模具制造工艺学ppt课件（全套课件.ppt

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1、第二章 模具加工工艺规程的编制,2.1 概述2.2 模具零件加工工艺路线的制定2.3 工序内容的确定2.4 机床及工序装备的选择2.5 提高模具零件加工质量的工艺途径2.6 提高劳动生产率的主要措施,2.1 概述,2.1.1 模具加工工艺规程及其作用2.1.2 制定模具加工工艺规程的原则与要求2.1.3 制定模具加工工艺规程的原始资料2.1.4 制定模具加工工艺规程的步骤,2.1.1 模具加工工艺规程及其作用,工艺过程及其组成 模具的生产过程是指将原材料转变为模具产品的全过程。它包括毛坯制造、零件的加工和模具的装配过程。 在生产过程中，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

2、半成品的过程，成为工艺过程。,工艺过程及其组成,以改变原材料形状为主，将原材料经过铸造或锻造制成铸件毛坯或锻件毛坯的工艺过程,用各种工具和设备将毛坯加工成零件，以改变其形状和尺寸为主的工艺过程,以确定各零件之间的相对位置为主，将加工好的零件按一定的装配技术要求装配成模具产品的工艺过程,工艺过程及其组成,工序,定义: 工序是一个或一组工人，在一个工作地（或 同一台机床设备）上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。,工序,划分工序的依据是工作地（或机床设备）、 加工对象（工件）是否改变以及加工是否连续完 成，如果其中之一有改变或者加工不是连续完成 的，则应划分为另外一道工序。,工

3、序,以一批工件上孔的钻、铰加工为例。如果一批中的每一个工件在同一台机床上钻孔后就接着铰孔，该孔的钻铰加工过程是连续的，应划分为一道工序。若在一台机床上将这批工件的孔全部钻完后再逐个铰孔，那么，在这些工件孔的加工中，钻铰加工就不是连续完成的，因此，应该划分为两道工序。,example,压入式模柄,组成该零件的机械加工工艺过程可按不同的方案划分工序,方案一,将其工艺过程划分为三道工序：车两端面钻 两端中心孔车各段外圆及退刀槽至尺寸磨32 外圆至尺寸。,方案二,将其工艺过程划分为两道工序：车两端面钻 中心孔；车各段外圆及退刀槽至尺寸磨32外圆 至尺寸。,安装,定义: 工件在加工之前，应使其在机床上（

4、或夹 具）处于一个正确的位置并将其夹紧，使工件具 有正确位置及夹紧的过程称为装夹。工件经过一 次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一 道工序中，有时工件需要进行多次装夹。,example,在车削第一端面钻中心孔时要进行一次装夹，之后掉头车另一端面、钻中心孔时又要重新装夹，完成该工序，工件要进行两次装夹。,两次装夹的缺点,分两次装夹，不仅增加了装卸工件的辅助时 间而影响生产率，而且由于用于装夹的表面是粗 糙的毛坯表面，两次装夹不可能都在同一部位 上，毛坯的轴线位置必将发生变化，两个端面加 工后将不平行。为减小由装夹产生的加工误差， 在工序中应尽量减少装夹次数。,工位,定义: 为了完成一定的工

5、序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。,example,立式钻床上钻铰圆盘形零件孔。在第一工位安装工件后，机床夹具回转部分带动工件一起相对于夹具固定部分回转120进行钻孔，钻孔后又带动工件旋转120 进行铰孔，所以该零件是在3个工位中完成加工的。,工步,定义: 工步是在加工表面、加工工具和切削用量不 变的情况下，所连续完成的那一部分工序。一个 工序可以包含几个工步，也可能只有一个工步。,example,对8个12mm的孔进行钻削加工。虽然加工时分8次完成，但在工序中可以写成一个工步钻8-12mm孔。,复合工步,定义: 为了

6、提高生产率，用几把刀具或者用复合刀 具，同时加工同一工件上的几个表面，称为复合 工步。在工艺文件上，复合工步应视为一个工 步。,example,模具加工工艺规程的作用,它是模具投入制造前进行生产准备和技术准 备的依据。有了工艺规程，在产品投产之前就可 以根据它准备与供应原材料和毛坯，做好机床设 备的准备和负荷的调整，安排专用工艺装备的设 计和制造。,模具加工工艺规程的作用,它是组织模具生产和计划管理的重要资料。模具的生产安排和调度及对外协作联系均以此作为依据。有了工艺规程，可以根据它进行生产作业计划的安排、劳动力的组织及生产成本的核算等，使整个生产有计划地进行。,模具加工工艺规程的作用,它是规

7、定模具制造过程中具体操作方法的指导性文件。指导各环节按工艺规程制定的顺序和确定的工序尺寸及加工精度、加工余量和切削用量等对模具零件进行加工。,模具加工工艺规程的作用,工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。在新建或扩建工厂、车间的工作中，根据产品零件的工艺规程及其他资料，可以统计出所建车间应配备机床设备的种类和数量，算出车间所需面积和各类人员的数量，确定车间的平面布置和厂房基建的具体要求，从而提出有根据的筹建或扩建计划。,模具零件的机械加工工艺规程,模具零件的机械加工工艺规程一般应规定工件加工的工艺路线、工序的加工内容、检验方法、切削用量、时间定额以及所采用的设备和工艺装备等。 不同的生产类

8、型对工艺规程的要求也不相同，大批、大量生产的工艺规程比较详细，单件、小批生产则比较简单。,模具零件的机械加工工艺规程,编制工艺规程是生产准备工作的重要内容之一，合理的工艺规程对保证产品质量、提高劳动生产率、降低原材料及动力消耗、改善工人的劳动条件等都有十分重要的意义。,模具零件的机械加工工艺规程,对于同一个零件，可制定出不同的加工工艺规程。在保证相同加工质量的前提下，不同的工艺规程，在生产率和经济性方面会有明显的差别。,模具零件的机械加工工艺规程,因此为了保证零件质量，提高生产率，降低成本，在制定工艺规程时，应该根据零件技术要求和工厂的生产条件，确定最合理的工艺过程和方法。,制定模具加工工艺规

9、程的原则与要求,产品质量的可靠性 工艺规程首先要充分考虑和采取一切确保产 品质量的必要措施，保证能全面、可靠和稳定地 达到设计图样上所要求的精度、表面质量和其他 技术要求。,制定模具加工工艺规程的原则与要求,工艺技术的先进性 在工厂现有条件下，所制定的工艺规程在采用本场成熟的工艺方法的基础上，应尽可能吸收适合工厂情况的国内外同行的先进技术和工艺设备，以提高工艺技术水平。,制定模具加工工艺规程的原则与要求,经济性 在一定的生产条件下，要采用劳动量、物资 和能源消耗最少的工艺方案，在保证产品质量的 前提下，使生产成本最低。从而使企业获得良好 的经济效益。,制定模具加工工艺规程的原则与要求,有良好的

10、劳动条件 制定的工艺规程必须保证工人具有良好而安 全的劳动条件。尽可能采用机械化或自动化措 施，以减轻某些繁重的体力劳动。,2.1.3 制定模具加工工艺规程的原始资料,2.1.4 制定模具加工工艺规程的步骤,1 分析研究模具装配图和审查零件图 制定模具零件加工工艺规程时，首先应分析 该零件所在的模具装配图，了解该零件在模具中 的位置和功用，由此找出该零件关键的技术要 求。然后对模具零件图进行工艺分析。,2.1.4 制定模具加工工艺规程的步骤,2 选择毛坯 毛坯选择的基本任务是选定毛坯的制造方 法。毛坯的材料是由零件的结构和尺寸等因素决 定的，零件材料在产品设计时已经确定。对于单 件小批生产的模

11、具而言，毛坯的种类主要决定于 零件的材料结构形状和机械性能方面的要求。,2.1.4 制定模具加工工艺规程的步骤,3 拟定工艺路线 工艺路线是指零件在加工过程中，按选定的一系列加工方法，将各工序从毛坯到成品所排列出的先后顺序。 拟定工艺路线即按一定的加工顺序制定出全 部由粗到精的工艺过程。,2.1.4 制定模具加工工艺规程的步骤,4 确定工序具体内容 工艺路线确定之后，还要确定各工序的具体内容，其中，主要包括：确定各工序所采用的设备及工艺装备；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；确定各工序的工步和切削用量，确定各主要工序的技术检验要求及检验方法。,2.1.4 制定模具加工工艺规程的步骤,

12、5 填写工艺卡 模具是单件、小批生产，工艺文件一般只需填写工艺过程综合卡片（简称工艺过程综合卡），以供生产管理和生产调度使用。,2.2 模具零件加工工艺路线的制定,2.2.1 模具零件的工艺分析,对模具零件进行工艺分析，就是要从加工制 造的角度来研究图样上所表达的模具零件是否存 在不利于加工制造的因素，并将这些不利因素在 制造开始前予以消除，这是确保后续制造过程顺 利、高效及高质量实施的前提与基础，也是及其 关键的环节。,2.2.1 模具零件的工艺分析,零件结构的工艺性分析,模具零件结构的工艺性分析是指所设计的模 具零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和 经济性。经分析，如果认为图样上零件的

13、结构工 艺性较差，标注的尺寸及其公差、形状公差和表 面粗糙度不合理，这时应与模具设计人员共同分 析研究，提出修改意见，进行必要的修改。,零件结构的工艺性比较,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,说明： 同一轴上各轴段退刀槽应取相同宽度尺寸，以减少刀具种类和换刀时间,零件结构的工艺性比较,说明：当同一轴上多处有键槽时，各键槽的方位 应相同，以便将所有键槽在一次装夹中全 部加工出来,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,零件结构的工艺性比较,说明：当同一方向多处有凸台时，各凸台的表面 应在同一平面上，以便在一次进给中完成 加工,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,零件结构的工艺性比较,说明：小孔与壁面间的

14、距离应适当，以便引进刀 具,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,零件结构的工艺性比较,说明：为便于装配，保证装配时的配合关系，方 形凹坑的四周应便于清角,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,零件结构的工艺性比较,说明：型腔类零件的定位销孔在淬硬后无法钻 铰，所以，不宜采用骑缝销孔。,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,零件结构的工艺性比较,说明：销孔与螺纹孔不宜太深，否则将增加铰孔 或攻螺纹的工作量。,结构的工艺性不好,结构的工艺性好,零件图及技术要求分析,在分析模具零件的技术要求之前，首先要检查模具零件的结构形状与尺寸和模具装配图是否相吻合，同时检查零件本身的结构与尺寸是否吻合，并检查零件图的投影

15、关系是否正确，表达是否清楚，零件的尺寸、形状和位置要求是否完整、正确，若有遗漏或错误，应及时与模具设计者核对或提出修改意见。然后分析零件哪些表面需要加工。,零件图及技术要求分析示例,需加工的表面：1 25外圆柱面，尺 寸精度达到IT6 级，表面粗糙度 Ra要求为0.8um2 8内孔，表面粗糙 度Ra要求为3.2um3 两端面，表面粗 糙度Ra要求为 1.6um,零件图及技术要求分析示例,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。,零件图及技术要求分析示例,该零件所

16、需的硬度要求需经渗碳淬火才能够达到。外圆柱面和圆锥孔德粗加工及半精加工与其它表面的加工应在渗碳淬火热处理前完成，外圆柱面和圆锥孔的精加工则安排在渗碳淬火热处理之后。,2.2.2 毛坯的选择,2.2.2 毛坯的选择,冷冲模的凸模、凹模、模柄等一般采用锻造毛坯；上模座和下模座一般采用铸造毛坯；导柱、导套等轴、套类零件在各台阶直径相差不太大时一般直接采用棒料作毛坯，使毛坯准备工作简化，否则宜采用锻件作毛坯，以节省材料和减少机械加工的工作量；顶料板和卸料板等则采用钢板切割的毛坯。,example,2.2.2 毛坯的选择,由于是单件小批生产，模具零件的毛坯一般 采用木模铸造、手工造型和自由锻造。根据零件

17、 的材料、结构形状和机械性能方面的要求，毛坯 种类的选择在模具零件设计图样上已经确定。在 制定工艺文件时，主要选择毛坯的制造方法。,example,2.2.3 工件定位基准的选择,工件的定位及定位基准 正在加工过程中的模具零件，通常称之为工件。在机床上加工工件之前，为使工件上加工出来的表面达到规定的尺寸和位置公差要求，必须使工件在机床上或夹具中先占有一个正确位置，然后将其固定，使工件在加工中保证定位时的正确位置不变。,2.2.3 工件定位基准的选择,工件的定位及定位基准 使工件在机床上或夹具中占有正确位置的过 程称为定位。 定位后将工件固定的过程称为夹紧，整个过 程被称为装夹。,2.2.3 工

18、件定位基准的选择,工件的定位及定位基准 要使工件能够正确地定位，必须合理地选择 定位基准。模具零件均由若干个表面构成，无论 确定哪一个表面的位置都要指定所相对的基准。,2.2.3 工件定位基准的选择,工件的定位及定位基准 所谓基准，就是用来确定零件上几何要素间 的几何关系所依据的那些点、线、面。 定位基准是在加工中用作定位的基准，即在 装夹时，使工件的被加工面相对于机床或夹具具 有正确位置所采用的基准。,2.2.3 工件定位基准的选择,工件的定位及定位基准,example,定位符号表明，在这一道工序中，以左边的圆柱面作为定位基面来体现工序尺寸d和D的定位基准轴线，以左端面作为工序尺寸L的定位基

19、准。,2 精基准的选择原则,2 精基准的选择原则,基准重合原则 基准重合原则就是尽可能选择设计基准和工序基准作为定位基准，这样可避免基准不重合而产生的基准不重合误差。 设计基准是设计图样上所采用的基准。即在零件图上，用以确定某一要素的设计尺寸和位置所依据的基准。,基准重合原则,设计基准,该零件的外圆设计尺寸为40h7,径向跳动公差为0.02，内孔尺寸为20H7，B面的端面跳动为公差也是0.02，它们的设计基准都是尺寸为20H7的内孔的轴线；台肩厚度为10mm,零件总长为40mm，右端面A就是这两个尺寸的设计基准。,基准重合原则,工序基准 工序基准是在工序卡片的工序图上用来确定 本工序被加工表面

20、加工后的尺寸、位置的基准。,基准重合原则,工序基准 工序基准也是工序图上标注工序尺寸和位置公差的起始点。工序尺寸是有方向性的，即由工序基准指向被加工表面，被加工表面在最后一道工序中，应尽量使该表面的工序基准与设计基准重合，以便直接得到设计尺寸，否则只能通过尺寸链的换算间接保证该表面在图样上所要求的设计尺寸。,基准重合原则,基准重合原则,基准重合原则,基准重合原则,基准重合原则,基准统一原则,基准统一原则就是在各工序中尽可能选用同 一组定位基准加工个表面。采用统一的定位基准 加工大多数表面，主要是利于保证各加工表面间 的位置精度，同时，还能减少夹具类型，节省夹 具设计与制造费用，,自定位原则,自

21、定位原则就是在精加工或光整加工工序 中，加工余量要求较小而均匀时。选择加工表面 本身作为定位基准的原则。 例：在模板上铰销钉孔，用浮动镗刀镗刀柱 或导套安装孔等，均以被加工表面本身作为定位 基准。,安装可靠原则,安装可靠原则就是指在选择精基准时，应考 虑能保证工件的装夹稳定可靠。因此，所选择的 基准面积应较大、尺寸及形状精度较高、表面粗 糙度较小。,粗基准的选择原则,粗基准的选择原则,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。,冷冲模下模座的上表面是模具中其他零件的装配基准面，为保证该表面有足够而又均匀的加工余量，应先以该表面为粗基准加工下表面，然后再以下表面为基准

22、加工上表面。,粗基准的选择原则,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。,模具中的导套，外圆柱面A通常不加工，但在加工内孔时应保证其璧厚均匀，所以找正装夹时应选择不加工面A为粗基准。如果零件上有多个不加工表面，且与各自相关的加工表面均有位置有求时，应选择其中位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。,粗基准的选择原则,在同一尺寸方向上，粗基准只能使用一次，应尽可能避免重复使用。 因为粗基准是未经加工过的毛坯表面，表面 比较粗糙，如果在同一尺寸方向上重复使用，由 于不能保证重复装夹的位置一致，将产生较大的 定位误差。,2.2.4 表面加工方法的选择,加工

23、精度及表面粗糙度 一般情况下，对于一个有一定技术要求的零 件表面，并不是用一种工艺方法一次加工就能达 到设计图样上规定的精度要求的。,2.2.4 表面加工方法的选择,加工方法的选择 任何一个具有一定加工质量要求的表面的加工，都是经过选择后按一定的加工方法进行的。零件表面加工方法的选择，应根据加工表面的结构特点及其技术要求、生产类型和工厂设备条件等，经分析比较后再确定。工件上的同一个表面要达到相同加工质量要求，其最终的加工方法及加工过程可以拟出多种方案。,选择从粗到精的加工方法及过程时，应考虑的问题,被加工表面的精度和零件的结构形状 一般情况下所采用加工方法的经济精度 ，应能保证零件所要求的加工

24、精度和表面质量。 选择加工方法时还应考虑被加工表面的尺寸大小，零件的结构形状。,选择从粗到精的加工方法及过程时，应考虑的问题,生产率和经济性要求 所选择的零件加工方法，除保证产品的质量和精度要求外，还要满足生产率和经济性的加工要求。不同的加工方法，采用的设备和刀具不同，加工时的生产率就不同，经济效果也不一样。,选择从粗到精的加工方法及过程时，应考虑的问题,现有生产条件 选择加工方法应以考虑工厂现有设备为主，充分利用现有设备，合理安排设备负荷，同时还应重视新工艺、新技术的应用，不断提高工艺水平。,2.2.5 加工阶段的划分,对于零件上加工要求较高的表面，总是先粗 加工而后再精加工。零件主要表面的

25、加工一般划 分为粗加工、半精加工和精加工阶段。对那些加 工精度和表面质量要求特别高的表面，在工艺过 程中还应安排光整加工阶段。,2.2.5 加工阶段的划分,粗加工 粗加工的主要任务是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。此阶段的加工精度要求不高，切削用量、切削力都比较大，所以粗加工阶段主要考虑如何提高劳动生产率。,2.2.5 加工阶段的划分,半精加工 半精加工阶段的主要任务是消除由粗加工所留下的误差，达到一定的加工精度并留下精加工余量，为精加工做好准备。同时完成一些次要表面的加工。对于加工精度要求不高的表面或零件，经半精加工后即可达到要求。,2.2.5 加工阶段的划分,精

26、加工阶段 精加工阶段的主要任务是使精度要求高的表面达到图样上规定的精度和表面粗糙度要求。要求的加工精度较高，加工余量和切削用量都比较小。,2.2.5 加工阶段的划分,光整加工 对于尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表面，需采用光整加工。光整加工能提高尺寸精度和表面粗糙度的要求，这是该阶段的主要任务。但光整加工不能纠正几何形状误差和相互位置误差。,工艺过程划分阶段的作用,保证加工质量 在粗加工阶段切除的余量较多，产生切削力和切削热较大，工件所需要的夹紧力也大，因而使工件产生的内应力和由此引起的变形也大，所以粗加工阶段不可能达到高的加工精度和较小的表面粗糙度。只有通过后续工序逐步降低切削用量，使切削

27、力、夹紧力和切削热相应减小，才能逐步减小或消除先行工序的加工误差，逐步减小表面粗糙度，最后达到设计图样所规定的加工要求。,工艺过程划分阶段的作用,便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面 由于工艺过程分阶段进行，在粗加工各表面之后，可及时发现毛坯缺陷（气孔、砂眼和加工余量不足等），以便修补或发现废品，以免将本应报废的工件继续进入精加工，浪费工时和制造费用。,工艺过程划分阶段的作用,合理使用设备 由于工艺过程分阶段进行，粗加工阶段可以采用功率大、刚度好、精度低、效率高的机床进行加工，以提高生产率。精加工阶段可采用高精度机床和工艺装备，严格控制有关的工艺因素，以保证加工零件的质量要求。,工艺过程划分阶

28、段的作用,便于热处理工序的安排 模具零件的机械加工工艺过程分阶段进行，便于在各加工阶段之间穿插安排必要的热处理工序，既可以充分发挥热处理的效果，也有利于切削加工和保证加工精度，使热处理与切削加工工序安排更合理。,2.2.6 加工顺序的安排,加工顺序的安排原则,先粗后精原则 当零件需要分阶段进行加工时，先安排各表 面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要 表面的精加工和光整加工。由于次要表面精度要 求不高，它们的加工一般安排在粗加工和半精加 工后进行。,加工顺序的安排原则,基面先行原则 在每一个加工阶段中，总是先安排基面的加工。如果在加工中用到的基面不止一个，则应按照基面互为基准的原则轮流转换

29、，反复加工，逐步提高各基面的加工精度。,加工顺序的安排原则,先主后次原则 即先安排零件上的装配基面和主要工作表面的加工，而与主要表面有相互位置要求，且加工面又较小的表面，如紧固用的光孔和螺栓孔等，其加工一般都应安排在粗加工或半精加工与精加工之间进行。在工序集中的情况下，同一工序内各工步的加工顺序更应遵循先主后次的原则。,加工顺序的安排原则,先面后孔原则 对于模座、凸模和凹模固定板、型腔固定板和推板类的模具零件，以平面作为基准定位比较稳定可靠，因此，按照基面先行原则，对这一类零件，应先加工平面再加工孔。,工序的组成与划分,工序集中 工序集中可在一次装夹中加工多个表面，减 少工件装夹次数，减小工序

30、分散多次装夹的定位 误差，有利于保证各表面间的位置精度，同时， 还可减少装夹工件的辅助时间，有利于提高生产 率。,工序的组成与划分,工序分散 专用机床和工艺装备比较简单，调整方便，操作容易，并且在产品变换时，生产准备工作较快，技术准备周期较短，但设备数量和操作维护人员增多，工件加工周期长，设备占地面积也较大。,热处理工序的安排,热处理工序的安排,预备热处理 预备热处理退火、正火、调质和时效处理等。其主要目的是：1 改善材料的可加工性2 消除毛坯制造时和机械加工中产生的内应力3 为最终热处理做准备,热处理工序的安排,最终热处理 模具零件的最终热处理主要有淬火与回火、 渗碳淬火、渗氮处理等，其目的

31、主要是通过提高 零件的表面硬度来提高其耐磨性。最终热处理一 般应安排在精加工阶段前后进行。,4 辅助工序的安排,检验工序1 在粗加工阶段结束之后，精加工开始之前，应 对工序尺寸和加工余量进行检验2 工件从一个工作地转到另一个工作地以前，应 进行交接时的责任检验3 在容易产生废品或花费工时较多的工序以及重 要工序的前后，应安排中间检验以便于及时发 现废品，防止继续加工造成浪费。,4 辅助工序的安排,检验工序4 如果专门集中工序，该工序中各加工阶段之间 则由操作者进行检验，工序结束之后应安排专 门的检验5 工件全部加工结束后，应安排最终检验。,2.3 工序内容的确定,2.3.1 工序尺寸和加工余量

32、的确定2.3.2 定位方案的确定2.3.3 工步内容的确定2.3.4 切削用量与时间定额的确定,2.3.1 工序尺寸和加工余量的确定,加工余量 加工余量是为达到规定的尺寸从某一表面切除的金属层。,被加工表面在一道工序中切除的金属层厚度被称为工序余量，用Zi表示。它是相邻两工序的工序尺寸之差。,2.3.1 工序尺寸和加工余量的确定,加工余量有单面和双面之分。 如果是在直径方向上或者是对称分布的加工余量，称为双面余量。如果是单边平面加工的余量，则称为单面余量。,2.3.1 工序尺寸和加工余量的确定,2.3.1 工序尺寸和加工余量的确定,余量公差,工序余量公差=最大工序余量-最小工序余量,2.3.1

33、 工序尺寸和加工余量的确定,加工余量的确定 加工余量的确定由经验估算法、查表修正法和分析估算法 经验估算法是由工艺人员根据多年积累的经验确定加工余量，为了确保零件在加工中有足够的余量，用这种方法确定的余量一般都比较大。 查表修正法是以生产实践和试验研究积累的有关加工余量的资料数据为基础，反复验证，列成表格，使用时按具体加工查表确定余量值。,2.3.1 工序尺寸和加工余量的确定,工序尺寸及其公差的确定1 工序基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差 的确定。2 工序基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公 差的确定。,2.3.2 定位方案的确定,确定工件位置应限制的自由度 一个合理的定位方案。应使工件的

34、被加工面 相对于机床或夹具具有正确的位置。要使工件的 被加工面相对于机床或夹具具有正确的位置，应 使工件的定位基准进行分析。,工件装夹时的常见定位方式,工件以平面定位 工件加工时以平面作为定位基准是最常见的 一种形式，如冷冲模中的上模座和下模座、注射 模中的定模板和动模板等。工件直接在机床上以 平面定位时，一般是通过工件上的基准平面与机 床工作台相接触来实现的，也可通过与其它定位 元件相接触来实现。,工件装夹时的常见定位方式,工件以外圆定位 一些轴、套类零件和盘类工件常以外圆作为定位基面，如冷冲模中的导套、圆形凸模和凹模等零件。若以外圆定位加工内孔，常采用机床附件三爪卡盘等自动定心装置定位并夹

35、紧，此时，除绕轴线本身的自由度不能限制以外，其余5个自由度均可得到限制。,工件装夹时的常见定位方式,工件以内孔定位 当工件上被加工表面相对于孔的轴线有位置度要求时，往往以其内孔作为定位基面，如盘类零件、杆叉类、箱体类、机座类零件等。常用的定位元件有心轴和定位销。常用的心轴有锥形心轴、过盈配合心轴和间隙配合心轴3种形式。,工件装夹时的常见定位方式,工件以组合表面定位 一般情况下，工件很少只用单一的几何表面作为定位基准。通常都是以两个以上的基准来定位，即以组合表面定位。如以一个孔和一个端面定位、以一个平面及其平面上的两个孔定位、以阶梯轴的两个外圆和一个端面定位等。,常见定位元件其所能限制的自由度,

36、定位元件名称：支撑钉 组成形势：一个平面只用一个所能限制的自由度：1个（一个转动或一个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：支撑钉 组成形势：同一平面用2个所能限制的自由度：2个（一个转动和一个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：支撑钉 组成形势：三个组成一平面所能限制的自由度：3个（一个移动和二个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：支撑板 组成形势：组成狭长面所能限制的自由度：2个（一个转动和一个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：支撑板 组成形势：二个组成一平面所能限制的自由度：3个（一个移动和二个转动）,常见定位元件其

37、所能限制的自由度,定位元件名称：圆柱销 组成形势：短圆柱销所能限制的自由度：2个（二个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：圆柱销 组成形势：长圆柱销所能限制的自由度：4个（二个转动和二个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：圆锥销 组成形势：短圆锥所能限制的自由度：3个（三个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：圆锥销 组成形势：长圆锥销所能限制的自由度：5个（二个转动和三个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：V形块 组成形势：一个长V形块或二个短V形块所能限制的自由度：4个（二个转动和二个移动）,常见定位元件其所能限制的自由

38、度,定位元件名称：顶尖 组成形势：所能限制的自由度：5个（二个转动和三个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：顶尖 组成形势：所能限制的自由度：5个（二个转动和三个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：浮动支撑 组成形势：浮动短V形块所能限制的自由度：1个（一个转动或一个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：浮动支撑 组成形势：摇板所能限制的自由度：1个（一个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：浮动支撑 组成形势：球面支撑所能限制的自由度：1个（一个移动）,常见定位元件其所能限制的自由度,定位元件名称：浮动支撑 组成形势：浮动双

39、支撑所能限制的自由度：1个（一个转动）,2.3.3 工步内容的确定,工步是在加工表面、加工工具和切削用量中的转速及进给量都不变的情况下所连续完成的那一部分工作。工步是一道工序中的一个组成部分。 零件在加工过程中如果工序较分散，一道工序中的加工内容就比较少，有时，一道工序就只有一个工步；在工序集中时，则一道工序中的加工内容就比较多，如在同一道工序中以不同的刀具加工不同的表面，或以不同的切削用量分别进行粗加工和精加工。,2.3.4 切削用量与时间定额的确定,切削用量的选择 切削用量主要指切削速度、进给量和切削深 度，选择切削用量时考虑的因素很多，其中主要 有：刀具的材料、结构形状及其刚度；被加工零

40、 件的结构形状及其刚度、零件材料及其切削性 能；机床的功率、性能和刚度；采用的加工方法 和对加工精度及表面粗糙度的要求；对生产率的 要求等,2.3.4 切削用量与时间定额的确定,时间定额的确定 模具加工的时间定额是指在一定的生产条件下，规定加工一套模具或完成一道复杂的工序所需消耗的时间。 时间定额是安排生产计划，进行成本核算的主要依据。合理的时间定额是调动工人的生产积极性，促进工人技术水平的提高。,2.4 机床（设备）及工艺装备的选择,机床和工艺设备对零件加工的经济性有着重要的影响，也是保证被加工零件的加工质量和达到一定生产率的重要手段。机床和工艺装备的选择是制定工艺规程的重要环节之一。为了合

41、理地选择机床和工艺装备，必须对各种机床的规格、性能和工艺装备的种类、规格等有较详细的了解。,2.4.1 机床的选择,选择机床时，应使机床设备的规格尺寸与被 加工的零件的尺寸相适应，避免盲目加大机床规 格。同时，还要与被加工零件的加工要求相适 应，即机床的精度与被加工零件在该工序中的加 工精度要求相适应，机床的生产率与被加工零件 的生产类型相适应。,2.4.2 工艺装备的选择,工艺装备的选择是指机床夹具、刀具、量具和检具的选 择。 机床夹具的选择主要考虑生产类型。在大批大量生 产的情况下，应广泛使用专用夹具，并在零件加工的工艺 规程中提出设计专用夹具的要求。 刀具的选择主要取决于各工序所采用的加

42、工方法、加 工表面尺寸的大小、工件材料、所要求的加工精度和表面 粗糙度、生产率和经济性等。 量具和检具主要根据生产类型和所要求的检验精度来 选择。,2.5 提高模具零件加工质量的工艺途径,模具零件的机械加工质量包括两个方面，即模具零件的加工精度和表面质量。 模具零件各表面都有一定的尺寸、形状及相互位置要求。它们一般都是通过机械加工获得的。由于种种原因，机械加工后所获得的模具零件各表面的尺寸、形状及各表面间的相互位置不可能绝对准确，总会存在一定的误差，这就是加工误差。,2.5 提高模具零件加工质量的工艺途径,模具零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。 表面质量是指机械加工后模具零件表面

43、粗糙度和表面层的物理机械性能。 机械加工过程中，在切削力和切削热的作用下，模具零件表层产生很大的塑性变形，表层的物理、机械、化学性能与内部不同，主要表现为表面变形硬化和表面参与应力。,2.5 提高模具零件加工质量的工艺途径,试切法,为获得规定的工件尺寸，加工时必须使刀具相对于工件具有正确的位置。这个正确的位置是通过试切测量调整再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求位置而获得的。,试切法获得工件尺寸,调整法,调整法是指在加工一批工件前，先调整好刀具（如车刀、铣刀、砂轮等）与工件在机床上的相对位置，并在这一批工件的加工中保持这个位置不变，以保证这一批工件在此工序中的被加工尺寸。,调整法获得工件尺寸：

44、加工之前，先用对刀装置将刀具调整到一定的位置，然后开始加工一批零件。,定尺寸刀具法,定尺寸刀具法是利用刀具上的相应尺寸来保 证被加工部位的尺寸。 如钻头、铰刀的直径大小可直接保证被加工 空的直径尺寸：三面刃铣刀的宽度尺寸和键槽铣 刀的直径大小可直接保证被加工槽的宽度尺寸。,主动测量法,主动测量法是在一写精密机床上加工工件时，利用自动监测和控制装置测量和控制被加工表面尺寸的一种方法。,提高工件尺寸精度的工艺途径,1 调整好工件与刀具之间的相对位置，采用调整 精度较高的机床2 使用制造精度较高的刀具，并随时注意刀具磨 损情况3 加工中要使用测量精度较高的量具仔细测量。,2.5.2 形状公差的保证,

45、轨迹法,轨迹法是依靠刀具相对于工件被加工表面的运动轨迹来获得所需工件形状的一种方法。 如在车窗上车削外圆柱表面，车刀的运动轨迹应与工件回转轴线平行，它是靠溜板沿机床导轨的移动来实现的。,轨迹法,轨迹法车削凸轮外形，是靠车刀的刀尖按要球的运动轨迹进给车削出来的，车刀装在可横向进给的溜板上，刀尖的运动轨迹由靠模凸轮和调整车刀切削角度的靠模凸轮4控制。,成形法,成形法是使用成形刀具加工，利用刀具的形状获得工件表面形状的一种方法。,在铣床上铣削外齿，用截面形状与齿轮齿廓相同的成形铣刀铣削成所需形状的轮齿,展成法,加工时刀具和工件在机床上作展成运动，在展成运动过程中，由刀刃包络出被加工表面的形状，这种方

46、法被称作展成法，亦称范成法。,在插齿机上用插齿刀加工直齿圆柱齿轮轮廓，就是利用齿轮轮插齿刀鱼被加工齿轮以一定传动比作展成运动的过程中，由一系列刀刃包络成形的。,影响工件形状误差的主要因素,机床运动副的形状和位置误差 如在车床上车圆柱面，车窗导轨的直线度误差将影响被加工表面的圆柱度；车床主轴轴线与导轨的平行度误差则将使被加工圆柱面形成锥体；车床主轴上轴承的径向跳动误差将影响被加工面的圆度。,影响工件形状误差的主要因素,工艺系统的弹性变形 工艺系统是指由机床、夹具、工件和刀具构成的弹性系统。 工艺系统在外力的作用下会产生弹性变形，这种弹性变形包括工艺系统各组成环节本身的弹性变形，以及各组成环节配合

47、处的位移。,影响工件形状误差的主要因素,工艺系统的热变形 加工时由于系统不均匀的温度变化引起工件 的不均匀受热，也将导致工件的形状误差。,影响工件形状误差的主要因素,加工原理误差 用近似的加工方法、近似的传动比和近似形状的刀具进行加工时，都会产生加工误差，这属于原理误差，亦称为理论误差或方法误差。,保证工件形状误差的工艺途径,规定采用的机床精度不仅要与被加工零件的 精度相适应，为保持机床良好的精度，工艺中必 须要求对机床的各运动部分的零部件进行清洁和 润滑，以防加速它们的磨损变形。,保证工件形状误差的工艺途径,工艺中应采取相应措施，提高工艺系统的刚度，减少工件在加工中工艺系统的弹性变形。 如加

48、工细长轴时，采用中心架以减小由于工件的弯曲变形而引起的形状误差。加工薄壁套筒类零件时，采用液性塑料夹具，使夹紧力在工件圆周上均匀分布.,保证工件形状误差的工艺途径,为减少工艺系统中的热变形，可适当提高切削速度，并采取适当的冷却措施，使大部分切削热来不及喘至工件而随切削和冷却液带走。,保证工件形状误差的工艺途径,在采用近似的加工原理加工工件时，保证工件形状公差的措施为：采用近似的加工方法加工时，应选取正确的加工方法；采用近似的传动比加工时，应正确选取挂轮；采用成形刀具加工时，应正确选用刀具；采用仿形法加工时，应提高靠模或样板精度。,2.5.3 工件的装夹和位置公差的保证,工件的裝夹方法,直接找正

49、装夹法 由工人利用百分表或划针盘上的划针，经目测校正工件的正确位置后将工件夹紧的方法。,在车床上用四爪单动卡盘精车型芯，为使表面的余量均匀，工人慢慢地转动夹持工件的卡盘，用百分表找正。,工件的裝夹方法,划线找正装夹法 加工中按划线找正工件加工位置的方法。,模板的刨削加工，装夹工件之前，先在工件上按设计要求划出中心线、对称线及各待加工表面的加工线，工件装夹时再用划针按划线位置找正以确定其正确的加工位置。,工件的裝夹方法,机床夹具装夹法 夹具以它的定位面安装在机床上，工件按六点定位原则直接放置在夹具的定位元件上并夹紧，不需要另外进行找正操作。模具标准件如导柱、导套、推杆、拉料杆等进行成批生产时，可

50、采用通用机床夹具安装，但有的工件则需要设计和制造专用夹具。,2.5.4 表面粗糙度的形成及影响因素,表面粗糙度形成的原因1 切削时刀尖在工件表面上残留的痕迹2 切削时前刀面上形成的积屑瘤在已加工面上刻 出的划痕。,切削残留痕迹,积屑瘤,2.5.4 表面粗糙度的形成及影响因素,表面粗糙度形成的原因3 塑料材料在较低的速度下切削时表面上形成的 鳞刺 鳞刺就是在已加工表面上出现鳞片状毛刺， 它大大增大了工件的表面粗糙度。,2.5.4 表面粗糙度的形成及影响因素,表面粗糙度形成的原因4 加工时由于工艺系统的振动而在工件表面上形成波纹状痕迹 机械加工时的振动有两种，一种是由外界具有一定频率并呈周期性变化