模具制造技术 教学课件 刘华刚 机械加工工艺规程的编制

1、在线教务辅导网： :/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：第一章 机械加工工艺规程的编制 机械加工的相关概念；机械加工工艺规程的构成、制定方法和步骤；零件的结构工艺和技术要求分析，毛坯的选择；定位基准的选择；零件工艺路线的拟定；加工余量、工序尺寸及公差确实定，工艺尺寸链；机床与工艺装备的选择，切削用量与工时定额确实定；机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、机械加工工序卡。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 1、工艺过程与工艺规程，工序、工步、装夹和工位的根本概念； 2、零件的结构工艺和技术要求分析的内容；

2、3、零件的材料和毛坯的种类和选择原那么； 4、基准的分类，粗、精基准选择原那么；5、工件外表加工方法的选择，方案确实定。机加工顺序安排及热处理及辅助工序的安排；6、确定工序余量、工序尺寸及公差，掌握工艺尺寸链计算；了解机械加工工艺文件的内容及格式，能编一个较简单零件的工艺规程。 本章知识要点 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 第一节 概述一、生产过程将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。 投入前的技术准备 毛坯 制造 加工 过程 生产 效劳 装配 过程 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 二、工艺过程及其组成 生产过程中为

3、改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等。使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。1工序 工序是一个或一组工人。在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一局部工艺过程。它是组成工艺过程的根本单元。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 工序编号工 序 内 容设备1车两端面钻中心孔车床2车外圆（32留磨削余量）车槽并倒角车床3磨32外圆外圆磨床模柄的工艺过程阶梯轴工艺过程 1 2 3 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2工步 工步是在加工外表和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一局部工序。1工件在一次装夹

4、后连续进行假设干相同的工步时，常填写为一个工步 。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2复合工步 用几把刀具或复合刀具，同时加工同一工件上的几个外表，称为复合工步。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。 多刀加工 钻孔、锪锥面复合工步 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 3安装1定位工件在加工之前，应使其在机床上或夹具中处于一个正确的位置。2装夹工件具有正确位置及夹紧的过程称为装夹。3安装工件经一次装夹后所完成的那一局部工序称为安装。在工序中应尽量减少装夹次数。4进给刀具从被加工外表每切下一层金属层即称为一次进给。一个工步可

5、能只一次进给，也可能要几次进给。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 5工位为了完成一定的工序局部，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动局部一起，相对于刀具或设备的固定局部所占据的每一个位置称为工位。所示是利用万能分度头使工件依次处于工位、来完成对凸模槽的铣削加工。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 模柄：压入式模柄型式和尺寸材料：A3，A5。工艺规程的内容：1、工艺分析 ； 2、材料及毛坯的方式；3、工艺方案：外表加工方法 加工顺序、尺寸、热处理安排4、加工余量及尺寸；5、设备、刀具、量具；6、时间定额 模具技术系-模具

6、设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 第二节 零件的工艺分析 一、零件结构的工艺分析 根本外表 内、外圆柱外表、圆锥面和平面零件形状 特殊外表 螺旋面、渐开线齿轮外表、其它 成形外表各种零件大致分为五大类：轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体。分析零件制造的可行性、经济性 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 零件结构工艺性比较： 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 二、零件的技术要求分析1零件的技术要求：尺寸精度、几何形状精度、各外表的相互位置精度、外表质量、零件材料、热处理及其它要求。2通过分析

7、，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 第三节 毛坯的选择一、毛坯的种类和选择1意义：提高材料的利用率，降低本钱。 2、种类： 锻件-组织细密，强度、硬度和冲击韧性高 用于力学性能要求较高件。 铸件-流动性好，耐磨、减振，抗压强度较 好。用于形状复杂件焊接件-密封性能好，用于结构件。型材及板料一般力学性能适中，常用件 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2选择原那么1零件材料的工艺性及组织和力学性能要求。 凸、凹模 型芯-锻件 垫板、固定板-板件2零件的结构形状和尺寸

8、 模座铸件 直径差距大的阶梯轴3生产类型 箱体：大批量-铸件，单件-焊件4工厂生产条件 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 二、毛坯形状与尺寸确实定1毛坯余量加工总余量毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差。2毛坯公差 毛坯尺寸的制造公差。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 三、模具材料及毛坯 冲模模柄 Q235/20 棒料上下模座 HT200/HT400/45 铸件垫板、固定板、卸料板导料板 45/20 板料导柱/套 20 棒料凸、凹模T10 9SiCr 9Mn2V Cr12Cr12MoV CrWMn40Cr PMS SM2 锻件

9、模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 基 准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅加基准第四节 定位基准的选择 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 一、基准及其分类1设计基准在设计图样上所采用的基准称为设计基准 。 端面A是B、C基准轴线是外圆、内孔的基准 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2工艺基准 在工艺过程中采用的基准称为工艺基准1工序基准 在工序图上用来确定本工序 被加工外表加工后的尺寸、 形状、位置的基准称为工序基准 2定位基准在加工时，为了保证工件相对于机床

10、和刀具之间的正确位置即将工件定位所使用的基准称为定位基准。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 3测量基准 测量时所采用的基准称为测量基准。 4装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准 。 A 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 讨论：加工B时，设计基准？定位基准？ ABC 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 二、工件定位的根本原理1工件定位 确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定

11、位；使其在加工过程中保持位置不变的操作称为夹紧；定位、夹紧称为装夹 工件正确定位应满足的要求：1应使工件相对于机床处于一个正确的位置。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 凸模固定板加工时，为保证孔与面垂直，必须使面与机床的工作台面平行。2要保证加工精度，位于机床或夹具上的工件还必须相对于刀具有一个正确位置。1试切法试切测量调整再试切 多用于单件小批生产。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2工件定位的根本原理 可沿三个垂直坐标轴方向平移到任何位置，通常称工件沿三个垂直坐标轴具有移动的自由度；绕三个坐标轴具有转动的自由度。

12、模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 三、定位基准的选择1粗基准1定义：机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的外表做定位基准，这种定位基准称为粗基准。2选择1为保证加工外表与不加工外表之间的位置尺寸要求，应选不加工外表作粗基准。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2假设要保证某加工外表切除的余量均匀，应选该外表作粗基准 3为保证各加工外表都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的外表作粗基准。4选作粗基准的外表，应尽可能平整，不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。5一般情况下粗基准不重复使用。 模具技术系-模具设计与制造专业

13、 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2精基准1用已经加工过的外表作定位基准那么称为精基准。 1基准重合原那么 选设计基准作定位基准，容易保证加工精度。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2基准统一原那么应选择几个被加工外表或几道工序都能使用的定位基准为精基准。 如：轴类零件加工以轴线3自为基准原那么精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，这时应尽可能用加工外表自身为精基准。 如：浮动镗刀 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 4互为基准原那么两个被加工外表之间位置精度较高，要求加工余量小而均匀时 。 模具技术系-模具设计

14、与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 四、工件的装夹方法1找正法装夹工件1直接找正法用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件的有关基准，使工件占有正确的位置称为直接找正法。单件和小批生产 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2划线找正法在机床上用划线盘按毛坯或半成品上预先划好的线找正工件，使工件获得正确的位置称划线找正法。多用于单件小批生产。2用夹具装夹工件利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置。一般用于成批和大量生产。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 工艺路线是工艺设计的总体布局 。提出几个方案，分析比较，选

15、择最正确。外表加工方法工序的划分 加工顺序的安排 切削加工工序 热处理工序 辅助工序 第五节 工艺路线的拟定 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 一、外表加工方法的选择 选择加工方法时总是根据各种工艺方法所能到达的加工经济精度和外表粗糙度等因素来选定它的最后加工方法。再选择前一系列工序的加工方法。零件外表加工方法选择原那么：1被加工外表的精度和零件的结构形状一般所采用加工方法的经济精度，应保证零件所要求的加工精度和外表质量。外圆外表、孔、平面的加工方法 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 外圆柱面加工方法序号加工方法经济精度（

16、公差等级表示）经济粗糙度Ra/m适用范围1粗车IT111312.550适用于淬火钢以外的各种金属2粗车-半精车IT8103.26.33粗车-半精车-精车IT780.81.64粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）IT780.0250.25粗车-半精车-磨削IT780.40.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车-半精车-粗磨-精磨IT670.10.47粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工IT50.120.18粗车-半精车-精车-精细车（金刚石车）IT670.0250.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）IT5以上0.0060.025极高

17、精度的外圆加工10粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.0060.1 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 孔加工方法 序号加工方法经济精度（公差等级表示）经济粗糙度Ra/m适用范围1钻IT111312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于1520mm2钻-铰IT8101.66.33钻-粗铰-精铰IT780.81.64钻-扩IT10116.312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于1520mm5钻-扩-铰IT891.63.26钻-扩-粗铰-精铰IT70.81.67钻-扩-机铰-手铰IT670.20.48

18、钻-扩-拉IT790.11.6大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）9粗镗(或扩孔）IT11136.312.5除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）IT9101.63.211粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）IT780.81.612粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗IT670.40.813粗镗(扩）-半精镗-磨孔IT780.20.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗(扩）-半精镗-粗磨-精磨IT670.10.215粗镗-半精镗-精镗-精细镗（金刚镗）IT670.050.4主要用于精度要求高的有色金属加工16钻-（扩

19、）-粗铰-精铰-衍磨；钻-（扩）-拉-衍磨；粗镗-半精镗-精镗-衍磨；IT670.0250.2精度要求很高的孔17钻-（扩）-粗铰-精铰-研磨；钻-（扩）-拉-研磨；粗镗-半精镗-精镗-研磨；IT560.0060.1平面加工方法 序号加工方法经济精度（公差等级表示）经济粗糙度Ra/m适用范围1粗车IT111312.550端面2粗车-半精车IT8103.26.33粗车-半精车-精车IT780.81.64粗车-半精车-磨削IT690.20.85粗刨（或粗铣）IT11136.325一般不淬硬平面6粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）IT8101.66.37粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-刮研IT670

20、.10.8精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案8粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-宽刃精刨IT70.20.89粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-磨削IT70.20.8精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-粗磨-精磨IT670.0250.411粗铣-拉削IT790.20.8大量生产，较小的平面(精度视拉刀精度而定)12粗铣-或精铣-磨削-研磨IT5以上0.0060.1高精度平面举例：要求孔的加工精度为 IT7级，粗糙度Ra163.2m，确定孔的加工方案 查 可有下面四种加工案： 钻一扩一粗铰一精铰； 粗镗一半精镗一精镗； 粗镗一半精镗一粗磨一精磨

21、； 钻扩一拉。 方案用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于 80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否那么刀具过于笨重。 方案用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否那么因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。 方案适用于淬火的工件。 方案适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。 表58 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 32r6 、Ra0.4m 选择方案6或

22、方案8方案6最终工序精磨的6级精度是经济精度优先选择方案62零件材料的性质及热处理要求有色金属-精车、精铣 防止磨削3生产率和经济性要求4现有生产条件 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 二、工艺阶段的划分1粗加工阶段切除加工外表上的大局部余量。2半精加工阶段为主要外表的精加工作好必要的精度和余量准备，并完成一些次要外表的加工。3精加工阶段使要求高的外表到达规定要求。4光整加工阶段提高被加工外表的尺寸精度和减少外表粗糙度，一般不能纠正形状和位置误差 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 工艺阶段划分的作用1保证产品质量2合理使用

23、设备3便于热处理工序的安排，使热处理与切削加工工序配合更合理4便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工外表 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 三、工序的划分1工序集中特点1工件在一次装夹后，可以加工多个外表。能较好地保证外表之间的相互位置精度；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。2可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产方案和生产组织工作。3采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。4单件小批生产采用工序集中 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2

24、021 2工序分散特点1机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。2可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。3设备数量多，操作工人多，生产面积大。4大批、大量生产采用工序集中和分散 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 四、加工顺序的安排1切削加工工序的安排1先粗后精2基准先行3先主后次4先面后孔 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2热处理工序的安排1为改善金属组织和加工性能的热处理工序如：锻造/铸造退火/正火粗加工调质 半精加工2为提高零件硬度和耐磨性的热处理工序半精加工淬火/回火精加工磨削、电加工 3辅助工序安排

25、检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 第六节 加工余量确实定一、加工余量的概念1工序余量和加工总余量1工序余量相邻两工序的工序尺寸之差。是被加工外表在一道工序切除的金属层厚度。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 对于对称外表或回转体外表，其加工余量是对称分布的，是双边余量。对于轴 对于孔 2加工总余量是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。也称毛坯余量。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 轴和孔的毛坯余量的分布情况 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学

26、院刘华刚 2021 二、影响加工余量的因素圆柱孔为例 1被加工外表上由前道工序生产的微观不平度和外表缺陷层深度。2被加工外表上由前道工序生产的尺寸误差和几何形状误差。3前道工序引起的被加工外表的位置误差。4本道工序的装夹误差。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 三、确定加工余量的方法1经验估计法采用类比法估计确定加工余量的大小。多用于单件小批生产。2分析计算法以一定的经验资料和计算公式为依据，对影响加工余量的诸因素进行逐项的分析计算以确定加工余量的大小。仅在贵重材料及某些大批生产和大量生产中采用。3查表修正法以有关工艺手册和资料所推荐的加工余量为根底，结合实

27、际加工情况进行修正以确定加工余量的大小。应用较广。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 工序尺寸：某工序加工应到达的尺寸。一、工艺基准与设计基准重合时确定工序尺寸，必须确定零件各工序的根本余量。常用查表法。由最后一道工序开始向前推算。例1-1 加工外圆柱面，设计尺寸为，外表粗糙度1加工工艺路线：粗车 半精车 磨外圆。2用查表法确定毛坯尺寸、各工序尺寸及其公差，见表1-13。第七节 工序尺寸及其公差确实定 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 工序工序余量工序尺寸公差工序尺寸磨外圆0.60.016(IT6)半精车1.40.062(

28、IT9)粗车30.25(IT12)毛坯5 加工外圆柱面的工序尺寸计算 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 二、工艺基准与设计基准不重合时1工艺尺寸链及其极值解法在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸称为工艺尺寸。1工艺尺寸链的概念尺寸首尾相连构成一封闭的尺寸组合。在机械制造中称这种相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合为尺寸链。工艺尺寸所组成的尺寸称为工艺尺寸链。特征：封闭性。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 2工艺尺寸链的组成组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为工艺尺寸链的环。1组成环：在加工过程中直接保证的尺寸，用 表示。2封闭

29、环：在加工过程中间接得到的尺寸，用 表示。3增环：当某组成环增大其它组成环保持不变，封闭环也随之增大，那么该组成环称为增环。用 表示。4减环：当某组成环增大其它组成环保持不变，封闭环反而减小，那么该组成环称为减环。用 表示。 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 图示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0；A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸链的封闭环。A1是增环，A2是减环。 如右图 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电

30、子科技职业学院刘华刚 2021 在封闭环上方任给一个方向标出箭头，然后沿箭头指定的方向，由封闭环的一端顺序地在各组成环上方标出箭头，直到与封闭环另一端封闭为止。 1、确定封闭环； 2、确定增环、减环：与封闭环所标的箭头方向相同的组成环既为减环，相反那么为增环。增环/减环的判定方法A0为封闭环，A1为增环，A2减环 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 3工艺尺寸链的计算用极值法解工艺尺寸链，工艺尺寸链计算的根本公式： 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 例题如图该零件尺寸 不便测量，改测量孔深A2 ，通过 A1间接保证尺寸求工序尺寸A2及偏差？ 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 封闭环A0= ， 增环A1= 减环A2， 解:画尺寸链 模具技术系-模具设计与制造专业 北京电子科技职业学院刘华刚 2021 计算封闭环根本尺寸： 10 = 50 - A2 A2=40封闭环上偏差： 0 = 0 - EIA2 EIA2=0封闭环下偏差： 0.36 = -0.17 -ESA2 ESA2=0.19 验算封闭环公差 T0=0.36 ， T1+