1、模具制造工艺设计概述

1.1 工艺设计工艺设计是优化配置工艺资源，合理编排工艺过程的一门艺术，是生产中的关键性工作。工艺设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序，以便能按设计要求生产出合格的成品零件。工艺设计的主要内容有：(1)选择加工方法及采用的机床、刀具、夹具和其他工装设备等；(2)安排合理的加工顺序；(3)选择基准，确定加工余量和毛坯，计算工序尺寸和公差；(4)选用合理的切削用量；(5)计算时间定额和加工成本；(6)编制包含上述所有资料的工艺文件。

工艺设计包含的内容和基本流程为：设计部门(设计图纸)工艺部门(工艺审查记录单)，设计部门(设计修改)、工艺部门(工艺总方案)一设备、工装、物资准备*试制、产品设计图纸、工艺文件定型。

1.2 模具制造工艺设计特点由于模具零件形状的复杂性及特殊性，在实践中，很难将其制造工艺按某种固定的模式进行编制。各厂家因其设备状况、技术水平不同，对相同的模具零件，所编制的工艺也可能完全不同。同一个模具零件可以有多种不同的加工工艺，制定制造工艺时需要考虑的因素多，很难确定一个通用的工艺方案。跟一般机械制造相比，模具制造工艺的明显特点是：(1)模具是一种典型的面向订单的单件产品，几乎每一次生产都带有试制性，需要经过设计、制造、试模、修模的多次反复，而且经验依赖性强。(2)相关的模具零件间经常需要配做，加工工序相互关联。(3)模具零件材料硬度高，制造质量要求高。

常用的模具的加工方法主要有机械加工和特种加工两种。常用的机械加工有车削、铣削、刨削、磨削。常用的特种加工有电火花成形加工与电火花线切割加工。

模具制造工艺设计需要考虑的因素较多，一般包括：(1)模具的类型、结构。模具按其工作方式可以分为刃口类和成形类两种，其中刃口类主要包括冲裁模，成形类包括成形冲模、锻模、压铸模和注塑模等。刃口类模具的工作零件通常需要采用电火花线切割加工，而成形类模具的工作零件通常需要采用电火花成形加工。(2)零件的结构形状、尺寸大小、零件表面加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一表面的加工方法往往有若干种，实际选择时还要结合模具的类型、零件的结构形状、尺寸大小以及材料和热处理的要求全面考虑。例如对于IT7级精度的孔，采用镬削、铰削、拉削和磨削均可达到要求，但型腔体上的孔，一般不宜选择拉削和磨削，常选择镇孔或铰孔，孔径大时选择镬孔，孔小时选择铰孔。(3)零件材料的性质。材料的性质对加工工艺的选择也有影响。例如淬火钢应采用磨削加工，有色金属零件，为避免磨削时堵塞砂轮，一般采用高速铣或高速精密车削进行精加工。(4)生产效率和经济性的要求。大批量生产时，应尽量采用高效率的先进的工艺方法，如内孔和平面可采用拉削取代普通的铣、刨和锤孔方法。此外，任何一种加工方法，可以获得的加工精度和表面质量均有一个范围。但只有在一定的精度范围内才是经济的，这种一定范围的加工精度，即为该种加工方法的经济精度。选择加工方法时，应以零件的精度要求选择与经济精度相适咸的加工方法。例如IT7级精度、表面粗糙度Ra值为0.4的外圆，通过精车虽可到达要求。但在经济上就不如磨削合理。(5)企业的设备情况和技术条件。模具加工工艺既要满足模具零件的技术要求还要与现场制模条件、技术水平相适应。

因此，模具制造中，同一个模具零件可选择的工艺路线很多，不存在普遍通用的工艺路线。

2.模具CAPP系统的功能分析

模具CAPP系统中的大量工艺数据是安排和组织生产的依据，同时也是设备、劳资、生产、财务等部门管理的依据，CAPP系统中工艺数据至关重要的。作为企业信息化建设中的一部分，CAPP应从设计、管理、集成等多方面来解决企业的工艺设计问题。

为了适应极其错综复杂的制造环境，模具企业工艺设计对CAPP系统提出以下功能要求：

(1)模具产品结构的描述。基于产品结构进行工艺设计，可以直观、方便、快捷地查找和管理工艺文件。模具CAPP系统应能完整地描述模具各组成零件及其相互关系，为模具工艺规划提供必要的模具零件几何特征和结构描述信息。

(2)资源的利用。所谓资源就是工艺设计需要支配工艺资源数据(设备、工装物料和人力等)，需要应用工艺技术支撑数据(工艺规范、国家/企业技术标准)，需要参考工艺技术基础数据(工艺样板、工艺档案)。CAPP系统应广泛而灵活地提供资源内容和资源使用方式。

(3)工艺设计及管理。模具工艺设计过程包括工艺管理、工艺设计、工艺汇总、工艺设计管理、工艺设计流程、工艺设计的后处理、工艺标准化、客户化加工工艺信息的描述等。由于不同的用户可能采用不同的工艺信息描述格式，模具CAPP系统应能完整地描述模具组成零件的加工工艺，以便根据需要，转换成不同的工艺文件格式如工艺过程综合卡、机械加工工艺卡和机械加工工序卡等。

(4)设备资源信息的描述。工艺人员对模具零件进行工艺规划时，需根据设备资源信息确定相应的工艺路线。模具CAPP系统应能完备地描述设备的信息，包括静态信息和动态信息(静态信息主要包括设备的加工能力描述和设备的管理信息描述，动态信息主要是对设备负载情况的描述)。

(5)工艺规划的协同性和并行性。一副模具通常由数十个甚至上百个零件组成，若所有的工艺设计(包括工艺路线的制定、作业指导书设计、工序图绘制、工装设计、数控程序设计、工时额定、热加工等辅助工艺设计等)由一个人单独完成，则需花费较长的时间。模具CAPP系统应提供支持多用户

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