模具加工工艺规程是规定模具零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。也就是说,一个模具零件可以用几种不同的加工工艺方法来制造。在具体的生产条件下,确定一种较合理的加工工艺和操作方法,并按规定的形式书写成工艺技术文件,经审批后用来指导生产,这类文件就是模具加工的工艺规程。这里面包括各个工序的排列顺序、加工尺寸、公差及技术要求、工艺设备及工艺措施、切削用量及工时定额等内容。
模具生产工艺水平的高低、解决各种工艺问题的方法和手段都要通过模具加工工艺规程来体现,在很大程度上决定了能否高效、低成本地加工出合格产品。因此,模具加工工艺规程编制是一项十分重要的工作。
1.生产过程
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。一般模具产品,其生产过程主要包括以下几步。
1)生产技术准备过程。主要是完成模具产品投入生产前的各项生产和技术准备工作。如模具方案策划、结构设计、工艺设计、标准件配购、普通或成形零件的工艺规程编制;刀具、工装等各种生产资料的准备,以及生产组织等方面的准备工作。
2)毛坯的制造过程,如铸造、锻造等。
3)零件的各种加工过程,如机械加工、热处理和其他表面处理等。
4)模具的装配过程,包括部装、总装、检验、试模和油封等。验收与试用根据模具的验收技术标准与合同规定进行。
5)各种生产服务活动,如生产中原材料、半成品、标准件、外构件和工具的准备、供应、运输、保管,以及产品的包装和发运等。模具的生产过程还是相当复杂的,从生产组织、降低成本、提高生产效率来看,现代模具工业的发展趋势是专业化生产,使其变得比较简单。如模具零件毛坯的生产,由专业化的毛坯生产工厂来承担;模具上的导柱、导套、顶杆等零件和模架,由专业化的标准件厂来完成。这既有利于模具上各种零件质量的保证,也利于降低成本,提高生产效率。对于专业化零部件制造厂和模具制造厂都是有利的。
2.工艺过程
工艺过程是指在模具产品的生产过程中,那些与使原材料成为成品直接有关的过程,如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等。
3.模具机械加工工艺过程的组成
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,称为模具机械加工工艺过程。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,即为模具机械加工工艺规程。
模具机械加工工艺过程由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与工位、工步与走刀。 ‘
工序。工序是工艺过程的基本单元,是指一个(或一组)工人,在一个固定的工作地点(如机床或钳工台等),对一个(或同时几个)工件所连续完成的那部分工艺过程。划分工序的主要依据是零件在加工过程中工作地点、加工对象是否改变,以及加工是否连续完成。如果不能满足其中一个条件,即构成另一个工序。
I)工步与走刀。在一个工序内,往往需要采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。
在一个工步内由于被加工表面需切除的金属层较厚,需要分几次切削,则每进行一次切削就是一次走刀。走刀是工步的一部分,一个工步可包括一次或几次走刀。
2)安装与工位。工件在加工之前,在机床或夹具上先占据一个正确的位置,这就是定位。工件定位后再予以夹紧的过程称为装夹。1二件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一个工序内,工件的加工可能只需一次装夹,也可能需要几次装夹。工件在加工过程中应尽量减少装夹次数。因为多一次装夹就多一次误差,而且还增加了装夹工件的辅助工作时间。
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称为工位。
4.生产纲领 ’
生产纲领是指包括废品、备件在内的该产品(或零件)的年产量。在制定工艺规程时,一般按产品(或零件)的生产纲领来确定生产类型。零件的生产
5.生产类型
生产类型是指产品生产纲领的大小和品种的多少。模具制造业的生产类型主要可分为单件生产和成批生产两种类型。
1)单件生产。生产的产品品种较多,每种产品的产量很少,同一个工作地点的加工对象经常改变,且很少重复生产。如新产品试制用的各种模具、大型模具等都属于单件生产。
2)成批生产。产品的品种不是很多,但每种产品均有一定的数量。工作地点的加工对象周期性地更换,这种生产称为成批生产。如模具中常用的标准模板、模座、导柱、导套等零件及标准模架等多属于成批生产。
不同的生产类型所考虑的工艺装备、加工方法、对工人的技术要求、生产成本、零件的互换性等都不相同,在制定工艺路线时必须明确该产品的生产类型。
制定工艺规程的原则
制定工艺规程的原则是在一定的生产条件下,所编制的工艺规程能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。也就是在保证产品质量的前提下,同时兼顾经济性。在制定工艺规程时,工艺人员必须认真研究原始资料,如产品图样、生产纲领、毛坯资料及生产条件的状况等。参照同行业工艺技术的发展,综合本部门的生产实践经验和现有条件,进行工艺文件的编制。主要体现在以下三个方面的要求。
1)技术上的先进l生。要了解国内外本行业工艺技术的发展。通过必要的工艺试验,优先采用先进工艺技术和工艺装备,同时,还要充分利用现有生产条件。
2)经济上的合理性。在一定的生产条件下,可能会出现几个工艺方案。此时,应全面考虑,并通过核算或评比来选择经济上最合理的方案,使产品的成本达到最低。 ~
3)有良好的劳动条件。要注意保证工人具有良好、安全的劳动条件,通过机械化、自动化等途径,把工人从笨重的体力劳动中解放出来。
制定工艺规程的步骤
制定工艺规程一般可按以下步骤进行。
1)对产品装配图和零件图的分析与工艺审查。
2)确定生产类型。
3)确定毛坯的种类和尺寸。
4)选择定位基准和主要表面的加工方法,拟订零件加工工艺路线。
5)确定各工序余量,计算工序尺寸和公差,提出其技术要求。
6)确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额。
7)填写工艺文件。
模具工艺规程的形式
为了适应工业发展的需要,加强科学管理和便于交流,模具工艺规程的形式已经标准化(JB/T 9165.2—1998)。常见的模具工艺规程形式有模具机械加工工艺过程卡、模具机械加工工序卡、模具机械加工工序操作指导卡、检验卡等。
其中最常用的是模具机械加工工艺过程卡和模具机械加工工序卡。
工艺规程的应用
(1)工艺过程综合卡片
工艺过程综合卡片主要列出了整个零件加工所经过的工艺路线(包括毛坯、机械加工和热处理等),它是制定其他工艺文件的基础,也是生产技术准备、编制作业计划和组织生产的依据。在单件小批生产中,一般简单零件只编制工艺过程综合卡片,作为工艺指导文件。
(2)工艺卡片
工艺卡片是以工序为单位,详细说明整个工艺过程的工艺文件。它不仅标出工序顺序、工序内容,同时对主要工序还表示出工步内容、工位及必要的加工简图或加工说明。此外,还包括零件的工艺特性(材料、质量、加工表面及其精度和表面粗糙度要求等)、毛坯性质和生产纲领。在成批生产中广泛采取这种卡片,对单件小批生产中的某些重要零件也要制定工艺卡片。
(3)工序卡片
工序卡片是在工艺卡片的基础上分别为每一个工序制定的,是用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件。工序卡片中详细记载了该工序加工所必需的工艺资料,如定位基准、安装方法、机床、工艺装备、工序尺寸及公差、切削用量及工时定额等。在大批量生产中,广泛采用这种卡片,在中、小批生产中,对个别重要工序有时也编制工序卡片。
模具零件图、总装图、部件装配图及验收标准是制定工艺规程最主要的原始资料。在制定工艺时,首先要认真分析,了解零件的功用和相关零件间的配合,以及主要技术要求制定的依据,深刻地理解零件结构上的特征和主要技术要求,以便从加工制造的角度来分析零件的工艺性是否良好,为合理制定工艺规程作好必要的准备。总的原则是在满足使用要求的前提下,按现有的生产条件能用较经济的方法方便地加工出来。