模具机械加工的基本理论

1、君子接物，度量宽厚，尤大地之博，无所不载。责君子接物，度量宽厚，尤大地之博，无所不载。责已甚严，责人甚轻。名高任重，气度雍容，望之俨已甚严，责人甚轻。名高任重，气度雍容，望之俨然，即之温然。然，即之温然。-梁启超梁启超 感 悟 人 生感 悟 人 生 第二章模具机械加工的基本理论龚兴厚龚兴厚()化工楼化工楼309第一节第一节 模具制造工艺规程编制模具制造工艺规程编制一、基本概念一、基本概念二、工艺规程制订原则和步骤二、工艺规程制订原则和步骤三、产品图样的工艺分析三、产品图样的工艺分析四、毛坯设计四、毛坯设计五、定位基准的选择五、定位基准的选择六、零件工艺路线分析与拟定六、零件工艺路线分析与拟定七

2、、加工余量与工序尺寸的确定七、加工余量与工序尺寸的确定八、工艺装备的选择八、工艺装备的选择模具加工工艺规程是规定模具零部件机械加工工艺模具加工工艺规程是规定模具零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。过程和操作方法等的工艺文件。模具的生产过程，是指将用户提供的产品信息和制模具的生产过程，是指将用户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、工艺性分析，设计成件的技术信息通过结构分析、工艺性分析，设计成模具；并基于此，将原材料经过加工、装配，转变模具；并基于此，将原材料经过加工、装配，转变为具有使用性能的成型工具的全过程。为具有使用性能的成型工具的全过程。 原材料的 运输、存放 生产准备

3、毛坯制造 机加工、热处理 装配 试模 包装、入库 一、基本概念一、基本概念模具制造模具制造工艺过程工艺过程可定义为：直接改变生产对象可定义为：直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置及性能，将其转变为成的形状、尺寸、相互位置及性能，将其转变为成品或半成品的过程。它是模具生产过程的主要部品或半成品的过程。它是模具生产过程的主要部分，即从生产准备到验收、试模合格之前，属于分，即从生产准备到验收、试模合格之前，属于制造工艺过程。制造工艺过程。零件的机械加工工艺过程零件的机械加工工艺过程(工艺路线或工艺流程工艺路线或工艺流程)：用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、用机械加工的方法，直接改变原材

4、料或毛坯的形状、尺寸和性能等，使之变为合格零件。尺寸和性能等，使之变为合格零件。装配工艺过程是将零件装配成部件或产品的过程。装配工艺过程是将零件装配成部件或产品的过程。工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成。工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。一个（或一组）工人，在一个一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点固定的工作地点（一（一台机床或一个钳工台），台机床或一个钳工台），对一个对一个（或同时对几个）（或同时对几个）工件所工件所连续完成连续完成的那部分工艺过程，称为的那部分工艺过程，称为工序工序

5、。它。它是工艺过程的基本单元，又是生产计划和成本核算是工艺过程的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。的基本单元。阶梯轴阶梯轴在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为的那一部分工序称为工步工步。加工表面与加工工具只。加工表面与加工工具只要改变一个，就应算作另一工步，如对同一个孔进要改变一个，就应算作另一工步，如对同一个孔进行钻孔、扩孔、铰孔，应作为三个工步。在工艺卡行钻孔、扩孔、铰孔，应作为三个工步。在工艺卡片中，按工序写出各加工工步，就规定了一个工序片中，按工序写出各加工工步，就规定了一个工序的具体操作方法及次序。的具体

6、操作方法及次序。当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。复合工步。在一个工步内由于被加工表面需切除的金属层较在一个工步内由于被加工表面需切除的金属层较厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次次走刀走刀。工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹所完成的那部分加工过程称为装夹所完成的那部分加工过程称为安装安装。安装是工。安装是工序的一部分。序的一部分。每一个工序

7、可能有一次安装，也可能有几次安装。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。在同一工序中，安装次数应尽量减少，这样既可以在同一工序中，安装次数应尽量减少，这样既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。工误差。为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使工件在一次安装中，可先后在机床上占转夹具，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个那部分工序，称一个工位工位。工厂制造产品工厂制造

8、产品(或零件或零件)的年产量，称为生产纲领。的年产量，称为生产纲领。1NQnab N为零件的生产纲领为零件的生产纲领(件件/年年)；Q为产品的生产纲为产品的生产纲领领(台台/年年)；n为每台产品中包含该零件的数量为每台产品中包含该零件的数量(件件/台台)；a为该零件备件的百分率；为该零件备件的百分率；b为该零件废品为该零件废品的百分率。的百分率。根据产品的生产纲领的大小和品种的多少，模具根据产品的生产纲领的大小和品种的多少，模具制造业的生产类型主要可分为：单件生产和成批制造业的生产类型主要可分为：单件生产和成批生产。生产。单件生产单件生产：单个地生产不同结构和不同尺寸的产：单个地生产不同结构和

9、不同尺寸的产品，并且很少重复。例如，重型机器制造、专业品，并且很少重复。例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。设备制造和新产品试制等。成批生产成批生产：一年中分批地制造相同的产品，制造：一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。例如，机床制造就是比较过程有一定的重复性。例如，机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：工艺规程是记述由毛坯加工成为零件的一种工艺工艺规程是记述由毛坯加工成为零件的一种工艺文件，它简要地规定了零件的加工顺序、

10、选用机文件，它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求以及必要的操作方法床、工具、工序的技术要求以及必要的操作方法等。因此，工艺规程具有指导生产和组织工艺准等。因此，工艺规程具有指导生产和组织工艺准备的作用，是生产中必不可少的技术文件。备的作用，是生产中必不可少的技术文件。二、工艺规程制定的原则和步骤二、工艺规程制定的原则和步骤1）技术上的先进性。）技术上的先进性。2）经济上的合理性。）经济上的合理性。3）有良好的劳动条件。）有良好的劳动条件。制定工艺规程的原则制定工艺规程的原则1）对产品装配图和零件图的分析与工艺审查。）对产品装配图和零件图的分析与工艺审查。2）确定生产类型

11、。）确定生产类型。3）确定毛坯的种类和尺寸。）确定毛坯的种类和尺寸。4）选择定位基准和主要表面的加工方法，拟定零）选择定位基准和主要表面的加工方法，拟定零件加工工艺路线。件加工工艺路线。5）确定各工序余量，计算工序尺寸、公差，提出）确定各工序余量，计算工序尺寸、公差，提出其技术要求。其技术要求。6）确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额。）确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额。7）填写工艺文件。）填写工艺文件。制定工艺规程的步骤制定工艺规程的步骤将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片，即为生将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片，即为生产准备和施工依据的技术文件，称为产准备和施工依据的技术文件，

12、称为工艺文件工艺文件。（1）工艺过程综合卡片）工艺过程综合卡片（2）工艺卡片）工艺卡片（3）工序卡片）工序卡片模具产品的生产，设计图纸就相当于工作指令，同模具产品的生产，设计图纸就相当于工作指令，同时也是设计工艺过程的基本原始资料。工艺人员在时也是设计工艺过程的基本原始资料。工艺人员在拟定工艺方案的时候，首先要认真领会该产品的功拟定工艺方案的时候，首先要认真领会该产品的功用和各零件的结构特点，分析它的工艺性，基准情用和各零件的结构特点，分析它的工艺性，基准情况以及应该采用什么样的加工方法。然后了解各项况以及应该采用什么样的加工方法。然后了解各项技术要求，分析关键所在，建立起如何保证加工质技术要

13、求，分析关键所在，建立起如何保证加工质量的概念。量的概念。三、产品图样的工艺分析三、产品图样的工艺分析零件结构的工艺性，是指所设计的零件在满足使零件结构的工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。零件结用要求的前提下制造的可行性和经济性。零件结构的工艺性好是指零件的结构形状在满足使用要构的工艺性好是指零件的结构形状在满足使用要求的前提下，按现有的生产条件能用较经济的方求的前提下，按现有的生产条件能用较经济的方法方便地加工出来。法方便地加工出来。机械零件都是根据使用需要而设计的，所以各个零件机械零件都是根据使用需要而设计的，所以各个零件的形状、尺寸相差很大。但如果从形体

14、上分析，都是的形状、尺寸相差很大。但如果从形体上分析，都是由单一的表面所组成，这些表面大致可分为：由单一的表面所组成，这些表面大致可分为： (1) 基本表面基本表面 属于一般常见的简单几何形状，如平属于一般常见的简单几何形状，如平面、圆柱面、圆球面以及由这些表面所派生的圆锥、面、圆柱面、圆球面以及由这些表面所派生的圆锥、圆台、棱柱、棱台等。圆台、棱柱、棱台等。 (2) 特形表面特形表面 都属较为复杂的曲线、曲面所组成，都属较为复杂的曲线、曲面所组成，如螺旋面、椭圆或椭球面、抛物面、双曲面及渐开线如螺旋面、椭圆或椭球面、抛物面、双曲面及渐开线或摆线齿轮表面等。或摆线齿轮表面等。 简单的零件可由一

15、种表面构成。复杂的零件，可能简单的零件可由一种表面构成。复杂的零件，可能由好几种表面所构成。需进一步分析各组成表面的连由好几种表面所构成。需进一步分析各组成表面的连接形式，在头脑里构成一个立体形象，而后才可以较接形式，在头脑里构成一个立体形象，而后才可以较为正确地选择加工方法，研究怎样入手加工。为正确地选择加工方法，研究怎样入手加工。零件的技术要求分析零件的技术要求分析零件的技术要求包括下列几个方面：零件的技术要求包括下列几个方面：（1）主要加工表面的尺寸精度；）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；）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；）主要

16、加工表面之间的相互位置精度；（4）零件表面质量；）零件表面质量；（5）零件材料、热处理要求及其他要求。）零件材料、热处理要求及其他要求。首先首先，根据零件主要表面的精度和表面质量的要求，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要的最终加工方法，初步确定为达到这些要求所需要的最终加工方法，然后然后再确定相应的中间工序及粗加工工序所需的加再确定相应的中间工序及粗加工工序所需的加工方法。例如：对于孔径不大的工方法。例如：对于孔径不大的IT7级精度的内孔，级精度的内孔，最终加工方法取精铰时，则精铰孔之前，通常要经最终加工方法取精铰时，则精铰孔之前，通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔

17、等加工。过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。加工表面之间的相对位置要求，包括表面之间的尺加工表面之间的相对位置要求，包括表面之间的尺寸联系和相对位置精度。认真分析零件图上尺寸的寸联系和相对位置精度。认真分析零件图上尺寸的标注及主要表面的位置精度，即可初步确定各加工标注及主要表面的位置精度，即可初步确定各加工表面的加工顺序。表面的加工顺序。零件的热处理会影响加工方法和加工余量的选择。零件的热处理会影响加工方法和加工余量的选择。例如：要求渗碳淬火的零件，热处理后一般变形较例如：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，工艺上要安大。对于零件上精度要求较高的表面，工艺上要安排精

18、加工工序（多为磨削加工），而且要适当加大排精加工工序（多为磨削加工），而且要适当加大精加工的工序加工余量。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、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、结构工艺性不好时，应提技术要求有错误或遗漏、结构工艺性不好时，应提出修改意见。但修改时必须征得设计人员的同意，出修改意见。但修改时必须征得设计人员的同意，并经过一定的审批手续。并经过一定的审批手续。四、毛坯设计四、毛坯设计毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。供进一步加工用的生

19、产对象。重要性：正确选择毛坯，对降低生产成本作用较大；重要性：正确选择毛坯，对降低生产成本作用较大；对于模具零件加工的工艺性以及模具质量和寿命都有对于模具零件加工的工艺性以及模具质量和寿命都有很大的影响。很大的影响。毛坯形式的选择基于以下两点：毛坯形式的选择基于以下两点： 模具材料的类别：上模座、下模座、凸模、凹模、模具材料的类别：上模座、下模座、凸模、凹模、工作零件、一般结构件。工作零件、一般结构件。 模具零件几何形状特征和尺寸关系。模具零件几何形状特征和尺寸关系。毛坯形式原型材锻造件铸造件半成品件型材（型材（section bar）是铁或钢以及具有一定强度和韧）是铁或钢以及具有一定强度和韧

20、性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制，挤性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制，挤出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。原型材是指利用冶金材料厂提供的各种截面的棒料、原型材是指利用冶金材料厂提供的各种截面的棒料、丝料、板料或其他形状截面的型材，经过下料以后直丝料、板料或其他形状截面的型材，经过下料以后直接送往加工车间进行表面加工的毛坯。接送往加工车间进行表面加工的毛坯。原 型 材原 型 材锻造件锻造件锻件毛坯是经原型材下料，再通过锻造获得合理的锻件毛坯是经原型材下料，再通过锻造获得合理的几何形状和尺寸的坯料。几何形状和尺寸的坯料。锻造

21、的目的锻造的目的通过锻造，打碎共晶网状碳化物，并使碳化物分布通过锻造，打碎共晶网状碳化物，并使碳化物分布均匀，晶粒组织细化，才能充分发挥材料的力学性均匀，晶粒组织细化，才能充分发挥材料的力学性能，提高模具零件的加工工艺性和使用寿命。能，提高模具零件的加工工艺性和使用寿命。锻件毛坯锻件毛坯模具零件锻造的几何形状多为圆柱形、原板形、矩模具零件锻造的几何形状多为圆柱形、原板形、矩形，也有少数为形，也有少数为T形、形、L形、形、形等形状。形等形状。锻件下料尺寸的确定：锻件下料尺寸的确定：在圆棒料的下料长度在圆棒料的下料长度(L)和圆棒料的直径和圆棒料的直径(d)的关的关系上，应满足系上，应满足L =(

22、1.252.5)d。在满足上述关系。在满足上述关系的前提下，尽量选用小规格的圆棒料。的前提下，尽量选用小规格的圆棒料。锻件毛坯下料尺寸的确定：锻件毛坯下料尺寸的确定：计算锻件坯料体积计算锻件坯料体积V坯坯：V坯坯 = V锻锻 KV锻锻为锻件的体积；为锻件的体积；K为损耗系数；为损耗系数；K = 1.051.10 总损耗量：烧损量、切头损耗、芯料损耗总损耗量：烧损量、切头损耗、芯料损耗加工余量：为保证加工精度和工件尺寸，在工艺加工余量：为保证加工精度和工件尺寸，在工艺设计时预先增加而在加工时去除的一部分工件尺设计时预先增加而在加工时去除的一部分工件尺寸量。寸量。总损耗量：烧损量、切头损耗、芯料损

23、耗总损耗量：烧损量、切头损耗、芯料损耗烧损量包括坯料在加热和锻打时产生的氧化皮而形成烧损量包括坯料在加热和锻打时产生的氧化皮而形成的材料损耗，它和坯料加热次数、加热条件有关。的材料损耗，它和坯料加热次数、加热条件有关。切头损耗指在锻造时由于切除锻件两端不平和裂纹部切头损耗指在锻造时由于切除锻件两端不平和裂纹部分的损耗，一般较小锻件不考虑这部分损耗。分的损耗，一般较小锻件不考虑这部分损耗。芯料损耗指锻件需要冲孔而产生的损耗。芯料损耗指锻件需要冲孔而产生的损耗。计算锻件坯料尺寸：计算锻件坯料尺寸：理论圆棒料直径理论圆棒料直径D理为理为圆棒料的直径按现有棒料的直径规格选取，当圆棒料的直径按现有棒料的

24、直径规格选取，当D理理比比较接近实有规格时，较接近实有规格时，D实实D理理 。圆棒料的长度。圆棒料的长度 L实实应应根据锻件毛坯的质量和选定的坯料直径，查选棒料根据锻件毛坯的质量和选定的坯料直径，查选棒料长度重量表确定。计算完长度重量表确定。计算完D实实和和L实实后应验证锻造比，后应验证锻造比，如果不符合要求，应重新选择如果不符合要求，应重新选择D实实。30.637DV理坯冲压模具的上模座和下模座、大型塑料模的框架、吹塑模具冲压模具的上模座和下模座、大型塑料模的框架、吹塑模具和注射模具中的铸造铝合金、大中型冲压成形模的工作零件和注射模具中的铸造铝合金、大中型冲压成形模的工作零件等均为铸件。等均

25、为铸件。对于铸件的质量要求主要有：对于铸件的质量要求主要有：1）化学成分和力学性能应符合图样规定的材料牌号标准；）化学成分和力学性能应符合图样规定的材料牌号标准；2）铸件的形状和尺寸要求应符合铸件图的规定；）铸件的形状和尺寸要求应符合铸件图的规定；3）铸件的表面应进行清砂处理；去除结疤、飞边和毛刺；）铸件的表面应进行清砂处理；去除结疤、飞边和毛刺；4）铸件内部，特别是靠近工作面处不得有气孔、砂眼、裂纹）铸件内部，特别是靠近工作面处不得有气孔、砂眼、裂纹等缺陷；非工作面不得有严重的疏松和较大的缩孔；等缺陷；非工作面不得有严重的疏松和较大的缩孔；5）铸件应及时进行热处理，铸钢件依据牌号确定热处理工

26、艺，）铸件应及时进行热处理，铸钢件依据牌号确定热处理工艺，一般以完全退火为主，退火后硬度不大于一般以完全退火为主，退火后硬度不大于229HBS ；铸铁件；铸铁件应进行时效处理，以消除内应力和改善加工性能，铸铁件热应进行时效处理，以消除内应力和改善加工性能，铸铁件热处理后的硬度不大于处理后的硬度不大于269HBS 。铸件铸件金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度 HBS(布氏硬度布氏硬度)是硬度指标。布氏硬度是根据压痕是硬度指标。布氏硬度是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值，它不适用单位表面积上的载荷大小来计算硬度值，它不适用于测定硬度较

27、高的材料。于测定硬度较高的材料。 布氏硬度布氏硬度F(载荷载荷)/A凹凹（压痕球形表面积）（压痕球形表面积） HT200指的是最低抗拉强度为指的是最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。的灰铸铁。HT250指的是最低抗拉强度为指的是最低抗拉强度为250MPa的灰铸铁。的灰铸铁。塑料注射模标准模架的应用日益广泛。当采购这些半塑料注射模标准模架的应用日益广泛。当采购这些半成品后，再进行成形表面和相关部位的加工，对于降成品后，再进行成形表面和相关部位的加工，对于降低模具成本和缩短模具制造周期都是大有好处的。这低模具成本和缩短模具制造周期都是大有好处的。这种毛坯形式应该成为模具零件毛坯的主要形式。种毛坯形

28、式应该成为模具零件毛坯的主要形式。半 成 品 件半 成 品 件考考你考考你？1.什么是模具加工工艺规程、工序、工步？什么是模具加工工艺规程、工序、工步？2.零件的技术要求包括哪几个方面？零件的技术要求包括哪几个方面？本次课结束！本次课结束！五、定位基准的选择五、定位基准的选择重要意义：定位基准选择的好坏，不仅影响零件加重要意义：定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。很大的影响。一般来讲，基准就是零件上用以确定其他点、线、一般来讲，基准就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。面的位置

29、所依据的点、线、面。基准基准设计基准设计基准工艺基准工艺基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准在零件图上用以确定其他点、在零件图上用以确定其他点、线、面的基准线、面的基准零件在加工和装配过程中所零件在加工和装配过程中所使用的基准。使用的基准。基准基准加工时使工件在机床或夹具加工时使工件在机床或夹具中占据一正确位置中占据一正确位置用以测量已加工表面尺寸及用以测量已加工表面尺寸及位置的基准位置的基准装配时用以确定零件在部件装配时用以确定零件在部件或产品中的位置或产品中的位置工 件 的 安 装 方 式工 件 的 安 装 方 式安装方式安装方式直接找正法直接找正法划线找正法划线找正法采用

30、夹具安装采用夹具安装安装：定位安装：定位夹紧夹紧影响：加工精度、工件安装的快慢、稳定性、生产率影响：加工精度、工件安装的快慢、稳定性、生产率直接找正法直接找正法具体的方式是在工件直接装在机床上后，用千分表具体的方式是在工件直接装在机床上后，用千分表或划针，以目测法校正工件的正确位置，一边校验，或划针，以目测法校正工件的正确位置，一边校验，一边找正，直至合乎要求。直接找正法的定位精度一边找正，直至合乎要求。直接找正法的定位精度和找正的快慢，取决于找正的方法、找正工具和工和找正的快慢，取决于找正的方法、找正工具和工人的技术水平。它的缺点是花费时间多，生产率低，人的技术水平。它的缺点是花费时间多，生

31、产率低，且要凭经验操作，对工人技术水平要求高。故仅用且要凭经验操作，对工人技术水平要求高。故仅用于单件、小批量生产中。此外，对工件的定位精度于单件、小批量生产中。此外，对工件的定位精度要求较高，例如误差小于要求较高，例如误差小于0.010.05mm时，如果时，如果采用夹具，因其本身有制造误差，而难以达到要求，采用夹具，因其本身有制造误差，而难以达到要求，就不得不使用精密量具和由较高技术的工人用直接就不得不使用精密量具和由较高技术的工人用直接找正法来定位，以达到其精度要求。找正法来定位，以达到其精度要求。直接找正直接找正百分表找正百分表找正划线找正法划线找正法此法是在机床上用划针按毛坯或半成品上

32、所划的线此法是在机床上用划针按毛坯或半成品上所划的线来找正工作，使其获得正确位置的一种方法。来找正工作，使其获得正确位置的一种方法。该法多用于生产批量较小，毛坯精度低，以及大型该法多用于生产批量较小，毛坯精度低，以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。工件等不宜使用夹具的粗加工中。划线找正划线找正采用夹具安装采用夹具安装夹具是机床的一种附加装置，它在机床上相对刀具夹具是机床的一种附加装置，它在机床上相对刀具的位置，在工件未安装前以预先调整好，所以在加的位置，在工件未安装前以预先调整好，所以在加工一批工件时，不必再逐个找正定位，就能保证加工一批工件时，不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求，既

33、省工又省事，是先进的定位方法，工的技术要求，既省工又省事，是先进的定位方法，在成批和大量生产中广泛应用。在成批和大量生产中广泛应用。包括粗基准的选择和最终工序（含中间工序）所用包括粗基准的选择和最终工序（含中间工序）所用的精基准的选择的精基准的选择粗基准的选择粗基准的选择1）具有不加工表面的工件，一般应选择不加工表面）具有不加工表面的工件，一般应选择不加工表面为粗基准。若工件有几个不加工表面，则粗基准应为粗基准。若工件有几个不加工表面，则粗基准应选位置精度要求较高者，以达到壁厚均匀、外形对选位置精度要求较高者，以达到壁厚均匀、外形对称等要求。称等要求。定 位 基 准 的 选 择定 位 基 准

34、的 选 择2）对于具有较多加工表面的工件粗基准的选择，应）对于具有较多加工表面的工件粗基准的选择，应按下述原则合理分配各加工表面的加工余量：按下述原则合理分配各加工表面的加工余量：应保证各加工表面都有足够的加工余量。为保证应保证各加工表面都有足够的加工余量。为保证此项要求，粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表此项要求，粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表面；面；对于某些重要的表面（如滑道和重要的内孔等），对于某些重要的表面（如滑道和重要的内孔等），应尽可能使其加工余量均匀，对滑道的加工余量要应尽可能使其加工余量均匀，对滑道的加工余量要求尽可能小，以便获得硬度和耐磨性更好且均匀的求尽可能小，以便获得

35、硬度和耐磨性更好且均匀的表面；表面；使工件上各加工表面金属切除余量最小。为了保使工件上各加工表面金属切除余量最小。为了保证该项目要求，应选择工件上加工面积较大、形状证该项目要求，应选择工件上加工面积较大、形状比较复杂、加工劳动量较大的表面为粗基准。比较复杂、加工劳动量较大的表面为粗基准。3）粗基准的表面应尽量平整、没有浇口、冒口或飞）粗基准的表面应尽量平整、没有浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷。以便使工件定位可靠，夹紧方边等其他表面缺陷。以便使工件定位可靠，夹紧方便。便。4）表面粗糙且精度低的毛坯粗基准的选择：一般情）表面粗糙且精度低的毛坯粗基准的选择：一般情况下，同一尺寸方向上的粗基准表面只能

36、使用一次。况下，同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。否则，因重复使用所产生的定位误差，会引起相应否则，因重复使用所产生的定位误差，会引起相应加工表面间出现较大的位置误差。加工表面间出现较大的位置误差。精基准的选择精基准的选择在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，这种定位基面称为精基准。精基准的选择不仅影响这种定位基面称为精基准。精基准的选择不仅影响工件的加工质量，而且与工件安装是否方便可靠也工件的加工质量，而且与工件安装是否方便可靠也有很大的关系，选择精基准的原则如下：有很大的关系，选择精基准的原则如下：1）尽可能选用加工表面的设计基准为精

37、基准，避免）尽可能选用加工表面的设计基准为精基准，避免基准不重合造成的定位误差。这一原则就是基准不重合造成的定位误差。这一原则就是“基准基准重合重合”的原则。的原则。2）当工件以某一种精基准定位，可以比较方便地加）当工件以某一种精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，这就是组精基准定位，这就是“基准统一基准统一”原则。原则。3）有些精加工和光整加工工序应遵循）有些精加工和光整加工工序应遵循“自为基准自为基准”原则。原则。4）定为基准的选择应便于工件的安装与加工，并使）定为基准的选择应便于工件的安装与加工，

38、并使夹具的结构简单。夹具的结构简单。六、零件工艺路线分析与拟定六、零件工艺路线分析与拟定工艺路线的拟定是制定工艺过程的整体布局。其主要工艺路线的拟定是制定工艺过程的整体布局。其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目等。个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目等。拟定工艺路线拟定工艺路线定位基准的合理选择定位基准的合理选择表面加工方法表面加工方法加工阶段划分加工阶段划分工序的集中与分散工序的集中与分散加工顺序加工顺序1.首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度首先要保证加工表面的加工精度和表面粗

39、糙度的要求。的要求。2.工件材料的性质对加工方法的选择也有影响。工件材料的性质对加工方法的选择也有影响。3.表面加工方法的选择，除了首先保证质量要求表面加工方法的选择，除了首先保证质量要求外，还应考虑生产效率和经济性的要求。外，还应考虑生产效率和经济性的要求。4.为了能够正确地选择加工方法，还要考虑本厂、为了能够正确地选择加工方法，还要考虑本厂、本车间现有设备情况及技术条件。本车间现有设备情况及技术条件。表 面 加 工 方 法 的 选 择表 面 加 工 方 法 的 选 择加 工 阶 段 的 划 分加 工 阶 段 的 划 分(1) 粗加工阶段粗加工阶段主要任务是切除加工表面上的大部分余量，使主要

40、任务是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段，加工精度要求不高，毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段，加工精度要求不高，切削用量、切削力都比较大，所以粗加工阶段应考虑的主要是如何切削用量、切削力都比较大，所以粗加工阶段应考虑的主要是如何提高劳动生产率。提高劳动生产率。(2) 半精加工阶段半精加工阶段为主要表面的精加工做好必要的精度和余量为主要表面的精加工做好必要的精度和余量准备，并完成一些次要表面的加工准备，并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、切槽等如钻孔、攻螺纹、切槽等)。对于。对于加工精度要求不高的表面或零件，经半精加工后即可达到其加工要加工精度要

41、求不高的表面或零件，经半精加工后即可达到其加工要求。求。(3) 精加工阶段精加工阶段使对精度要求高的表面达到规定的质量要求。使对精度要求高的表面达到规定的质量要求。要求的加工精度较高，各表面的加工余量和切削用量都比较小。要求的加工精度较高，各表面的加工余量和切削用量都比较小。(4) 光整加工阶段光整加工阶段主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和减主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和减小表面粗糙度，一般不能纠正形状和位置误差。对尺寸精度和表面小表面粗糙度，一般不能纠正形状和位置误差。对尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表面才安排光整加工。粗糙度要求特别高的表面才安排光整加工。工艺过程分阶段的主要原因

42、是：工艺过程分阶段的主要原因是：（1）保证加工质量）保证加工质量在机加工中要想一刀就能切出很高的精度是很难做在机加工中要想一刀就能切出很高的精度是很难做到的。零件在粗加工阶段因为余量大，产生的切削力和切削热就很大，所需的到的。零件在粗加工阶段因为余量大，产生的切削力和切削热就很大，所需的夹紧力也很大，因而工件的变形就大，所以粗加工阶段不可能达到高的加工精夹紧力也很大，因而工件的变形就大，所以粗加工阶段不可能达到高的加工精度和较小的表面粗糙度数值。再进行半精加工、精加工，逐步减小切削用量、度和较小的表面粗糙度数值。再进行半精加工、精加工，逐步减小切削用量、切削力和切削热。可以逐步减小或消除先行工

43、序的加工误差，减小表面粗糙度，切削力和切削热。可以逐步减小或消除先行工序的加工误差，减小表面粗糙度，最后达到设计图样所规定的加工要求。最后达到设计图样所规定的加工要求。（2）合理使用设备）合理使用设备粗加工阶段可采用功率大、刚度好、精度低、效率粗加工阶段可采用功率大、刚度好、精度低、效率高的机床进行加工，以提高生产率。精加工阶段可采用高精度机床和工艺装备，高的机床进行加工，以提高生产率。精加工阶段可采用高精度机床和工艺装备，严格控制有关的工艺因素，以保证加工零件的质量要求。充分发挥各类机床的严格控制有关的工艺因素，以保证加工零件的质量要求。充分发挥各类机床的性能、特点，做到合理使用，延长高精度

44、机床的使用寿命。性能、特点，做到合理使用，延长高精度机床的使用寿命。（3）便于安排热处理工序）便于安排热处理工序工艺过程分阶段进行，便于在各加工阶段工艺过程分阶段进行，便于在各加工阶段之间穿插安排必要的热处理工序，对一些精密零件，粗加工后安排去除内应力之间穿插安排必要的热处理工序，对一些精密零件，粗加工后安排去除内应力的时效处理，可以减小工件的内应力，从而减小内应力引起的变形对加工精度的时效处理，可以减小工件的内应力，从而减小内应力引起的变形对加工精度的影响。在半精加工后安排淬火处理，不仅能满足零件的性能要求，也使零件的影响。在半精加工后安排淬火处理，不仅能满足零件的性能要求，也使零件的粗加工

45、和半精加工容易，零件因淬火产生的变形又可以通过精加工消除。的粗加工和半精加工容易，零件因淬火产生的变形又可以通过精加工消除。（4）便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面由于工艺过由于工艺过程分阶段进行，在粗加工各表面之后，可及时发现毛坯缺陷程分阶段进行，在粗加工各表面之后，可及时发现毛坯缺陷(气孔、砂眼和加工气孔、砂眼和加工余量不足等余量不足等)，以便修补或发现废品，以免将本应报废的工件继续进行精加工，以便修补或发现废品，以免将本应报废的工件继续进行精加工，浪费工时和制造费用。浪费工时和制造费用。在加工内容相同的前提下，如果在每道工序中安排的在加工内容相同的前

46、提下，如果在每道工序中安排的加工内容多，加工内容多，则一个零件的加工可集中在少数几道工则一个零件的加工可集中在少数几道工序内完成，工序少，称为序内完成，工序少，称为工序集中工序集中。在每道工序所安。在每道工序所安排的加工内容少，一个零件的加工分散在很多道工序排的加工内容少，一个零件的加工分散在很多道工序内完成，工序多，称为内完成，工序多，称为工序分散工序分散。工 序 的 集 中 与 分 散工 序 的 集 中 与 分 散工序集中具有以下特点：工序集中具有以下特点：工件在一次装夹后，可以加工多个表面，能较好地保证表面之间的相工件在一次装夹后，可以加工多个表面，能较好地保证表面之间的相互位置精度；可

47、以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床互位置精度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。产组织工作。工序分散具有以下特点：工序分散具有以下特点：机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。设备数量多，操作工人多，生产面积大。设备数量多，操

48、作工人多，生产面积大。在一般情况下，单件小批生产多为工序集中，大批、在一般情况下，单件小批生产多为工序集中，大批、大量生产则工序集中和分散二者兼有。需根据具体情大量生产则工序集中和分散二者兼有。需根据具体情况，通过技术经济分析来决定。况，通过技术经济分析来决定。加 工 顺 序 的 安 排加 工 顺 序 的 安 排切削加工顺序的安排原则：切削加工顺序的安排原则：1）先粗后精。）先粗后精。即先进行粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工即先进行粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。和光整加工。2）先主后次。）先主后次。先加工主要表面，后加工次要表面。零件的工作表面、先加工主要表面，后加工

49、次要表面。零件的工作表面、装配基面等应先加工。而键槽、螺孔等往往和主要表面之间有相互位置要装配基面等应先加工。而键槽、螺孔等往往和主要表面之间有相互位置要求，一般应安排在主要表面之后加工。求，一般应安排在主要表面之后加工。3）基面先行。）基面先行。先加工基准表面，后加工其他表面。在零件加工的各先加工基准表面，后加工其他表面。在零件加工的各阶段，应先把基准面加工出来，以便后续工序用它来定位加工其他表面。阶段，应先把基准面加工出来，以便后续工序用它来定位加工其他表面。4）先面后孔。）先面后孔。先加工平面，后加工内孔。对于箱体、模板类零件平先加工平面，后加工内孔。对于箱体、模板类零件平面轮廓尺寸较大

50、，用它定位，稳定可靠，一般总是先加工出平面作精基准，面轮廓尺寸较大，用它定位，稳定可靠，一般总是先加工出平面作精基准，然后加工内孔。然后加工内孔。热处理工序的安排热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件热处理的目的。零件热处理的目的。(1)改善金属组织和加工性能的热处理工序，如改善金属组织和加工性能的热处理工序，如退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前、后。退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前、后。(2)提高零件硬度和耐磨性的热处理工序，如淬提高零件硬度和耐磨性的热处理工序，如淬火、渗碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加火、渗碳淬

51、火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。渗氮处理温度低、变形小，且工、光整加工之前。渗氮处理温度低、变形小，且渗氮层较薄，渗氮工序应尽量靠后，如安排在工件渗氮层较薄，渗氮工序应尽量靠后，如安排在工件粗磨之后，精磨、光整加工之前。粗磨之后，精磨、光整加工之前。(3)时效处理工序，时效处理的目的在于减小或时效处理工序，时效处理的目的在于减小或消除工件的内应力，一般在粗加工之后精加工之前消除工件的内应力，一般在粗加工之后精加工之前进行。对于高精度的零件，在加工过程中常进行多进行。对于高精度的零件，在加工过程中常进行多次时效处理。次时效处理。辅助工序安排辅助工序安排辅助工序主要包括检验、去

52、毛刺、清洗、防锈、刻辅助工序主要包括检验、去毛刺、清洗、防锈、刻字等。其中检验工序是主要的辅助工序。为保证产字等。其中检验工序是主要的辅助工序。为保证产品质量，及时剔除废品，防止浪费工时，并使责任品质量，及时剔除废品，防止浪费工时，并使责任明确，检验工序一般安排在零件粗加工或半精加工明确，检验工序一般安排在零件粗加工或半精加工结束之后；重要工序加工前后；零件送外车间结束之后；重要工序加工前后；零件送外车间(如热如热处理处理)加工之前；零件全部加工结束之后。加工之前；零件全部加工结束之后。退火、正火、调质、时效、退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、氮化淬火、回火、渗碳、氮化退火是一种金属热

53、处理工艺，指的是将金属缓慢加热退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。织，消除组织缺陷。正火，又称常化，是将工件加热至正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或或Accm以上以上3050，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目

54、的是喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。因此生产中尽可能采用正火来代替退火。调质：调整钢综合力学性能的热处理工艺，即淬火后调质：调整钢综合力学性能的热处理工艺，即淬火后又高温回火的双重热

55、处理。又高温回火的双重热处理。调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，它们承受调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的表面着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。总之，零件还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。总之，零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在和机构的结构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造

56、中的大型部件，调质处理用得更是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。多因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保温时，其性能随时间而变化的放置或稍高于室温保温时，其性能随时间而变化的现象。现象。淬火：将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，淬火：将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、贝氏体和奥氏体等的热处理工变组织，如马氏体、贝氏体和

57、奥氏体等的热处理工艺。艺。回火是工件淬硬后加热到回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。回火一般紧接着淬火进行，其目的是：回火一般紧接着淬火进行，其目的是：(a)消除工消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；性能要求；(c)稳定组织与尺寸，保证精度；稳定组织与尺寸，保证精度；(d)改改善和提高加工性能。因此，回火是工件获得所需善和提高加工性能。因此

58、，回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。按回火温度范围，回性能的最后一道重要工序。按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。火可分为低温回火、中温回火和高温回火。渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中碳介质中,加热到加热到900-950摄氏度的单相奥氏体区摄氏度的单相奥氏体区,保保温足够时间后温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层入钢件表层,从而获得表层高碳从而获得表层高碳,

59、心部仍保持原有成分心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。硬度，提高其耐磨程度。公差：实际参数值的允许变动量。参数，既包括机公差：实际参数值的允许变动量。参数，既包括机械加工中的几何参数，也包括物理、化学、电学等械加工中的几何参数，也包括物理、化学、电学等学科的参数。所以说公差是一个使用范围很广的概学科的参数。所以说公差是一个使用范围很广的概念。对于机械制造来说，制定公差的目的就是为了念。对于机械制造来说，制

60、定公差的目的就是为了确定产品的几何参数，使其变动量在一定的范围之确定产品的几何参数，使其变动量在一定的范围之内，以便达到互换或配合的要求。内，以便达到互换或配合的要求。几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。差等。尺寸公差。指允许尺寸的变动量，等于尺寸公差。指允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。形状公差。指单一实际要素的形状所允许的变形状公差。指单一实际要素的形状所允许的变动全量，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、动全量，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度线