模具制造工艺考试习题(精选4篇)
2.制约模具加工精度的因素有哪些?1)工艺系统的几何误差对加工精度的影响2)工艺系统受力变形对加工精度的影响3)工艺系统的热变形对加工精度的影响
3.电火花加工必须具备哪些条件?
1)必须使工件电极与工具电极之间经常保持一定放电间隙,以便形成火花放电的条件2)脉冲放电必须具有脉冲性,间歇性。3)电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。
4.板类零件的加工质量要求主要有哪几个方面?
1)一般模板平面加工质量要达到 IT7-IT8.2)平行度公差3)表面粗糙度Ra 4)配合精度 5)垂直度 6)一般误差
5.P10什么是零件的结构工艺性?对结构工艺性的要求有哪些?
答;零件的结构工艺性: 设计的零件在满足使用要求的前提下,制造的可行性和经济性。1)便于达到零件图上所要求的加工质量2)便于采用高生产率的加工方法3)有利于减少零件的加工工作量4)有利于缩短时间
6.P9制定模具机加工工艺规程应遵循哪些原则?1)技术上的先进性2)工艺上的合理 性3)经济上的合理性4)缩短制造周期5)创造必要的工作条件
7.P225冲裁模具总装配要点?1)选择装配基准孔2)确定装配顺序3)控制冲裁 间隙4)位置正确,动作无误5)试冲
8.P69磨削烧伤与温度有什么关系?怎么控制?
磨削热是造成磨削烧伤的根源,所以改 善磨削烧伤有两个途径;一是尽可能地减少磨削热的产生二是改善冷却条件,尽量使产生的热量少传入零件措施如下;1)正确选择砂轮2)合理选择磨削用量3)改善冷却条件。
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
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
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
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0.8um7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58~62HRC7磨削上下两平面表面粗糙
度Ra应低于0.8um8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±0.01~0.02mm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刨削六章个面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58~62HRC8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
1装配的工艺方法: 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,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p2013间隙壁厚的控制方法
模具:是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。模具的技术要求
1模具零件应具有较高的强度、刚度、耐磨性、耐冲击性、淬透性和较好的切削加工性。2模具零件的形状、尺寸精度要求高,表面粗糙度数值要求低。3模具零件的标准化。4模具凸、凹模之间应具有合理的间隙。
模具制造特点1模具属于非定型产品,每一副模具均有其不同的技术要求及加工方法。2模具一般根据用户的合同或生产产品的需要来组织生产,其任务来源的随机性强,计划性差。3模具零件加工属于单件小批生产4模具加工大都使用通用机床,而很少使用专用机床。6模具零件需反复修配、调整。7考虑模具在工作过程中磨损及热胀冷缩的影响,在模具零件加工中常常有意识地控制模具零件的取值方向。模具制造的工作内容
1编制工艺文件2二类工具的设计和工艺编制3处理加工现场技术问题4参加试模和鉴定工作 模具制造的工艺规程编制的过程为
1分析模具工艺性2确定毛坯形式3进行二类工具的设计和工艺编制4填写工艺规程内容 毛坯种类:铸件、锻件、各类型材及焊接件等。模具设计时应考虑的问题
1模具设计必须满足使用要求,结构尽可能简单2合理设计模具精度3综合考虑模具的结构工艺性4考虑生产条件.模具设计时,应1尽可能采用标准化设计2便于在机床上定位、装夹3零件应有足够的刚度4减少加工困难5采用镶拼结构6减少和避免热处理变形和开裂7便于装配8便于刃磨、维修、调整和更换损件。
模具加工方法有:机械加工、特种加工、塑性加工、铸造、焊接
机械加工优点:生产率高,加工精度高,缺点:复杂形状工件加工速度慢,硬材料难加工。
特种加工:加工情况与材料硬度无关2工具与工件不接触,不施加机械力3可加工各种形状复杂的零件4易于实现过程自动化。塑性加工:优点:模具型面不需精加工,制模速度快,省料,复杂形状型面形状准确。缺点:压制后的模具淬火时会变形。铸造优点:易铸造出复杂的零件缺点:耐磨性差,精度差。
普通车削装夹方法1采用四爪单动卡盘装夹2采用花盘装夹(角铁、方头螺栓、V形铁、平压板、平垫铁、平衡铁)成形车削方法1球面的车削2成形车刀车削3仿形车削
利用回转工作台进行立铣加工圆弧的加工方式:加工时,先将铣床主轴中心对正回转工作台的中心,然后安装工件,使圆弧中心与回转工作台的中心重合。移动工作台,转动回转工作台即可进行加工。加工时注意回转工作台的转动角度。(三轴合一)
仿形铣床加工过程:加工时,仿形销始终和靠模表面接触。由于靠模表面的形状作用,就会使仿形销产生轴线运动,并通过机床随动系统来驱动机床的驱动装置,使铣刀跟随仿形销作相应的轴向移动,从而使铣刀加工出和靠模表面一致的成形表面。(靠模、触头、铣刀)加工方式1平面轮廓仿形2立体轮廓仿形(水平分行、垂直分行)仿形销的尺寸应稍大于铣刀尺寸,仿形销材料:硬铝、黄铜、塑料或木材等 靠模材料:石膏、木材、塑料、铝合金、铸铁、铜板等 磨削加工
成形磨削的方法1成形砂轮、2成形夹具(正弦精密平口钳、正弦磁力台、正弦分中夹具、万能夹具)3数控磨床、光学曲线磨床 数控成形磨的方法1用成形砂轮磨削2仿形磨削3复合磨削 坐标磨床3个运动1主轴行星运动2砂轮自转3往复运动 坐标磨削方法1内孔、外圆、锥孔、其他线面、异形孔
第一章
1模具:它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型
2模具制造: 在一定的制造装备和制造工艺条件下,直接对模具零件草料进行加工以改变其形状,尺寸,相对位置和性质,使之成为符合要求的零件,再将这些零件经配合,定位,连接与固定装配成为模具的过程
3模具的技术要求:a 模具零件具有较高的强度,刚度,耐磨性,耐冲击性,淬透性和较好的切削加工性b 模具零件的形状,尺寸精度要求高,表面粗糙度数值要求低c模具零件的标准化d模具凸凹模之间应具有合理的间隙 模具的制造特点:a 模具属于非定型产品,每副模具均有其不同的技术要求及加工方法 b模具一般根据用户的合同或生产产品的需要来组织生产,其任务来源的随机性强,计划性差c 模具零件加工属于单件小批量生产d 模具形状复杂,加工精度高 e模具零件加工过程复杂,加工周期长f模具零件需反复修配,调整 g 考虑模具在工作过程中的磨损及热胀冷缩的影响,在模具零件加工中常常有意识的控制模具零件的取值方向
5就加工工艺过程将,模具加工具有以下特点:a不用或少用专用工具,尽量采用通用,夹具b原则上采用通用刀具 c尽可能采用通用量具检验 d模具加
工大都使用通用机床,而很少使用专用机床
6模具制造工艺规程编制的过程为:a分析模具的工艺性b确定毛坯形式 c 进行二类工具的设计和工艺编制d填写工艺规程内容 7模具的特点:a制造精度高b制造周期短c使用寿命长d模具成本低 8模具主要加工方法:机械加工,特种加工,塑性加工,铸造,焊接 9毛坯的种类:铸件,锻件,各种型材及焊接件
10选择毛坯考虑因素:a模具图纸的规定b模具零件的结构形状和几何尺寸c生产批量d模具零件的材料及对材料组织和力学性能的要求 第二章
1精车的尺寸精度可达到IT8~IT6,表面粗糙度为Ra1.6~0.8 2仿形车削:采用仿形装置使车到在纵向走刀的同时,又按预定的轨迹横向走刀,通过纵向走刀和横向走刀的复合运动,完成,模具零件的复杂旋转曲面的内外形加工
3洗削加工的精度可达到IT10~IT8,表面粗糙度Ra1.6~0.40 仿形洗削:根据预先加工好的样板模型为仿形依据,加工时触头在样板上移动,刀具做同步运动,洗削出于样板一样的模具形状 4仿形加工方式:平面轮廓仿形,立体轮廓仿形
5平面轮廓仿形:洗削时仿形销沿着靠模的外形运动,不做轴向运动,主要加工轮廓仿形复杂,深度不变的型腔
6立体轮廓仿形:按照铣刀切削的运动路线可分为水平分行和垂直分行a水平分形:工工作台做水平移动,铣刀进行切削,切削到型腔端头时主轴箱在垂直方向作一紧给运动,然后工作台再做反向水平进给,反复直至加工出所需型腔表面 b 垂直分形:切削时机床主轴做连续的垂直进给,到达型腔端部时 机床工作台在水平反向做一次水平横向进给,然后主轴在做反向进给
7靠模:仿形加工前预先准备好靠模,靠模是仿形加工中的重要组成部分,它的形状,尺寸,位置精度及表面强度和硬度都直接影响仿形加工质量 8仿形销的重量尽可能轻,过重容易引起机床的随动系统失常,因此一般使用硬铝,黄铜,塑料或木材等 9磨削加工能磨淬硬钢,硬质合金等 精度可达到IT6~IT4 表面粗糙度Ra1.6~0.2 10成型磨削:成型磨削是把复杂的零件的轮廓分为若干个线段和圆弧,然后逐段磨削。当精加工模具中凸模,型芯,镶拼凹模型腔等具有复杂截面形状时,采用成型磨削
11成型砂轮磨削法:利用工具将砂轮修整成与工件型面完全吻合的相反面,以此磨削工件,从而获得所需形状的加工方法
12成型夹具磨削法:将工件置于成型夹具上,利用夹具调整工件位置,使工件在磨削过程中作定量移动,由此获得所需形状的加工方法(正弦精密平口钳,正弦磁力台,正弦分中夹具,万能夹具)13万能夹具在进行磨削时,由于零件的设计尺寸不能直接利用于万能夹具十字托板带动工件回转中心移动,也不能直接用于回转尺寸和角度的测量,因此需将工件的设计尺寸换为工艺尺寸
14坐标磨床三运动:砂轮自转,主轴行星运动,往复运动
15坐标磨床是一种精度高的加工方法,主要用于淬火后的工件和高硬度的孔和孔系以及成型表面的磨削 16模具零件深孔主要由两类:一类为冷却水道孔和加热器孔,一类为推杆孔
17深孔加工方法有:a在加工中小型塑料模具的冷却水道孔和加热器孔时,可用加长钻头在立式钻床或摇臂床上进行b对于中大型模具的深孔加工,为降低加工成本,可采用摇臂钻床或专用深孔钻床来完成c若深孔较长且精度要求较低,可采用先划线后两面对钻的加工方法 第三章
1电火花加工:又称放电加工,是指在一定介质中,通过工具电极和工件电极间脉冲放电时的腐竹作用对工件加工的一种工艺方法 2电火花成型加工的基本条件:a脉冲电源b足够的放电能量c绝缘介质d间隙 电火花加工的加工过程可分为介质击穿和通道的形成,能量转换,分布和传递,电极产物的抛出及间隙介质消电离等
4工作液循环过滤系统的作用是使一定压力的工作液流经放电间隙,将电蚀产物排出,并对使用过的工作液进行过滤和净化,有冲油式和抽油式两种 5电火花加工的加工质量指标有,加工速度,加工精度,加工表面质量以及对电极相对损耗 6影响电火花加工速度有:电规准,极性效应,工件材料的热学性质,工作液,排屑等
7工作液的作用:a介质作用,既形成火花击穿放电通道,并在放电结束后迅速恢复间隙绝缘状态b压缩放电通道,提高火花放电能量密度c帮助抛出和排除电蚀产物d冷却作用
8影响加工密度的主要因素:a尺寸精度 b形状精度
9影响加工表面质量的主要因素:a表面粗糙度b表面变质层c显微裂纹
10减小电极损耗的措施:a正确选择加工极性b利用吸附效应建立炭黑保护层c选用合适的材料做电极 11采用脉冲精加工时选用正极加工,而较长脉冲进行粗中加工时采用负极加工 型腔模电火花加工方法主要有 :单电极平动加工法,多电极更换加工法及分解电极加工法 脉冲电源直接影响电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和电极损耗等工艺 14 单电极平动法只需一个成形电极,一次装夹定位,但对于棱角要求高的型腔,其加工精度难以保证。多电极更换加工法仿形精度高,尤其适用于尖角、窄缝多的型腔模的加工,但这种工艺方法对电极重复制造精度要求高,电极更换时装夹及重复定位精度也难以保证,因此一般只用于精密型腔的加工。
16分解电极加工法可根据主、副型腔不同的加工条件选择不同的加工规准,从而提高加工速度和改善加工表面质量;同时还可以简化电极制造,便于电极修整,缺点主型腔的副型腔间的精确定位较难解决。
线切割与电火花相比有1不需制造专用电极,可降低模具成本,缩短生产周期,2能用很细的丝电极加工出复杂、细小的通孔和外表面3加工过程中,电极损耗小(一般可忽略),可获得较高的加工精度。4由于丝电极直径很小,蚀除量少,对于贵重金属的加工更有意义。5自动化程度高,操作使用简便,工件加工周期短成本低。6可以一模两用加工工件作为凹模,切割下来的坯料作为凸模。1.凸模类零件加工特点:
(1)一般模具中,凸模都有两部分组成,即工作部分和配合部分;(2)凸模加工一般是外形加工;
(3)当加工有强度要求的凸模时,凸模表面不允许出现影响强度的沟槽,各连接部分应采用圆弧过渡;(4)塑料模具中,为了使塑件容易从凸模上脱下,凸模往往带有一定的脱模斜度(0.25~1)。2.凹模类零件加工特点:
(1)凹模加工一般是内型加工,加工难度大;
(2)凹模淬火前,其上所有的螺钉孔.销钉孔以及其他非内腔加工部分均应先加工好,否则会增加加工成本甚至无法加工;(3)为了降低加工难度,减少热处理的变形,防止淬火开裂,凹模类零件经常采用镶拼结构;
(4)若凹模内腔最终不由机械加工方法获得,在淬火前也应由机械加工方法出内腔的大致形状,以保证热处理零件的淬透性,减少精加工工作量;(5)加工塑料膜一类的模具时,由于模架已预先加工好,加工内腔时,必须保证内腔中心与导柱或导套孔以及相对位置一致,否则模具无法和模。3.异形凸模由于其形状要求特殊,加工难度大,常用电火花线切割加工与成形磨削加工。4.异形凹模加工更为复杂,难度更大,最常用的加工方法是铣削或电加工。5.模架加工:
(1)概述:为了保证模具工作时凸凹模之间的正确定位.导向及配合间隙,常常使用标准模架。使用标准模架,可以保证模具的正常工作,还可以缩短模具的制造周期,降低成本,减少劳动强度,延长模具的使用寿命。(2)种类:一般都是由模座及导向机构组合而成。
(3)模架的技术要求:模架上下模座间的平行度要求《IT7;导柱导套对上下模板间的垂直度要求《IT6;模座上下表面Ra1.6~0.4um,导柱导套配合面Ra0.4~0.1um;6.1 模具装备就是将模具零件组合在一起,形成模具的过程。模具装备的内容包括:选择装备基准;组建的装备。调整;零部件的修配·调整;检验和试模等。
模具装备的精度要求:(1)相关零件的位置精度,如定位销孔与型孔的位置精度,上下模之间及动定模之间的位置精度,型腔.型孔与型芯之间的位置精度等。(2)相关零件的运动精度,如导柱和导套的配合状态,送料装置的送料精度等。(3)相关零件的配合精度,如间隙配合.过度配合的实际状态等。(4)相关零件的接触精度,如分型面的接触状态,弯曲模和拉深模上下成形表面的一致性。(5)标准件的互换。模具装备的工艺方法:(1)互换法(2)修配法(3)调整发 6.2 模具零件的紧固方法
(1)紧固件固定法:通常由定位销和螺钉将零件连接(2)压入法:特点是连接牢固可靠,用于卸料力较大的冲载凸模的装配。(3)铆接法:在凸模上沿外轮廓开一条槽,槽深可视模具工作情况而定,然后将模具装入固定板,最后环绕凸模用固定板材料挤紧凸模。(4)热套法:模套与凹模块的配合采用较大的过盈量。当过盁配合的连接只起到固定作用时,过盁量应小些 当连接有增加预应力是,过盈量应大些。(5)焊接法:主要用于硬质合金凸凹模的装备,焊料为黄铜,焊后缓冷。(6)低熔点合金法:低熔点合金是在冷凝时体积膨胀,利用这一特性来固定零件。(7)环氧树脂粘结法:硬化后对金属和非金属有很强的粘结力,连接强度高化学稳定好,收缩率小粘结方法简单。但硬度低不耐高温,一般低于100度。(8)无机粘结法:有氢氧化铝的磷酸溶液于氧化铜粉末定量混合制成,粘结强度较高良好的耐磨性但收冲击能力差,不耐酸碱。6.3 模具间隙的控制方法
(1)垫片法(2)镀铜法(3)透光法(4)涂层法(5)测量法....精度最高...(6)工艺尺寸法(7)工艺定位器法:适合复合模(8)工艺定位孔法 6.5 冷冲模装配的技术要求:(1)装配好的冲模,其闭合高度应符合设计要求。(2)模柄(浮动模柄除外)装入上模座后,其轴心线对上模座上平面的垂直度误差在全长范围内不大于0.05mm。(3)凸凹模的配合间隙应符合技术要求,沿整个刃口轮廓应均匀一致。(4)定位装置要保证定位正确可靠。(5)卸料及推件装置活动灵活正确,出料孔畅通无阻,保证制件及废料不卡在冲模内。(6)模具应在生产的条件下进行试验,冲出的制件应符合设计要求。
弯曲模的装备要点:一般情况下,弯曲模的装配精度要低于冲载模,但弯曲时弯曲件因为材料回弹在成形后形状会发生变化。由于影响回弹的因素很多,很难精确计算,因此制造模具时,常要按试模时的回弹值修正凸凹模的形状。为了修正,弯曲模的凸凹模在试模合格后才热处理。有些弯曲件的毛胚尺寸要经过试模后才确定,所以弯曲的调整工作比一般冲载模复杂。
拉深模:拉深时,由于材料要在模具表面滑动,所以拉深凸凹的工作表面粗糙度应小,端部要求有光滑的圆角过度。由于拉深时材料变形复杂,拉深出的制件不一定合格,因此试模后常常对模具进行修整。拉深模装备时必须安排试装.试冲工序。根据试冲得来的毛胚尺寸来制造落料模。
塑料模的装配特点:零件的加工和装配常常是同步进行的。装配基准:当动、定模在合模后有正确的配合要求,互相间易于对中,以其主要工作零件最为额装配基准;当塑料件结构形状使型芯、型腔在合模后很难找正相对位置,通常先装好导柱、导套作为模具的装配基准
组件的装配:1型芯和型腔与模板的装配(埋入式型芯结构、螺钉固定式型芯与固定板的装配、螺钉固定式型芯的调整、单件圆形整体型腔凹模镶入法、多型腔凹模的镶入2过盈配合零件的装配3推杆的装配与修整4推杆的装配与修磨5埋入式推板的装配6斜导柱抽芯机构的装配
推杆装配要求:1推杆的导向段与型腔推杆孔的配合间隙要正确(H8/f8)2推杆在推杆孔中往复运动应平稳,无卡滞;3推杆和复位杆端面应分别与型腔表面和分型面平齐
斜导柱抽芯机构装配步骤:装配型芯组件;安装导块;安装定模板锁楔;闭模检查;镗导柱孔;松开模具,安装斜导柱;修整滑块上的导柱孔为圆环状;镶侧型芯
模具调试的目的 :(1)鉴定模具的质量。(2)帮助确定产品的成形条件和工艺规程。(3)帮助确定成形零件毛坯形状、尺寸及用料标准(4)帮助确定工艺和模具设计中的某些尺寸(5)通过调试,发现问题,解决问题,积累经验。
冲裁模调试要点:(1)模具闭合高度调试。模具应与冲压设备配合好,保证模具应有的闭合高度和开启高度。(2)导向机构的调试。导柱、导套要有好的配合精度,保证模具运动平稳、可靠。(3)凸、凹模刃口及间隙调试。刃口锋利,间隙要均匀。(4)定位装置的调试。定位要准确、可靠。(5)卸料及出件装置的调试。卸料及出件要通畅,不能出现卡住现象。
试模后模具的验收:塑件质量检查及应对策略(1)尺寸、表面粗糙度应符合图纸要求。(2)形状完整无缺,表面平滑光亮,不允许有各种成型缺陷及弊病。(3)顶杆残留凹痕不得过深,一般不超过0.5mm,可视部位不超过0.2mm,不存在顶出不良和脱模不了等缺陷。(4)飞边不超过规定要求。(5)保证塑件质量稳定。
生产过程是将原材料或半成品转变成为成品的各有关劳动过程的总和。生产过程主要包括:生产技术准备过程、毛坯制造过程、零件的各种加工过程、产品的装配过程、各种生产服务活动。工艺过程:在生产过程中,对于那些使原材料成为成品的直接有关的过程。
机械加工工艺过程:用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量,使之成为产品零件的那部分工艺过程。机械加工工艺规程即为将合理的机械加工工艺过程确定后,以文字和图表形式作为加工的技术文件。
机械加工工艺过程是又若干个按顺序排列的工序组成,而每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。
工序: 一个(或一组)工人,在一个固定的工作地点,对一个工件(或同时几个)所连续完成的那部分工艺过程。划分的依据:工作地点不变、加工对象不变、加工连续完成定位 工件在机床商占据一个正确的位置,称为定位。装夹:工件定位后再予以夹紧的过程成为装夹。安装:工件在经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。一道工序 可能有几次安装。工位:在工件的一次安装中,通过分度(或位移)装置,使工件相对机床床身变换加工位置,我们把每一个加工位置上所完成的工艺过程称为工位。工步:在一个工位中,加工表面、切削工具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的加工,称为一个工步。走刀:在一个工序内切削在加工表面上切一次所完成的工步内容。生产纲领:工厂制造产品(或零件)的年产量,计算方法N=Qn(1+a+B)。生产类型:大量生产、成批生产、单件生产。工艺规程是记述毛坯加工成为零件的一种工艺文件,它简要规定了零件加工的顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必要的操作方法等。
制订工艺规程的原则:以最少的劳动量和最低的费用,可靠地加工出符合图样及技术要求的零件。技术上的先进性经济上的合理性有良好的劳动条件 制订工艺规程的步骤:
1、模具零件工艺性分析
2、确定生产类型
3、确定毛坯的种类和尺寸
4、拟定零件的加工工艺路线
5、确定各工序内容
6、选择工艺装备
7、确定切削用量及时间定额
8、填写工艺文件
零件的技术要求分析:主要加工表面尺寸精度、几何形状精度、表面之间的相互位置精度、零件表面质量、零件材料、热处理要求及其它要求 模具零件毛坯形式:铸件、锻件、原型材、焊接件、冲压件等。
工艺阶段按性质分:粗加工、半精加工、精加工、光整加工阶段。工艺过程划分阶段的作用:1.保证产品质量 2.合理使用设备3.便于热处理工序的安排4.便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面
基准:零件上用于确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。按照其作用不同可分为设计基准和工艺基准。设计基准:零件图上用于确定其它点、线、面的基准。工艺基准:零件在加工装配过程中所使用的基准。按用途不同可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。按其作用不同又可分为粗基准、精基准和附加基准。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。装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准
工件安装的方式:直接找正法、划线找正法、采用夹具安装。模具制造多属于单件小批生产,常采用直接找正和划线找正安装方式直接找正法:在工件直接装在机床上后,用千分表或划针,以目测法校正工件的正确位置,一边校正一边找正,直至符合要求。划线找正法 :在机床上用划针按毛坯或半成品上所划的线来找正工件,使其获得正确位置的一种方法。采用夹具安装:夹具在机床上相对刀具的位置,在工件未安装前已预先调整好,在成批和大量生产中广泛应用。
粗基准的选择:选不加工表面做粗基准,以保证加工表面和不加工表面之间的相对位置要求,同时可以在一次安装下加工更多的表面;选重要表面为粗基准,因为重要表面一般都要求余量均匀;选加工余量小,较准确的,光洁的、面积较大的毛面做粗基准。同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次!
精基准的选择:基准重合原则基准重合,加工精度容易保证。基准统一原则 采用基准统一原则,能用同一基面加工大多数表面,有利于保证各表面的相互位置要求,避免基准转换带来的误差,而且简化夹具设计和制造。互为基准原则 采用互为基准原则,可提高加工表面间的相互位置精度。自为基准原则精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀,这时应尽可能用加工表面自身为精基准
工艺路线拟定的主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案。选择合理的定位基准,确定表面加工方法、加工阶段划分、工序集中与分散和加工顺序等
表面加工方法的选择:保证加工表面的加工精度和表面粗糙度要求;考虑工件材料的性质;合理选择表面加工方法;充分利用现有设备
工序集中:使每个工序中包含尽可能多的工步内容,因而使总的工序数目减少,夹具的数目和工件的安装次数也相应地减少。特点:工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求,有利于采用高效率机床,节省安装工件的时间,减少搬动次数。应用:高效的自动化机床(如加工中心,单件小批量多品种加工)
工序分散:将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成,因而每道工序的工步少,工艺路线长。特点:工序分散可使每个工序使用的设备和夹具比较简单,调整、对刀也比较容易,对操作工人的技术水平要求较低。应用:流水线、自动化生产形式、组合机床、大批量生产
切削加工顺序的安排:先粗后精保护已加工表面;先主后次可减少主要表面加工的残余应力;基面先行为精度较高的表面提供精基准;先面后孔平面定位可靠、稳固
热处理工序的安排:预先热处理改善加工性能;最终热处理改善材料性能
加工余量的概念(加工总余量与工序余量)毛坯尺寸与零件设计尺寸之差成为加工总余量。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。余量过大:不仅浪费金属,而且增加切削时机床和刀具的负荷。余量过小:则难以修正前一工序误差,难以达道本工序的精度要求和表面质量要求。单边余量零件非对称结构的非对称表面,其加工余量一般为单边余量双边余量 零件对称结构的对称表面,其工余量为双边余量
人体标注原则:被包容尺寸指实体尺寸,如轴的外径,长方体的长、宽、高。其最大尺寸作为工序尺寸的基本尺寸(公称尺寸),上偏差为零。包容尺寸指非实体尺寸,如孔的直径,槽的宽度。其最小尺寸作为工序尺寸的基本尺寸(公称尺寸),下偏差为零。毛坯尺寸按双向对称偏差的形式标注:采用“入体标注原则”,可确保孔小轴大,这样表示,是为了使工件以公称基本尺寸为目标尺寸加工时,仍有可切除余量,避免过切产生废品。影响加工余量的因素:上道工序尺寸公差;上道工序表面粗糙度;上道工序空间误差;本工序装夹误差
工序尺寸与公差的确定确定各加工工序的加工余量;从终加工工序开始到第二道工序,依次加上每道工序余量,可分别得到各工序基本尺寸;除终加工工序外,其它各加工工序采用加工经济精度确定工序尺寸公差;填写工序尺寸,并按“人体原则”标注工序尺寸公差。工艺装备的选择:夹具的选择、刀具的选择、量具的选择
机床的选择:机床的主要规格尺寸应与零件的外轮廓尺寸相适应。机床的生产率与加工零件的生产类型相适应。机床的选择还应结合现场的实际情况 模具制造精度主要体现在模具工作零件的精度和相关零部件的配合精度。零件的机械加工质量包括零件的加工精度和加工表面质量两方面。机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想(设计)几何参数的符合程度。它包括三个内容:尺寸精度、形状精度、位置精度 工艺系统误差:在机械加工时,机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统,称之为工艺系统。由工艺系统引起的误差称为原始误差。影响模具精度的主要因素:制件的精度;模具加工技术手段的水平;模具装配钳工的技术水平;模具制造的生产方式和管理水平
影响零件制造精度的因素:
1、工艺系统的几何误差对加工精度的影响①加工原理误差:调整误差:试切法、调整法;机床误差:机床导轨导向误差、机床主轴的回转误差②夹具制造误差与磨损③刀具的制造误差与磨损。
2、工艺系统受力变形引起的加工误差①工艺系统刚度对加工精度的影响:切削力作用点位置变化引起的工件形状误差;切削力大小变化引起的加工误差;夹紧力和重力引起的加工误差②减小工艺系统受力对加工精度影响的措施:提供系统刚度;减小载荷及其变化;减小工件残余应力引起的变形
3、工艺系统受力变形引起的加工误差
4、工艺系统热变形对加工精度的影响:工件热变形对加工精度的影响;刀具热变形对加工精度的影响;机床热变形对加工精度的影响。提高加工精度的措施误差预防技术、误差补偿技术
模具零件表面质量:加工表面质量的含义1表面的几何特征:表面粗糙度;表面波度;表面加工纹理;伤痕2表面力学物理性能:表面层加工硬化;表面层金相组织的变化;表面残余应力
零件表面质量对零件使用性能的影响耐磨性;疲劳强度;耐腐蚀性
影响表面质量的因素及改善途径:1影响加工表面几何特征的因素及其改进措施①切削加工后的表面粗糙度取决于切屑残留面积的高度,影响其高度的因素主要包括:刀尖圆弧半径;主偏角;副偏角;进给量;因此,合理选择切削液,适当增大刀具前角,提高刀具的刃磨质量,合理安排热处理工序,均能有效地减小表面粗糙度。2磨削加工后的表面粗糙度:几何因素的影响;表面层金属的塑性变形的影响
模具生产周期是指从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间。影响模具生产周期的主要因素有:模具技术和生产的标准化程度;模具企业的专门化程度;模具生产技术手段的现代化;模具生产经营和管理水平
模具成本指企业为生产和销售模具所支付费用的总和。影响模具生产成本的主要因素有:模具结构的复杂程度和模具功能高低;模具精度高低;模具材料的选择;模具加工设备;模具标准化程度的企业生产的专门化程度
模具寿命是指模具在保证加工产品零件质量的前提下,所能加工的制件的总数量。影响模具生产成本的主要因素有:模具结构;模具材料;模具加工质量;模具工作状态;产品零件状况
模具零件的类型:平板类零件:上下模座、固定板;轴类零件:凸模、导柱、导套;孔类零件:凹模;标准件 模具零件的加工面:平面;孔:光孔、螺纹孔、异形孔;回转面:异形轴、圆柱面(内圆、外圆)
模具零件的加工特点:生产类型:单件小批;加工精度:尺寸精度、位置精度和表面精度较高;加工表面:异形表面占模具加工工作量的70%~80% 车削加工:1加工对象回转面、平面;板类、盘类零件2加工机床卧式车床;立式车床;3加工精度IT6~IT8;Ra=1.6~0.8um车削加工在模具加工中的应用圆盘类、轴类;局部圆弧面;回转曲面
铣削加工铣削加工在模具加工中的应用:铣削成型面;带圆弧的型面与型槽;带孔间尺寸要求的孔
钻削加工1加工对象孔;带孔零件2加工机床摇臂钻床、卧式镗床3加工精度钻IT10,镗IT10~IT8钻3.2um,镗1.6um 刨削加工1加工对象平面、斜面、异形面;板类零件2加工机床牛头刨床;龙门刨床3加工精度IT10;Ra=1.6um 磨削加工1加工对象平面、内圆、外圆;板类、轴类、孔类零件2加工机床内圆磨床;外圆磨床;平面磨床3加工精度IT7~IT5;Ra=0.8~0.2um模板平面精加工;凹凸型面精加工
仿形加工的控制方式及工作原理:1液压式仿形机构;电控式仿形机构2仿形加工的优缺点:简化了复杂曲面的加工工艺;扩大了靠模的选取范围;仿形有误差;加工效率高
坐标镗床加工内容镗孔、扩孔、铰孔、精密划线、精密测量加工精度孔尺寸精度:IT7~IT6表面粗糙度:
坐标磨床的磨削方法磨削外圆;磨削内孔;磨削锥孔;磨削侧面、台阶、台阶孔;插磨型槽;磨削异形孔(分段磨削)
坐标尺寸换算1换算目的工件按设计要求标注的尺寸与坐标机床加工要求不相一致,需要将设计尺寸换算成加工尺寸。2基准选择矩形件:粗加工采用角侧基准,精加工采用孔基准;圆盘件:粗精加工都采用孔基准3尺寸标注:尺寸值标在侧面;尺寸大小以坐标值为据;公差范围小数点个数表达 成形磨削是将零件上的轮廓线分解成若干直线与圆弧,然后按照一定的顺序逐段磨削,使之达到图样的技术要求。
数控加工基本概念1.数控数字控制是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控机床就是采用数控技术的机床。2.数控加工数字加工是指在数控机床上进行零件切削加工的一种工艺方法。
数控机床的组成(1)控制介质(2)数控装置(3)伺服系统(4)机床本体
数控机床分类(1)金属切削类:加工中心;卧式数控铣床;立式数控铣床(2)金属成形类、数控冲床数控卷簧机(3)特种加工类:快速成形、线切割、电火花(4)其它类型:三坐标测量机、数控雕刻机
数控加工的特点与应用1.数控加工的特点1)加工精度高定位精度0.005重复精度0.002(2)自动化程度高、生产效率高(3)适应性强只需改变程序就可改变加工品种(4)有利于生产管理现代化CIMS、FMS、MRP(5)减轻劳动强度ATCAPC(6)成本高2.数控加工的应用:适合多品种、中小批量以及结构形状复杂、加工精度高,需要频繁改型的产品零件。
程序编制是指从零件图样到制成介质的过程。1.确定工艺过程2.运动轨迹的坐标值计算编写加工程序单3.制备控制介质4.程序校验和首件试切 机床原点(M)又称机床零点,是机床上一个固定点,由机床生产厂在设计机床时确定。机床原点是机床坐标系的原点,同时也是其它坐标系的基准点。机床坐标系是以机床原点为坐标原点的坐标系机床参考点(R)是由机床制造厂人为定义的点,它与机床原点之间的坐标位置是固定,通常由精密限位开关来设置。工件原点(P)又称工件零点或编程零点,是为编制加工程序而定义的点。工件坐标系是以工件零点为坐标系原点建立的坐标系。起刀点是指刀具起始运动的刀位点,即程序开始执行时的刀位点。刀位点即刀具的基准点,如圆柱铣刀的底面中心,球头刀中心,车刀与镗刀的理论刀尖。
G90绝对坐标尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出(默认)。G91增量坐标尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出。G92预置寄存指令是按照程序规定的尺寸字值
工件加工选择定位基准的基本要求(1)所选基准应保证工件定位准确,装卸方便,夹紧可靠;(2)所选基准与各加工部位间的各个尺寸计算简单;(3)保证各项加工精度
选择定位基准应遵循的原则:(1)基准重合(设计基准与定位基准重合);(2)基准不重合,应进行尺寸链换算,保证加工精度;(3)一次装夹能够完成全部关键部位的加工;(4)保证尽可能多的加工内容;(5)定位基准与对刀基准重合;(6)基准统一原则。
数控铣削加工的内容(1)工件上的曲线轮廓表面(2)空间曲线(3)形状复杂、尺寸繁多、画线与检测困难的部位(4)能在一次装夹中顺带铣出的表面或形状(5)内外凹槽(6)数控加工效率高的加工内容
数控铣削加工工艺分析
(一)零件图形分析
1、检查零件图的完整性和正确性
2、检查自动编程时的零件数学模型
(二)零件结构共性分析及处理
1、零件图纸上的尺寸标注应使编程方便
2、分析零件的变形情况,保证获得要求的加工精度
3、保证基准统一原则
4、尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
(三)零件毛坯的工艺性分析
1、毛坯应有充分、稳定的加工余量
2、分析毛坯的装夹适应性
3、分析毛坯的变形,余量大小及均匀性 铣削工艺的工步顺序安排的一般原则:先粗后精;先远后近;内外交叉;保证工件加工刚度原则;同一把刀能加工内容连续加工原则
孔加工的常用方法选择:对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工,一般采用粗镗——半精镗——孔口倒角——精镗的加工方案;孔径较大的可采用立铣刀粗铣——精铣加工方案;孔中空刀槽可用锯片铣刀在孔半精镗之后、精镗之前铣削完成,也可用镗刀进行单刀镗削,但单刀镗削效率较低;对于直径小于φ30mm无底孔的孔加工,通常采用锪平端面——打中心孔——钻——扩——孔口倒角——铰加工方案,对有同轴度要求的小孔,需采用锪平端面——打中心孔——钻——半精镗—— 孔口倒角——精镗(或铰)加工方案
电火花加工的基本原理就式利用工件与电极之间的脉冲放电时电腐蚀现象,并有控制地去除材料,以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度要求。电火加工的物理本质:介质击穿与放电通道的形成;能量的转换、分布与传递;电极材料的抛出;极间介质的消电离。
电火花加工条件:工具电极和工件之间必须保持一定的间隙;极间放电电流密度要足够高;极间应该是瞬时脉冲性的;每一次放电结束后能及时消电离恢复其介电性能
电火花加工特点:1尺寸精度一般可达0.03mm高精度加工可达0.003mm2表面粗糙度一般可达0.8mm高精度加工可达0.04mm3加工效率:30~3000mm3/min 4适用范围从数微米的孔、槽到数米的超大型模具、工件等,如各种类型的孔、各种类型的型腔。
影响电火花加工速度的基本因素:1极性效应现象在电火花加工时,相同材料(如用钢电极加工钢)两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大.2脉冲参数对电蚀量的影响电火花加工过程中腐蚀金属的量(即电蚀量)与单个脉冲能量、脉冲效率等电参数密切相关。要提高电蚀量,应增加平均放电电流、脉冲宽度及提高脉冲频率。3脉冲宽度对电蚀量的影响4材料热力学常数对电蚀量的影响5电规准是指电火花加工时选用的电加工参数,主要有脉冲宽度ti(μs)、脉冲间隙to(μs)及峰值电流Ip等参数
电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。用“反打正用”的方法实行加工,同时要注意电极的损耗。模具电火花穿孔加工:凹模的尺寸精度主要靠工具电极来保证,因此,对工具电极的精度和表面粗糙度都应有一定的要求。火花间隙值δ主要取决于脉冲参数与机床的精度。
电火花加工工艺方法 1间接法是指在模具电火花加工中,凸模与加工凹模用的电极分开制造,首先根据凹模尺寸设计电极,然后制造电极,进行凹模加工,再根据间隙要求来配制凸模。优点是:(1)可以自由选择电极材料,电加工性能好。(2)因为凸模是根据凹模另外进行配制,所以凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关。缺点是:电极与凸模分开制造,配合间隙难以保证均匀。2直接法适合于加工冲模,是指将凸模长度适当增加,先作为电极加工凹模,然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模。优点是:1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。2)无须另外制作电极。3)无须修配工作,生产率较高。缺点是:1)电极材料不能自由选择。2)电极和冲头连在一起,尺寸较长,磨削时较困难。3混合法也适用于加工冲模,是指将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起,共同用线切割或磨削成型,然后用电火花性能好的一端作为加工端。特点是:(1)可以自由选择电极材料,电加工性能好。(2)无须另外制作电极。(3)无须修配工作,生产率较高。(4)电极一定要粘结在冲头的非刃口端 4阶梯工具电极加工法在冷冲模具电火花成型加工中极为普遍,其应用方面有两种:(1)无预孔或加工余量较大时,可以将工具电极制作为阶梯状,分为工具电极段和凸模段。粗加工时,采用工具电极相对损耗小、加工速度高的电规准加工。精加工采用凸模段,可采用类似于直接法的方法进行加工,以达到凸凹模配合的技术要求。(2)在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时,配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙,用凸模作为精加工段是不能实现加工的,则可将凸模加长后,再加工或腐蚀成阶梯状,使阶梯的精加工段与凸模有均匀的尺寸差,通过加工规准对放电间隙尺寸的控制,使加工后符合凸凹模配合的技术要求
电极的结构形式:1整体式电极由一整块材料制成,若电极尺寸较大,则在内部设置减轻孔及多个冲油孔2 镶拼式电极是将形状复杂而制造困难的电极分成几块来加工,然后再镶拼成整体的电极。在制造中应保证各电极分块之间的位置准确,配合要紧密牢固。3组合电极是将若干个小电极组装在电极固定板上,可一次性同时完成多个成型表面电火花加工的电极。
电极设计(1)电极精度电极的尺寸精度应是型腔相应部分公差的1/2~2/3。表面粗糙度应比凹模低一级,并且平行度、直线度应在0.01/100mm。(2)电极尺寸电极的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸。电极平行于机床主轴线方向上的尺寸称为电极的垂直尺寸,电极的水平尺寸是指与机床主轴轴线相垂直的横截面尺寸。(3)电极的截面尺寸
电极的制造工艺(1)主要采用电火花线切割加工工艺(2)对于形状较简单,如圆柱形等,可采用普通机械加工,然后进行成形磨削。工件的准备(1)工件预加工(2)热处理(3)其它工序:如除锈去磁。
型腔电火花加工工艺特点:型腔电火花加工属于三维曲面加工,其基本原理与型孔电火花加工相同要求:电极损耗小;金属腐蚀量大;工作液循环不流畅、排屑困难;电火花机床应备有平动头、深度测量仪、电极重复定位等装置
型腔电极的制造工艺(1)以数控加工为主(2)形状简单、规则的可考虑采用普通加工方法(3)形状特别复杂、有细微结构(文字、尖角),可采用电铸成形或挤压成形加工。工件的准备(1)工件预加工(2)热处理(预加工之后、电火花之前)(3)其它工序:如除锈去磁
电极的装夹1简单小型电极或整体式电极采用标准套筒夹具 和标准钻夹头。尺寸较大可用标准螺纹夹头。2镶拼式电极的装夹比较复杂,一般先用连接板将几块电极拼接成所需的整体,或用聚氯乙烯醋酸溶液或环氧树脂粘合然后再用机械方法固定。3由于石墨较脆,故不宜攻螺孔,因此可用螺栓或压板将电极固定于连接板上4不论是整体的或拼合的电极,都应使石墨压制时的施压方向与电火花加工时的进给方向垂直。电极夹具作用是把工具电极装夹固定在主轴上,并能调节电极的轴线与主轴轴线重合或平行。
石墨电极装夹时的拼合不论是整体的或拼合的石墨电极,都应使石墨压制时的施压方向与电火花加工时的进给方向垂直。
电火花线切割特点:不需要制造电极;可加工形状复杂、小圆角的工件加工精度高:Ra1.6~0.8μm,加工精度± 0.01;基本上不需要电规准转换,生产效率高;不能加工盲孔类及阶梯成形类表面
电化学加工的基本原理:利用电化学反应原理进行加工的工艺称为电化学加工。根据反应原理的不同分为:阳极溶解法;阴极沉积法;复合加工法 超声波加工是利用振动频率超过16000Hz的工具头,通过悬浮液磨料对工件进行成型加工的一种方法。特点1特别适合加工各种硬脆材料,能加工半导体、非导体的脆硬材料,如玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。2对工具材料要求不高,但韧性要好3不需要使工具和工件作比较复杂的相对运动4工件表面的宏观切削力很小,切削热也很小,不会引起变形和烧伤,Ra可达0.8~0.1μm,加工精度可达0.05~0.02 mm5生产率较低。应用于型(腔)孔加工、切割加工、清洗、焊接等方面。
1、《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。
2、建设制造强国任务艰巨而紧迫
(1)制造业大而不强,自主创新能力弱,关键核心技术与高端装备对外依存度高,以企业为主体的制造业创新体系不完善;(2)产品档次不高,缺乏世界知名品牌;
(3)资源能源利用效率低,环境污染问题较为突出;
(4)产业结构不合理,高端装备制造业和生产性服务业发展滞后;(5)信息化水平不高,与工业化融合深度不够;(6)产业国际化程度不高,企业全球化经营能力不足。
3、实现中国制造向中国创造的转变;中国速度向中国质量的转变;中国产品向中国品牌的转变,完成中国制造由大变强的战略任务。
4、基本方针:(1)创新驱动(2)质量为先(3)绿色发展(4)结构优化(5)人才为本
5、基本原则:(1)市场主导,政府引导;(2)立足当前,着眼长远;(3)整体推进,重点突破;(4)自主发展,开放合作。
6、战略目标:立足国情,立足现实,力争通过“三步走”实现制造强国的战略目标。
第一步:力争用十年时间,迈入制造强国行列。
到2020年,基本实现工业化,制造业大国地位进一步巩固,制造业信息化水平大幅提升;
到2025年,制造业整体素质大幅提升,创新能力显著增强,全民劳动生产率明显提高,两化(工业化和信息化)融合迈上新台阶。
第二步:到2035年,我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。第三步:新中国成立一百年时,制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。
7、两化融合:(1)宽带普及率82%(2)数字化研发设计工具普及率84%(3)关键工序数控化率64%
8、战略任务和重点
(1)提高国家制造业创新能力(2)推进信息化与工业化深度融合(3)强化工业基础能力(4)加强质量品牌建设(5)全面推行绿色制造(6)大力推动重点领域突破发展(7)深入推进制造业结构调整
(8)积极发展服务型制造和生产性服务业(9)提高制造业国际化发展水平
9、战略支撑与保障(1)深化体制机制改革(2)营造公平竞争市场环境(3)完善金融扶持政策(4)加大财税政策支持力度(5)健全多层次人才培养体系(6)完善中小微企业政策(7)进一步扩大制造业对外开放(8)健全组织实施机制
10、四基:核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础。
习题1 1.画图说明太阳能电池的工作原理。
答:PN结光生伏特效应示意图如图1-8所示,其工作原理如下:当太阳光照射到半导体表面时,半导体内部N区和P区中原子的价电子受到太阳光子的冲击,通过光辐射获取到超过禁带宽度Eg的能量,脱离共价键的束缚从价带激发到导带,由此在半导体材料内部产生出很多处于非平衡状态的电子—空穴对。这些被光激发的电子和空穴,或自由碰撞,或在半导体中复合恢复到平衡状态。其中复合过程对外不呈现导电作用,属于光伏电池能量自身损耗部分。光生电子-空穴对在耗尽区产生后,立即被内建电场分离,光生电子被推向N区,光生空穴被推向P区。因此,在P区有过剩的空穴,在N区有过剩的电子,如此便在PN结两侧形成了正负电荷的积累,产生与势垒电场方向相反的光生电动势,也就是光生伏特效应。将半导体做成太阳能电池并外接负载后,光电流从P区经负载流至N区,负载即得到功率输出,太阳能便变成了电能。
2.画出太阳能电池的等效电路图,说明各等效参数的含义。
答:图中Iph为光生电流,此值正比于太阳能电池的面积和入射光的辐照度。ID为暗电流,是太阳能电池在无光照时,由于外电压作用下PN结内流过的单向电流,其方向与光生电流方向相反,会抵消部分光生电流。IL为太阳能电池输出的负载电流。UOC为电池的开路电压,与入射光辐照度的对数成正比,与环境温度成反比,与电池面积的大小无关。Rs和Rsh均为硅太阳能电池本身固有电阻,相当于电池的内阻。
3.太阳能电池、太阳能光伏组件的分类如何? 答:
太能能光伏组件有以下几种不同的分类。(1)按照基体材料分类
可分为晶硅太阳能光伏组件(单、多晶硅)、非晶硅薄膜太阳能光伏组件、微晶硅薄膜太阳能光伏组件、纳晶硅薄膜太阳能光伏组件、多元化合物太阳能光伏组件(包括砷化镓、硫化镉电池、碲化镉电池、铜硒铟等)。
(2)按照结构分类
可分为同质结太阳能光伏组件(在相同的半导体材料上构成PN结)、异质结太阳能光伏组件(在不相同的半导体材料上构成PN结)、肖特基结太阳能光伏组件、复合结太阳能光伏组件、液结太阳能光伏组件等。
(3)按照用途分类
可分为空间太阳能光伏组件、地面太阳能光伏组件。
(4)按使用状态分类
可分为平板太阳能光伏组件、聚光太阳能光伏组件。(5)按封装材料分类
可分为刚性封装太阳能光伏组件、半刚性封装太阳能光伏组件、柔性衬底封装太阳能光伏组件。
4.画图说明太阳能电池片的外形结构。
答:电池片的结构如图1-17所示。正面是电池的负极,上面有细栅线、主栅线和减反射膜;背面是电池的正极,有铝背场和背电极等。
5.太阳能光伏组件的结构如何?
答:大多数晶体硅太阳能光伏组件是由透明的前表面、胶质密封材料、太阳能电池片、接线盒、端子、背表面和框架等组成。
6.简述太阳能电池、太阳能光伏组件的制作工艺过程。答:太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测、表面制绒、扩散制结、等离子体刻边、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结等。
太阳能光伏组件的制作工序主要有:电池片的分选、单片焊接、串联焊接、组件叠层、组件层压、修边、安装边框、安装接线盒、成品测试、清洗和包装入库。
7.说明太阳能电池、太阳能光伏组件的技术参数有哪些?
答:太阳能电池片的主要技术参数有开路电压、短路电流、最大功率、峰值电流、峰值电压、填充因子、转换效率、等效串联电阻等。
太阳能光伏组件主要技术参数有最大功率点Pm(Ump×Imp)、开路电压(Uoc)和短路电流(Isc)、开路电压Uoc、短路电流Isc、转换效率等。
习题2
1.如何进行太阳能电池片检测。
答:太阳能电池片检测主要分外观检查、电性能测试等。外观检查主要是查看电池片完整度、印刷质量、镀膜效果等;电性能测试主要检测单片功率和光电转化效率等。具体检测过程略。
2.什么是电池片单焊、串焊,工艺如何? 答:单片焊接指在电池片的正面主栅线上焊接两条焊带。串焊指将单片焊接好的电池片按照工艺要求的数量一片片串联焊接在一起。单焊、串焊工艺略。
3.组件叠层顺序如何?
答:由下向上分别为玻璃、EVA、电池、EVA、背板。4.什么是热班效应,如何防止其产生?
答:太阳电池组件在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物,这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影,但组件的其余部分仍处于阳光暴晒之下,这样局部被遮挡的太阳能电池就要由未被遮挡的那部分太阳能电池来提供所需的功率,这样局部被遮挡的太阳能电池就变成负载,消耗部分未被遮挡的那部分太阳能电池来发出的功率,使该部分太阳电池如同一个工作于反向偏置下的二极管,其电阻和压降较大,从而削耗功率而导致发热,这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳能电池,严重的可能使焊点熔化、封装材料破坏,甚至会使整个组件失效。可以通过加装旁路二极管的方法,减小热斑效应对组件的影响。
5.简述层压机的结构。
答:主要包括加热系统、层压系统、真空系统、控制系统、传动系统等组成。6.组件层压工序如何? 答:略。
7.常用组件接线盒有哪几种,有何特点。
答:传统型光伏接线盒、封胶密封小巧型光伏接线盒、玻璃幕墙专用型光伏接线盒、透明薄型光伏接线盒、压接一体式光伏接线盒等。特点略。
8.组件装框工艺如何? 答:略。
习题3 1.如何用绝缘电阻测试仪测量太阳能光伏组件绝缘电阻。
答:①将组件引出线短路后接到有限流装置的直流绝缘测试仪的正极。
②将组件暴露的金属部分接到绝缘测试仪的负极。如果组件无边框,或边框是不良导体,将组件的周边和背面用导电箔包裹,再将导电箔连接到绝缘测试仪的负极。
③以不大于500V•s-1的速率增加绝缘测试仪的电压,直到等于1000V加上两倍的系统最大电压(即由制造商标注在组件上的最大系统电压),保持1min,此时漏电电流应小于50μA,说明组件无绝缘击穿现象,或表面无破裂现象。如果系统的最大电压不超过50V,所施加的电压应为500V,维持此电压1min。④降低电压到零,将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电,时间为5min。⑤拆去绝缘测试仪正负极的短路。
⑥以不大于500V•s-1的速率增加绝缘测试仪的电压,直到等于500V或组件最大系统电压的高值,维持此电压2min,测量绝缘电阻,绝缘电阻应不少于500MΩ(或在500V电压下,漏电流小于10μA)。
⑦降低电压到零,将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电。
⑧拆去绝缘测试仪与组件的连线及正负极的短路线。2.太阳能光伏组件测试仪结构、原理如何?
答:主要包括太阳模拟器、电子负载、信号、控制电路等。
3.太阳能电池组件缺陷测试仪结构、原理如何?
答:该测试系统由直流电源,专用相机,专用测试软件及计算机组成。在正向偏压时给组件或电池片通以恒定电流,电池片或组件则会发出红外光,可以利用这个特性对晶硅电池进行检测。
4.如何根据太阳能光伏组件测试仪、太阳能电池组件缺陷测试仪判别光伏组件质量性能。
答:略。
5.简述太阳能光伏组件包装工艺要求、操作过程。答:包装入库工艺要求
(1)一个包装箱中装4个光伏组件,靠近包装的2个组件玻璃面必须面向包装箱。
(2)包装箱中无异物,木箱内应无铁钉露出。
(3)同一包装箱中的组件应为同一规格的,且组件与组件之间要用瓦楞纸隔开。
(4)组件应轻拿轻放,坚直摆放、整齐。
(5)封箱带在箱侧部分不得盖住箱体的印刷部分,封箱带必须平整,且黏结牢固。
(6)各种标签必须在指定位置粘贴端正,一律使用40mm×70mm的标签。
(7)打包后打包带与箱体边缘间距对称、美观,注意用纸护角保护打包带与纸箱角接触的地方。
包装入库操作步骤
(1)检查包装箱,并将包装包装箱展工,底部用封箱带封住,整齐地放在包装托盘上。
(2)扫描组件条形码并把数据保存到计算机中,装箱之前记录所装入组件的序列号。
(3)把检查合格后功率相同的组件装入包装箱,组件之间用瓦楞纸隔开,组件的4个角用护角纸包住。
(4)包装箱里放好组件后,放入一份说明书,用封箱带将上封口封住。
(5)取条形码贴在包装箱相应的位置。
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