模具机械加工的基本理论

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，望之俨然，即之温然。-------梁启超感悟人生第二章模具机械加工的基本理论龚兴厚(xinghoug@)化工楼309第一节模具制造工艺规程编制一、基本概念二、工艺规程制订原则和步骤三、产品图样的工艺分析四、毛坯设计五、定位基准的选择六、零件工艺路线分析与拟定七、加工余量与工序尺寸的确定八、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，转变为具有使用性能的成型工具的全过程。一、基本概念模具制造工艺过程可定义为：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，属于制造工艺过程。零件的机械加工工艺过程(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、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。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。一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。它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。阶梯轴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工步。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，就规定了一个工序的具体操作方法及次序。当同时对一个个零件的几个个表面进行加加工时，则为为复合工步。。在一个工步内内由于被加工工表面需切除除的金属层较较厚，需要分分几次切削，，则每进行一一次切削就是是一次走刀。工件在加工前前，在机床或或夹具中相对对刀具应有一一个正确的位位置并给予固固定，这个过过程称为装夹夹，一次装夹夹所完成的那那部分加工过过程称为安装。安装是工序序的一部分。。每一个工序可可能有一次安安装，也可能能有几次安装装。在同一工工序中，安装装次数应尽量量减少，这样样既可以提高高生产效率，，又可以减少少由于多次安安装带来的加加工误差。为减少工序中中的装夹次数数，常采用回回转工作台或或回转夹具，，使工件在一一次安装中，，可先后在机机床上占有不不同的位置进进行连续加工工，每一个位位置所完成的的那部分工序序，称一个工位。工厂制造产品品(或零件)的年产量，，称为生产纲纲领。N为零件的生生产纲领(件件/年)；Q为产品的生生产纲领(台台/年)；n为每台产品品中包含该零零件的数量(件/台)；；a为该零件件备件的百分分率；b为该该零件废品的的百分率。根据产品的生生产纲领的大大小和品种的的多少，模具具制造业的生生产类型主要要可分为：单单件生产和成成批生产。单件生产：单个地生产不不同结构和不不同尺寸的产产品，并且很很少重复。例例如，重型机机器制造、专专业设备制造造和新产品试试制等。成批生产：一年中分批地地制造相同的的产品，制造造过程有一定定的重复性。。例如，机床床制造就是比比较典型的成成批生产。每每批制造的相相同产品的数数量称为批量量。根据批量量的大小，成成批生产又可可分为：工艺规程是记记述由毛坯加加工成为零件件的一种工艺艺文件，它简简要地规定了了零件的加工工顺序、选用用机床、工具具、工序的技技术要求以及及必要的操作作方法等。因因此，工艺规规程具有指导导生产和组织织工艺准备的的作用，是生生产中必不可可少的技术文文件。二、工艺规程程制定的原则则和步骤1）技术上的的先进性。2）经济上的的合理性。3）有良好的的劳动条件。。制定工艺规程程的原则1）对产品装装配图和零件件图的分析与与工艺审查。。2）确定生产产类型。3）确定毛坯坯的种类和尺尺寸。4）选择定位位基准和主要要表面的加工工方法，拟定定零件加工工工艺路线。5）确定各工工序余量，计计算工序尺寸寸、公差，提提出其技术要要求。6）确定机床床、工艺装备备、切削用量量及时间定额额。7）填写工艺艺文件。制定工艺规程程的步骤将工艺规程的的内容，填入入一定格式的的卡片，即为为生产准备和和施工依据的的技术文件，，称为工艺文件。（1）工艺过过程综合卡片片（2）工艺卡卡片（3）工序卡卡片模具产品的生生产，设计图图纸就相当于于工作指令，，同时也是设设计工艺过程程的基本原始始资料。工艺艺人员在拟定定工艺方案的的时候，首先先要认真领会会该产品的功功用和各零件件的结构特点点，分析它的的工艺性，基基准情况以及及应该采用什什么样的加工工方法。然后后了解各项技技术要求，分分析关键所在在，建立起如如何保证加工工质量的概念念。三、产品图样样的工艺分析析零件结构的工工艺性，是指指所设计的零零件在满足使使用要求的前前提下制造的的可行性和经经济性。零件件结构的工艺艺性好是指零零件的结构形形状在满足使使用要求的前前提下，按现现有的生产条条件能用较经经济的方法方方便地加工出出来。机械零件都是是根据使用需需要而设计的的，所以各个个零件的形状状、尺寸相差差很大。但如如果从形体上上分析，都是是由单一的表表面所组成，，这些表面大大致可分为：：(1) 基本本表面属属于一般常见见的简单几何何形状，如平平面、圆柱面面、圆球面以以及由这些表表面所派生的的圆锥、圆台台、棱柱、棱棱台等。(2) 特形形表面都都属较为复杂杂的曲线、曲曲面所组成，，如螺旋面、、椭圆或椭球球面、抛物面面、双曲面及及渐开线或摆摆线齿轮表面面等。简单的零件可可由一种表面面构成。复杂杂的零件，可可能由好几种种表面所构成成。需进一步步分析各组成成表面的连接接形式，在头头脑里构成一一个立体形象象，而后才可可以较为正确确地选择加工工方法，研究究怎样入手加加工。零件的技术要要求分析零件的技术要要求包括下列列几个方面：：（1）主要加加工表面的尺尺寸精度；（2）主要加加工表面的几几何形状精度度；（3）主要加加工表面之间间的相互位置置精度；（4）零件表表面质量；（5）零件材材料、热处理理要求及其他他要求。首先，根据零件主主要表面的精精度和表面质质量的要求，，初步确定为为达到这些要要求所需要的的最终加工方方法，然后再确定相应的的中间工序及及粗加工工序序所需的加工工方法。例如如：对于孔径径不大的IT7级精度的的内孔，最终终加工方法取取精铰时，则则精铰孔之前前，通常要经经过钻孔、扩扩孔和粗铰孔孔等加工。加工表面之间间的相对位置置要求，包括括表面之间的的尺寸联系和和相对位置精精度。认真分分析零件图上上尺寸的标注注及主要表面面的位置精度度，即可初步步确定各加工工表面的加工工顺序。零件的热处理理会影响加工工方法和加工工余量的选择择。例如：要要求渗碳淬火火的零件，热热处理后一般般变形较大。。对于零件上上精度要求较较高的表面，，工艺上要安安排精加工工工序（多为磨磨削加工），，而且要适当当加大精加工工的工序加工工余量。在研究零件图图时，如发现现图样上的视视图、尺寸标标注、技术要要求有错误或或遗漏、结构构工艺性不好好时，应提出出修改意见。。但修改时必必须征得设计计人员的同意意，并经过一一定的审批手手续。四、毛坯设计计毛坯是根据零零件所要求的的形状、工艺艺尺寸等而制制成的供进一一步加工用的的生产对象。。重要性：正确选择毛坯坯，对降低生生产成本作用用较大；对于于模具零件加加工的工艺性性以及模具质质量和寿命都都有很大的影影响。毛坯形式的选选择基于以下下两点：模具材料的类类别：上模座座、下模座、、凸模、凹模模、工作零件件、一般结构构件。模具零件几何何形状特征和和尺寸关系。。毛坯形式原型材锻造件铸造件半成品件型材（sectionbar）是是铁或钢以及及具有一定强强度和韧性的的材料（如塑塑料、铝、玻玻璃纤维等））通过轧制，，挤出，铸造造等工艺制成成的具有一定定几何形状的的物体。原型材是指利利用冶金材料料厂提供的各各种截面的棒棒料、丝料、、板料或其他他形状截面的的型材，经过过下料以后直直接送往加工工车间进行表表面加工的毛毛坯。原型材锻造件锻件毛坯是经经原型材下料料，再通过锻锻造获得合理理的几何形状状和尺寸的坯坯料。锻造的目的通过锻造，打打碎共晶网状状碳化物，并并使碳化物分分布均匀，晶晶粒组织细化化，才能充分分发挥材料的的力学性能，，提高模具零零件的加工工工艺性和使用用寿命。锻件毛坯模具零件锻造造的几何形状状多为圆柱形形、原板形、、矩形，也有有少数为T形形、L形、П形等形状。锻件下料尺寸寸的确定：在圆棒料的下下料长度(L)和圆棒料料的直径(d)的关系上上，应满足L=(1.25~2.5)d。在在满足上述关关系的前提下下，尽量选用用小规格的圆圆棒料。锻件毛坯下料料尺寸的确定定：计算锻件坯料料体积V坯：V坯=V锻KV锻为锻件的体积积；K为损耗耗系数；K=1.05~1.10总损耗量：烧烧损量、切头头损耗、芯料料损耗加工余量：为为保证加工精精度和工件尺尺寸，在工艺艺设计时预先先增加而在加加工时去除的的一部分工件件尺寸量。总损耗量：烧烧损量、切头头损耗、芯料料损耗烧损量包括坯坯料在加热和和锻打时产生生的氧化皮而而形成的材料料损耗，它和和坯料加热次次数、加热条条件有关。切头损耗指在在锻造时由于于切除锻件两两端不平和裂裂纹部分的损损耗，一般较较小锻件不考考虑这部分损损耗。芯料损耗指锻锻件需要冲孔孔而产生的损损耗。计算锻件坯料料尺寸：理论圆棒料直直径D理为圆棒料的直径径按现有棒料料的直径规格格选取，当D理比较接近实有有规格时，D实≈D理。圆棒料的长长度L实应根据锻件毛毛坯的质量和和选定的坯料料直径，查选选棒料长度重重量表确定。。计算完D实和L实后应验证锻造造比，如果不不符合要求，，应重新选择择D实。冲压模具的上上模座和下模模座、大型塑塑料模的框架架、吹塑模具具和注射模具具中的铸造铝铝合金、大中中型冲压成形形模的工作零零件等均为铸铸件。对于铸件的质质量要求主要要有：1）化学成分分和力学性能能应符合图样样规定的材料料牌号标准；；2）铸件的形形状和尺寸要要求应符合铸铸件图的规定定；3）铸件的表表面应进行清清砂处理；去去除结疤、飞飞边和毛刺；；4）铸件内部部，特别是靠靠近工作面处处不得有气孔孔、砂眼、裂裂纹等缺陷；；非工作面不不得有严重的的疏松和较大大的缩孔；5）铸件应及及时进行热处处理，铸钢件件依据牌号确确定热处理工工艺，一般以以完全退火为为主，退火后后硬度不大于于229HBS；铸铁铁件应进行时时效处理，以以消除内应力力和改善加工工性能，铸铁铁件热处理后后的硬度不大大于269HBS。铸件金属材料抵抗抗硬的物体压压陷表面的能能力，称为硬硬度HBS(布氏氏硬度)是硬硬度指标。布布氏硬度是根根据压痕单位位表面积上的的载荷大小来来计算硬度值值，它不适用用于测定硬度度较高的材料料。布氏硬硬度＝F(载载荷)/A凹（压痕球形表表面积）HT200指指的是最低抗抗拉强度为200MPa的灰铸铁。。HT250指指的是最低抗抗拉强度为250MPa的灰铸铁。。塑料注射模标标准模架的应应用日益广泛泛。当采购这这些半成品后后，再进行成成形表面和相相关部位的加加工，对于降降低模具成本本和缩短模具具制造周期都都是大有好处处的。这种毛毛坯形式应该该成为模具零零件毛坯的主主要形式。半成品件考考你？什么是模具加加工工艺规程程、工序、工工步？零件的技术要要求包括哪几几个方面？本次课结束！！五、定位基准准的选择重要意义：定定位基准选择择的好坏，不不仅影响零件件加工的位置置精度，而且且对零件各表表面的加工顺顺序也有很大大的影响。一般来讲，基基准就是零件件上用以确定定其他点、线线、面的位置置所依据的点点、线、面。。基准设计基准工艺基准定位基准测量基准装配基准在零件图上用用以确定其他他点、线、面面的基准零件在加工和和装配过程中中所使用的基基准。基准加工时使工件件在机床或夹夹具中占据一一正确位置用以测量已加加工表面尺寸寸及位置的基基准装配时用以确确定零件在部部件或产品中中的位置工件的安装方方式安装方式直接找正法划线找正法采用夹具安装安装：定位→夹紧影响：加工精精度、工件安安装的快慢、、稳定性、生生产率直接找正法具体的方式是是在工件直接接装在机床上上后，用千分分表或划针，，以目测法校校正工件的正正确位置，一一边校验，一一边找正，直直至合乎要求求。直接找正正法的定位精精度和找正的的快慢，取决决于找正的方方法、找正工工具和工人的的技术水平。。它的缺点是是花费时间多多，生产率低低，且要凭经经验操作，对对工人技术水水平要求高。。故仅用于单单件、小批量量生产中。此此外，对工件件的定位精度度要求较高，，例如误差小小于0.01~0.05mm时，如如果采用夹具具，因其本身身有制造误差差，而难以达达到要求，就就不得不使用用精密量具和和由较高技术术的工人用直直接找正法来来定位，以达达到其精度要要求。直接找正百分表找正划线找正法此法是在机床床上用划针按按毛坯或半成成品上所划的的线来找正工工作，使其获获得正确位置置的一种方法法。该法多用于生生产批量较小小，毛坯精度度低，以及大大型工件等不不宜使用夹具具的粗加工中中。划线找正采用夹具安装装夹具是机床的的一种附加装装置，它在机机床上相对刀刀具的位置，，在工件未安安装前以预先先调整好，所所以在加工一一批工件时，，不必再逐个个找正定位，，就能保证加加工的技术要要求，既省工工又省事，是是先进的定位位方法，在成成批和大量生生产中广泛应应用。包括粗基准的的选择和最终终工序（含中中间工序）所所用的精基准准的选择粗基准的选择择1）具有不加加工表面的工工件，一般应应选择不加工工表面为粗基基准。若工件件有几个不加加工表面，则则粗基准应选选位置精度要要求较高者，，以达到壁厚厚均匀、外形形对称等要求求。定位基准的选选择2）对于具有有较多加工表表面的工件粗粗基准的选择择，应按下述述原则合理分分配各加工表表面的加工余余量：①应保证各加加工表面都有有足够的加工工余量。为保保证此项要求求，粗基准应应选择毛坯上上加工余量最最小的表面；；②对于某些重重要的表面（（如滑道和重重要的内孔等等），应尽可可能使其加工工余量均匀，，对滑道的加加工余量要求求尽可能小，，以便获得硬硬度和耐磨性性更好且均匀匀的表面；③使工件上各各加工表面金金属切除余量量最小。为了了保证该项目目要求，应选选择工件上加加工面积较大大、形状比较较复杂、加工工劳动量较大大的表面为粗粗基准。3）粗基准的的表面应尽量量平整、没有有浇口、冒口口或飞边等其其他表面缺陷陷。以便使工工件定位可靠靠，夹紧方便便。4）表面粗糙糙且精度低的的毛坯粗基准准的选择：一一般情况下，，同一尺寸方方向上的粗基基准表面只能能使用一次。。否则，因重重复使用所产产生的定位误误差，会引起起相应加工表表面间出现较较大的位置误误差。精基准的选择择在最终工序和和中间工序，，应采用已加加工表面定位位，这种定位位基面称为精精基准。精基基准的选择不不仅影响工件件的加工质量量，而且与工工件安装是否否方便可靠也也有很大的关关系，选择精精基准的原则则如下：1）尽可能选选用加工表面面的设计基准准为精基准，，避免基准不不重合造成的的定位误差。。这一原则就就是“基准重重合”的原则则。2）当工件以以某一种精基基准定位，可可以比较方便便地加工其他他各表面时，，应尽可能在在多数工序中中采用同一组组精基准定位位，这就是““基准统一””原则。3）有些精加加工和光整加加工工序应遵遵循“自为基基准”原则。。4）定为基准准的选择应便便于工件的安安装与加工，，并使夹具的的结构简单。。六、零件工艺艺路线分析与与拟定工艺路线的拟拟定是制定工工艺过程的整整体布局。其其主要任务是是选择各个表表面的加工方方法和加工方方案，确定各各个表面的加加工顺序以及及整个工艺过过程中工序数数目等。拟定工艺路线定位基准的合理选择表面加工方法加工阶段划分工序的集中与分散加工顺序首先要保证加加工表面的加加工精度和表表面粗糙度的的要求。工件材料的性性质对加工方方法的选择也也有影响。表面加工方法法的选择，除除了首先保证证质量要求外外，还应考虑虑生产效率和和经济性的要要求。为了能够正确确地选择加工工方法，还要要考虑本厂、、本车间现有有设备情况及及技术条件。。表面加工方法法的选择加工阶段的划划分(1)粗加加工阶段主要任务是切切除加工表面面上的大部分分余量，使毛毛坯的形状和和尺寸尽量接接近成品。粗粗加工阶段，，加工精度要要求不高，切切削用量、切切削力都比较较大，所以粗粗加工阶段应应考虑的主要要是如何提高高劳动生产率率。(2)半精精加工阶段为主要表面的的精加工做好好必要的精度度和余量准备备，并完成一一些次要表面面的加工(如如钻孔、攻螺螺纹、切槽等等)。对于加加工精度要求求不高的表面面或零件，经经半精加工后后即可达到其其加工要求。。(3)精加加工阶段使对精度要求求高的表面达达到规定的质质量要求。要要求的加工精精度较高，各各表面的加工工余量和切削削用量都比较较小。(4)光整整加工阶段主要任务是提提高被加工表表面的尺寸精精度和减小表表面粗糙度，，一般不能纠纠正形状和位位置误差。对对尺寸精度和和表面粗糙度度要求特别高高的表面才安安排光整加工工。工艺过程分阶阶段的主要原原因是：（1）保证加加工质量在机加工中要要想一刀就能能切出很高的的精度是很难难做到的。零零件在粗加工工阶段因为余余量大，产生生的切削力和和切削热就很很大，所需的的夹紧力也很很大，因而工工件的变形就就大，所以粗粗加工阶段不不可能达到高高的加工精度度和较小的表表面粗糙度数数值。再进行行半精加工、、精加工，逐逐步减小切削削用量、切削削力和切削热热。可以逐步步减小或消除除先行工序的的加工误差，，减小表面粗粗糙度，最后后达到设计图图样所规定的的加工要求。。（2）合理使使用设备粗加工阶段可可采用功率大大、刚度好、、精度低、效效率高的机床床进行加工，，以提高生产产率。精加工工阶段可采用用高精度机床床和工艺装备备，严格控制制有关的工艺艺因素，以保保证加工零件件的质量要求求。充分发挥挥各类机床的的性能、特点点，做到合理理使用，延长长高精度机床床的使用寿命命。（3）便于安安排热处理工工序工艺过程分阶阶段进行，便便于在各加工工阶段之间穿穿插安排必要要的热处理工工序，对一些些精密零件，，粗加工后安安排去除内应应力的时效处处理，可以减减小工件的内内应力，从而而减小内应力力引起的变形形对加工精度度的影响。在在半精加工后后安排淬火处处理，不仅能能满足零件的的性能要求，，也使零件的的粗加工和半半精加工容易易，零件因淬淬火产生的变变形又可以通通过精加工消消除。（4））便便于于及及时时发发现现毛毛坯坯缺缺陷陷和和保保护护已已加加工工表表面面由于于工工艺艺过过程程分分阶阶段段进进行行，，在在粗粗加加工工各各表表面面之之后后，，可可及及时时发发现现毛毛坯坯缺缺陷陷(气气孔孔、、砂砂眼眼和和加加工工余余量量不不足足等等)，，以以便便修修补补或或发发现现废废品品，，以以免免将将本本应应报报废废的的工工件件继继续续进进行行精精加加工工，，浪浪费费工工时时和和制制造造费费用用。。在加加工工内内容容相相同同的的前前提提下下，，如如果果在在每每道道工工序序中中安安排排的的加加工工内内容容多多，，则则一一个个零零件件的的加加工工可可集集中中在在少少数数几几道道工工序序内内完完成成，，工工序序少少，，称称为为工序序集集中中。在在每每道道工工序序所所安安排排的的加加工工内内容容少少，，一一个个零零件件的的加加工工分分散散在在很很多多道道工工序序内内完完成成，，工工序序多多，，称称为为工序序分分散散。工序序的的集集中中与与分分散散工序序集集中中具具有有以以下下特特点点：：工件件在在一一次次装装夹夹后后，，可可以以加加工工多多个个表表面面，，能能较较好好地地保保证证表表面面之之间间的的相相互互位位置置精精度度；；可可以以减减少少装装夹夹工工件件的的次次数数和和辅辅助助时时间间；；减减少少工工件件在在机机床床之之间间的的搬搬运运次次数数，，有有利利于于缩缩短短生生产产周周期期。。可减减少少机机床床数数量量、、操操作作工工人人，，节节省省车车间间生生产产面面积积，，简简化化生生产产计计划划和和生生产产组组织织工工作作。。工序序分分散散具具有有以以下下特特点点：：机床床设设备备及及工工装装比比较较简简单单，，调调整整方方便便，，生生产产工工人人易易于于掌掌握握。。可以以采采用用最最合合理理的的切切削削用用量量，，减减少少机机动动时时间间。。设备备数数量量多多，，操操作作工工人人多多，，生生产产面面积积大大。。在一一般般情情况况下下，，单单件件小小批批生生产产多多为为工工序序集集中中，，大大批批、、大大量量生生产产则则工工序序集集中中和和分分散散二二者者兼兼有有。。需需根根据据具具体体情情况况，，通通过过技技术术经经济济分分析析来来决决定定。。加工工顺顺序序的的安安排排切削削加加工工顺顺序序的的安安排排原原则则：：1））先先粗粗后后精精。。即先先进进行行粗粗加加工工，，再再进进行行半半精精加加工工，，最最后后进进行行精精加加工工和和光光整整加加工工。。2））先先主主后后次次。。先加加工工主主要要表表面面，，后后加加工工次次要要表表面面。。零零件件的的工工作作表表面面、、装装配配基基面面等等应应先先加加工工。。而而键键槽槽、、螺螺孔孔等等往往往往和和主主要要表表面面之之间间有有相相互互位位置置要要求求，，一一般般应应安安排排在在主主要要表表面面之之后后加加工工。。3））基基面面先先行行。。先加加工工基基准准表表面面，，后后加加工工其其他他表表面面。。在在零零件件加加工工的的各各阶阶段段，，应应先先把把基基准准面面加加工工出出来来，，以以便便后后续续工工序序用用它它来来定定位位加加工工其其他他表表面面。。4））先先面面后后孔孔。。先加加工工平平面面，，后后加加工工内内孔孔。。对对于于箱箱体体、、模模板板类类零零件件平平面面轮轮廓廓尺尺寸寸较较大大，，用用它它定定位位，，稳稳定定可可靠靠，，一一般般总总是是先先加加工工出出平平面面作作精精基基准准，，然然后后加加工工内内孔孔。。热处处理理工工序序的的安安排排热处处理理工工序序在在工工艺艺路路线线中中的的安安排排，，主主要要取取决决于于零零件件热热处处理理的的目目的的。。(1)改改善善金金属属组组织织和和加加工工性性能能的的热热处处理理工工序序，，如如退退火火、、正正火火和和调调质质等等，，一一般般安安排排在在粗粗加加工工前前、、后后。。(2)提提高高零零件件硬硬度度和和耐耐磨磨性性的的热热处处理理工工序序，，如如淬淬火火、、渗渗碳碳淬淬火火等等，，一一般般安安排排在在半半精精加加工工之之后后，，精精加加工工、、光光整整加加工工之之前前。。渗渗氮氮处处理理温温度度低低、、变变形形小小，，且且渗渗氮氮层层较较薄薄，，渗渗氮氮工工序序应应尽尽量量靠靠后后，，如如安安排排在在工工件件粗粗磨磨之之后后，，精精磨磨、、光光整整加加工工之之前前。。(3)时时效效处处理理工工序序，，时时效效处处理理的的目目的的在在于于减减小小或或消消除除工工件件的的内内应应力力，，一一般般在在粗粗加加工工之之后后精精加加工工之之前前进进行行。。对对于于高高精精度度的的零零件件，，在在加加工工过过程程中中常常进进行行多多次次时时效效处处理理。。辅助助工工序序安安排排辅助助工工序序主主要要包包括括检检验验、、去去毛毛刺刺、、清清洗洗、、防防锈锈、、刻刻字字等等。。其其中中检检验验工工序序是是主主要要的的辅辅助助工工序序。。为为保保证证产产品品质质量量，，及及时时剔剔除除废废品品，，防防止止浪浪费费工工时时，，并并使使责责任任明明确确，，检检验验工工序序一一般般安安排排在在零零件件粗粗加加工工或或半半精精加加工工结结束束之之后后；；重重要要工工序序加加工工前前后后；；零零件件送送外外车车间间(如如热热处处理理)加加工工之之前前；；零零件件全全部部加加工工结结束束之之后后。。退火、正正火、调调质、时时效、淬淬火、回回火、渗渗碳、氮氮化退火是一一种金属属热处理理工艺，，指的是是将金属属缓慢加加热到一一定温度度，保持持足够时时间，然然后以适适宜速度度冷却。。目的是是降低硬硬度，改改善切削削加工性性；消除除残余应应力，稳稳定尺寸寸，减少少变形与与裂纹倾倾向；细细化晶粒粒，调整整组织，，消除组组织缺陷陷。正火，又又称常化化，是将将工件加加热至Ac3或或Accm以上上30~50℃℃，保温温一段时时间后，，从炉中中取出在在空气中中或喷水水、喷雾雾或吹风风冷却的的金属热热处理工工艺。其其目的是是在于使使晶粒细细化和碳碳化物分分布均匀匀化。正正火与退退火的不不同点是是正火冷冷却速度度比退火火冷却速速度稍快快，因而而正火组组织要比比退火组组织更细细一些，，其机械械性能也也有所提提高。另另外，正正火炉外外冷却不不占用设设备，生生产率较较高，因因此生产产中尽可可能采用用正火来来代替退退火。调质：调调整钢综综合力学学性能的的热处理理工艺，，即淬火火后又高高温回火火的双重重热处理理。调质件大大都在比比较大的的动载荷荷作用下下工作，，它们承承受着拉拉伸、压压缩、弯弯曲、扭扭转或剪剪切的作作用，有有的表面面还具有有摩擦，，要求有有一定的的耐磨性性等等。。总之，，零件处处在各种种复合应应力下工工作。这这类零件件主要为为各种机机器和机机构的结结构件，，如轴类类、连杆杆、螺栓栓、齿轮轮等，在在机床、、汽车和和拖拉机机等制造造工业中中用得很很普遍。。尤其是是对于重重型机器器制造中中的大型型部件，，调质处处理用得得更多．．因此，，调质处处理在热热处理中中占有很很重要的的位置。。时效：合合金经固固溶热处处理或冷冷塑性形形变后，，在室温温放置或或稍高于于室温保保温时，，其性能能随时间间而变化化的现象象。淬火：将将钢件加加热到奥奥氏体化化温度并并保持一一定时间间，然后后以大于于临界冷冷却速度度冷却，，以获得得非扩散散型转变变组织，，如马氏氏体、贝贝氏体和和奥氏体体等的热热处理工工艺。回火是工工件淬硬硬后加热热到AC1以下下的某一一温度，，保温一一定时间间，然后后冷却到到室温的的热处理理工艺。。回火一般般紧接着着淬火进进行，其其目的是是：(a)消除除工件淬淬火时产产生的残残留应力力，防止止变形和和开裂；；(b)调整工工件的硬硬度、强强度、塑塑性和韧韧性，达达到使用用性能要要求；(c)稳稳定组织织与尺寸寸，保证证精度；；(d)改善和和提高加加工性能能。因此此，回火火是工件件获得所所需性能能的最后后一道重重要工序序。按回回火温度度范围，，回火可可分为低低温回火火、中温温回火和和高温回回火。渗碳：是是对金属属表面处处理的一一种，采采用渗碳碳的多为为低碳钢钢或低合合金钢，，具体方方法是将将工件置置入具有有活性渗渗碳介质质中,加加热到900--950摄氏氏度的单单相奥氏氏体区,保温足足够时间间后,使使渗碳介介质中分分解出的的活性碳碳原子渗渗入钢件件表层,从而获获得表层层高碳,心部仍仍保持原原有成分分.相相似的还还有低温温渗氮处处理。这这是金属属材料常常见的一一种热处处理工艺艺，它可可以使渗渗过碳的的工件表表面获得得很高的的硬度，，提高其其耐磨程程度。公差：实实际参数数值的允允许变动动量。参参数，既既包括机机械加工工中的几几何参数数，也包包括物理理、化学学、电学学等学科科的参数数。所以以说公差差是一个个使用范范围很广广的概念念。对于于机械制制造来说说，制定定公差的的目的就就是为了了确定产产品的几几何参数数，使其其变动量量在一定定的范围围之内，，以便达达到互换换或配合合的要求求。几何参数数的公差差有尺寸寸公差、、形状公公差、位位置公差差等。①①尺寸公公差。指指允许尺尺寸的变变动量，，等于最最大极限限尺寸与与最小极极限尺寸寸代数差差的绝对对值。②②形状公公差。指指单一实实际要素素的形状状所允许许的变动动全量，，包括直直线度、、平面度度、圆度度、圆柱柱度、线线轮廓度度和面轮轮廓度6个项目目。③位位置公差差。指关关联实际际要素的的位置对对基准所所允许的的变动全全量，它它限制零零件的两两个或两两个以上上的点、、线、面面之间的的相互位位置关系系，包括括平行度度、垂直直度、倾倾斜度、、同轴度度、对称称度、位位置度、、圆跳动动和全跳跳动8个个项目。。公差表表示了零零件的制制造精度度要求，，反映了了其加工工难易程程度。公公差等级级分为IT01、IT0、IT1、、…、IT18共20级，等等级依次次降低，，公差值值依次增增大。IT表示示国际公公差。标准公差差七、加工工余量与与工序尺尺寸的确确定加工余量量即加工工过程中中在零件件表面上上预留的的多余金金属层，，简称余余量。进进行切削削加工时时，加工工余量被被切除；；而进行行无屑加加工(如如钢球挤挤压、螺螺纹滚压压等)时时，则使使加工余余量产生生塑性变变形。加工余量量可分为为工序余余量和总总余量两两种。加工余量量有双边边余量和和单边余余量之分分，平面面的加工工余量是是单边余余量，它它等于实实际切削削的金属属层厚度度。对于于外圆和和孔等回回转表面面，加工工余量指指双边余余量，即即以直径径方向计计算，实实际切削削的金属属为加工工余量数数值的一一半。一般情况况下，工工序尺寸寸的公差差按“入入体原则则”标注注。即对对被包容容尺寸（（轴的外外径，实实体长、、宽、高高），其其最大加加工尺寸寸就是基基本尺寸寸，上偏偏差为零零。对包包容尺寸寸（孔径径、槽宽宽），其其最小加加工尺寸寸就是基基本尺寸寸，下偏偏差为零零。毛坯坯尺寸公公差按双双向对称称偏差形形式标注注。前工序工工序尺寸寸公差本工序工工序尺寸寸公差工序最小小加工余余量工序最大大加工余余量工序加工工余量的的变动量量(即加加工余量量公差)等于前前工序与与本工序序两道工工序尺寸寸公差之之和影响工序序余量的的因素1）上工工序的尺尺寸公差差Ta愈大，则则本道工工序的标标称余量量愈大。。2）上道道工序产产生的表表面粗糙糙度Ry（表面轮轮廓最大大高度））和表面面缺陷层层深度Ha在本道工工序加工工时，应应将它们们切除掉掉。3）上道道工序留留下的需需要单独独考虑的的空间误误差ea。4）本工工序的装装夹误差差εb。单边余量量双边余量量1.分析析计算法法这种方法法以一定定的试验验资料和和计算公公式，对对影响加加工余量量的各项项因素进进行分析析和综合合计算来来确定余余量的大大小。用用这种方方法确定定加工余余量经济济合理，，但需要要积累较较全面的的试验资资料，且且计算过过程也比比较复杂杂，目前前较少使使用。2.查表表修正法法此法是以以工艺手手册、生生产实践践和各种种试验研研究积累累的有关关加工余余量的资资料数据据为基础础，并结结合实际际的加工工情况来来确定加加工余量量的方法法，应用用比较广广泛。在在查表时时应注意意表中的的数据是是公称值值，对称称表面(轴和孔孔)是加加工余量量的双边边值，非非对称表表面的加加工余量量是单边边值。3.经验验估算法法此法是根根据工艺艺人员的的实践经经验来确确定加工工余量的的方法。。这种方方法不太太准确，，并且为为了避免免因加工工余量不不够而产产生废品品的情况况，估计计的加工工余量一一般偏大大，常用用于模具具零件。。确定加工工余量一一般有如如下三种种方法：：工序尺寸寸与公差差的确定定零件图上上要求的的设计尺尺寸和公公差，是是经过多多道工序序加工后后达到的的。工序序尺寸是是零件的的加工过过程中各各个工序序应达到到的尺寸寸。每道道工序的的加工尺尺寸是不不同的，，是逐步步向设计计尺寸靠靠近的。。在工艺艺规程中中需要标标注出这这些工序序尺寸，，以作加加工或检检验的依依据。1）确定定各加工工工序的的加工余余量。2）从终终加工工工序开始始（即从从设计尺尺寸开始始）到第第二道加加工工序序，依次次加上每每道加工工工序余余量，可可分别得得到各工工序基本本尺寸。。3）除终终加工工工序以外外，其他他各加工工工序按按各自所所采用加加工方法法的加工工经济精精度确定定工序尺尺寸公差差（终加加工工序序的公差差按设计计要求确确定）。。4）填写写工序尺尺寸并按按“入体体原则””标注工工序尺寸寸公差。。所谓“入入体原则则”是指指标注工工件尺寸寸公差时时应向材材料实体体方向单单向标注注。简言之：：对于轴轴，其尺尺寸越加加工越小小——这这样对于于轴，其其尺寸上上偏差取取0，下下偏差为为负———是为““入体””（即入入材料体体），即即其尺寸寸越来越越小；对于孔，，其尺寸寸越加工工越大———这样样对于孔孔，其尺尺寸下偏偏差为0，上偏偏差为正正——是是为“入入体”（（即入材材料体）），即尺尺寸越来来越大。。例：某零零件孔的的设计要要求为Φ100+0.035mm，，Ra值为0.8μμm，毛毛坯为铸铸铁件，，其加工工工艺路路线为：：毛坯→粗镗→半精镗→精镗→浮动镗。。求各工工序尺寸寸。首先，通通过查表表或凭经经验确定定毛坯总总余量与与其公差差、工序序余量以以及工序序的经济济精度和和公差值值例：某轴轴直径为为ø50ｍｍ，，其尺寸寸精度要要求为IT5，，表面粗粗糙度Ra要求求为0.04um，并并要求高高频淬火火，毛坯坯为锻件件。其工工艺路线线为：粗粗车→半精车→→高频淬淬火→粗粗磨→精精磨→研研磨。现现在计算算各工序序的工序序尺寸及及公差。。1）先用用查表法法确定加加工余量量。由工工艺手册册查得：：研磨余余量为0.01ｍｍ，，精磨余余量为0.1ｍｍｍ，粗粗磨余量量为0.3ｍｍｍ，半精精车余量量为1.1ｍｍｍ，粗车车余量为为4.5ｍｍ，，有公式式可得加加工总余余量为6.01ｍｍ，，取加工工总余量量为6ｍｍｍ，把把粗车余余量修正正为4.49ｍｍｍ.2））计计算算各各加加工工工工序序基基本本尺尺寸寸。。研研磨磨后后工工序序基基本本尺尺寸寸为为50ｍｍｍｍ（（设设计计尺尺寸寸））；；其其他他各各工工序序基基本本尺尺寸寸依依次次为为：：精磨磨（（50+0.01））ｍｍｍｍ=50.01ｍｍｍｍ粗磨磨（（50.01+0.1））ｍｍｍｍ=50.11ｍｍｍｍ半精精车车（（50.11+0.3））ｍｍｍｍ=50.41ｍｍｍｍ粗车车（（50.41+1.1））ｍｍｍｍ=51.51ｍｍｍｍ毛坯坯（（51.51+4.49））ｍｍｍｍ=56ｍｍｍｍ3））确确定定各各工工序序的的加加工工经经济济精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度。。由由工工艺艺手手册册查查得得：：研研磨磨后后为为IT5，，Ra为为0.04um（（零零件件的的设设计计要要求求））；；精精磨磨后后选选定定为为IT6，，Ra为为0.16um；；粗粗磨磨后后选选定定为为IT8，，Ra为为1.25um；；半半精精车车后后选选定定为为IT11，，为为2.5um；；粗粗车车后后选选定定为为IT13，，Ra为为16um。。4））公公差差确确定定为为标标注注。。根根据据上上述述经经济济加加工工精精度度查查公公查查表表，，将将查查得得的的公公差差数数值值按按““人人体体原原则则””标标注注在在工工序序基基本本尺尺寸寸上上。。查查工工艺艺手手册册可可得得锻锻造造毛毛坯坯公公差差为为±±2ｍｍｍｍ。。八、、工工艺艺装装备备的的选选择择1.机机床床的的选选择择在选选择择机机床床时时，，应应注注意意以以下下几几点点：：1））机机床床的的主主要要规规格格尺尺寸寸应应与与零零件件的的外外廓廓尺尺寸寸相相适适应应。。2））机机床床的的精精度度应应与与工工序序要要求求的的加加工工精精度度相相适适应应。。3））机机床床的的生生产产率率与与加加工工零零件件的的生生产产类类型型相相适适应应。。4））机机床床选选择择还还应应结结合合现现场场的的实实际际情情况况。。2.夹夹具具的的选选择择单件件小小批批生生产产，，应应尽尽量量选选用用通通用用夹夹具具。。3.刀刀具具的的选选择择一般般采采用用标标准准刀刀具具。。4.量量具具选选择择单件件小小批批生生产产中中应应尽尽量量采采用用通通用用量量具具，，如如游游标标卡卡尺尺与与百百分分表表等等。。考考考你你？何谓谓设设计计基基准准，，何何谓谓工工艺艺基基准准？？零件件加加工工时时粗粗基基准准的的选选择择原原则则是是什什么么？？精精基基准准的的选选择择原原则则是是什什么么？？如何何正正确确拟拟定定模模具具机机械械加加工工工工艺艺路路线线？？举例例说说明明在在机机械械加加工工工工艺艺过过程程中中，，如如何何合合理理安安排排热热处处理理工工序序位位置置？？本次次课课结结束束。。第二节模具制造精度分析一、概念二、影响零件制造精度的因素模具具的的制制造造精精度度主主要要体体现现在在模模具具工工作作零零件件的的精精度度和和相相关关部部位位的的配配合合精精度度。。模模具具零零件件的的加加工工质质量量是是保保证证模模具具所所加加工工产产品品质质量量的的基基础础。。加工工精精度度包包含含三三方方面面的的内内容容：：尺尺寸寸精精度度、、形形状状精精度度和和位位置置精精度度。。这这三三者者之之间间是是有有联联系系的的。。通通常常形形状状公公差差应应限限制制在在位位置置公公差差之之内内，，而而位位置置误误差差一一般般也也应应限限制制在在尺尺寸寸公公差差之之内内。。零件件的的加加工工精精度度越越高高成成本本就就越越高高，，生生产产效效率率就就越越低低。。因因此此设设计计人人员员应应根根据据零零件件的的使使用用要要求求，，合合理理地地规规定定零零件件的的加加工工精精度度。。一、、概概述述影响响模模具具精精度度的的主主要要因因素素有有：：（1））制制件件的的精精度度。。产品品制制件件的的精精度度越越高高，，模模具具工工作作零零件件的的精精度度就就越越高高。。模模具具精精度度的的高高低低不不仅仅对对产产品品制制件件的的精精度度有有直直接接影影响响，，而而且且对对模模具具的的生生产产周周期期、、生生产产成成本本以以及及使使用用寿寿命命都都有有很很大大的的影影响响。。（2））模模具具加加工工技技术术手手段段的的水水平平。。模具具加加工工设设备备的的加加工工精精度度和和自自动动化化程程度度，，是是保保证证模模具具精精度度的的基基本本条条件件。。今今后后模模具具零零件件精精度度将将更更大大地地依依赖赖于于模模具具加加工工技技术术手手段段的的高高低低。。（3））模模具具装装配配钳钳工工的的技技术术水水平平。。模具具的的最最终终精精度度在在很很大大程程度度上上依依赖赖于于装装配配调调试试，，模模具具光光整整表表面面的的表表面面粗粗糙糙度度大大小小也也主主要要依依赖赖模模具具钳钳工工的的技技术术水水平平，，因因此此模模具具装装配配钳钳工工技技术术水水平平是是影影响响模模具具精精度度的的重重要要因因素素。。（4））模模具具制制造造的的生生产产方方式式和和管管理理水水平平。。例如如模模具具工工作作刃刃口口尺尺寸寸在在模模具具设设计计和和生生产产时时，，是是采采用用““实实配配法法””，，还还是是““分分别别制制造造法法””是是影影响响模模具具精精度度的的重重要要方方面面。。对对于于高高精精度度模模具具只只有有采采用用““分分别别制制造造法法””，，才才能能满满足足高高精精度度的的要要求求和和实实现现互互换换性性生生产产。。二、影影响零零件制制造精精度的的因素素1.工工艺系系统的的几何何误差差对加加工精精度的的影响响2.工工艺系系统受受力变变形引引起的的加工工误差差3.工工艺系系统热热变形形对加加工精精度的的影响响（1））加工工原理理误差差。加工原原理误误差是是指采采用了了近似似的成成形运运动或或近似似的刀刀刃轮轮廓进进行加加工而而产生生的误误差。。（2））调整整误差差。在机械械加工工的每每一道道工序序中，，总是是要对对工艺艺系统统进行行这样样或那那样的的调整整工作作。由由于调调整不不可能能绝对对地准准确，，因而而产生生调整整误差差。（3））机床床误差差。引起机机床误误差的的原因因是机机床的的制造造误差差、安安装误误差和和磨损损。（4））夹具具的制制造误误差与与磨损损。夹具的的误差差主要要有：：定位位元件件、刀刀具导导向元元件、、分度度机构构、夹夹具体体等的的制造造误差差；夹夹具装装配后后，以以上各各种元元件工工作面面间的的相对对尺寸寸误差差；夹夹具在在使用用过程程中工工作表表面的的磨损损。（5））刀具具的制制造误误差与与磨损损。刀具制制造误误差对对加工工精度度的影影响，，根据据刀具具的种种类、、材料料等不不同而而异。。1.工工艺系系统的的几何何误差差对加加工精精度的的影响响切削加加工时时，由由机床床、刀刀具、、夹具具和工工件组组成的的工艺艺系统统，在在切削削力、、夹紧紧力以以及重重力等等作用用下，，将产产生相相应的的变形形，使使刀具具和工工件在在静态态下调调整好好的相相互位位置，，以及及切削削成形形运动动所需需要的的正确确几何何关系系发生生变化化，从从而造造成加加工误误差。。工艺系系统受受力变变形通通常是是弹性性变形形。一一般来来说，，工艺艺系统统抵抗抗弹性性变形形的能能力越越强，，则加加工精精度越越高。。工艺艺系统统抵抗抗变形形的能能力，，用刚刚度来来描述述。所所谓工工艺系系统刚刚度，，是指指工件件加工工表面面切削削力的的法向向分力力，与与刀具具相对对工件件在该该力的的方向向上非非进给给位移移的比比值。。2.工工艺系系统受受力变变形引引起的的加工工误差差工艺系系统刚刚度对对加工工精度度的影影响1）切切削力力作用用点位位置变变化引引起的的工件件形状状误差差。切削过过程中中，工工艺系系统的的刚度度会随随切削削力作作用点点位置置的变变化而而变化化，这这使得得工艺艺系统统受力力变形形亦随随之变变化，，引起起工件件形状状误差差。2）切切削力力大小小变化化引起起的加加工误误差。。例如，，在车车床上上加工工短轴轴，这这时如如果毛毛坯形形状误误差较较大或或材料料硬度度很不不均匀匀，工工件加加工时时切削削力的的大小小就会会有较较大变变化，，工艺艺系统统的变变形也也就会会随切切削力力大小小的变变化而而变化化，因因而引引起工工件加加工误误差。。3）夹夹紧力力和重重力引引起的的加工工误差差。工件在在装夹夹时，，由于于工件件刚度度较低低或夹夹紧力力着力力点不不当，，会使使工件件产生生相应应的变变形，，造成成加工工误差差。4）传传动力力和惯惯性力力对加加工精精度的的影响响。主