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模具零件的加工工艺设计与管理

先进模具技术交流 2018-09-13 16:00:56

模具零件的加工工艺设计与管理,是专业模具制造企业在开发制造模具过程中的重要技术和管理工作,是事关模具开发项目成败的关键。

模具零件的加工工艺水平,是专业模具制造企业综合技术能力的重要组成部分,因此,模具零件加工工艺设计和管理的研究,是专业模具制造企业重要课题。

1.模具零件的加工工工艺

模具零件的加工工艺,属机械加工工艺范畴,是指:用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质,使其成为合格零件的全过程,加工工艺是工人进行加工的依据。

加工工艺定义中的关键词:

(1)“机械加工的方法”,因模具型腔加工的特殊性,模具零件加工工艺除采用机械加工(车、铣、磨、镗、钻等)方法外,还包括了电加工(电火花、线切割加工)和热处理;

(2)“改变毛坯尺寸、相对位置和性质”,无论机械加工还是电加工的方法,要达到使毛坯成为合格零件的目的,需要设备、刀具、装夹、辅具等硬件,需要程序、参数等软件;

(3)“全过程”,需要不同的工序、工步,每个工序的硬件和软件不同。

从对模具零件加工工艺关键词的分析,不难看出,模具零件加工工艺是一个过程,在这个过程中,包含了不同的工序和不同加工工序的设备、刀具、装夹、辅具、工作参数的组合;模具零件加工工艺设计,就是根据模具零件的加工要求进行的工序划定和每个工序的硬件、软件组合。

2.模具制造过程的特点

模具零件加工属机械加工范畴,特点:复杂型腔需要电加工的组合;可分类,但不可完全批量化生产;几何体、几何尺寸变化,看似单件生产,同样可以实现工序化生产。

3.模具零件加工工艺在模具制造过程中的作用

模具制造过程分为模具零件加工和模具装配两个部分。模具零件的加工结果,直接影响模具的装配精度、模具的使用性能和制件的制造精度,因此,模具零件加工工艺设计是模具制造过程的核心技术。

4.模具零件加工工艺设计的内容和特点

加工工艺设计的目的,是要实现模具零件的设计要求。

模具零件的设计,要求输出的是模具零件的二维图纸。在模具设计输出中,三维造型是用于描述模具结构和作为数控加工的依据,二维图纸是用于零件加工工艺设计的依据。

模具零件加工工艺设计,包括:加工工艺过程和工序设计;输出模具零件加工工艺履历书,包括:加工工艺过程流程图、工序作业指导书。

模具零件加工工艺设计,既有机械加工工艺设计的通用特征,又有自身的特殊要求。通用特征包括:

(1)基准的识别和确定

基准包括了零件基准和加工基准。零件基准是零件的装配面,加工基准一般应与零件基准重合。配合关系的识别和确定。模具是零件的组合体,识别模具零件间的配合关系,保证其配合精度,是工艺设计的目的。

(2)制造精度

制造精度是以零件尺寸公差、形位公差、表面粗糙度表示。工艺设计就是要确定采用怎样的工艺方法,在怎样的硬件、软件条件下,来满足和达到设计要求。

(3)工艺方法、路线的选择

如,压铸模具零件加工工艺,因压铸工艺的特点(高温熔融金属,在高速高压状态下成型),又有其特殊的工艺要求:

由于模具零件将在一定温度下工作,模具活动的工作部分的配合较之室温下,将会发生变化,因此,在相关零件加工时,配合间隙应考虑模具受热后膨胀的因素,有时甚至要经过试模后,才能最终确定加工尺寸。

由于模具零件的几何体形状的复杂程度不一,预设的型腔热膨胀系数可能发生局部的变化,影响到压铸件尺寸的变化,需要预留加工余量,经试模后再次加工。

对于压铸件要求的特殊性尺寸,应按照一定比例缩减公差带,不可按照压铸件图的标注公差带控制。

5.如何开展模具制造过程的工艺设计和管理

模具零件加工工艺设计职能,可在模具开发部门与设计平行单列相关的组织,也可在制造管理部门单列相关组织;当企业规模较大时,可设立公司级的工艺设计部门。工艺设计管理职责应归属公司主管技术工作的副总经理。

专业模具制造企业的工艺设计,不应是经验或操作惯性的延续,不应是口口相传或约定俗成,应是根据科学的计算、分析,辅以以往成功的经验,形成的可传递、可复制、可记录、可修订、可留存的文件化技术资料;工序作业指导书应逐步采用标准作业方式;这需要改变传统的模具制造观念,用现代工业化的生产理念重新思考模具的制造过程。

专业模具制造企业开展工艺设计和管理工作,首先要培养、建立专业的工艺管理设计团队,要普及工艺知识和新产品开发规范。工艺设计不仅是工艺设计人员的事情,也是所有工序操作人员的事情,只有工艺设计、工序操作人员的工艺意识和水平的同时提升,才能保证企业整体工艺能力和水平的提升。

设计的标准化、模具零件的标准化、模具零件加工工艺的标准化,是模具零件加工工艺设计和管理的重要手段,也是提高工艺设计效率、降低工艺成本的途径;特别是工艺设计的基础标准,比如:模具零件分类、通用加工工艺、模具零件加工过程检验规程等,这些基础标准的建立,会大大减少工艺设计的工作量,有效提高设计效率。

(来源:中国模具网,2015-11-25,由华南理工大学研究生吴松琪供稿)



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