模具制造工艺技术 课件 2.1 模具制造工艺编制基础（任务一）

1．掌握模具制造工艺规程的制订方法；知识目标任务一模具制造工艺规程的制订能力目标

1．能够独立分析模具常用零件技术和结构；

2．能够合理地选择零件的毛坯及其加工工艺路线；3.能够正确编制模具制造工艺规程；素质目标培养学生创新精神、良好的团队合作、产品质量和安全生产意识。

任务描述任务一模具制造工艺规程的制订

如下图所示导柱零件，已知零件材料为20钢，淬火58～62HRC，表面渗碳0.8～1.2mm，试编制其工艺过程卡。一、模具制造工艺规程概述1.模具加工工艺规程的基本概念

模具加工工艺规程是规定模具加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。模具生产工艺水平的高低及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过模具加工工艺规程来体现。

模具一般是单件、小批量生产，模具标准件则是成批生产。成型零件的加工精度要求较高，所采取的加工方法往往不同于一般机械加工方法。一、模具制造工艺规程概述（2）（1）（3）（4）1）工艺规程的作用工艺规程是指导生产的技术文件。工艺规程是生产组织和管理的依据。工艺规程是加工检验的依据。工艺规程是新建和扩建工厂（车间）的技术依据。一、模具制造工艺规程概述（1)技术上的先进性（3)良好的劳动条件及避免环境污染

（2)经济上的合理性2）工艺规程制订的原则一、模具制造工艺规程概述2.模具的生产过程与工艺过程1）模具的生产过程生产过程是指将原材料或半成品转变为成品的所有劳动过程。这里所指的成品可以是一副模具、一个部件，也可以是某种零件。2）模具的工艺过程工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。它是生产过程的一部分。工艺过程可分为毛坯制造、零件加工、热处理和装配等工艺过程。机械加工工艺过程综合卡一、模具制造工艺规程概述

工序是指一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时几个工件所完成的那一部分工艺过程。有肩导柱工序划分：锯、车、车、热处理、车、磨一、模具制造工艺规程概述（1）安装（4）走刀（2）工位（3）工步模具零件加工工艺规程编制步骤

模具零件工艺性分析；确定生产类型；确定毛坯形式；拟定加工工艺路线；确定加工余量与工序尺寸；选择工艺装备；确定切削用量及时间定额；填写工艺文件。

零件的工艺分析：指对所设计的零件在满足使用要求的前提下进行制造的可行性和经济性分析。（当制订机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺性能分析）1、模具零件的工艺分析1、模具零件的工艺分析1.模具零件的结构工艺性

（1）便于达到零件图上要求的加工质量。模具零件的结构应能保证在加工时用比较容易、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。如模具零件加工表面形状的分布应合理，模具零件的结构应标准化、规格化，模具零件应具有足够的刚度等。

（3）有利于减少模具零件的加工工作量。模具零件设计时应尽量减少加工表面，减少工作量以及减少刀具、电极、材料的消耗。

（4）有利于缩短辅助时间。如模具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。对模具零件结构工艺性的要求1、模具零件的工艺分析几种模具零件结构的工艺性对比1、模具零件的工艺分析1、模具零件的工艺分析错误正确

支座地面设计为中凹可减少加工量，以减少刀具及材料的消耗量，还可以保证装配时零件间的很好配合。1、模具零件的工艺分析错误正确

孔的轴线不垂直于孔的进口或出口的端面，钻头容易产生偏斜或弯曲，甚至折断。应尽量避免在曲面或斜壁上钻孔，提高生产率，保证精度。1、模具零件的工艺分析错误正确

轴上的过度圆角尽量一致，便于加工。

1、模具零件的工艺分析错误正确

加工内螺纹或外螺纹时，螺纹根部应有退刀槽，这样才可以车出完整的螺纹，避免刀具、机床的损伤，使加工安全。1、模具零件的工艺分析错误正确

磨削时，各表面间的过渡部分应设计出越程槽。

1、模具零件的工艺分析2.模具零件的技术要求分析技术要求（2）主要加工表面的形状精度。（1）加工表面的尺寸精度。（3）主要加工表面间的相互位置精度。（5）热处理要求及其他要求。（4）各加工表面的粗糙度，以及表面质量方面的其他要求。

分析图所示零件图及其技术要求。零件图引例解析分析：如上图所示零件需加工的表面为：φ25mm外圆柱面，尺寸精度达到IT6级，表面粗糙度

Ra为0.8μm；φ8mm内孔，表面粗糙度Ra为3.2μm；两端面，表面粗糙度Ra为1.6μm。

通过对该零件技术要求的分析，可以确定该零件的外圆需要磨削才能达到其尺寸精度和表面粗糙度要求，加工时需要划分粗加工、半精加工和精加工阶段。锥孔的表面粗糙度要求需经研磨才能达到。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，或结构工艺性不好时，应提出修改意见。但修改时必须征得设计人员的同意，并经过一定的批准手续。解：零件图生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量(年产量)和进度计划。某种零件的年产量可以下公式计算：

N=Qn(1+α)(1+β)

生产类型：企业生产专业化程度的分类。2、确定生产纲领和生产类型2、确定生产纲领和生产类型单件生产:产品品种多，每一品种的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常改变,如模具的生产。

成批生产:工作地点的加工对象周期性地进行轮换,如普通机床的生产。

大量生产:产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点长期进行某一零件的某一道工序的加工,如自行车的生产。

注意：模具生产批量的大小对于工厂的生产过程和生产组织起决定性作用。不同生产纲领对于其专业化程度、工艺方法、工装设备也不相同。各种生产类型的工艺特点三、毛坯的确定

毛坯是根据模具零件所要求的形状、工艺尺寸等加工因素所提供的加工用生产对象。它不仅影响毛坯制造工艺、设备及费用，而且对模具零件材料的利用率、劳动量消耗、加工成本等都有重大影响。三、毛坯的确定1.毛坯的种类及特点模具零件常用毛坯的种类及其特点三、毛坯的确定2.毛坯的确定原则1）模具零件的材料及其力学性能2）模具零件的结构形状及外形尺寸3）模具零件的生产类型4）现有生产条件5）充分考虑新工艺、新技术和新材料三、毛坯的确定3.毛坯形状与尺寸的确定1)2)3)工艺搭子的设计整体毛坯的采用合件毛坯的采用四、拟定加工工艺路线

拟订模具零件加工工艺路线时，应在充分调查的基础上提出多种方案进行对比（因为加工路线不同，对加工质量、生产效率、劳动强度、设备投资、车间布置和生产成本均有影响）

在拟订模具零件加工工艺路线过程中，首先要合理选取定位基准，还要考虑表面加工方法选取，加工阶段划分、工序安排（集中还是分散）、加工顺序安排。

拟订模具零件加工工艺路线主要任务：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模具加工工艺过程中的工序数目。

拟订模具零件加工工艺路线就是制订模具加工工艺过程的总体布局。四、拟定加工工艺路线1.基准的概念

研究零件加工表面间的相对位置关系离不开基准，不明确基准就无法确定零件加工表面的位置。基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。如果要计算和测量某些点、线、面的位置和尺寸，基准就是计算和测量的起点依据。按作用不同分为设计基准和工艺基准设计基准设计图样上所采用的基准工艺基准

在工艺中采用的基准。工艺基准按用途不同，又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准设计基准工序基准2.工件的安装方式1）直接找正法

利用百分表、划针等工具，在机床上找正工件的有关基准，使工件处于正确的位置。

工件安装的好坏直接影响加工精度，安装的快慢影响生产效率。四、拟定加工工艺路线2）划线找正法3)采用夹具安装法用专用夹具安装工件1、5—支承板；2、3、4—支承钉；6—钻套

利用夹具上的定位元件使工件获得正确的位置。3.定位基准的选择定位：工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置。

工件的六点定位原理：在机械加工中，要完全确定工件的正确位置，必须有合理分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，称为“六点定位原理”工件定位分四种情况：完全定位、不完全定位、重复定位、欠定位。四、拟定加工工艺路线3.定位基准的选择

工件定位时，按照六点定位原理，要根据加工时对工件应限制的自由度个数来确定选用几个表面作为定位基准。Y方向Y，选择G面定位即可。

尺寸h1，需限制Z方向的Z，X方向的X，

加工表面B,C

时，为了保证尺寸t或h2,需限制5个自由度，应选取A、G面定位。

加工孔时，为了保证尺寸S1、S2、20mm及孔与G面的垂直度,需限制6个自由度，应选取A、G和D面定位。3.定位基准的选择

定位基准选取十分重要，不仅影响工件的加工精度，而且同一个加工表面选用的定位基准不同，其工艺路线也可能不同。定位基准分为精基准和粗基准。

以已经加工过的表面作为定位基准时，该定位基准称为精基准；

以工件的毛坯上未加工的表面作为定位基准时，该定位基准称为粗基准。

注意：在制订模具零件加工工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准来定位把工件加工出来，再考虑选择怎样的粗基准定位把用作精基准的表面加工出来。3.定位基准的选择1）粗基准的选择

（2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作为粗基准。

保证各加工表面有足够的加工余量；保证非加工表面有尺寸和位置符合图样的要求。

（1）具有非加工表面的工件，为保证加工表面与非加工表面间的相对位置，一般应选择非加工表面为粗基准。非加工表面原则重要表面原则

（4）粗基准的表面应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边及其他表面缺陷，以使工件定位可靠、夹紧方便。

（5）由于粗基准是毛坯表面比较粗糙，不能保证重复安装的位置精度，定位误差很大。因而，粗基准一般只使用一次。

（3）具有较多加工表面的工件在选择粗基准时，应按下述原则合理分配各加工表面的加工余量。①为保证各加工表面都有足够的加工余量，选择毛坯上加工余量最小的表面作为粗基准。②若零件必须首先保证其重要表面加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。③若有几个不加工表面，则粗基准应选择位置精度要求较高者。加工余量最小原则不重复使用、便于装夹原则3.定位基准的选择2）精基准的选择基准重合原则基准统一原则互为精基准原则自为精基准原则（1）（2）（4）（3）

主要考虑减少定位误差和安装方便、准确。3.定位基准的选择3）辅助基准的应用

工件定位时，为了保证其加工表面的位置精度，多优先选择设计基准或装配基准作为定位基准，这些基准一般都是零件上的重要工作表面。但有些零件的加工，为了安装方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准。辅助基准在零件工作中并无用途，完全是为了工艺上的需要，加工完毕后如有必要可以去掉辅助基准。3.定位基准的选择四、拟订加工工艺路线

拟订模具零件加工工艺路线时，应在充分调查的基础上提出多种方案进行对比（因为加工路线不同，对加工质量、生产效率、劳动强度、设备投资、车间布置和生产成本均有影响）

在拟订模具零件加工工艺路线过程中，除合理选取定位基准外，还要考虑表面加工方法选取，加工阶段划分、工序安排（集中还是分散）、加工顺序安排。

拟订模具零件加工工艺路线主要任务：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模具加工工艺过程中的工序数目。

拟订模具零件加工工艺路线就是制订模具加工工艺过程的总体布局。四、拟订加工工艺路线1.表面加工方法的选择12345首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。工件材料的性质对加工方法的选择也有影响。工件的结构形状和尺寸大小的影响。

为了能够正确的选择加工方法，还要考虑本厂、本车间现有设备情况及技术条件。表面加工方法的选择，还应考虑生产效率和经济性的要求。四、拟订加工工艺路线1.表面加工方法的选择

平面加工平面的加工方法常用有：刨、铣、磨和拉削。有些工件的端面也用车的方法。刨削、铣削和车削常用作平面的粗加工和半精加工，而磨削和拉削则用作平面的精加工。

外圆面加工外圆面的加工方法常用的有车削和磨削。对于精度要求高的如精密的主要外圆面还需要光整加工。

内孔加工内孔的加工：D＜20mm的孔一般采用钻、扩、铰，D＞20mm的孔采用镗削加工，有些盘类的孔采用拉削加工。精度要求高的孔有时采用磨削加工。

外圆柱面的加工方法平面的加工方法孔的加工方法四、拟订加工工艺路线2.加工阶段的划分粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段1234四、拟订加工工艺路线加工工艺过程分阶段的原因保证加工质量合理使用设备便于安排热处理工序(1)(2)(3)四、拟订加工工艺路线2)热处理工序的安排（1)预备热处理（2)最终热处理方式：退火、正火、调质、时效处理）工预备热处理目的是改善工件的加工性能，消除内应力，改善金相组织，为最终热处理做好准备。

退火和正火一般安排在毛坯制造后、机械加工前进行；调质处理一般安排在粗加工后、半精加工前进行；时效处理用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。方式：淬火、渗碳淬火、渗氮处理、硬质化合物涂覆）

最终热处理目的是提高零件的力学性能；通常安排在精加工阶段前后进行。

对于中碳钢零件，一般通过淬火提高其硬度；对于低碳钢零件，可通过渗碳淬火来提高其表面硬度和耐磨性，并使其芯部仍保持较高的强度、韧性和塑性；硬质化合物涂覆技术应用到模具制造中，成为提高模具寿命的有效方法之一。四、拟订加工工艺路线3.工序集中与工序分散1）工序集中的特点IT출판사업부TryAgain!무작정따라하기31542

专用设备和工艺装备较复杂，生产准备工作和投资比较大，转换新产品比较困难。

减少了工件安装次数，保证了零件精度。

减少了工序数目、缩短工艺路线。减少了设备数量，减少了操作工人和生产面积。

有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备，可大大提高劳动生产率。四、拟订加工工艺路线2）工序分散的特点

（2）

可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。（1）设备与工艺装备比较简单，调整方便，生产工人便于掌握，容易适应产品的变换。

（3）设备数目较多，操作工人多，生产面积大。四、拟订加工工艺路线4.加工顺序的安排1)机械加工顺序的安排（1）先粗后精（4）先面后孔（2)先主后次（3）基准面先加工四、拟订加工工艺路线3)辅助工序的安排（1）粗加工全部结束后，精加工开始之前。（2）（3）（4）（5）零件从一个车间转向另一个车间前后。重要工序加工前后。零件加工完毕，进入装配和成品库时。特种性能检验(磁力探伤、密封性检验等)前。检验、去毛刺、清洗和涂防锈油等。五、确定加工余量与工序尺寸

零件在机械加工工艺过程中，各个加工表面本身的尺寸及各个加工表面相互之间的距离尺寸和位置关系，在每一道工序中是不相同的，它们随着工艺过程的进行而不断改变，一直到工艺过程结束，以达到图样上所规定的要求。在工艺过程中，某工序加工应达到的尺寸称为工序尺寸。工艺路线拟订之后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序尺寸。工序尺寸的确定与工序加工余量有着密切的关系。加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属层厚度。加工余量可分为工序加工余量和总加工余量。1.加工余量与工序尺寸的基本概念总余量与工序余量的关系为:加工余量有双边余量和单边余量之分1.加工余量

加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。加工余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工总余量（毛坯余量）是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。五、确定加工余量与工序尺寸2.

工序尺寸

每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的工序尺寸。

由于加工中不可避免地存在误差，所以工序尺寸也有公差，这种公差称为工序公差。工序尺寸、工序公差、加工余量三者关系见下图轴的加工余量孔的加工余量

（工序尺寸的公差通常规定在零件的入体方向，对于轴：对于孔：而毛坯尺寸的公差一般采用双向标注。）工件的加工余量：

Zi=Ai-1－Ai最大工序余量：Zimax=A(i-1)max－Aimin

=Zi+Ti

最小工序余量：Zimin=A(i-1)min－Aimax=Zi－Ti-1工序余量公差：Tzi=Zimax－Zimin=Ti+Ti-12.影响加工余量的因素

１）上工序的各种表面缺陷及误差的影响

表面粗糙度Ra和缺陷层深度Ha、工序的尺寸误差Ta、工序的位置误差ρa

2）本工序的装夹误差ε2

3）热处理变形（变形过大而余量不足会引起报废）五、确定加工余量与工序尺寸3.确定加工余量

1）分析计算法2）经验估计法3）查表修正法

查阅这些手册，再结合工厂的实际情况进行适当修改后确定,生产上广泛应用。

由根据经验确定。所估加工余量一般都偏大，此法只用于单件小批生产。批生产。

用计算法确定加工余量，目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前应用较少。五、确定加工余量与工序尺寸4.确定工序尺寸与工序尺寸公差（1）确定各加工工序余量。

（2）从终加工工序开始（即从设计尺寸开始）到第二道加工工序，依次加上每道加工工序余量，可分别得到各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸）。

（3）除终加工工序外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的经济加工精度确定工序尺寸公差（终加工工序的公差按设计要求确定）。（4）填写工序尺寸，并按“入体原则”标注工序尺寸公差。例题

如图所示圆凹模上mm孔，经扩孔一半精车一精车一热处理—磨孔达到设计要求，淬火硬度为58～62HRC，Ra为0.8µm。试确定各工序尺寸及偏差。