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1、模具制造工藝設計概述

1.1 工藝設計工藝設計是優化配置工藝資源，合理編排工藝過程的一門藝術，是生產中的關鍵性工作。工藝設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，以便能按設計要求生產出合格的成品零件。工藝設計的主要內容有：(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。

工藝設計包含的內容和基本流程為：設計部門(設計圖紙)工藝部門(工藝審查記錄單)，設計部門(設計修改)、工藝部門(工藝總方案)一設備、工裝、物資準備*試制、產品設計圖紙、工藝文件定型。

1.2 模具制造工藝設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。各廠家因其設備狀況、技術水平不同，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品，幾乎每一次生產都帶有試制性，需要經過設計、制造、試模、修模的多次反復，而且經驗依賴性強。(2)相關的模具零件間經常需要配做，加工工序相互關聯。(3)模具零件材料硬度高，制造質量要求高。

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。

模具制造工藝設計需要考慮的因素較多，一般包括：(1)模具的類型、結構。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)零件的結構形狀、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，實際選擇時還要結合模具的類型、零件的結構形狀、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。材料的性質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)生產效率和經濟性的要求。大批量生產時，應盡量采用高效率的先進的工藝方法，如內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量均有一個范圍。但只有在一定的精度范圍內才是經濟的，這種一定范圍的加工精度，即為該種加工方法的經濟精度。選擇加工方法時，應以零件的精度要求選擇與經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。但在經濟上就不如磨削合理。(5)企業的設備情況和技術條件。模具加工工藝既要滿足模具零件的技術要求還要與現場制模條件、技術水平相適應。

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。

2.模具CAPP系統的功能分析

模具CAPP系統中的大量工藝數據是安排和組織生產的依據，同時也是設備、勞資、生產、財務等部門管理的依據，CAPP系統中工藝數據至關重要的。作為企業信息化建設中的一部分，CAPP應從設計、管理、集成等多方面來解決企業的工藝設計問題。

為了適應極其錯綜復雜的制造環境，模具企業工藝設計對CAPP系統提出以下功能要求：

(1)模具產品結構的描述。基于產品結構進行工藝設計，可以直觀、方便、快捷地查找和管理工藝文件。模具CAPP系統應能完整地描述模具各組成零件及其相互關系，為模具工藝規劃提供必要的模具零件幾何特征和結構描述信息。

(2)資源的利用。所謂資源就是工藝設計需要支配工藝資源數據(設備、工裝物料和人力等)，需要應用工藝技術支撐數據(工藝規范、國家/企業技術標準)，需要參考工藝技術基礎數據(工藝樣板、工藝檔案)。CAPP系統應廣泛而靈活地提供資源內容和資源使用方式。

(3)工藝設計及管理。模具工藝設計過程包括工藝管理、工藝設計、工藝匯總、工藝設計管理、工藝設計流程、工藝設計的后處理、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系統應能完整地描述模具組成零件的加工工藝，以便根據需要，轉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。

(4)設備資源信息的描述。工藝人員對模具零件進行工藝規劃時，需根據設備資源信息確定相應的工藝路線。模具CAPP系統應能完備地描述設備的信息，包括靜態信息和動態信息(靜態信息主要包括設備的加工能力描述和設備的管理信息描述，動態信息主要是對設備負載情況的描述)。

(5)工藝規劃的協同性和并行性。一副模具通常由數十個甚至上百個零件組成，若所有的工藝設計(包括工藝路線的制定、作業指導書設計、工序圖繪制、工裝設計、數控程序設計、工時額定、熱加工等輔助工藝設計等)由一個人單獨完成，則需花費較長的時間。模具CAPP系統應提供支持多用戶

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