毛坯又分為砂型鑄造 、 金屬模鑄造 、 壓力鑄造 、 精密鑄造 。鍛造毛坯又分為自由鍛 、 普通模鍛 、 精密模鍛等 。 究竟選用哪一種毛坯合適 ， 應(yīng)根據(jù)所用材料 、 零件結(jié)構(gòu) 、 復(fù)雜程度 、 生產(chǎn)類型和本廠的生產(chǎn)條件幾個(gè)方面來(lái)決 ā１ 。 此外 ， 異型鋼材 、 粉末冶金 、 工程塑料都在迅速推廣 ， 它們可以制造小余量 、 無(wú)余量毛坯 。 有些精密鑄造件 ， 只需精加工即可成為成品 ， 有些根本不需要機(jī)械加工 ， 即可直接裝配在產(chǎn)品中使用 。 返回 返回 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)，根據(jù)被加工零件情況，需要設(shè)計(jì)毛坯圖，在設(shè)計(jì)毛坯圖時(shí)應(yīng)注意兩方面問(wèn)題。 工藝人員在分析產(chǎn)品圖紙后，應(yīng)該對(duì)所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工藝過(guò)程的那部分零件決定毛坯方案，而后在編制工藝過(guò)程的同時(shí)，逐步?jīng)Q定毛坯尺寸和形狀，畫(huà)出毛坯圖。 先根據(jù)所采用的毛坯方案，估計(jì)各表面的工序數(shù)，由各工序的加工余量決定毛坯的尺寸，即在原零件尺寸基礎(chǔ)上加上各表面在各工序所有的加工余量的總和 (總加工余量 )，構(gòu)成毛坯的初步形狀，而后根據(jù)毛坯制造和零件機(jī)械加工所要求的結(jié)構(gòu)工藝性修改其形狀，繪制毛坯圖。 返回 為了有利于毛坯成型、有利于機(jī)械加工，在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)應(yīng)充分注意其結(jié)構(gòu)工藝性。 (1) 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 分型面 —— 一般取在制件中間部位截面較大處。由于液態(tài)金屬在冷凝過(guò)程中，缺陷、夾渣大部分都集中在上部，所以上半部的加工余量比下半部略大些。 預(yù)制孔 —— 為了減輕毛坯重量，減小機(jī)械加工量，帶孔零件的毛坯應(yīng)制出預(yù)制孔，但小孔不便制出。 鑄件的壁厚 —— 壁厚均勻，轉(zhuǎn)接處帶圓角。為了便于液態(tài)金屬的流動(dòng)，防止局部嚴(yán)重縮孔，鑄件壁厚應(yīng)均勻，并帶圓角。如圖 (a)所示，禁止采用如圖 (b)所示的形狀。 返回 圖 鑄件壁厚和轉(zhuǎn)接處形狀 (a) 工藝性好； (b) 工藝性差 加強(qiáng)筋 —— 為減輕鑄件的重量 ， 鑄件結(jié)構(gòu)往往有許多凹缺 。 但鑄鐵性能較脆 ， 所以在凹缺的地方應(yīng)加上加強(qiáng)筋 (圖 )。 圖 帶加強(qiáng)筋的鑄件 返回 大型鑄件上表面應(yīng)盡量不采取水平位置 —— 由于鑄件上部容易集中氣孔 、 夾渣或充填不足等現(xiàn)象 ， 大型鑄件上表面面積較大 ， 最好做成斜面 ， 并把冒口放置在這一部位 ， 以保證鑄件質(zhì)量 (圖 )。 a b 圖 減速箱蓋形狀 (a) 不合理； (b) 合理 (2) 鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 分模面 —— 應(yīng)放置在兩個(gè)尺寸最大的，相互垂直的外廓尺寸所在平面。因?yàn)槟ｅ懠酗w邊，大都用整體 (兩塊、最多三塊 )模坯，分模面在最大外廓部位有利于拔模。 返回 圓角和斜度 —— 為了便于鍛件成型 ， 在轉(zhuǎn)接處應(yīng)有圓角；為便于拔模 ， 鍛件的拔模方向表面應(yīng)有斜度或錐度 。 一般上模部分斜度或錐度大于下模部分斜度 (圖 )。 外形盡量簡(jiǎn)單平直 ， 以便于制造模腔 ， 便于鍛件成型 。 預(yù)制孔 —— 鍛件鍛造后 ， 金屬內(nèi)部的晶粒被壓扁或拉長(zhǎng)成纖維狀 ， 增加了材料的強(qiáng)度 。 所以帶孔零件最好預(yù)制孔 ， 大孔可以制成通孔 ， 但當(dāng) L/d2時(shí) ， 或 d30mm時(shí) ， 只能做成盲孔 (圖 )。 圖 2 . 6 鍛件的拔模斜度圖 2 . 7 鍛件纖維分布與預(yù)制孔返回 (3) 其他結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題 有些零件如軸瓦 、 砂輪用平衡塊 、 車(chē)床走刀系統(tǒng)的開(kāi)合螺母 、半圓弧開(kāi)口的扇形 、 半圓形零件 ， 為了加工方便而且能保證加工質(zhì)量 ， 可把兩件或更多件零件組成整圖 ， 采用整體毛坯 ， 在圓弧部分加工完畢之后再切開(kāi) 。 有些小零件外形較簡(jiǎn)單 ， 一個(gè)方向都是直母線 (圖 )， 在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)可把若干件合成一個(gè)大毛坯 ， 加工到合適的時(shí)候再切開(kāi) 。 a b 圖 外形簡(jiǎn)單的小零件 返回 為了減少工件裝夾變形 ， 對(duì)于薄壁類零件應(yīng)考慮多件合成一個(gè)毛坯 ， 減少加工的裝夾部位 。 有些小型 、 精度較高的軸類零件 ， 為了保證各部分的位置精度 ，毛料需要加長(zhǎng) ， 作為裝夾用 ， 以免加工時(shí)調(diào)頭裝夾誤差過(guò)大 。 有些零件 ， 如小型整體式刀具用作切削的部位要用高速鋼 ， 刀柄部一般只用碳鋼就可以了 ， 毛坯料應(yīng)分成兩部分 ， 經(jīng)對(duì)焊成一整體 。 返回 毛坯加工 任何需要加工的模具零件 ， 都要從毛坯開(kāi)始加工 。 對(duì)于模具來(lái)說(shuō) ， 毛坯的形式多種多樣 ， 其選擇主要取決于模具的使用條件和結(jié)構(gòu)形式 ， 這與一般機(jī)器零件毛坯的選擇原則是相同的 。 模具零件最常見(jiàn)的毛坯形式是鍛件 、 型材 、 鑄件等 。 如果對(duì)于模具工作狀態(tài)下的承載能力要求高 ， 或者是模具關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)形狀不很復(fù)雜 ， 采用鍛造毛坯較合理 。 模具的一些較次要的和結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單的零件 ， 采用熱軋圓鋼 、 鋼板或型材作為毛坯較合理 。 對(duì)于單件結(jié)構(gòu)復(fù)雜而不便于或不允許拆散拼裝的 ， 或批量很大的模具 ，采用鑄造毛坯較合理 。 這些原則并不是在任何情況下都是不變的 ，應(yīng)該根據(jù)本廠的具體生產(chǎn)條件和模具的技術(shù)要求 ， 全面權(quán)衡利弊 ，進(jìn)行合理的選擇 。 返回 模具毛坯外形的機(jī)械加工方法 ， 通常是按照這些外形表面的幾何特征和質(zhì)量要求來(lái)進(jìn)行選擇的 。 旋轉(zhuǎn)體表面 ， 如圓柱面和圓錐面等 ，多在普通車(chē)床上進(jìn)行加工 ， 平面多采用銑床和刨床加工 ， 長(zhǎng)而窄的平面采用刨床加工效果更好 。 在進(jìn)行模具毛坯的加工時(shí) ， 由于外形表面粗糙不平整 ， 往往不便于裝夾 ， 因此 ， 選擇毛坯裝夾面時(shí) ， 既要考慮對(duì)加工質(zhì)量的影響 ，又要考慮裝夾的穩(wěn)定性和可靠性 。 毛坯加工機(jī)床的選擇 ， 主要考慮機(jī)床的生產(chǎn)效率 、 機(jī)床動(dòng)力 、 機(jī)床各部分的剛度和強(qiáng)度等 。 在這些條件得到滿足的情況下 ， 機(jī)床應(yīng)具備盡量高的精度等級(jí) ， 這是因?yàn)槊魍庑伪砻婕庸r(shí)切除的金屬量很大 ， 而且這層被切除的金屬硬度較高 。 返回 通常毛坯在進(jìn)行機(jī)械加工前 ， 應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?， 尤其是采用鑄件毛坯時(shí) ， 若不先進(jìn)行退火處理 ， 則會(huì)因鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力分布不均勻而造成機(jī)械加工后毛坯嚴(yán)重變形 ， 當(dāng)這種變形量大于后續(xù)工序的加工余量時(shí) ， 則產(chǎn)生不可修復(fù)的誤差 ， 從而使毛坯成為廢品 。 另一方面 ， 經(jīng)過(guò)退火處理后 ， 毛坯的組織均勻 ， 硬度下降 ，既有利于對(duì)材料性能的要求 ， 又使切削加工變得容易進(jìn)行 。 在正常的情況下 ， 毛坯的熱處理是由毛坯的專業(yè)生產(chǎn)廠來(lái)完成的 ， 因此 ，在訂購(gòu)毛坯時(shí)應(yīng)向毛坯生產(chǎn)廠提出這一要求 。 對(duì)于一些精密模具或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具 ， 在進(jìn)行毛坯外形加工后也要安排一些熱處理工序 ， 及時(shí)消除因切削大量金屬后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ， 減少零件內(nèi)應(yīng)力作 用不平衡的程度 ， 以便將零件的變形控制在最小的范圍內(nèi) 。 在進(jìn)行毛坯的機(jī)械加工時(shí) ， 還應(yīng)該正確選擇刀具 ， 采用適當(dāng)?shù)那邢鞣椒?。 在加工鑄鐵材料的毛坯時(shí) ， 可選用 YG YG YG4等硬質(zhì)合金刀具材料；加工合金鋼毛坯時(shí) ， 可選用 YT YT60、 YT15和 YG3硬質(zhì)合金刀具；加工 45號(hào)鋼時(shí) ， 可選用 YT1 YT30和 YT60硬質(zhì)合金刀具 。 為了保證刀具的使用壽命 ， 在毛坯進(jìn)行第一刀加工時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)將切削深度適當(dāng)取大些 ， 使鋒利的刀刃深入到毛坯硬皮層內(nèi) ， 避免刀刃被毛坯表層硬皮磨鈍或撞壞 。 返回 模具零件毛坯的材質(zhì)狀態(tài)如何 ， 對(duì)于模具加工的質(zhì)量和模具壽命都有較大的影響 。 特別是模具中的工作零件 ， 大量使用高碳高鉻工具鋼 ， 這類材料的冶金質(zhì)量存在嚴(yán)重的缺陷 ， 如大量共晶網(wǎng)狀碳化物的存在 ， 這種碳化物很硬也很脆 ， 而且分布不均勻 ， 降低了材質(zhì)的力學(xué)性能 ， 惡化了熱處理工藝性能 ， 降低了模具的使用壽命 。 只有通過(guò)鍛造 ， 打碎共晶網(wǎng)狀碳化物 ， 并使碳化物分布均勻 ， 細(xì)化晶粒組織 ， 充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能 ， 才能提高模具零件的加工工藝性和使用壽命 。 綜上所述 ， 鍛造的主要目的有： (1) 通過(guò)鍛造得到合理的幾何形狀和機(jī)械加工余量 ， 節(jié)省原材料和減少機(jī)械加工工作量 ， 并使圓棒料的疏松和氣泡等缺陷得到改善 ，提高了材料的致密度 ， 并得到良好的機(jī)械加工性能 。 (2) 通過(guò)鍛造改善材料碳化物分布不均勻的狀態(tài) ， 使碳化物偏析≤ 3級(jí) (GB1299— 85中檢驗(yàn)共晶碳化物不均勻度的第 3級(jí)別圖分為 1~8級(jí) )，改善由于碳化物分布不均勻 ， 造成的熱處理易開(kāi)裂 、 硬度不均 、 返回 脆性加大、沖擊韌性降低以及碳化物堆聚或呈網(wǎng)狀出現(xiàn)在模具刃口 處、易崩刃、折斷和剝落等現(xiàn)象。提高了材質(zhì)的熱處理性能和模具的使用壽命。 (3) 改善坯料的纖維方向，使纖維方向分布合理，滿足不同類型模具的要求，提高模具零件的承載能力，同時(shí)通過(guò)合理的纖維方向，使模具零件的各向淬火變形趨向一致，提高材料的力學(xué)性能和使用性能。 通過(guò)鍛造和預(yù)處理可以獲得機(jī)械加工和熱處理加工需要的金相組織狀態(tài) ， 從而提高了模具零件的機(jī)械加工和熱處理加工的工藝性 。 毛坯鍛造的技術(shù)要求如下： (1) 模坯機(jī)械加工余量 矩形鍛件加工余量見(jiàn)表 。 圓形鍛件的加工余量見(jiàn)表 。 (2) 鍛件熱處理 鍛造后的毛坯為了消除鍛造應(yīng)力 ， 軟化鍛件 ， 便于以后的機(jī)械加工 ， 應(yīng)進(jìn)行退火 、 正火和調(diào)質(zhì)處理 。 交出的鍛件要有一定的硬度值 。 各種鋼材鍛件硬度值見(jiàn)表 。 (3) 對(duì)于模具主要零件 ， 尤其是對(duì)熱處理質(zhì)量和使用壽命有要求的零件 ， 坯料應(yīng)采用改鍛工藝 ， 即坯料在鍛造時(shí)經(jīng)多次鐓粗和拔長(zhǎng) ， 以改進(jìn)鍛件致密度 ， 使內(nèi)部組織均勻 ， 改進(jìn)其使用性能及力學(xué)性能 。 返回 返回 返回 返回 (4)鍛件表面不能有裂紋、氧化皮脫碳層和表面鍛造不平現(xiàn)象。尺寸應(yīng)符合圖紙要求，內(nèi)部不應(yīng)有夾層現(xiàn)象。 鍛造工藝要點(diǎn)如下： (1) 碳素工具鋼、低合金鋼的鍛造 碳素工具鋼及低合金鋼鍛造要點(diǎn)見(jiàn)表 。 (2) 高鉻鋼及高速鋼的鍛造 返回 返回 返回 坯件的加工方法如下： (1) 備料方法 模具零件的坯料準(zhǔn)備，一般根據(jù)模具圖紙的零件明細(xì)表進(jìn)行備料。其準(zhǔn)備方法如下： ① 根據(jù)零件圖，計(jì)算出體積及重量大小。 由于模具生產(chǎn)屬于單件或小批生產(chǎn)，模具零件鍛件的鍛造方式為自由鍛造。模具零件鍛件的幾何形狀多為圓柱形、圓板形、矩形，也有少數(shù)為 T形、 L形、 ∏ 形等形狀。 鍛件加工余量 鍛件應(yīng)保證合理的機(jī)械加工余量。如果鍛件機(jī)械加工的加工余量過(guò)大，不僅浪費(fèi)了材料，同時(shí)造成機(jī)械加工工作量過(guò)大，增加了機(jī)械加工工時(shí)；如果鍛件機(jī)械加工的加工余量過(guò)小，使鍛 返回 造過(guò)程中產(chǎn)生的鍛造夾層、表層裂紋、氧化層、脫碳層和鍛造不平現(xiàn)象無(wú)法消除，從而得不到合格的模具零件。 鍛件下料尺寸的確定 合理地選擇圓棒料的尺寸規(guī)格和下料方式，對(duì)于保證鍛件質(zhì)量和方便鍛造操作都有直接的關(guān)系。在圓棒料的下料長(zhǎng)度 (L)和圓棒料的直徑 (D)的關(guān)系上，應(yīng)滿足L=(~)D。在滿足上述關(guān)系的前提下，盡量選用小規(guī)格的圓棒料。關(guān)于下料方式，對(duì)于模具鋼材料原則上采用鋸床切割下料。應(yīng)避免鋸一個(gè)切口后打斷，這樣易于生成裂紋。如采用