模具機(jī)械制造基礎(chǔ)

1、模具機(jī)械制造基模具機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)器制造的全機(jī)器制造的全過過程程礦礦藏藏機(jī)機(jī)器器原原材材料料冶冶金金工工業(yè)業(yè)鑄鑄造造鍛壓鍛壓焊焊接接熱處熱處理理毛毛坯坯零零件件切削加工切削加工特特種種加工加工零零件件裝配裝配調(diào)試調(diào)試焊焊接接熱處熱處理理熱熱加工工加工工藝藝?yán)浼庸すだ浼庸すに囁嚵慵慵F(xiàn)現(xiàn)代制造技代制造技術(shù)術(shù)、信息技、信息技術(shù)術(shù) 2004 金工教研室基本常基本常識(shí)識(shí) 機(jī)器是如何制造出來的？ 零件制造裝配 2004 金工教研室基本常基本常識(shí)識(shí) 零件制造（材料成形）的方法有哪些？ 去除成形用分離的方法，把多余材料有序地從基體上分離出去而成形的方法。如機(jī)械加工、鉗工、電火花加工、

2、激光加工等 受迫成形利用材料的可成形性，使之在一定約束的條件下（如溫度、邊界、外力等）成形。如鑄造、鍛造、粉末冶金等 堆積成形運(yùn)用合并與連接的方法，把材料（氣、液、固態(tài)）有序地堆積起來的成形方法。如焊接、RP 生長成形利用材料的活性進(jìn)行成形的方法，如“克隆”生物 2004 金工教研室第九第九講講：零件切削加工：零件切削加工概概述述 切削加工的基本模型 按照切削運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式 鉗工: 人工和手動(dòng)工具 機(jī)加工: 機(jī)械設(shè)備和機(jī)加工刀具毛坯毛坯零件零件多余物多余物:切屑切屑刀具刀具:切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 2004 金工教研室關(guān)關(guān)于于鉗鉗工工 工程訓(xùn)練中鉗工基本操作 加工類操作: 鋸/銼/劃線/刮削/鉆孔/

3、攻絲 裝配操作 現(xiàn)代制造企業(yè)中的鉗工 另外還有很多類型 工具鉗工 (例如FORD公司的工具鉗工三代單傳) 檢驗(yàn)鉗工 維修鉗工 沒有什么機(jī)器可以代替人來維修機(jī)器多媒體演示裝配鉗工多媒體演示裝配鉗工 2004 金工教研室關(guān)關(guān)于機(jī)加工于機(jī)加工 機(jī)加工的基本模型 刀具裝在機(jī)床上 工件裝在機(jī)床上 切削運(yùn)動(dòng)是機(jī)床帶動(dòng)刀具和工件來實(shí)現(xiàn)的 零件：可以裝配到機(jī)器上的成品 毛坯：切削加工前的零件 工件：切削加工中的零件 常見切削加工機(jī)床： 車、銑、刨、磨、鉆刀具刀具工件工件切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床機(jī)床多媒體演示機(jī)械加工多媒體演示機(jī)械加工 2004 金工教研室切削加工工切削加工工藝藝方法的特點(diǎn)方法的特點(diǎn) 對(duì)零件有基本要

4、求 有切削力，零件刀具必須有一定強(qiáng)度和剛度 應(yīng)能找到比零件材料硬的刀具材料 方法種類多，適應(yīng)性強(qiáng) 精度范圍寬：IT13IT3 Ra250.008 加工零件的尺寸、重量、形狀、材料范圍寬 型面類型不受限制，只要能裝在機(jī)床上 大小尺寸不受限制（輕的幾克、葛洲壩船閘30米600噸） 生產(chǎn)效率高 2004 金工教研室因此：切削加工是制造因此：切削加工是制造業(yè)業(yè)的基的基礎(chǔ)礎(chǔ) 只有少數(shù)零件： 通過精密鑄造、精密鍛造、粉末冶金成形 塑料制品通過壓制成形 絕大多數(shù)機(jī)器零件是切削加工最終成形 占機(jī)器制造總工作量的 4060 但是少數(shù)零件難以成形： 細(xì)微結(jié)構(gòu)零件、高硬度或高強(qiáng)度零件 解決方法：發(fā)展特種加工方法 2

5、004 金工教研室特殊的機(jī)加工：精密和超精密零件加工特殊的機(jī)加工：精密和超精密零件加工 超精密零件加工 基本理論：去除的切削層越薄零件精度越高 例如： 金剛石車：去除1納米厚的切削層（日本） 零件表面原子重排：“IBM” 常見精密/超精密加工方法 研磨、超精加工等 都不能應(yīng)用簡單的機(jī)械切削加工，而采用非機(jī)械切削方法：電、激光、化學(xué)、離子束 2004 金工教研室特殊的機(jī)加工：特特殊的機(jī)加工：特種種加工方法加工方法 傳統(tǒng)機(jī)械加工難以處理的零件 材料特殊： 很硬的零件： 5淬火圓球中心鉆1的孔 很軟的零件：純金屬、鋁合金，很粘刀 很脆的零件：玻璃上鉆孔、硅晶片切割 很貴的零件：不能形成很碎、難以回收

6、的切屑 形狀復(fù)雜或者特殊： 板材上雕刻的形狀 模具上復(fù)雜的型腔 怎么辦？ 2004 金工教研室非機(jī)械切削加工方法非機(jī)械切削加工方法 電 電火花：電火花線切割、電火花打孔 電解：復(fù)雜型腔 電子束和離子束 光 激光打孔、切割板材 聲 超聲振動(dòng)切割：脆性材料切割 其他方法：水射流、RP等多媒體演示特種加工多媒體演示特種加工 2004 金工教研室切削加工的切削加工的發(fā)發(fā)展方向：多展方向：多種種技技術(shù)術(shù)融合融合 信息技術(shù)、自動(dòng)控制、AI、CAD/CAM、CIMS等高技術(shù)相互融合，向高精度、高效率、自動(dòng)化、柔性化、智能化方向發(fā)展 加工設(shè)備 數(shù)控化自動(dòng)化、精密超精密、高速超高速 刀具 超硬材料：陶瓷、聚晶金

7、剛石和立方氮化硼 切削速度達(dá)到（數(shù)千米/分鐘） 生產(chǎn)規(guī)模 單件小批量、單品種大批量 多品種變批量 2004 金工教研室切削加工中的零件切削加工中的零件 零件的構(gòu)成模型零零件件型型面面名稱母線軌跡線平面直線直線外圓直線圓內(nèi)圓成形面曲線曲線機(jī)機(jī)器器錐面、螺紋、齒形、各種成型溝槽等 2004 金工教研室零件的零件的組組成成 2004 金工教研室零件表面的成形方法零件表面的成形方法軌跡法成形法展成法 2004 金工教研室切削零件的分切削零件的分類類 因此，切削加工方法全部是針對(duì)型面的 零件分為6類：功能及切削加工特點(diǎn) 回轉(zhuǎn)體：2類 軸類、盤套類 非回轉(zhuǎn)體：4類 支架箱體類、六面體類、機(jī)身機(jī)座類 特殊類

8、：其它難以歸類的零件 2004 金工教研室軸類軸類零件零件 2004 金工教研室盤盤套套類類零件零件 2004 金工教研室支架箱體支架箱體類類零件零件 2004 金工教研室六面體六面體類類零件零件 2004 金工教研室機(jī)身機(jī)座機(jī)身機(jī)座類類零件零件 2004 金工教研室特殊特殊類類零件零件 2004 金工教研室機(jī)床的切削機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)：由機(jī)床或人力提供的，促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使前刀面接近工件。速度較高，消耗機(jī)床功率多。一般普通機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：由機(jī)床或人力提供的，使刀具和工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加上主運(yùn)動(dòng)即可不斷地或連續(xù)地切除材料

9、，并獲得具有一定幾個(gè)特征的表面。速度較主運(yùn)動(dòng)低，消耗機(jī)床功率少，對(duì)于某個(gè)機(jī)床加工零件時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)或多個(gè)。 2004 金工教研室主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 2004 金工教研室課課堂堂討論討論下列切削加工方法的主下列切削加工方法的主運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 2004 金工教研室工件上的表面工件上的表面 2004 金工教研室機(jī)床的切削機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 切削用量三要素(V Vc c 、f、 p) 切削速度V Vc c 進(jìn)給量f 背吃刀量p 2004 金工教研室進(jìn)給進(jìn)給量量f 描述進(jìn)給速度大小 mm/min、mm/s 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 每齒進(jìn)給量 后兩種意義更大 2004 金工教研室背吃刀量（吃刀深度

10、）背吃刀量（吃刀深度）ap 指出圖中： 待加工面 加工表面 已加工面 ap 待加工表面與已加工表面的垂直距離 2004 金工教研室課課堂堂練習(xí)練習(xí) 計(jì)算切削速度V Vc c （單單位：位：m/minm/min） 車外圓，外圓直徑為mm，主軸轉(zhuǎn)速為r/min V Vc c. .m/minm/min 刨平面，行程長度為mm，滑枕每分鐘往返次 V Vc c. .m/minm/min 2004 金工教研室另外另外兩個(gè)問題兩個(gè)問題 切斷的待加工面 鉆孔時(shí)的ap 2004 金工教研室切削加工的切削加工的階階段段 為什么要?jiǎng)澐蛛A段 避免毛坯內(nèi)應(yīng)力的釋放而影響加工精度 避免粗加工時(shí)較大的夾緊力和切削力所引起的

11、彈性變形和熱變形對(duì)精度的影響 通過粗加工可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷而決定取舍，避免浪費(fèi)更多工時(shí)。 合理使用機(jī)床，以使精密機(jī)床長期保持其精度 便于在加工過程中合理安排熱處理工序 怎樣劃分階段 2004 金工教研室熱處熱處理在工理在工藝過藝過程中的安排程中的安排退火或正火調(diào)質(zhì)淬火時(shí)效毛坯粗加工半精加工磨削加工刀具精加工精密加工超精加工 2004 金工教研室階段名稱尺寸公差表面粗糙度a（m）加工方法粗加工IT12IT112512.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等半精加工IT10IT96.33.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴(kuò)孔等精加工IT8IT71.60.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗拉、粗鉸等IT7IT60.80.2精磨、精拉、精鉸等精密加工IT5IT30.10.008研磨、珩磨、超精加工、拋光等超精加工IT3以上0.012或更低金剛石刀具切削、超精研磨、拋光等 2