模具零件的结构具有各种形状和尺寸。在研究具体零件的结构特点时,首先要分析该零件是由哪些表面组成的,因为表面形状是选择加工方法的基本因素。模具零件都是由一些基本的表面和特殊表面组成的。基本表面有内、外圆柱表面、圆锥表面和平面等,特殊表面主要有螺旋面、渐开线形表面及其他一些成形表面等。例如,外圆表面一般可由车削和磨削加工出来,内孔则多通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。其次,表面尺寸对工艺也有重要的影响,以内孔为例,大孔与小孔、深孔与浅孔在工艺上均有不同的特点。因此,在分析零件的结构时,不仅要注意零件的各个构成表面本身的特征,而且还要注意这些表面的不同组合。正是这些不同的组合才形成零件结构上的特点。例如,以内、外圆为主的表面,既可组成盘、环类零件,也可构成套筒类零件。对于套筒类零件,既可是一般的轴套,也可以是形状复杂的薄壁套筒。上述不同结构的零件在工艺上往往有着较大的差异。
模具零件的技术要求分析
模具零件的技术要求对制定工艺方案有重要的影响。主要包括下列几个方面。
1)主要加工表面的尺寸精度。
2)主要加工表面的几何形状精度。
3)主要加工表面之间的相互位置精度。
4)零件表面质量。
5)零件材料、热处理及其他要求。
根据零件结构特点,在认真分析了零件主要表面的技术要求之后,对零件加工工艺即可有一初步的轮廓。首先,根据零件主要表面的精度和表面质量的要求,初步确定为达到这些要求所需的最终加工方法,然后再确定相应的中问工序及粗加工工序所需的加工方法。例如,对于孔径不大的I盯级精度的内孔,最终加工方法取精铰时,则在精铰孔之前,通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工过程。其次,根据各加工表面之问的相对位置要求,包括表面之间的尺寸联系和相对位置精度,即可初步确定各加工表面的加工顺序。同时,要注意模具零件的热处理要求影响着加工方法和加工余量的选择,对零件加工工艺路线的安排也有一定的影响。例如,要求渗碳淬火的零件,热处理后一般变形较大。对于零件上精度要求较高的表面,工艺上要安排精加工工序(多为磨削加工),而且要适当加大精加工的工序加工余量。
在研究零件图时,如发现图样上的视图、尺寸标注、技术要求有错误或遗漏、或结构工艺性不好时(图2.1),应提出修改意见。但修改时必须征得设计人员的同意,并经过一定模具零件毛坯是根据模具零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。毛坯设计的基本任务就是确定毛坯的制造方法及制造精度。模具零件的毛坯设计是否合理,对于模具零件加工的工艺性与质量、模具寿命,以及生产率、经济性都有很大的影响,不能片面地追求某一项指标而忽略了其他指标。例如:选择高精度的毛坯,则可以减少机械加工劳动量和材料消耗,提高机械加工生产率,降低加工成本,但却提高了毛坯的制造费用。因此,要综合考虑,以获得最佳效果。在毛坯设计中,主要考虑以下两个方面。
1)模具零件几何形状特征和尺寸关系。当模具零件的不同外形表面尺寸相差较大时,如大型凸缘式模柄零件,为了节省原材料和减少机械加工工作量,应该选择锻件毛坯形式。
2)模具材料的类别。根据模具设计中规定的模具材料类别,可以确定毛坯形式。例如:精密冲裁模的上、下模座多为铸钢材料;大型覆盖件拉深模的凸模、凹模和压边圈零件为合金铸铁时,这类零件的毛坯形式必然为铸件;非标准模架的上、下模座材料多为45钢,毛坯形式应该是厚钢板的原型材;模具结构中的工作零件,例如:精密冲裁模和重载冲压模的工作零件,多为高碳高合金工具钢,毛坯形式应该为锻造件;高寿命冲裁模的工作零件材料多为硬质合金材料,毛坯形式为粉末冶金件;模具结构中的一般结构件,则多选择原型材毛坯形式。