第七章模具典型零件加工工艺分
析
欧阳学文
第一节模具工作零件加工概述
模具的工作零件（或成型零件）一般比较复杂，而且有较高的加工精度要求，其加工质量直接影响到产品的质量与模具的使用寿命。模具工作零件工作型面的形状多种多样，但归纳起来不外乎两类:一是外工作型面，包括型芯与凸模等工作型面；二是内工作型面，如各种凹模的工作型面，按照工作型面的特征又可分为型孔与型腔两种。
一、模具工作零件的加工方法
工作零件的加工方法根据加工条件和工艺方法可分为三大类，即通用机床加工、数控
机床加工和采用特种工艺加工。
通用机床加工模具零件，主要依靠工人的熟练技术，利用铣床、车床等进行粗加工、
半精加工，然后由钳工修正、研磨、抛光。这种工艺方案，生产效率低、周期长、质量也不易保证。但设备投资较少，机床通用性强，作为精密加工、电加工之前的粗加工和半精加工又不可少，因此仍被广泛采用。
数控机床加工是指采用数控铣、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、
精加工以及采用高精度的成形磨床、坐标磨床等进行热处理后的精加工，并采用三坐标测量仪进行检测。这种工艺降低了对熟练工人的依赖程度，生产效率高，特别是对一些复杂成型零件，采用通用机床加工很困难，不易加工出合格的产品，采用数控机床加工显然是很理想的。但是一次性投资大。
所谓特种工艺，主要是指电火花加工、电解加工、挤压、精密铸造、电铸等成形方法。
模具常用加工方法能达到的加工精度、表面粗糙度和所需的加工余量见表71。
表71 模具常用加工方法的加工余量、加工精度、表面粗
糙度
余量。本道工序加工余量要视加工基本尺寸、工件材料、热处理状况、前道工序的加工结果等具体情况而定。
二、模具工作零件的制造过程
模具工作零件的制造过程与一般机械零件的加工过程相类似，可分为毛坯准备、毛坯加工、零件加工、装配与修整等几个过程。
1．毛坯准备主要内容为工作零件毛坯的锻造、铸造、切割、退火或正火等。
2．毛坯加工主要内容为进行毛坯粗加工，切除加工表面上的大部分余量。工种有
锯、刨、铣、粗磨等。
3．零件加工主要内容为进行模具零件的半精加工和精加工，使零件各主要表面达到图样要求的尺寸精度和表面粗糙度。工种有划线、钻、车、铣、镗、仿刨、插、热处理、磨、电火花加工等。
4．光整加工主要对精度和表面粗糙度要求很高的表面进行光整加工，工种有研磨、抛光等。
5．装配与修正主要包括工作零件的钳工修配及镶拼零件的装配加工等。
在零件加工过程中，需要涉及到机加工的顺序安排和热处理工序安排。安排机加工的顺序应考虑到:先粗后精、先主后次、基面先行、先面后孔的原则。零件的热处理加工，包括预先热处理和最终热处理，预先热处理的目的是改善切削加工性能，其工序位置多在粗加工前后，最终热处理的目的是提高零件材料的硬度和耐磨性，常安排在精加工前后。
在零件的加工中，工序的划分及采用的工艺方法和设备是要根据零件的形状、尺寸大
小、结构工艺及工厂设备技术状况等条件决定的。不同的生产条件采用的设备及工序划分也不同。所以零件具体的加工方法与工序应根据零件要求和所在单位的技术与设备来综合考虑制定。
第二节凸模和型芯零件加工
凸模、型芯类模具零件是用来成型制件内表面的。由于成型制件的形状各异、尺寸差
别较大，所以凸模和型芯类模具零件的品种也是多种多样的。按凸模和型芯断面形状，大致可以分为圆形和异形两类。
圆形凸模、型芯加工比较容易，一般可采用车削、铣削、磨削等进行粗加工和半精加工。经热处理后在外圆磨床上精加工，再经研磨、抛光即可达到设计要求。异型凸
模和型芯在制造上较圆形凸模和型芯要复杂得多。本节主要讨论异型凸模和型芯模具零件的加工。
一、非圆形凸模加工工艺分析
例1 某冲孔的凸模如图71所示。
（一）工艺性分析
该零件是冲孔模的凸模，工作零件的制造方法采用
“实配法”。冲孔加工时，凸模是“基准件”，凸模的刃口尺寸决定制件尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造时刃口的实际尺寸为基准来配制冲裁间隙的，凹模是“基准件”。因此凸模在冲孔模中是保证产品制件型孔的关键零件。冲孔凸模零件“外形表面”是矩形，尺寸为22ｍｍ×32ｍｍ×45ｍｍ，在零件开始加工时，首先保证“外形表面”尺寸。零件的“成形表面”是由R6.92ｍｍ×29.84ｍｍ×13.84ｍｍ×R5×7.82ｍｍ组成的曲面，零件的固定部分是矩形，它和成型表面呈台阶状，该零件属于小型工作零件，成型表面在淬火前的加工方法采用仿形刨削或压印法；淬火后的精密加工可以采用坐标磨削和钳工修研的方法。
零件的材料是MｎCｒWV，热处理硬度58~62HRC，是低合金工具钢，也是低变形冷作模具钢，具有良好的综合性能，是锰铬钨系钢的代表钢种。由于材料含有微量的钒，能抑制碳化物网，增加淬透性和降低热敏感性，使晶粒细化。零件为实心零件，各部位尺寸差异不大，热处理较易控制变形，达到图样要求。
（二）工艺方案
对复杂型面凸模的制造工艺应根据凸模形状、尺寸、技术要求并结合本单位设备情况等具体条件来制订，此类复杂凸模的工艺方案为：
（1）备料：弓形锯床
（2）锻造：锻成一个长×宽×高、每边均含有加工余量的长方体；
（3）热处理：退火（按模具材料选取退火方法及退火工艺参数）；
（4）刨（或铣）六面，单面留余量0.2~0.25ｍｍ；
（5）平磨（或万能工具磨）六面至尺寸上限，基准面对角尺，保证相互平行垂直；
（6）钳工划线（或采用刻线机划线、或仿形刨划线）；（7）粗铣外形（立式铣床或万能工具铣床）留单面余量0.3~0.4ｍｍ；
（8）仿形刨或精铣成型表面，单面留0.02~0.03ｍｍ研磨量；
（9）检查：用放大图在投影仪上将工件放大检查其型面（适用于中小工件）；
（10）钳工粗研：单面0.01~0.015ｍｍ研磨量（或按加工余量表选择）；
（11）热处理：工作部分局部淬火及回火；
（12）钳工精研及抛光。
此类结构凸模的工艺方案不足之处就是淬火之前机械加工成形，这样势必带来热处理的变形、氧化、脱碳、烧蚀等
问题，影响凸模的精度和质量。在选材时应采用热变形小的合金工具钢如CｒWMｎ，Cｒ12MｏV等；采用高温盐浴炉加热、淬火后采用真空回火稳定处理，防止过烧和氧化等现象产生。
图7－1 冲孔模凸模
二、冲裁凸凹模零件加工工艺分析
例2 冲裁凸凹模零件如图7－2所示。
图72 冲裁凸凹模
（一）工艺性分析冲裁凸凹模零件是完成制件外形和两个圆柱孔的工作零件，从零件图上可以看出，该成形表面的加工，采用“实配法”，外成形表面是非基准外形，它与落料凹模的实际尺寸配制，保证双面间隙为0.06ｍｍ；凸凹模的两个冲裁内孔也是非基准孔，与冲孔凸模的实际尺寸配间隙。该零件的外形表面尺寸是104ｍｍ×40ｍｍ×50ｍｍ。成形表面是外形轮廓和两个圆孔。结构表面是用于固紧的两个M8ｍｍ的螺纹孔。凸凹模的外成形表面是分别由R14＊ｍｍ、Φ40＊ｍｍ、R5＊ｍｍ的五个圆弧面和五个平面组成，形状比较复杂。该零件是直通式的。外成形表面的精加工可以采用电火花线切割、成形磨削和连续轨迹坐标磨削的方法。该零件的底面还有两个M8mm的螺纹孔，可供成形磨削夹紧固定用。凸凹模零件的两个内成形表面为圆锥形，带有15′的斜度，在热处理前可以用非标准锥度铰刀铰削，在热处理后进行研磨，保证冲裁间隙。因此，应
该进行二级工具锥度铰刀的设计和制造。如果具有切割斜度的线切割机床，两内孔可以在线切割机床上加工。凸凹模零件材料为Cr6WV高强度微变形冷冲压模具钢。
热处理硬度58～62HRC。Cr6MV材料易于锻造，共晶碳化物数量少。有良好的切削加工性能，而且淬水后变形比较均匀，几乎不受锻件质量的影响。它的淬透性和Cr12系钢相近。它的耐磨性、淬火变形均匀性不如Cr12MoV钢。
零件毛坯形式应为锻件。
(二)工艺方案
根据一般工厂的加工设备条件，可以采用两个方案：
方案一：备料锻造退火铣六方磨六面钳工划线作孔镗内
孔及粗铣外形热处理研磨内孔成形磨削外形。
方案二：备料锻造退火铣六方磨六面钳工作螺孔及穿丝孔电火花线切割内外形。
(三)工艺过程的制定采用第一工艺方案：
序号工序名称工序主要内容
1 下料锯床下料，φ56mm×117mm
2 锻造锻造110mm×45mm×55mm
3 热处理退火，硬度HB≤241
4 立铣铣六方104.4mm×50.4mm×40.3mm
5 平磨磨六方，对90°
6 钳划线，去毛刺，做螺纹孔
7 镗镗两圆孔，保证孔距尺寸，孔径留0.1～0.15mm的余量
8 钳铰圆锥孔留研磨量，做漏料孔
9 工具铣按线铣外形，留双边余量0.3～0.4mm
10 热处理淬火、回火、58～62HRC
11 平磨光上下面
12 钳研磨两圆孔，(车工配制研磨棒)与冲孔凸
模实配，保证双
面间隙为0.06mm。
三、型芯零件加工工艺分析
例3 塑料模型芯零件如图73所示。
1．工艺性分析
该零件是塑料模的型芯，从零件形状上分析，该零件的长度与直径的比例超过5:1，属于细长杆零件，但实际长度并不长，截面主要是圆形，在车削和磨削时应解决加工装卡问题，在粗加工车削时，毛坯应为多零件一件毛坯，既方便装夹，又节省材料。在精加工磨削外圆时，对于该类零件装卡方式有三种形式，如图74所示。图74中的a是反顶尖结构，适用于外圆直径较小，长度较大的细长杆凸模、型芯类零件，d 该零件是细长轴，材料是CrWMn，热处理硬度45~5OHRC，零件要求进行淬火处理。从零件形状和尺寸精度看，加工方式主要是车削和外圆磨削，加工精度要求在外圆磨削的经济加工范围之内。零件要求有脱模斜度也在外圆磨削时一并加工成形。另外，外圆几处磨扁处，在工具磨床上完成。 该零件做为细长轴类，在热处理时，不得有过大的弯曲变形，弯曲翘曲控制在0.lmm之内。塑料模型芯等零件的表面，要求耐磨耐腐蚀，成型表面的表面粗糙度能长期保持不变，在长期250℃工作时表面不氧化，并且要保证塑件表面质量要求和便于脱模。因此要求淬硬，成型表面RaO.lμm，并进行镀铬抛光处理。因此该零件成形表面在磨削时保持表面粗糙度为Ra0.4μm基础上，进行抛光加工，在模具试压后进行镀铬抛光处理。 零件毛坯形式，采用圆棒型材料，经下料后直接进行机械加工。 该型芯零件一模需要20件，在加工上有一定的难度，根据精密磨削和装配的需要，为 了保证模具生产进度，在开始生产时就应制作一部分备件，这也是模具生产的一个特色。在模具生产组织和工艺上都应充分考虑，总加工数量为24件，备件4件。 零件名称：型芯材料：CrWMn 热处理45～50HRC 数量：20件Ra0.1μm表面镀铬抛光δ0.015 图73 塑料模型芯 图74 细长轴装卡基准形式 2．工艺方案一般中小型凸模加工的方案为：备料—粗车(普通车 床)—热处理 (淬火、回火)—检验(硬度、弯曲度)—研中心孔或反顶尖(车床、台钻)—磨外圆(外圆磨床、工具磨床)—检验—切顶台或顶尖(万能工具磨床、电火花线切割机床)—研端面 (钳工)—检验。 3．工艺过程材料:CrWMn，零件总数量24件，其中备件4件。毛 坯形式为圆棒料，8个零件为一件毛坯。 序号工序名称工序主要内容 1 下料圆棒料Φl2mm×55Omm，3件 2 车按图车削，RaO.lμm及以下表面留双边 余量0.3～0.4mm 两端在零件长度之外做反顶尖。 3 热淬火、回火:40～45HRC，弯曲≤0.lmm。 4 车研磨反顶尖。 5 外磨磨削Ra1.6μm及以下表面，尺寸磨至 中限范围，Ra0.4μm。 6 车抛光RaO.lμm外圆，达图样要求。 7 线切割切去两端反顶尖。 8 工具磨磨扁2.7mm、4至中限尺寸以及尺 寸8mm。 9 钳抛光Ra0.1μm两扁处。 10 钳模具装配 (试压)。 1l 电镀试压后Ra0.lμm表面镀铬。 12 钳抛光RaO.lμm表面。 第三节型孔、型腔零件加工 一、冲裁凹模加工工艺分析 图75是几种曲型的冲裁凹模的结构图。 这些冲裁凹模的工作内表面，用于成形制件外形，都有锋利刃口将制件从条料中切离下来，此外还有用于安装的基准面，定位用的销孔和紧固用的螺钉孔，以及用于安装其它零部件用的孔、槽等。因此在工艺分析中如何保证刃口的质量和形状位置的精度是至关重要的。 对于圆凹模其典型工艺方案是：备料锻造退火车削平磨划线钳工(螺孔及销孔)淬火回火万能磨内孔及上端面平磨下端面钳工装配 对图75b的整体复杂凹模其工艺方案与简单凹模有所不同，具体为：备料锻造退火刨六面平磨划线铣空刀钳工(钻各孔及中心工艺孔)淬火回火平磨数控线切割钳工研磨。 如果没有电火花线切割设备，其工艺可按传统的加工方法：即先用仿形刨或精密铣床等设备将凸模加工出来，用凸模在凹模坯上压印，然后借助精铣和钳工研配的方法来加工凹模。其方案为：刨平磨划线钳压印精铣内形钳修至成品尺寸淬火回火平磨钳研抛光。 对图75c组合凹模，常用于汽车等大型覆盖件的冲裁。对大 型冲裁模的凸、凹模因其尺寸较大(在800mm×800mm以上)，在加工时如没有大型或重型加工设备(锻压机、加热炉、机床等)，可采用将模具分成若干小块，以便采用现有的中小设备来制造，分块加工完毕后再进行组装。 图75 冲裁凹模结构图 a)简单圆凹模 b)整体复杂凹模 c)大型镶拼式凹模 例4 级进冲裁模凹模如图76所示。 图7－6 冲裁凹模 （一）工艺性分析该零件是级进冲裁模的凹模，采用整体式结构，零件的外形表面尺寸是120㎜×80㎜×18㎜，零件的成形表面尺寸是三组冲裁凹模型孔，第一组是冲定距孔和两个圆孔，第二组是冲两个长孔，第三组是一个落料型孔。这三组型孔之间有严格的孔距精度要求，它是实现正确级进和冲裁，保证产品零件各部分位置尺寸的关键。再就是各型孔的孔径尺寸精度，它是保证产品零件尺寸精度的关键。这部分尺寸和精度是该零件加工的关键。结构表面包括螺纹连接孔和销钉定位孔等。 该零件是这付模具装配和加工的基准件，模具的卸料板、固定板，模板上的各孔都和该零件有关，以该零件型孔的实际尺寸为基准来加工相关零件各孔。 零件材料为MｎCｒWV，热处理硬度60～64HRC。零件毛坯形式为锻件，金属材料的纤维方向应平行于大平面与零件长轴方向垂直。 零件各型孔的成形表面加工，在进行淬火之后，采用电 火花线切割加工，最后由模具钳工进行研抛加工。 型孔和小孔的检查：型孔可在投影仪或工具显微镜上检查，小孔应制做二级工具光面量规进行检查。 （二）工艺过程的制定 序号工序名称工序主要内容 1 下料锯床下料，Φ56㎜×105㎜ 2 锻造锻六方125㎜×85㎜×23㎜ 3 热处理退火，HBS≤229 4 立铣铣六方，120㎜×80㎜×18.6㎜ 5 平磨光上下面，磨两侧面，对90° 6 钳倒角去毛刺，划线，做螺纹孔及销钉孔 7 工具铣钻各型孔线切割穿丝孔，并铣漏料孔 8 热处理淬火、回火60～64HRC 9 平磨磨上下面及基准面，对90° 10 线切割找正，切割各型孔留研磨量0.01～0.02㎜ 11 钳研磨各型孔 (三)漏料孔的加工 冲裁漏料孔是在保证型孔工作面长度基础上，减小落料件或废料与型孔的摩擦力。关于漏料孔的加工主要有三种方式。首先是在零件淬火之前，在工具铣床上将漏料孔铣削完毕。这在模板厚度≥50㎜以上的零件中，尤为重要，是漏料孔加工首先考虑的方案。其次是电火花加工法，在型孔加工完毕，利用电极从漏料孔的底部方向进行电火花加工。最后是浸蚀法，利用化学溶液，将漏料孔尺寸加大。一般漏料孔尺寸比型孔尺寸单边大0.5㎜即可。 (四)锻件毛坯下料尺寸与锻压设备的确定 图76所示的冲裁凹模外形表面尺寸为：120㎜×80㎜×18㎜，凹模零件材料为MnCrWV，设锻件毛坯的外形尺寸为125㎜×85㎜×23㎜。 1．锻件体积和重量的计算 锻件体积V锻=(125×85×23)=244.38㎝3 锻件重量 G锻=r·V锻=(7.85×244.38)㎏≈1.92㎏ 当锻件毛坯的体积在5㎏之内，一般需加热1～2次，锻件总损耗系数取5%。 锻件毛坯的体积 V坯=1.05×V锻=256.60(㎝)3 锻件毛坯重量G坯=1.05×G锻=2.02(㎏) 2．确定锻件毛坯尺寸 理论圆棒直径 D理= 选取圆棒直径为56㎜时，查圆棒料长度重量可知 当G坯=2.02㎏，D坯=56㎜时，L坯=105㎜。 验证锻造比Y Y= L坯／D坯=105／56=1.875 符合Y=1.25～2.5的要求。则锻件下料尺寸为Φ56㎜×105㎜ 3．锻压设备吨位的确定。当锻件坯料重量为2.02㎏，材料为MnCrWV时，应选取300㎏的空气锤。 二、塑料模型孔板、型腔板零件的加工工艺分析 塑料模型孔板、型腔板系指塑料模具中的型腔凹模、定模(型腔)板、中间(型腔)板、动模(型腔)板、压制瓣合模，哈夫型腔块以及带加料室压模等等，图77为塑料模型孔板、型腔板的各种结构图。 图77 各种型孔、型腔板结构图 a）压缩塑压模凹模 b）双分型面注射模中间型板 c）带主流道定模 d）带侧抽芯模的动模板 e）压注模中的瓣合模 f）显像屏玻璃模中的屏凹模上述各种零件形状千差万别，工艺不尽相同，但其共同之处都具有工作型腔、分型面、定位安装的结合面，确保这些部位的尺寸和形位精度、粗糙度等技术要求将是工艺分析的重点。 a是一压缩模中的凹模，其典型工艺方案为:备料—车削—调质—平磨—镗导柱孔—钳工制各螺孔或销孔。如果要求淬火，则车削、镗孔均应留磨加工余量，于是钳工后还应有淬火回火—万能磨孔、外圆及端面—平磨下端面—坐标磨 导柱孔及中心孔—车抛光及型腔R—钳研抛—试模—氮化(后两工序根据需要)。 b是注射模的中间板，其典型工艺方案可为:备料—锻造—退火—刨六面—钳钻吊装螺孔—调质—平磨—划线—镗铣四型腔及分浇口—钳预装(与定模板、动模板) —配镗上下导柱孔—钳工拆分—电火花型腔(型腔内带不通型槽，如果没有大型电火花机床则应在镗铣和钳工两工序中完成) —钳工研磨及抛光。 c是一带主流道的定模板，其典型工艺路线可在锻、刨、平磨、划线后进行车制型腔及主浇道口—电火花型腔(或铣制钳修型腔) —钳预装—镗导柱孔—钳工拆分、配研、抛光。d为一动模型腔板，它也是在划线后立铣型腔粗加工及 侧芯平面—精铣(或插床插加工)型腔孔—钳工预装—配镗导柱孔—钳工拆分一钻顶件杆孔一钳研磨抛光。对于大型板类的下料，可采用锯床下料。其中H—1080模具坯料带式切割机床，精度好效率高，可切割工件直径10OOmm、重3.5t、宽高为10O0mm×80Omm的坯料，切口尺寸仅为3mm，坯料是直接从锻轧厂提供的退火状态的模具钢，简化了锻刨等工序，缩短了生产周期。此外许多复杂型腔板采用立式数控仿形铣床(MCPlOOOA)来加工，使制模精度得到较大提高，劳动生产率和劳动环境明显改善。 在塑料模具中的侧抽芯机构，如压制模中的瓣合模，注射模中的哈夫型腔块等，图中 的e为压注模的瓣合模，其工艺比较典型，工序流程大致为: （1）下料:按外径最大尺寸加大10～15mm作加工余量；长度加长20～3Omm作装夹用。 （2）粗车:外形及内形单面均留3～5mm加工余量。并在大端留夹头20～3Omm长，其直径大于大端成品尺寸。 （3）划线:划中心线及切分处的刃口线，刃口≤5mm 宽。 （4）剖切两瓣:在平口钳内夹紧、两次装夹剖切开，采用卧式铣床（如X62W)用盘铣刀。 （5）调质:淬火高温回火及清洗。 （6）平磨:两瓣结合面。 （7）钳工:划线、钻两销钉孔并铰孔、配销钉及锁紧两瓣为一个整体。如果形体上不允许有锁紧螺孔，可在夹头上或顶台上 (按需要留顶台)钻锁紧螺孔。 （8）精车:内外形，单面留0.2～0.25mm加工余量。 （9）热处理:淬火、回火、清洗。 （10）万能磨内外圆、或内圆磨孔后配芯轴再磨外圆、靠端面，外形成品，内形留0.01～0.02mm的研磨量。 （11）检验。 （12）切掉夹头：在万能工具磨床上用片状砂轮将夹头切掉，并磨好大端面至成品尺寸。 （13）钳工拆分成两块。 （14）电火花加工内形不通型槽等。 （15）钳研及抛光。 f为一显像屏玻璃模中的屏凹模，常采用铸造成型工艺，其工艺方案为：模型—铸造—清砂—去除浇冒口—完全退 火—二次清砂—缺陷修补及表面修整—钳工划线及加工起吊螺孔—刨工粗加工—时效处理—机械精加工—钳工—电火花型腔—钳工研磨抛光型腔。 由于铸造工序冗长，加之铸造缺陷修补有时不理想，因此一般中型型腔模和拉深模应 尽可能采取锻造钢坯料加工或采用镶拼工艺加工。 型腔模在编制工艺时，为确保制造过程中型孔尺寸和截形的控制检验，因此工艺员应 设计一些必须的检具(二类工具)，如槽宽样板、深度量规、R型板等。 凹模零件加工中，最重要的加工是型腔的加工，不同的型腔形状，所选择的加工方法 也不一样。 (1)圆形型腔当型腔如图78是圆形的，经常采用的加工 方法有以下几种: ①当凹模形状不大时，可将凹模装夹在车床花盘上进行 车削加工。 ②采用立式铣床配合回转式夹具进行铣削加工。 ③采用数控铣削或加工中心进行铣削加工。 图78 圆形型腔图79规则矩形型腔图710 异形复杂形状型腔 (2)矩形型腔当型腔是比较规则的矩形，如图79所示。当图中圆角R能由铣刀直接加工出，可采用普通铣床，将整个型腔铣出。如果圆角为直角或R无法由铣刀直接加工 概述 模具是工业生产中使用极为广泛的工艺装备之一，也是发展工业的基础。模具是成形金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺装备，是工业生产中发展和实现少无切屑加工技术不可缺少的工具。模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。 为了实现工业现代化今后的模具发展趋势大致包括以下几方面： 1、发展高效模具。对于大批量生产用模具，应向高效率发展。如为了适应当前高速压力机的使用，应发5冲模的工作部分零件必须具备的性能展多工位级进模以提高生产效率。 2、发展简易模具。对于小批量生产用模具，为了降低成本、缩短模具制造周期应尽量发展薄板冲模、聚氨酯模具、锌合金、低熔点合金，环氧树脂等简易模具。 3、发展多功能模具。为了提高效率和保证制品的质量，要发展多工位级进模及具有组合功能的双色、多色塑料注射模等。 4、发展高寿命模具。高效率的模具必然需要高寿命，否则将必然造成频繁的模具拆卸和整修或需要更多的备模。为了达到高寿命的要求，除模具本身结构优化外，还要对材料的选用和热处理、表面强化技术予以开发和创新。 5、发展高精度模具。计算机硬件，软件以及模具加工，检测技术的快速发展使得精锻模具CAD/CAM/CAE一体化技术成为锻造企业切实可行的技术。精密，高效是现代锻造业的发展趋势；应用该技术的实践表明，只有基于效率的模具CAD/CAM/CAE…CAX平台才能实现精锻件及其模具的高效率开发。 典型零件加工工艺 生产实际中，零件的结构千差万不，但其差不多几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。专门少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一、轴类零件的分类、技术要求 轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中要紧用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 按照轴类零件的功用和工作条件，其技术要求要紧在以下方面： ⑴尺寸精度轴类零件的要紧表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度要紧指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一样应限制在尺寸公差范畴内，关于周密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一样按照加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3. 2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr 15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMn Ti、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采纳铸件。毛坯通过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面平均分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，排除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一样安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一样安排在精加工之前，如此能够纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式要紧有以下三种。 1．采纳两中心孔定位装夹 一样以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量专门重要，其预备工作也相对复杂，常常以支承轴颈定位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以外圆定位，粗磨锥孔； 宜宾职业技术学院 《模具制造工艺与装备》试题库 课程代码：1310210 课程性质：专业必修课 适用专业：模具 学分：4 负责人：曾欣 参与人：刘咸超、郭蓉 二00九年四月 《模具制造工艺与装备》理论教学考试大纲 （适于高职模具专业） 一、考试的目的和性质 《模具制造工艺与装备》是模具设计与制造专业的一门主干专业技术课，也是制造类其它专业的一门重要选修课。它是一门将机械加工工艺、数控加工工艺、冲压成形工艺、注塑成形工艺与模具装配工艺等有机融合，综合性和实践性较强的课程。 课程考核作为学生学业评价的主要依据，同时现行教学质量评价的主要手段，对教与学均有重要的导向作用。因此在本门课程的考核中，应着重体现出对学生能力的培养，激发作为学习主体——学生的学习自主性，鼓励学生的个性发展特别是培养其创新意识及创新能力有非常重要的意义。 二、考试的内容和范围 《模具制造工艺与装备》课程的考试要求学生掌握典型模具零件加工工艺的基本理论、基本掌握冲压模具与注塑模具典型零件的常规和特种加工方法、典型模具装配工艺，具备简单模具零件制造工艺路线设计与工艺文件编制的能力。 1、理论目标： （1）掌握典型模具零件机械加工技术的基本工艺知识。 （2）掌握典型模具零件特种加工技术方面的基本知识。 （3）了解模具装配的方法和装配工艺路线。 （4）掌握典型模具零件的加工工艺文件编制的方法和步骤。 2、技能目标： （1）初步具备典型模具零件机械加工能力。 （2）初步具典型模具零件特种加工能力。 （3）简单具备模具装配能力和模具装配工艺路线拟订能力。 （4）具备典型模具零件加工工艺文件编制的能力。 第4章典型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下：1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §机械加工工艺规程的制订原则与步骤 §机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，要紧工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计 摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) 数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣，其竞争也越来越猛烈，人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴，对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了宽敞消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速进展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法，关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分表达了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批判和指正。 冲压模具典型结构 第一类 工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 第二类 结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等，如表1.1.3所示。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。 制造技术 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。目前又出现了在冲压模内攻牙技术,引导了不少冲压厂家为了降低成本,引起了一股抢购热潮。 模具先进制造技术的发展主要体现在： 高速铣削加工，普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： a.高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～ 40000r/min，最高可达100000r/min。在切削钢时，其切削速度约为 400m/min，比传统的铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 b.高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。 c.高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。 d.可加工高硬材料可铣削50～54HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。 鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。 电火花铣削加工 电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。 慢走丝线切割技术 目前，数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可达到±μm，加工表面粗糙度～μm。直径～细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行的窄槽及半径内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30°以上锥度的精密加工。 磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。目前，精密模具制造广泛使用 箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图 箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1．平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。 3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。 4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150～350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。 图1车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程 第七章模具典型零件加工工艺分析 第一节模具工作零件加工概述 模具的工作零件（或成型零件）一般比较复杂，而且有较高的加工精度要求，其加工质量直接影响到产品的质量与模具的使用寿命。模具工作零件工作型面的形状多种多样，但归纳起来不外乎两类:一是外工作型面，包括型芯与凸模等工作型面；二是内工作型面，如各种凹模的工作型面，按照工作型面的特征又可分为型孔与型腔两种。 一、模具工作零件的加工方法 工作零件的加工方法根据加工条件和工艺方法可分为三大类，即通用机床加工、数控机床加工和采用特种工艺加工。 通用机床加工模具零件，主要依靠工人的熟练技术，利用铣床、车床等进行粗加工、半精加工，然后由钳工修正、研磨、抛光。这种工艺方案，生产效率低、周期长、质量也不易保证。但设备投资较少，机床通用性强，作为精密加工、电加工之前的粗加工和半精加工又不可少，因此仍被广泛采用。 数控机床加工是指采用数控铣、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、精加工以及采用高精度的成形磨床、坐标磨床等进行热处理后的精加工，并采用三坐标测量仪进行检测。这种工艺降低了对熟练工人的依赖程度，生产效率高，特别是对一些复杂成型零件，采用通用机床加工很困难，不易加工出合格的产品，采用数控机床加工显然是很理想的。但是一次性投资大。 所谓特种工艺，主要是指电火花加工、电解加工、挤压、精密铸造、电铸等成形方法。 模具常用加工方法能达到的加工精度、表面粗糙度和所需的加工余量见表7-1。 表7-1 模具常用加工方法的加工余量、加工精度、表面粗糙度 前道工序的加工结果等具体情况而定。 二、模具工作零件的制造过程 模具工作零件的制造过程与一般机械零件的加工过程相类似，可分为毛坯准备、毛坯加工、零件加工、装配与修整等几个过程。 1．毛坯准备主要内容为工作零件毛坯的锻造、铸造、切割、退火或正火等。 2．毛坯加工主要内容为进行毛坯粗加工，切除加工表面上的大部分余量。工种有锯、刨、铣、粗磨等。 典型零件选材及工艺分析 一，齿轮类 机床、汽车、拖拉机中，速度的调节和功率的传递主要靠齿轮机床、汽车和拖拉机中是一种十分重要、使用量很大的零件。 齿轮工作时的一般受力情况如下： （1）齿部承受很大的交变弯曲应力； （2）换当、启动或啮合不均匀时承受击力； （3）齿面相互滚动、滑动、并承受接触压应力。 所以，齿轮的损坏形式主要是齿的折断和齿面的剥落及过度磨损。据此，要求齿材料具有以下主要性能： （1）高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度； （2）齿面有高的硬度和耐磨性； （3）齿轮心部有足够高的强度和韧性。 此外，还要求有较好的热处理工艺性，如变形小，并要求变形有一定的规律等。下面以机床和汽车、拖拉机两类齿轮为例进行分析。 （一）机床齿轮 机床中的齿轮担负着传递动力、改变运动速度和运动方向的任务。一般机床中的齿轮精度大部分是7级精度（GB179-83规定，精度分12级，用1、2、3、……12表示，数字愈大者，精度愈低）。只是在他度传动机构中要求较高的精度。 机床齿轮的工作条件比起矿山机械、动力机械中的齿轮来说还属于运转平稳、负荷不大、条件较好的一类。实践证明，一般机床齿轮选用中碳钢制造，并经高频感应热处理，所得到的硬度、耐磨性、强度及韧性能满足要求，而县市频淬火具有变形小、生产率高等优点。 下面以C616机床中齿轮为例加以分析。 1、高频淬火齿轮的工工艺线 2、热处理工序的作用正火处理对锻造齿轮毛坯是必需的热处理工序，它可以使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，并使组织均匀，消除锻造应力。对于一般齿轮，正火处理也可作为高频淬火前的最后热处理工序。 调质处理可以使齿轮具有较高的综合机械性能，提高齿轮心部的强度和韧性，使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击力。调质后的齿轮由于组织为回火索氏体，在淬火时变形更小。 高频淬火及低温回火是赋予齿轮表面性能的关键工序，通过高频淬火提高了齿轮表 面硬度和耐磨性，并使齿轮表面有压应力存在而增强了抗疲劳破坏的能力。为了消除淬火应力，高频淬火后应进行低温回火（或自行回火），这对防止研磨裂纹的产生和提高抗冲击能力极为有利。 3、齿轮高频淬火后的变形情况齿轮高频淬火后，其变形一般表现为内孔缩小，外径不变或减小。齿轮外径与内径之比小于1.5时，内径略胀大；当齿轮有键槽时，内径向键槽方向胀大，形成椭圆形，齿间椭圆形，齿间亦稍有变形，齿形变化较小，一般表现为中间凹0.002~0.0005㎜。这些微小的变形对生产影响不大，因为一般机床用的7级精度齿轮，淬火回火后，均要经过滚光和推孔才成为成品。 ㈠模具零件加工工艺规程的制订步骤 1.在制订模具零件工艺规程前,应详细分析模具零件图,技术条件,结构特点以及该零件在模具中的作用等。 2.选择模具零件坯料制造方法。 3.初拟订工艺水平路线,注意粗,精加工基准的选择,确定热处理工序,划分加工阶段.在拟订工艺过程中,应正确选择加工设备,工具,夹具和量具。 4.根据工艺路线确定各加工阶段的工序尺寸及公关,确定半成品的尺寸。 5.根据坯料的材料及性能,计算或查表确定切削用量。 ㈡填写模具零件加工工艺规程卡 完成模具零件加工工艺方案的分析和确定各种加工数据后,填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片.工序卡上绘制的工序图可适当缩小或放大.工序图可以简化,但必须画出轮廓线,被加工表面及定位,夹紧部位.被加工表面必须用粗实线或其他不同颜色的线条表示.定位用符号表示,其中3表示被限制的自由度数;辅助支承用符号表示;夹紧力及方向用符号表示.工序图上表示的零件位置必须是本工序零件在机床上加工位置。 模具制造是模具设计过程的延续,它以模具设计图样为依据,通过对原材料的加工和装配,使其成为具有使用功能的特殊工艺装备.主要进行模具工作零件的加工;标准件的补充加工;模具的装配与试模.其中编制模具零件加工工艺规程是模具制造的前期工作,模具零件加工工艺规程是指导模具加工的工艺文件。 四、冲压模具制造的基本内容和步骤 ㈠审核模具设计图及模具加工工艺规程 1.仔细审核模具设计图，分析模具零件加工工艺规程 2.根据模具结构特点制订装配工艺 ⑴研究分析被装配模具图样和装配时应满足的技术要求。 ⑵对装配尺寸链分析与计算，进一步确定保证产品装配精度的装配方法。 ⑶对模具结构进行装配工艺性分析，明确各种零部件的装配关系。 ⑷确定各工序中的装配质量要求，确定检测项目、检测方法和工具。 ⑸选择确定所需装配工具、夹具和设备。 ㈡模具零件加工过程 1.全面清理和初检已准备好的标准件、原材料毛坯等。 2.选择和准备在加工过程中将使用的刀具、夹具等其他工具。 3.估计每个模具零件每道工序的加工工时，制订加工过程生产计划（建议使用网络计划方法制定）。 4.根据模具零件图纸及零件加工工艺规程逐一加工模具零件。 5.检验加工出的模具零件。 ㈢模具装配过程 1.清理并检验已加工的模具零件 2.重温装配工艺，确定详细装配步骤 3.准备装配过程所需的各种工具 4.装配步骤 ⑴通过研配、磨削等方法将所有装配的部件装配在一起。 ⑵在长度上有装配余量的零件，在装配后，配磨去掉多余余量。 ⑶有配合要求的模具零件，待配合尺寸达到图纸要求后，先拉紧装配螺钉，再配作销钉孔并贯入销钉，冲裁间隙调整均匀后，先拉紧装配螺钉，再配作销钉并贯入销钉。 ⑷装配完成后，进行手工试模以初检模具工作情况。 典型零件机械加工工艺设计与实施 期末测试参考答案 一、填空题（每空1分，共30分）： 1、铸件、锻件、焊接件、冲压件 2、粗基准、精基准 3、基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔 4、通规、止规 5、成形法、展成法 6、直齿、斜齿圆柱齿轮、蜗轮 7、弟y齿、珩齿、磨齿 8 500 9、盘形插齿刀、碗形直齿插齿刀、锥柄插齿刀 10、平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。 11 找正法、镗模法、坐标法、 、选择题（每小题5分，共10 分） 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，此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀。 3、试述单刃镗刀镗削具有以下特点。 答：单刃镗刀镗削具有以下特点 镗削的适应性强。 镗削可有效地校正原孔的位置误差。 镗削的生产率低。因为镗削需用较小的切深和进给量进行多次走刀以减小刀杆的弯曲变形，且在镗床和铣床上镗孔需调整镗刀在刀杆上的径向位置，故操作复杂、费时。 镗削广泛应用于单件小批生产中各类零件的孔加工。 4、铣削加工可完成哪些工作？铣削加工有何特点？ 答：1）铣削应用范围：铣床是机械加工主要设备之一，在铣床上用铣刀对工件进行加工的方法称为铣削。它可用来加工平面、台阶、斜面、沟槽、成形表面、齿轮和切断等。如图5—11所示为铣床加工应用示例。 2）铣削特点: （1）生产率高铣削时铣刀连续转动，并且允许较高的铣削速度，因此具有较高的生产率（2）断续切削铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣削力波动大，故振动是不可 高速铣削时刀齿还要经受周期性的冷、热冲击，容易出现裂纹和崩刃，使刀具耐用度下 降。 （3）多刀多刃切削 铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于提高刀具耐用度和生产 率，优点不少。但也存在下述两个方面的问题：一是刀齿容易出现径向跳动，这将造成 刀齿负荷不等，磨损不均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否 则会损坏刀齿 五、分析与计算题（每小题9分，共18分） 1、解：(1)电动机(1450r/min — 40， 26， 33 - 325 58 72 65 -—［聖—M3-主轴］，［M2 61 —17-主轴］ 81 (2) 3X 2 = 6 (3) n min = 1450X 100 X 26 X 17 =33.81344mm 325 72 81 2、 解：先画出尺寸链。 确定圭寸闭环：A0=0.1?0.4mm 命⑴ 90 °严 增环：A2= 0 mm 0.03 ES 减环：A1=A3=6 0.01mm 、 A 4EI m n 1 然后用极值法公式：A 0 A , A j i 1 j m 1 典型零件的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析： 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一，基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床，加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析要紧分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前，工件是一个通过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清晰，条件充分，编辑时所需基点坐标专门容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提升装夹度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证：φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。 2. 确定装夹方案 一样大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一样用心轴定位，压紧即可。 按照图A-54所示凸轮的结构特点，采纳“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采纳双螺母夹紧，提升装夹刚性，防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 3. 确定进给路线 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是xz（或yz）平面来回铣削逐步进刀到即定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在（150，0），刀具在y+15之间来回运动，逐步加深铣削深度，当达到即定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量，采纳顺铣方式，即从（150，0）开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凸轮廓按逆时针方向铣削，图A -56所示为铣刀在水平面的切入进给路线。 图A-56 平面槽形凸轮的切入进给路线 4. 选择刀具及切削用量 铣刀材料和几何参数要紧按照零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小不一选择；切削用量则依据零件材料特点、刀具性能及加工 新版模具主要零件加工工艺规程模板 毕业设计( 论文) 论文( 设计) 题目冷冲压模具设计 专业名称模具设计与制造 班级名称 学生姓名 指导教师 完成时间 施加压力, 使其产生分离或塑 冲压所使用的模具称为冲压模具, 简称冲模。冲模是将材料 ( 金属或非金属) 批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要, 没有符合要求的冲模, 批量冲压生产与自动化。 ( 2) 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度, 且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,因此冲压的质量稳定,互换性好,具有”一模一样”的特征。 ( 3) 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件, 如小到钟表的秒表, 大到汽车纵梁、覆盖件等, 加上冲压时材料的冷变形硬化效应, 冲压的强度和刚度均较高。 ( 4) 冲压一般没有切屑碎料生成, 材料的消耗较少, 且不需其它加热设备, 因而是一种省料, 节能的加工方法, 冲压件的成本较低。 由于冲压加工的零件种类繁多, 各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同, 因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来, 可分为分离工序和成形工序两大类; 分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压( 俗称冲裁件) 的工序; 成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序, 按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序, 每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中, 当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时, 若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案, 即把两种或两种以上的单一 型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下： 1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §4.1 机械加工工艺规程的制订原则与步骤§4.1.1机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §4.1.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 (2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等； (3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。 3．确定毛坯 阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。 （一）结构及技术条件分析 该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆 P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。 （二）加工工艺过程分析 1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面： （1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。 （2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通 孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； ②当轴有圆柱孔时，可采用图 6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度； 当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件 两端定位孔锥度相同； ③当轴通孔的锥度较大时，可采 用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图 6—35b所示。 使用锥堵或锥堵心轴时应注意，一 般中途不得更换或拆卸，直到精加工完 各处加工面，不再使用中心孔时方能拆 卸。 4．热处理工序的安排 该轴需进行调质处理。它应放在粗 加工后，半精加工前进行。如采用锻件 毛坯，必须首先安排退火或正火处理。 该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处 理。 5．加工顺序安排 除了应遵循加工顺序安排的一般原 则，如先粗后精、先主后次等，还应注 模块五 数控车床典型零件加工实例 本课题主要选取了两个实例，一个是模具数控车加工实例，一个是中级数控车床操作工应会试题。 实例1：加工如图1-80所示的对拼模具型腔。 用车床加工成形部分，如果采用普通车床加工，则必须要使用靠模，加工效率极低而且加工精度也较低。所以采用数控车床进行加工最合适。 图1-80 对拼模具 学习目标 知识目标：●了解数控车床典型零件的加工过程 了解中级数控车床操作工应掌握的基本技能 能力目标：●正确运用数控系统的指令代码，编制一般零件的车削加工程 序。 1．加工准备 1）将两拼块分别加工成形。 2）在两拼块上装导钉，一端与下模板过渡配合，另一端与上模板间隙配合。 3）两拼块合装后外形尺寸磨正，对合平面磨平并保证两拼块厚度一致。 4）在花盘上搭角铁，将下模板固定在角铁上，拼合上模板并压紧，用千分表校正后固定角铁，安装示意图如图1-81所示。 图1-81 安装示意图 2．所需刀具 本工件需要通过钻孔、粗车、精车三个工步加工，钻孔时采用在尾架上装夹φ16mm的钻头手动进给，而粗车和精车则采用自动运行的办法。 粗车时用55°的内孔车刀，刀具号为T01，刀补号为01；精车时用35°的内孔车刀，刀具号为T02，刀补为02。 3．编写加工程序 N10 M03 S500 N20 T0101 N30 G00 X0 Z3.0 N40 G01 Z-30.0 F0.5 N60 G01 Z-57.0 N70 G00 X0 N80 G00 Z-31.6 N90 G01 X24.4 F0.2 N100 G01 Z-50.4 N110 G00 X0 N120 Z3.0 N130 G01 X18.3 Z3.0 F0.3 N140 Z0 N150 X22.0 Z-10.1 N160 W-6.3 N170 G02 X21.7 W-13.4 I6.45 J-6.8 N180 G03 X24.5 Z-50.4 I-11.1 J-11.0 N190 GO2 X20.8 Z-56.0 I7.55 J-5.6 N200 G01 X0 N210 G00 Z200.0 N220 G00 X200.0 T0100 N230 T0202 N240 G00 Z3.0 N250 G01 X18.8 Z3.0 F0.3 N260 Z0 目录 第一章绪论 (2) 一．毕业设计应达到的要求 (2) 二．塑料模具的分类 (2) 三．塑料成型在工业生产中的重要性 (2) 第二章．零件的工艺分析 (3) 一．材料的选择 (3) 二．产品工艺性与结构分析 (5) 第三章模具结构设计 (7) 一．模具型腔的设计 (7) 二.成型零件的设计与计算 (12) 三．模架的设计 (16) 第四章绘制装配图和零件图及总结 (19) 参考文献 (19) 前言 毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前的一次综合性设计。在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师批评指正。 在编写说明书过程中，我参考了《塑料模成型工艺与模具设计》、《实用注塑模设计手册》和《模具制造工艺》等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于本人水平的有限，本说明书存在一些缺点和错误，希望老师多加指正，以达到本次设计的目的。 典型零件加工工艺分析 机电一体化一班 田泽 摘要：机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。因此加工工艺在零件的加工过程中尤其重要的，它是提高零件加工效率的重要环节。 关键词：加工工艺刀具加工质量加工效率 正文： 一：零件结构分析 零件的分析在零件的加工中由为重要，它的分析影响到零件的装夹。不要小看装夹这一环节。往往装夹错误会使零件的加工流程无法继续完成下去、从而是零件无法完成。 1零件的基本类型 （1）零件的组成有多种多样，比如正反两面件配合件，零件表主面侧面都要加工的等等一些零件。首先我们要根据零件的特点来分析该零件的加工路 线。 2零件的加工面 （2）零件的加工面的选取是很重要的，往往加工面的选取错误使零件在下一步的无法装夹，从而使零件加工无法继续下去。 二：简单的介绍加工零件的相关流程 1）零件加工的选材 毛坯资料包括各种毛坯制造方法的技术经济特征；各种型材的品种和规格，毛坯图等；在无毛坯图的情况下，需实际了解毛坯的形状、尺寸及机械性能等。不同的选材会影响到零件的使用，不同的选材会让零件的使用寿命和其的生产成本变的大大的不同，所以零件的选材尤其重要。我可以更具零件的使用用途来决定零件的选材 2) 拟订工艺路线。 3) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 5) 确定工时定额。 6) 加工零件。 7) 检验零件的尺寸。 8) 填写工序卡片。 三：举例说明 示例零件 高职组数控铣件一 模具典型零件加工工艺分析标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 第七章模具典型零件加工工艺分析 第一节模具工作零件加工概述 模具的工作零件（或成型零件）一般比较复杂，而且有较高的加工精度要求，其加工质量直接影响到产品的质量与模具的使用寿命。模具工作零件工作型面的形状多种多样，但归纳起来不外乎两类:一是外工作型面，包括型芯与凸模等工作型面；二是内工作型面，如各种凹模的工作型面，按照工作型面的特征又可分为型孔与型腔两种。 一、模具工作零件的加工方法 工作零件的加工方法根据加工条件和工艺方法可分为三大类，即通用机床加工、数控 机床加工和采用特种工艺加工。 通用机床加工模具零件，主要依靠工人的熟练技术，利用铣床、车床等进行粗加工、 半精加工，然后由钳工修正、研磨、抛光。这种工艺方案，生产效率低、周期长、质量也不易保证。但设备投资较少，机床通用性强，作为精密加工、电加工之前的粗加工和半精加工又不可少，因此仍被广泛采用。 数控机床加工是指采用数控铣、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、 精加工以及采用高精度的成形磨床、坐标磨床等进行热处理后的精加工，并采用三坐标测量仪进行检测。这种工艺降低了对熟练工人的依赖程度，生产效率高，特别是对一些复杂成型零件，采用通用机床加工很困难，不易加工出合格的产品，采用数控机床加工显然是很理想的。但是一次性投资大。 所谓特种工艺，主要是指电火花加工、电解加工、挤压、精密铸造、电铸等成形方法。 模具常用加工方法能达到的加工精度、表面粗糙度和所需的加工余量见表7-1。 表7-1模具常用加工方法的加工余量、加工精度、表面粗糙度冲压模具制造工艺.
典型零件加工工艺
模具制造工艺题库(问答和编程)解答
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