《模具制造技术》教案第一章机械加工工艺规程的编制第一节概述一、生产过程将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。

（1）产品投入前的生产技术准备工作产品试验研究和设计、工艺设计和专用工艺装备的设计及制造、各种生产资料和生产组织等方面的准备工作。

（2）毛坯制造毛坯的锻造、铸造和冲压等。

（3）零件的加工过程机械加工、特种加工、焊接、热处理和表面处理。

（4）产品的装配过程部件装配、总装配、检验和调试等。

（5）各种生产服务活动原材料、半成品、工具的供应、运输、保管以及产品的油漆和包装等。

二、工艺过程及其组成生产过程中为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称为工艺过程。

1．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所连续完成的那一部分工艺过程。

它是组成工艺过程的基本单元。

图1-1所示为模柄的机械加工工艺过程，可划分为三道工序，见表1-1。

2．工步工步是在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工序。

（1）当工件在一次装夹后连续进行若干相同的工步时，常填写为一个工步，如图1-3所示。

（2）复合工步用几把刀具或复合刀具，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。

如图1-4所示是用钻头和车刀同时加工内孔和外圆的复合工步。

图1-5所示是用复合中心钻钻孔、锪锥面的复合工步。

图1-4 多刀加工图1-5 钻孔、锪锥面复合工步3．安装（1）夹紧工件在加工之前，应使其在机床上（或夹具中）处于一个正确的位置并将其夹紧。

（2）装夹工件具有正确位置及夹紧的过程称为装夹。

（3）安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。

在工序中应尽量减少装夹次数。

3．工位为了完成一定的工序部分，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。

图1-2所示是利用万能分度头使工件依次处于工位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来完成对凸模槽的铣削加工。

4．进给刀具从被加工表面每切下一层金属层即称为一次进给。

一个工步可能只一次进给，也可能要几次进给。

三、生产纲领和生产类型1．生产纲领企业在计划内应生产的产品量（年产量）和进度计划称为生产纲领。

年产量计算公式：N=Qn(1+α%+β%)2．生产类型的确定企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类称为生产类型。

（1）单件生产产品品种繁多，每种产品仅生产一件或数件，工作地的加工对象经常改变。

（2）批量生产产品品种多，同一产品有一定的数量。

一次投入或生产的同一产品（或零件）的数量称为生产批量。

可分为小批量生产（工艺方面接近单件生产）、中批量生产、大批量生产。

（3）大量生产产品品种单一而固定，工作地长期进行一个零件某道工序的加工。

表1-2所列是按产品年产量划分的生产类型。

1-3。

规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。

1．工艺规程的作用（1）是指导生产的重要技术文件（2）是生产组织和生产管理工作的基本依据（3）是新建或扩建工厂或车间的基本资料制定工艺规程的基本原则：保证以最低的生产成本和最高的生产效率，可靠地加工出符号设计图样要求的产品。

2．工艺规程的种类（1）机械加工工艺过程卡片主要用于单件小批生产和中批生产的零件。

其格式见表1-4。

（2）机械加工工序卡片用于大批、大量生产中的加工零件，中批生产以及单件小批生产中的某些复杂零件。

3．对工艺规程的要求（1）生产质量的可靠性（2）工艺技术的先进性（3）经济性（4）有良好的劳动条件4．编制工艺规程的步骤（1）研究产品的装配图和零件图进行工艺分析（2）确定生产类型（3）确定毛坯（4）拟订工艺路线（5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差（6）选择各工序使用的机床设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。

（7）确定切削用量及时间定额。

（8）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基本表面内、外圆柱表面、圆锥面和平面零件形状构成特殊表面螺旋面、渐开线齿轮表面、其它成形表面各种零件大致分为五大类：轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体。

表1-6列出了几种零件的结构并对零件结构的工艺性进行对比。

表1-6 零件结构的工艺性比较二、零件的技术要求分析1．零件的技术要求：尺寸精度、几何形状精度、各表面的相互位置精度、表面质量、零件材料、热处理及其它要求。

2．通过分析，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。

第三节毛坯的选择一、毛坯的种类和选择1．种类：锻件、铸件、焊接件、各种型材及板料等2．选择原则（1）零件材料的工艺性及组织和力学性能要求。

（2）零件的结构形状和尺寸（3）生产类型（4）工厂生产条件二、毛坯形状与尺寸的确定1．毛坯余量（加工总余量）毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差。

2．毛坯公差毛坯尺寸的制造公差。

3．毛坯长度如图1-6所示。

L=20n+(n-1)B三、模具材料及毛坯（冲模）模柄Q235/20 棒料上下模座HT200/HT400/45 铸件垫板、固定板、卸料板导料板45/20 板料导柱/套20 棒料凸、凹模T10 9SiCr 9Mn2V Cr12Cr12MoV CrWMn40Cr PMS SM2 锻件第四节定位基准的选择一、基准及其分类1．设计基准在设计图样上所采用的基准称为设计基准。

如图1-7所示。

图1-7 设计基准2．工艺基准在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。

可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

（1）工序基准在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。

如图1-8所示。

图1-8 工序基准（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（即将工件定位）所使用的基准称为定位基准。

（3）测量基准测量时所采用的基准称为测量基准。

如图1-9所示。

图1-9 测量基准1—工件2—游标深度尺（4）装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。

如图1-10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。

图1-10 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—销钉二、工件定位的基本原理1．工件定位工件正确定位应满足的要求：（1）应使工件相对于机床处于一个正确的位置。

如图1-11所示零件，为保证被加工表面（φ45r6）相对于内圆柱面的同轴度要求，工件定位时必须使设计基准内圆柱面的轴心线O-O与机床主轴的回转轴线重合。

图1-11 导套图1-12所示凸模固定板，加工时为保证孔与Ⅰ面垂直，必须使Ⅰ面与机床的工作台面平行。

图1-12 凸模固定板（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。

1）试切法试切——测量——调整——再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。

如图1-13a所示。

多用于单件小批生产。

图1-13 零件加工a) 试切法加工b) 调整法加工2）调整法先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。

如图1-13b所示。

多用于成批和大量生产。

2．工件定位的基本原理如图1-14所示的工件。

可沿三个垂直坐标轴方向平移到任何位置，通常称工件沿三个垂直坐标轴具有移动的自由度，分别以X、Y、Z表示。

图1-14 工件的六个自由度图1-15 工件定位三、定位基准的选择 1．粗基准（1）定义：机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面做定位基准，这种定位基准称为粗基准。

（2）选择 1）为保证加工表面与不加工表面之间的位置尺寸要求，应选不加工表面作粗基准。

如图1-17所示。

图1-172）若要保证某加工表面切除的余量均匀，应选该表面作粗基准。

如图1-18所示。

图1-183）为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的表面作粗基准。

4）选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。

5）一般情况下粗基准不重复使用。

2．精基准（1）用已经加工过的表面作定位基准则称为精基准。

（2）选择1）基准重合原则 选设计基准作定位基准，容易保证加工精度。

如图1-20a 所示零件，加工平面3时，选平面2为定位基准则符号重合原则，采用调整法加工，直接保证的尺寸为设计尺寸222h T h ±。

选平面1作定位基准时，则不符号基准重合原则，采用调整法加工，直接保证的尺寸为233hT h ±，如图1-20b 所示。

图1-20 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2）基准统一原则应选择几个被加工表面（或几道工序）都能使用的定位基准为精基准。

即便于保证各加工表面间的位置精度，又有利于提高生产率。

3）自为基准原则精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，这时应尽可能用加工表面自身为精基准。

4）互为基准原则两个被加工表面之间位置精度较高，要求加工余量小而均匀时，多以两表面互为基准进行加工。

如图1-21所示。

图1-21 采用互为基准磨内孔和外圆a) 工件简图b) 用三爪卡盘磨内孔c) 在心轴上磨外圆以上每条都只说明一个方面的问题，在实际应用时有可能出现相互矛盾的情况，因此一定要全面考虑，灵活应用。

加工限制的自由度如图1-22所示。

a)b)图1-22 用示意号指示基准定位基准选择不能单单考虑本工序定位、夹紧是否合适，而应结合整个工艺路线进行统一考虑，使先行工序为后续工序创造条件，是每个工序都有合适的定位基准和夹紧方式。

四、工件的装夹方法1．找正法装夹工件（1）直接找正法用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件的有关基准，使工件占有正确的位置称为直接找正法。

如图1-23所示。

多用于单件和小批生产。

（2）划线找正法在机床上用划线盘按毛坯或半成品上预先划好的线找正工件，使工件获得正确的位置称划线找正法。

如图1-24所示。

多用于单件小批生产。

图1-24 划线找正法2．用夹具装夹工件利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置。

一般用于成批和大量生产。

教案首页教案续页第五节工艺路线的拟定工艺路线是工艺设计的总体布局一、表面加工方法的选择选择加工方法时总是根据各种工艺方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素来选定它的最后加工方法。

零件表面加工方法选择原则：（1）被加工表面的精度和零件的结构形状一般所采用加工方法的经济精度，应保证零件所要求的加工精度和表面质量。

（2）零件材料的性质及热处理要求（3）生产率和经济性要求（4）现有生产条件二、工艺阶段的划分（1）粗加工阶段切除加工表面上的大部分余量。

（2）半精加工阶段为主要表面的精加工作好必要的精度和余量准备，并完成一些次要表面的加工。