模具制造工艺2-1.ppt

1、2020年8月6日,第 1 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,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。整个生产过程可用下述框图表示。,一、模具制造的生产过程,2020年8月6日,第 2 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,具体地说，模具生产过程分以下六个阶段。 (1)模具方案确定 分析产品零件结构、尺寸精度、表面质量要求以及成型工艺。 (2)模具结构设计 进行成型件造型、结构设计；系统结构(包括定位、导向、卸料以及相关参数设定等)设计，即总成设计。 (3)生产准备 成

2、型件材料、模块等坯料加工；标准零、部件配购；根据造型设计，编制NC、CNC加工代码组成的加工程序；以及刀具、工装等。 (4)模具成型零件加工 根据加工工艺规程，采用NC、CNC加工程序进行成型加工、孔系加工；或采用电火花、成型磨削等传统工艺进行加工，以及相应的热处理工艺。 (5)装配与试模 根据模具设计要求，检查标准零、部件和成型零件的尺寸精度、位置精度，以及表面粗糙度等要求；按装配工艺规程进行装配、试模。 (6)验收与试用 根据各类模具的验收技术条件标准和合同规定，对模具试冲制件(冲件、塑件等)和模具性能、工作参数等进行检查、试用，合格后则验收。,2020年8月6日,第 3 页,子情境一 认

3、识模具加工工艺过程,由上述生产过程可知，模具的标准零、部件，通用标准零件(如螺钉、销钉)，以及冷却、加温系统中的标准、通用元件，都是在其他工厂生产的，模具厂只是依据模具设计要求，按一定顺序，将其与本厂加工完成的成型件等装配成模具厂的产品，此生产过程之总和，也可定义为模具生产过程。,2020年8月6日,第 4 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,由此定义可知，对使用量最大的中、小模具而言，在其构成中，标准零、部件占有很大比例。可见，若使模具生产过程现代化，则必先致力于模具标准化，建立完善的模具标准件的生产、供应体系，这也是模具工业现代化建设的基础。 现代工业产品的生产过程也是企业的人力、物力、财

4、力、信息的转化过程。任何一个产品的形成，都是许多企业共同劳动的成果。在今天，随着生产组织的专业化和产品的标准化程度的提高，各个企业间互相协作和共同依存的关系比以往都显得突出和重要。同样，在一个企业内部也是如此，某一车间生产的“成品”往往是其他车间组织生产的“原材料”。,2020年8月6日,第 5 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,在非模具专业生产企业中(产品专业厂)，模具作为其工艺装备的一部分，在基本产品生产系统中，模具属于辅助生产过程，是保证基本产品生产不可缺少的组成部分。在模具专业生产企业中，模具作为企业的基本产品，模具的生产过程始终贯穿于企业的全部生产过程之中。 模具的种类很多，按照G

5、B763587规定，包括冲压模、塑料模、锻造模、铸造模、粉末冶金模、橡胶模、无机材料成型模(玻璃成型模、陶瓷成型模等)、拉丝模等。每种模具结构、要求和用途不同，都有特定的生产过程。但是同属模具类的生产过程具有共性的特点。因此模具的生产过程又可以划分为五个主要阶段，即：技术准备，备料，零、组件加工，装配和试用鉴定五个阶段。它们的关系和内容如图1.1所示。,2020年8月6日,第 6 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,2020年8月6日,第 7 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,在上述生产过程中，生产技术准备阶段是整个生产的基础，对于模具的质量、成本、进度和管理都有重大的影响。生产技术准备阶段

6、工作包括模具图样的设计；工艺技术文件的编制；材料定额和加工工时定额的制定；模具成本的估算等。 在模具加工过程中，毛坯、零件和组件的质量保证和检验是必不可少的环节，在模具生产中通过“三检制”的实施保证合格制件在生产线上流转。在模具加工过程中，相关工序和车间之间的转接是生产连续进行所必要的，在转接中间和加工不均衡所造成的等待和停歇是模具生产中的突出问题，作为模具生产组织者应该将这部分时间降低到最小程度，同时在确定生产周期上要充分的考虑。,2020年8月6日,第 8 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,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

7、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。 模具制造工艺过程是模具设计过程的延续，是使设计图样转变为具有使用功能、使用价值的模具实体的制造过程。因此，根据设计要求，正确、合理地确定其工艺内容、工艺性质和方法，尤其是正确地制定成型件型面加工的工艺组合，对优化模具制造工艺过程，提高工艺过程技术先进性和经济性，并能高精度、高效率地完成任务，达到模具设计的要求具有非常重要的作用。 简而言之:模具制造工艺，就是把设计转化为产品的过程。模具制造工艺的任务就是研究探讨制造的可行性和如何制造的问题，进而研究怎样以低成本、短周期制造高质量模具的任务。,2020年8月6日

8、,第 9 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,工艺过程：在生产过程中，直接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。 机械加工工艺过程:机械加工工艺过程是用机械加工方法直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程。 装配工艺过程:装配工艺过程是按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。 辅助生产过程:生产过程中有一些过程是不可缺少的，但并不直接参与由原材料到成品的转变。如原材料的运输保管、生产准备和质量检验等这些过程称为辅助生产过程 .,生产过程,直接生产过程 (工艺过程）,间接生产过程 （辅助生产

9、过程）,机械加工工艺过程,装配工艺过程,模具加工的有关概念,2020年8月6日,第 10 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,二模具机械加工工艺过程,工序工序是一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。,划分是否为同一个工序的主要依据是 工作地点（设备）、加工对象（工件）是否变动以及加工是否连续完成。如果其中之一有变动或加工不是连续完成，则应划为另一道工序。 例“加工中心”机床上加工模具零件的复杂型腔，只要不去加工另一个零件，则所有的加工内容都属于同一工序,安装安装是工件（或装配单元）经一次装夹后所完成 的那一部分工序。一个工序中可以只有一次安装，也可以有

10、多次安装。,(一)模具机械加工工艺过程的组成,2020年8月6日,第 11 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,例如：下图零件在不同生产类型下的机械加工工序安排如下表所示。,表1-1 单件小批生产的工艺过程,表1-2 大批量生产的工艺过程, 生产规模不同，工序 的划分不一样。,2020年8月6日,第 12 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,工步：在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的部分工序内容，称为工步。 一个工序可包括几个工步，也可能只有一个工步。 注意: 对一次装夹中连续进行的若干相同的工步，为简化工序内容，通常写一个工步。 用几把刀具或一把复合

11、刀具同时加工一个工件上的几个表面称复合工步，复合工步也视为一个工步。 加工表面、加工工具、切削用量三种因素中只要改变一个，就应算作不同工步。,进给：切削工具在加工表面上切削，则每切去一层材料称一次进给。一个工步可以进行一次进给，也可以进行多次进给。每一次切削就称为一 次进给。,工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装 配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定 部分所占据的每一个位置。 工件在机床上所占据的每一个位置即为一个工位。,2020年8月6日,第 13 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,多工位加工,复合工步,2020年8月6日,第 14 页,子情境一 认识

12、模具加工工艺过程,2020年8月6日,第 15 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,2020年8月6日,第 16 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,限位导柱的工艺过程,2020年8月6日,第 17 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,2020年8月6日,第 18 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,三、 生产纲领与生产类型,生产纲领：生产纲领是指企业在计划期内应生产的产品产量。 (计划期通常为1年),零件生产纲领的计算公式： NQ（1） 式中N零件的生产纲领； Q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。,2020年8月6日,第 19 页,子情境一 认识模具

13、加工工艺过程,生产类型：生产类型是指企业（或车间、工段、班组等）生产专业化程度的分类。 根据生产纲领和产品的大小，可分为单件生产、成批生产、大量生产三大类。 A、单件生产：单件生产是指单个地生产不同结构和尺寸的产品，很少重复或不重复的生产类型。 B、成批生产：成批生产是指一年中分批轮流地制造几种不同的产品，工作地点的加工对象周期地重复。成批生产又分为小批生产、中批生产和大批生产。 C、大量生产：大量生产是指产品数量很大，大多数工作地点重复地进行某一零件的某一道工序的加工。,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。,三、 生产纲领与生产类型,2020年8月6日,第 20 页,

14、子情境一 认识模具加工工艺过程,四、 模具生产的工艺特征与基本要求,不同的生产类型具有不同的工艺特征，即在毛坯制造、机床及工艺装备的选用、对工人的技术要求、工时定额、零件的互换性，经济效益等方面均有明显区别。,模具生产的工艺特征：,1.毛坯制造采用木模、手工造型、砂型铸造或自由锻造。毛坯精度低、加工余量大,2.除采用通用设备按机群式布置外，更需采用高效、精密的专用加工设备和机床。,3.使用通用夹具，而少采用专用夹具，由划线及试切法保证尺寸。,4.除采用通用量具及万能夹具外，更需采用精密测量仪器。,5.对工人技术要求较高。,6.在工艺过程中，同一工序的加工内容较多，即采用集中工序，因而生产效率较

15、低,7.工艺规程是简单的工艺过程卡片。,2020年8月6日,第 21 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,四、 模具生产的工艺特征与基本要求,8.一般模具广泛采用配合加工方法，而精密模具则要考虑工作部分的互换性,9.模具生产应最大限度地实行零部件工艺技术及其管理的标准化、通用化、系列化，转单件生产为批量生产。,10.模具厂（车间）需具备专业化的生产组织形式，该形式与其生产方式相适应。,模具制造工艺过程必须满足基本要求：,1.保证模具质量 2.保证制造周期 3.具有良好的劳动条件 4.模具的成本低廉 5.不断提高加工工艺水平 。 6. 满足模具生产的特点,模具生产特点:,1)模具一般是单件小批量

16、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。,2)按照与用户签订的提供模具的合同来安排生产计划。,2020年8月6日,第 22 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,五、模具加工工艺的编制 模具加工的工艺规程：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。,工艺规程的作用,1.工艺规程是指导生产的重要文件，工厂的实际生产都是按照它所规定的加工工艺路线和各道工序进行的。 2.按照工艺规程组织生产，可以保证产品质量和较高的劳动生产率与经济性，使制造出来的产品满足优质、高产、低消耗的要求。 3.工艺规程还能作为技术准备和生产准备工作的基本依据。如安排原材料、半成品和外购件的供应

17、，刀具、夹具、量具及工具电极的设计、制造和采购及设备、人员的配备等。 4.工艺规程是新建、扩建工厂或车间的基础。在新建或扩建工厂或车间时，也要根据工艺规程来确定设备的种类和数量、车间的面积和人员、车间的平面布置和基建要求及投资预算等。,2020年8月6日,第 23 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,五、模具加工工艺的编制 编制模具零件工艺规程的基本原则,制订工艺规程的原则是在一定的生产条件下，以最小的劳动量和最低的费用，按生产计划规定的速度，可靠的加工出符合图样上所提出的各项技术要求的零件。工艺规程首先要保证产品质量，同时要争取最好的经济效益。在制订工艺规程时，要体现以下几个方面的要求： 1

18、）技术上的先进性 2）工艺上的合理性 3）经济上的合理性 4）缩短制造周期 5）创造必要的工作条件,2020年8月6日,第 24 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,五、模具加工工艺的编制 编制模具零件工艺规程的原始资料,1）模具整套装配图和零件图及明细表； 2）技术协议书（或任务书），包括模具制造副数、制造周期、压制件产品图、技术要求、模具压制设备的规格与型号等； 3）模具材料性能资料，包括模具钢材锻打性能、热处理性能、机械加工、电火花加工性能、各种钢材品种及规格； 4）现有生产条件，如加工设备和工艺装备的情况（包括各种设备的型号、规格、技术性能、台数等），操作工人的等级水平、工艺装备制造能

19、力以及对外协作生产等情况； 5）相关工艺资料，包括各种工艺守则、时间定额标准及有关工艺纪律。,2020年8月6日,第 25 页,子情境一 认识模具加工工艺过程,五、模具加工工艺的编制 模具零件工艺规程的步骤,1熟悉和了解整副模具工作时的动作和各个零件在装配图中的位置、作用及相互间的配合关系。 2零件图的工艺分析。 3确定加工工艺路线。 4确定毛坯形状和大小。 5确定各工序使用的机床及各工序必须的专用夹具、刀具、量具和工具电极图样。 6确定每个工序尺寸、加工余量及公差。 7确定每个工序的加工用量和时间定额。 8确定重要工序和关键尺寸的检查方法。 9填写工艺过程卡片。,2020年8月6日,第 26

20、 页,项目二 零件工艺性分析,重要性：通过研究产品的总装图和部件装配图，了解产品的用途、性能及工作条件，熟悉零件在产品中的功用,结构特点及与其它零件的关系，分析各项公差和技术要求的制订依据，从中找出主要技术要求和关键技术问题。对零件图进行工艺分析，包括以下内容:,（一）检查零件图的完整性和正确性 检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。,（二）零件的结构工艺性分析 结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。,2020年8月6日,第 27 页,零件结构工艺性,内部结构不易加工，改为外部加工

21、,2020年8月6日,第 28 页,零件结构工艺性,凹模四角要有退刀槽，结构要便于加工和装配,2020年8月6日,第 29 页,零件结构工艺性,凸台高度应为同一平面，加工时只需一次安装和一次对刀，易保证加工精度,2020年8月6日,第 30 页,零件结构工艺性,减少底座加工面积，减少加工量，且有利于减小不平度误差，提高接触精度。,2020年8月6日,第 31 页,细长凸模（a）尽量设计成阶梯状；冲槽凸模（b）要防止受侧向力F变形,零件结构工艺性,（a）,（b）,2020年8月6日,第 32 页,钻孔的入面和出面应尽量避免斜面,零件结构工艺性,2020年8月6日,第 33 页,项目二 零件工艺性

22、分析,（三）零件的技术要求分析,零件的技术要求包括下列几个方面： (1)加工表面的尺寸精度； (2)主要加工表面的形状精度； (3)主要加工表面之间的相互位置精度； (4)加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求； (5)热处理要求； (6)其它要求(如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。,对零件图和装配图进行工艺审查如发现有不合理之处应及时提出，并同有关设计人员商讨图样修改方案，报主管领导审批。,2020年8月6日,第 34 页,项目三毛坯及加工余量,毛坯选择的基本任务是选定毛坯的种类,确定毛坯的制造方法. 选择毛坯要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得到最佳效果。,（一）

23、毛坯的种类 模具零件常用的毛坯主要有原型材、锻造件、铸造件和半成品件四种。,1原型材 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，经过下料后直接送往加工车间进行表面加工的毛坯。,2铸件 在模具零件中常见的铸件材料为灰铸铁HT200和HT250、铸钢ZG270500、球墨铸铁、合金铸铁、铸造铝合金等。,2020年8月6日,第 35 页,项目三毛坯及加工余量,（一）毛坯的种类,2锻件 锻件毛坯 是指经原型材下料，再通过锻造获得合理的几何形状和尺寸的坯料。,锻造的目的：细化晶粒组织，改善材料力学性能和加工性能，提高使用寿命。 锻造方法：自由锻和模锻两种，模具零件锻件

24、的锻造方式多为自由锻造。,应用场合：自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。,锻件加工余量：加工余量不能过大，也不能过小。,2020年8月6日,第 36 页,项目三毛坯及加工余量,（一）毛坯的种类,4半成品件 冷冲模架、矩形凹模板、矩形模板、矩形垫板等零件以及塑料注射模标准模架等。当采购这些半成品件后，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。这种毛坯形式应该成为模具零件毛坯的主导方向。,锻件下料尺寸的确定：L（1.252.5） （

25、尽量选用小规格圆棒料） L圆棒料下料长度 圆棒料直径 下料方式：锯床切割下料，应避免锯一个切口后打断。 热切法下料，应注意将毛刺除尽。 锻件坯料体积坯： 坯锻K 式中锻锻件的体积； K损耗系数；K1.051.10。,锻件坯料尺寸： 理论圆棒料直径D理,2020年8月6日,第 37 页,项目三毛坯及加工余量,（二）毛坯选择时应考虑的因素 1.零件材料的工艺特性以及零件对材料组织和性能的要求 2零件的结构形状及外形尺寸 3现有生产条件 4 充分利用新工艺、新材料 5 零件的生产工艺和经济性,实现少切屑、无切屑加工，是现代机械制造技术的发展趋势之一。,2020年8月6日,第 38 页,项目三毛坯及加

26、工余量,（三）毛坯的形状与尺寸的确定,毛坯形状与零件一般基本相同，但在某些情况下还要受工艺需要的影响。并不完全相同 如： (1)为了加工时安装工件的方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。 (2)装配后需要形成同一工作表面的两个相关零件，常将这些分离零件先做成个整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。 （3）对于形状比较规则的小型零件，应将多件合成一个毛坯，当加工到一定阶段后，再分离成单件。,毛坯余量或加工总余量：毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差 毛坯公差：毛坯尺寸的制造公差。 毛坯余量和公差的大小：根据有关手册或资料确定。,2020年8月6日,第 39 页,项目四定位基准的选择,重要性：对能否保证零件的尺

27、寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响；当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。,定位基准的选择是一个很重要的工艺问题,（一）基准的概念及其分类 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。它往往是计算、测量或标注尺寸的起点。 分类：根据基准作用不同可分为设计基准和工艺基准两大类。,2020年8月6日,第 40 页,项目四定位基准的选择,（一）基准的概念及其分类,1设计基准 设计基准是在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。,水平方向基准 ？ 垂直方向基准？,2020年8月6日,第 4

28、1 页,项目四定位基准的选择,（一）基准的概念及其分类,2工艺基准 工艺基准：在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。 分类：按用途不同又可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。,2020年8月6日,第 42 页,项目四定位基准的选择,(1) 工序基准 工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。,模具生产属于小批生产，除特殊情况外一般不绘制工序图。,2020年8月6日,第 43 页,项目四定位基准的选择,(2) 定位基准 在加工时，为了保证工件相对于机床和刀具之间的正确位置所使用的基准。,(3)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

29、，称为测量基准。,2020年8月6日,第 44 页,项目四定位基准的选择,装配基准 a) 定位环 b) 装配好的定位环 1定位环 2凹模 3螺钉 4销钉,(4)装配基准 装配时用以确定零件在机器中位置的基准，称为装配基准。,如下图所示的定位环孔D（H7）的轴线是设计基准，在进行模具装配时又是模具的装配基准。,2020年8月6日,第 45 页,说明： 1.上述各种基准应尽可能使之重合。在设计机器零件时，应尽量选用装配基准作为设计基准；在编制零件的加工工艺规程时，应尽量选用设计基准作为工序基准；在加工及测量工作时，应尽量选用工序基准作为定位基准及测量基准;以消除由于基准不重合引起的误差。 2.作为

30、基准的点、线、面在工件上并不一定具体存在。例如轴心线、对称平面等，它们是由某些具体存在的表面来体现的，用以体现基准的表面称为基面。,项目四定位基准的选择,2020年8月6日,第 46 页,项目四定位基准的选择,（二）工件的安装方式,（1）直接找正安装：工件直接装在机床上，用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。 直接找正法的定位精度和找正的快慢，取决于找正方法、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，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。 （2）按划线找正安装：先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床

31、上的位置并加以夹紧。 由于划线既费时，又需要技术高的划线工，所以该法多用于生产批量较小，毛坯精度较低，以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。 （3）用夹具安装 : 将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。 这种方法安装迅速方便，定位精度较高而且稳定，生产率较高，广泛应用于批量和大量生产。,2020年8月6日,第 47 页,项目四定位基准的选择,（二）工件的安装方式,说明：定位：工件在加工前，先要把工件位置放准，确 定工件在机床上或夹具中占有正确位置的 过程称为定位。 夹紧：工件定位后将其固定住，使其在加工过程 中的位置保持不变的操作称为夹紧。 工件从“定位”到“夹紧”的整个过程，统称为“安装”

32、。 “定位”不等于 “夹紧”,2020年8月6日,第 48 页,项目四定位基准的选择,（三）定位基准的选择,选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。,粗基准：用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种 定位基准称为粗基准。 精基准：用加工过的表面作定位基准，这种定位基准 称为精基准。,2020年8月6日,第 49 页,项目四定位基准的选择,1精基准的选择原则,基准重合与不重合的示例 a) 以平面2定位 b) 以平面1定位,(1)基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。,2020年8月6

33、日,第 50 页,项目四定位基准的选择,(2)基准统一原则,应采用同一组精基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。 优点：可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。,2020年8月6日,第 51 页,项目四定位基准的选择,(3)自为基准原则,某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。,2020年8月6日,第 52 页,项目四定位基准的选择,(4)互为基准原则,当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加

34、工，以保证位置精度要求。,(5)所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。,2020年8月6日,第 53 页,项目四定位基准的选择,2粗基准选择原则,1)具有非加工表面的工件，为保证非加工表面与加工表面之间的相对位置要求，一般应选择非加工表面为粗基准。若工件有几个非加工表面，则粗基准应选位置精度要求较高者，以达到壁厚均匀、外形对称等要求。,2020年8月6日,第 54 页,项目四定位基准的选择,2)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： 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。 若零件必须首先保证其重要表

35、面余量均匀，则应选择该表面为粗基准。 若有几个不加工表面，则粗基准应选位置精度要求较高者。,床身加工就是一个很好的实例。,2020年8月6日,第 55 页,项目四定位基准的选择,在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精度要求高,而要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性。由于在铸造床身时,导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的，导轨面材料质地致密，砂眼、气孔相对较少，因此要求,在加工床身时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀；故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，这样做可以保证从导轨面上切除的加工余量少而均匀。,2020年8月6日,第 56 页,项

36、目四定位基准的选择,3)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，以使工件定位可靠，夹紧方便。 4)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。,实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证其主要的要求。有些零件的加工，为了安装方便或易于实现基准统一，人为地造成一种定位基准即辅助基准。,2020年8月6日,第 57 页,项目四定位基准的选择,（三）定位基准的选择,2020年8月6日,第 58 页,项目四定位基准的选择,2020年8

37、月6日,第 59 页,项目五零件工艺路线的拟定,拟定工艺路线就是制定工艺过程的总体布局,是制订工艺规程的关键步骤。 主要任务：1.选择各个表面的加工方法和加工方案 2.安排工序的先后顺序 3.确定工序集中与分散程度 4.加工阶段的划分,2020年8月6日,第 60 页,项目五零件工艺路线的拟定,（一）表面加工方法的选择,选择原则：一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。,考虑因素：,(1)工件材料的性质,(2)工件的结构和尺寸,(3)生产类型,(4)具体生产条件,(5)特殊要求,机器零件的结构形状虽然多种多样，但它们都是由一些最基

38、本的几何表面（外圆、孔、平面等）组成的，机器零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的过程。同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的。工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件，选用最适当的加工方法，加工出合乎图样要求的机器零件。,2020年8月6日,第 61 页,项目五零件工艺路线的拟定,（二）加工阶段的划分,模具加工的工艺过程一般可分为以下几个阶段： (1)粗加工阶段 主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽量接近成品。因此，在此阶段中应采取措施尽可能提高生产率。 (2)半精加工阶段 任务是使主要表面消

39、除粗加工留下的误差，达到一定的精度及留有精加工余量，为精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。 (3)精加工阶段 主要是去除半精加工所留的加工余量，使工件各主要表面达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度。 (4)光整加工阶段 对于精度和表面粗糙度要求很高的零件可采用光整加工。但光整加工一般不用于纠正几何形状和相互位置误差。,2020年8月6日,第 62 页,项目五零件工艺路线的拟定,（二）加工阶段的划分 加工阶段的划分的目的： (1)保证加工质量 加工过程分阶段可使粗加工造成的加工误差，通过半精加工和精加工得到纠正，以达到逐步提高零件的加工精度，降低零件的表面粗糙度，保证零件加工质量的目的 (2

40、)合理使用设备 (3)便于安排热处理工序 (4)有利于及时发现毛坯的缺陷。,当然，划分加工阶段并不是绝对的。在高刚度高精度机床设备上加工刚性好、加工精度要求不特别高或加工余量不太大的工件就可以不必划分加工阶段。有些精度要求不太高的重型零件，由于运送工件和装夹工件费时费工，一般也不划分加工阶段，而是在一个工序中完成全部粗加工和精加工工作。在上述加工中，为减少夹紧变形对工件加工精度的影响，一般都在粗加工后松开夹紧装置，然后用较小的夹紧力重新夹紧工件，继续进行精加工，这对提高工件加工精度有利.,2020年8月6日,第 63 页,项目五零件工艺路线的拟定,（三）工序的集中与分散,同一工件的同样加工内容

41、，有两种不同形式的工艺规程：工序集中、工序分散,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，工艺路线短。 主要特点： (1)可以采用高效机床和工艺装备，生产率高； (2)减少了设备数量以及操作工人和占地面积，节省人力、物力； (3)减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度， (4)采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作重大。,2020年8月6日,第 64 页,项目五零件工艺路线的拟定,（三）工序的集中与分散,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。 主要特

42、点： (1)设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换； (2)对工人的技术要求较低； (3)可以采用最合理的切削用量，减少机动时间： (4)所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。,2020年8月6日,第 65 页,项目五零件工艺路线的拟定,（三）工序的集中与分散,在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。传统的以专用机床、组合机床为主体组建的流水生产线、自动生产线基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。采用数控机床和加

43、工中心加工零件都按工序集中原则组织工艺过程，虽然设备的一次性投资较高，但由于可重组生产的能力较强，生产适应性好，转产相对容易 ，仍然受到愈来愈多的重视。从发展趋势来看，倾向于采用工序集中的方法来组织生产。,2020年8月6日,第 66 页,项目五零件工艺路线的拟定,（四）加工顺序的安排 复杂零件的机械加工要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。,1、机械加工顺序的安排 机械加工工序安排总的原则是：前面工序为后续工序创造条件，作好基准准备。 1)先粗后精 2)先主后次 3)基面先加工 4)先面后孔,2020年8月6日

44、,第 67 页,项目五零件工艺路线的拟定,零件图,2020年8月6日,第 68 页,项目五零件工艺路线的拟定,（1）打中心孔,2020年8月6日,第 69 页,项目五零件工艺路线的拟定,（2）钻孔,2020年8月6日,第 70 页,项目五零件工艺路线的拟定,（3）装芯轴,2020年8月6日,第 71 页,项目五零件工艺路线的拟定,（4）最后加工外圆,2020年8月6日,第 72 页,项目五零件工艺路线的拟定,（四）加工顺序的安排,2、热处理工序的安排,热处理目的：提高材料的力学性能，改善金属的切削性能以及消除残余应力。 分类：按照热处理的目的，可分为预备热处理和最终热处理。 模具零件常采用的热

45、处理工艺：退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳和氮化等。,2020年8月6日,第 73 页,项目五零件工艺路线的拟定,2、热处理工序的安排,预备热处理 (1)正火、退火 目的是消除内应力、改善加工性能，为最终热处理作准备。一般安排在粗加工之前，有时也安排在粗加工之后。 (2)时效处理 以消除内应力、减少工件变形为目的。一般安排在粗加工之前后，对于精密零件，要进行多次时效处理。 (3)调质 对零件淬火后再高温回火，能消除内应力、改善加工性能并能获得较好的综 合力学性能。一般安排在粗加工之后进行。对一些性能要求不高的零件，调质也常作为最终 热处理。,2020年8月6日,第 74 页,项目五零件

46、工艺路线的拟定,2、热处理工序的安排,最终热处理 常用的有：淬火、渗碳淬火、渗氮等。它们的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前进行，其中渗氮由于热处理温度较低，零件变形很小，也可以安排在精加工之后。,2020年8月6日,第 75 页,项目五零件工艺路线的拟定,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着极为重要的作用。 检验工序应安排在： 粗加工全部结束后，精加工之前； 零件从一个车间转向另一个车间前后； 重要工序加工前后； 特种性能检验(磁力探伤、密封性检验等)前； 零件加工完毕，进入装配和成

47、品库时。,2020年8月6日,第 76 页,项目六 工序设计,工序设计的内容是为每一工序选择机床和工艺装备，确定加工余量、工序尺寸和公差，确定切削用量、工时定额及工人技术等级。,1机床和工艺装备的选择,在单件小批生产时，应尽量选用通用的机床和工、夹、量具，以缩短生产准备时间和减少费用。在大批大量生产时，应合理选用专用机床和专用的工、夹、量具，以提高生产率和降低成本。,2020年8月6日,第 77 页,项目六 工序设计,2加工余量及工序尺寸的确定,加工余量是指加工时从加工表面上切去的金属层厚度。 加工余量分为工序余量和总余量。,工序余量：是指某一表面在一道工序中被切除的金属层厚度，即相邻两工序的

48、工序尺寸之差。,工序尺寸公差带的布置，一般都采用“单向、入体”原则。即对于被包容面(轴类)，公差都标成下偏差，取上偏差为零，工序基本尺寸即为最大工序尺寸；对于包容面(孔类)，公差都标成上偏差，取下偏差为零。但是，孔中心距尺寸和毛坯尺寸的公差带一般都取双向对称布置。 总加工余量：是指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，也等于该表面各工序余量之和。,2020年8月6日,第 78 页,加工余量,总余量,工序余量,单边余量：如图a） 双边余量：如图b）、c）,项目六 工序设计,2020年8月6日,第 79 页,项目六 工序设计,对于非对称表

49、面，其加工余量用单边余量 表示。对于外圆与内圆这样的对称表面，其加工余量用双边余量2 表示。 由于工序尺寸有偏差，各工序实际切除的余量值是变化的，故工序余量有公称余量（简称余量）、最大余量和最小余量之分。,2020年8月6日,第 80 页,项目六 工序设计,影响加工余量的因素,(1)上工序的表面质量(包括表面粗糙度和表面破坏层深度)； (2)前工序的工序尺寸公差; (3)前工序的位置误差 (4)本工序工件的安装误差,加工余量的确定,加工余量的大小，直接影响零件的加工质量和生产率。 余量过大：增加机械加工的劳动量，降低生产率，增加材料、工具和电力的消耗及成本。 余量过小：不能消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。 确定加工余量大小时，应在保证加工质量的条件下，余量越小越好。由于各工序的加工要求和条件不同，余量的大小也不同，一般越是精加工工序，工序余量越小。,2020年8月6日,第 81 页,项目六 工序设计,确