教学课件-《模具制造工艺学》

模具制造工艺学模具制造工艺学项目一模具零件加工制造前的分析与工作准备

任务一模具零件加工工艺规程的制定【学习目标】

1.熟悉制造模具及零件的结构特点和技术要求；

2.了解模具的制造特点及影响因素；

3.掌握模具零件加工工艺规程的制定。项目一模具零件加工制造前的分析与工作准备任务一模一、相关知识（一）模具工艺规程设计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。也就是说，一个模具零件可以用几种不同的加工工艺方法来制造。（二）模具制造过程模具制造过程就是模具制造工艺，是把模具设计转化为模具产品的过程。包括了设计、模具零件加工制造、标准件采购、模具装配与试模验收等工作，模具制造过程如图所示。一、相关知识制件图样制件分析与模具设计模具零件加工下料热处理钳工/机械加工特种加工检验模具标准件模具装配试模检验验收模具制造过程

制件图样制件分析与模具设计模下料热处理钳工/机械加工特种加工（三）模具制造的特点

1．单件、多品种生产

2．制造质量要求高

3．形状复杂

4．材料硬度高

（四）影响制造的主要因素

1．表面

2．精度

3．表面粗糙度

4．型孔和型腔的数量

5．热加工热处理（三）模具制造的特点（五）模具制造的基本要求

1．模具寿命高

2．生产周期短

3．成本低

4．成套性生产

5．要求进行试模和试修从模具制造的特点和基本要求来看，各项指标是相互关联、相互影响的。片面追求模具精度和使用寿命必然会导致制造成本的增加。当然，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿命的做法也是不可取的。应根据实际情况在设计与制造模具时作出全面考虑，总的原则是应在保证制品质量的前提下，选择与制品生产量相适应的模具结构和制造方法，使模具制造周期短、成本低。（五）模具制造的基本要求（六）机械制造过程

1．生产过程生产过程是指将原材料变成成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。一般模具产品，其生产过程主要包括：（1）生产技术准备过程（2）毛坯的制造过程（3）零件的各种加工过程（4）模具的装配过程（5）各种生产服务活动

模具的生产过程还是相当复杂的，从生产组织、降低成本、提高生产效率来看，现代模具工业的发展趋势是专业化生产，使其变得比较简单由专业化的标准件厂来完成。这既有利于模具上各种零件质量的保证，也利于降低成本，提高生产效率。对于专业化零部件制造厂和模具制造厂都是有利的。

（六）机械制造过程

由于市场全球化、需求多样化以及新产品开发周期越来越短，随着信息技术的发展，企业间采用动态联盟，实现异地协同设计与制造的生产模式是目前制造业发展的重要趋势。

2．生产系统

(1)机械加工工艺系统由金属切削机床、刀具、夹具和工件四个要素组成机械加工工艺系统，它们彼此关联、互相影响。该系统整体目的是在特定的生产条件下，适应环境的要求，在保证机械加工质量的前提下，采用合理的工艺过程，降低该工序的加工成本。

(2)机械制造系统是在工艺系统基础上以整个机械加工车间为整体的更高一级的系统，该系统的整体目的就是使该车间能最有效地全面完成全部零件的机械加工任务。

(3)生产系统生产系统是包括制造系统在内更高一级的系统。以整个机械制造厂为整体，为了获得最高经济效益，一方面把原材料供应、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验与试车、油漆、包装、运输、保管等因素作为基本物质因素来考虑；另一方面把技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利用、环境保护、市场动态、经营政策、社会问题和国际因素等信息作为影响系统效果更重要的要素来考虑。

由于市场全球化、需求多样化以及新产品开发周期越来3．工艺过程工艺过程是指在模具产品的生产过程中，那些使原材料成为成品直接有关的过程，如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等。

4．模具机械加工工艺过程的组成用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为产品零件的那部分工艺过程，称为模具机械加工工艺过程。将合理的机械加工工艺过程确定后，以文字和图表形式作为加工的技术文件，即为模具机械加工工艺规程。模具机械加工工艺过程是由若干个按顺序排列的工序组成，而每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。3．工艺过程

（1）工序工序是工艺过程的基本单元。工序是指一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（如机床或钳工台等），对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。划分工序的主要依据，是零件在加工过程中工作地点、加工对象是否改变以及加工是否连续完成。如果不能满足其中一个条件，即构成另一个工序。（2）工步与走刀在一个工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可进一步划分为工步。当加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序称为工步。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次走刀。走刀是工步的一部分，一个工步可包括一次或几次走刀。（3）安装与工位工件在加工之前，在机床或夹具上先占据一个正确的位置，这就是定位。工件定位后再予以夹紧的过程称为装夹。工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一个工序内，工件的加工可能只需一次装夹，也可能需要几次装夹。工件在加工过程中应尽量减少装夹次数。因为多一次装夹就多一次误差。而且还增加了装夹工件的辅助时间。为了减少工件安装的次数，常采用各种回转工作台，回转夹具或移位夹具。使工件在一次安装中先后处于几个不同位置进行加工。此时，工件在机床上占据的每一个加工位置称为工位。（1）工序工序是工艺过程的基本单元。5．生产纲领生产纲领是指包括废品、备件在内的该产品（或零件）的年产量。在制订工艺规程时，一般按产品（或零件）的生产纲领来确定生产类型。零件的生产纲领可按下式计算：

式中：

—一零件的生产纲领；

—产品的生产纲领；

—每台产品中该零件的数量；

—该零件的备品率；

—该零件的废品率。

6．生产类型生产类型是指根据产品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：单件生产和成批生产两种类型

5．生产纲领

（1）单件生产生产的产品品种较多，每种产品的产量很少，同一个工作地点的加工对象经常改变，且很少重复生产。如：新产品试制用的各种模具、大型模具等都属于单件生产。（2）成批生产产品的品种不是很多，但每种产品均有一定的数量。工作地点的加工对象周期性的更换，这种生产称为成批生产。例如：模具中常用的标准模板、模座、导柱、导套等零件及标准模架等多属于成批生产。不同的生产类型，所考虑的工艺装备、加工方法、对工人的技术要求、生产成本、零件的互换性等都不相同，在制定工艺路线时必须明确该产品的生产类型。（1）单件生产工艺特点单件生产成批生产零件的互换性用修配法、钳工修配，缺乏互换性具有广泛的互换性的毛坯制造方法手工造型或自由锻造，毛坯精度低、加工余量大广泛采用的毛坯制造高效方法，精度高，加工余量小机床通用机床广泛采用高效专用机床和自动机床工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检具工人的技术要求需技术水平较高的工人工人的技术水平要求较低工艺文件有简单的工艺过程卡有详细的工艺文件生产效率与成本生产效率低、成本高生产效率高、成本低各种生产类型的工艺特点

工艺特点单件生产成批生产零件的互换性用修配法、钳工修配，缺乏(七)工艺规程制定的原则和步骤

1．工艺规程的作用（1）是指导生产的主要技术文件。（2）是生产组织和生产管理的依据，即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据。（3）生产前用它作生产的准备，生产中用它作生产的指挥，生产后用它作生产的检验。

2．制订工艺规程的原则

制订工艺规程的原则是在一定的生产条件下，所编制的工艺规程能以最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合图样及技术要求的零件。也就是在保证产品质量的同时兼顾经济性。

(七)工艺规程制定的原则和步骤

在制订工艺规程时，工艺人员必须认真研究原始资料，如产品图样、生产纲领、毛坯资料及生产条件的状况等。参照同行业工艺技术的发展，综合本部门的生产实践经验和现有条件，进行工艺文件的编制。要体现以下三个方面的要求：（1）技术上的先进性要了解国内外本行业工艺技术的发展。通过必要的工艺试验，优先采用先进工艺和工艺装备，同时，还要充分利用现有生产条件。（2）经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几个工艺方案。此时，应全面考虑，并通过核算或评比选择经济上最合理的方案，使产品的成本最低。（3）有良好的劳动条件要注意保证工人具有良好、安全的劳动条件，通过机械化、自动化等途径，把工人从笨重的体力劳动中解放出来。在制订工艺规程时，工艺人员必须认真研究原始资料3．制订工艺规程的步骤编制工艺规程，一般可按以下步骤进行：（1）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。（3）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，拟订零件加工工艺路线。（5）确定各工序余量，计算工序尺寸、公差，提出其技术要求。（6）确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额。（7）填写工艺文件。3．制订工艺规程的步骤4．模具工艺规程的形式为了适应工业发展的需要，加强科学管理和便于交流，模具工艺规程的形式已经标准化（JB／Z187．3—1988）。常见的模具工艺规程形式有模具机械加工工艺过程卡、模具机械加工工序卡、模具机械加工工序操作指导卡、检验卡等。其中最常用的是模具机械加工工艺过程卡和模具机械加工工序卡。（1）模具机械加工工艺过程卡模具机械加工工艺过程卡，它是以工序为单位，简要说明产品或零、部件的加工过程的一种工艺文件。它是生产管理的主要技术文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件。（2）模具机械加工工序卡模具机械加工工序卡，它是以工序为单位，详细说明零件工艺过程的工艺文件，用来指导工人操作和帮助管理人员及技术人员掌握零件的加工过程。模具机械加工工序卡主要用于大批大量生产中的所有零件、中批生产中的重要零件和单件小批生产中的关键工序。4．模具工艺规程的形式5．工艺规程的应用。（1）工艺过程综合卡片主要列出了整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯、机械加工和热处理等），它是制订其他工艺文件的基础，也是生产技术准备、编制作业计划和组织生产的依据。在单件小批生产中，一般简单零件只编制工艺过程综合卡片，作为工艺指导文件。（2）工艺卡片是以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。它不仅标出工序顺序、工序内容，同时对主要工序还表示出工步内容、工位及必要的加工简图或加工说明。此外，还包括零件的工艺特性（材料、质量、加工表面及其精度和表面粗糙度要求等）、毛坯性质和生产纲领。在成批生产中广泛采取这种卡片。对单件小批生产中的某些重要零件也要制订工艺卡片。（3）工序卡片是在工艺卡片的基础上分别为每一个工序制订的，是用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件。工序卡片中详细记载了该工序加工所必需的工艺资料，如定位基准、安装方法、机床、工艺装备、工序尺寸及公差、切削用量及工时定额等。在大批量生产中，广泛采用这种卡片。在中、小批生产中，对个别重要工序有时也编制工序卡片。5．工艺规程的应用。

二、相关实践（一）应用分析如图1-2所示为一简单轴类零件的零件图，材料：45钢，数量：l0件，未注粗糙度：3.2，倒角：，根据零件图的要求编制该零件的机械加工工艺过程卡。图1-2轴二、相关实践图1-2轴

三、拓展提高机械加工工艺过程卡编制操作要点及注意事项

(1)零件图形分析

(2)机械加工工艺过程（3）工序内容（4）下料情况（5）工艺装备

(6)生产类型

(7)零件结构

(8)定位基准

(9)中心孔三、拓展提高

（二）模具设计及工艺管理

1、在模具设计及工艺工作中，要认真贯彻有关的国家、行业和企业标准。

2、对于企业内经常重复出现的典型模具结构和零件，设计和工艺人员与标准化人员应一起设计简图、表格、典型和标准工艺卡的形式，减少技术人员重复性的劳动和笔误，也可以规定一些通用的简化画法。

3、在技术工作中，要遵循稳妥可靠的原则，在采用新技术、新材料、新工艺和新结构时要积极和慎重，要采用实践证明是成熟和可靠的新技术、新材料、新工艺和新结构。

4、加强图样管理和经验的积累。首先明确各级技术人员的责任制，严肃图样的更改和借阅制度，模具试用合格后应及时进行图样的定型和归档工作。

5、模具技术人员应经常或定期深入生产第一线，了解、发现问题，并及时解决问题。对于相关车间的生产条件和技术现状，要做到心中有数。（二）模具设计及工艺管理

任务二：模具零件工艺性分析【学习目标】

1．熟悉拟加工制造模具零件的结构特点和技术要求；

2．掌握模具零件加工工艺的分析方法。一、相关知识：模具零件图、总装图、部件装配图及验收标准是制订工艺规程最主要的原始资料。在制订工艺时，首先要认真分析，了解零件的功用和相关零件间的配合，以及主要技术要求制订的依据，深刻地理解零件结构上的特征和主要技术要求，以便从加工制造的角度来分析零件的工艺性是否良好，为合理制订工艺规程作好必要的准备。总的原则是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法方便地加工出来。任务二：模具零件工艺性分析1．模具零件的结构工艺分析对结构工艺性的要求大致有以下几点。

①便于达到零件图上要求的加工质量。即零件的结构应能采用加工比较容易、工作量较小的方法来达到规定的质量要求。

②便于采用高生产率的加工方法。如零件加工表面形状的分布应合理；零件结构应标准化、规格化；零件应具有足够的刚度等。

③有利于减少零件的加工工作量。零件设计时应尽量减少加工表面，减少加工工作量和刀具、电极、材料的消耗。

④有利于缩短辅助时间。如零件加工时便于定位和装夹，既可简化夹具结构，又可缩短辅助时间。

1．模具零件的结构工艺分析2．模具零件的技术要求分析模具零件的技术要求对制订工艺方案有重要的影响。主要包括下列几个方面：（1）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；（3）主要加工表面之间的相互位置精度；（4）零件表面质量；（5）零件材料、热处理要求及其他要求。

3．零件的结构工艺性示例2．模具零件的技术要求分析

二、相关实践如图1-3所示为盘类零件的零件图，材料：45钢，数量：l0件，未注粗糙度：3.2，倒角：，根据零件图的要求分析其工艺结构性。图1-3法兰盘二、相关实践图1-3法

三、拓展提高零件的结构工艺性主要表现在以下几个方面：

1、结构尺寸的标准化零件的结构尺寸(如轴径、孔径、齿轮模数、螺纹、键槽、过渡圆角半径等)应标准化，以便在生产中采用标准刀具和通用量具，使生产成本降低。

2、结构形状简单和布局合理。（1）加工表面应尽可能分布在同一轴线或同一平面上，有相互位置要求的表面，最好能在一次装夹中加工出来。（2）各加工表面最好相互平行或垂直，使加工和测量方便。（3）零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠。（4）各加工表面间或各加工表面与非加工表面间应明显分开。

3、尽量减少切削加工工作量尽量减少加工表面(特别是精度高的表面)的数量和面积，合理地规定零件的精度和表面粗糙度。

4、保证足够的刚度。零件具有足够的刚度，才能承受夹紧力和切削力，提高切削用量，提高工效。三、拓展提高

任务三毛坯设计【学习目标】

1．掌握毛坯设计保障零件加工一、相关知识（一）毛坯设计中主要考虑的问题在毛坯设计中，主要考虑以下两个方面：

1．模具零件几何形状特征和尺寸关系

2．模具材料的类别

（二）模具零件的毛坯形式

模具零件的毛坯形式主要分为原型材、锻造件、铸造件和半成品件四种。（1）原型材（2）锻件（3）铸件（4）半成品件

任务三毛坯设计

（三）毛坯的选择原则

1、零件材料及其力学性能

2、零件的结构形状与外形尺寸

3、生产类型

4、现有生产条件

5、充分考虑利用新工艺、新技术的可能性。（三）毛坯的选择原则

（四）锻造加工将金属坯料加热使其具有较高的塑性，然后放在锻造设备上，利用通用工具或专用模具对其施加压力，迫使其产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这种压力加工方法称为锻造。

1．锻造目的

(1)得到合理的几何形状和机械加工余量，节省原材料和减少机械加工工作量，提高了材料的致密度，获得良好的机械性能。

(2)改善了材料碳化物分布不均匀的状态和金相组织状态，避免了原始材料由于碳化物分布的不均匀所造成的模具零件在热处理时易开裂、硬度不均、脆性大、冲击韧性低以及碳化物堆聚或呈网状出现在模具刃口处、易崩刃、折断和剥落等现象，提高了材料的热处理性能和模具的使用寿命。

(3)改善了坯料的纤维方向。纤维方向的合理分布，使模具零件的各向淬火变形趋向一致，提高材料的力学性能和使用性能。满足不同类型模具的要求。（四）锻造加工2．锻压设备模具零件毛坯的锻压方式通常是自由锻，所使用的锻压设备为空气锤、水压机等。应根据锻件材料、形状和尺寸大小等合理地选择锻压设备的吨位，否则会影响锻件质量、锻造生产率。如果设备吨位过小，锻造打击能量不足，会造成锻打不深不透，锻件仅仅在表层发生一定的变形，而锻件心部的质量得不到改善，甚至发生恶化，如果设备吨位选择过大，则打击过重，容易出现锻裂等现象。空气锤吨位通常是指落下部分（锤头、锤杆、活塞和上砧铁等）的质量。结构比较简单，操作灵活，维修方便，但由于受压缩缸和工作缸大小的限制，空气锤吨位较小，锤击能力也小。水压机是在静压力下使坯料产生塑性变形，能产生数万Kn压力，锻透深度大，变形速度慢，工作平稳，噪声小，有利于获得金属再结晶组织，工作条件好。但设备庞大，结构复杂，价格昂贵。2．锻压设备3．锻前加热金属加热是锻造生产中不可缺少的重要工序之一。目的是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于锻造和获得良好的锻后组织。金属在加热过程中，其内部发生一系列变化，会影响到金属的锻后组织和性能。同时，正确的加热金属坯料和对温度进行准确及时地测量，对于减少设备吨位，降低燃料消耗均有重要意义。（1）锻前加热的方法根据热源不同，在锻造生产中金属的加热可分为两大类：

1）火焰炉加热是利用燃料（煤、油、煤气等）燃烧所产生的热能直接加热金属的方法。由于燃料来源方便，炉子修造较容易，费用较低，加热的适应性强等原因，所以应用较为普遍。缺点是劳动条件差、加热速度较慢、加热质量较难控制，对环境造成污染等。

2）电加热是利用电能转换为热能来加热金属的方法。与火焰炉加热相比，它具有很多优点，如升温快（如感应加热和接触加热）、炉温易于控制（如电阻炉加热）、氧化和脱碳少、劳动条件好、便于实现机械化和自动化等。缺点是对毛坯尺寸形状变化的适应性不够强、设备结构复杂、投资费用较大。3．锻前加热

（2）锻造温度范围如图所示为在铁碳合金相图基础上制定的碳钢锻造温度范围。锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度间的一段温度间隔。钢料在高温单相区具有良好的塑性，所以锻造温度范围最好在这个区间。各类材料的锻造温度范围可参考相关的手册。开始锻造的温度称为始锻温度。它应低于固相线AE约150～200℃，以防止过热和过烧。结束锻造时的温度称为终锻温度。终锻温度主要应保证在结束锻造之前金属还具有足够的塑性以及锻件在锻后获得再结晶组织，但过高的终锻温度也会使锻件在冷却过程中晶粒继续长大，因而降低了力学性能，尤其是冲击韧度。对过共析钢，为避免形成二次网状渗碳体，在ES线下还应继续锻打，它的终锻温度应高于PSE´线50～100℃。对亚共析钢，由于在高温单相区内有良好塑性，所以终锻造温度应在GS线上15～20℃。对于低碳钢，在GS线（A3）以下的两相区（）也有足够的塑性，因此低碳钢的终锻温度可以在GS线下。对于最后一次锻造的终锻温度还要根据剩余变形程度查再结晶图，以避免锻件晶粒粗大。对于锻后立即进行余热热处理的锻件，终锻温度还要考虑余热热处理的要求。精整工序的终锻温度允许比规定值低50～80℃。（2）锻造温度范围碳钢锻造温度范围碳钢锻造温度范围

4．坯料质量与尺寸（1）坯料质量坯料质量的计算公式：

(2)坯料尺寸首先根据材料的密度和坯料质量计算出坯料的体积，然后再根据基本工序的类型(如拔长、镦粗)及锻造比计算坯料横截面积、直径、边长等尺寸。注意事项：

1)某些零件上的精细结构，如键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、不通孔、台阶等，难以用自由锻锻出，必须暂时添加一部分金属以简化锻件形状。这部分添加的金属称为余块，它将在切削加工时被去除。

2)由于自由锻的精度较低，表面质量较差，一般需要进一步切削加工，所以零件表面要留加工余量。余量大小与零件形状、尺寸等因素有关，其数值应结合生产的具体情况而定。

3)锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。公差的数值可查阅有关国家标准。4．坯料质量与尺寸5．锻造工序自由锻的工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序三大类。基本工序是改变坯料形状、尺寸以获得所需锻件的工艺过程。如镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移等。辅助工序是为基本工序操作方便而进行的预先变形，如压钳口、压钢锭棱边、压肩等。

修整工序是用来修整锻件表面缺陷，使其符合图样要求。如校正、平整、滚圆等。自由锻工序见表5．锻造工序

基本工序的主要工序：

(1)镦粗使坯料高度减小、横截面积增大的工序。是自由锻生产中最常用的工序。圆坯料的高度与直径之比应小于2.5，否则易镦弯；坯料加热温度应在允许的最高温度范围内，以便消除缺陷，减小变形抗力。主要用于圆盘类工件，也可以作为冲孔前辅助工序。

(2)拔长使坯料横截面积减小、长度增大的工序。坯料的下料长度应大于直径或边长；为达到规定的锻造比和改变金属内部组织结构，锻造时，拔长经常与镦粗交替反复使用。拔长凹档或台阶前应先压肩；矩形坯料拔长时要不断翻转，以免造成偏心与弯曲。用于轴类、杆类锻件的生产，也可以用来改善锻件内部质量。

(3)冲孔在工件上冲出通孔或不通孔的工序。孔径小于450mm的可用实心冲子冲孔；孔径大于450mm的可用空心冲子冲孔；孔径小于30mm的孔一般不冲出。冲孔前坯料镦粗以改善坯料的组织性能及减小冲孔的深度。基本工序的主要工序：

6．锻件冷却锻件从终锻温度冷至室温的过程叫锻件的冷却，它是锻造生产中的重要环节之一。锻件的冷却按照锻件的化学成分、锻件截面尺寸、原材料质量，采用不同的冷却方法。因冷却不当，轻则锻件发生变形弯曲、表面硬度过高和不能切削加工，也可能延长生产周期；严重时锻件出现表面裂纹、白点，使锻件报废。锻后冷却对高合金钢和大型锻件尤为重要。常用的锻件冷却方法，按其冷却速度由快到慢的顺序分为空冷、堆冷、坑冷（或箱冷）、灰冷（或砂冷）、炉冷、等温退火等六种。（1）空冷（2）堆冷（3）坑冷（或箱冷）（4）灰冷（或砂冷）（5）炉冷（6）预防白点退火6．锻件冷却7．锻后热处理锻件的锻后热处理的目的是调整锻件硬度，以利于锻件切削加工；调整锻件内应力，避免在机械加工时变形；改善锻件内部组织，细化晶粒，为最终热处理作好组织准备；对于不再进行最终热处理的锻件，应保证达到规定的力学性能要求。由于锻造过程中锻件各部分变形程度、终锻温度和冷却速度不一致，锻件内部存在组织不均匀、残余应力和加工硬化等现象。为了消除上述现象，保证锻件质量，锻后应进行热处理。锻件在机械加工前后，一般都要进行热处理。机械加工前的热处理称为锻件的锻后热处理，机械加工后的热处理称为最终热处理。通常锻件的锻后热处理是在锻压车间进行的。锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。（1）完全退火（2）不完全退火（也称球化退火）（3）等温退火（4）预防白点退火（5）正火（6）调质7．锻后热处理

二、相关实践模具坯料锻造

锻造方法：

1、锻造时，首先要轻打，去掉氧化皮后再按工艺要求锻造。镦拔时的坯料一定要放置正确，以免使坯料被打跑，伤人；

2、镦粗时，先进行铆锻和倒角，然后再镦粗，并要经常翻转180°。当发现弯曲时，应及时校正，以防止折叠产生废品；

3、拔长时，每锤进给量不宜过大，以30～40mm为宜。拔长过程中如边角产生裂纹，应马上剔除再进行锻打。锻件不能拔得过长，一般要小于坯料长度的3倍；

4、采用多向镦拔，5次加热，8次镦拔。

二、相关实践三、拓展提高（一）下料一般是在锻造前在专门的下料设备上把金属棒料切成所需长度。当没有专门的下料设备时，也可以在其他设备上进行切料。常用的下料方法介绍如下：

1．锯切

2．砂轮切割

3．气割

4．剪切

5．冷折下料

三、拓展提高

（二）锻件的质量要求

影响锻件质量的主要因素有以下四个方面：原材料的质量状态和备料情况；锻锤吨位的选择是否合理；锻件坯料的加热、冷却温度、每次锻压变形量等工艺参数是否正确；锻造方式的选择和锻造比的大小。对锻件的质量有如下要求：

1、锻件的形状、尺寸要求应符合锻件图的要求，机械加工余量要符合规定的要求。

2、锻件的表面裂纹、折叠等缺陷及脱碳层深度应控制在机械加工余量的1／3以下。

3、碳化物不均匀等级对于过共析碳素工具钢及合金工具钢的残余网状碳化物、带状碳化物及碳化物偏析三项均不应超过2级，形状简单，受力不大的模具零件不应超过3级。高碳高铬工具钢和高速钢模具锻件的共晶碳化物不均匀度可以控制在4级左右；当共晶碳化物不均匀度≥5级时，零件的工艺性及使用性能将急剧恶化。重载模具零件的锻件应该<3级。小规格的模具零件可以采用直径≤40mm的圆棒料改锻，共晶碳化物不均匀度可以控制在≤2级。（二）锻件的质量要求4、纤维方向的合理分布及钢材表面层的正确配置圆棒料的表面层组织比较致密，越向中心组织越差，圆棒锯切下料后两端面相当于心部组织，其力学性能差。因此，应将圆棒料的表面层配置在工作面上。锻造时，避免圆棒料的端面置于工作型腔处。对于型腔尺寸要求严格，淬火后不再加工的精密模具零件，其纤维方向应以淬火变形小而均匀为主，锻件的纤维方向应平行于型腔的短轴；或纤维方向垂直于型腔端面呈辐条状放射分布；最佳的纤维方向为无定向分布，这种情况不仅各方向淬火变形量接近一致，便于控制，而且力学性能和耐磨性能达到较高水平。对于重载模具或淬火后再进行尺寸加工的模具，其纤维方向应与最大拉应力方向平行，或者纤维方向在型腔部位不间断。

5、锻件硬度及金相组织锻件在锻造之后应及时进行球化退火等预处理，以消除锻件内残留的片状碳化物，形成有利于强韧性和冷、热加工工艺性的球化体组织。常用模具钢材料对球化退火硬度及金相组织有要求。一般锻件在退火后，磨去脱碳层，检查布氏硬度，精密、复杂和重载模具要检查金相组织。4、纤维方向的合理分布及钢材表面层的正确配置

任务四定位基准的选择【学习目标】

1．领会基准的概念

2．掌握粗基准、精基准的选择原则一、相关知识模具零件加工中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很大的影响。因此，在制订零件加工的工艺规程时，正确地选择工件定位基准有着十分重要的意义。任务四定位基准的选择

（一）基准的概念零件总是由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面间的相对位置包括两方面要求：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等）。相对位置关系就是相对的，就是以一个为参照来确定另一个，这就离不开基准。基准就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。

1、设计基准在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。（一）基准的概念2、工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准和装配基准。

1）定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据一正确位置所用的基准，称为定位基准。

2）测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。

3）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。2、工艺基准

（二）工件的安装方式为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，在机械加工前，就必须使工件在机床上相对于工具占据某一正确的位置。通常我们把这个过程称为工件的“定位”。工件定位后，由于在加工中受到切削力、重力等的作用，还应采用一定的机构，将工件“夹紧”，使其位置保持不变。将工件从“定位”到“夹紧”的整个过程，统称为“安装”。工件安装的好坏，是模具加工中的一个重要问题，它不仅直接影响加工精度、工件安装的快慢、稳定性，还影响生产率的高低。在各种不同的机床上加工零件时，有各种不同的安装方法。它可以归纳为直接找正法、划线找正法和夹具安装法等3种。

1、直接找正法工件在机床上应占有的正确位置，是通过一系列的尝试而获得的。

2、划线找正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件，使其获得正确位置的一种方法。

3、夹具安装法夹具是机床的一种附加装置，它在机床上相对刀具的位置，在工件未安装前已预先调整好，在加工一批工件时，不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求，既省工又省事，是先进的定位方法。（二）工件的安装方式

（三）定位基准的选择

设计基准已由零件图给定，而定位基准可以有多种不同的方案。一般在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位，在以后的工序中可以采用已经加工过的表面来定位。有时可能遇到这样的情况：工件上没有能作为定位基准用的恰当表面，此时就必须在工件上专门设置或加工出定位的基面，称为辅助基准。辅助基准在零件工作中一般并无用途，完全是为了工艺上的需要。加工完毕后可以去掉。

选择定位基准时，要从保证工件加工精度的要求出发，应先选择精基准，再选择粗基准。

（三）定位基准的选择1、粗基准的选择在起始工序中，毛坯工件定位只能选择未经加工的毛坯表面，这种定位表面称为粗基准。粗基准的选择主要是为后续工序提供必要的定位基面。具体选择时应考虑下列原则：

1）如果工件要求首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。

2）如果工件要求首先保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，则应选择不加工表面为粗基准。

3）对于具有较多加工表面的工件，应按合理分配各加工表面的加工余量为原则进行粗基准的选择，选择毛坯上加工余量最小的表面或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

4）在同一尺寸方向上，粗基准只能使用一次否则，因重复使用所产生的定位误差，会引起相应加工表面间出现较大的位置误差。

5）选作粗基准的表面应尽可能光洁，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便使定位准确、稳定，夹紧方便、可靠。1、粗基准的选择2、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，这种定位基面称为精基准。选择精基准时，主要应考虑保证加工精度，其选择原则如下：

1）基准重合原则

2）基准统一原则

3）自为基准原则

4）互为基准原则

5）便于装夹原则无论是精基准还是粗基准的选择，上述原则中每一项都只能说明一个方面的问题，实际应用时往往会出现相互矛盾的情况，这就需要全面考虑，灵活运用，保证重点。2、精基准的选择

二、相关实践如图1-9所示为滑道零件图，材料：45钢，数量：200件，未注粗糙度：3.2，倒棱，根据零件图的要求分析定位基准等。图1-9滑道二、相关实践图1-9滑道

任务五零件工艺路线分析与拟定【学习目标】

1．掌握零件各表面加工方法的选择

2．掌握加工阶段的划分

3．掌握加工顺序的安排一、相关知识工艺路线不但影响加工的质量和生产效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，在制定模具的加工工艺规程时，应在充分调查研究的基础上，提出多种方案并进行分析比较。拟定工艺路线就是制订了工艺过程的总体布局。其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目等。除定位基准的合理选择外，拟定工艺路线还要考虑零件各表面加工方法、加工阶段划分、工序的集中与分散和加工顺序等四个方面。任务五零件工艺路线分析与拟定

（一）零件各表面加工方法的选择

1、首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。

2、工件材料的性质对加工方法的选择也有影响

3、在保证质量的前提下，还应考虑生产效率和经济性的要求。

4、要考虑本厂、本车间现有设备情况及技术条件。（二）加工阶段的划分对于加工质量要求较高的零件，工艺过程应分阶段进行，这样才能保证零件的精度要求，充分利用人力、物力资源。模具加工工艺过程一般可分为以下几个阶段：

1、粗加工阶段2、半精加工阶段

3、精加工阶段4、光整加工阶段（一）零件各表面加工方法的选择

（三）工艺过程分阶段的主要原因

1、保证加工质量

2、合理使用设备

3、便于安排热处理工序此外，粗、精加工分开后，毛坯的缺陷（如气孔、砂眼和加工余量不足等）可在粗加工后及早发现，及时决定修补或报废，以免对应报废的零件继续精加工而造成浪费。精加工表面安排在后面，还可以保护其不受损伤。在拟定工艺路线时，一般应遵循划分加工阶段这一原则。但具体运用时要灵活掌握，不能绝对化。

（三）工艺过程分阶段的主要原因

（四）工序的集中与分散对同一个工件的同样加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序集中，另一种是工序分散。所谓工序集中，是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应地减少所谓工序分散，是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。工序集中和工序分散的特点都很突出。工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用自动化程度高的机床设备，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。工序分散可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀也比较容易，对操作工人的技术水平要求较低。（四）工序的集中与分散

（五）加工顺序的安排

1、切削加工顺序的安排应考虑以下几个原则：

1）先粗后精

2）先主后次

3）基面先行

4）先面后孔

2、热处理工序的安排模具零件常采用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳和氮化等。按照热处理的目的，将上述热处理工艺可大致分为预先热处理和最终热处理两大类。

1）预先热处理

2）最终热处理（五）加工顺序的安排

3、辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗和涂防锈油等。其中，检验工序是主要的辅助工序，它对保证零件质量有极重要的作用。检验工序应安排在：

1）粗加工全部结束后，精加工之前；

2）零件从一个车间转向另一个车间前后；

3）重要工序加工前后；

4）零件加工完毕之后。钳工去毛刺一般安排在易产生毛刺的工序之后，检验及热处理工序之前。清洗和涂防锈油工序安排在零件加工之后，进人装箱和成品库前进行。

3、辅助工序的安排

（六）常用的加工方案外圆表面、内孔表面、平面三种简单几何表面的常用加工方案见表（七）工艺装备的选择设备及工装的选择对保证零件的加工质量和提高生产率有着直接的作用。

1、机床的选择

2、夹具的选择

3、刀具的选择

4、量具选择（六）常用的加工方案

二、相关实践如图1-10所示为一传动轴零件图，材料：45钢，数量：10件，未注粗糙度：3.2，倒棱，根据零件图的要求分析加工等。图1-12传动轴二、相关实践图1-12传动轴

三、拓展提高（一）外圆表面加工方法的选择外圆表面的加工方法主要有车削加工和磨削加工。

1、最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属。

2、最终工序为磨削的加工方案，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，不适用于有色金属，因为有色金属韧性大，磨削时易堵塞砂轮。

3、最终工序为精细车或金刚车的加工方案，适用于要求较高的有色金属的精加工。

4、最终工序为光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，为提高生产效率和加工质量一般在光整加工前进行精磨。

5、对表面粗糙度要求高而尺寸精度要求不高的外圆，可采用滚压或抛光。三、拓展提高

（二）内孔表面加工方法的选择内孔表面加工方法有钻孔、扩孔、数控铣、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工。

1、加工精度为IT9级的孔，当孔径小于10～16mm时，可采用钻一铰方案；当孔径小于30mm时，可采用钻一扩(或数控铣)方案；当孔径大于30mm时，可采用钻一镗(或数控铣)方案。此时工件材料应为淬火钢以外的各种金属。

2、加工精度为IT8级的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻一铰方案；当孔径大于20mm时，可采用钻一扩(或数控铣)一铰方案，此方案适用于加工淬火钢以外的各种金属，但孔径应在20~80mm，此外也可采用最终工序为精镗或拉削的方案。淬火钢可采用磨削加工。

（二）内孔表面加工方法的选择

3、加工精度为IT7级的孔，当孔径小于10～16mm时，可采用钻一粗铰一精铰方案；当孔径在16～60mm范围时，可采用钻一扩(或数控铣)一粗铰一精铰方案或钻一扩一拉方案。若毛坯上已铸出或锻出孔，可采用粗镗一半精镗一精镗方案或粗镗一半精镗一磨孔方案。最终工序为铰孔的方案适用于未淬火钢或铸铁，对有色金属铰出的孔表面粗糙度较大，常用精细镗孔替代铰孔；最终工序为拉孔的方案适用于大批大量生产，工件材料为未淬火钢、铸铁和有色金属；最终工序为磨孔的方案适用于加工除硬度低、韧性大的有色金属以外的淬火钢、未淬火钢及铸铁。

4、加工精度为IT6级的孔，最终工序采用手铰、精细镗、研磨或珩磨等均能达到要求，视具体情况选择。韧性较大的有色金属不宜采用珩磨，可采用研磨或精细镗。研磨对大、小直径孔均适用，而珩磨只适用于大直径孔的加工3、加工精度为IT7级的孔，当孔径小于10～1

（三）平面加工方法的选择平面主要加工方法有铣削、刨削、车削、磨削和拉削等，精度高的平面还需要经过研磨或刮削。

1、最终工序为刮研的加工方案多用于单件小批生产中，配合表面要求高且非淬硬平面的加工。当批量较大时，可用宽刀细刨代替刮研，宽刀细刨特别适用于加工像导轨面这样的狭长平面，能显著提高生产效率。

2、磨削适用于直线度及表面粗糙度要求较高的淬硬工件和薄片工件、未淬硬钢件上面积较大的平面的精加工，但不宜加工塑性较大的有色金属。

3、车削主要用于回转零件端面的加工，以保证端面与回转轴线的垂直度要求。

4、拉削平面适用于大批量生产中的加工质量要求较高且面积较小的平面。

5、最终工序为研磨的方案适用于精度高、表面粗糙度要求高的小型零件的精密平面，如量规等精密量具的表面。（三）平面加工方法的选择

（四）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择

1、平面轮廓合用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。对外平面轮廓，可采用数控铣削方法加工，常用粗铣一精铣方案，也可采用数控线切割方法加工。对精度及表面粗糙度要求较高的轮廓表面，在数控铣削加工之后，再进行数控磨削加工。数控铣削加工适用于除淬火钢以外的各种金属，数控线切割加工可用于各种金属，数控磨削加工适用于除有色金属以外的各种金属。

2、立体曲面加工方法主要是数控铣削，多用球头铣刀，以“行切法”加工。根据曲面形状、刀具形状以及精度要求等这样采用二轴半联动或三轴半联动。加工精度和表面粗糙要求高的曲面，当用三轴联动的“行切法”加工不能满足要求时，可用模具铣刀，选择四坐标或五坐标联动加工。（四）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择

任务六加工余量与工序尺寸的确定【学习目标】

1．了解影响工序余量的因素２．掌握加工余量的确定方法一、相关知识（一）加工余量为了使加工表面达到所需的精度和表面质量而切除的金属层称为加工余量。确定加工余量是制定加工工艺的重要问题之一。加工余量过大，不但浪费金属，增加切削工时，增大机床和刀具的负荷和磨损，有时还会将加工表面所需保留的耐磨表面层（如床身导轨表面）切掉；加工余量过小，则不能消除前道工序的误差和表层缺陷，以致产生废品，或者使刀具切削在很硬的表层（如氧化皮、白口层）上，导致刀具急剧磨损。总之确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。任务六加工余量与工序尺寸的确定

加工余量又分为工序余量和总加工余量。工序余量是指某表面在一道工序中所切除的金属层厚度，它等于上道工序的加工尺寸（工序尺寸）与本工序要得到的加工尺寸之差。总加工余量是指由毛坯变为成品的过程中，在某表面上切除的金属层总厚度，它等于毛坯尺寸与成品尺寸之差，也等于该表面各工序余量之和。加工总余量和工序余量的关系可用下式表示：工序余量还可定义为相邻两工序基本尺寸之差。按照这一定义，工序余量有单边余量和双边余量之分。零件非对称结构的非对称表面，其加工余量一般为单边余量，可表示为：零件对称结构的对称表面，其加工余量为双边余量，可表示为：加工余量又分为工序余量和总加工余量。工序余

由于工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某一公差范围内变化，其公差大小等于本道工序尺寸与上道工序尺寸公差之和，如图1-13所示加工余量及其公差。一般情况下，工序尺寸的公差按“入体原则”标注。即对被包容尺寸（轴的外径，实体长、宽、高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零。对包容尺寸（孔径、槽宽），其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。如图1-14所示.图1-13加工余量及其公差由于工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某一图1-14加工余量和加工尺寸分布图图1-14加工余量和加工尺寸分布图2．影响工序余量的因素除前述第一道粗加工工序余量与毛坯制造精度有关以外，其他工序的工序余量影响因素比较复杂，主要有以下几个方面：（1）上工序的尺寸公差愈大，则本道工序的余量愈大。本道工序应切除上道工序尺寸公差中包含的各种可能产生的误差。（2）上道工序产生的表面粗糙度和表面缺陷层深度应在本道工序加工时切除掉。（3）上道工序留下的需要单独考虑的空间误差。应根据具体情况分析处理。空间误差是指轴线直线度误差和各种位置误差。（4）本工序的装夹误差会直接影响被加工表面与切削刀具的相对位置，应考虑这项误差。装夹误差包括定位误差和夹紧误差。2．影响工序余量的因素3．确定加工余量的方法确定加工余量的方法有经验法、查表法和计算法三种。（1）经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据经验确定加工余量的大小。为了保证不致由于加工余量不够而出废品，估计出来的余量总是偏大，多用于单件小批生产，在模具生产中广泛采用。（2）查表法以工厂生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际加工情况加以修正，确定加工余量。这种方法方便、迅速，生产上应用广泛。（3）计算法在影响因素清楚的情况下，用计算法是比较准确的。要做到对余量影响因素清楚，必须具备一定的测量手段和掌握必要的统计分析资料。在掌握了各种误差因素大小的条件下，才能比较准确地计算余量。3．确定加工余量的方法4．工序尺寸及公差的计算工序尺寸及公差的计算分工艺基准与设计基准重合和不重合两种情况。（1）基准重合时工序尺寸及公差的计算生产上绝大部分加工面都是基准重合，确定工序尺寸及公差时，由最后一道工序开始向前推算，计算步骤如下：

1）查表或凭经验估计确定毛坯总余量和工序余量。

2）求工序基本尺寸。从设计尺寸开始，一直倒着推算到毛坯尺寸。

3）确定工序尺寸公差。最终工序尺寸及公差等于设计尺寸及公差，其余工序尺寸公差按经济精度确定，见表1-6～表1-8。

4）标注工序尺寸及偏差。最后一道工序尺寸的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按“入体原则”标注，毛坯尺寸公差按对称偏差标注。4．工序尺寸及公差的计算

例1-1

如图1-13所示圆凹模上mm的孔，经粗车一半精车一精车一热处理一磨孔达到设计要求，淬火硬度为58～62HRC，0.8μm。试确定各工序尺寸及偏差。

图1-15圆凹模例1-1图1-15圆凹模

（2）基准不重合时工序尺寸及公差的计算当工艺基准与设计基准不重合时，确定各工序尺寸及公差必须运用工艺尺寸链原理来解决。在零件加工过程中，由相互联系的一组尺寸所形成的尺寸封闭图形称为工艺尺寸链。直接通过调刀得到的，称为组成环。间接得到的，称为封闭环。若某组成环尺寸变化时引起封闭环做同向变化，则该组成环称为增环，反之称为减环。（2）基准不重合时工序尺寸及公差的计算

二、相关实践（一）测量基准与设计基准不重合时，测量尺寸的换算（二）工艺基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其公差的确定二、相关实践

（三）中间工序的工序尺寸换算（四）注意事项

1、封闭环的判断

2、尺寸链图的绘制

3、增减环的判定

4、旋转体零件的尺寸链

5、具体计算（三）中间工序的工序尺寸换算

三、拓展提高（一）切削用量的确定切削用量包括主轴转速、进给速度、切削深度等，切削用量的参数都应在加工工序中反映，其具体值可根据所用刀具的耐用度、所加工表面的尺寸精度和粗糙度的要求、机床的工艺特性，参考切削用量手册并结合实践经验确定。

1、切削深度的确定在工艺系统(机床、夹具、刀具、零件等)的刚度允许条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产效率。

1）粗加工时，除留下精加工的余量外，尽可能以一次或较少的走刀次数将粗加工余量切除。

2）不能一次切除的，应按先多后少的不等余量的方法加工。

3）切削有硬皮的零件时，应尽量使切削深度超过硬皮的厚度。三、拓展提高2、进给速度的确定进给速度通常根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和材料进行选择。确定进给速度的原则如下：

1）精加工时：进给速度应按表面粗糙度的要求选择，表面粗糙度要求高，进给速度可相应减少。

2）粗加工时：（1）在工艺系统的刚度和强度较好的情况下，可选用较大的进给速度；在工艺系统的刚度和强度较差的情况下，则应适当减少进给速度。（2）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可尽量选择较高的进给速度。（3）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度。（4）当加工精度要求较高时，进给速度应选小一些，常在20～50mm／min范围选取。（5）进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。

3、主轴转速的确定主轴转速的确定方法，应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。2、进给速度的确定项目二杆类零件的加工项目二杆类零件的加工

任务一杆类零件的车削加工

【学习目标】1.了解杆类零件的车削加工

2.掌握导柱的车削加工一、相关知识（一）杆类模具零件在车床的安装方法车床的主运动为工件的旋转运动，进给运动常由刀具的直线移动来实现。在安装工件时，应使工件相对于车床主轴轴线有一个确定的位置，并能使工件在受到外力(如重力、切削力和离心力等)的作用时，仍能保持其既定位置不变。为了便于安装形状各异、大小不同的工件，车床上常备有卡盘、花盘、顶尖、中心架、跟刀架等附件。任务一杆类零件的车削加工1、利用卡盘安装杆类零件

1)三爪自定心卡盘的构造

2)三爪自定心卡盘的应用

2)三爪自定心卡盘的应用2)三爪自定心卡盘的应用1、利用卡盘安装杆类零件2)三爪自定心卡盘的应用3)三爪自定心卡盘装夹工件的注意事项（1）毛坯上的飞边、凸台应避开三爪的位置。（2）卡爪夹持毛坯外圆面长度一般不应小于10mm，不宜夹持长度较短又有明显锥度的毛坯外圆。（3）工件找正后必须夹牢。（4）夹持棒料或圆筒工件，悬伸长度一般不宜超过直径的3倍，以防止工件弯曲、顶落而造成打刀事故。（5）工件装夹后，卡盘扳手必须随即取下，以防开车后扳手撞击床面后飞出，造成人身事故。

铜棒找正法3)三爪自定心卡盘装夹工件的注意事项铜棒找正法2、四爪单动卡盘四爪单动卡盘用于加工毛坯或方形、椭圆形等不规则的工件，加紧力大。

3、花盘花盘用于形状不规则无法用卡盘装夹的工件，例如支架类工件，安装时用角铁和螺钉等夹持在花盘上。

4、最常见的装夹方法最常见的装夹方法见表四爪单动卡盘和花盘2、四爪单动卡盘四爪单动卡盘和花盘

（二）车刀安装车刀的安装正确与否，直接影响到切削能否顺利进行和工件的加工质量。如果车刀安装不正确，即使车刀的各个角度刃磨是合理的，在切削过程中，其工作角度也会发生改变。所以在安装车刀时，必须遵守以下几点：

1、安装前擦净刀架安装面与刀具表面，准备好尺寸合适平整的垫刀片。

2、车刀悬伸部分要尽量缩短。一般悬伸长度为车刀厚度的1～1.5倍。悬伸过长，车刀切削时刚性差，容易产生振动、弯曲甚至折断，影响加工质量。

3、车刀一定要夹紧，否则，车刀飞出将造成难以预料的后果。车刀的固定，应用两螺钉交替拧紧，必要时可加套管扳紧。

4、车刀刀尖一般应与工件旋转轴线等高，否则，将使车刀工作时的前角和后角发生改变。车外圆时，如果车刀刀尖高于工件旋转轴线，则使前角增大，后角减小，从而加剧后面与工件之间的摩擦；如果车刀刀尖低于工件旋转轴线，则使后角增大，前角减小，从而使切削不顺利。在车削内孔时，其角度的变化情况正好与车外圆时相反。刀尖高度用垫刀片调整来实现，一般少于3片。

5、车刀刀杆中心线应与进给运动方向垂直，否则将使车刀工作时的主偏角和副偏角发生改变。主偏角减小，进给抗力增大；副偏角减小，加剧摩擦。（二）车刀安装

（三）工件的定位方式对杆类零件，一般采用轴两端中心孔作为定位基准。因为杆类零件的各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准一般都是中心线，选择两端中心孔定位符合基准重合原则，加工时能达到较高的相互位置精度，且工件装夹方便。套类零件加工一般采用互为基准的原则，即加工内圆表面以外圆为基准，加工外圆表面以内圆为基准。其工件定位的具体方法如下：

1、用两中心孔定位以两中心孔为基准装夹工件在车床的前、后顶尖上，用鸡心夹或拨盘带动工件转动。用中心孔定位的优点是：加工过程不仅基准重合，而且基准统一，有利于保证各表面间较高的位置精度。用中心孔定位的缺点是：

1）增加了加工中心孔的工序（或工步）；

2）顶尖孔深度不准确时，不易保证轴向尺寸精度，为此可同时用中心孔及一个端面定位；

3）需用鸡心夹等传递扭矩，但不能在一次安装中加工完轴的全长。（三）工件的定位方式2、用外圆柱表面定位装夹较短的轴类零件常用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘定位夹紧；较长的轴类零件则要在另一端钻中心孔，利用后顶尖支承，以提高工件刚性。

3、用两端孔定位装夹对于粗加工后的孔用有齿的顶尖（菊花顶尖）装夹；当零件两端有锥孔或预先做出工艺锥孔，就可用锥套心轴或锥形堵头定位装夹。

轴类零件的装夹用两端孔定位装夹2、用外圆柱表面定位轴类零件的装夹用

（四）外圆的车削加工工艺特点车削是回转类零件内外表面的主要加工方法。其中包括车外圆、车端面、切槽、钻孔、镗孔、车锥面、车螺纹、车成形面、钻中心孔及滚花等。可划分加工阶段如下:1、粗车粗车应切除大部分余量。

2、半精车半精加工可作为不重要表面的终加工工序，也可作为磨削加工等其他精加工的预加工工序。

3、精车精车可作最终加工工序或光整加工的预加工工序。

4、精细车