【正文】 一般模具零件的加工采用工序集中的原則?？梢?，在精加工階段有可能出現(xiàn)粗加工工序，在粗加工階段有可能出現(xiàn)精加工工序。但是對于精度要求高的重型零件，仍要劃分加工階段，并適時進行時效處理以消除內應力。 返回 應當指出，擬定工藝路線一般應遵循按工藝過程劃分加工階段的原則，但是在具體運用時又不能絕對化。例如，對一些精密零件，粗加工后安排去除內應力的時效處理，可以減小工件的內應力，從而減小內應力引起的變形對加工精度的影響。 (2) 合理使用設備 由于工藝過程分階段進行，粗加工階段可采用功率大、剛度好、精度低、效率高的機床進行加工，以提高生產率。 再進行半精加工、精加工，逐步減小切削用量、切削力和切削熱。 – (4) 光整加工階段主要任務是提高被加工表面的尺寸精度和減小表面粗糙度，一般不能糾正形狀和位置誤差。 – (2) 半精加工階段為主要表面的精加工做好必要的精度和余量準備，并完成一些次要表面的加工 (如鉆孔、攻螺紋、切槽等 )。 返回 工藝階段的劃分 1. 工藝過程四個階段的劃分 從保證加工質量、合理使用設備及人力等因素考慮，工藝路線按工序性質一般分為粗加工階段、半精加工階段和精加工階段。 (2) 零件材料的性質及熱處理要求 對于加工質量要求高的有色金屬零件，一般采用精細車、精細銑或金剛鏜進行加工，應避免采用磨削加工，因為磨削有色金屬易堵塞砂輪。因為箱體采用拉削和內圓磨削加工，工藝復雜，甚至無法實施，所以宜采用鏜削、鉸削加工，對于位置精度要求較高的孔采用坐標鏜或坐標磨加工，因為鉸孔不能糾正孔的位置偏差。 表面加工方法的選擇 返回 返回 返回 繼續(xù)上表 返回 返回 返回 選擇零件各表面加工方法的基本思路如下： (1) 被加工表面的精度和表面質量要求 一般情況下所采用加工方法的經(jīng)濟精度應能保證零件圖樣所規(guī)定的精度和表面質量要求。在擬定工藝路線時應從工廠的實際情況出發(fā)，充分考慮應用各種新工藝、新技術的可行性和經(jīng)濟性，多提幾個方案，進行比較，最后擇優(yōu)確定一個最佳方案。 ? 制定機械加工工藝規(guī)程時，首先應擬定零件 (或產品 )加工的工藝路線。但有些零件的加工，為裝夾方便或易于實現(xiàn)基準統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準，如零件上的工藝凸臺和軸類零件加工時的中心孔。 ③ 用組合銑刀銑削，以 A面定位，同時加工 B面和 C面 (圖 )。在這種情況下，首先分析 Tc、Δ c及 Δ b三者的數(shù)量關系，然后再決定定位基準的選取。這時就先以齒面為基準磨內孔，再以內孔為基準磨齒面，從而保證均勻的余量。此外，用浮動鉸刀鉸孔，用圓拉刀拉孔，用無心磨床磨外圓表面等，均為以加工表面本身作定位基準的實例。 返回 返回 (2)“基準統(tǒng)一”原則 當工件以某一組精基準定位可以比較方便地加工其他各表面時，應盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，這就是“基準統(tǒng)一”原則。圖中可看出，在加工尺寸 c時，不僅包含本工序的加工誤差 Δ c，而且還包含尺寸 a的加工誤差，這是由于基準不重合造成的，這個誤差稱基準不重合誤差(Δ ch)，其最大值為定位基準 (A面 )與設計基準 (B面 )間位置尺寸 a的公差 Ta。 當零件表面間的尺寸標注如圖 (b)所示時，如果仍然選擇表面 A為定位基準，并按調整法分別加工 B面和 C面。例如圖 ，當工件表面間的尺寸按圖 (a)標注時，表面 B和表面 C的加工，根據(jù)“基準重合”原則，應選擇設計基準 A為定位基準。 返回 選擇精基準考慮的重點是：如何減小定位誤差，提高加工精度。 返回 (3) 粗基準應避免重復使用。應選 Ф 55mm外圓表面作粗基準。具體選擇時可采用下列原則： (1) 當零件上只有一個非加工表面時，為了保證非加工表面與加工表面之間的位置要求，應選擇非加工表面作粗基準 (圖(a))，如果零件上有多個非加工表面，則應以其中與加工面相互位置要求較高的表面作粗基準，如圖 (b)所示，該零件有三個非加工表面，若表面 4與表面 2所組成的壁厚均勻度要求較高時，則應選擇表面 2作為粗基準來加工臺階孔。 定位基準分類 返回 定位基準有粗基準與精基準之分。但是，在一個毛坯件的第一道機械加工工序，工件上各表面都是毛面，所選用的基準面也只能是毛面。如直接找正、劃線找正定位，所找正的那條線或那個面本身是定位基準，有時它是被加工表面，不能起支承作用，而用以起支承作用的表面不作定位用。定位基準有三個特點。 返回 返回 定位基準的選擇 ? 選擇定位基準，是保證產品精度的重要問題，也是設計工藝過程的關鍵。 對于重載模具或淬火后再進行尺寸加工的模具，其纖維方向應與最大拉應力方向平行，或者纖維方向在型腔部位不間斷 。 (4) 纖維方向的合理分布及鋼材表面層的正確配置 圓棒料的表面層組織比較致密，越向中心組織越差，圓棒鋸切下料后兩端面相當于心部組織，其力學性能差。 (3) 碳化物不均勻等級 對于過共析碳素工具鋼及合金工具鋼的殘余網(wǎng)狀碳化物、帶狀碳化物及碳化物偏析三項均不應超過 2級，形狀簡單，受力不大的模具零件不應超過 3級。 返回 鍛件質量和橫向一次鐓粗的同樣鍛件質量進行比較，結果如表 。 檢查：鍛造質量如表 。 多向鐓拔法是獲得優(yōu)質鍛件坯料的一種常用鍛造方法。它主要適用于工作型腔及刃口在端面及中心處的凸模、冷鐓、冷擠壓模具。橫向鐓拔過程如圖 。如果要求鍛件材料的纖維方向為橫向分布，在鐓拔后應進行換向鍛造。 返回 返回 鍛件的鍛造方式主要有三種，即軸向鐓拔、橫向鐓拔和多向鐓拔。因此為了獲得優(yōu)良的鍛件，應該選取足夠能量的鍛錘，以充分的變形進行多向反復鍛打，控制鍛件質量。 返回 返回 返回 返回 模具生產屬于單件生產。 機械加工后的各坯料應打刻上印記、編號，超過 20kg的零件，應在側面設有供吊車提吊的凸起及凹口或吊環(huán)孔。 返回 鍛壓后的各個方向的外形尺寸，應比實際尺寸各方向放大 5mm~6mm，即在各方向應留有 5mm~6mm的留刨余量。在加熱 1~2次鍛成，基本無鼓形和切頭時，總損耗取 5％；在加熱次數(shù)較多和有一定鼓形時，總損耗取 10％。燒損量包括坯料在加熱和鍛打時產生的氧化皮而形成的材料損耗，它和坯料加熱次數(shù)、加熱條件有關，經(jīng)驗表明當鍛件質量小于 5kg時，加熱為 1~2次；鍛件質量為 5kg~20kg時為 2~3次；鍛件質量為 20kg~60kg時為 3~5次。應避免鋸一個切口后打斷，這樣易于生成裂紋。 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，對于保證鍛件質量和方便鍛造操作都有直接的關系。 由于模具生產屬于單件或小批生產，模具零件鍛件的鍛造方式為自由鍛造。尺寸應符合圖紙要求，內部不應有夾層現(xiàn)象。 交出的鍛件要有一定的硬度值 。 通過鍛造和預處理可以獲得機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械加工和熱處理加工的工藝性 。 綜上所述 ， 鍛造的主要目的有： (1) 通過鍛造得到合理的幾何形狀和機械加工余量 ， 節(jié)省原材料和減少機械加工工作量 ， 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 ， 并得到良好的機械加工性能 。 為了保證刀具的使用壽命 ， 在毛坯進行第一刀加工時 ， 應當將切削深度適當取大些 ， 使鋒利的刀刃深入到毛坯硬皮層內 ， 避免刀刃被毛坯表層硬皮磨鈍或撞壞 。 在正常的情況下 ， 毛坯的熱處理是由毛坯的專業(yè)生產廠來完成的 ， 因此 ，在訂購毛坯時應向毛坯生產廠提出這一要求 。 毛坯加工機床的選擇 ， 主要考慮機床的生產效率 、 機床動力 、 機床各部分的剛度和強度等 。 這些原則并不是在任何情況下都是不變的 ，應該根據(jù)本廠的具體生產條件和模具的技術要求 ， 全面權衡利弊 ，進行合理的選擇 。 模具零件最常見的毛坯形式是鍛件 、 型材 、 鑄件等 。 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 ， 作為裝夾用 ， 以免加工時調頭裝夾誤差過大 。 所以帶孔零件最好預制孔 ， 大孔可以制成通孔 ， 但當 L/d2時 ， 或 d30mm時 ， 只能做成盲孔 (圖 )。 返回 圓角和斜度 —— 為了便于鍛件成型 ， 在轉接處應有圓角；為便于拔模 ， 鍛件的拔模方向表面應有斜度或錐度 。 但鑄鐵性能較脆 ， 所以在凹缺的地方應加上加強筋 (圖 )。 鑄件的壁厚 —— 壁厚均勻，轉接處帶圓角。 返回 為了有利于毛坯成型、有利于機械加工，在設計毛坯時應充分注意其結構工藝性。 有些精密鑄造件 ， 只需精加工即可成為成品 ， 有些根本不需要機械加工 ， 即可直接裝配在產品中使用 。 鑄造毛坯又分為砂型鑄造 、 金屬模鑄造 、 壓力鑄造 、 精密鑄造 。 返回 機械零件所采用的原材料，除滿足強度要求外，還應考慮： (1) 便于采購，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)下具有過高硬度、過高韌性的材料。 但是 ， 結構工藝性的優(yōu)劣 ， 除與各個零件本身特點有關之外 ， 還應考慮整機的裝配工藝性和生產類型 。 這些技術要求，一般每一項單獨列一個工序。一是毛坯方案，如鑄鐵應該選擇鑄造毛坯，鍛件應該選擇鍛造毛坯；二是精加工方案，如鋼材精加工用磨削，有色金屬用車削、銑削。其中起主要作用的表面，如軸類零 返回 件的軸頸、殼體類零件的底面和軸承孔，其精度和粗糙度要求比同零件上其他表面高，這類表面稱為“主要表面”，采用哪些工藝措施來保證主要表面的精度，是設計工藝過程的關鍵。例如，軸類零件外圓加工都是車削，如果直徑要求在八級精度以上，表面粗糙度的輪廓平均算術偏差Ra≤ ，需要經(jīng)過車削后再磨外圓。在裝配圖上，位置精度則按公差框格標注。 簡單的零件可由一種表面構成。 必須在認真分析產品圖紙，尤其是各個零件圖的基礎上，才能考慮工序安排及其他各項內容。 在實際生產過程中要根據(jù)產品零件和客觀需要綜合平衡 ， 抓住主要矛盾 ， 求得最佳的經(jīng)濟效益 ， 滿足生產的需要 。 例如薄料的精密沖裁對壓力機的精度 、 剛度尤為敏感 ， 必須選擇高精度 、 高剛度的壓力機 ， 才能獲得良好的效果 。 生產的批量越大 ， 對模具的壽命要求也越高 ， 應選擇承載能力強 ， 服役壽命長的高性能模具材料 。 例如 ， 模具可靠的導向機構 ， 對于避免凸模和凹模間的互相啃傷是有幫助的 。 模具壽命＝工作面的一次壽命 修磨次數(shù) 易損件的更換次數(shù) 。 ④ 模具加工設備 模具加工設備向高效 、 高精度 、 高自動化 、多功能的方向發(fā)展 ， 這使模具成本相應提高 。 ② 模具精度的高低 模具的精度和剛度越高 ， 模具生產成本也越高 。 (4)模具生產成本 模具生產成本是指企業(yè)為生產和銷售模具所支付費用的總和 。 只有各模具企業(yè)生產自己最擅長的模具類型 ， 有明確和固定的服務范圍 ， 同時各模具企業(yè)互相配合搞協(xié)作化生產 ， 才能縮短模具生產周期 。 目前 ， 我國模具技術的標準化已有良好的基礎 ， 有模具基礎技術標準 、 各種模具設計標準 、 模具工藝標準 、 模具毛坯和半成品件標準以及模具檢驗和驗收標準等 。 (3)模具的生產周期 模具的生產周期是指從接受模具訂貨任務開始到模具試模鑒定后交付合格模具所用的時間 。 對于高精度模具只有采用 “ 配作法 ” 才能滿足高精度的要求 。 ② 模具加工技術手段的水平 模具加工設備的加工精度和自動化程度 ， 是保證模具精度的基本條件 。今后隨模具加工技術手段的提高，模具精度會有大的提高，模具工作零件的互換性生產將成為現(xiàn)實。模具工作部位的精度高于產品制件的精度，例如沖裁模刃口尺寸的精度要高于產品制件的精度，沖裁凸模和凹模間沖裁間隙的數(shù)值大小和均勻一致性也是主要精度參數(shù)之一。一個優(yōu)秀的模具技術人員，應該對模具制造和試模過程中可能出現(xiàn)的問題以及制成后的使用情況有充分的了解和估計，同時還要考慮到不可預見的情況。 (3)模具總壽命 估算模具的單次壽命以及經(jīng)多次簡單修復后的總壽命 (即在不發(fā)生事故的情況下，模具的自然壽命 )。首先，根據(jù)制品零件圖樣或實物進行估算，然后進行模具設計、零件加工、裝配、調整、試模，直到生產出符合要求的制品。 對于自制件應確定毛坯形式 ， 如型材 、 鑄件 、鍛件 、 焊件和半成品件等 ， 并填寫毛坯備料清單 。只有對于大型復雜模具才編制較詳細的裝配工藝規(guī)程。 在處理加工現(xiàn)場技術問題時 ， 既要保證質量又要保證生產進度 。 在客觀條件允許下可以利用通用工具改制 ， 注意應該將二類工具的數(shù)量和成本降低到客觀允許的最小程度 。 模具工藝技術人員應在充分理解模具結構 、 工作原理和要求的前提下 ， 結合本企業(yè)冷 、 熱加工設備條件 ， 本企業(yè)生產和技術狀態(tài)等