1、 模具制造工艺学绪论 1.什么是模具？利用模具成型是利用模具型腔成型的一种成型过程。是一种少切削或无切削、多工序重合的一种加工方法。绪论 2.模具在国民经济中的地位 模具成型方法在现代工业的主要部门，如机械、电子、轻工、交通和国防工业中得到了极其广泛的应用。例如70以上的汽车、拖拉机、电机、电器、仪表零件，80以上的塑料制品，70以上的日用五金及耐用消费品零件，都采用模具成型的方法来生产。绪论 它对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”；美国把模具称为“美国工业的基石”，把
2、模具工业视为“不可估量其力量的工业”；日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具工业视为“整个工业发展的秘密”。我国将模具工业视为整个制造业的“加速器”。绪论 3.我国模具工业发展现状1）专业化生产和标准化程度低，当前专业化程度小于10；标准化程度小于20；2）模具品种少，生产效率低，经济效益较差；3）模具生产制造周期长，精度不高，制造技术落后；4）模具寿命短，新材料使用量少；5）模具生产力量分散，管理落后。绪论 模具制造的基本要求和要点(1)制造精度高(2)使用寿命长(3)制造周期短(4)模具成本低绪论 模具制造的生产过程绪论 4.本课程的性质、任务和要求 本课程是模具专业的一门专业
3、课。在学习本课程之前，学生应修完了“机械制造基础”课程，并开始学习“冷冲压与塑料成型机械”、“冲压工艺与模具设计”、“塑料成型工艺与模具设计”等有关课程，对模具设计已有初步的了解。由于模具设计与制造工艺之间有着密切的关系，作为一个模具设计人员如果不熟悉模具制造工艺知识，甚至连自己设计出来的模具都不知道应该用什么方法制造，那么不管其设计的模具功能多全，精度定得多高，我们仍然不可以说这是一副好的模具，因为所设计的模具未必是合理的，可能不仅工艺性和经济性很差，甚至无法加工。因此，作为模具设计人员，在掌握设计知识后还必须熟悉模具制造方面的工艺知识，只有这样才能避免理论脱离实际，也只有这样，才能成为一个
4、优秀设计师，即“一个好的设计师首先必须是一个好的工艺师”。本课程的任务是使学生掌握绪论 模具设计与制造必须具备的工艺知识，提高合理设计模具模具设计与制造必须具备的工艺知识，提高合理设计模具的能力。由于工业生产的发展和金属成型新技术的应用，对模的能力。由于工业生产的发展和金属成型新技术的应用，对模具制造技术的要求越来越高，使之趋于复杂化和多样化。模具具制造技术的要求越来越高，使之趋于复杂化和多样化。模具的制造方法已不再是过去的手工作业和传统的一般机械加工，的制造方法已不再是过去的手工作业和传统的一般机械加工，而是广泛采用电火花成型、数控线切割、电化学加工、超声波而是广泛采用电火花成型、数控线切割
5、、电化学加工、超声波加工、激光加工以及成型磨削、数控仿形、快速加工等现代加加工、激光加工以及成型磨削、数控仿形、快速加工等现代加工技术。通过本课程的学习，要求学生掌握各种现代模具加工工技术。通过本课程的学习，要求学生掌握各种现代模具加工方法的基本原理、特点及加工工艺，掌握各种制造方法对模具方法的基本原理、特点及加工工艺，掌握各种制造方法对模具结构的要求，以提高学生分析模具结构工艺性的能力。本课程结构的要求，以提高学生分析模具结构工艺性的能力。本课程的实践性很强，涉及的知识面很广。因此，在学习本课程时，的实践性很强，涉及的知识面很广。因此，在学习本课程时，既要重视必要的工艺原理与特点等理论学习，
6、又要注重实践环既要重视必要的工艺原理与特点等理论学习，又要注重实践环节，认真参加现场教学和实训，不断丰富自己的实践知识。节，认真参加现场教学和实训，不断丰富自己的实践知识。第一章 机械加工工艺过程第一节 概述 模具零件的加工方法主要包括机械加工和特种加工。模具零件机械加工方法主要包括车、铣、刨、镗、磨 特种加工方法包括电火花成型加工、电火花线切割加工、电化学加工和超声加工等。刨削钻削钻削运动构成:钻头的旋转运动为主切削运动，加工精度较低。镗削 镗削运动构成:镗刀随镗杆一 起转动，形成主切削运动，而工件不动。车床数控车床数控车床普通车床普通车床仿形铣仿形头的运动变换为电感量，信号经过放大控制铣床
7、运动，形成刀头沿曲面运动的轨迹。第一节 概述 一、生产过程概念：将原材料转变成为产品的全过程称为生产过程生产过程主要包括几个方面：1、产前技术投入2、毛坯制造3、零件加工过程4、产后服务第一节 概述第一节 概述 二、几个基本概念 1、工艺过程：生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品和成品的过程成为工艺过程。第一节 概述由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和进给一个或一组工人，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工件经一次装夹后所完成的那一部分工序工艺过程工艺过程的组成的组成工序工序安装安装第一节 概述在加工表面和
8、加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工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刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀工步工步工位工位进给进给第一节 概述 2、机械加工工艺过程：用机械加工的办法对工艺过程进行加工叫做机械加工工艺过程 3、工序：工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工缩连续完成的那一部分内容。4、安装：工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。一个工序中可以只有一次安装，也可以有多次安装。第一节 概述 5、工位：为完成一定的工序部分
9、，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称为工位。第一节 概述 6、工步：工步是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内容。7、进给第一节 概述 三、生产纲领和生产类型 1、生产纲领 企业在计划期内应生产的产品量和进度计划成为生产的产品量（年产量）和进度计划称为生产纲领第一节概述 2、生产类型的确定 按年产量分可以分为：1）单件生产 2）成批生产 3）大量生产第一节 概述 四、工艺规程工艺规程工艺规程指导生产的主要技术文件；组织生产和管理的基本依据；新建、扩建工厂（车间）的基本资料作用规定产品或零部件制造工艺过程和操
10、作方法等的工艺文件定义第一节 概述第一节 概述 2、工艺规程的种类 机械加工工艺过程卡片 机械加工工序卡片第一节 概述制定制定工艺工艺规程规程的基的基本要本要求求在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本；做到技术上的先进性、经济上的合理性，保证工人具有良好的劳动条件；制定工艺规程时，工艺人员必须认真研究原始资料，如产品图样、生产纲领、毛坯资料及生产条件的状况等；参照同行业工艺技术的发展，综合本部门的生产实践经验，进行工艺文件的编制第一节 概述 3、编制工艺规程的步骤：确定工序尺寸、公差及其技术要求制定工艺规程的方法与步骤制定工艺规程的方法与步骤零件图的研究与工艺审查确定生产类型确定毛
11、坯的种类和尺寸选择定位基准和主要表面的加工方法，拟订零件的加工工艺路线确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额填写工艺文件第二节 零件的工艺分析 一、零件结构的工艺分析 1、零件的几何形状分析 机械零件都是根据使用需要而设计的，所以各个零件的形状、尺寸相差很大。但如果从形体上分析，都是由单一的表面所组成，这些表面大致可分为：(1)基本表面：常见的简单几何形状，如平面、圆柱面、圆球面以及由这些表面所派生的圆锥、圆台、棱柱、棱台等。(2)特形表面：都属较为复杂的曲线、曲面所组成，如螺旋面、椭圆或椭球面、抛物面、双曲面及渐开线或摆线齿轮表面等。第二节 零件的工艺分析 2、产品精度分析 零件的精度、粗糙
12、度要求和零件的几何形状，决定了它应采取什么样的加工方法。一般，精度要求和粗糙度要求是相适应的，精度、粗糙度要求高的，需要采取精密的加工方法，同时需要预加工，整个工艺过程的工序数较多。第二节 零件的工艺分析 3、各零件所用原材料分析 原材料对工艺设计的影响主要有两个方面。一是毛坯方案，如铸铁应该选择铸造毛坯，锻件应该选择锻造毛坯；二是精加工方案，如钢材精加工用磨削，有色金属用车削、铣削。第二节 零件的工艺分析 4、其它技术要求分析 (1)热处理、表面处理及其他防腐处理。(2)特殊检验方法，如磁力探伤、X光检查、荧光检验 (3)其他要求，如动平衡、退磁处理等。这些技术要求，一般每一项单独列一个工序
13、第二节 零件的工艺分析 二、零件的工艺性分析读图和审图读图和审图分析零件图是否完整正确；零件的技术要求分析；尺寸标注应符合机械加工的特点；定位基准可靠零件结构零件结构工艺性工艺性零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。它包括零件各个制造过程中的工艺性，如零件的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理和切削加工工艺性等。好的工艺性会使零件加工容易，节省工时，降低消耗第二节 零件的工艺分析1.原材料 机械零件所采用的原材料，除满足强度要求外，还应考虑：(1)便于采购，不随意使用贵重、稀缺材料；(2)便于加工，不随意使用在原始状态下具有过高硬度、过高韧性的材料。第二节 零件的工艺分析2、各表面形状，
14、结构应便于加工 下表列出了几种零件的结构并对零件结构的工艺性进行对比。第二节 零件的工艺分析第二节 零件的工艺性第二节零件的工艺分析第二节 零件的工艺分析第二节 零件的工艺分析 练习第二节 零件的工艺分析第三节 毛坯的选择常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。毛坯种类毛坯种类铸件适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法锻件适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻第三节 毛坯的选择热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧材尺寸较小，
15、精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时效处理适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产焊接件冷冲压件毛坯种类毛坯种类型材第三节 毛坯的选择大型齿轮毛坯 工业汽轮机叶片毛坯连杆毛坯毛坯种类选毛坯种类选择的依据择的依据零件材料及机械性能零件的功能 生产类型 具体生产条件第三节 毛坯的选择毛坯形状和尺毛坯形状和尺寸的选择寸的选择减少肥头大耳，实现少、无屑加工。因此毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量第三节 毛坯的选择 二、毛坯形状与尺寸的确定第四节 定位
16、基准的选择 一、基准及其分类基准的概念基准的概念零件是由若干表面组成，各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求。用以确定零件上点、线、面间的相互位置关系所依据的点、线、面称为基准按作用不按作用不同分为设同分为设计基准和计基准和工艺基准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，又分为定位基准、测量基准和装配基准第四节 定位基准的选择加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准工艺基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准定位基准测量基准装配基准第四节 定位基准的选择 1、设计基准 在设计图样上所采用的
17、基准称为设计基准。水平方向基准？垂直方向基准第四节 定位基准的选择 2、工艺基准 在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。第四节 定位基准的选择 1）工序基准：在工序图上用来确定本工序加工表面尺寸、形状和位置所依据的基准第四节 定位基准的选择2）定位基准：定位基准：在加工中用作定位的基准在加工中用作定位的基准 3）测量基准：）测量基准：工件在加工中或加工后，测量工件在加工中或加工后，测量尺寸和形位误差所依据的基准尺寸和形位误差所依据的基准第四节 定位基准的选择 4）装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所依据的基准。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
18、钉 第四节 定位基准的选择 二、工件定位的基本原理 1、工件定位 工件正确定位应满足一下要求：1）应使工件相对于机床处于一个正确的位置。2）要保证加工精度，位于机床或夹具上的工件还必须相对于刀具有一个正确位置。第四节 定位基准的选择 2.工件定位的原理工件定位基本原理任何一个自由刚体，在空间均有六个自由度，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位的实质就是限制工件的自由度基准轴第二定位基准面第三定位基准面基准轴主定位基准面基准轴工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定则”。六点定则是工件定位的
19、基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件 第四节 定位基准的选择工件完全定位不完全定位欠定位过定位加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位在满足加工要求的前提下，工件的六个自由度没有被完全限制的现象根据加工要求应该限制的自由度而没有限制的现象工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位第四节 定位基准的选择 3、定位基准有三个特点。(1)工件定位时，所选定位基准可能是点或线，这些点或线应由某些具体的表面体现出来，这些表面称为定位基准面。例如以中心线作定位基准，可由内、外圆表面或两对称的侧平面体现。(2)工件定位时，往往通过它的定位表面
20、放置在机床上或夹具中，这时定位基准面起支承作用，但并不是所有定位表面都起支承作用。如直接找正、划线找正定位，所找正的那条线或那个面本身是定位基准，有时它是被加工表面，不能起支承作用，而用以起支承作用的表面不作定位用。第四节 定位基准的选择(3)工件定位时，应视零件加工的具体情况，根据六点定位原则选择定位基准。需要限制的自由度少，可能只需一个表面定位(如平面)；所需要限制的自由度多，则需要一组表面定位；限制六个自由度，必须沿三个坐标方向以三个表面作定位基准。第四节 定位基准的选择 三、定位基准的选择 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
21、准，这种定位基准称为精基准。第四节 定位基准的选择 1、粗基准的选择粗基准粗基准的选择的选择原则原则非加工表面原则 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。加工余量最小原则 以余量最小的表面作为粗基准重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。不重复使用原则 粗基准原则上只能使用一次.便于工件装夹原则 作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠第四节 定位基准的选择 （1）保证不加工表面位置正确原则：选不加工面为粗基准。这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系。零件加工实例零件
22、加工实例不加工表不加工表面面加工余量加工余量第四节 定位基准的选择 （2）余量均匀原则 从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准，床身加工就是一个很好的实例。第四节 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,而且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。第四节 定位基准的选
23、择精基准精基准用加工过的表面作定位基准基准重合原则:选择设计基准为定位基准；基准统一原则：多道工序选择同一个定位基准；自为基准原则：选择加工表面本身；互为基准原则：采取两个加工表面互为基准；便于装夹原则：所选精基准应保证定位准确；稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活，足够大的接触面积，以承受较大的切削力精基准的精基准的选择原则选择原则第四节 定位基准的选择 2.精基准的选择 上述四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。1）精基准考虑的重点是如何减小误差，提高定位精度 2）粗基准考虑的重点是加工面有足够的余量，加工面与不加工面的尺寸，位置精度，提供精基准。
24、3）粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要求，在具体使用时常常会相互矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析，抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。第四节 定位基准的选择 4）粗、精基准的选择使用，必须注意精基准选择在前，使用在后，粗基准选择在后使用在先。因为对零件图进行工艺分析之后，必须首先选择精基准，以保证零件的主要加工精度。此后，才考虑选择粗基准，将零件加工出来。第四节 定位基准的选择 四、工件的装夹方法 1、找正法装夹工件 1）直接找正法 2）划线找正法 2、用夹具装夹工件第五节 工艺路线的拟定 工艺路线是工艺设计的总体布局，其主要任务是选择零件表面的加工方法、确定加工顺序、划分工序。一、
25、表面加工方法的选择 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。第五节 工艺路线的拟定 工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件（生产类型、设备状况、工人的技术水平等）选用最适当的加工方法，加工出合乎图样要求的机器零件。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图样要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。在选择加工方法时，一般总是首先根据
26、零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。主要表面的加工方案和加工方法选定之后,再选定次要表面的加工方案和加工方法。第五节 工艺路线的拟定 常见加工方法：一、车削车削 用车刀在车床上加工工件的工艺过程。加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.66.3um车削加工适宜各种回转体表面的加工。第五节 工艺路线的拟定 二、钻削加工 钻削加工 用钻头在实体零件上加工孔的方法。加工精度：IT13IT11，表面粗糙度：Ra=2512.5um第五节 工艺路线的拟定三、.扩孔和铰孔1.扩孔用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工。特点-
27、扩孔钻的刚度、强度都比钻头高，加工精度-IT10IT9、Ra 3.21.6m 2、铰孔-用绞刀对工件上已有的孔进行精加工。加工精度-IT9IT7、Ra 0.41.6m 。第五节 工艺路线的拟定 四、镗削加工用镗刀对已有的孔进行再加工。一般镗孔加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.60.8um精细镗加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um在镗床上除可加工孔或孔系外，还可加工平面、沟槽、钻、扩铰孔等。第五节 工艺路线的拟定 五、刨削加工刨削是平面加工的主要方法之一。加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um刨床牛头刨床：适于加工中、小型零件。龙门刨床：适于
28、加工大型零件。插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。第五节 工艺路线的拟定 六、铣削加工 铣削是平面加工的主要方法之一。加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um第五节 工艺路线的拟定 七、磨削加工 用砂轮作为刀具磨削工件的工艺过程。是零件精加工的主要方法之一。加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um高精度磨削：表面粗糙度：Ra=0.10.008um第五节 工艺路线的拟定 孔的加工方法及加工精度第五节 工艺路线的拟定第五节 工艺路线的拟定第五节 工艺路线的拟定第五节 工艺路线的拟定选择零件各表面加工方法的基本思路：(1)被加工表面的精度和表面质量要求一般情
29、况下所采用加工方法的经济精度应能保证零件图样所规定的精度和表面质量要求。(2)零件材料的性质及热处理要求 对于加工质量要求高的有色金属零件，一般采用精细车、精细铣或金刚镗进行加工，应避免采用磨削加工，因为磨削有色金属易堵塞砂轮。淬火后的钢质零件宜采用磨削加工和特种加工。(3)生产率和经济性要求第五节 工艺路线的拟定 二、工艺阶段的划分：1、工艺阶段的划分(1)粗加工阶段(2)半精加工阶段(3)精加工阶段(4)光整加工阶段第五节 工艺路线的拟定 2、工艺阶段划分的意义（1）保证零件加工质量（2）有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理（3）有利于合理利用机床设备 应当指出，将工艺过程划分为几个阶段进
30、行是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工，例如，工件的定位基准,在半精加工阶段（有时甚至在粗加工阶段）中就需要加工得很精确；而在精加工阶段中安排某些钻、攻螺纹孔之类的粗加工工序也是常见的。第五节 工艺路线的拟定 三、工序的划分 确定加工方法之后，就要按零件加工的生产类型和工厂（车间）具体条件确定工艺过程的工序数。确定零件加工过程工序数有两种退然不同的原则，一种是工序集中原则，另一种是工序分散原则。第五节 工艺路线的拟定 1.工序集中：按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，组成一个集中工序；最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。工序集
31、中的特点：（1）工件在一次装夹后，可以加工多个表面。（2）可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。（3）采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。（4）单件小批生产采用工序集中第五节 工艺路线的拟定 2、工序分散：按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些；最大限度的工序分散就是使每个工序只包括一个简单工步。工序分散的特点：（1）机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。（2）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。（3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。（4）大批、大量生产采用工序集中和分
32、散第五节 工艺路线的拟定 按工序集中原则和工序分散原则组织工艺过程各有特点，生产上都有应用。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。第五节 工艺路线的拟定 四、加工顺序的安排 1机械加工工序的安排 机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则：l）先粗后精。2）先主后次。3）基面先行。4）先面后孔
33、。第五节 工艺路线的拟定（1）打中心孔打中心孔第五节 工艺路线的拟定（2 2）钻孔钻孔第五节 工艺路线的拟定（3）装芯轴装芯轴第五节 工艺路线的拟定（4）最后加工外圆第五节 工艺路线的拟定2.热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件热处理的目的。(1)改善金属组织和加工性能的热处理工序，如退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前、后。(2)提高零件硬度和耐磨性的热处理工序，如淬火、渗碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。渗氮处理温度低、变形小，且渗氮层较薄，渗氮工序应尽量靠后，如安排在工件粗磨之后，精磨、光整加工之前。(3)时效处理工序，时效处理的目的在于减
34、小或消除工件的内应力，一般在粗加工之后精加工之前进行。对于高精度的零件，在加工过程中常进行多次时效处理。退火退火：将钢加热到一定的温度，保将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序的一种热处理工序其作用是：消除内应力，提高其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。切削加工性。应用：应用：高碳钢采高碳钢采用退火，以降低硬度；用退火，以降低硬度；放在粗放在粗加工前，毛坯制造出来以后加工前，毛坯制造出来以后正火正火：将钢加热到一定温度，保温将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中一
35、段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工冷却的一种热处理工 序。序。注：加注：加热到的一定的温度，其与钢的含热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线量有关，一般低于固相线200度左度左右右其作用是：提高钢的强度和硬其作用是：提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。应用：改善切削加工性。应用：低碳低碳钢采用正火，以提高硬度。放钢采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出来以在粗加工前，毛坯制造出来以后后回火回火：将淬火后的钢加热到一定的将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却
36、的一种热处理的方法气或水中冷却的一种热处理的方法其作用是：稳定组织、消除内其作用是：稳定组织、消除内应力、降低脆性应力、降低脆性常用热处理方法及作用小结常用热处理方法及作用小结 调质处理（淬火后再高温回火）：调质处理（淬火后再高温回火）：其作用：是获得细致均匀的组织，其作用：是获得细致均匀的组织，提高零件的综合机械性能。提高零件的综合机械性能。应用：安排在粗加工后，半精加工应用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳钢和合金钢前。常用于中碳钢和合金钢 时效处理：其作用：是消除毛坯制时效处理：其作用：是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力造和机械加工中产生的内应力 应用：一般安排在毛坯制造出来和
37、应用：一般安排在毛坯制造出来和粗加工后。常用于大而复杂的铸件粗加工后。常用于大而复杂的铸件 淬火：将钢加热到一定的温度，保淬火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后在冷却介质中迅温一段时间，然后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的一种速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺热处理工艺 其作用是：提高零件的硬度。其作用是：提高零件的硬度。应应用：一般安排在磨削前用：一般安排在磨削前 渗碳处理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后渗碳处理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后进行进行为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的为提高工件表
38、面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌等，一般都安排在工艺过程而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行最后阶段进行常用热处理方法及作用小结常用热处理方法及作用小结 第五节 工艺路线的拟定 人工时效：就是将铸件以50100/小时的速度加热到500550，保温35h,然后以2050/h的速度随炉冷却。自然时效：就是将铸件在露天放置几个月到几年时间，让铸件在自然界经受日晒雨淋的“锤炼”，使材料组织内部应力松弛并逐渐趋于稳定。第五节 工艺路线的拟定 3其他工序的安排 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：l
39、）粗加工全部结束之后；2）送往外车间加工的前后；3）工时较长工序和重要工序的前后；4）最终加工之后。除了安排几何尺寸检验工序之外,有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。第五节 工艺路线的拟定 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大,切削加工之后，应安排去毛刺工序。零件在进人装配之前，一般都应安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔易存留切屑；研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。在用磁力夹紧的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。图一图二图一图二第五节 工艺路线的拟定练习 1、模具加工过程中，抛光一般只能得到光滑表面，不能提高_。A、加
40、工精度；B、表面精度；C、产品质量；D、模具寿命。2、零件加工顺序安排一般是（）。A、先加工基准表面，后加工其它表面 B、先加工次要表面，后加工主要表面 C、先加工孔，后加工平面 3、导套材料为40#钢，要求硬度为HRC5862，内孔精度为I77表面Ra为0.2um，则内孔加工方案可选（）。A、钻孔镗孔粗磨精磨研磨 B、钻孔扩孔精铰 C、钻孔铰孔磨孔4、下列哪种机械加工方法可能达到的公差等级不符合要求（）。A、车削加工可达到IT7IT11B、铣削加工可达到IT8IT11C、钻削加工可达到IT6IT105、对于未经淬火直径较小孔的精加工应采用（）。A、钻削B、铰削 C、磨削6、某导柱材料为40钢
41、，外圆面要达到IT6级精度，R0.8m，则加工方案可选 。A.粗车半精车粗磨精磨B.粗车半精车粗车C.粗车半精车粗磨D.粗车半精车粗磨细磨凸轮锻件毛坯凸轮铸件毛坯其它铸件毛坯第六节加工余量的确定 一、加工余量的概念 用去除材料方法制造机器零件时，一般都要从毛坯上切除一层层材料之后最后才能制得符合图样规定要求的零件。正确规定加工余量的数值是十分重要的，加工余量规定得过大，不仅浪费材料而巨耗费机时、刀具和电力；但加工余量也不能规定得过小，如果加工余量留得过小，则本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层，因而也就没有达到设置这道工序的目的。第六节 加工余量的确定 1、工序余量和加工总余量
42、 为完成某一个工序而从该表面上切除的金属层，称为工序加工余量。为了得到零件上某一表面所要求的精度和表面质量而从毛坯表面上切除的全部多余的金属层，称为该表面的总加工余量。第六节加工余量的确定加工加工余量余量总余量总余量工序余量工序余量单边余量：如图单边余量：如图a）双边余量：如图双边余量：如图b）、）、c）第六节加工余量的确定 2、基本余量、最大余量、最小余量第六节加工余量的确定 二、影响加工余量的因素 加工余量的大小直接影响零件的加工质量和成本 影响加工余量的因素包括：1、被加工表面上由前道工序产生的微观不平度Ra1和表面缺陷层H1 2、被几个表面上由前道工序产生的尺寸误差和几何形状误差 3、
43、前道工序引起的被加工表面的位置误差1 4、本道工序的装夹误差第六节加工余量的确定 三、确定加工余量的方法 1.分析计算法 这种方法以一定的试验资料和计算公式，对影响加工余量的各项因素进行分析和综合计算来确定余量的大小。用这种方法确定加工余量经济合理，但需要积累较全面的试验资料，且计算过程也比较复杂，目前较少使用。2.查表修正法 此法是以工艺手册、生产实践和各种试验研究积累的有关加工余量的资料数据为基础，并结合实际的加工情况来确定加工余量的方法，应用比较广泛。在查表时应注意表中的数据是公称值，对称表面(轴和孔)是加工余量的双边值，非对称表面的加工余量是单边值。第六节加工余量的确定 3.经验估算法
44、 此法是根据工艺人员的实践经验来确定加工余量的方法。这种方法不太准确，并且为了避免因加工余量不够而产生废品的情况，估计的加工余量一般偏大，常用于模具零件。第七节 工序尺寸及其公差的确定 零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所要求达到的尺寸要求，工艺过程中许多中间工序的尺寸公差，必须在设计工艺规程中予以确定。某工序加工应达到的尺寸称为工序尺寸。正确确定工序尺寸及其公差是制定零件工艺规程的重要工作之一。工序尺寸及其公差的大小不仅受到加工余量大小的影响，而且与工序基准的选择有密切关系。第七节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸工序尺寸及公差及公差 每道工序完成后应保证的尺寸定义基准重合时，计算顺序是：
45、先确定各工序的基本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸的公差，则都按各工序的经济精度确定，并按“入体原则”确定上下偏差基准不重合时，需用工艺尺寸链来分析计算计算第七节 工序尺寸及其公差的确定 一、工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定 要确定工序尺寸，首先必须确定零件各工序的基本余量。二、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的确定第七节 工序尺寸及其公差的确定组成环按其对封闭环的影响又可分为增环增环和减环减环尺寸链尺寸链尺寸链中凡属间接得到的尺寸称为封闭环封闭环尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸称为组成环组成环组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环环当其它组成环的大小不变，若
46、封闭环随着某组成环的增大而增大，则此组成环就称为增环增环；反之则此组成环就称为减环减环第七节 工序尺寸及其公差的确定 封闭环在加工过程中最后形成（间接获得）的尺寸第七节 工序尺寸及其公差的确定尺寸链的建立尺寸链的建立 1、确定封闭环、确定封闭环 2、组成环确定、组成环确定1 1、加工顺序或装配顺序确定后才、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环能确定封闭环。2 2、封闭环的基本属性为、封闭环的基本属性为“派生派生”，表现为尺寸间接获得。，表现为尺寸间接获得。关键关键 关键关键 要领要领1 1、设计尺寸往往是封闭环、设计尺寸往往是封闭环。2 2、加工余量往往是封闭环（靠火、加工余量往往是封闭环（
47、靠火花磨除外）。花磨除外）。关键关键 关键关键1 1、封闭环确定后才能确定、封闭环确定后才能确定。2 2、直接获得。、直接获得。3 3、对封闭环有影响、对封闭环有影响第七节 工序尺寸及其公差的确定尺尺 寸寸 链链 直线尺寸链：由彼此平行的直线尺寸 组成 平面尺寸链：由位于一个或几个平行 平面内但相互不都平行 的尺寸组成空间尺寸链：由位于几个不平行平面 内的尺寸组成2尺寸链的分类第七节 工序尺寸及其公差的确定 图示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0；A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。
48、A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸链的封闭环封闭环。A1是增环增环，A2是减环减环。如右图如右图第七节 工序尺寸及其公差的确定尺寸链尺寸链的计算的计算（极值法（极值法）封闭环的基本尺寸 式中各增环的基本尺寸；m增环的环数；各减环的基本尺寸；n尺寸链的总环数。封闭环的极限尺寸 第七节 工序尺寸及其公差的确定尺寸链尺寸链的计算的计算（极值法（极值法）封闭环的上偏差 封闭环的公差 封闭环的下偏差 第七节 工序尺寸及其公差的确定 例1:某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸A2。A2A0A2A110-0.36A1=50-0.17第七
49、节 工序尺寸及其公差的确定例例2 2 如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理否合理。51-0.410 车孔及端面车孔及端面50-0.3410.4-0.220 车外圆及端面车外圆及端面14.60.230 钻孔钻孔10-0.340 磨外圆及台阶磨外圆及台阶50-0.34150.210-0.3零件图零件图第七节 工序尺寸及其公差的确定第七节 工序尺寸及其公差的确定右图所示为一齿轮内孔的简图。内孔为 mm，键槽尺寸深度为 90.4 mm。内孔及键槽的加工顺序如下：精镗孔至84.8 mm；插键槽至尺寸A（通过工艺计算确定）；热处
50、理；磨内孔至 mm，同时间接保证键槽深度90.4 mm要求。要求：通过工艺要求：通过工艺尺寸链计算尺寸链计算尺寸尺寸A0.0350850.0700.0350850.2000.200第七节 工序尺寸及其公差的确定第七节 工序尺寸及其公差的确定第七节 工序尺寸及其公差的确定第七节 工序尺寸及其公差的确定分析分析：根据以上加工顺序可以看出，磨孔后不仅要能保证内孔的尺寸 mm，而且要能同时自动获得键槽的深度尺寸90.4 mm。为此必须正确地算出以镗孔后表面为测量基准的插键槽的工序尺寸A。由尺寸链简图知，精镗后的半径 42.4 mm，磨孔后的半径42.5 mm以及键槽尺寸A都是直接获得的，是组成环。键槽
