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2007-09-13 14:46 |
模具制造工藝設(shè)計及CAPP系統(tǒng)的研究
作者：熊建武 周進 #nJ&`woZt
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1、模具制造工藝設(shè)計概述
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1.1 工藝設(shè)計工藝設(shè)計是優(yōu)化配置工藝資源，合理編排工藝過程的一門藝術(shù)，是生產(chǎn)中的關(guān)鍵性工作。工藝設(shè)計的主要任務是為被加工零件選擇合理的加工方法和加工順序，以便能按設(shè)計要求生產(chǎn)出合格的成品零件。工藝設(shè)計的主要內(nèi)容有：(1)選擇加工方法及采用的機床、刀具、夾具和其他工裝設(shè)備等；(2)安排合理的加工順序；(3)選擇基準，確定加工余量和毛坯，計算工序尺寸和公差；(4)選用合理的切削用量；(5)計算時間定額和加工成本；(6)編制包含上述所有資料的工藝文件。 5tl uS
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工藝設(shè)計包含的內(nèi)容和基本流程為：設(shè)計部門(設(shè)計圖紙)工藝部門(工藝審查記錄單)，設(shè)計部門(設(shè)計修改)、工藝部門(工藝總方案)一設(shè)備、工裝、物資準備*試制、產(chǎn)品設(shè)計圖紙、工藝文件定型。 c Y[qX/0~
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1.2 模具制造工藝設(shè)計特點由于模具零件形狀的復雜性及特殊性，在實踐中，很難將其制造工藝按某種固定的模式進行編制。各廠家因其設(shè)備狀況、技術(shù)水平不同，對相同的模具零件，所編制的工藝也可能完全不同。同一個模具零件可以有多種不同的加工工藝，制定制造工藝時需要考慮的因素多，很難確定一個通用的工藝方案。跟一般機械制造相比，模具制造工藝的明顯特點是：(1)模具是一種典型的面向訂單的單件產(chǎn)品，幾乎每一次生產(chǎn)都帶有試制性，需要經(jīng)過設(shè)計、制造、試模、修模的多次反復，而且經(jīng)驗依賴性強。(2)相關(guān)的模具零件間經(jīng)常需要配做，加工工序相互關(guān)聯(lián)。(3)模具零件材料硬度高，制造質(zhì)量要求高。 S#^-VZ~U4x
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常用的模具的加工方法主要有機械加工和特種加工兩種。常用的機械加工有車削、銑削、刨削、磨削。常用的特種加工有電火花成形加工與電火花線切割加工。 f2RIOL,
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模具制造工藝設(shè)計需要考慮的因素較多，一般包括：(1)模具的類型、結(jié)構(gòu)。模具按其工作方式可以分為刃口類和成形類兩種，其中刃口類主要包括沖裁模，成形類包括成形沖模、鍛模、壓鑄模和注塑模等。刃口類模具的工作零件通常需要采用電火花線切割加工，而成形類模具的工作零件通常需要采用電火花成形加工。(2)零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、零件表面加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一表面的加工方法往往有若干種，實際選擇時還要結(jié)合模具的類型、零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小以及材料和熱處理的要求全面考慮。例如對于IT7級精度的孔，采用鑊削、鉸削、拉削和磨削均可達到要求，但型腔體上的孔，一般不宜選擇拉削和磨削，常選擇鎮(zhèn)孔或鉸孔，孔徑大時選擇鑊孔，孔小時選擇鉸孔。(3)零件材料的性質(zhì)。材料的性質(zhì)對加工工藝的選擇也有影響。例如淬火鋼應采用磨削加工，有色金屬零件，為避免磨削時堵塞砂輪，一般采用高速銑或高速精密車削進行精加工。(4)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性的要求。大批量生產(chǎn)時，應盡量采用高效率的先進的工藝方法，如內(nèi)孔和平面可采用拉削取代普通的銑、刨和錘孔方法。此外，任何一種加工方法，可以獲得的加工精度和表面質(zhì)量均有一個范圍。但只有在一定的精度范圍內(nèi)才是經(jīng)濟的，這種一定范圍的加工精度，即為該種加工方法的經(jīng)濟精度。選擇加工方法時，應以零件的精度要求選擇與經(jīng)濟精度相適咸的加工方法。例如IT7級精度、表面粗糙度Ra值為0.4的外圓，通過精車雖可到達要求。但在經(jīng)濟上就不如磨削合理。(5)企業(yè)的設(shè)備情況和技術(shù)條件。模具加工工藝既要滿足模具零件的技術(shù)要求還要與現(xiàn)場制模條件、技術(shù)水平相適應。 g'1 ASMuR
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因此，模具制造中，同一個模具零件可選擇的工藝路線很多，不存在普遍通用的工藝路線。 t 'L#8 MJ
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2.模具CAPP系統(tǒng)的功能分析 U Zc%XZ`"V
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模具CAPP系統(tǒng)中的大量工藝數(shù)據(jù)是安排和組織生產(chǎn)的依據(jù)，同時也是設(shè)備、勞資、生產(chǎn)、財務等部門管理的依據(jù)，CAPP系統(tǒng)中工藝數(shù)據(jù)至關(guān)重要的。作為企業(yè)信息化建設(shè)中的一部分，CAPP應從設(shè)計、管理、集成等多方面來解決企業(yè)的工藝設(shè)計問題。 ELQc:
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為了適應極其錯綜復雜的制造環(huán)境，模具企業(yè)工藝設(shè)計對CAPP系統(tǒng)提出以下功能要求： hXz@ (cF
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(1)模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的描述。基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行工藝設(shè)計，可以直觀、方便、快捷地查找和管理工藝文件。模具CAPP系統(tǒng)應能完整地描述模具各組成零件及其相互關(guān)系，為模具工藝規(guī)劃提供必要的模具零件幾何特征和結(jié)構(gòu)描述信息。 `d. 4 L.],
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(2)資源的利用。所謂資源就是工藝設(shè)計需要支配工藝資源數(shù)據(jù)(設(shè)備、工裝物料和人力等)，需要應用工藝技術(shù)支撐數(shù)據(jù)(工藝規(guī)范、國家/企業(yè)技術(shù)標準)，需要參考工藝技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(工藝樣板、工藝檔案)。CAPP系統(tǒng)應廣泛而靈活地提供資源內(nèi)容和資源使用方式。 K44j-Ypb
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(3)工藝設(shè)計及管理。模具工藝設(shè)計過程包括工藝管理、工藝設(shè)計、工藝匯總、工藝設(shè)計管理、工藝設(shè)計流程、工藝設(shè)計的后處理、工藝標準化、客戶化加工工藝信息的描述等。由于不同的用戶可能采用不同的工藝信息描述格式，模具CAPP系統(tǒng)應能完整地描述模具組成零件的加工工藝，以便根據(jù)需要，轉(zhuǎn)換成不同的工藝文件格式如工藝過程綜合卡、機械加工工藝卡和機械加工工序卡等。 Ld3!2g2y7&
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(4)設(shè)備資源信息的描述。工藝人員對模具零件進行工藝規(guī)劃時，需根據(jù)設(shè)備資源信息確定相應的工藝路線。模具CAPP系統(tǒng)應能完備地描述設(shè)備的信息，包括靜態(tài)信息和動態(tài)信息(靜態(tài)信息主要包括設(shè)備的加工能力描述和設(shè)備的管理信息描述，動態(tài)信息主要是對設(shè)備負載情況的描述)。 >PMLjXK
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