模具制造技术模具制造技术 主编主编 李冰辉李冰辉 北京理工大学出版社北京理工大学出版社前言前言模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60% 80%的零的零部件，都要依靠模具成型。用模具生产制件所表现出来的高部件，都要依靠模具成型。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器效益放大器”，用，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。模具工业地位之重要，还在量、效益和新产品的开发能力。模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。足这些支柱产业发展的需要。前言前言本书针对授课学生的特点，在注重基础性、全面性的同时又本书针对授课学生的特点，在注重基础性、全面性的同时又很看重实用性。本书着重介绍基本理论、基本概念及基本技很看重实用性。本书着重介绍基本理论、基本概念及基本技能，还增设了工程实例分析，以增进学生分析实际问题的能能，还增设了工程实例分析，以增进学生分析实际问题的能力。在章节安排上，力求符合授课学生的接受能力。语言方力。在章节安排上，力求符合授课学生的接受能力。语言方面力求通俗易懂，图例力求与实际相符。面力求通俗易懂，图例力求与实际相符。全书分六章讲述了模具制造的基础知识、模具制造工艺规程全书分六章讲述了模具制造的基础知识、模具制造工艺规程的制订、模具零件的机加工、模具零件的特种加工、模具先的制订、模具零件的机加工、模具零件的特种加工、模具先进制造技术、模具零件的装配工艺。本书适合作为中等职业进制造技术、模具零件的装配工艺。本书适合作为中等职业学校模具设计与制造专业及相关专业的教学用书，也可作为学校模具设计与制造专业及相关专业的教学用书，也可作为相关技术人员的自学、参考用书。相关技术人员的自学、参考用书。由于编者能力有限，书中总会存在缺点和不足之处，也难免由于编者能力有限，书中总会存在缺点和不足之处，也难免有错误出现，还请广大师生批评指正，大家共同提高，在此有错误出现，还请广大师生批评指正，大家共同提高，在此深表谢意。深表谢意。目录目录第一章第一章 导论导论 1第一节第一节 模具的定义及分类模具的定义及分类1第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点2第三节第三节 模具制造技术的发展现状模具制造技术的发展现状3第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势3目录目录第二章第二章 模具制造工艺规程的制定模具制造工艺规程的制定 6第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理论模具制造工艺规程的基本理论6第二节第二节 模具制造工艺规程制订的实施细节模具制造工艺规程制订的实施细节12第三节第三节 制订模具零件机械加工工艺规程举制订模具零件机械加工工艺规程举例例29目录目录第三章第三章 模具零件的机加工模具零件的机加工 33第一节第一节 模具零件制造的划线工序模具零件制造的划线工序 33第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工 34第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工 39目录目录第四章第四章 模具零件的特种加工模具零件的特种加工 59第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工33第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工63第三节第三节 电化学加工电化学加工67第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介73目录目录第五章第五章 模具先进制造技术模具先进制造技术 78第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术78第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计(CAD)和制造和制造(CAM)技术技术83第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术67目录目录第六章第六章 模具零件的装配工艺模具零件的装配工艺 94第一节第一节 模具零件装配工艺概述模具零件装配工艺概述94第二节第二节 装配精度装配精度95第三节第三节 装配方法装配方法97第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配99第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配 109附录附录118机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片机械加工工序卡片机械加工工序卡片第一章第一章 导论导论第一节第一节 模具的定义及分类模具的定义及分类第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点第三节第三节 模具制造技术的发展现状模具制造技术的发展现状第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势第一章第一章 导论导论本章概述本章概述本章讲述了模具的一些基本概念，让大家对模具行业有个初本章讲述了模具的一些基本概念，让大家对模具行业有个初步的了解，包括模具的定义及分类，模具制造技术的特点、步的了解，包括模具的定义及分类，模具制造技术的特点、发展现状及未来趋势。在对模具有了整体的把握之后，在后发展现状及未来趋势。在对模具有了整体的把握之后，在后面的学习实践中才能有的放矢，更好地学习本门课程。面的学习实践中才能有的放矢，更好地学习本门课程。教学目标教学目标1.掌握模具的概念及分类。掌握模具的概念及分类。2.掌握模具制造技术的特点。掌握模具制造技术的特点。3.了解模具制造技术的发展现状及未来趋势。了解模具制造技术的发展现状及未来趋势。4.对模具行业有感官性的把握。对模具行业有感官性的把握。下一页返回第一节第一节 模具的定义及分类模具的定义及分类我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。那么，到底什用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。那么，到底什么叫做模具呢么叫做模具呢?下面我们给出模具的定义。下面我们给出模具的定义。 模具模具(mold ; matrix ; pattern ):在工业生产中，用各种压力机在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，用以注塑、吹塑、挤出、压铸和装在压力机上的专用工具，用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法把金属或非金属材料或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。下一页返回第一节第一节 模具的定义及分类模具的定义及分类按照分类标准的不同，模具有不同的分类方法。按所成型的按照分类标准的不同，模具有不同的分类方法。按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为铸造模具又分为铸造模具(有色金属压铸，钢铁铸造有色金属压铸，钢铁铸造)和锻造模具等和锻造模具等;非非金属模具也分为塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本金属模具也分为塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为砂型模具、金属模具、真空模具、身材料的不同，模具可分为砂型模具、金属模具、真空模具、石蜡模具等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具石蜡模具等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为注射成型模具、与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为注射成型模具、挤塑成型模具、气辅成型模具等。挤塑成型模具、气辅成型模具等。上一页返回第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点模具作为现代工业生产中的重要工艺装备，它的制造质量、模具作为现代工业生产中的重要工艺装备，它的制造质量、使用寿命、生产周期等均对其产品的生产成本、质量、周期使用寿命、生产周期等均对其产品的生产成本、质量、周期有重要影响。模具生产具有一般机械产品的共性，同时又具有重要影响。模具生产具有一般机械产品的共性，同时又具有其特殊性。与一般机械产品制造相比，模具制造的难度通有其特殊性。与一般机械产品制造相比，模具制造的难度通常较大。作为一种专用工艺装备，模具生产和工艺有以下几常较大。作为一种专用工艺装备，模具生产和工艺有以下几方面特点。方面特点。下一页返回第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点1.模具形状复杂，并要求有高的制造精度和工作表面质量模具形状复杂，并要求有高的制造精度和工作表面质量模具的工作部分一般都是二维或三维的复杂曲面，而不是一模具的工作部分一般都是二维或三维的复杂曲面，而不是一般机械加工的简单几何形面，因此模具的形状十分复杂。同般机械加工的简单几何形面，因此模具的形状十分复杂。同时，模具不仅制造质量要求高，而且还要求加工表面质量好。时，模具不仅制造质量要求高，而且还要求加工表面质量好。模具的精度主要由制件精度和模具结构要求所决定。模具加模具的精度主要由制件精度和模具结构要求所决定。模具加工精度主要取决于加工机床精度、加工工艺条件、测量手段工精度主要取决于加工机床精度、加工工艺条件、测量手段和工人的技术水平等。在模具生产中精密的数控加工设备使和工人的技术水平等。在模具生产中精密的数控加工设备使用越来越多，如平面和成型磨床、数控铿铣床、加工中心、用越来越多，如平面和成型磨床、数控铿铣床、加工中心、数控电火花加工和慢走丝线切割机床、连续轨迹坐标磨床、数控电火花加工和慢走丝线切割机床、连续轨迹坐标磨床、三坐标测量仪等，加工中还要采用一些特殊的工艺配制方法，三坐标测量仪等，加工中还要采用一些特殊的工艺配制方法，以保证加工面间的位置精度和尺寸的一致性。以保证加工面间的位置精度和尺寸的一致性。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点2.模具材料的硬度高模具材料的硬度高因为模具是一种用来进行机械加工的工具，所以要求模具有因为模具是一种用来进行机械加工的工具，所以要求模具有很高的硬度。模具的重要零件一般都是采用淬火合金工具钢很高的硬度。模具的重要零件一般都是采用淬火合金工具钢或硬质合金等材料制造的，硬度较高，采用传统的机械加工或硬质合金等材料制造的，硬度较高，采用传统的机械加工方法制造比较困难，所以模具加工方法有别于一般机械加工。方法制造比较困难，所以模具加工方法有别于一般机械加工。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点3.模具要求有较长的使用寿命模具要求有较长的使用寿命模具一般价格比较贵，模具的加工费用占产品成本的模具一般价格比较贵，模具的加工费用占产品成本的10%30%。模具的使用寿命将直接影响产品成本的高低，故。模具的使用寿命将直接影响产品成本的高低，故要求模具应有较长的使用寿命，特别是大批量生产，要保证要求模具应有较长的使用寿命，特别是大批量生产，要保证生产效率，模具的使用寿命更为重要。模具的材料及热处理生产效率，模具的使用寿命更为重要。模具的材料及热处理状态、制造精度、工作表面的粗糙度、装配质量等因素是影状态、制造精度、工作表面的粗糙度、装配质量等因素是影响模具寿命的重要因素。尤其是模具工作表面的加工精度和响模具寿命的重要因素。尤其是模具工作表面的加工精度和表面质量最重要，因为工作表面质量越好，摩擦磨损就越小，表面质量最重要，因为工作表面质量越好，摩擦磨损就越小，模具的使用寿命就越高。模具的使用寿命就越高。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造技术的一般特点模具制造技术的一般特点 4.模具要求有较短的制造周期模具要求有较短的制造周期由于新产品更新换代的加快和市场竞争日趋激烈，要使产品由于新产品更新换代的加快和市场竞争日趋激烈，要使产品具有市场竞争力，这就要求模具生产周期越来越短。提高模具有市场竞争力，这就要求模具生产周期越来越短。提高模具的现代设计水平、新的制造工艺水平以及标准化生产水平、具的现代设计水平、新的制造工艺水平以及标准化生产水平、提高模具的生产管理水平，是缩短制造周期的重要因素。提高模具的生产管理水平，是缩短制造周期的重要因素。5.模具要求有较低的成本模具要求有较低的成本前面已经提到，模具的成本是产品成本的重要组成部分。要前面已经提到，模具的成本是产品成本的重要组成部分。要降低产品成本就要首先降低模具的制造成本。模具的制造成降低产品成本就要首先降低模具的制造成本。模具的制造成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度等要求及加本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度等要求及加工方法有关。模具的材料、结构和精度在模具的设计中决定，工方法有关。模具的材料、结构和精度在模具的设计中决定，而在制造中必须根据制品要求合理选择加工方法和制订合理而在制造中必须根据制品要求合理选择加工方法和制订合理的加工工艺，降低加工成本。另外在满足使用的前提下尽量的加工工艺，降低加工成本。另外在满足使用的前提下尽量使模具的结构简单、材料便宜、精度够用即可。使模具的结构简单、材料便宜、精度够用即可。上一页返回第三节第三节 模具制造技术的发展现状模具制造技术的发展现状采用模具成型方法生产零件，具有优质、高效、省料、低成采用模具成型方法生产零件，具有优质、高效、省料、低成本等优点，因此模具制造技术在国民经济各个部门得到了极本等优点，因此模具制造技术在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在汽车、飞其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在汽车、飞机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占70%，在电视机、，在电视机、录音机、计算机等电子产品中占录音机、计算机等电子产品中占80%以上，在手表、洗衣机、以上，在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占电冰箱等轻工产品中占85%以上。以上。我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2006年我国年我国模具生产厂点有模具生产厂点有3万家左右，从业人员约万家左右，从业人员约100多万人，近年来，多万人，近年来，模具行业的发展保持了良好势头，模具企业总体上订单充足，模具行业的发展保持了良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，增长在任务饱满，增长在20%以上。以上。2006年模具销售额为年模具销售额为720亿元。亿元。2006年进口模具年进口模具20. 47亿美元，与上年基本持平，比亿美元，与上年基本持平，比2005年减年减少少1. 03%;出口总量为出口总量为10. 41亿美元，比亿美元，比2005年增长年增长41. 06%，出口首次突破出口首次突破10亿美元。亿美元。下一页返回第三节第三节 模具制造技术的发展现状模具制造技术的发展现状为了加快模具工业的发展，国家采取了许多措施，如引进国为了加快模具工业的发展，国家采取了许多措施，如引进国外模具制造先进技术，给专业模具厂提供资金进行技术改造，外模具制造先进技术，给专业模具厂提供资金进行技术改造，制订相关模具国家标准等。虽然我国模具制造技术已取得很制订相关模具国家标准等。虽然我国模具制造技术已取得很大发展，但是与先进国家之间还存在较大的差距。具体表现大发展，但是与先进国家之间还存在较大的差距。具体表现在在:我国模具制造的专业化和标准化程度较低我国模具制造的专业化和标准化程度较低;模具品种少，模具品种少，生产效率较低，经济效益也不高生产效率较低，经济效益也不高;模具制造周期长，模具精度模具制造周期长，模具精度不高，与模具制造业相适应的先进设备相对较少不高，与模具制造业相适应的先进设备相对较少;我国生产的我国生产的模具普遍寿命较短，仅为国外模具寿命的模具普遍寿命较短，仅为国外模具寿命的1/51/3，模具材料，模具材料和热处理是非常薄弱的环节和热处理是非常薄弱的环节;企业组织结构都不够合理企业组织结构都不够合理;总量总量供不应求、产品结构不够合理等。供不应求、产品结构不够合理等。上一页 下一页返回第三节第三节 模具制造技术的发展现状模具制造技术的发展现状模具工业的快速发展，对模具制造技术不断提出更高更新的模具工业的快速发展，对模具制造技术不断提出更高更新的要求。世界上一些工业发达的国家，模具制造技术的发展非要求。世界上一些工业发达的国家，模具制造技术的发展非常迅速。模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家制造常迅速。模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。为了适应工业生产对模具的需求，模水平高低的重要标志。为了适应工业生产对模具的需求，模具制造过程不断采用新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具制造过程不断采用新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具的加工质量，也提高了模具制造的机械化、自动化程度。具的加工质量，也提高了模具制造的机械化、自动化程度。同时，同时，CAD/CAM的应用给模具设计和制造开辟了广阔的前的应用给模具设计和制造开辟了广阔的前景。景。上一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势由于现代社会工业生产的产品品种多、更新快、市场竞争激由于现代社会工业生产的产品品种多、更新快、市场竞争激烈，为了适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本烈，为了适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切需求，模具工业呈现了如下的发展趋势。的迫切需求，模具工业呈现了如下的发展趋势。1.模具的精度将越来越高模具的精度将越来越高10年前，精密模具的精度一般为年前，精密模具的精度一般为5m，现在已达，现在已达23m，不，不久久1m精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在提高，有些模具的加工精度要求在1m以内，这就要求发展以内，这就要求发展超精加工工艺。超精加工工艺。下一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势2.计算机辅助模具设计和制造计算机辅助模具设计和制造(模具模具CAD/CAM)将会广泛应用将会广泛应用模具模具CAD/CAM技术在模具设计和制造上的应用是模具技术技术在模具设计和制造上的应用是模具技术的又一次革命，普及和提高模具的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技术的应用是模技术的应用是模具制造业发展的必然趋势。我国的模具设计与制造正朝着数具制造业发展的必然趋势。我国的模具设计与制造正朝着数字化方向发展，由于字化方向发展，由于CAD的普遍应用，国内外一些通用或专的普遍应用，国内外一些通用或专用软件已经得到了比较普遍的应用，特别是模具成型零件方用软件已经得到了比较普遍的应用，特别是模具成型零件方面的软件面的软件:PRO/E, UG, CIMATRON, MASTCAM等不仅可为等不仅可为 CNC编程和编程和CAD/CAE/CAM集成提供保证，还可以在设计时集成提供保证，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。采用计算进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。采用计算机辅助设计，并将数据传输到加工制造设备上，实现计算机机辅助设计，并将数据传输到加工制造设备上，实现计算机辅助制造，或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化，辅助制造，或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化，可以依据设计模型进行自动加工程序的编制，还可以实现加可以依据设计模型进行自动加工程序的编制，还可以实现加工结束后的自动检测。工结束后的自动检测。上一页 下一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势3.模具检测、加工设备向多功能方向发展模具检测、加工设备向多功能方向发展新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成型零件外，还担负着叠压、攻丝、一副多功能模具除了冲压成型零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是铆接和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小机、电器及仪表的铁芯组件等。小机、电器及仪表的铁芯组件等。上一页 下一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势4.模具材料及表面处理技术发展迅速模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在模具材以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有料方面，常用冷作模具钢有CrWMn, Cr12, Cr12MoV和和W6Mo5Cr4V2等等;常用新型热作模具钢有美国常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典、瑞典QR080M, QRO90SUPREME等等;常用塑料模具用钢有预硬钢常用塑料模具用钢有预硬钢(如美国如美国P20 )、热处理硬化型钢、热处理硬化型钢(如美国如美国P2，日本，日本PD613,PD555、瑞典、瑞典-胜白胜白136等等)、大型模架用、大型模架用HT250。多工。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金YG20等。在模具等。在模具表面处理方面，其主要趋势是表面处理方面，其主要趋势是:由渗入单一元素向多元素共渗、由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗复合渗(如如TD法法)发展发展;由一般扩散向由一般扩散向CVD,PVD,PCVD、离子、离子渗入、离子注入等方向发展渗入、离子注入等方向发展;同时热处理手段由大气热处理向同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀术及电镀(刷镀刷镀)防腐强化等技术也日益受到重视。防腐强化等技术也日益受到重视。上一页 下一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势5.快速经济模具的前景十分广阔快速经济模具的前景十分广阔当今是多品种小批量生产的时代，当今是多品种小批量生产的时代，21世纪，这种生产方式占世纪，这种生产方式占工业生产的比例达工业生产的比例达75%以上。一方面是制品使用周期短，另以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧材料来制作模具，用环氧(E)、聚醋、聚醋(P)或其中填充金属或其中填充金属(M)、玻璃玻璃(G)等增强简易模具制作。这些模具的主要特点是制造工等增强简易模具制作。这些模具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。上一页 下一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势6.随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高的比重将逐步提高由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达80%以上，效果十分明显。以上，效果十分明显。上一页 下一页返回第四节第四节 模具制造技术的未来趋势模具制造技术的未来趋势7.随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展注射成型等工艺的模具将随之发展塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度(即光即光译、色调等译、色调等)。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率。从而大幅品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率。从而大幅度降低成本。度降低成本。8.模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场走势这也是产品结构调整所带来的市场走势上一页返回小锦囊小锦囊 如何学好本门课程如何学好本门课程?模具制造技术的一大特点就是有很强的综合性和实践性，涉模具制造技术的一大特点就是有很强的综合性和实践性，涉及的知识面较广，要求思维比较灵活。因此，学生在学习本及的知识面较广，要求思维比较灵活。因此，学生在学习本课程时，除了重视基本的概念及工艺原理等理论学习外，还课程时，除了重视基本的概念及工艺原理等理论学习外，还应特别注意实践环节，应在模具制造和使用工厂进行参观实应特别注意实践环节，应在模具制造和使用工厂进行参观实习，对于任何一个模具零件，其制造工艺的制订和加工方法习，对于任何一个模具零件，其制造工艺的制订和加工方法的选用，都与现场生产条件密切相关，要善于将相关课程的的选用，都与现场生产条件密切相关，要善于将相关课程的知识综合运用到模具制造的实际问题当中。在处理工艺技术知识综合运用到模具制造的实际问题当中。在处理工艺技术问题时，必须结合现场具体加工条件，理论联系实际，学习、问题时，必须结合现场具体加工条件，理论联系实际，学习、积累模具制造的基本理论、基本知识和基本技能。另外还应积累模具制造的基本理论、基本知识和基本技能。另外还应认真参加实训篇安排的训练项目，进行模具零件制造工艺课认真参加实训篇安排的训练项目，进行模具零件制造工艺课程设计等，以增加感性认识，提高动手能力。另外，与本课程设计等，以增加感性认识，提高动手能力。另外，与本课程相关的基础课程有程相关的基础课程有“机械工程材料与热处理机械工程材料与热处理”、“公差刚公差刚量技术量技术”、“工程力学工程力学”、“机械基础机械基础”、“金属切削机床金属切削机床与刀具与刀具”等，其中的知识将在本课程中得到综合应用。等，其中的知识将在本课程中得到综合应用。返回每章一练每章一练1.如果给模具下一个定义，你会如何表述如果给模具下一个定义，你会如何表述?2.简述模具制造技术的一般特点。简述模具制造技术的一般特点。3.根据近几年模具行业的发展状况，你认为模具制造技术有何根据近几年模具行业的发展状况，你认为模具制造技术有何前景前景?发展趋势是什么发展趋势是什么?返回第二章第二章 模具制造工艺规程的制定模具制造工艺规程的制定第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理论模具制造工艺规程的基本理论第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实施细节模具制造工艺规程制定的实施细节第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺规程举制定模具零件机械加工工艺规程举例例第二章第二章 模具制造工艺规程的制定模具制造工艺规程的制定本章概述本章概述本章详细讲述了模具制造工艺规程的基本理论和基本概念以本章详细讲述了模具制造工艺规程的基本理论和基本概念以及它们是如何制订的。根据工艺规程制订实施细节的要求，及它们是如何制订的。根据工艺规程制订实施细节的要求，我们就能制订出科学合理的工艺规程来指导我们的模具制造我们就能制订出科学合理的工艺规程来指导我们的模具制造过程。实施的细节包括过程。实施的细节包括:毛坯的选择、工艺路线的拟订、加工毛坯的选择、工艺路线的拟订、加工余量和工序尺寸及公差的确定、机床与工艺装备的选择等。余量和工序尺寸及公差的确定、机床与工艺装备的选择等。我们在制订的时候要综合考虑多方面的因素且细致耐心才能我们在制订的时候要综合考虑多方面的因素且细致耐心才能使方案更加合理。使方案更加合理。下一页返回第二章第二章 模具制造工艺规程的制定模具制造工艺规程的制定教学目标教学目标1.掌握模具制造工艺规程的基本理论和基本概念。掌握模具制造工艺规程的基本理论和基本概念。2.知道模具制造工艺规程实施有哪些细节。知道模具制造工艺规程实施有哪些细节。3.明确模具制造工艺规程实施中应该注意的事项。明确模具制造工艺规程实施中应该注意的事项。4.尝试自己制订一套简单的工艺规程。尝试自己制订一套简单的工艺规程。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论让我们先来了解一下模具制造工艺规程的基本理论和基本概让我们先来了解一下模具制造工艺规程的基本理论和基本概念，为后面的学习打下基础。模具加工工艺规程是规定模具念，为后面的学习打下基础。模具加工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。它集中零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它集中体现了模具生产工艺水平的高低和解决各种工艺问题的方法体现了模具生产工艺水平的高低和解决各种工艺问题的方法和手段，所以制订模具加工工艺规程不仅需要深厚的机械制和手段，所以制订模具加工工艺规程不仅需要深厚的机械制造工艺理论知识，还必须具备丰富的生产实践经验。模具加造工艺理论知识，还必须具备丰富的生产实践经验。模具加工工艺规程是否先进、合理，直接影响到模具的加工质量、工工艺规程是否先进、合理，直接影响到模具的加工质量、加工周期和加工成本。加工周期和加工成本。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论一、模具零件加工工艺过程的组成一、模具零件加工工艺过程的组成模具虽然也是机械产品，但是它具有特殊性，表现在模具虽然也是机械产品，但是它具有特殊性，表现在:模具生模具生产批量小，大多具有单件生产的特点，而模具标准件是成批产批量小，大多具有单件生产的特点，而模具标准件是成批生产。模具零件加工精度较高，有些零件形状复杂，因此除生产。模具零件加工精度较高，有些零件形状复杂，因此除了一般的机械加工方法以外，还需采用特种加工方法与设备。了一般的机械加工方法以外，还需采用特种加工方法与设备。所以，模具加工工艺规程也具有其特殊性。模具的机械加工所以，模具加工工艺规程也具有其特殊性。模具的机械加工工艺过程由一个或几个按顺序排列的工序组成。工艺过程由一个或几个按顺序排列的工序组成。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论1.工序工序由一个由一个(或一组或一组)工人在一台机床工人在一台机床(或一个工作地点或一个工作地点)对一个对一个(或或同时几个同时几个)工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。每工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。每一个工序又可以分为安装、工位、工步和走刀。区分工序的一个工序又可以分为安装、工位、工步和走刀。区分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。这里所说的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。这里所说的连续是指该工序的全部工作要不间断地连续完成。模具制造连续是指该工序的全部工作要不间断地连续完成。模具制造工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，即工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，即:构成机构成机械加工工艺过程的基本单元是工序。械加工工艺过程的基本单元是工序。一个工序内容由被加工零件结构的复杂程度、加工要求及生一个工序内容由被加工零件结构的复杂程度、加工要求及生产类型来决定，同样的加工内容，可以有不同的工序安排。产类型来决定，同样的加工内容，可以有不同的工序安排。例如，加工例如，加工如图如图2-1所示的阶梯轴，当加工数量较少时，可按所示的阶梯轴，当加工数量较少时，可按表表2-1所示划分工序所示划分工序;当加工数量较大时，可按当加工数量较大时，可按表表2-2所示划分所示划分工序。工序。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论2.划分工序划分工序从表从表2-1和表和表2-2可以看出，当工作地点变动时，即构成另一工可以看出，当工作地点变动时，即构成另一工序。同时，在同一工序内所完成的工作必须是连续的，若不序。同时，在同一工序内所完成的工作必须是连续的，若不连续，也即构成另一工序。连续，也即构成另一工序。工序是组成机械加工工艺过程的基本单元，也是制订生产计工序是组成机械加工工艺过程的基本单元，也是制订生产计划和进行生产成本核算的基本单元。划和进行生产成本核算的基本单元。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论3.安装安装零件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并零件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并给予固定的过程，称为装夹给予固定的过程，称为装夹(装夹包括定位和夹紧两过程装夹包括定位和夹紧两过程)。零件通过一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一零件通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，工件可能需要装夹一次或多次才能完成加工。如道工序中，工件可能需要装夹一次或多次才能完成加工。如表表2-2所示的工序所示的工序1要进行两次装夹要进行两次装夹:先夹工件一端，车端面，先夹工件一端，车端面，钻中心孔，称为安装钻中心孔，称为安装1;再调头车另一端面，钻中心孔，称为再调头车另一端面，钻中心孔，称为安装安装2。工件在加工中，应尽量减少装夹次数，以减少装夹误。工件在加工中，应尽量减少装夹次数，以减少装夹误差和装夹工件所花费的时间。差和装夹工件所花费的时间。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论4.工位工位为了完成一定的工序内容，同时也为了减少零件装夹次数，为了完成一定的工序内容，同时也为了减少零件装夹次数，在零件的一次安装中，使零件与夹具或设备的可动部分一起，在零件的一次安装中，使零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。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。工位的变换可以借助于夹具的分度机构或机床工作台实现。工位的变换可以借助于夹具的分度机构或机床工作台实现。采用多工位连续加工，可提高生产率和保证被加工表面的相采用多工位连续加工，可提高生产率和保证被加工表面的相互位置精度。互位置精度。如图如图2-2所示是一个利用移动工作台或移动夹具，在一次装夹所示是一个利用移动工作台或移动夹具，在一次装夹中顺次完成铣端面、钻中心孔两个工位的加工。这样不仅减中顺次完成铣端面、钻中心孔两个工位的加工。这样不仅减少了装夹工件所花的时间，而且在一次装夹中加工完毕，避少了装夹工件所花的时间，而且在一次装夹中加工完毕，避免了重复安装带来的误差，提高了加工精度。免了重复安装带来的误差，提高了加工精度。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论5.工步工步在一道工序的一次安装中，可能要加工几个不同的表面，也在一道工序的一次安装中，可能要加工几个不同的表面，也可能用几把不同刀具进行加工，还有可能用几种不同的切削可能用几把不同刀具进行加工，还有可能用几种不同的切削用量用量(不包括背吃刀量不包括背吃刀量)分几次进行加工。为了描述这个过程，分几次进行加工。为了描述这个过程，工序又可细分为工步。工步是指加工表面、加工刀具和切削工序又可细分为工步。工步是指加工表面、加工刀具和切削用量用量(不包括背吃刀量不包括背吃刀量)都不变时，所完成的那一部分工序内都不变时，所完成的那一部分工序内容。一般情况下，上述三个要素中任意改变一个，就认为是容。一般情况下，上述三个要素中任意改变一个，就认为是不同的工步了。不同的工步了。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论但下述两种情况例外。第一种情况，对那些连续进行的若干但下述两种情况例外。第一种情况，对那些连续进行的若干个相同的工步，可看做一个工步。个相同的工步，可看做一个工步。如图如图2-3所示零件，连续钻所示零件，连续钻4个个15 mm的孔，可看做一个钻的孔，可看做一个钻4个个15 mm孔的工步，以简孔的工步，以简化工艺文件。另一种情况，有时为了提高生产率，用几把不化工艺文件。另一种情况，有时为了提高生产率，用几把不同的刀具，同时加工几个不同表面，同的刀具，同时加工几个不同表面，如图如图2 -4所示，也可看做所示，也可看做一个工步，称为复合工步。一个工步，称为复合工步。6.走刀走刀有些工步，由于加工余量较大，需要对同一表面分几次切削，有些工步，由于加工余量较大，需要对同一表面分几次切削，刀具从被加工表面每切下一层金属层即称为一次走刀。每个刀具从被加工表面每切下一层金属层即称为一次走刀。每个工步可以包括一次走刀或几次走刀。工步可以包括一次走刀或几次走刀。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论二、工艺规程制订的原则和步骤二、工艺规程制订的原则和步骤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。模具的工艺规程可以分为零件的机械加工工艺为工艺规程。模具的工艺规程可以分为零件的机械加工工艺规程、检验工艺规程和装配工艺规程等，但主要以机械加工规程、检验工艺规程和装配工艺规程等，但主要以机械加工工艺规程为主，其他工艺规程按需要而定。工艺规程为主，其他工艺规程按需要而定。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论1.工艺规程的作用工艺规程的作用工艺规程是在具体生产条件下的，最合理或较合理的工艺过工艺规程是在具体生产条件下的，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用于指导生产。它简要地规定了零件各个工序的排列顺序，用于指导生产。它简要地规定了零件各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，切削用量和工时定额，选用的加工尺寸、公差及技术要求，切削用量和工时定额，选用的机床和工艺设备及工艺措施等内容。它的作用体现在以下几机床和工艺设备及工艺措施等内容。它的作用体现在以下几方面。方面。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论(1)工艺规程是指导生产的重要技术文件工艺规程是经过生产工艺规程是指导生产的重要技术文件工艺规程是经过生产验证而确定的，对生产起指导作用，也是产品质量的保证，验证而确定的，对生产起指导作用，也是产品质量的保证，所以在生产中应该严格遵守。但是工艺规程也不是固定不变所以在生产中应该严格遵守。但是工艺规程也不是固定不变的，随着工艺技术的不断改进和完善，工艺规程也可以根据的，随着工艺技术的不断改进和完善，工艺规程也可以根据生产的实际情况进行修改，经过审批后执行。生产的实际情况进行修改，经过审批后执行。(2)工艺规程是生产组织和生产管理的依据工艺规程是生产计工艺规程是生产组织和生产管理的依据工艺规程是生产计划、调度、工人操作、工时定额、质量检验和成本核算等制划、调度、工人操作、工时定额、质量检验和成本核算等制订的依据，能够使各工序科学有序地衔接，使生产达到优质、订的依据，能够使各工序科学有序地衔接，使生产达到优质、低成本和高效率的目的。低成本和高效率的目的。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论(3)工艺规程是新建、扩建工厂或车间的主要技术资料在新建、工艺规程是新建、扩建工厂或车间的主要技术资料在新建、扩建工厂或车间时，根据工艺规程和其他资料，可以统计出扩建工厂或车间时，根据工艺规程和其他资料，可以统计出应配备的机床设备的种类和数量，计算出厂房面积和人员及应配备的机床设备的种类和数量，计算出厂房面积和人员及工种数量，确定机构设置、各种管理制度和厂房布局等。工种数量，确定机构设置、各种管理制度和厂房布局等。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论2.制订工艺规程的基本原则制订工艺规程的基本原则(1)必须可靠地保证加工出符合图样及所有技术要求的产品或必须可靠地保证加工出符合图样及所有技术要求的产品或零件在制订工艺规程时，要充分考虑和采取一切确保产品质零件在制订工艺规程时，要充分考虑和采取一切确保产品质量的措施，以全面、可靠和稳定地达到设计图样上所要求的量的措施，以全面、可靠和稳定地达到设计图样上所要求的尺寸精度、表面粗糙度和形位公差以及其他技术要求。尺寸精度、表面粗糙度和形位公差以及其他技术要求。(2)保证最低的生产成本和最高的生产效率在现有的生产条件保证最低的生产成本和最高的生产效率在现有的生产条件下，要采用劳动量、原材料和能源消耗最少的工艺方案，从下，要采用劳动量、原材料和能源消耗最少的工艺方案，从而使生产成本降到最低，使企业获得最佳的经济效益而使生产成本降到最低，使企业获得最佳的经济效益。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论(3)保证良好的安全工作条件在制订工艺规程时，应考虑到尽保证良好的安全工作条件在制订工艺规程时，应考虑到尽量减轻工人的劳动强度，尽可能采用机械化和自动化的措施，量减轻工人的劳动强度，尽可能采用机械化和自动化的措施，保障生产安全，创造良好而安全的工作环境。保障生产安全，创造良好而安全的工作环境。(4)保证工艺技术的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外保证工艺技术的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展本行业工艺技术的发展;在立足于本企业实际条件的基础上，在立足于本企业实际条件的基础上，所制订的工艺规程应具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、所制订的工艺规程应具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。新材料。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论3.制订工艺规程所需的原始资料制订工艺规程所需的原始资料制订工艺规程所需的原始材料主要有制订工艺规程所需的原始材料主要有:产品装配图、零件图产品装配图、零件图;产品验收质量标准产品验收质量标准;产品的生产纲领产品的生产纲领;毛坯材料与毛坯生产条毛坯材料与毛坯生产条件件;工厂的生产条件工厂的生产条件(包括机床设备和工艺装备、工人的技术包括机床设备和工艺装备、工人的技术水平、工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力水平、工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料等有关资料);工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准有关标准;国内外先进制造技术资料等。国内外先进制造技术资料等。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论4.制订工艺规程的步骤制订工艺规程的步骤研究产品的装配图和零件图，进行工艺分析研究产品的装配图和零件图，进行工艺分析;由零件生产纲领确定零件生产类型由零件生产纲领确定零件生产类型;确定毛坯的种类、技术要求和制造方法确定毛坯的种类、技术要求和制造方法;拟订零件加工工艺路线，主要包括选定工艺基准、确定加工拟订零件加工工艺路线，主要包括选定工艺基准、确定加工方法、安排加工顺序和确定工序内容，在安排加工顺序时应方法、安排加工顺序和确定工序内容，在安排加工顺序时应遵循先粗后精、先基准后其他、先平面后轴孔的原则，并且遵循先粗后精、先基准后其他、先平面后轴孔的原则，并且工序要适当集中工序要适当集中;上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论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加工余量，计算工序尺寸及其公差;确定各工序的技术要求及检验方法确定各工序的技术要求及检验方法;选择各工序使用的机床设备及刀具、夹具、量具和辅助工具选择各工序使用的机床设备及刀具、夹具、量具和辅助工具等工艺装备等工艺装备;确定各工序的切削用量及时间定额确定各工序的切削用量及时间定额;填写工艺文件。填写工艺文件。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论5.工艺文件的形式工艺文件的形式将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片，即成为生产准备将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片，即成为生产准备和施工依据的技术文件，称为工艺文件。常用的工艺文件有和施工依据的技术文件，称为工艺文件。常用的工艺文件有以下两种。以下两种。(1)机械加工工艺过程卡片它是以工序为单位，简要说明产品机械加工工艺过程卡片它是以工序为单位，简要说明产品或零部件的加工过程或零部件的加工过程(包括毛坯制造、机械加工、热处理等包括毛坯制造、机械加工、热处理等)的一种工艺文件。它是生产管理的主要技术文件，也是制订的一种工艺文件。它是生产管理的主要技术文件，也是制订其他工艺文件的基础，广泛用于成批生产和单件小批量生产其他工艺文件的基础，广泛用于成批生产和单件小批量生产中比较重要的零件。模具零件一般都制订机械加工工艺过程中比较重要的零件。模具零件一般都制订机械加工工艺过程卡片作为工艺文件。卡片作为工艺文件。上一页返回下一页第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论(2)机械加工工序卡片机械加工工序卡片 它是在工艺过程卡片的基础上按每道它是在工艺过程卡片的基础上按每道工序所编的一种工艺文件，一般具有工序简图，并详细说明工序所编的一种工艺文件，一般具有工序简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及该工序的每一个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。它是指导加工人员进行生产与帮助所用设备和工艺装备等。它是指导加工人员进行生产与帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的主要技术车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的主要技术文件，主要用于大批量生产中的所有零件、中批量生产中的文件，主要用于大批量生产中的所有零件、中批量生产中的重要零件和单件小批量生产中的关键工序。重要零件和单件小批量生产中的关键工序。返回上一页 下一页第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论三、零件的工艺分析三、零件的工艺分析零件的工艺分析分为零件结构的工艺性分析和零件的技术要零件的工艺分析分为零件结构的工艺性分析和零件的技术要求分析。求分析。1.零件结构的工艺性分析零件结构的工艺性分析零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用性能要求的零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用性能要求的前提下制造的可行性和经济性。当某个零件的结构形状在现前提下制造的可行性和经济性。当某个零件的结构形状在现有的工艺条件下，既能方便地制造，又有较低的制造成本时，有的工艺条件下，既能方便地制造，又有较低的制造成本时，这种零件结构的工艺性就好。模具零件的结构，从形体上进这种零件结构的工艺性就好。模具零件的结构，从形体上进行分析都是由一些基本表面和特殊表面组成的。基本表面包行分析都是由一些基本表面和特殊表面组成的。基本表面包括内、外圆柱面，圆锥面和平面等括内、外圆柱面，圆锥面和平面等;特殊表面包括螺旋面、渐特殊表面包括螺旋面、渐开线齿形面和其他一些成型表面。开线齿形面和其他一些成型表面。下一页返回上一页第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论分析零件结构的工艺性，首先要分析该零件是由哪些表面所分析零件结构的工艺性，首先要分析该零件是由哪些表面所组成的，因为零件表面形状是选择加工方法的基本因素。例组成的，因为零件表面形状是选择加工方法的基本因素。例如，对外圆柱面一般采用车削和磨削进行加工，对内孔一般如，对外圆柱面一般采用车削和磨削进行加工，对内孔一般则采用钻、扩、铰、铿、磨削等进行加工。则采用钻、扩、铰、铿、磨削等进行加工。除了表面形状外，还要分析表面的尺寸大小。例如，直径很除了表面形状外，还要分析表面的尺寸大小。例如，直径很小的孔的精加工宜采用铰削，不宜采用磨削。小的孔的精加工宜采用铰削，不宜采用磨削。上一页 下一页返回第一节第一节 模具制造工艺规程的基本理模具制造工艺规程的基本理论论此外，还要注意零件各构成表面的不同组合，表面的不同组此外，还要注意零件各构成表面的不同组合，表面的不同组合形成了零件结构上的特点。例如，以内、外圆表面为主，合形成了零件结构上的特点。例如，以内、外圆表面为主，既可组成盘类零件、环类零件，也可组成套筒类零件。对于既可组成盘类零件、环类零件，也可组成套筒类零件。对于套筒类零件，也有一般的轴套和形状复杂的薄壁套筒之分。套筒类零件，也有一般的轴套和形状复杂的薄壁套筒之分。零件结构工艺性涉及面很广，必须全面综合地加以分析。零件结构工艺性涉及面很广，必须全面综合地加以分析。表表2-3所示为几种在常规工艺条件下零件的结构工艺性分析的所示为几种在常规工艺条件下零件的结构工艺性分析的实例。实例。上一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则模具制造工艺规程制订的实施过程中包括很多细节，包括毛模具制造工艺规程制订的实施过程中包括很多细节，包括毛坯的选择、定位基准的选择、工艺路线的选择、加工余量、坯的选择、定位基准的选择、工艺路线的选择、加工余量、工序尺寸及公差的确定、机床与工艺装备的选择等。下面我工序尺寸及公差的确定、机床与工艺装备的选择等。下面我们一一讨论。们一一讨论。一、模具零件的毛坯选择一、模具零件的毛坯选择零件毛坯的选择，是原材料经加工转变为合格零件的第一步。零件毛坯的选择，是原材料经加工转变为合格零件的第一步。因此，零件毛坯的结构要素和材料需与模具零件所要求的材因此，零件毛坯的结构要素和材料需与模具零件所要求的材料和结构要素相符合。毛坯选择正确与否，不仅影响产品质料和结构要素相符合。毛坯选择正确与否，不仅影响产品质量，而且对制造成本也有直接影响。所以，正确地选择毛坯量，而且对制造成本也有直接影响。所以，正确地选择毛坯有着重大的技术经济意义。毛坯的种类很多，同一种毛坯有有着重大的技术经济意义。毛坯的种类很多，同一种毛坯有多种制造方法。机械制造中常用的毛坯有以下几种。多种制造方法。机械制造中常用的毛坯有以下几种。下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则1.毛坯的种类毛坯的种类模具零件所用的毛坯种类主要有型材、铸件、锻件、焊接件、模具零件所用的毛坯种类主要有型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件和冷挤压件等。冲压件和冷挤压件等。(1)型材型材是指钢、有色金属或塑料等通过轧制、拉拔、挤型材型材是指钢、有色金属或塑料等通过轧制、拉拔、挤压等方式生产出来的，沿长度方向横截面不变的材料。型材经压等方式生产出来的，沿长度方向横截面不变的材料。型材经过下料后可作为毛坯直接送车间进行表面加工。过下料后可作为毛坯直接送车间进行表面加工。型材按截面形状可分为型材按截面形状可分为:圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其他特殊截面的型材。型材有冷拉和热轧两种。热轧型槽钢及其他特殊截面的型材。型材有冷拉和热轧两种。热轧型材的精度低，价格较冷拉型材便宜，用于一般零件的毛坯。冷材的精度低，价格较冷拉型材便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉型材的尺寸较小，精度高，易于实现自动送料，但价格较贵，拉型材的尺寸较小，精度高，易于实现自动送料，但价格较贵，多用于批量较大且在自动机床上进行加工的情况。多用于批量较大且在自动机床上进行加工的情况。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)铸件铸件 铸件适合制作形状复杂的模具零件毛坯，尤其是采铸件适合制作形状复杂的模具零件毛坯，尤其是采用其他方法难以成型的复杂件毛坯。铸铁的优点是具有良好用其他方法难以成型的复杂件毛坯。铸铁的优点是具有良好的铸造成型性能、切削性能、耐磨与润滑性能，并具有一定的铸造成型性能、切削性能、耐磨与润滑性能，并具有一定的强度，价格低廉。故常用于表面承压较低的标准冲模模架的强度，价格低廉。故常用于表面承压较低的标准冲模模架的上、下模座等，材料一般为灰铸铁的上、下模座等，材料一般为灰铸铁HT200和和HT250;精密冲精密冲裁模的上模座和下模座，材料一般为铸钢裁模的上模座和下模座，材料一般为铸钢ZG270-500;大型覆大型覆盖件拉深模的凸模、凹模和压边圈零件，材料为合金铸铁。盖件拉深模的凸模、凹模和压边圈零件，材料为合金铸铁。缺点是铸件的内部组织容易产生缩孔、裂纹、砂眼等缺陷，缺点是铸件的内部组织容易产生缩孔、裂纹、砂眼等缺陷，不能承受重载荷。不能承受重载荷。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(3)锻件锻件适合制作要求强度较高、形状简单的模具零件毛锻件锻件适合制作要求强度较高、形状简单的模具零件毛坯。锻件由于塑性变形的结果，内部晶粒较细，没有铸造毛坯。锻件由于塑性变形的结果，内部晶粒较细，没有铸造毛坯的内部缺陷，其机械性能优于同样材料的铸件。但采用锻坯的内部缺陷，其机械性能优于同样材料的铸件。但采用锻造方法很难得到形状复杂特别是有复杂内腔的模具零件。造方法很难得到形状复杂特别是有复杂内腔的模具零件。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。自由锻造锻件是在锻锤或压力机上用手工操作而成型的锻件。自由锻造锻件是在锻锤或压力机上用手工操作而成型的锻件。它的精度低，加工余量大，生产率也低，适合于单件小批生它的精度低，加工余量大，生产率也低，适合于单件小批生产及大型锻件。产及大型锻件。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则模锻件是在锻锤或压力机上，通过专用锻模而锻制成型的锻模锻件是在锻锤或压力机上，通过专用锻模而锻制成型的锻件。它的精度和表面质量均比自由锻造锻件好，可以使毛坯件。它的精度和表面质量均比自由锻造锻件好，可以使毛坯形状更接近工件形状，加工余量小。同时由于模锻件的材料形状更接近工件形状，加工余量小。同时由于模锻件的材料纤维组织分布好，锻制件的机械强度高。模锻的生产率高，纤维组织分布好，锻制件的机械强度高。模锻的生产率高，但需要专用的模具，且锻锤的吨位也要比自由锻造大。其主但需要专用的模具，且锻锤的吨位也要比自由锻造大。其主要用于批量较大的中小型锻件。要用于批量较大的中小型锻件。(4)焊接件焊接件适于单件小批生产中制造大型毛坯，其优点焊接件焊接件适于单件小批生产中制造大型毛坯，其优点是制造简便，周期短，毛坯质量轻是制造简便，周期短，毛坯质量轻;缺点是焊接件抗振性差，缺点是焊接件抗振性差，由于内应力重新分布引起的变形大，因此，在进行机械加工由于内应力重新分布引起的变形大，因此，在进行机械加工前需经时效处理。前需经时效处理。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(5)冲压件冲压件 冲压件的尺寸精度高，可以不再进行加工或只进冲压件的尺寸精度高，可以不再进行加工或只进行精加工，生产率高。适于批量较大而零件厚度较小的中小行精加工，生产率高。适于批量较大而零件厚度较小的中小型零件。型零件。(6)冷挤压件冷挤压件 冷挤压件精度高，表面粗糙度值小，可以不再冷挤压件精度高，表面粗糙度值小，可以不再进行机械加工。但要求材料塑性好，所用材料主要为有色金进行机械加工。但要求材料塑性好，所用材料主要为有色金属和塑性好的钢材。其生产率高，适于大批量生产中制造形属和塑性好的钢材。其生产率高，适于大批量生产中制造形状简单的小型零件。状简单的小型零件。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则2.毛坯的选择毛坯的选择毛坯的种类和制造方法对零件的加工质量、生产率、材料消耗及毛坯的种类和制造方法对零件的加工质量、生产率、材料消耗及加工成本都会产生直接影响。提高毛坯精度，可减少机械加工的加工成本都会产生直接影响。提高毛坯精度，可减少机械加工的劳动量，提高材料利用率，降低机械加工成本，但毛坯制造成本劳动量，提高材料利用率，降低机械加工成本，但毛坯制造成本随之提高，两者是相互矛盾的。选择毛坯应综合考虑下列因素。随之提高，两者是相互矛盾的。选择毛坯应综合考虑下列因素。(1)零件材料对加工工艺性能和力学性能的要求一般零件材料一零件材料对加工工艺性能和力学性能的要求一般零件材料一经选定，毛坯的种类和工艺方法也就基本上确定了。例如，当材经选定，毛坯的种类和工艺方法也就基本上确定了。例如，当材料为铸铁、青铜、铸铝时，因为其具有良好的铸造性能，应选择料为铸铁、青铜、铸铝时，因为其具有良好的铸造性能，应选择铸件毛坯铸件毛坯;尺寸较小、形状不复杂的钢质零件，力学性能要求也尺寸较小、形状不复杂的钢质零件，力学性能要求也不太高时，可以直接采用型材作为毛坯不太高时，可以直接采用型材作为毛坯;而重要的钢制零件，为而重要的钢制零件，为了保证其有足够的力学性能，应该选择锻件毛坯。了保证其有足够的力学性能，应该选择锻件毛坯。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)零件的结构形状与外形尺寸零件的结构形状与外形尺寸对零件的结构形状与外形尺寸零件的结构形状与外形尺寸对选择毛坯同样有重要影响。例如对于阶梯轴，如果各台阶直选择毛坯同样有重要影响。例如对于阶梯轴，如果各台阶直径相差不大，可以采用棒料作为毛坯径相差不大，可以采用棒料作为毛坯;各台阶直径相差很大时，各台阶直径相差很大时，则采用锻件作为毛坯，因为这样可以节约材料和减少机械加则采用锻件作为毛坯，因为这样可以节约材料和减少机械加工工作量。套类零件可以采用轧制或铸造等方法成型。模座工工作量。套类零件可以采用轧制或铸造等方法成型。模座零件一般以铸铁件为毛坯，承受较大载荷的箱体可以用铸钢零件一般以铸铁件为毛坯，承受较大载荷的箱体可以用铸钢件作为毛坯。大型零件受设备条件限制，一般只能用自由锻件作为毛坯。大型零件受设备条件限制，一般只能用自由锻和砂型铸造和砂型铸造;中小型零件根据需要可选用模锻和各种先进的铸中小型零件根据需要可选用模锻和各种先进的铸造方法。造方法。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(3)生产类型生产类型分为单件小批量生产和大批大量生产。生产类型生产类型分为单件小批量生产和大批大量生产。单件小批生产时，采用先进的毛坯制造方法所节约的材料和单件小批生产时，采用先进的毛坯制造方法所节约的材料和机械加工成本，相对于毛坯制造所增加的设备和专用工艺装机械加工成本，相对于毛坯制造所增加的设备和专用工艺装备费用就得不偿失了，故应选毛坯精度和生产率均较低的一备费用就得不偿失了，故应选毛坯精度和生产率均较低的一般毛坯制造方法，如自由锻和手工木模造型等方法。大批大般毛坯制造方法，如自由锻和手工木模造型等方法。大批大量生产时，应选用毛坯精度和生产率都高的先进的毛坯制造量生产时，应选用毛坯精度和生产率都高的先进的毛坯制造方法，使毛坯的形状、尺寸尽量接近零件的形状、尺寸，以方法，使毛坯的形状、尺寸尽量接近零件的形状、尺寸，以节约材料，减少机械加工工作量，由此而节约的费用会远远节约材料，减少机械加工工作量，由此而节约的费用会远远超出毛坯制造所增加的费用，获得好的经济效益。超出毛坯制造所增加的费用，获得好的经济效益。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(4)生产条件选择毛坯的种类和制造方法应考虑毛坯制造车间生产条件选择毛坯的种类和制造方法应考虑毛坯制造车间的设备情况、工艺水平和工人技术水平，同时还应考虑采用的设备情况、工艺水平和工人技术水平，同时还应考虑采用先进工艺制造毛坯的可行性和经济性。同时，应尽可能组织先进工艺制造毛坯的可行性和经济性。同时，应尽可能组织外协，实现毛坯制造的专业化生产，以获得好的经济效益。外协，实现毛坯制造的专业化生产，以获得好的经济效益。(5)充分考虑利用新工艺、新技术和新材料随着毛坯制造专业充分考虑利用新工艺、新技术和新材料随着毛坯制造专业化生产的发展，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材化生产的发展，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶料的应用越来越多，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用日益广泛，这些方法可大大减少机械加金和工程塑料的应用日益广泛，这些方法可大大减少机械加工量，节约材料，有着十分显著的经济效益。工量，节约材料，有着十分显著的经济效益。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则3.毛坯余量毛坯余量从毛坯表面经多道工序切去的全部金属层的厚度，即毛坯尺从毛坯表面经多道工序切去的全部金属层的厚度，即毛坯尺寸与零件图样上标注的尺寸的差值称加工总余量。寸与零件图样上标注的尺寸的差值称加工总余量。(1)铸造毛坯的余量铸造毛坯的余量大小与铸件的尺寸关系很铸造毛坯的余量铸造毛坯的余量大小与铸件的尺寸关系很大，选择铸造毛坯余量的方法见大，选择铸造毛坯余量的方法见表表2-4。由于在铸造时铸件顶面易产生铸造缺陷，所以，顶面的加工由于在铸造时铸件顶面易产生铸造缺陷，所以，顶面的加工余量应大于底面和侧面的加工余量。余量应大于底面和侧面的加工余量。(2)锻造毛坯的余量由于在锻造时易产生夹层、裂纹、氧化皮锻造毛坯的余量由于在锻造时易产生夹层、裂纹、氧化皮和脱碳层等因素的影响，锻造毛坯的加工余量也较大，如和脱碳层等因素的影响，锻造毛坯的加工余量也较大，如表表2-5和和表表2-6所示。所示。机械零件的加工质量和生产效率，在很大程度上取决于所选机械零件的加工质量和生产效率，在很大程度上取决于所选用的零件毛坯。用的零件毛坯。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则二、零件工艺路线的拟订二、零件工艺路线的拟订工艺路线的拟订是工艺过程的总体布局。在制订机械加工工艺工艺路线的拟订是工艺过程的总体布局。在制订机械加工工艺规程时，首先应拟订零件加工的工艺路线。它的主要任务是规程时，首先应拟订零件加工的工艺路线。它的主要任务是:选择零件各表面的加工方法和加工方案，确定各表面的加工顺选择零件各表面的加工方法和加工方案，确定各表面的加工顺序和整个工艺过程中的工序数目等。拟订工艺路线是设计工艺序和整个工艺过程中的工序数目等。拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则1.选择定位基准选择定位基准定位基准对制订零件的加工工艺规程有重要的意义，它不仅定位基准对制订零件的加工工艺规程有重要的意义，它不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大影响。有很大影响。(1)基准的概念和种类基准是在零件图上或实际的零件上，用基准的概念和种类基准是在零件图上或实际的零件上，用来确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。基准来确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。基准按其功用不同可分为设计基准和工艺基准。按其功用不同可分为设计基准和工艺基准。设计基准在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准，设计基准在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准，称为设计基准。称为设计基准。图图2-5所示为轴套零件，轴线所示为轴套零件，轴线O-O是外圆和内是外圆和内孔的设计基准。端面孔的设计基准。端面A是端面是端面B,C的设计基准，内孔的设计基准，内孔20H7的轴的轴心线是心线是40h6外圆柱面径向跳动和端面外圆柱面径向跳动和端面B端面圆跳动的设计基准。端面圆跳动的设计基准。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则工艺基准在加工、测量和装配过程中使用的基准，称为工工艺基准在加工、测量和装配过程中使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同可分为工序基准、定位基准、艺基准。工艺基准按用途不同可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。测量基准和装配基准。工序基准工序基准: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。寸、形状、位置的基准称为工序基准。定位基准定位基准:在加工时，为了使零件相对于机床和刀具占据的正在加工时，为了使零件相对于机床和刀具占据的正确位置确位置(即将零件定位即将零件定位)，所使用的基准称为定位基准。，所使用的基准称为定位基准。测量基准测量基准:检验零件时，用来测量加工表面位置和尺寸所使用检验零件时，用来测量加工表面位置和尺寸所使用的基准称为测量基准。的基准称为测量基准。装配基准装配基准: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。采用的基准称为装配基准。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)零件的安装零件的安装 在机械加工中，为了在零件的某一部位上加在机械加工中，为了在零件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，加工前，必须使零件在机床工出符合规定技术要求的表面，加工前，必须使零件在机床或夹具中相对于刀具占据正确的位置，这一过程称为定位。或夹具中相对于刀具占据正确的位置，这一过程称为定位。零件定位后，为了防止切削力、重力、惯性力等破坏定位，零件定位后，为了防止切削力、重力、惯性力等破坏定位，必须使零件的定位位置保持不变，这一操作称为夹紧。将零必须使零件的定位位置保持不变，这一操作称为夹紧。将零件从定位到夹紧的整个过程，称为安装。件从定位到夹紧的整个过程，称为安装。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(3)定位基准的选择定位基准的选择 定位基准包括粗基准和精基准。在机械定位基准包括粗基准和精基准。在机械加工的最初一道工序中，只能用零件毛坯上未经加工的表面加工的最初一道工序中，只能用零件毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准作为定位基准，这种定位基准称为粗基准;用已经加工过的表用已经加工过的表面作为定位基准则称为精基准。合理地选择定位基准，对于面作为定位基准则称为精基准。合理地选择定位基准，对于保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响。保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响。粗基准的选择选择粗基准主要应考虑两个问题，一是如何粗基准的选择选择粗基准主要应考虑两个问题，一是如何保证各加工表面都有足够的加工余量，二是非加工表面的尺保证各加工表面都有足够的加工余量，二是非加工表面的尺寸、位置均应符合图样要求。一般应注意以下几点问题。寸、位置均应符合图样要求。一般应注意以下几点问题。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则为了保证加工表面与非加工表面之间的位置尺寸要求，应选为了保证加工表面与非加工表面之间的位置尺寸要求，应选非加工表面作为粗基准，对非加工表面作为粗基准，对图图2-6所示的零件，可以选择外圆所示的零件，可以选择外圆柱面柱面D和左端面定位，这样可以保证内、外圆柱面同轴和左端面定位，这样可以保证内、外圆柱面同轴(壁厚壁厚均匀均匀)和尺寸和尺寸L;如果需要保证某重要加工表面的加工余量均匀，应选该表面如果需要保证某重要加工表面的加工余量均匀，应选该表面作为粗基准，作为粗基准，图图2 -7所示为车床床身，床身的导轨面是重要的所示为车床床身，床身的导轨面是重要的表面，要求加工时只切去一小层均匀的余量，以获得硬度高表面，要求加工时只切去一小层均匀的余量，以获得硬度高而均匀的表面层，增强导轨的耐磨性，所以加工时应先选择而均匀的表面层，增强导轨的耐磨性，所以加工时应先选择导轨面作为粗基准加工床腿底平面，然后以床腿底平面作为导轨面作为粗基准加工床腿底平面，然后以床腿底平面作为精基准加工导轨面精基准加工导轨面;上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则对于有较多加工面的零件，为了保证各加工表面都有足够的对于有较多加工面的零件，为了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为粗基准，加工余量，应选择毛坯余量小的表面作为粗基准，图图2-8所示所示为阶梯轴，由于锻造误差，毛坯大端和小端的同轴度误差为为阶梯轴，由于锻造误差，毛坯大端和小端的同轴度误差为3 mm，这时选择小端作为粗基准先车大端，则大端的加工余量，这时选择小端作为粗基准先车大端，则大端的加工余量足够，加工后大端外圆与小端毛坯外圆基本同轴，再以经过足够，加工后大端外圆与小端毛坯外圆基本同轴，再以经过功口工的大端外圆作为精基准车小端，则小端外圆的加工余功口工的大端外圆作为精基准车小端，则小端外圆的加工余量也就足够了量也就足够了;上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇口、冒选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以确保零件定位准确、夹紧可靠口或其他缺陷，以确保零件定位准确、夹紧可靠;一般情况下粗基准不重复使用，在同一尺寸方向上粗基准通一般情况下粗基准不重复使用，在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，图图2-9所示为一小轴，如重复使用毛坯面所示为一小轴，如重复使用毛坯面B定位分别加工表面定位分别加工表面A和和C，必然会使，必然会使A,C之间产生较大的同轴度误差。之间产生较大的同轴度误差。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则精基准的选择选择精基准应有利于保证加工精度，并使零精基准的选择选择精基准应有利于保证加工精度，并使零件装夹方便。件装夹方便。选择精基准时，重点考虑如何减少工件的定位误差，保证工选择精基准时，重点考虑如何减少工件的定位误差，保证工件的加工精度，同时也要考虑工件装卸方便，夹具结构简单，件的加工精度，同时也要考虑工件装卸方便，夹具结构简单，一般应遵循下列原则一般应遵循下列原则:上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则准重合原则。尽可能选择加工表面的设计基准作为定位基准，准重合原则。尽可能选择加工表面的设计基准作为定位基准，避免因为基准不重合而造成的定位误差，这一原则称为基准避免因为基准不重合而造成的定位误差，这一原则称为基准重合原则。重合原则。图图2-10所示的零件，设计尺寸为所示的零件，设计尺寸为l1,l2，如果以，如果以B面面定位加工定位加工C面，这时定位基准与设计基准重合，可以直接保证面，这时定位基准与设计基准重合，可以直接保证设计尺寸设计尺寸l1;如果以如果以A面定位加工面定位加工C面，则定位基准与设计基准面，则定位基准与设计基准不重合，这时只能保证尺寸不重合，这时只能保证尺寸l，而设计尺寸，而设计尺寸l1是通过是通过l2和和l间接间接保证的。保证的。l1的精度取决于的精度取决于l2和和l的精度。尺寸的精度。尺寸l的误差即为定位的误差即为定位基准基准A与设计基准与设计基准B不重合而产生的误差，它将影响尺寸不重合而产生的误差，它将影响尺寸l1的的加工精度。加工精度。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则基准统一原则。当零件以某一组精基准定位，可以比较方便基准统一原则。当零件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，这一原则称为基准统一原则。采用基准统一原则，基准定位，这一原则称为基准统一原则。采用基准统一原则，不仅可以避免因为基准变换而引起的定位误差，而且在一次不仅可以避免因为基准变换而引起的定位误差，而且在一次装夹中能够加工出较多的表面，既便于保证各加工表面间的装夹中能够加工出较多的表面，既便于保证各加工表面间的位置精度，又有利于提高生产率。例如轴类零件在大多数工位置精度，又有利于提高生产率。例如轴类零件在大多数工序中都采用顶尖孔作为定位基准，箱体类零件常采用一面两序中都采用顶尖孔作为定位基准，箱体类零件常采用一面两孔作为定位基准，齿轮的齿坯和齿形的加工多采用齿轮的内孔作为定位基准，齿轮的齿坯和齿形的加工多采用齿轮的内孔和基准端面作为定位基准。孔和基准端面作为定位基准。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则自为基准原则。某些精加工或光整加工工序要求加工余量小自为基准原则。某些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，这一原则而均匀，这时应尽可能用加工表面自身为精基准，这一原则称为自为基准原则。例如，磨削床身导轨面时可先用百分表称为自为基准原则。例如，磨削床身导轨面时可先用百分表找正导轨面，然后进行磨削，这样可以获得小而均匀的余量，找正导轨面，然后进行磨削，这样可以获得小而均匀的余量，如图如图2-11所示，这时导轨面就是定位基准面。所示，这时导轨面就是定位基准面。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则互为基准原则。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，反复进行加工，这一余量小而均匀时，多以两表面互为基准，反复进行加工，这一原则称为互为基准原则。例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴原则称为互为基准原则。例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨削主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨削主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨削主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。削主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。保证零件安装准确、可靠，操作方便的原则。所选定位基准应保证零件安装准确、可靠，操作方便的原则。所选定位基准应能使工件定位稳定，夹紧可靠，操作方便，夹具结构简单。能使工件定位稳定，夹紧可靠，操作方便，夹具结构简单。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则以上介绍了精基准选择的几项原则，每一原则只能说明一个以上介绍了精基准选择的几项原则，每一原则只能说明一个方面的问题，理想的情况是使基准既重合又统一，同时还能方面的问题，理想的情况是使基准既重合又统一，同时还能保证定位稳定、可靠、操作方便，夹具结构简单。但实际运保证定位稳定、可靠、操作方便，夹具结构简单。但实际运用中往往出现相互矛盾的情况，这就要求从技术和经济两方用中往往出现相互矛盾的情况，这就要求从技术和经济两方面进行综合分析，抓住主要矛盾进行合理选择。面进行综合分析，抓住主要矛盾进行合理选择。还应该指出，工件上的定位基准，一般应是工件上具有较高还应该指出，工件上的定位基准，一般应是工件上具有较高精度要求的表面，但有时为了使基准统一或定位可靠，操作精度要求的表面，但有时为了使基准统一或定位可靠，操作方便，可人为地制造一种基准面，这些表面在零件的工作中方便，可人为地制造一种基准面，这些表面在零件的工作中并不起作用，仅仅在加工中起定位作用，如顶尖孔、工艺搭并不起作用，仅仅在加工中起定位作用，如顶尖孔、工艺搭子等。这类基准称为辅助基准，这些表面也叫工艺表面。子等。这类基准称为辅助基准，这些表面也叫工艺表面。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则2.表面加工方法的选择表面加工方法的选择零件的形状尽管有多种多样，但它们都可以认为是由多种简零件的形状尽管有多种多样，但它们都可以认为是由多种简单的几何表面所组成，如外圆、孔、平面、锥面、成型表面单的几何表面所组成，如外圆、孔、平面、锥面、成型表面等。针对每一种几何表面，都有一系列加工方法与这相对应。等。针对每一种几何表面，都有一系列加工方法与这相对应。不同的加工方法，如车、磨、刨、铣、钻、铿等，所能达到不同的加工方法，如车、磨、刨、铣、钻、铿等，所能达到的精度和表面粗糙度是不一样的。即使是同一种加工方法，的精度和表面粗糙度是不一样的。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素这是因为在加工过程中，将有各种因素(如工人的技术水平、如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等)对精度和表对精度和表面粗糙度产生影响。各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度产生影响。各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度，可查阅有关手册。面粗糙度，可查阅有关手册。表表2-7、表表2-8和和表表2-9分别列出分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案，可供选择加工方法时参考。了外圆、内孔和平面的加工方案，可供选择加工方法时参考。选择加工方法时应考虑以下几个方面的问题选择加工方法时应考虑以下几个方面的问题:上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则 (1)根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案 一一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂的具体条件，般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂的具体条件，先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前导工序先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前导工序的加工方法。的加工方法。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)考虑工件的材料零件材料的可加工性对加工方法的选择也考虑工件的材料零件材料的可加工性对加工方法的选择也有影响。如有色金属就不宜采用磨削方法进行精加工，而淬有影响。如有色金属就不宜采用磨削方法进行精加工，而淬火钢的精加工就需采用磨削加工的方法。需要注意的是，任火钢的精加工就需采用磨削加工的方法。需要注意的是，任何一种加工方法，可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个何一种加工方法，可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个较大的范围，例如，精细地操作，选择低的切削用量，获得较大的范围，例如，精细地操作，选择低的切削用量，获得的精度较高，但又会降低生产率，提高成本。反之，如增加的精度较高，但又会降低生产率，提高成本。反之，如增加切削用量提高了生产率，虽然成本降低了，但精度也较低。切削用量提高了生产率，虽然成本降低了，但精度也较低。所以，只有在一定的精度范围内才是经济的，这一定范围的所以，只有在一定的精度范围内才是经济的，这一定范围的精度就是指在正常加工条件下精度就是指在正常加工条件下(即不采用特别的工艺方法，不即不采用特别的工艺方法，不延长加工时间延长加工时间)所能达到的精度，这种精度称为经济精度，相所能达到的精度，这种精度称为经济精度，相应的表面粗糙度称为经济表面粗糙度。应的表面粗糙度称为经济表面粗糙度。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(3)要考虑生产率和经济性问题大批量生产时，应选用高效率要考虑生产率和经济性问题大批量生产时，应选用高效率的加工方法，采用专用设备。例如，用拉削方法加工平面和的加工方法，采用专用设备。例如，用拉削方法加工平面和孔，用铣削和磨削组合的方法同时加工几个表面，用数控机孔，用铣削和磨削组合的方法同时加工几个表面，用数控机床加工复杂表面等。但是如果生产批量不大，盲目采用高效床加工复杂表面等。但是如果生产批量不大，盲目采用高效率的先进加工方法和专用设备则会增加产品成本。率的先进加工方法和专用设备则会增加产品成本。(4)应考虑本厂的现有设备和生产条件应充分利用本厂现有设应考虑本厂的现有设备和生产条件应充分利用本厂现有设备、工艺装备和具体条件，挖掘企业潜力，发挥工人和技术备、工艺装备和具体条件，挖掘企业潜力，发挥工人和技术人员的积极性和创造性。人员的积极性和创造性。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则3.加工阶段的划分加工阶段的划分(1)加工阶段所谓划分加工阶段，就是把整个工艺过程划分成加工阶段所谓划分加工阶段，就是把整个工艺过程划分成几个阶段，做到粗、精加工分开进行。模具的机械加工工艺几个阶段，做到粗、精加工分开进行。模具的机械加工工艺过程一般可以划分为以下几个阶段。过程一般可以划分为以下几个阶段。粗加工阶段该阶段的主要任务是切除加工表面上的大部分粗加工阶段该阶段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。余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。半精加工阶段该阶段的主要任务是使主要表面消除粗加工半精加工阶段该阶段的主要任务是使主要表面消除粗加工留下的误差，为精加工做好必要的精度准备和余量准备留下的误差，为精加工做好必要的精度准备和余量准备;并完并完成次要表面的终加工，例如钻孔、攻螺纹、铣键槽等。成次要表面的终加工，例如钻孔、攻螺纹、铣键槽等。精加工阶段该阶段的主要任务是保证各主要表面达到图纸精加工阶段该阶段的主要任务是保证各主要表面达到图纸规定的技术要求。规定的技术要求。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则光整加工阶段对于尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表光整加工阶段对于尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表面，才安排光整加工。例如加工精度为面，才安排光整加工。例如加工精度为IT6级以上、表面粗糙级以上、表面粗糙度度Ra为为0. 4m以上的零件可采用光整加工。该阶段的主要任以上的零件可采用光整加工。该阶段的主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和降低表面粗糙度，但一般务是提高被加工表面的尺寸精度和降低表面粗糙度，但一般不能纠正形状误差和位置误差。不能纠正形状误差和位置误差。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因保证加工质量的需要在粗加工阶段中，由于切除的金属层保证加工质量的需要在粗加工阶段中，由于切除的金属层较厚，产生的切削力和切削热都比较大，所需的夹紧力也大，较厚，产生的切削力和切削热都比较大，所需的夹紧力也大，因而工件会产生较大的弹性变形和内应力，从而造成较大的因而工件会产生较大的弹性变形和内应力，从而造成较大的加工误差和较大的表面粗糙度，需通过半精加工和精加工逐加工误差和较大的表面粗糙度，需通过半精加工和精加工逐步减小切削用量、切削力和切削热，逐步修正工件的变形，步减小切削用量、切削力和切削热，逐步修正工件的变形，提高加工精度，降低表面粗糙度，最后达到零件图的要求，提高加工精度，降低表面粗糙度，最后达到零件图的要求，同时各阶段之间的时间间隔可使工件得到自然时效，有利于同时各阶段之间的时间间隔可使工件得到自然时效，有利于消除工件的内应力，使工件有恢复变形的时间，以便在后一消除工件的内应力，使工件有恢复变形的时间，以便在后一道工序中加以修正。道工序中加以修正。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则合理使用机床设备的需要粗加工时一般采用功率大，精度合理使用机床设备的需要粗加工时一般采用功率大，精度不高的高效率设备不高的高效率设备;精加工时采用高精度机床。这样不但提高精加工时采用高精度机床。这样不但提高了粗加工的生产效率，而且也延长了高精度机床的使用寿命，了粗加工的生产效率，而且也延长了高精度机床的使用寿命，且可降低加工成本。且可降低加工成本。便于热处理工序的安排热处理工序的插入自然地将机械加便于热处理工序的安排热处理工序的插入自然地将机械加工工艺过程划分为几个阶段。如在精密主轴加工中，在粗加工工艺过程划分为几个阶段。如在精密主轴加工中，在粗加工后进行去应力的时效处理，在半精加工后进行淬火处理，工后进行去应力的时效处理，在半精加工后进行淬火处理，在精加工后进行冰冷及低温回火处理，最后再进行光整加工在精加工后进行冰冷及低温回火处理，最后再进行光整加工处理。处理。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则及时发现毛坯缺陷粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时发现毛坯缺陷粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时修补或报废，避免继续加工而增加损失，而且精加工阶及时修补或报废，避免继续加工而增加损失，而且精加工阶段安排在最后，可保护精加工后的表面尽量不受损伤。段安排在最后，可保护精加工后的表面尽量不受损伤。(3)两点说明将工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而两点说明将工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能单纯从某一表面的加工或某一工序的性质来判断。言的，不能单纯从某一表面的加工或某一工序的性质来判断。例如工件的定位基准的加工总是优先安排，而在精加工阶段例如工件的定位基准的加工总是优先安排，而在精加工阶段中安排某些钻孔之类的粗加工工序也是常有的，有时甚至是中安排某些钻孔之类的粗加工工序也是常有的，有时甚至是需要的。需要的。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则划分加工阶段也并不是绝对的。对于刚性好、加工精度要求划分加工阶段也并不是绝对的。对于刚性好、加工精度要求不高或余量不大的工件就不必划分加工阶段。有些精度要求不高或余量不大的工件就不必划分加工阶段。有些精度要求高的重型件，由于运输安装费时费工，一般也不划分加工阶高的重型件，由于运输安装费时费工，一般也不划分加工阶段，而是在一次装夹下完成全部粗加工和精加工任务。为减段，而是在一次装夹下完成全部粗加工和精加工任务。为减少夹紧变形对加工精度的影响，可在粗加工后松开夹紧机构，少夹紧变形对加工精度的影响，可在粗加工后松开夹紧机构，然后用较小的夹紧力重新夹紧工件，继续进行精加工，这对然后用较小的夹紧力重新夹紧工件，继续进行精加工，这对提高加工精度是有利的。提高加工精度是有利的。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则4.工序的集中与分散工序的集中与分散对于同一个零件安排同样的加工内容，有工序集中和工序分对于同一个零件安排同样的加工内容，有工序集中和工序分散两个不同的原则。散两个不同的原则。(1)工序集中原则所谓工序集中，就是把工件上较多的加工内工序集中原则所谓工序集中，就是把工件上较多的加工内容集中在一道工序中进行，而整个工艺过程由数量比较少的容集中在一道工序中进行，而整个工艺过程由数量比较少的复杂工序组成。复杂工序组成。工序集中的特点工序集中的特点:工序数目少、设备数量少，可相应减少操作工人人数和生产工序数目少、设备数量少，可相应减少操作工人人数和生产面积面积;工件装夹次数少，不但缩短了辅助时间，而且在一次装夹下工件装夹次数少，不但缩短了辅助时间，而且在一次装夹下加工的多个表面之间容易保证其较高的位置精度要求加工的多个表面之间容易保证其较高的位置精度要求;上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则有利于采用高效率的专用机床和工艺装备，从而提高生产效有利于采用高效率的专用机床和工艺装备，从而提高生产效率率;由于采用比较复杂的专用设备和专用工艺装备，因此生产准由于采用比较复杂的专用设备和专用工艺装备，因此生产准备工作量大，调整费时，对产品更新的适应性差。备工作量大，调整费时，对产品更新的适应性差。(2)工序分散原则所谓工序分散，就是在每道工序中仅仅对工工序分散原则所谓工序分散，就是在每道工序中仅仅对工件上很少的几个表面进行加工，整个工艺过程由数量比较多件上很少的几个表面进行加工，整个工艺过程由数量比较多的简单工序组成。的简单工序组成。工序分散的特点工序分散的特点:工序数目多，设备数量多，相应地增加了操作工人人数和生工序数目多，设备数量多，相应地增加了操作工人人数和生产面积产面积;可以选用最有利的切削用量可以选用最有利的切削用量;机床、刀具、夹具等结构简单，调整方便机床、刀具、夹具等结构简单，调整方便;生产准备工作量小，改变生产对象容易，生产适应性好。生产准备工作量小，改变生产对象容易，生产适应性好。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则工序集中和分散各有其特点，必须根据生产类型、工厂的设工序集中和分散各有其特点，必须根据生产类型、工厂的设备条件、零件的结构特点和技术要求等具体生产条件确定。备条件、零件的结构特点和技术要求等具体生产条件确定。在大批量生产中，趋向于采用高效机床、专用机床及自动生在大批量生产中，趋向于采用高效机床、专用机床及自动生产线等设备按工序集中原则组织工艺过程，但也可采用彻底产线等设备按工序集中原则组织工艺过程，但也可采用彻底的工序分散原则组织工艺过程，例如，轴承制造厂加工轴承的工序分散原则组织工艺过程，例如，轴承制造厂加工轴承外圈、内圈等，就是按工序分散原则组织工艺过程的。在成外圈、内圈等，就是按工序分散原则组织工艺过程的。在成批生产中，既可按工序分散原则组织工艺过程，也可采用多批生产中，既可按工序分散原则组织工艺过程，也可采用多刀半自动车床或转塔车床等高效通用机床按工序集中原则组刀半自动车床或转塔车床等高效通用机床按工序集中原则组织工艺过程。在单件小批生产中，宜采用通用机床按工序集织工艺过程。在单件小批生产中，宜采用通用机床按工序集中原则组织工艺过程。在现代制造中，由于数控机床等先进中原则组织工艺过程。在现代制造中，由于数控机床等先进制造技术的使用，工艺过程的安排趋向于工序集中。制造技术的使用，工艺过程的安排趋向于工序集中。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则5.加工顺序的安排加工顺序的安排(1)机械加工工序的安排机械加工工序的安排 机械加工工序的安排应遵循以下几机械加工工序的安排应遵循以下几个原则个原则:先基面后其他选作精基准的表面加工应优先安排，以便为先基面后其他选作精基准的表面加工应优先安排，以便为后续工序的加工提供精基准。后续工序的加工提供精基准。先粗后精整个零件的加工顺序，应是粗加工工序在前，相先粗后精整个零件的加工顺序，应是粗加工工序在前，相继为半精加工、精加工及光整加工工序。继为半精加工、精加工及光整加工工序。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则先主后次先加工零件主要工作表面及装配基准面，然后加先主后次先加工零件主要工作表面及装配基准面，然后加工次要表面。由于次要表面的加工工作量比较小，而且它们工次要表面。由于次要表面的加工工作量比较小，而且它们往往与主要表面有位置精度的要求，因此一般都放在最后的往往与主要表面有位置精度的要求，因此一般都放在最后的精加工或光整加工之前进行。当次要表面的加工劳动量很大精加工或光整加工之前进行。当次要表面的加工劳动量很大时，为了减少由于加工主要表面产生废品造成工时损失，主时，为了减少由于加工主要表面产生废品造成工时损失，主要表面的精加工工序也可安排在次要表面加工之前进行。要表面的精加工工序也可安排在次要表面加工之前进行。先面后孔对于箱体、支架等类型零件，平面的轮廓尺寸较先面后孔对于箱体、支架等类型零件，平面的轮廓尺寸较大，用它定位比较稳定，因此应选平面作精基准，先加工平大，用它定位比较稳定，因此应选平面作精基准，先加工平面，然后以平面定位加工孔，有利于保证孔的加工精度。面，然后以平面定位加工孔，有利于保证孔的加工精度。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)热处理工序的安排模具零件经常采用的热处理工艺有退火、热处理工序的安排模具零件经常采用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、渗氮等。按照热处正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、渗氮等。按照热处理的目的不同，一般将上述热处理工艺分为预备热处理和最理的目的不同，一般将上述热处理工艺分为预备热处理和最终热处理两大类。终热处理两大类。预备热处理预备热处理包括退火、正火、时效和调质处理预备热处理预备热处理包括退火、正火、时效和调质处理等，其目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理作等，其目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理作好组织准备。一般多安排在粗加工前后。好组织准备。一般多安排在粗加工前后。退火和正火是为了改善切削加工性能和消除毛坯的内应力，退火和正火是为了改善切削加工性能和消除毛坯的内应力，常安排在毛坯制造之后粗加工之前进行。调质处理即淬火后常安排在毛坯制造之后粗加工之前进行。调质处理即淬火后的高温回火，能获得均匀细致的组织，为以后表面淬火和渗的高温回火，能获得均匀细致的组织，为以后表面淬火和渗氮作组织准备，所以调质处理可作为预备热处理，常置于粗氮作组织准备，所以调质处理可作为预备热处理，常置于粗加工之后进行。加工之后进行。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，最好安排在粗加工之后进行。对于加工精度要求不高的工件最好安排在粗加工之后进行。对于加工精度要求不高的工件可放在粗加工之前进行。对于机床床身、立柱等结构比较复可放在粗加工之前进行。对于机床床身、立柱等结构比较复杂的铸件，在粗加工前后都要进行人工时效杂的铸件，在粗加工前后都要进行人工时效(或自然时效或自然时效)处处理，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形。除铸件外，理，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形。除铸件外，对一些刚性差的精密零件对一些刚性差的精密零件(如精密丝杠如精密丝杠)，为消除加工中产生，为消除加工中产生的内应力，稳定零件的加工精度，在粗加工、半精加工和精的内应力，稳定零件的加工精度，在粗加工、半精加工和精加工之间可安排多次时效处理。加工之间可安排多次时效处理。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则渗碳淬火常用于处理低碳钢和低碳合金钢，目的是使零件表渗碳淬火常用于处理低碳钢和低碳合金钢，目的是使零件表层增加含碳量，淬火后使表层硬度增加，而芯部仍保持其较层增加含碳量，淬火后使表层硬度增加，而芯部仍保持其较高的韧性，渗碳淬火有局部渗碳淬火及整体渗碳淬火之分，高的韧性，渗碳淬火有局部渗碳淬火及整体渗碳淬火之分，整体渗碳淬火时，有时需先将有关部位整体渗碳淬火时，有时需先将有关部位(如淬火后需钻孔的部如淬火后需钻孔的部位等位等)进行防渗保护，以便淬火后加工进行防渗保护，以便淬火后加工;或将有关部位的加工或将有关部位的加工放在渗碳淬火之前进行。放在渗碳淬火之前进行。渗氮、液体碳氮共渗等热处理工序，可根据零件的加工要求渗氮、液体碳氮共渗等热处理工序，可根据零件的加工要求安排在粗、精磨削之间或在精磨之后进行，用于装饰及防锈安排在粗、精磨削之间或在精磨之后进行，用于装饰及防锈表面的电镀、发蓝处理等工序，一般都安排在机械加工完毕表面的电镀、发蓝处理等工序，一般都安排在机械加工完毕后进行。后进行。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(3)辅助工序的安排辅助工序种类很多，包括工件的检验、去辅助工序的安排辅助工序种类很多，包括工件的检验、去毛刺、平衡及清洗工序等，其中检验工序对保证产品质量有毛刺、平衡及清洗工序等，其中检验工序对保证产品质量有极为重要的作用，需在下列场合安排检验工序极为重要的作用，需在下列场合安排检验工序:粗加工全部结束之后，精加工之前粗加工全部结束之后，精加工之前;工件从一个车间转到另一工件从一个车间转到另一个车间时个车间时;重要工序加工前后重要工序加工前后;零件全部加工结束后。零件全部加工结束后。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则除了一般性的尺寸检查除了一般性的尺寸检查(包括形位误差检查包括形位误差检查)和表面粗糙度检和表面粗糙度检查之外，还有其他检查，如查之外，还有其他检查，如X射线检查、超声波探伤检查等用射线检查、超声波探伤检查等用于检查工件的内部质量，一般都安排在工艺过程的开始进行，于检查工件的内部质量，一般都安排在工艺过程的开始进行，荧光检查和磁力探伤主要用于检查工件表面质量，通常安排荧光检查和磁力探伤主要用于检查工件表面质量，通常安排在精加工阶段进行。在精加工阶段进行。其他辅助工序也不应该忽视，例如当零件表层或内腔的毛刺其他辅助工序也不应该忽视，例如当零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响很大时，在切削加工之后，应安排去毛对机器装配质量影响很大时，在切削加工之后，应安排去毛刺工序。零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。零刺工序。零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。零件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、琦磨等光整加工工序件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、琦磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在零件表面上，也应安排清洗工序。之后，微小磨粒易附着在零件表面上，也应安排清洗工序。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则三、加工余量、工序尺寸及公差的确定三、加工余量、工序尺寸及公差的确定1.加工余量的确定加工余量的确定在机械加工中，必须合理地确定加工余量，这对于提高产品在机械加工中，必须合理地确定加工余量，这对于提高产品质量和降低生产成本都有十分重要的意义。加工余量过大，质量和降低生产成本都有十分重要的意义。加工余量过大，不但浪费材料，而且增加了切削工时，增大刀具和机床的磨不但浪费材料，而且增加了切削工时，增大刀具和机床的磨损，从而降低了生产率，增加了产品的成本损，从而降低了生产率，增加了产品的成本;加工余量过小，加工余量过小，会使零件表面加工困难，容易造成废品，从而增加产品的成会使零件表面加工困难，容易造成废品，从而增加产品的成本。本。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(1)加工余量的概念为了保证零件的质量，在加工过程中，需加工余量的概念为了保证零件的质量，在加工过程中，需要从加工表面切除的金属层厚度，称为加工余量，一般用字要从加工表面切除的金属层厚度，称为加工余量，一般用字母母z表示。表示。加工余量某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总加加工余量某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总加工余量，工余量，图图2-12所示为轴和孔的总加工余量的分布情况。所示为轴和孔的总加工余量的分布情况。工序余量相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。它是工序余量相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。它是被加工表面在一道工序切除的金属层厚度。工序余量有单边被加工表面在一道工序切除的金属层厚度。工序余量有单边余量和双边余量之分。余量和双边余量之分。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则单边余量单边余量在平面上，加工余量为非对称在平面上，加工余量为非对称的单边余量，的单边余量，如图如图2-13所示。所示。对于外表面对于外表面:对于内表面对于内表面:式中式中Z本道工序的工序余量本道工序的工序余量;la上道工序的基本尺寸上道工序的基本尺寸;lb本道工序的基本尺寸。本道工序的基本尺寸。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则双边余量双边余量在回转表面在回转表面(外圆与内孔外圆与内孔)上，加工余量为对称的双边余量，上，加工余量为对称的双边余量，如图如图2-14所示。所示。对于外圆表面对于外圆表面:对于内圆表面对于内圆表面:式中式中2Z本道工序的工序余量本道工序的工序余量; da上道工序的基本尺寸上道工序的基本尺寸; db本道工序的基本尺寸。本道工序的基本尺寸。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)基本加工余量、最大加工余量、最小加工余量基本加工余量、最大加工余量、最小加工余量 由于工序由于工序尺寸有偏差，各工序中实际切除的余量大小也变化的，因此，尺寸有偏差，各工序中实际切除的余量大小也变化的，因此，工序余量又分为基本加工余量工序余量又分为基本加工余量(简称余量简称余量)、最大加工余量、最大加工余量Zmax和最小加工余量和最小加工余量Zmin基本加工余量等于前后工序基本尺寸之差基本加工余量等于前后工序基本尺寸之差;最大加工余量等于最大加工余量等于上道工序最大工序尺寸和本道工序最小工序尺寸之差上道工序最大工序尺寸和本道工序最小工序尺寸之差;最小加最小加工余量等于上道工序最小工序尺寸和本道工序最大工序尺寸工余量等于上道工序最小工序尺寸和本道工序最大工序尺寸之差之差;工序加工余量的变化范围称为加工余量的公差，其值等工序加工余量的变化范围称为加工余量的公差，其值等于上道工序和本道工序的工序尺寸公差之和。具体计算公式于上道工序和本道工序的工序尺寸公差之和。具体计算公式为为上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则基本加工余量基本加工余量:最大加工余量最大加工余量:最小加工余量最小加工余量:加工余量的公差加工余量的公差:式中式中a上道工序的基本尺寸上道工序的基本尺寸; b本道工序的基本尺寸本道工序的基本尺寸; amax ，amin上道工序的最大工序尺寸和本道工序最小工上道工序的最大工序尺寸和本道工序最小工序尺寸序尺寸; bmax,bmin本道工序的最大工序尺寸和本道工序最小工序本道工序的最大工序尺寸和本道工序最小工序尺寸尺寸; Ta上道工序的工序尺寸公差上道工序的工序尺寸公差; Tb本道工序的工序尺寸公差。本道工序的工序尺寸公差。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则工序尺寸公差一般按工序尺寸公差一般按“入体原则入体原则”标注。对被包容尺寸标注。对被包容尺寸(轴径，轴径，实体的长、宽、高实体的长、宽、高)，上偏差为，上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸，其最大尺寸就是基本尺寸;对包容尺寸对包容尺寸(孔径、槽宽孔径、槽宽)，下偏差为，下偏差为0，其最小尺寸就是基本，其最小尺寸就是基本尺寸。而孔距和毛坯尺寸的公差按双向对称偏差的形式标注。尺寸。而孔距和毛坯尺寸的公差按双向对称偏差的形式标注。(3)影响加工余量的因素确定合理工序余量的基本要求是影响加工余量的因素确定合理工序余量的基本要求是:各各道工序所留下的最小加工余量能够保证被加工表面在上道工道工序所留下的最小加工余量能够保证被加工表面在上道工序中所产生的各种误差和表面缺陷被相邻的后续工序去除，序中所产生的各种误差和表面缺陷被相邻的后续工序去除，使加工质量逐步提高。影响最小加工余量的主要因素如下。使加工质量逐步提高。影响最小加工余量的主要因素如下。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则上道工序后的表面粗糙度和表面缺陷层深度表面粗糙度和上道工序后的表面粗糙度和表面缺陷层深度表面粗糙度和表面缺陷层是指铸件的冷硬层、气孔类渣层，锻件和热处理表面缺陷层是指铸件的冷硬层、气孔类渣层，锻件和热处理的氧化皮、脱碳层、表面裂纹或其他破坏层，切削加工后的的氧化皮、脱碳层、表面裂纹或其他破坏层，切削加工后的残余应力层等，残余应力层等，如图如图2-15所示。它们的大小与加工方法有关。所示。它们的大小与加工方法有关。各种加工方法的表面粗糙度和表面缺陷层深度的数值可以查各种加工方法的表面粗糙度和表面缺陷层深度的数值可以查阅工艺手册确定。在本道工序加工时应去除这部分厚度。阅工艺手册确定。在本道工序加工时应去除这部分厚度。上道工序的尺寸公差上道工序的尺寸公差Ta 上道工序结束后，表面存在尺寸误上道工序结束后，表面存在尺寸误差和一些几何形状误差如锥度、椭圆度、平面度等，差和一些几何形状误差如锥度、椭圆度、平面度等，如图如图2-16所示。这些误差的总和一般不超过上道工序的尺寸公差所示。这些误差的总和一般不超过上道工序的尺寸公差Ta , Ta的数值可根据选用的加工方法所能达到的经济精度，查的数值可根据选用的加工方法所能达到的经济精度，查阅工艺手册确定。阅工艺手册确定。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则上道工序各表面之间相互位置的空间误差上道工序各表面之间相互位置的空间误差Pa。这些误差包。这些误差包括轴线的直线度、轴线与表面的垂直度、外圆与内孔的同轴括轴线的直线度、轴线与表面的垂直度、外圆与内孔的同轴度、平面的平面度等。度、平面的平面度等。图图2-17所示的轴，由于上道工序有直所示的轴，由于上道工序有直线度误差线度误差，本道工序的加工余量必须增加，本道工序的加工余量必须增加2 才能保证该轴才能保证该轴在加工后无弯曲。在加工后无弯曲。 Pa的数值与上道工序的加工方法和零件的的数值与上道工序的加工方法和零件的结构有关，可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种结构有关，可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种以上的空间误差时，可用向量和进行合成。以上的空间误差时，可用向量和进行合成。本道工序加工时的安装误差本道工序加工时的安装误差b 它除了包括定位误差和夹紧它除了包括定位误差和夹紧误差外，还包括夹具本身的制造误差，其大小为三者的向量误差外，还包括夹具本身的制造误差，其大小为三者的向量和。和。图图2-18所示为用三爪卡盘夹紧零件外圆来磨削内孔时，所示为用三爪卡盘夹紧零件外圆来磨削内孔时，由于三爪卡盘定位不准确，使零件中心和机床主轴回转中心由于三爪卡盘定位不准确，使零件中心和机床主轴回转中心偏移了一个偏移了一个e值，为了加工出内孔就需要使磨削余量增大值，为了加工出内孔就需要使磨削余量增大2e值。值。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(4)确定加工余量的方法确定加工余量的方法分析计算法这种方法以一定的实验数据资料和计算公式为分析计算法这种方法以一定的实验数据资料和计算公式为依据，对影响加工余量的诸因素进行逐项的分析计算以确定依据，对影响加工余量的诸因素进行逐项的分析计算以确定加工余量的大小。这种方法比较科学，但需要积累准确、可加工余量的大小。这种方法比较科学，但需要积累准确、可靠的数据，且计算过程较复杂，所以目前很少应用，仅在贵靠的数据，且计算过程较复杂，所以目前很少应用，仅在贵重材料及某些大批量生产中采用。重材料及某些大批量生产中采用。经验估计法这种方法是依靠经验采用类比法估算确定加工经验估计法这种方法是依靠经验采用类比法估算确定加工余量的大小。但是在实际使用中，为了防止余量不够而出现余量的大小。但是在实际使用中，为了防止余量不够而出现废品，余量选择都偏大，所以这种方法一般用于单件小批量废品，余量选择都偏大，所以这种方法一般用于单件小批量生产。生产。查表修正法这种方法是以有关工艺手册和资料所推荐的加查表修正法这种方法是以有关工艺手册和资料所推荐的加工余量为基础，结合实际加工情况进行修正以确定加工余量工余量为基础，结合实际加工情况进行修正以确定加工余量的大小。这种方法比较实用，应用最广。的大小。这种方法比较实用，应用最广。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则2.工序尺寸及公差的确定工序尺寸及公差的确定工序尺寸及其公差的确定除了与加工余量的大小有关之外，工序尺寸及其公差的确定除了与加工余量的大小有关之外，还与工序基准的选择有密切关系。下面只介绍加工过程中工还与工序基准的选择有密切关系。下面只介绍加工过程中工序基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定方法。序基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定方法。(1)工序尺寸的确定当工序基准与设计基准重合时，被加工表工序尺寸的确定当工序基准与设计基准重合时，被加工表面最终工序的尺寸及公差一般可以直接按零件图样规定的尺面最终工序的尺寸及公差一般可以直接按零件图样规定的尺寸和公差确定。中间各道工序的尺寸则按零件图样规定的尺寸和公差确定。中间各道工序的尺寸则按零件图样规定的尺寸依次加上寸依次加上(对于外表面对于外表面)或减去或减去(对于内表面对于内表面)各道工序的加各道工序的加工余量求得。计算的顺序是由后向前推算，直到毛坯尺寸。工余量求得。计算的顺序是由后向前推算，直到毛坯尺寸。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则图图2-19所示为加工外表面时各道工序尺寸之间的关系，其中所示为加工外表面时各道工序尺寸之间的关系，其中D，为最终工序尺寸。由图示关系可知，对于外表面，本道工，为最终工序尺寸。由图示关系可知，对于外表面，本道工序的工序尺寸加上本道工序的加工余量，即为上道工序的工序的工序尺寸加上本道工序的加工余量，即为上道工序的工序尺寸。计算方法如下序尺寸。计算方法如下: D2=D1+Z1; D3=Dz+Z2=D1+Z1+Z2; D4=D3+Z3=D1+Z1+Z2+Z3; D5=D4+Z4=D1+Z1+Z2+Z3+Z4。确定工序尺寸时，应注意内、外表面的区别和单面余量与双确定工序尺寸时，应注意内、外表面的区别和单面余量与双面余量的区分。面余量的区分。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则(2)工序尺寸公差的确定工序尺寸公差主要根据加工方法、加工序尺寸公差的确定工序尺寸公差主要根据加工方法、加工精度和经济性确定。一般均按该工序加工方法的经济加工工精度和经济性确定。一般均按该工序加工方法的经济加工精度选定精度选定(可以从机械加工手册中查得可以从机械加工手册中查得)。当工序基准与设计基准重合时，最终工序的公差一般就是零当工序基准与设计基准重合时，最终工序的公差一般就是零件图样规定的尺寸公差。毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或件图样规定的尺寸公差。毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根据所选型材的品种规格确定。根据所选型材的品种规格确定。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则四、机床与工艺装备的选择四、机床与工艺装备的选择正确选择工艺装备与机床在制订机械加工工艺规程中，对保正确选择工艺装备与机床在制订机械加工工艺规程中，对保证零件的加工质量和提高生产率有着直接的影响。如何选择证零件的加工质量和提高生产率有着直接的影响。如何选择合适的机床与工艺装备，注意以下内容。合适的机床与工艺装备，注意以下内容。1.刀具的选择刀具的选择刀具的选择主要取决于所确定的加工方法、零件材料，所要刀具的选择主要取决于所确定的加工方法、零件材料，所要求的加工精度、生产率和经济性、机床类型等。一般应尽量求的加工精度、生产率和经济性、机床类型等。一般应尽量采用标准刀具，必要时也可以采用各种高生产率的复合刀具采用标准刀具，必要时也可以采用各种高生产率的复合刀具和专用刀具。和专用刀具。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则2.夹具的选择夹具的选择在大批量生产的情况下，应广泛使用专用夹具。单件小批量在大批量生产的情况下，应广泛使用专用夹具。单件小批量生产中应尽量选用通用夹具，如各种卡盘、平口钳、回转台生产中应尽量选用通用夹具，如各种卡盘、平口钳、回转台等。非标准件的模具零件大都属于单件小批量生产，但对于等。非标准件的模具零件大都属于单件小批量生产，但对于某些结构复杂、精度很高的模具零件，也应使用专用夹具，某些结构复杂、精度很高的模具零件，也应使用专用夹具，以保证其技术要求。以保证其技术要求。3.量具的选择量具的选择量具的选择主要根据检验要求的准确度和生产类型来决定。量具的选择主要根据检验要求的准确度和生产类型来决定。单件小批量生产中应尽量选用通用夹具，如游标卡尺、百分单件小批量生产中应尽量选用通用夹具，如游标卡尺、百分表等表等;大批量生产中应采用极限量规和量仪等。量具的精度必大批量生产中应采用极限量规和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。须与加工精度相适应。上一页 下一页返回第二节第二节 模具制造工艺规程制定的实模具制造工艺规程制定的实施细则施细则4.机床的选择机床的选择选用机床时应注意以下几点选用机床时应注意以下几点:机床的精度应与所加工零件要求机床的精度应与所加工零件要求的精度相适应的精度相适应;机床的主要规格尺寸应与所加工零件的尺寸大机床的主要规格尺寸应与所加工零件的尺寸大小相适应小相适应;机床的生产率应与所加工零件的生产类型相适应，机床的生产率应与所加工零件的生产类型相适应，单件小批量生产时选择通用机床，大批量生产时选择高生产单件小批量生产时选择通用机床，大批量生产时选择高生产率的专用机床率的专用机床;选择机床应结合现有的实际情况，例如现有机选择机床应结合现有的实际情况，例如现有机床的类型、规格、实际精度、负荷情况以及机床的分布排列床的类型、规格、实际精度、负荷情况以及机床的分布排列情况等。情况等。上一页返回第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺制定模具零件机械加工工艺规程举例规程举例一、凸模零件工艺性分析一、凸模零件工艺性分析如图如图2-20所示冷挤压凸模零件。冷挤压凸模在工作时，凸模所示冷挤压凸模零件。冷挤压凸模在工作时，凸模承受很大的压力，而凹模承受很大的张力，其单位压力甚至承受很大的压力，而凹模承受很大的张力，其单位压力甚至可达到制件毛坯强度极限的可达到制件毛坯强度极限的46倍。倍。由于挤压时金属在型腔内流动，使凸模和凹模的工作面都要由于挤压时金属在型腔内流动，使凸模和凹模的工作面都要承受剧烈的摩擦。这种摩擦及金属被挤压导致材料的剧烈变承受剧烈的摩擦。这种摩擦及金属被挤压导致材料的剧烈变形均会产生热量，模具表面的瞬时温度甚至可达形均会产生热量，模具表面的瞬时温度甚至可达200-300 ，因此要求冷挤压凸模在长期工作时不得出现折断和弯曲，因此要求冷挤压凸模在长期工作时不得出现折断和弯曲疲劳断裂，凸模零件表面还要有较高的耐磨性。疲劳断裂，凸模零件表面还要有较高的耐磨性。下一页返回第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺制定模具零件机械加工工艺规程举例规程举例凸模材料采用凸模材料采用Cr12MoV，热处理硬度，热处理硬度6062HRC , Cr12MoV材料具有高耐磨性、淬透性、高热稳定性、高的抗压强度，材料具有高耐磨性、淬透性、高热稳定性、高的抗压强度，缺点是原型材的共晶碳化物偏析严重，可通过充分的缺点是原型材的共晶碳化物偏析严重，可通过充分的“改锻改锻”才能发挥材料的性能。才能发挥材料的性能。零件的形状为细长杆件，为增强零件的刚度，在工作段之后零件的形状为细长杆件，为增强零件的刚度，在工作段之后的轴段直径逐渐加大，且各轴段连接处均采用圆弧过渡，为的轴段直径逐渐加大，且各轴段连接处均采用圆弧过渡，为增强凸模的承力面，固定端采用锥形。模具工作表面比较短，增强凸模的承力面，固定端采用锥形。模具工作表面比较短，可减小被挤压材料与凸模的摩擦，同时要求凸模工作表面粗可减小被挤压材料与凸模的摩擦，同时要求凸模工作表面粗糙度值较小。糙度值较小。零件毛坯采用锻件，通过零件毛坯采用锻件，通过“改锻改锻”来改善原材料中共晶碳化来改善原材料中共晶碳化物偏析和网状碳化物状态，采用物偏析和网状碳化物状态，采用“多向徽拔法多向徽拔法”以充分发挥以充分发挥材料的性能，并且在锻造之后进行碳化物偏析检验和晶粒度材料的性能，并且在锻造之后进行碳化物偏析检验和晶粒度检查。检查。上一页 下一页返回第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺制定模具零件机械加工工艺规程举例规程举例为了便于加工和测量，在大端增加工艺尾柄，各轴段外表面为了便于加工和测量，在大端增加工艺尾柄，各轴段外表面尽量在一次装夹中或用同一基准装夹进行加工，尽可能避免尽量在一次装夹中或用同一基准装夹进行加工，尽可能避免基准的转换，以保证工作端和固定端的位置精度要求。各主基准的转换，以保证工作端和固定端的位置精度要求。各主要表面在热处理后进行精密磨削加工和抛光以达到表面粗糙要表面在热处理后进行精密磨削加工和抛光以达到表面粗糙度数值。在各阶段加工中，各过渡部分需要圆弧过渡，并且度数值。在各阶段加工中，各过渡部分需要圆弧过渡，并且不留粗加工刀痕和磨削裂纹以保证凸模工作寿命。不留粗加工刀痕和磨削裂纹以保证凸模工作寿命。所以，解决凸模的刚度、强度、耐疲劳性和高寿命是冷挤压所以，解决凸模的刚度、强度、耐疲劳性和高寿命是冷挤压凸模工艺分析的重点。凸模工艺分析的重点。上一页 下一页返回第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺制定模具零件机械加工工艺规程举例规程举例二、工艺方案二、工艺方案一般挤压凸模的工艺方案为一般挤压凸模的工艺方案为:备料备料-锻造锻造-等温退火等温退火-车、铣车、铣-淬淬火及回火火及回火-磨削磨削-检验检验-工具磨切夹头及顶台工具磨切夹头及顶台-时效时效-研磨及抛光。研磨及抛光。挤压凸模的工艺流程比较简单，但各工序必须要有严格的详挤压凸模的工艺流程比较简单，但各工序必须要有严格的详细的施工说明，以保证挤压模具的质量要求。如锻造时应根细的施工说明，以保证挤压模具的质量要求。如锻造时应根据不同材料和要求制订及执行预热据不同材料和要求制订及执行预热-加热加热-始锻始锻-终锻的温度、终锻的温度、时间以及徽拔次数等技术规范时间以及徽拔次数等技术规范;经锻压后的锻件还需放入干燥经锻压后的锻件还需放入干燥的石灰粉中冷却，以防冷却速度过快。冷挤压凸模材料主要的石灰粉中冷却，以防冷却速度过快。冷挤压凸模材料主要是含碳量较高的共析钢和过共析钢。所以锻造后常采用等温是含碳量较高的共析钢和过共析钢。所以锻造后常采用等温球化退火，其目的是降低硬度、改善加工性能、细化组织、球化退火，其目的是降低硬度、改善加工性能、细化组织、减少工件变形和开裂，并为最终热处理打好基础。等温球化减少工件变形和开裂，并为最终热处理打好基础。等温球化退火比完全退火周期更短、效率更高。退火比完全退火周期更短、效率更高。上一页 下一页返回第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺制定模具零件机械加工工艺规程举例规程举例由于凸模前端面是工作表面，需保持其完整性，故在车加工由于凸模前端面是工作表面，需保持其完整性，故在车加工时应留顶台并在顶台处加工中心孔。中心孔是后续工序的定时应留顶台并在顶台处加工中心孔。中心孔是后续工序的定位基准，凸模成品检验合格后方能切掉顶台并对前端面进行位基准，凸模成品检验合格后方能切掉顶台并对前端面进行磨削加工。最后检验全长尺寸和外观形状。磨削加工。最后检验全长尺寸和外观形状。在粗车时对尾部带有夹具锥体的凸模，由于后续工序需要进在粗车时对尾部带有夹具锥体的凸模，由于后续工序需要进行铣削和外圆磨削等，在其尾端应留出装夹部位，即所谓留行铣削和外圆磨削等，在其尾端应留出装夹部位，即所谓留夹头并打中心孔，夹头也应在成检后切掉并对端面进行磨削。夹头并打中心孔，夹头也应在成检后切掉并对端面进行磨削。最终热处理多采用高温盐浴炉进行加热后在油介质中进行淬最终热处理多采用高温盐浴炉进行加热后在油介质中进行淬火，可使防止脱碳和氧化的效果更好。火，可使防止脱碳和氧化的效果更好。上一页 下一页返回第三节第三节 制定模具零件机械加工工艺制定模具零件机械加工工艺规程举例规程举例在精磨中要针对凸模材质选择适宜的砂轮，磨削过程中要合在精磨中要针对凸模材质选择适宜的砂轮，磨削过程中要合理选择切削用量，并进行充分冷却，对砂轮要及时修整以保理选择切削用量，并进行充分冷却，对砂轮要及时修整以保持其锋利。否则会使模具表面形成磨削应力，产生裂纹、烧持其锋利。否则会使模具表面形成磨削应力，产生裂纹、烧伤、退火、脆裂及早期失效等现象。故模具磨削后应在伤、退火、脆裂及早期失效等现象。故模具磨削后应在260315低温下进行除应力处理。凸模工序草图低温下进行除应力处理。凸模工序草图如图如图2-21所示。所示。为提高模具寿命，提高研磨抛光质量非常重要，其工作表面为提高模具寿命，提高研磨抛光质量非常重要，其工作表面不应有刀痕、磨痕，研磨抛光方向应与模具受力方向平行，不应有刀痕、磨痕，研磨抛光方向应与模具受力方向平行，方形、六角形或其他异形凸模尖角处应圆滑过渡，防止应力方形、六角形或其他异形凸模尖角处应圆滑过渡，防止应力集中。集中。凸模零件加工工艺过程见凸模零件加工工艺过程见表表2-10上一页返回小锦囊小锦囊 如何利用本行业内的各种手册如何利用本行业内的各种手册?由于模具行业标准化的趋势越来越明显，因此学会利用本行由于模具行业标准化的趋势越来越明显，因此学会利用本行业内的各种手册变得非常重要。这些手册内包含着专业领域业内的各种手册变得非常重要。这些手册内包含着专业领域的基础知识、行业内的各种标准、常用的各种数据及常用方的基础知识、行业内的各种标准、常用的各种数据及常用方法等。具有综合性、系统性、全面性、权威性、实用性等特法等。具有综合性、系统性、全面性、权威性、实用性等特点。学会利用这些手册会大大促进我们的设计、制造工作，点。学会利用这些手册会大大促进我们的设计、制造工作，且能使我们避免技术性错误。作为一个设计制造人员，这些且能使我们避免技术性错误。作为一个设计制造人员，这些手册都是必备之物。手册都是必备之物。 下面推荐几本手册，供大家参考。下面推荐几本手册，供大家参考。 模具技术实用手册，张能武，李树军主编，安徽科学模具技术实用手册，张能武，李树军主编，安徽科学技术出版社技术出版社; 机械实用手册，获原芳彦机械实用手册，获原芳彦(日日)著，赵文珍译，科学出著，赵文珍译，科学出版社版社; 机械加工技师综合手册，陈宏钧主编，机械工业出版机械加工技师综合手册，陈宏钧主编，机械工业出版社社; 机械设计通用手册，张展主编，机械工业出版社。机械设计通用手册，张展主编，机械工业出版社。返回每章一练每章一练1.模具零件加工工艺过程由哪几个元素组成模具零件加工工艺过程由哪几个元素组成?2.简述制订工艺规程的步骤。简述制订工艺规程的步骤。3.选择毛坯应综合考虑哪些因素选择毛坯应综合考虑哪些因素?4.粗基准和精基准的选择遵循哪些原则粗基准和精基准的选择遵循哪些原则?5.对比工序的集中与分散的利与弊。对比工序的集中与分散的利与弊。6.简述加工余量、基本加工余量、最大加工余量、最小加工余简述加工余量、基本加工余量、最大加工余量、最小加工余量的概念。量的概念。7.工序余量如何计算工序余量如何计算?返回图图2-1 阶梯轴阶梯轴 返回表表2-1 阶梯轴工艺过程阶梯轴工艺过程（加工数量少时）（加工数量少时） 返回表表2-2 阶梯轴工艺过程阶梯轴工艺过程（加工数量大时）（加工数量大时） 返回 图图2-2 多工位加工多工位加工 返回 图图2-3 钻钻4个相同孔的工步个相同孔的工步返回图图2-4 复合工步复合工步 返回表表2-3 零件结构的工艺性分析举例零件结构的工艺性分析举例 返回表表2-4 铸件加工余量铸件加工余量 返回（mm）表表2-5 圆形锻件加工余量圆形锻件加工余量 返回（mm）表表2-6 矩形锻件加工余量矩形锻件加工余量 返回（mm）图图2-5 设计基准设计基准 返回图图2-6 光体零件加工的粗基准选择光体零件加工的粗基准选择返回图图2-7 床身加工的粗基准选择床身加工的粗基准选择返回图图2-8 阶梯轴加工的粗基准选择阶梯轴加工的粗基准选择返回图图2-9 小轴加工的粗基准选择小轴加工的粗基准选择返回图图2-10 基准重合原则举例基准重合原则举例返回图图2-11 自为基准原则举例自为基准原则举例返回表表2-7 外圆表面加工方案外圆表面加工方案返回表表2-8 内孔加工方案内孔加工方案返回表表2-9 平面加工方案平面加工方案返回图图2-12 加工余量和加工尺寸分布图加工余量和加工尺寸分布图 返回（a）轴；（）轴；（b）孔）孔图图2-13 单边余量单边余量返回图图2-14 双边余量双边余量返回图图2-15 表面粗糙度值和表面缺陷层表面粗糙度值和表面缺陷层深度值深度值 返回 图图2-16 上道工序留下来的形状误差上道工序留下来的形状误差返回图图2-17 轴弯曲对加工余量的影响轴弯曲对加工余量的影响返回图图2-18 三爪卡盘定位不准对加工余三爪卡盘定位不准对加工余量的影响量的影响 返回 图图2-19 工序尺寸之间的关系工序尺寸之间的关系 返回 图图2-20 冷挤压凸模冷挤压凸模 返回 图图2-21 凸模工序草图凸模工序草图返回 表表2-10 凸模零件加工工艺过程凸模零件加工工艺过程返回第三章第三章 模具零件的机加工模具零件的机加工第一节第一节 模具零件制造的划线工序模具零件制造的划线工序第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工第三章第三章 模具零件的机加工模具零件的机加工本章概述本章概述模具零件的加工，主要包括对零件的外形表面、成型表面以模具零件的加工，主要包括对零件的外形表面、成型表面以及其他工作面的加工。模具零件的外形表面一般采用切削效及其他工作面的加工。模具零件的外形表面一般采用切削效率较高的金属切削机床进行机加工，如车床、刨床、铣床、率较高的金属切削机床进行机加工，如车床、刨床、铣床、磨床等。将材料加工成模具的方法，主要有机械加工、特种磨床等。将材料加工成模具的方法，主要有机械加工、特种加工、塑性加工和铸造等。随着科学技术的发展，采用特种加工、塑性加工和铸造等。随着科学技术的发展，采用特种加工方法加工模具成型表面所占的比重逐渐加大，但是目前加工方法加工模具成型表面所占的比重逐渐加大，但是目前用金属切削机床加工模具成型表面仍是主要的方法。本章主用金属切削机床加工模具成型表面仍是主要的方法。本章主要介绍用金属切削机床加工模具零件基本外形表面的机械加要介绍用金属切削机床加工模具零件基本外形表面的机械加工方法。工方法。下一页返回第三章第三章 模具零件的机加工模具零件的机加工教学目标教学目标1.了解模具零件制造的划线工序。了解模具零件制造的划线工序。2.熟练掌握车削、磨削、铣削、刨削加工的特点及应用。熟练掌握车削、磨削、铣削、刨削加工的特点及应用。3.了解各种机床的结构、特点、工作原理及刀具的夹装方法。了解各种机床的结构、特点、工作原理及刀具的夹装方法。4.掌握孔的各种加工方法。掌握孔的各种加工方法。5.了解成型磨削加工工艺。了解成型磨削加工工艺。下一页返回第一节第一节 模具零件制造的划线工序模具零件制造的划线工序划线工序是零件成型加工前的重要工序。零件经外形加工后，划线工序是零件成型加工前的重要工序。零件经外形加工后，以某些面为准，在待加工部位划出所有需加工部位的尺寸及以某些面为准，在待加工部位划出所有需加工部位的尺寸及中心位置线，作为后面工序加工时定位、找正、加工和测量中心位置线，作为后面工序加工时定位、找正、加工和测量的参考依据，但最后的尺寸精度仍需要通过加工来保证。划的参考依据，但最后的尺寸精度仍需要通过加工来保证。划线工序一般由钳工操作。线工序一般由钳工操作。划线的方法有以下几种划线的方法有以下几种:1.普通划线法普通划线法利用常规划线工具进行划线，其精度一般为利用常规划线工具进行划线，其精度一般为0. 10. 2mm2.样板划线法样板划线法常用于多型腔及复杂形状的划线，利用线切割机床或样板铣常用于多型腔及复杂形状的划线，利用线切割机床或样板铣床加工出样板，然后以某一基准在模块上按样板划线。床加工出样板，然后以某一基准在模块上按样板划线。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件制造的划线工序模具零件制造的划线工序3.精密划线法精密划线法一般利用高精度机床及附件进行划线，主要方法为一般利用高精度机床及附件进行划线，主要方法为:利用铣床的工作台及回转工作台的坐标移动及圆周运动进行利用铣床的工作台及回转工作台的坐标移动及圆周运动进行划线，并利用块规、千分表及量棒等工具来检测工作台及回划线，并利用块规、千分表及量棒等工具来检测工作台及回转台的位移精度，划线精度可达转台的位移精度，划线精度可达0. 05 mm ;利用数控铣床或数显铣床划线，划线精度可达利用数控铣床或数显铣床划线，划线精度可达0. 01 mm ;利用坐标镗床划线，划线精度可达利用坐标镗床划线，划线精度可达0. 005 0. 0l mm ;利用样板铣床划线，精度可达微米级。利用样板铣床划线，精度可达微米级。精密划线的加工线可以直接作为加工及测量的基准。精密划线的加工线可以直接作为加工及测量的基准。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件制造的划线工序模具零件制造的划线工序4.打样冲孔打样冲孔为防止加工时磨掉划出的加工线，需沿划出的加工线全长及为防止加工时磨掉划出的加工线，需沿划出的加工线全长及在中心位置的交点上打样冲孔，样冲孔的深度应该保证精加在中心位置的交点上打样冲孔，样冲孔的深度应该保证精加工后不会残留痕迹，中心位置交点处的样冲孔必须准确地打工后不会残留痕迹，中心位置交点处的样冲孔必须准确地打在交点的中心位置，要求精度较高时应在机床上用中心钻定在交点的中心位置，要求精度较高时应在机床上用中心钻定中心位置，或利用坐标镗床定孔的中心位置。中心位置，或利用坐标镗床定孔的中心位置。上一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工外圆柱面在模具零件中经常存在，例如导柱、导套、顶杆、外圆柱面在模具零件中经常存在，例如导柱、导套、顶杆、型芯等。加工外圆柱面时，首先要保证外圆柱面的尺寸精度型芯等。加工外圆柱面时，首先要保证外圆柱面的尺寸精度要求，还要满足各相关表面的同轴度、垂直度要求。外圆柱要求，还要满足各相关表面的同轴度、垂直度要求。外圆柱面的加工一般是在车床上进行粗加工和半精加工，然后在外面的加工一般是在车床上进行粗加工和半精加工，然后在外圆磨床上进行精加工。精度要求更高的外圆柱面，还需经过圆磨床上进行精加工。精度要求更高的外圆柱面，还需经过研磨。研磨。下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工一、车削加工一、车削加工车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成型面等，所用刀具主要是锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成型面等，所用刀具主要是车刀。车削加工精度一般为车刀。车削加工精度一般为IT8IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为6. 311. 6m。精车时，加工精度可达。精车时，加工精度可达IT6IT5，粗糙度可达，粗糙度可达0. 40. 1m上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工1.车床和车刀车床和车刀车床有很多种，比如卧式车床、立式车床、六角车床、转塔车床、车床有很多种，比如卧式车床、立式车床、六角车床、转塔车床、多刀半自动车床、数控车床等。其中卧式车床的通用性较好，应用多刀半自动车床、数控车床等。其中卧式车床的通用性较好，应用最为广泛。最为广泛。图图3-1所示为常用卧式车床的外形图。所示为常用卧式车床的外形图。外圆车刀主要有直头车刀、弯头车刀、外圆车刀主要有直头车刀、弯头车刀、90偏刀等，偏刀等，如图如图3-2所示。所示。2.零件在车床上的装夹方法零件在车床上的装夹方法(1)卡盘装夹卡盘分为三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，卡盘装夹卡盘分为三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，如图如图3-3所所示。三爪自定心卡盘的三只卡爪能同步沿径向移动，对零件夹紧或示。三爪自定心卡盘的三只卡爪能同步沿径向移动，对零件夹紧或松开，并能实现自动定心，装夹方便而迅速。它的夹紧力较小，适松开，并能实现自动定心，装夹方便而迅速。它的夹紧力较小，适于装夹中小型圆柱形、正三边形和正六边形零件。于装夹中小型圆柱形、正三边形和正六边形零件。上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工四爪单动卡盘的四只卡爪能逐个单独沿径向移动，它的夹紧四爪单动卡盘的四只卡爪能逐个单独沿径向移动，它的夹紧力较大，但校正零件位置较麻烦、费时，适于装夹在单件、力较大，但校正零件位置较麻烦、费时，适于装夹在单件、小批量生产中的非圆柱形零件。小批量生产中的非圆柱形零件。(2)顶尖装夹对于较长的轴类零件的装夹，特别是在多工序加顶尖装夹对于较长的轴类零件的装夹，特别是在多工序加工中，重复定位精度要求较高的场合，一般采用两顶尖装夹，工中，重复定位精度要求较高的场合，一般采用两顶尖装夹，如图如图3-4所示，前顶尖插入主轴锥孔，后顶尖插入尾座套筒锥所示，前顶尖插入主轴锥孔，后顶尖插入尾座套筒锥孔，零件由安装在主轴上的拨盘通过鸡心夹头带动旋转。这孔，零件由安装在主轴上的拨盘通过鸡心夹头带动旋转。这种装夹方法由于顶尖工作部位细小，支承面积较小，装夹不种装夹方法由于顶尖工作部位细小，支承面积较小，装夹不够牢靠，所以加工时不宜采用大的切削用量。够牢靠，所以加工时不宜采用大的切削用量。上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工在粗加工时，为了提高生产率，常采用大的切削用量，切削在粗加工时，为了提高生产率，常采用大的切削用量，切削力很大，而此时对零件的位置精度要求不高，这时常采用主力很大，而此时对零件的位置精度要求不高，这时常采用主轴端用卡盘、尾座端用顶尖的轴端用卡盘、尾座端用顶尖的“一夹一顶一夹一顶”的装夹方法，的装夹方法，如如图图3-5所示。所示。(3)心轴装夹对于内、外圆同轴度和端面对轴线垂直度要求较心轴装夹对于内、外圆同轴度和端面对轴线垂直度要求较高的套类零件，如导套等，可采用心轴装夹，高的套类零件，如导套等，可采用心轴装夹，如图如图3 -6所示，所示，先精加工内孔，再以内孔定位将零件安装在心轴上，然后把先精加工内孔，再以内孔定位将零件安装在心轴上，然后把心轴安装在前后顶尖之间。采用这种方法装夹时，零件内孔心轴安装在前后顶尖之间。采用这种方法装夹时，零件内孔精加工的尺寸精度越高，则加工后外圆与内孔之间的位置精精加工的尺寸精度越高，则加工后外圆与内孔之间的位置精度就越高。度就越高。(4)中心架、跟刀架辅助支承在加工特别细长的轴类零件时，中心架、跟刀架辅助支承在加工特别细长的轴类零件时，为了增加零件的刚度，防止零件在加工中弯曲变形，常使用为了增加零件的刚度，防止零件在加工中弯曲变形，常使用中心架或跟刀架作为辅助支承。中心架和跟刀架的使用中心架或跟刀架作为辅助支承。中心架和跟刀架的使用如图如图3-7所示所示。上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工二、磨削加工二、磨削加工磨削是在磨床上用砂轮作为切削刀具对工件进行切削加工的磨削是在磨床上用砂轮作为切削刀具对工件进行切削加工的方法。方法。该方法的特点是该方法的特点是:由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性，因此磨削能加由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性，因此磨削能加工硬度很高的材料，如淬硬的钢、硬质合金等工硬度很高的材料，如淬硬的钢、硬质合金等;磨削速度很高，磨床刚度好磨削速度很高，磨床刚度好;采用液压传动，因此磨削能经济采用液压传动，因此磨削能经济地获得高的加工精度和小的表面粗糙度地获得高的加工精度和小的表面粗糙度;由于剧烈的摩擦，而使磨削区温度很高由于剧烈的摩擦，而使磨削区温度很高;磨削时的径向力很大。磨削时的径向力很大。上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工金属磨削的实质是工件被磨削的金属表层，在无数磨粒瞬间金属磨削的实质是工件被磨削的金属表层，在无数磨粒瞬间的挤压、摩擦作用下生产变形，而后转为磨屑，并形成光洁的挤压、摩擦作用下生产变形，而后转为磨屑，并形成光洁表层的过程。金属磨削过程可分为三个阶段，砂轮表层的磨表层的过程。金属磨削过程可分为三个阶段，砂轮表层的磨粒与工件材料接触，为弹性变形成为第一阶段，磨粒继续切粒与工件材料接触，为弹性变形成为第一阶段，磨粒继续切入工件，工件材料进入塑性变形的第二阶段，材料晶粒发生入工件，工件材料进入塑性变形的第二阶段，材料晶粒发生滑移。使塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，滑移。使塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，被磨削层材料产生挤裂，即进入第三阶段，最后被切离。被磨削层材料产生挤裂，即进入第三阶段，最后被切离。外圆柱面的磨削是在外圆磨床上用砂轮对零件进行加工，其外圆柱面的磨削是在外圆磨床上用砂轮对零件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。磨削精度可达主运动是砂轮的旋转。磨削精度可达IT6IT4，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达1. 250. 01m，甚至可达，甚至可达0. 10. 008m上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工图图3-8所示为常用万能外圆磨床的外形图。磨外圆时零件常用所示为常用万能外圆磨床的外形图。磨外圆时零件常用的装夹方法有的装夹方法有:两顶尖装夹、三爪自定心卡盘装夹和四爪单动两顶尖装夹、三爪自定心卡盘装夹和四爪单动卡盘装夹。两顶尖装夹零件的方法卡盘装夹。两顶尖装夹零件的方法如图如图3 -9所示。由于磨床所所示。由于磨床所用的前、后顶尖都是固定不动的，尾座顶尖又是依靠弹簧顶用的前、后顶尖都是固定不动的，尾座顶尖又是依靠弹簧顶紧零件，使零件和顶尖始终保持适当的松紧程度，可以避免紧零件，使零件和顶尖始终保持适当的松紧程度，可以避免磨削因顶尖摆动而影响零件的加工精度。所以，两顶尖装夹磨削因顶尖摆动而影响零件的加工精度。所以，两顶尖装夹零件的方法使用方便，定位精度高，应用最为普遍。零件的方法使用方便，定位精度高，应用最为普遍。上一页 下一页返回第二节第二节 零件外圆柱面的机加工零件外圆柱面的机加工在外圆磨床上磨外圆的方法有纵向磨削法和横向磨削法。纵向在外圆磨床上磨外圆的方法有纵向磨削法和横向磨削法。纵向磨削法磨削法如图如图3-10(a)所示，砂轮高速回转做主运动，零件低速回所示，砂轮高速回转做主运动，零件低速回转作圆周进给运动，工作台作纵向往复进给运动，实现对零件转作圆周进给运动，工作台作纵向往复进给运动，实现对零件整个外圆表面的磨削。每当一次纵向往复行程终了，砂轮做周整个外圆表面的磨削。每当一次纵向往复行程终了，砂轮做周期性的横向进给运动，直到达到所需的磨削深度。纵向磨削法期性的横向进给运动，直到达到所需的磨削深度。纵向磨削法的磨削质量高，在生产中应用广泛，但生产率较低。的磨削质量高，在生产中应用广泛，但生产率较低。横向磨削法横向磨削法如图如图3-10(b)所示，磨削时由于砂轮厚度大于零件被所示，磨削时由于砂轮厚度大于零件被磨削外圆的长度，零件无纵向进给运动，砂轮高速回转做主运磨削外圆的长度，零件无纵向进给运动，砂轮高速回转做主运动，同时砂轮以很慢的速度连续或间断地向零件横向进给切入动，同时砂轮以很慢的速度连续或间断地向零件横向进给切入磨削，直到磨去全部余量。横向磨削法的生产率较高，但加工磨削，直到磨去全部余量。横向磨削法的生产率较高，但加工精度低，一般只适用于磨削长度较短的外圆表面以及不能用纵精度低，一般只适用于磨削长度较短的外圆表面以及不能用纵向进给的场合，如磨削有阶台的轴颈。向进给的场合，如磨削有阶台的轴颈。上一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工平面作为模具零件上最多的一种表面形式，虽然结构很简单，平面作为模具零件上最多的一种表面形式，虽然结构很简单，但是由于常常用做基准面或零件相互之间的连接面，所以在但是由于常常用做基准面或零件相互之间的连接面，所以在加工平面的过程中，要求较高。除了要保证平面的尺寸精度加工平面的过程中，要求较高。除了要保证平面的尺寸精度和平面度以外，还要保证各相关平面的平行度、垂直度要求。和平面度以外，还要保证各相关平面的平行度、垂直度要求。平面的加工一般是采用牛头刨床、龙门刨床和铣床进行刨削平面的加工一般是采用牛头刨床、龙门刨床和铣床进行刨削和铣削加工，去除毛坯上的大部分加工余量，然后再通过平和铣削加工，去除毛坯上的大部分加工余量，然后再通过平面磨削进行精加工，以达到设计要求。面磨削进行精加工，以达到设计要求。下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工一、铣削加工一、铣削加工在机械制造工业中，铣削加工是最常用的加工方法之一。铣在机械制造工业中，铣削加工是最常用的加工方法之一。铣削的加工精度一般可达削的加工精度一般可达IT8IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为6. 31. 6m。铣削加工的加工范围比较广泛，主要用来加工平面。铣削加工的加工范围比较广泛，主要用来加工平面(按按加工时工件所处的位置分为水平面，垂直面，斜面加工时工件所处的位置分为水平面，垂直面，斜面)，台阶面，台阶面，沟槽沟槽(键槽，燕尾槽，键槽，燕尾槽，T形槽等形槽等)，也可进行钻孔、铰孔、镗孔，也可进行钻孔、铰孔、镗孔等。常用的铣床有卧式铣床、立式铣床、工具铣床和龙门铣等。常用的铣床有卧式铣床、立式铣床、工具铣床和龙门铣床。中小型平面一般采用铣床铣削加工。床。中小型平面一般采用铣床铣削加工。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工1.铣床和铣刀铣床和铣刀铣床的种类主要有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床的种类主要有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床及各种专门铣床等。铣床、工具铣床及各种专门铣床等。图图3-11所示为常用万能所示为常用万能卧式升降台铣床的外形图。卧式升降台铣床的外形图。铣刀是一种多刃回转刀具，铣削时同时参加切削的切削刃较铣刀是一种多刃回转刀具，铣削时同时参加切削的切削刃较长，且无空行程，铣削速度也较高，所以生产率较高。加工长，且无空行程，铣削速度也较高，所以生产率较高。加工平面的铣刀包括圆柱形铣刀、端铣刀平面的铣刀包括圆柱形铣刀、端铣刀;加工沟槽用的铣刀包括加工沟槽用的铣刀包括三面刃铣刀、锯片铣刀、立铣刀、波形刃立铣刀、键槽铣刀三面刃铣刀、锯片铣刀、立铣刀、波形刃立铣刀、键槽铣刀;加工成型面用的铣刀包括成型铣刀、模具铣刀等。下面只介加工成型面用的铣刀包括成型铣刀、模具铣刀等。下面只介绍加工平面的铣刀。绍加工平面的铣刀。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(1)圆柱形铣刀圆柱形铣刀如图如图3-12(a),(b)所示，一般用于加工较窄的平所示，一般用于加工较窄的平面，分为粗齿和细齿两种，分别用于粗加工和精加工。面，分为粗齿和细齿两种，分别用于粗加工和精加工。(2)端铣刀分为整体式、镶齿式和可转位式端铣刀分为整体式、镶齿式和可转位式3种，种，如图如图3-12(c)所示，用于粗、精铣各种平面。所示，用于粗、精铣各种平面。平面铣削可以采用圆柱形铣刀对零件进行周铣或者采用端铣平面铣削可以采用圆柱形铣刀对零件进行周铣或者采用端铣刀对零件进行端铣，刀对零件进行端铣，如图如图3-13所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工2.常用铣刀安装过程常用铣刀安装过程常用的带孔铣刀如圆柱铣刀、端铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀、常用的带孔铣刀如圆柱铣刀、端铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀、成型铣刀等的安装过程如下成型铣刀等的安装过程如下:根据刀具的宽度和安装位置选择固定环根据刀具的宽度和安装位置选择固定环;将铣刀、固定环的内孔及两端面擦拭干净，避免因污物而影将铣刀、固定环的内孔及两端面擦拭干净，避免因污物而影响安装精度响安装精度;用扳手将拉杆螺打松开，将吊架取下，并将刀杆擦拭干净用扳手将拉杆螺打松开，将吊架取下，并将刀杆擦拭干净;根据铣刀的位置，将一定数量的固定环套在刀杆上，然后将根据铣刀的位置，将一定数量的固定环套在刀杆上，然后将铣刀套上，最后套上一定数量的固定环铣刀套上，最后套上一定数量的固定环;用螺母紧固后，安装吊架，收紧拉杆使刀杆锥面和锥孔紧密用螺母紧固后，安装吊架，收紧拉杆使刀杆锥面和锥孔紧密配合。配合。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工3.铣削方式铣削方式根据铣削时主运动速度方向与零件进给方向的相同或相反，根据铣削时主运动速度方向与零件进给方向的相同或相反，铣削分为顺铣和逆铣。铣削分为顺铣和逆铣。(1)顺铣铣刀的旋转方向和零件的进给方向相同的铣削方式称顺铣铣刀的旋转方向和零件的进给方向相同的铣削方式称为顺铣，为顺铣，如图如图3-14(a)所示。顺铣时，铣削力的水平分力与零所示。顺铣时，铣削力的水平分力与零件的进给方向相同，零件台进给丝杠与固定螺母之间一般有件的进给方向相同，零件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起零件和工作台一起向前窜动，间隙存在，因此切削力容易引起零件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬皮的零件时，顺铣时刀齿首先接触零件硬皮，加剧了铣刀硬皮的零件时，顺铣时刀齿首先接触零件硬皮，加剧了铣刀的磨损。但是顺铣时，铣刀切入零件是从切削厚处切到薄处，的磨损。但是顺铣时，铣刀切入零件是从切削厚处切到薄处，因此铣刀后刀面与零件已加工表面的挤压、摩擦小，零件加因此铣刀后刀面与零件已加工表面的挤压、摩擦小，零件加工表面质量较高。工表面质量较高。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(2)逆铣铣刀的旋转方向和零件的进给方向相反的铣削方式称逆铣铣刀的旋转方向和零件的进给方向相反的铣削方式称为逆铣，为逆铣，如图如图3-14(b)所示。逆铣可以避免顺铣时发生的窜动所示。逆铣可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速经历一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损，并使零件已加工表面受到冷挤压、摩擦作用，了刀具的磨损，并使零件已加工表面受到冷挤压、摩擦作用，影响零件已加工表面的质量。同时，逆铣时，铣削力的垂直影响零件已加工表面的质量。同时，逆铣时，铣削力的垂直分力将零件上抬，易引起振动。分力将零件上抬，易引起振动。一般而言，在铣床上进行圆周铣削时，一般采用逆铣。只有一般而言，在铣床上进行圆周铣削时，一般采用逆铣。只有当把丝杠的轴向间隙调整到很小，或者当水平分力小于工作当把丝杠的轴向间隙调整到很小，或者当水平分力小于工作台导轨间的摩擦力时，才选用顺铣。台导轨间的摩擦力时，才选用顺铣。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工4.铣平面方法铣平面方法平面的铣削加工在卧式和立式铣床上都可以实现。铣平面的平面的铣削加工在卧式和立式铣床上都可以实现。铣平面的步骤如下步骤如下:选择和安装铣刀，铣平面多选用螺旋齿高速钢铣刀，铣刀的选择和安装铣刀，铣平面多选用螺旋齿高速钢铣刀，铣刀的宽度应大于工件宽度。根据铣刀内径选择适当的长刀杆，把宽度应大于工件宽度。根据铣刀内径选择适当的长刀杆，把铣刀安装好铣刀安装好;对被加工面的加工尺寸进行测量对被加工面的加工尺寸进行测量;安装工件，安装工件的方法有安装工件，安装工件的方法有:普通平口虎钳和台面直接安装，普通平口虎钳和台面直接安装，铣削圆柱体上的平面时，还可用铣削圆柱体上的平面时，还可用V形铁安装形铁安装;上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工启动机床，使铣刀对准并刚刚接触工件表面，记下这时的刻启动机床，使铣刀对准并刚刚接触工件表面，记下这时的刻度值，然后退出工件，调整工作台至合理的切削深度度值，然后退出工件，调整工作台至合理的切削深度;调整工作台纵向自动停止档铁，把工作台前面调整工作台纵向自动停止档铁，把工作台前面T形槽内的两块形槽内的两块档铁固定在与工作行程起止相应的位置，可实现工作台自动档铁固定在与工作行程起止相应的位置，可实现工作台自动停止进给停止进给;开始铣削。开始铣削。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工二、刨削加工二、刨削加工在刨床上利用做直线往复运动的刨刀加工工件的过程称为刨在刨床上利用做直线往复运动的刨刀加工工件的过程称为刨削。刨削加工主要用来加工各种平面、直线形削。刨削加工主要用来加工各种平面、直线形(母线为直线母线为直线)沟槽和直线形成型面等。在实际生产中，一般用于毛坯加工、沟槽和直线形成型面等。在实际生产中，一般用于毛坯加工、单件小批生产、修配等。单件小批生产、修配等。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工1.刨削加工的优缺点刨削加工的优缺点刨削加工的优点有刨削加工的优点有:刨削的通用性好，生产准备容易刨削的通用性好，生产准备容易;刨床结构简单，操作方便，有时一人可开几台刨床刨床结构简单，操作方便，有时一人可开几台刨床;刨刀与车刀基本相同，制造和刃磨简单刨刀与车刀基本相同，制造和刃磨简单;刨削的生产成本较低，尤其对窄而长的工件或大型工件的毛刨削的生产成本较低，尤其对窄而长的工件或大型工件的毛坯或半成品可采用多刀、多件加工，有较高的经济效益。坯或半成品可采用多刀、多件加工，有较高的经济效益。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工刨削加工的缺点有刨削加工的缺点有:生产效率低，由于刨刀在切入和切出时会产生冲击和振动，生产效率低，由于刨刀在切入和切出时会产生冲击和振动，并需要缓冲惯性，另外，刨削为单刀单刃断续切削，回程不并需要缓冲惯性，另外，刨削为单刀单刃断续切削，回程不切削且前后有空行程，因此，刨削速度低，生产效率也低切削且前后有空行程，因此，刨削速度低，生产效率也低;加工质量不高，刨削加工工件的尺寸精度一般为加工质量不高，刨削加工工件的尺寸精度一般为IT10IT8，表面粗糙度值表面粗糙度值Ra一般为一般为6. 3 1. 6m，直线度一般为，直线度一般为0. 040. 12mm/m，因此刨削加工一般用于毛坯、半成品、质量要求，因此刨削加工一般用于毛坯、半成品、质量要求不高及形状较简单零件的加工。不高及形状较简单零件的加工。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工2.刨床和刨刀刨床和刨刀刨床主要分为牛头刨床和龙门刨床。牛头刨床外形刨床主要分为牛头刨床和龙门刨床。牛头刨床外形如图如图3-15所示。刨削加工中，中、小型平面多采用牛头刨床刨削加工所示。刨削加工中，中、小型平面多采用牛头刨床刨削加工;大型平面多采用龙门刨床刨削加工。大型平面多采用龙门刨床刨削加工。在刨床上可以加工各种平面在刨床上可以加工各种平面(水平面、垂直面和斜面水平面、垂直面和斜面)，也可，也可以加工各种沟槽以加工各种沟槽(直槽直槽,T形槽、燕尾槽形槽、燕尾槽,V形槽等形槽等)，如图如图3-16所示。所示。刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。刨削比铣削平稳，其加工精度度不可能太高，生产率较低。刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达一般可达IT9IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为12.53.2m。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工刨刀属于单刃刀具，其几何形状与车刀大致相同。由于刨刀刨刀属于单刃刀具，其几何形状与车刀大致相同。由于刨刀在切入零件时受到较大的冲击力，所以刀杆的截面积一般比在切入零件时受到较大的冲击力，所以刀杆的截面积一般比较大。刨刀有直杆和弯颈两种形式，较大。刨刀有直杆和弯颈两种形式，如图如图3-17所示。采用弯所示。采用弯颈刨刀，可以避免刨削时产生颈刨刀，可以避免刨削时产生“扎刀扎刀”现象现象(即刨刀在受到较即刨刀在受到较大的切削力弯曲时，刀尖不能从加工面上提起来大的切削力弯曲时，刀尖不能从加工面上提起来)。3.包明刀和零件的装夹包明刀和零件的装夹刨刀的装夹刨刀的装夹如图如图3-18所示。装夹位置要正，刀头伸出长度应所示。装夹位置要正，刀头伸出长度应尽可能短，夹紧要牢固。尽可能短，夹紧要牢固。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工较小的零件可用固定在工作台上的平口虎钳装夹，较小的零件可用固定在工作台上的平口虎钳装夹，如图如图3-19所示。平口虎钳在工作台上的位置应正确，必要时应用百分所示。平口虎钳在工作台上的位置应正确，必要时应用百分表找正。装夹零件时应注意零件高出钳口或伸出钳口两端不表找正。装夹零件时应注意零件高出钳口或伸出钳口两端不宜太多，以保证夹紧可靠。宜太多，以保证夹紧可靠。较大的零件可置于工作台上，用压板、螺栓、挡块等直接装较大的零件可置于工作台上，用压板、螺栓、挡块等直接装夹，夹，如图如图3-20所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工三、平面磨削加工三、平面磨削加工1.平面磨床平面磨床平面磨削是在平面磨床上进行的。平面磨床按其砂轮轴线的平面磨削是在平面磨床上进行的。平面磨床按其砂轮轴线的位置和工作台的结构特点，可分为卧轴矩台平面磨床、卧轴位置和工作台的结构特点，可分为卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床等几圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床等几种类型，如图种类型，如图3-21所示。其中卧轴矩台平面磨床应用最广。所示。其中卧轴矩台平面磨床应用最广。平面磨削的加工精度一般可达平面磨削的加工精度一般可达IT6IT5，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为0. 40. 2m。平面磨削加工余量的选择见。平面磨削加工余量的选择见表表3-1(单位单位:mm。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工2.平面磨削方式平面磨削方式根据磨削时砂轮工作面的不同，平面磨削可分为周磨法和端根据磨削时砂轮工作面的不同，平面磨削可分为周磨法和端磨法。磨法。(1)周磨法周磨法周磨法周磨法如图如图3-21(a),(c)所示。砂轮的工作面是圆周所示。砂轮的工作面是圆周表面，磨削时砂轮与工件接触面积小，发热小、散热快、排表面，磨削时砂轮与工件接触面积小，发热小、散热快、排屑与冷却条件好，因此可获得较高的加工精度和表面质量，屑与冷却条件好，因此可获得较高的加工精度和表面质量，通常适用于加工精度要求较高的零件。但由于平磨采用间断通常适用于加工精度要求较高的零件。但由于平磨采用间断的横向进给，因而生产率较低。的横向进给，因而生产率较低。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(2)端磨法端磨法端磨法端磨法如图如图3 -21(b),(d)所示。它是用砂轮的端面磨所示。它是用砂轮的端面磨削零件平面。磨削时磨头轴伸出长度短，刚性好，磨头又主削零件平面。磨削时磨头轴伸出长度短，刚性好，磨头又主要承受轴向力，弯曲变形小，因此可采用较大的磨削用量。要承受轴向力，弯曲变形小，因此可采用较大的磨削用量。砂轮与工件接触面积大，同时参加磨削的磨粒多，故生产率砂轮与工件接触面积大，同时参加磨削的磨粒多，故生产率高，但散热和冷却条件差，且砂轮端面沿径向各点圆周速度高，但散热和冷却条件差，且砂轮端面沿径向各点圆周速度不等而产生磨损不均匀，故磨削精度较低。一般适用于大批不等而产生磨损不均匀，故磨削精度较低。一般适用于大批生产中精度要求不太高的零件表面加工，或直接对毛坯进行生产中精度要求不太高的零件表面加工，或直接对毛坯进行粗磨。为减小砂轮与工件接触面积，将砂轮端面修成内锥面粗磨。为减小砂轮与工件接触面积，将砂轮端面修成内锥面形，或使磨头倾斜一个微小的角度，这样可改善散热条件，形，或使磨头倾斜一个微小的角度，这样可改善散热条件，提高加工效率，磨出的平面中间略成凹形，但由于倾斜角度提高加工效率，磨出的平面中间略成凹形，但由于倾斜角度很小，下凹量极微。很小，下凹量极微。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工四、孔的加工四、孔的加工模具零件中孔的加工占整个模具零件加工的很大比重。按照模具零件中孔的加工占整个模具零件加工的很大比重。按照形状分，模具零件中孔的种类有圆形、方形、多边形及不规形状分，模具零件中孔的种类有圆形、方形、多边形及不规则形状的异形孔。异形孔的加工大多采用电火花、电火花线则形状的异形孔。异形孔的加工大多采用电火花、电火花线切割等特种加工方法来加工，本小节仅讨论圆形孔的加工方切割等特种加工方法来加工，本小节仅讨论圆形孔的加工方法。内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、法。内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工1.一般孔的机加工一般孔的机加工(1)钻孔用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。钻孔属粗加钻孔用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为工，可达到的尺寸公差等级为IT13IT11，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra5012. 5m。一般用做要求不高的孔。一般用做要求不高的孔(如螺栓通过孔、润滑如螺栓通过孔、润滑油通道孔等油通道孔等)的加工或高精度孔的预加工。钻床分为台式钻床、的加工或高精度孔的预加工。钻床分为台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。台式钻床是小型钻床，立式钻床和摇臂钻床。台式钻床是小型钻床，如图如图3-22所示，所示，它结构简单，常安装在台桌上，只能手动进给，用来加工直它结构简单，常安装在台桌上，只能手动进给，用来加工直径小于径小于12 mm的孔。立式钻床的孔。立式钻床如图如图3-23所示，适用于中、小所示，适用于中、小型零件的单件、小批量生产。摇臂钻床型零件的单件、小批量生产。摇臂钻床如图如图3-24所示，适用所示，适用于加工一些大而重的零件上的孔于加工一些大而重的零件上的孔(零件不动，移动主轴零件不动，移动主轴)。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工在钻床上除了进行钻孔以外，还可以进行扩孔、铰孔、惚孔、在钻床上除了进行钻孔以外，还可以进行扩孔、铰孔、惚孔、攻螺纹、刮平面等加工，攻螺纹、刮平面等加工，如图如图3-25所示。所示。麻花钻是钻孔的常用刀具，一般由高速钢制成，其结构分为麻花钻是钻孔的常用刀具，一般由高速钢制成，其结构分为柄部、颈部和工作部分，柄部、颈部和工作部分，如图如图3-26所示。柄部是麻花钻的夹所示。柄部是麻花钻的夹持部分，切削时用来传递转矩。颈部是麻花钻刀体和柄部之持部分，切削时用来传递转矩。颈部是麻花钻刀体和柄部之间的过渡部分，在麻花钻制造的磨削过程中起退刀槽作用。间的过渡部分，在麻花钻制造的磨削过程中起退刀槽作用。工作部分包括切削部分和导向部分，导向部分有两条对称的工作部分包括切削部分和导向部分，导向部分有两条对称的棱边和螺旋槽，其中较窄的棱边起导向和修光孔壁的作用，棱边和螺旋槽，其中较窄的棱边起导向和修光孔壁的作用，较深的螺旋槽用来排屑和输送切削液。切削部分担任主要的较深的螺旋槽用来排屑和输送切削液。切削部分担任主要的切削工作。切削工作。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工由于麻花钻长度较长，钻芯直径小而刚性差，又有横刃的影由于麻花钻长度较长，钻芯直径小而刚性差，又有横刃的影响，故钻孔有以下工艺特点响，故钻孔有以下工艺特点:钻头容易偏斜，由于横刃的影响定心不准，切入时钻头容易钻头容易偏斜，由于横刃的影响定心不准，切入时钻头容易引偏，且钻头的刚性和导向作用较差，切削时钻头容易弯曲引偏，且钻头的刚性和导向作用较差，切削时钻头容易弯曲;孔径容易扩大，钻削时钻头两切削刃径向力不等将引起孔径孔径容易扩大，钻削时钻头两切削刃径向力不等将引起孔径扩大，卧式车床钻孔时的切入引偏也是孔径扩大的重要原因扩大，卧式车床钻孔时的切入引偏也是孔径扩大的重要原因;此外钻头的径向跳动等也是造成孔径扩大的原因此外钻头的径向跳动等也是造成孔径扩大的原因;钻削时轴向力大，这主要是由钻头的横刃引起的。钻削时轴向力大，这主要是由钻头的横刃引起的。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工钻头的装夹根据其柄部的不同而不同。钻头的柄部分为直柄钻头的装夹根据其柄部的不同而不同。钻头的柄部分为直柄和锥柄两种，直柄钻头需用带锥柄的钻夹头夹紧，再将钻夹和锥柄两种，直柄钻头需用带锥柄的钻夹头夹紧，再将钻夹头的锥柄插入钻床主轴的锥孔中。如果钻夹头的锥柄不够大，头的锥柄插入钻床主轴的锥孔中。如果钻夹头的锥柄不够大，可套上过渡用钻套再插入主轴锥孔。对于锥柄钻头如果其锥可套上过渡用钻套再插入主轴锥孔。对于锥柄钻头如果其锥柄规格与主轴锥孔规格相符，则将钻头锥柄直接插入主轴锥柄规格与主轴锥孔规格相符，则将钻头锥柄直接插入主轴锥孔，不相符时也可加用钻套。钻夹头和钻套的外形孔，不相符时也可加用钻套。钻夹头和钻套的外形如图如图3-27所示。所示。对于孔径较小的小型零件，可采用平口钳装夹进行钻削对于孔径较小的小型零件，可采用平口钳装夹进行钻削;对于对于孔径较大的零件，由于钻削时转矩较大，为了保证装夹可靠孔径较大的零件，由于钻削时转矩较大，为了保证装夹可靠和操作安全，可采用压板、和操作安全，可采用压板、V形块、螺栓等装夹，形块、螺栓等装夹，如图如图3-28所所示。示。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(2)扩孔扩孔 扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度。扩孔可达到的尺寸公大孔径并提高精度和降低表面粗糙度。扩孔可达到的尺寸公差等级为差等级为IT11IT10，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为Ra12. 56. 3m,属于孔属于孔的半精加工方法，因此扩孔常用做铰孔、镗孔和磨孔前的预的半精加工方法，因此扩孔常用做铰孔、镗孔和磨孔前的预加工，也可以作为精度要求不高的孔的最终加工。扩孔可采加工，也可以作为精度要求不高的孔的最终加工。扩孔可采用加大的走刀量，加工精度比钻孔高，而且还能纠正被加工用加大的走刀量，加工精度比钻孔高，而且还能纠正被加工孔轴线的歪斜，扩孔钻与麻花钻相似，但有孔轴线的歪斜，扩孔钻与麻花钻相似，但有34个切削刃，其个切削刃，其导向性好，钻芯直径较大，没有横刃，刀体刚度和强度高，导向性好，钻芯直径较大，没有横刃，刀体刚度和强度高，因此切削稳定。由于扩孔时切削深度较小，所以切屑少，因此切削稳定。由于扩孔时切削深度较小，所以切屑少，如如图图3-29所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(3)惚孔惚孔是指用惚钻加工各种埋头螺钉、沉头座、锥孔及惚孔惚孔是指用惚钻加工各种埋头螺钉、沉头座、锥孔及凸台端面等。常用的几种惚钻外形及加工方法凸台端面等。常用的几种惚钻外形及加工方法如图如图3-30所示，所示，其中图其中图3-30(a)所示为惚圆柱形沉头孔，图所示为惚圆柱形沉头孔，图3-30(b),(c)所示为惚所示为惚圆锥形沉头孔圆锥形沉头孔(锥角有锥角有60,90和和120三种三种)，图，图3-30(d)所示为所示为惚孔端面的凸台平面。惚钻上制有定位导柱惚孔端面的凸台平面。惚钻上制有定位导柱d1，用来保证被，用来保证被惚孔或端面与原来孔的同轴度或垂直度要求。惚孔或端面与原来孔的同轴度或垂直度要求。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(4)铰孔铰孔是用铰刀对中小直径的未淬硬孔进行半精加工和铰孔铰孔是用铰刀对中小直径的未淬硬孔进行半精加工和精加工的方法。铰孔的加工余量小，切削厚度薄，加工精度精加工的方法。铰孔的加工余量小，切削厚度薄，加工精度可达可达IT8IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达1. 60. 4m。模具制造中。模具制造中常需要铰孔的有常需要铰孔的有:销钉孔，安装圆形凸模、型芯或顶杆的孔，销钉孔，安装圆形凸模、型芯或顶杆的孔，冲裁模刃口锥孔等。冲裁模刃口锥孔等。铰刀是多刃刀具，有铰刀是多刃刀具，有612条刀齿，条刀齿，如图如图3-31所示。铰刀的工所示。铰刀的工作部分由引导部分作部分由引导部分l1、切削部分、切削部分l3、修光部分、修光部分l2组成。引导部组成。引导部分是铰刀进入孔时的导向部分。切削部分承担主要的切削工分是铰刀进入孔时的导向部分。切削部分承担主要的切削工作，其切削半锥角较小，一般作，其切削半锥角较小，一般B=115，因此铰削时定心好，因此铰削时定心好，切屑薄。修光部分对孔壁起修光作用。切屑薄。修光部分对孔壁起修光作用。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工铰刀分为机用铰刀和手用铰刀两种。机用铰刀用于成批生产，铰刀分为机用铰刀和手用铰刀两种。机用铰刀用于成批生产，装在钻床、车床、铣床、镗床等机床上进行铰孔，有锥柄和装在钻床、车床、铣床、镗床等机床上进行铰孔，有锥柄和直柄两种形式。手用铰刀的切削部分较长，导向作用好，用直柄两种形式。手用铰刀的切削部分较长，导向作用好，用于单件、小批量生产。于单件、小批量生产。铰削有如下的工艺特点铰削有如下的工艺特点:铰孔的精度和表面粗糙度主要不取决于机床的精度，而取决铰孔的精度和表面粗糙度主要不取决于机床的精度，而取决于铰刀的精度、铰刀的安装方式、加工余量、切削用量和切于铰刀的精度、铰刀的安装方式、加工余量、切削用量和切削液等条件削液等条件;上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工铰刀为定径的精加工刀具，铰孔比精镗孔容易保证尺寸精度铰刀为定径的精加工刀具，铰孔比精镗孔容易保证尺寸精度和形状精度，生产率也较高，对于小孔和细长孔更是如此，和形状精度，生产率也较高，对于小孔和细长孔更是如此，但由于铰削余量小，铰刀常为浮动连接，故不能校正原孔的但由于铰削余量小，铰刀常为浮动连接，故不能校正原孔的轴线偏斜，孔与其他表面的位置精度则需由前工序或后工序轴线偏斜，孔与其他表面的位置精度则需由前工序或后工序来保证来保证;铰孔的适应性较差，一定直径的铰刀只能加工一种直径和尺铰孔的适应性较差，一定直径的铰刀只能加工一种直径和尺寸公差等级的孔，如需提高孔径的公差等级，则需对铰刀进寸公差等级的孔，如需提高孔径的公差等级，则需对铰刀进行研磨，铰削的孔径一般小于行研磨，铰削的孔径一般小于80mm，常用的在，常用的在40mm以以下，对于阶梯孔和盲孔则铰削的工艺性较差。下，对于阶梯孔和盲孔则铰削的工艺性较差。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(5)镗孔镗孔 镗孔是常用的孔加工方法之一，是指用镗刀对已钻镗孔是常用的孔加工方法之一，是指用镗刀对已钻出、铸出或锻出的孔做进一步的加工，通常用于加工尺寸较出、铸出或锻出的孔做进一步的加工，通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔，如箱体上的孔。镗孔可分为粗镗、位置精度要求较高的孔，如箱体上的孔。镗孔可分为粗镗、半精镗和精镗。粗镗的尺寸公差等级为半精镗和精镗。粗镗的尺寸公差等级为IT13IT12，表面粗糙，表面粗糙度度Ra为为12. 56. 3m;半精镗的尺寸公差等级为半精镗的尺寸公差等级为IT10IT5，表，表面粗糙度面粗糙度Ra为为6. 33. 2m;精镗的尺寸公差等级为精镗的尺寸公差等级为IT8IT7，表面粗糙度表面粗糙度Ra为为1. 60. 8m。镗床分为立式镗床、卧式镗床。镗床分为立式镗床、卧式镗床和坐标镗床。卧式镗床和坐标镗床。卧式镗床如图如图3-32所示。在镗床上除了镗孔以所示。在镗床上除了镗孔以外，还可以进行钻孔、铰孔，以及用多种刀具进行平面、沟外，还可以进行钻孔、铰孔，以及用多种刀具进行平面、沟槽和螺纹的加工。槽和螺纹的加工。图图3-33所示为卧式镗床上镗削的主要内容。所示为卧式镗床上镗削的主要内容。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工镗刀按照切削刃的数量可以分为单刃镗刀和双刃镗刀。单刃镗刀按照切削刃的数量可以分为单刃镗刀和双刃镗刀。单刃镗刀适用于孔的粗、精加工，但切削效率低，对工人的操作镗刀适用于孔的粗、精加工，但切削效率低，对工人的操作技术要求高。加工小直径孔的镗刀通常作成整体式，加工大技术要求高。加工小直径孔的镗刀通常作成整体式，加工大直径孔的镗刀可做成机夹式。直径孔的镗刀可做成机夹式。图图3-34所示为镗床上使用的机所示为镗床上使用的机夹式单刃镗刀。夹式单刃镗刀。单刃镗刀镗削具有以下特点单刃镗刀镗削具有以下特点:镗削的适应性强，镗削可在钻孔、铸出孔和锻出孔的基础上镗削的适应性强，镗削可在钻孔、铸出孔和锻出孔的基础上进行，可达的尺寸公差等级和表面粗糙度值的范围较广，除进行，可达的尺寸公差等级和表面粗糙度值的范围较广，除直径很小且较深的孔以外，各种直径和各种结构类型的孔几直径很小且较深的孔以外，各种直径和各种结构类型的孔几乎均可镗削乎均可镗削;上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工镗削可有效地校正原孔的位置误差，由于镗杆直径受孔径的镗削可有效地校正原孔的位置误差，由于镗杆直径受孔径的限制，一般其刚性较差，易弯曲和振动，故镗削质量的控制限制，一般其刚性较差，易弯曲和振动，故镗削质量的控制(特别是细长孔特别是细长孔)不如铰削方便不如铰削方便;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，在大批镗削广泛应用于单件小批生产中各类零件的孔加工，在大批量生产中，镗削支架和箱体的轴承孔，需用镗模。量生产中，镗削支架和箱体的轴承孔，需用镗模。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工双刃镗刀的两端都有切削刃，工作时可消除径向力对镗杆的双刃镗刀的两端都有切削刃，工作时可消除径向力对镗杆的影响，零件的孔径尺寸和精度由镗刀径向尺寸保证。双刃镗影响，零件的孔径尺寸和精度由镗刀径向尺寸保证。双刃镗刀多采用浮动连接结构，可以减少镗刀块安装误差及镗杆径刀多采用浮动连接结构，可以减少镗刀块安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差。向跳动所引起的加工误差。(6)内圆磨削模具零件中要求很高的孔内圆磨削模具零件中要求很高的孔(如型孔、导向孔等如型孔、导向孔等)，一般采用内圆磨削进行精加工。内圆磨削可在内圆磨床或万一般采用内圆磨削进行精加工。内圆磨削可在内圆磨床或万能外圆磨床上进行，能外圆磨床上进行，图图3-35所示为在万能外圆磨床上磨削内所示为在万能外圆磨床上磨削内孔的两种方法孔的两种方法:纵向磨削法和横向磨削法，与外圆的磨削方法纵向磨削法和横向磨削法，与外圆的磨削方法相同。相同。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(7)珩磨为了进一步提高孔的表面质量，可以增加珩磨工序。珩磨为了进一步提高孔的表面质量，可以增加珩磨工序。珩磨是使用具有几条油石珩磨是使用具有几条油石(砂条砂条)的珩磨头，对预先磨过或精的珩磨头，对预先磨过或精镗过的孔进行精密加工。珩磨加工示意图镗过的孔进行精密加工。珩磨加工示意图如图如图3-36所示，零所示，零件安装在珩磨机的工作台上固定不动，珩磨头与珩磨机主轴件安装在珩磨机的工作台上固定不动，珩磨头与珩磨机主轴浮动连接，珩磨头插入零件的孔中，并使油石以一定压力与浮动连接，珩磨头插入零件的孔中，并使油石以一定压力与孔壁接触。珩磨头由机床主轴带动旋转，同时沿轴向作往复孔壁接触。珩磨头由机床主轴带动旋转，同时沿轴向作往复运动，使油石从孔壁切除一层极薄的金属，加工余量一般为运动，使油石从孔壁切除一层极薄的金属，加工余量一般为0. 0150. 02mm。珩磨的加工精度可达。珩磨的加工精度可达IT6以上，表面粗糙度以上，表面粗糙度Ra为为0. 630. 04m上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工2.深孔加工深孔加工深孔加工的难点在于刀具细长，刚度差，强度低，易引起刀深孔加工的难点在于刀具细长，刚度差，强度低，易引起刀具偏斜。钻削中冷却润滑液难以进入，散热困难，导致刀具具偏斜。钻削中冷却润滑液难以进入，散热困难，导致刀具耐用性变差。排屑不易，会划伤已加工表面，而且会经常堵耐用性变差。排屑不易，会划伤已加工表面，而且会经常堵塞。深孔的口部常产生直径变大、出现锥形等现象，影响加塞。深孔的口部常产生直径变大、出现锥形等现象，影响加工质量。工质量。模具零件中深孔主要有两类，一类是冷却水道孔和加热器孔，模具零件中深孔主要有两类，一类是冷却水道孔和加热器孔，冷却水道孔的精度要求不高，但不能偏斜冷却水道孔的精度要求不高，但不能偏斜;加热器孔为了保证加热器孔为了保证热传导效率，孔径和表面粗糙度有一定要求，孔径一般比加热传导效率，孔径和表面粗糙度有一定要求，孔径一般比加热棒大热棒大0. 10. 3 mm，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为12. 56. 3m;另一类是另一类是顶杆孔，顶杆孔的要求较高，孔径精度一般为顶杆孔，顶杆孔的要求较高，孔径精度一般为IT8级，并有垂级，并有垂直度和表面粗糙度要求。直度和表面粗糙度要求。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工这些深孔常用的加工方法包括这些深孔常用的加工方法包括:如果孔的深度很大并且精度要求较低，可采用先画线后两面如果孔的深度很大并且精度要求较低，可采用先画线后两面对钻的加工方法对钻的加工方法;中、大型模具的深孔，可在摇臂钻床或专用深孔钻床上完成中、大型模具的深孔，可在摇臂钻床或专用深孔钻床上完成;中、小型模具的深孔，可用加长钻头在立式钻床或摇臂钻床中、小型模具的深孔，可用加长钻头在立式钻床或摇臂钻床上进行，加工时应注意及时排屑并进行冷却，进刀量要小，上进行，加工时应注意及时排屑并进行冷却，进刀量要小，防止孔偏斜防止孔偏斜;对于有一定垂直度要求的深孔，加工时必须采用一定的工艺对于有一定垂直度要求的深孔，加工时必须采用一定的工艺措施予以导向，如采用钻模等措施予以导向，如采用钻模等;对于直径小于对于直径小于20 mm且长径比大于且长径比大于100 : 1的深孔，多采用枪钻的深孔，多采用枪钻加工。加工。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工枪钻的工作部分由高速钢或硬质合金与无缝钢管压制成型的枪钻的工作部分由高速钢或硬质合金与无缝钢管压制成型的钻杆对焊而成。加工时零件旋转，枪钻进给，同时高压切削钻杆对焊而成。加工时零件旋转，枪钻进给，同时高压切削液由钻杆尾部注入，冷却切削后沿钻杆凹槽将切屑冲刷出来。液由钻杆尾部注入，冷却切削后沿钻杆凹槽将切屑冲刷出来。枪钻加工深孔的示意图枪钻加工深孔的示意图如图如图3-37(a)所示。也可以采用枪钻旋所示。也可以采用枪钻旋转，零件进给的加工方式，转，零件进给的加工方式，如图如图3-37(b)所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工3.精密孔加工精密孔加工精密孔对精度要求很高，能达到微米级。因此使用的加工方精密孔对精度要求很高，能达到微米级。因此使用的加工方法也与一般方法不同。当孔精度为微米级时，较小的孔可采法也与一般方法不同。当孔精度为微米级时，较小的孔可采用坐标磨床加工，较大的孔可采用坐标镗床加工。用坐标磨床加工，较大的孔可采用坐标镗床加工。(1)坐标磨床加工坐标磨削是将零件固定在坐标磨床精密的工坐标磨床加工坐标磨削是将零件固定在坐标磨床精密的工作台上，并使工作台移动或转动到坐标位置，在磨头的高速作台上，并使工作台移动或转动到坐标位置，在磨头的高速旋转与插补运动下进行磨削的一种高精度加工方法。立式单旋转与插补运动下进行磨削的一种高精度加工方法。立式单柱坐标磨床的外形柱坐标磨床的外形如图如图3-38所示。它的工作台由一对互相垂所示。它的工作台由一对互相垂直的精密丝杠螺母副驱动，定位精度可达直的精密丝杠螺母副驱动，定位精度可达0. 001 mm，且能数，且能数字显示。字显示。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工在坐标磨床上可以加工直径小于在坐标磨床上可以加工直径小于1mm至直径达至直径达200mm的高精的高精度孔，尤其适合淬火的、高硬度的材料。坐标磨床的加工精度孔，尤其适合淬火的、高硬度的材料。坐标磨床的加工精度可达度可达5gm左右，表面粗糙度左右，表面粗糙度Ra可达可达0. 80. 32m，甚至，甚至0. 2m，孔距精度可达，孔距精度可达0. 0050. 01mm。在坐标磨床上还可以进。在坐标磨床上还可以进行零件的外形以及沉孔、锥孔的磨削加工。孔的位置精度一行零件的外形以及沉孔、锥孔的磨削加工。孔的位置精度一般不超过般不超过0. 060. 08mm.上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工(2)坐标镗床加工坐标镗床是一种高精度孔加工机床，是利用坐标镗床加工坐标镗床是一种高精度孔加工机床，是利用精密的坐标测量装置来确定工作台、主轴的位移距离，以实精密的坐标测量装置来确定工作台、主轴的位移距离，以实现零件和刀具的精确定位。立式双柱坐标镗床的外形现零件和刀具的精确定位。立式双柱坐标镗床的外形如图如图3-39所示。所示。在坐标镗床上还可以进行钻孔和铰孔加工。一般直径大于在坐标镗床上还可以进行钻孔和铰孔加工。一般直径大于20mm的孔应先在其他机床上进行钻孔，小于的孔应先在其他机床上进行钻孔，小于20mm的孔可直的孔可直接在坐标镗床上加工。在坐标镗床加工的孔的尺寸精度可达接在坐标镗床上加工。在坐标镗床加工的孔的尺寸精度可达IT7IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达0. 8m.上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工五、零件的成型磨削加工五、零件的成型磨削加工成型磨削是磨加工中一种比较常见的加工方式，其特点是指成型磨削是磨加工中一种比较常见的加工方式，其特点是指按工件的要求，修整出相应形状的砂轮，工件作直线或圆周按工件的要求，修整出相应形状的砂轮，工件作直线或圆周运动，用切入磨削法完成加工循环运动，用切入磨削法完成加工循环(螺纹磨削除外螺纹磨削除外)，对技术，对技术设备有一定的要求。成型磨削作为对模具零件工作型面精加设备有一定的要求。成型磨削作为对模具零件工作型面精加工的一种方法，主要用于凸模和拼块凹模的精加工，具有高工的一种方法，主要用于凸模和拼块凹模的精加工，具有高精度、高效率的特点，并且磨削精度不受热处理的影响。成精度、高效率的特点，并且磨削精度不受热处理的影响。成型磨削的加工精度可达型磨削的加工精度可达IT5，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达0. 1m。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工成型磨削是指工件成品需依赖研磨将之加工为特定形状，而成型磨削是指工件成品需依赖研磨将之加工为特定形状，而不同于一般的平面、外圆、内径研磨。成型磨削工艺是先将不同于一般的平面、外圆、内径研磨。成型磨削工艺是先将砂轮用洗石笔或直接制造成所需的特定形状，再研磨使工件砂轮用洗石笔或直接制造成所需的特定形状，再研磨使工件成为与砂轮相同的形状，这种磨法也叫成为与砂轮相同的形状，这种磨法也叫“仿型研磨仿型研磨”，最常，最常见的是电子零件冲压模具如端子接头，需将模具零件等距切见的是电子零件冲压模具如端子接头，需将模具零件等距切沟并保持沟底底部锐角，以冲出所需的铜料成品形状。沟并保持沟底底部锐角，以冲出所需的铜料成品形状。成型磨削可以在成型磨床、平面磨床或其他磨床上进行。如成型磨削可以在成型磨床、平面磨床或其他磨床上进行。如图图3-40所示为成型磨床外形图。在成型磨床上磨削时，零件所示为成型磨床外形图。在成型磨床上磨削时，零件装夹在万能夹具上，夹具可以调节在不同位置，因此能加工装夹在万能夹具上，夹具可以调节在不同位置，因此能加工出平面、斜面和圆柱面。如果将万能夹具与成型砂轮配合使出平面、斜面和圆柱面。如果将万能夹具与成型砂轮配合使用，则可加工出复杂的曲面。用，则可加工出复杂的曲面。成型磨削按照加工原理不同可以分为成型砂轮磨削法和夹具成型磨削按照加工原理不同可以分为成型砂轮磨削法和夹具磨削法两种。磨削法两种。上一页 下一页返回第三节第三节 零件表面的机加工零件表面的机加工1.成型砂轮磨削法成型砂轮磨削法成型砂轮磨削法也称为仿形法，成型砂轮磨削法也称为仿形法，如图如图3-41(a)所示，是将砂轮所示，是将砂轮修整成与零件型面完全吻合的相反型面，再用砂轮去磨削零修整成与零件型面完全吻合的相反型面，再用砂轮去磨削零件，达到所需要的尺寸和技术要求。件，达到所需要的尺寸和技术要求。2.夹具磨削法夹具磨削法夹具磨削法也称为范成法，夹具磨削法也称为范成法，如图如图3-41(b)所示，是将零件装夹所示，是将零件装夹在专用夹具上，在进给过程中夹具作一定规律的运动，有规在专用夹具上，在进给过程中夹具作一定规律的运动，有规律地改变零件与砂轮的位置，即可加工出所需零件的形状。律地改变零件与砂轮的位置，即可加工出所需零件的形状。常用的夹具有正弦精密平口钳、正弦磁力台、正弦分中夹具、常用的夹具有正弦精密平口钳、正弦磁力台、正弦分中夹具、万能夹具等。万能夹具等。上一页返回小锦囊小锦囊 高精度磨削加工及先进的工艺方法高精度磨削加工及先进的工艺方法为了适应各类零件的磨削，磨床和砂轮的品种、性能也有了为了适应各类零件的磨削，磨床和砂轮的品种、性能也有了进一步的发展，在基本型的基础上，又生产出精密型、高精进一步的发展，在基本型的基础上，又生产出精密型、高精度型、半自动型及数控型等度型、半自动型及数控型等10个系列，各类磨床的精度适应个系列，各类磨床的精度适应性和专门化程度均有很大提高，如适于模具制造的坐标磨床性和专门化程度均有很大提高，如适于模具制造的坐标磨床具有加工精度高使用寿命长等特点，近具有加工精度高使用寿命长等特点，近20年来，在我国，超年来，在我国，超硬磨料，如人造金刚石，立方氮化硼等，已广泛地应用于各硬磨料，如人造金刚石，立方氮化硼等，已广泛地应用于各种高硬度材料的磨削。种高硬度材料的磨削。下一页返回小锦囊小锦囊要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨一半精磨一要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨一半精磨一精磨一精密磨一超精磨五个阶段。磨削加工一般是属于零件精磨一精密磨一超精磨五个阶段。磨削加工一般是属于零件的后道工序，即零件的精加工。因此，零件的尺寸精度和相的后道工序，即零件的精加工。因此，零件的尺寸精度和相关面的位置精度以及有关表面的形状精度和表面粗糙度，都关面的位置精度以及有关表面的形状精度和表面粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保证，所以必须仔细分析和研究要在磨削中得到最后控制和保证，所以必须仔细分析和研究零件图及技术要求，根据对零件图的分析研究，就可以初步零件图及技术要求，根据对零件图的分析研究，就可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如:尺寸精度尺寸精度IT6级，表示粗糙度级，表示粗糙度Ra0. 80. 1m时一般只需要经过粗磨、精时一般只需要经过粗磨、精磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6IT5表面粗糙度表面粗糙度Ra0. 10. 5m时，一般要经过粗磨、半精磨、精磨、高精度时，一般要经过粗磨、半精磨、精磨、高精度磨削加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外，一般采用通磨削加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外，一般采用通用工艺装备，以降低生产成本取得良好的经济效果，成批大用工艺装备，以降低生产成本取得良好的经济效果，成批大量生产时，可以根据零件的加工精度和技术要求，尽量采用量生产时，可以根据零件的加工精度和技术要求，尽量采用专用夹具、专用量具，以满足高生产率的要求，砂轮的选择专用夹具、专用量具，以满足高生产率的要求，砂轮的选择也应可能按照不同工序的不同要求考虑，磨料，粒度，硬度，也应可能按照不同工序的不同要求考虑，磨料，粒度，硬度，尺寸等不但能保证工件的加工精度，同时对提高生产率也有尺寸等不但能保证工件的加工精度，同时对提高生产率也有利。利。上一页返回每章一练每章一练1.划线加工有哪几种方法划线加工有哪几种方法?2.零件在车床上有哪几种装夹方法零件在车床上有哪几种装夹方法?各自特点是什么各自特点是什么?3.磨削加工有何特点磨削加工有何特点?4.铣削加工的加工范围有哪些铣削加工的加工范围有哪些?铣削有哪几种方式铣削有哪几种方式?5.根据图示写出刨床各组成部分的名称，并简要说明其作用根据图示写出刨床各组成部分的名称，并简要说明其作用?6.列举一般孔的几种加工方式并简述其工艺特点。列举一般孔的几种加工方式并简述其工艺特点。7.简述深孔加工和精密孔加工的常用加工方法。简述深孔加工和精密孔加工的常用加工方法。返回图图3-1 CA6140卧式车床卧式车床 返回 1-主轴箱主轴箱;2-卡盘卡盘;3-滑板滑板;4-刀架刀架;5-冷却管冷却管;6-尾座尾座;7-丝杠丝杠;8-光杠光杠;9-床身床身; 10-操纵杆操纵杆;11-溜板箱溜板箱;12-盛液箱盛液箱; 13-进给箱进给箱;14-挂轮箱挂轮箱 图图3-2 外圆车刀外圆车刀返回(a)直头车刀直头车刀;(b)弯头车刀弯头车刀;(c)90偏刀偏刀 图图3-3 卡盘卡盘返回( a)三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘;(b)四爪单动卡盘四爪单动卡盘图图3-4 两顶尖装夹零件两顶尖装夹零件 返回1一前顶尖一前顶尖;2一拨盘一拨盘;3一鸡心夹头一鸡心夹头;4一后顶尖一后顶尖;5一尾座套筒一尾座套筒;6一尾座一尾座图图3-5 轴类零件的一夹一顶的装夹轴类零件的一夹一顶的装夹方法方法 返回图图3-6 心轴装夹心轴装夹返回1-心轴心轴;2-零件零件;3-开口垫圈开口垫圈;4-螺母螺母图图3-7 中心架和跟刀架的使用中心架和跟刀架的使用返回(a)中心架的使用中心架的使用;(b)跟刀架的使用跟刀架的使用图图3-8 M1432B万能外圆磨床万能外圆磨床返回1-床身床身;2-头架头架; 3-横向进给手轮横向进给手轮;4-砂轮砂轮;5-内圆磨具内圆磨具; 6-内圆磨头；内圆磨头；7-砂轮架砂轮架;8-尾座尾座;9-工作台工作台;10-挡块挡块;11-纵向进给手轮纵向进给手轮图图3-9 两顶尖装夹零件方法两顶尖装夹零件方法返回图图3-10（a） 外圆纵向磨削法外圆纵向磨削法返回图图3-10（b） 外圆横向磨削法外圆横向磨削法返回图图3-11 X6132万能卧式升降台铣床万能卧式升降台铣床返回1-床身床身;2-主轴主轴; 3-横梁横梁; 4-挂架挂架; 5-工作台工作台; 6-转台转台;7-横向溜板横向溜板;8-升降台升降台; 9-底座底座图图3-12 加工平面的铣刀（加工平面的铣刀（a）（）（b） 返回(a)整体式圆柱形铣刀整体式圆柱形铣刀;(b)镶齿式圆柱形铣刀镶齿式圆柱形铣刀图图3-12 加工平面的铣刀（加工平面的铣刀（c）返回(a)可转位硬质合金片端铣刀可转位硬质合金片端铣刀图图3-13 铣削的应用铣削的应用返回(a)用圆柱形铣刀铣削用圆柱形铣刀铣削;(b)用端铣刀铣削用端铣刀铣削图图3-14（a） 铣削方式（顺铣）铣削方式（顺铣）返回图图3-14（b） 铣削方式（逆铣）铣削方式（逆铣）返回图图3-15 牛头刨床牛头刨床 返回1-工作台工作台; 2-刀架刀架;3-滑枕滑枕;4-压板压板;5-床身床身;6-摆杆机构摆杆机构;7-变速机构变速机构;8-进刀机构进刀机构;9-横梁横梁 图图3-16 刨削加工内容刨削加工内容返回(a)刨水平面刨水平面;(b)刨垂直面刨垂直面;(c)刨斜面刨斜面;(d)刨直槽刨直槽;(e)刨刨T形槽平面形槽平面;(f)刨曲面刨曲面图图3-17 刨刀的结构形式刨刀的结构形式返回(a)弯颈刨不易扎刀弯颈刨不易扎刀;(b)直杆刨刀容易扎刀直杆刨刀容易扎刀图图3-18 刨刀的装夹刨刀的装夹 返回 图图3-19 平口虎钳装夹平口虎钳装夹 返回 图图3-20 压板装夹压板装夹 返回1-压板压板;2-螺栓螺栓;3-挡块挡块 表表3-1 平面磨削加工余量表平面磨削加工余量表返回 图图3-21 平面磨床的几种类型平面磨床的几种类型（a）（）（c）返回（a）卧轴矩台平面磨床）卧轴矩台平面磨床;(c)卧轴圆台平面磨床卧轴圆台平面磨床 图图3-21 平面磨床的几种类型平面磨床的几种类型（b）（）（d）返回（b）立轴矩台平面磨床）立轴矩台平面磨床;(d)立轴圆台平面磨床立轴圆台平面磨床图图3-22 台式钻床台式钻床返回1一底座一底座;2一工作台一工作台;3一钻夹头一钻夹头;4一主轴一主轴;5一进给手柄一进给手柄6一罩一罩;7一带一带;8一带轮一带轮;9一电动机一电动机;10一主柱一主柱图图3-23 立式钻床立式钻床返回1一底座一底座;2一工作台一工作台;3一主轴一主轴;4一进给箱一进给箱;5一主轴箱一主轴箱;6一电动机一电动机;7一立柱一立柱图图3-24 摇臂钻床摇臂钻床返回1一立柱座一立柱座;2一立柱一立柱;3一摇臂一摇臂;4一主轴一主轴;5一工作台一工作台;6一底座一底座 图图3-25 钻削钻削 返回(a)钻孔钻孔;(b)扩孔扩孔;(c)铰孔铰孔;(d)攻螺纹攻螺纹;(e)锪孔锪孔;(f)刮平面刮平面 图图3-26 麻花钻的结构麻花钻的结构返回图图3-27 钻夹头和钻套钻夹头和钻套返回图图3-28 零件的装夹零件的装夹返回(a)工件用压板夹紧工件用压板夹紧;(b)工件用工件用V形块定位、压板夹紧形块定位、压板夹紧图图3-29 扩孔钻和扩孔扩孔钻和扩孔返回(a)扩孔钻扩孔钻;(b)扩孔时的切削深度扩孔时的切削深度图图3-30 锪孔及其应用锪孔及其应用返回(a)锪圆柱形沉头孔锪圆柱形沉头孔;(b)锪圆锥形沉头孔锪圆锥形沉头孔I ;(c)锪圆锥形沉头孔锪圆锥形沉头孔II; (d)锪孔端面锪孔端面图图3-31 铰刀铰刀返回(a)机用铰刀机用铰刀;(b)手用铰刀手用铰刀图图3-32 TP619卧式镗床卧式镗床返回1一主轴箱一主轴箱;2一立柱一立柱;3一主轴一主轴;4一平旋盘一平旋盘;5一工作台一工作台;6一上滑座一上滑座;7一下滑座一下滑座;8一床身一床身;9一后支架一后支架;10一后立柱一后立柱图图3-33 卧式镗床上镗削的主要内容卧式镗床上镗削的主要内容返回(a）用主轴安装镗刀不大的孔）用主轴安装镗刀不大的孔;(b)用平旋盘上用平旋盘上镗镗刀大直径孔刀大直径孔(c)用平旋盘上径向刀架用平旋盘上径向刀架镗镗平面平面;(d)钻孔钻孔;(e)用工作台进给用工作台进给镗镗螺纹螺纹;(f)用主轴进给用主轴进给镗镗螺纹螺纹 图图3-34 镗床上使用的机夹式单刃镗镗床上使用的机夹式单刃镗刀刀 返回图图3-35 万能外圆磨床上磨削内孔万能外圆磨床上磨削内孔 返回(a)内圆纵向磨削法内圆纵向磨削法;(b)内圆横向磨削法内圆横向磨削法图图3-36 珩磨的加工示意图珩磨的加工示意图 返回图图3-37（a） 枪钻加工深孔示意图枪钻加工深孔示意图 返回（a）零件旋转加工方式）零件旋转加工方式图图3-37（b） 枪钻加工深孔示意图枪钻加工深孔示意图 返回（b）枪钻旋转加工方式）枪钻旋转加工方式 图图3-38 立式单柱坐标磨床立式单柱坐标磨床返回1一离合器拉杆一离合器拉杆;2一主轴箱定位手轮一主轴箱定位手轮;3一主轴定位手轮一主轴定位手轮;4-控制箱控制箱;5一纵向进给手轮一纵向进给手轮; 6一纵、横向工作台一纵、横向工作台;7一床身一床身;8一横向进给手轮一横向进给手轮;9一工作台一工作台;10一磨头一磨头; 11一磨削轮廓刻度圈一磨削轮廓刻度圈;12一主轴箱一主轴箱;13一砂轮外进给刻度盘一砂轮外进给刻度盘图图3-39 立式双柱坐标镗床立式双柱坐标镗床返回1一工作台一工作台;2一横梁一横梁;3 ,6一立柱一立柱;4一顶梁一顶梁;5一主轴箱一主轴箱;7一主轴一主轴; 8床身床身 图图3-40 成型磨床外形图成型磨床外形图 返回1一手轮一手轮;2一垂直导轨一垂直导轨;3一纵向导轨一纵向导轨;4一磨头架一磨头架;5一电动机一电动机;6一砂轮一砂轮;7测量平台测量平台;8一万能夹具；一万能夹具；9一夹具工作台一夹具工作台;10一手轮一手轮;11一手把一手把;12-锁紧手把锁紧手把;13-床身床身 图图3-41（a） 成型磨削方法成型磨削方法返回（a） 成型砂轮磨削法成型砂轮磨削法 图图3-41（b） 成型磨削方法成型磨削方法返回（b） 夹具磨削法夹具磨削法第四章第四章 模具零件的特种加工模具零件的特种加工第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工第三节第三节 电化学加工电化学加工第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介第四章第四章 模具零件的特种加工模具零件的特种加工本章概述本章概述随着模具行业的发展，传统的机加工工艺有时已经不能满足随着模具行业的发展，传统的机加工工艺有时已经不能满足需求，因此近些年发展出了几种特种加工工艺。这些特种加需求，因此近些年发展出了几种特种加工工艺。这些特种加工工艺有着很好的发展前景，我们有必要了解一下。本章介工工艺有着很好的发展前景，我们有必要了解一下。本章介绍了几种特种加工技术和工艺，包括电火花成型加工、电火绍了几种特种加工技术和工艺，包括电火花成型加工、电火花线切割加工、电化学加工及其他几种特种加工技术。着重花线切割加工、电化学加工及其他几种特种加工技术。着重介绍了它们的原理、特点及应用。介绍了它们的原理、特点及应用。教学目标教学目标1.掌握电火花成型加工、电火花线切割加工、电化学加工的原掌握电火花成型加工、电火花线切割加工、电化学加工的原理、特点及应用。理、特点及应用。2.了解电火花成型加工、电火花线切割加工工艺所使用机床的了解电火花成型加工、电火花线切割加工工艺所使用机床的结构特点。结构特点。3.了解超声波加工、激光加工、电子束加工的原理、特点及应了解超声波加工、激光加工、电子束加工的原理、特点及应用。用。4.尝试综合利用本章所述几种加工工艺对不同零件进行加工。尝试综合利用本章所述几种加工工艺对不同零件进行加工。下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工电火花加工是在液体介质中进行的，机床的自动进给调节装电火花加工是在液体介质中进行的，机床的自动进给调节装置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙，当工具电极置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙，当工具电极和工件之间施加很强的脉冲电压和工件之间施加很强的脉冲电压(达到间隙中介质的击穿电压达到间隙中介质的击穿电压)时，会击穿介质绝缘强度最低处。由于放电区域很小，放电时，会击穿介质绝缘强度最低处。由于放电区域很小，放电时间极短，所以，能量高度集中，使放电区的温度瞬时高达时间极短，所以，能量高度集中，使放电区的温度瞬时高达1000012000，工件表面和工具电极表面的金属局部熔化、，工件表面和工具电极表面的金属局部熔化、甚至汽化蒸发。局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛甚至汽化蒸发。局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入工作液中，并被冷却为金属小颗粒，然后被工作液迅速冲入工作液中，并被冷却为金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，从而使工件表面形成一个微小的凹坑。一次放电离工作区，从而使工件表面形成一个微小的凹坑。一次放电后，介质的绝缘强度恢复等待下一次放电。如此反复使工件后，介质的绝缘强度恢复等待下一次放电。如此反复使工件表面不断被蚀除，并在工件上复制出工具电极的形状，从而表面不断被蚀除，并在工件上复制出工具电极的形状，从而达到成型加工的目的。达到成型加工的目的。下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工一、电火花加工的原理一、电火花加工的原理电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使局部金属熔化，甚至汽化，从而将金属蚀除生瞬时高温，使局部金属熔化，甚至汽化，从而将金属蚀除下来。这一过程大致分为以下几个阶段下来。这一过程大致分为以下几个阶段:上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工1.极间介质的电离、击穿，形成放电通道极间介质的电离、击穿，形成放电通道放电通道是由大量带正电和负电的粒子以及中型粒子组成，放电通道是由大量带正电和负电的粒子以及中型粒子组成，带电粒子高速运动，相互碰撞，产生大量热能，使通道温度带电粒子高速运动，相互碰撞，产生大量热能，使通道温度升高，通道中心温度可达到升高，通道中心温度可达到10000以上。由于放电开始阶段以上。由于放电开始阶段通道截面很小，而通道内有高温热膨胀形成的压力高达几万通道截面很小，而通道内有高温热膨胀形成的压力高达几万帕，高温高压的放电通道急速扩展，产生一个强烈的冲击波帕，高温高压的放电通道急速扩展，产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这就向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这就形成了肉眼所能看到的电火花。形成了肉眼所能看到的电火花。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工2.电极材料的熔化，汽化热膨胀电极材料的熔化，汽化热膨胀液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极，粒子间相互撞击，粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极，粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使工作液汽化，进而汽化，然后高温向四周扩散，使两电先使工作液汽化，进而汽化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属材料开始熔化直至沸腾汽化。汽化后的工作液极表面的金属材料开始熔化直至沸腾汽化。汽化后的工作液和金属蒸汽瞬间体积猛增，形成了爆炸的特性。所以在观察和金属蒸汽瞬间体积猛增，形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有冒烟现象并听电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有冒烟现象并听到轻微的爆炸声。到轻微的爆炸声。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工3.电极材料的抛出电极材料的抛出正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。通道中心的压力最高，工作液和金属汽化后不断向外膨胀，通道中心的压力最高，工作液和金属汽化后不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排挤，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。加工中看到挤，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。加工中看到的橘红色火花就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。的橘红色火花就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工4.极间介质的消电离极间介质的消电离在电火花放电加工过程中产生的电蚀产物如果来不及排除和在电火花放电加工过程中产生的电蚀产物如果来不及排除和扩散，那么产生的热量将不能及时传出，使该处介质局部过扩散，那么产生的热量将不能及时传出，使该处介质局部过热，局部过热的工作液高温分解、结碳，使加工无法进行，热，局部过热的工作液高温分解、结碳，使加工无法进行，并烧坏电极。因此为了保证电火花加工过程的正常进行，在并烧坏电极。因此为了保证电火花加工过程的正常进行，在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电离。实际上，电恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电离。实际上，电火花加工的过程远比上述复杂，它是电力、磁力、热力、流火花加工的过程远比上述复杂，它是电力、磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程。到目前为止，体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程。到目前为止，人们对电火花加工过程的了解还有限，需要进一步研究。人们对电火花加工过程的了解还有限，需要进一步研究。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工要使放电腐蚀原理用于对导电材料进行尺寸加工，必须具备要使放电腐蚀原理用于对导电材料进行尺寸加工，必须具备以下几个基本条件以下几个基本条件:(1)工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的放电间隙，工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。如这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。如果间隙过小，很容易形成短路接触，不能产生火花放电果间隙过小，很容易形成短路接触，不能产生火花放电;如果如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，同样不会产生火花间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，同样不会产生火花放电。因此，加工中必须用自动进给调节机构来保证加工间放电。因此，加工中必须用自动进给调节机构来保证加工间隙随工作状态而变化。隙随工作状态而变化。(2)火花放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行，例如，火花放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行，例如，煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，有压缩煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，有压缩放电通道的作用，同时液体介质还能把电火花加工过程中产放电通道的作用，同时液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排出去，并且对生的金属屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排出去，并且对电极和工件有较好的冷却作用。电极和工件有较好的冷却作用。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工(3)火花放电是瞬时的脉冲性放电，放电的持续时间一般为火花放电是瞬时的脉冲性放电，放电的持续时间一般为11000 s。由于放电时间短，能量集中，使放电时产生的热。由于放电时间短，能量集中，使放电时产生的热量来不及扩散到电极材料内部，放电点集中在很小范围内。量来不及扩散到电极材料内部，放电点集中在很小范围内。如果放电时间过长，就会形成持续电弧放电，使加工表面材如果放电时间过长，就会形成持续电弧放电，使加工表面材料大范围熔化烧伤而无法用作尺寸加工。料大范围熔化烧伤而无法用作尺寸加工。(4)在先后两次脉冲放电之间，应有足够的停歇时间，排除电在先后两次脉冲放电之间，应有足够的停歇时间，排除电蚀产物，使极间介质充分消电离，恢复介电性能，以保证每蚀产物，使极间介质充分消电离，恢复介电性能，以保证每次脉冲放电不在同点进行，避免发生局部烧伤现象，使重复次脉冲放电不在同点进行，避免发生局部烧伤现象，使重复性脉冲放电顺利进行。性脉冲放电顺利进行。如图如图4-1所示为矩形波脉冲电源的电压所示为矩形波脉冲电源的电压波形。波形。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工以上这些问题的解决是通过以上这些问题的解决是通过图图4-2所示的电火花加工原理来实所示的电火花加工原理来实现的。工件现的。工件1和工具和工具4分别与脉冲电源分别与脉冲电源2的两输出端相连接。自的两输出端相连接。自动进给调节装置动进给调节装置3(此处为电动机及丝杠螺母机构此处为电动机及丝杠螺母机构)使工具和工使工具和工件间经常保持一很小的放电间隙，若脉冲电压加到两极之间，件间经常保持一很小的放电间隙，若脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，在该局部产生火花放电，放电点处产生瞬时高温使工介质，在该局部产生火花放电，放电点处产生瞬时高温使工具和工件表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。具和工件表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。脉冲放电结束后，经过一段间隔时间脉冲放电结束后，经过一段间隔时间(即脉冲间隔即脉冲间隔)，使工作，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小凹坑。如此连续不断地重复放电，工具电极不断地向工个小凹坑。如此连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给就可把工具的形状复制到工件上，加工出所需要的零件进给就可把工具的形状复制到工件上，加工出所需要的零件，整个加工表面由无数个小凹坑组成。件，整个加工表面由无数个小凹坑组成。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工二、电火花加工的分类二、电火花加工的分类按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类电火花加工方式分为五类:利用成型工具电极，相对工件作简利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成型加工单进给运动的电火花成型加工;利用轴向移动的金属丝作工具利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工的电火花线切割加工;利用金属丝或成型导电磨轮作工具电极，利用金属丝或成型导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成型磨削的电火花磨削进行小孔磨削或成型磨削的电火花磨削;用于加工螺纹环规、用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共扼回转加工螺纹塞规、齿轮等的电火花共扼回转加工;小孔加工、刻印、小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。表面合金化、表面强化等其他种类的加工。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工三、电火花加工的特点三、电火花加工的特点脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难以加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件，不受材料以加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件，不受材料硬度影响，不受热处理状况影响硬度影响，不受热处理状况影响;脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小材料受热影响范围小; 放电加工中，工具电极和工件不直接接触，没有机械切削力，放电加工中，工具电极和工件不直接接触，没有机械切削力，因此适合低刚度工件的加工和微细加工，由于可以简单地将因此适合低刚度工件的加工和微细加工，由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此适用于复杂表面形状的工具电极的形状复制到工件上，因此适用于复杂表面形状的加工加工;上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工直接利用电能加工，易于实现加工过程的自动控制和无人化直接利用电能加工，易于实现加工过程的自动控制和无人化操作，并可减少机械加工工序，劳动强度低，使用维护方便操作，并可减少机械加工工序，劳动强度低，使用维护方便;加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制极小，工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。造容易。由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械(特别是模特别是模具制造具制造)、航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表等工、航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表等工业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。加工范业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。加工范围从小至几微米的孔、缝、小轴到大到几米的超大型模具和围从小至几微米的孔、缝、小轴到大到几米的超大型模具和零件。零件。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工四、电火花加工的应用四、电火花加工的应用基于上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项。基于上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项。制造冲模、塑料模、锻模和压铸模制造冲模、塑料模、锻模和压铸模;加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔;在金属板材上切割出零件在金属板材上切割出零件;加工窄缝加工窄缝;磨削平面和圆面磨削平面和圆面;其他其他(如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，直接加工型面复杂的零件等直接加工型面复杂的零件等)。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工五、电火花机床简介五、电火花机床简介电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统等部分组成，系统、工作液过滤和循环系统等部分组成，如图如图4-3所示。所示。在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的性加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等工艺指标。工具电极损耗等工艺指标。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各种参数种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等)，以便能够获，以便能够获得最佳的加工工艺指标等。得最佳的加工工艺指标等。上一页 下一页返回第一节第一节 电火花成型加工电火花成型加工工作液过滤和循环系统工作液过滤和循环系统:电火花加工中的蚀除产物，一部分以电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在气态形式抛出，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀工作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀除产物越来越多，充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和除产物越来越多，充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。这就破坏了电火花加工的稳定性，降低了加工速度，放电。这就破坏了电火花加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度和表面粗糙度。为了改善电火花加工的条件，影响了加工精度和表面粗糙度。为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电极振动，以加强排屑作用一种办法是使电极振动，以加强排屑作用;另一种办法是对工另一种办法是对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。上一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工一、电火花线切割加工的原理一、电火花线切割加工的原理电火花线切割机电火花线切割机(Wire cut Electrical Discharge Machining, WEDM )，属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开，属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。其基本物理原理苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。电通道。在这个阶段，两板间形成电流。下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到高到8000一一12000的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把熔化的物质抛出弹坑，低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把熔化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求的尺寸大小及形状精度的产品。原理示意图为合乎要求的尺寸大小及形状精度的产品。原理示意图如图如图4-4所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工电火花数控线切割加工的过程中主要包含下列三部分内容电火花数控线切割加工的过程中主要包含下列三部分内容:1.电火花线切割加工时电极丝和工件之间的脉冲放电电火花线切割加工时电极丝和工件之间的脉冲放电电火花线切割时电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源电火花线切割时电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。在正负极之间加上脉冲电源，当来一个电脉冲时，的正极。在正负极之间加上脉冲电源，当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心温度瞬时可高达温度瞬时可高达10000以上，高温使工件金属熔化，甚至有以上，高温使工件金属熔化，甚至有少量汽化，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产生汽少量汽化，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产生汽化，这些汽化后的工作液和金属蒸汽瞬间迅速热膨胀，并具化，这些汽化后的工作液和金属蒸汽瞬间迅速热膨胀，并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸，将熔化和汽化了有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸，将熔化和汽化了的金属材料抛出而实现对工件材料进行电蚀切割加工。的金属材料抛出而实现对工件材料进行电蚀切割加工。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工为了电火花加工的顺利进行，必须创造条件保证每来一个电为了电火花加工的顺利进行，必须创造条件保证每来一个电脉冲时在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放脉冲时在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电。首先，必须使两个电脉冲之间有足够的间隔时间，使放电。首先，必须使两个电脉冲之间有足够的间隔时间，使放电间隙中的介质消电离。其次，为了保证火花放电时电极丝电间隙中的介质消电离。其次，为了保证火花放电时电极丝不被烧断，必须向放电间隙注入大量工作液，以便电极丝得不被烧断，必须向放电间隙注入大量工作液，以便电极丝得到充分冷却。到充分冷却。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工2.电火花线切割加工的走丝运动电火花线切割加工的走丝运动为了避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，影响加为了避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，影响加工质量和生产效率。在加工过程中电极丝沿轴向作走丝运动。工质量和生产效率。在加工过程中电极丝沿轴向作走丝运动。钥丝整齐地缠绕在储丝筒上，并形成一个闭合状态，走丝电钥丝整齐地缠绕在储丝筒上，并形成一个闭合状态，走丝电机带动储丝筒转动时，通过导丝轮使钥丝作轴线运动。机带动储丝筒转动时，通过导丝轮使钥丝作轴线运动。3. X,Y坐标工作台运动坐标工作台运动工件安装在上下两层的工件安装在上下两层的X,Y坐标工作台上，分别由步进电动机坐标工作台上，分别由步进电动机驱动作数控运动。工件相对于电极丝的运动轨迹，是由线切驱动作数控运动。工件相对于电极丝的运动轨迹，是由线切割编程所决定的。割编程所决定的。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工二、电火花线切割加工的分类二、电火花线切割加工的分类电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机割机(Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称俗称“快走丝快走丝”)、低速单向走丝电火花、低速单向走丝电火花线切割机线切割机(Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗称俗称“慢走丝慢走丝”)和立式自旋转电火花线和立式自旋转电火花线切割机切割机(Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire)三类。三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型(俗称俗称龙门型龙门型)。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工三、电火花线切割加工的特点三、电火花线切割加工的特点1.电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的特点适于机械加工方法难以加工的材料的加工，如淬火钢、硬质适于机械加工方法难以加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等合金、耐热合金等;线为工具电极，节约了电极设计和制造费用和时间，能方便线为工具电极，节约了电极设计和制造费用和时间，能方便地加工形状复杂的外形和通孔，能进行套料加工，冲模加工地加工形状复杂的外形和通孔，能进行套料加工，冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节的凸凹模间隙可以任意调节;虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了有金属丝直径决虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了有金属丝直径决定的内侧脚的最小直径定的内侧脚的最小直径R(金属线半径金属线半径+放电间隙放电间隙)这样的限制这样的限制外，任何复杂的开头都可以加工外，任何复杂的开头都可以加工;轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料;上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工可无视电极丝损耗可无视电极丝损耗(高速走丝切割采用低损耗脉冲电源，慢速高速走丝切割采用低损耗脉冲电源，慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝加工加工)，加工精度高，加工精度高;依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节；凹凸两种模具时，间隙可任意调节；无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都能实现加工能实现加工;任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。用灵活。2.电火花线切割加工的缺点电火花线切割加工的缺点被加工材料必须导电被加工材料必须导电;不能加工盲孔。不能加工盲孔。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工四、电火花线切割加工的应用四、电火花线切割加工的应用1.试制新产品试制新产品在新产品开发过程中需要单件的样品，使用线切割直接切割在新产品开发过程中需要单件的样品，使用线切割直接切割出零件，无需模具，这样可以大大缩短新产品的开发周期并出零件，无需模具，这样可以大大缩短新产品的开发周期并降低试制成本。如在冲压生产时，未开出落料模时，先用线降低试制成本。如在冲压生产时，未开出落料模时，先用线切割加工的样板进行成型等后续加工，得到验证后再制造落切割加工的样板进行成型等后续加工，得到验证后再制造落料模。料模。2.加工材料或形状特殊的零件加工材料或形状特殊的零件电火花线切割加工的应用线切割广泛用于加工硬质合金、淬电火花线切割加工的应用线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。火钢模具零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工如形状复杂、带有尖角窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结如形状复杂、带有尖角窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，也可简化模具设计和构在淬火后加工，既能保证模具精度，也可简化模具设计和制造。此外，电火花线切割还可加工除盲孔以外的其他难加制造。此外，电火花线切割还可加工除盲孔以外的其他难加工的金属零件。工的金属零件。3.加工模具零件加工模具零件电火花线切割加工主要应用于冲模、挤压模、塑料模、电火电火花线切割加工主要应用于冲模、挤压模、塑料模、电火花型腔模的电极加工等，由于电火花线切割加工速度和精度花型腔模的电极加工等，由于电火花线切割加工速度和精度的迅速提高，目前已达到可与坐标磨床相竞争的程度。例如，的迅速提高，目前已达到可与坐标磨床相竞争的程度。例如，中小型冲模，材料为模具钢，过去用分开模和曲线磨削的方中小型冲模，材料为模具钢，过去用分开模和曲线磨削的方法加工，现在改用电火花线切割整体加工的方法，制造周期法加工，现在改用电火花线切割整体加工的方法，制造周期可缩短可缩短3/45/4，成本降低，成本降低2/33/4，配合精度高，不需要熟练，配合精度高，不需要熟练的操作工作。因此，一些工业发达国家的精密冲的磨削等工的操作工作。因此，一些工业发达国家的精密冲的磨削等工序，已被电火花和电火花线切割加工所代替。序，已被电火花和电火花线切割加工所代替。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工五、电火花线切割机床简介五、电火花线切割机床简介电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。图图4-5和和图图4-6分别为高速和低速走丝线切割加工设备组成图。分别为高速和低速走丝线切割加工设备组成图。1.机床本体机床本体机床本体由床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、机床本体由床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部分组成。附件和夹具等几部分组成。床身一般为铸件，是坐标工作台、走丝机构及丝架的支承和床身一般为铸件，是坐标工作台、走丝机构及丝架的支承和固定基础。通常采用箱式结构，应有足够的强度和刚度。床固定基础。通常采用箱式结构，应有足够的强度和刚度。床身内部安置电源和工作液箱，考虑电源的发热和工作液泵的身内部安置电源和工作液箱，考虑电源的发热和工作液泵的振动，有些机床将电源和工作液箱移出床身外另行安放。振动，有些机床将电源和工作液箱移出床身外另行安放。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与电极丝的相对电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与电极丝的相对运动来完成对零件加工的。为保证机床精度，对导轨的精度、运动来完成对零件加工的。为保证机床精度，对导轨的精度、刚度和耐磨性有较高的要求。一般都采用刚度和耐磨性有较高的要求。一般都采用“十十”字滑板、滚字滑板、滚动导轨和丝杆传动副将电动机的旋转运动变为工作台的直线动导轨和丝杆传动副将电动机的旋转运动变为工作台的直线运动，通过运动，通过X,Y两个坐标方向各自的进给移动，可合成获得各两个坐标方向各自的进给移动，可合成获得各种平面图形曲线轨迹。为保证工作台的定位精度和灵敏度，种平面图形曲线轨迹。为保证工作台的定位精度和灵敏度，传动丝杆和螺母之间必须消除间隙。传动丝杆和螺母之间必须消除间隙。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工在电火花线切割加工时，电极丝需要不停地移动，这个移动在电火花线切割加工时，电极丝需要不停地移动，这个移动是由走丝机构来完成的。走丝系统使电极丝以一定的速度运是由走丝机构来完成的。走丝系统使电极丝以一定的速度运动并保持一定的张力。在高速走丝机床上，一定长度的电极动并保持一定的张力。在高速走丝机床上，一定长度的电极丝平整地卷绕在储丝筒上，丝张力与盘绕时的拉紧力有关，丝平整地卷绕在储丝筒上，丝张力与盘绕时的拉紧力有关，储丝筒通过联轴器与驱动电动机相连。电动机带动储丝筒由储丝筒通过联轴器与驱动电动机相连。电动机带动储丝筒由专门的换向装置控制做正反向交替运转，同时沿轴向移动，专门的换向装置控制做正反向交替运转，同时沿轴向移动，走丝速度等于储丝筒周边的线速度，通常为走丝速度等于储丝筒周边的线速度，通常为810 m/s。在运。在运动过程中，电极丝由丝架支撑，并依靠导轮保持电极丝与工动过程中，电极丝由丝架支撑，并依靠导轮保持电极丝与工作台垂直或倾斜一定的几何角度作台垂直或倾斜一定的几何角度(锥度切割时锥度切割时)。图图4-7为高速为高速走丝线切割加工走丝系统结构示意图。走丝线切割加工走丝系统结构示意图。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工低速走丝系统低速走丝系统如图如图4-8所示。从未使用的金属丝筒所示。从未使用的金属丝筒2(绕有绕有13 kg金属丝金属丝)靠废丝卷丝轮靠废丝卷丝轮1使金属丝以较低的速度使金属丝以较低的速度(通常通常0. 2 m/s以下以下)移动。为了提供一定的张力移动。为了提供一定的张力(225 N，在走丝路径中，在走丝路径中装有一个机械式或电磁式张力电动机装有一个机械式或电磁式张力电动机4和电极丝张力调节器和电极丝张力调节器5。走丝系统中通常还装有断丝检测微动开关，可以实现断丝时走丝系统中通常还装有断丝检测微动开关，可以实现断丝时能自动停车并报警。用过的电极丝集中到卷丝筒上或送到专能自动停车并报警。用过的电极丝集中到卷丝筒上或送到专门的收集器中。门的收集器中。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工为了减轻电极丝的振动，应使其跨度尽可能小为了减轻电极丝的振动，应使其跨度尽可能小(按工件厚度调按工件厚度调整整)，通常在工件的上下采用蓝宝石，通常在工件的上下采用蓝宝石V形导向器或圆孔金刚石形导向器或圆孔金刚石模导向器，其附近装有进电部分，工作液一般通过进电区和模导向器，其附近装有进电部分，工作液一般通过进电区和导向器再进入加工区，可使全部电极丝的通电部分都能冷却。导向器再进入加工区，可使全部电极丝的通电部分都能冷却。近年来的机床上还装有靠高压水射流冲刷引导的自动穿丝机近年来的机床上还装有靠高压水射流冲刷引导的自动穿丝机构，能使电极丝经一个导向器穿过工件上的穿丝孔而被传送构，能使电极丝经一个导向器穿过工件上的穿丝孔而被传送到另一个导向器，在必要时也能自动切断并再穿丝，为无人到另一个导向器，在必要时也能自动切断并再穿丝，为无人连续切割创造了条件。连续切割创造了条件。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工2.脉冲电源脉冲电源电火花线切割加工脉冲电源与电火花成型加工所用的电源在电火花线切割加工脉冲电源与电火花成型加工所用的电源在原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(260s )，单个，单个脉冲能量、平均电流脉冲能量、平均电流(15A)一般较小，所以线切割加工总是一般较小，所以线切割加工总是采用正极性加工。脉冲电源的形式种类很多，如晶体管矩形采用正极性加工。脉冲电源的形式种类很多，如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、并联电容型脉冲电源和低波脉冲电源、高频分组脉冲电源、并联电容型脉冲电源和低损耗电源等，快、慢走丝线切割机床的脉冲电源也有所不同。损耗电源等，快、慢走丝线切割机床的脉冲电源也有所不同。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工3.工作液循环系统工作液循环系统在线切割加工中，工作液对加工工艺指标的影响很大，如对在线切割加工中，工作液对加工工艺指标的影响很大，如对切割速度、表面粗糙度、加工精度等都有影响。电火花线切切割速度、表面粗糙度、加工精度等都有影响。电火花线切割对工作液的要求是割对工作液的要求是:有一定的介电能力、较好的消电离能力有一定的介电能力、较好的消电离能力和灭弧能力、渗透性好、生产效率高、稳定性好、对电极丝和灭弧能力、渗透性好、生产效率高、稳定性好、对电极丝寿命的影响小，还应有较好的洗涤性能、防腐蚀性能、润滑寿命的影响小，还应有较好的洗涤性能、防腐蚀性能、润滑性能，对人体无害、价格便宜、使用安全等。低速走丝线切性能，对人体无害、价格便宜、使用安全等。低速走丝线切割机床大多采用去离子水做工作液，只有在特殊精加工时才割机床大多采用去离子水做工作液，只有在特殊精加工时才采用绝缘性能较高的煤油。高速走丝线切割机床使用的工作采用绝缘性能较高的煤油。高速走丝线切割机床使用的工作液是专用乳化液，目前商品化供应的乳化液有液是专用乳化液，目前商品化供应的乳化液有DX-1,DX-2, DX-3等多种，各有其特点，有的适于快速加工，有的适于大等多种，各有其特点，有的适于快速加工，有的适于大厚度切割，也有的是在原来工作液中添加某些化学成分来改厚度切割，也有的是在原来工作液中添加某些化学成分来改善其切割表面粗糙度或增加防锈能力等。善其切割表面粗糙度或增加防锈能力等。上一页 下一页返回第二节第二节 电火花线切割加工电火花线切割加工工作液循环系统与过滤装置是电火花线切割机床不可或缺的工作液循环系统与过滤装置是电火花线切割机床不可或缺的一部分，其作用是及时地从加工区域中排除电蚀产物，并连一部分，其作用是及时地从加工区域中排除电蚀产物，并连续地充分供给清洁的工作液。工作液循环装置一般由工作液续地充分供给清洁的工作液。工作液循环装置一般由工作液泵、液箱、过滤器、管道和流量控制阀等组成。对高速走丝泵、液箱、过滤器、管道和流量控制阀等组成。对高速走丝机床，通常采用浇注式供液方式，而对低速走丝机床，近年机床，通常采用浇注式供液方式，而对低速走丝机床，近年来有些采用浸泡式供液方式。来有些采用浸泡式供液方式。上一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工电化学加工电化学加工(Electro Chemical Machining, ECM)是利用电极是利用电极在电解液中发生的电化学作用对金属材料进行成型加工，已在电解液中发生的电化学作用对金属材料进行成型加工，已经被广泛地应用于复杂型面、型孔的加工以及去毛刺等工艺。经被广泛地应用于复杂型面、型孔的加工以及去毛刺等工艺。一、电化学加工的原理一、电化学加工的原理图图4 -9所示为电化学加工的原理。两片金属铜所示为电化学加工的原理。两片金属铜(Cu)板浸在导电板浸在导电溶液，例如氯化铜溶液，例如氯化铜( CuCl2)的水溶液中，此时水的水溶液中，此时水(H2O)离解为离解为氢氧根负离子氢氧根负离子OH和氢正离子和氢正离子H+ , CuCl2离解为两个氯负离离解为两个氯负离子子2Cl和二价铜正离子和二价铜正离子Cu2+。下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工当两个铜片接上直流电形成导电通路时，导线和溶液中均有当两个铜片接上直流电形成导电通路时，导线和溶液中均有电流流过，在金属片电流流过，在金属片(电极电极)和溶液的界面上就会有交换电子和溶液的界面上就会有交换电子的反应，即电化学反应。溶液中的离子将做定向移动，的反应，即电化学反应。溶液中的离子将做定向移动，Cu2+正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应，沉积正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应，沉积出铜。出铜。在阳极表面在阳极表面Cu原子失掉电子而成为原子失掉电子而成为Cu2+正离子进入溶液。溶正离子进入溶液。溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。在阳、阴电极表液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。在阳、阴电极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。这种利用电化面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。这种利用电化学反应原理对金属进行加工，学反应原理对金属进行加工，图图4-9中阳极上为电解蚀除，阴中阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀沉积极上为电镀沉积)的方法即电化学加工。的方法即电化学加工。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工二、电化学加工的分类二、电化学加工的分类电化学加工按其作用原理可分为三大类。第电化学加工按其作用原理可分为三大类。第I类是利用电化学类是利用电化学阳极溶解来进行加工，主要有电解加工、电解抛光等阳极溶解来进行加工，主要有电解加工、电解抛光等;第第类类是利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工，主要有电镀、涂镀、是利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工，主要有电镀、涂镀、电铸等电铸等;第第类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工工艺，目前主要由电化学加工与机械加工相结化学复合加工工艺，目前主要由电化学加工与机械加工相结合，如电解磨削、电化学阳极机械加工合，如电解磨削、电化学阳极机械加工(还包含有电火花放电还包含有电火花放电作用作用)。电化学加工分类及应用如。电化学加工分类及应用如表表4-1所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工以下将重点介绍电解加工、电铸加工和电解磨削三种工艺方以下将重点介绍电解加工、电铸加工和电解磨削三种工艺方法的原理、特点和应用。法的原理、特点和应用。三、电解加工三、电解加工电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理实现金电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理实现金属零件的成型加工。属零件的成型加工。1.电解加工的原理电解加工的原理电解加工机理电解加工机理如图如图4-10所示。以工件为阳极所示。以工件为阳极(接直流电源的正接直流电源的正极极)、工具为阴极、工具为阴极(接直流电源的负极接直流电源的负极)，两极之间加，两极之间加1020 V的直流电压，具有一定压力的直流电压，具有一定压力(0. 52 MPa)的电解液以的电解液以550 m/s的速度从两极之间的缝隙的速度从两极之间的缝隙( 0. 11 mm)冲过，使两极之间形成冲过，使两极之间形成导电通路，两极和电解液之间就有电流通过。金属工件表面导电通路，两极和电解液之间就有电流通过。金属工件表面在电化学反应的作用下，不断地溶解到电解液中，电解产生在电化学反应的作用下，不断地溶解到电解液中，电解产生物则被高速流动的电解液带走。物则被高速流动的电解液带走。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工2.电解加工的特点电解加工的特点电解加工与其他加工方法相比较，它具有下列特点电解加工与其他加工方法相比较，它具有下列特点:能加工各种硬度和强度的材料，只要是金属，不管其硬度和能加工各种硬度和强度的材料，只要是金属，不管其硬度和强度多大，都可加工强度多大，都可加工;生产率高，为电火花加工的生产率高，为电火花加工的5-10倍，在某些情况下，比切削倍，在某些情况下，比切削加工的生产率还高，且加工生产率不直接受加工精度和表面加工的生产率还高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制粗糙度的限制;表面质量好，电解加工不产生残余应力和变质层，又没有飞表面质量好，电解加工不产生残余应力和变质层，又没有飞边、刀痕和毛刺。在正常情况下，表面粗糙度边、刀痕和毛刺。在正常情况下，表面粗糙度Ra可达可达0. 2-1.25m;阴极工具在理论上不损耗，基本上可长期使用。阴极工具在理论上不损耗，基本上可长期使用。电解加工当前存在的主要问题是加工精度难以严格控制，尺电解加工当前存在的主要问题是加工精度难以严格控制，尺寸精度一般只能达到寸精度一般只能达到0.15-0. 30 mm。此外，电解液对设备有。此外，电解液对设备有腐蚀作用，电解液的处理也较困难。腐蚀作用，电解液的处理也较困难。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工3.电解加工应用电解加工应用目前，电解加工主要应用在深孔加工、叶片目前，电解加工主要应用在深孔加工、叶片(型面型面)加工、锻加工、锻模模(型腔型腔)加工、管件内孔抛光、各种型孔的倒圆和去毛刺、加工、管件内孔抛光、各种型孔的倒圆和去毛刺、整体叶轮的加工等方面。整体叶轮的加工等方面。图图4-11是用电解加工整体叶轮，叶轮上的叶片是采用套料法是用电解加工整体叶轮，叶轮上的叶片是采用套料法逐个加工的。加工完一个叶片，退出阴极，经分度后再加工逐个加工的。加工完一个叶片，退出阴极，经分度后再加工下一个叶片。下一个叶片。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工四、电铸加工四、电铸加工1.电铸加工的原理电铸加工的原理与大家熟知的电镀原理相似，电铸成型是利用电化学过程中与大家熟知的电镀原理相似，电铸成型是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成型加工的，即在原模上通过电化学的阴极沉积现象来进行成型加工的，即在原模上通过电化学方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。但电铸与方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。但电铸与电镀又有不同之处，电镀时要求得到与基体结合牢固的金属电镀又有不同之处，电镀时要求得到与基体结合牢固的金属镀层，以达到防护、装饰等目的。而电铸则要电铸层与原模镀层，以达到防护、装饰等目的。而电铸则要电铸层与原模分离，其厚度也远大于电镀层。分离，其厚度也远大于电镀层。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工电铸加工的原理电铸加工的原理如图如图4-12所示，在直流电源的作用下，阳极所示，在直流电源的作用下，阳极上的金属原子交出电子成为正金属离子进入镀液上的金属原子交出电子成为正金属离子进入镀液:M-2e-M2+，并进一步在阴极上获得电子成为金属原子而沉积镀覆在阴，并进一步在阴极上获得电子成为金属原子而沉积镀覆在阴极原模表面极原模表面: M2+ +2e- M，阳极金属源源不断成为金属离，阳极金属源源不断成为金属离子补充溶解进入电铸镀液，保持电解液中金属离子的质量分子补充溶解进入电铸镀液，保持电解液中金属离子的质量分数基本不变，阴极原模上电铸层逐渐加厚，当达到预定厚度数基本不变，阴极原模上电铸层逐渐加厚，当达到预定厚度时即可取出，设法与原模分离，即可获得与原模型面凹凸相时即可取出，设法与原模分离，即可获得与原模型面凹凸相反的电铸件。反的电铸件。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工2.电铸加工的特点电铸加工的特点复制精度高，可以做出机械加工不可能加工出的细微形状复制精度高，可以做出机械加工不可能加工出的细微形状(如如微细花纹、复杂形状等微细花纹、复杂形状等)，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达0. 1m，一般不，一般不需抛光即可使用需抛光即可使用;母模材料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模母模材料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模;表面硬度可达表面硬度可达3550HRC，所以电铸型腔使用寿命长，所以电铸型腔使用寿命长;电铸可获得高纯度的金属制品，如电铸铜，它纯度高，具有电铸可获得高纯度的金属制品，如电铸铜，它纯度高，具有良好的导电性能，十分有利于电加工良好的导电性能，十分有利于电加工;电铸时，金属沉积速度缓慢，制造周期长，如电铸镍，一般电铸时，金属沉积速度缓慢，制造周期长，如电铸镍，一般需要一周左右需要一周左右;电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄，仅为电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄，仅为48 mm，电铸层一，电铸层一般都具有较大的应力，所以大型电铸件变形显著，且不易承般都具有较大的应力，所以大型电铸件变形显著，且不易承受大的冲击载荷。这样，就使电铸成型的应用受到一定的限受大的冲击载荷。这样，就使电铸成型的应用受到一定的限制。制。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工3.电铸加工的应用电铸加工的应用电铸具有极高的复制精度和良好的机械性能，已在航空、仪电铸具有极高的复制精度和良好的机械性能，已在航空、仪器仪表、精密机械、模具制造等方面发挥日益重要的作用。器仪表、精密机械、模具制造等方面发挥日益重要的作用。电铸也是制造各种筛网、滤网最有效的方法，因为它无需使电铸也是制造各种筛网、滤网最有效的方法，因为它无需使用专用设备就可获得各种形状的孔眼，孔眼的尺寸大至数十用专用设备就可获得各种形状的孔眼，孔眼的尺寸大至数十毫米，小至毫米，小至5mm。其中典型的就是电铸电动剃须刀的网罩。其中典型的就是电铸电动剃须刀的网罩。网罩的加工大致如下，网罩的加工大致如下，如图如图4-13表示电动剃须刀多孔网罩电表示电动剃须刀多孔网罩电铸的工艺过程。铸的工艺过程。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工制造原模，在铜或铭板上涂布感光胶，再将照相底板与它紧制造原模，在铜或铭板上涂布感光胶，再将照相底板与它紧贴，进行曝光、显影、定影后，即获得带有规定图形绝缘层贴，进行曝光、显影、定影后，即获得带有规定图形绝缘层的原模。的原模。对原模进行化学处理，以获得钝化层，使电铸后的网罩容易对原模进行化学处理，以获得钝化层，使电铸后的网罩容易与原模分离。与原模分离。弯曲成型，将原模弯成所需形状。弯曲成型，将原模弯成所需形状。电铸，一般控制镍层的硬度为维氏硬度电铸，一般控制镍层的硬度为维氏硬度500550 HV之间，硬之间，硬度过高，则容易发脆。度过高，则容易发脆。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工五、电解磨削五、电解磨削电解磨削是电解加工的一种特殊形式，是电解与机械的复合电解磨削是电解加工的一种特殊形式，是电解与机械的复合加工方法。它是靠金属的溶解加工方法。它是靠金属的溶解(占占95%98%)和机械磨削和机械磨削(占占2%5%)的综合作用来实现加工的。的综合作用来实现加工的。1.电解磨削加工原理电解磨削加工原理电解磨削加工原理电解磨削加工原理如图如图4-14所示。加工过程中，磨轮所示。加工过程中，磨轮(砂轮砂轮)不断旋转，磨轮上凸出的砂粒与工件接触，形成磨轮与工件不断旋转，磨轮上凸出的砂粒与工件接触，形成磨轮与工件间的电解间隙。电解液不断供给，磨轮在旋转中，将工件表间的电解间隙。电解液不断供给，磨轮在旋转中，将工件表面由电化学反应生成的钝化膜除去，继续进行电化学反应，面由电化学反应生成的钝化膜除去，继续进行电化学反应，如此反复不断，直到加工完毕。如此反复不断，直到加工完毕。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工电解磨削的阳极溶解机理与普通电解加工的阳极溶解机理是电解磨削的阳极溶解机理与普通电解加工的阳极溶解机理是相同的。不同之处在于相同的。不同之处在于:电解磨削中，阳极钝化膜的去除是靠电解磨削中，阳极钝化膜的去除是靠磨轮的机械加工去除的，电解液腐蚀力较弱磨轮的机械加工去除的，电解液腐蚀力较弱;而一般电解加工而一般电解加工中的阳极钝化膜的去除，是靠高电流密度去破坏中的阳极钝化膜的去除，是靠高电流密度去破坏(不断溶解不断溶解)或靠活性离子或靠活性离子(如氯离子如氯离子)进行活化，再由高速流动的电解液进行活化，再由高速流动的电解液冲刷带走的。冲刷带走的。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工2.电解磨削加工的特点电解磨削加工的特点电解磨削具有以下特点电解磨削具有以下特点:磨削力小，生产率高，这是由于电解磨削具有电解加工和机磨削力小，生产率高，这是由于电解磨削具有电解加工和机械磨削加工的优点械磨削加工的优点;加工精度高，表面加工质量好，因为电解磨削加工中，一方加工精度高，表面加工质量好，因为电解磨削加工中，一方面工件尺寸或形状是靠磨轮刮除钝化膜得到的，故能获得比面工件尺寸或形状是靠磨轮刮除钝化膜得到的，故能获得比电解加工好的加工精度，另一方面，材料的去除主要靠电解电解加工好的加工精度，另一方面，材料的去除主要靠电解加工，加工中产生的磨削力较小，不会产生磨削毛刺、裂纹加工，加工中产生的磨削力较小，不会产生磨削毛刺、裂纹等现象，故加工工件的表面质量好等现象，故加工工件的表面质量好;设备投资较高，其原因是电解磨削机床需加电解液过滤装置、设备投资较高，其原因是电解磨削机床需加电解液过滤装置、抽风装置、防腐处理设备等。抽风装置、防腐处理设备等。上一页 下一页返回第三节第三节 电化学加工电化学加工3.电解磨削加工的应用电解磨削加工的应用电解磨削广泛应用于平面磨削、成型磨削和内外圆磨削。电解磨削广泛应用于平面磨削、成型磨削和内外圆磨削。图图4-15 (a),(b)分别为立轴矩台平面磨削、卧轴矩台平面磨削的分别为立轴矩台平面磨削、卧轴矩台平面磨削的示意图。示意图。图图4-16为电解成型磨削示意图，其磨削原理是将导为电解成型磨削示意图，其磨削原理是将导电磨轮的外圆圆周按需要的形状进行预先成型，然后进行电电磨轮的外圆圆周按需要的形状进行预先成型，然后进行电解磨削。解磨削。上一页 返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介本节简要介绍一下其他加工技术，包括超声波加工、激光加本节简要介绍一下其他加工技术，包括超声波加工、激光加工、电子束加工等。这些特种加工技术是近几年刚发展出来工、电子束加工等。这些特种加工技术是近几年刚发展出来的新工艺，有很好的应用前景。我们有必要了解一下它们的的新工艺，有很好的应用前景。我们有必要了解一下它们的原理、特点及应用。原理、特点及应用。一、超声波加工一、超声波加工超声波加工是利用工具端面做超声振动，通过磨料悬浮液对超声波加工是利用工具端面做超声振动，通过磨料悬浮液对工件进行加工的方法。工件进行加工的方法。1.超声波加工的原理超声波加工的原理超声波加工是利用振动频率超过超声波加工是利用振动频率超过16 000 Hz的工具头，通过悬的工具头，通过悬浮液磨料对工件进行成型加工的一种方法，其加工原理浮液磨料对工件进行成型加工的一种方法，其加工原理如图如图4-17所示。所示。下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介当工具以当工具以16 000 Hz以上的振动频率作用于悬浮液磨料时，磨以上的振动频率作用于悬浮液磨料时，磨料便以极高的速度强力冲击加工表面料便以极高的速度强力冲击加工表面;同时由于悬浮液磨料的同时由于悬浮液磨料的搅动，使磨粒以高速度抛磨工件表面搅动，使磨粒以高速度抛磨工件表面;此外，磨料液受工具端此外，磨料液受工具端面的超声振动而产生交变的冲击波和面的超声振动而产生交变的冲击波和“空化现象空化现象”。所谓空。所谓空化现象，是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，化现象，是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在磨料液内形成很多微空加工间隙内形成负压和局部真空，在磨料液内形成很多微空腔腔;当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液压冲击波，从而使脆性材料产生局部疲劳，引引起极强的液压冲击波，从而使脆性材料产生局部疲劳，引起显微裂纹。起显微裂纹。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介2.超声波加工的特点超声波加工的特点超声波加工的主要特点如下超声波加工的主要特点如下:(1)适合于加工各种硬脆材料，特别是某些不导电的非金属材适合于加工各种硬脆材料，特别是某些不导电的非金属材料，例玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。可料，例玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。可以加工淬火钢和硬质合金等材料，但效率相对较低。以加工淬火钢和硬质合金等材料，但效率相对较低。(2)工具材料硬度很高，故易于制造形状复杂的型孔。工具材料硬度很高，故易于制造形状复杂的型孔。(3)加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。表面粗糙加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。表面粗糙度度Ra很小，可达很小，可达0. 2m，加工精度可达，加工精度可达0.050. 02 mm，而且，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度的零件。可以加工薄壁、窄缝、低刚度的零件。(4)加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。(5)生产率较低。这是超声波加工的一大缺点。生产率较低。这是超声波加工的一大缺点。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介3.超声波加工的应用超声波加工的应用超声波加工的生产率虽然比电火花、电解加工等低，但其加超声波加工的生产率虽然比电火花、电解加工等低，但其加工精度和表面粗糙度都比它们好，而且能加工半导体、非导工精度和表面粗糙度都比它们好，而且能加工半导体、非导体的脆硬材料，如玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。体的脆硬材料，如玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。在实际生产中，超声波广泛应用于型在实际生产中，超声波广泛应用于型(腔腔)孔加工孔加工(如图如图4-18所所示示)、切割加工、切割加工(如图如图4-19所示所示)、清洗、清洗(如图如图4-20所示所示)等方面。等方面。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介二、激光加工二、激光加工1.激光加工的原理激光加工的原理激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相干光。由于激激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相干光。由于激光的发散角小和单色性好，理论上可以聚焦到尺寸与光的波光的发散角小和单色性好，理论上可以聚焦到尺寸与光的波长相近的长相近的(微米甚至亚微米微米甚至亚微米)小斑点上，加上它本身强度高，小斑点上，加上它本身强度高，故可以使其焦点处的功率密度达到故可以使其焦点处的功率密度达到1071 011 W/cm2 ,温度可温度可达达10 000以上。在这样的高温下，任何材料都将瞬时急剧以上。在这样的高温下，任何材料都将瞬时急剧熔化和汽化，并爆炸性地高速喷射出来，同时产生方向性很熔化和汽化，并爆炸性地高速喷射出来，同时产生方向性很强的冲击。因此，激光加工强的冲击。因此，激光加工(如图如图4-21所示所示)是工件在光热效是工件在光热效应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合过程。应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合过程。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介2.激光加工的特点激光加工的特点激光加工的特点主要有以下几个方面激光加工的特点主要有以下几个方面:几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工;激光能聚焦成极小的光斑，可进行微细和精密加工，如微细激光能聚焦成极小的光斑，可进行微细和精密加工，如微细窄缝和微型孔的加工窄缝和微型孔的加工;可用反射镜将激光束送往远离激光器的隔离室或其他地点进可用反射镜将激光束送往远离激光器的隔离室或其他地点进行加工行加工;加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形;无需加工工具和特殊环境，便于自动控制连续加工，加工效无需加工工具和特殊环境，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。率高，加工变形和热变形小。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介3.激光加工在模具制造中的应用激光加工在模具制造中的应用(1)激光打孔激光打孔的成型过程是材料在激光热源照射下产激光打孔激光打孔的成型过程是材料在激光热源照射下产生的一系列热物理现象综合的结果。利用激光几乎可以在任生的一系列热物理现象综合的结果。利用激光几乎可以在任何材料上打微型小孔，目前已应用于火箭发动机和柴油机的何材料上打微型小孔，目前已应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴加工、钟表及仪表中的宝石轴承打孔、金刚石拉丝燃料喷嘴加工、钟表及仪表中的宝石轴承打孔、金刚石拉丝模加工等方面。模加工等方面。(2)激光切割激光可用于切割各种各样的材料。既可以切割金激光切割激光可用于切割各种各样的材料。既可以切割金属，也可以切割非金属属，也可以切割非金属;既可以切割无机物，也可以切割皮革既可以切割无机物，也可以切割皮革之类的有机物。之类的有机物。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介(3)表面强化与修复为了提高模具的使用寿命，常常需要对模表面强化与修复为了提高模具的使用寿命，常常需要对模具表面进行强化处理。采用激光技术来强化和修复模具，具具表面进行强化处理。采用激光技术来强化和修复模具，具有柔性大有柔性大(可对大型模具进行局部淬火可对大型模具进行局部淬火)、表面强度高、表面强度高(比常规比常规热处理硬度高热处理硬度高5%15%，并且均匀，并且均匀)、变形小、对不需要强化、变形小、对不需要强化的部位影响小、工艺周期短和工艺简单等优点。的部位影响小、工艺周期短和工艺简单等优点。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介（4）激光叠加制造）激光叠加制造 激光叠加制造的原理为：将激光切割的、激光叠加制造的原理为：将激光切割的、按立体造型剖切的、形状逐渐发生变化的多层薄板叠加，并按立体造型剖切的、形状逐渐发生变化的多层薄板叠加，并使其形成所需要的模具几何形体，可作为拉深模、成型模。使其形成所需要的模具几何形体，可作为拉深模、成型模。(5)快速模具制造激光快速成型技术快速模具制造激光快速成型技术(Rapid Protoyping, RP)是是20世纪世纪80年代后发展起来的一项新兴技术，它是近年代后发展起来的一项新兴技术，它是近20年来制年来制造领域的一次重大突破，有关这方面的内容将在以后章节作造领域的一次重大突破，有关这方面的内容将在以后章节作详细的论述。详细的论述。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介三、电子束加工三、电子束加工1.加工原理加工原理电子束加工是利用高速电子的冲击动能来加工工件的，电子束加工是利用高速电子的冲击动能来加工工件的，如图如图4-22所示。在真空条件下，将具有很高速度和能量的电子束所示。在真空条件下，将具有很高速度和能量的电子束聚焦到被加工材料上，电子的动能绝大部分转变为热能，使聚焦到被加工材料上，电子的动能绝大部分转变为热能，使材料局部瞬时熔融、汽化蒸发而去除。材料局部瞬时熔融、汽化蒸发而去除。控制电子束能量密度的大小和能量注入时间，就可以达到不控制电子束能量密度的大小和能量注入时间，就可以达到不同的加工目的。如只使材料局部加热就可进行电子束热处理同的加工目的。如只使材料局部加热就可进行电子束热处理;使材料局部熔化就可以进使材料局部熔化就可以进行电子束焊接行电子束焊接;提高电子束能量密度，使材料熔化和汽化，就提高电子束能量密度，使材料熔化和汽化，就可进行打孔、切割等加工可进行打孔、切割等加工;利用较低能量密度的电子束轰击高利用较低能量密度的电子束轰击高分子材料时产生化学变化的原理，即可进行电子束光刻加工。分子材料时产生化学变化的原理，即可进行电子束光刻加工。上一页 下一页返回第四节第四节 其他加工技术简介其他加工技术简介2.电子束加工的特点电子束加工的特点电子束加工的特点如下电子束加工的特点如下:电子束能够极其微细地聚焦电子束能够极其微细地聚焦(可达可达10.1m)，故可进行微细加，故可进行微细加工工;加工材料的范围广，由于电子束能量密度高，可使任何材料加工材料的范围广，由于电子束能量密度高，可使任何材料瞬时熔化、汽化且机械力的作用极小，不易产生变形和应力，瞬时熔化、汽化且机械力的作用极小，不易产生变形和应力，故能加工各种力学性能的导体、半导体和非导体材料故能加工各种力学性能的导体、半导体和非导体材料;加工在真空中进行，污染少，加工表面不易被氧化加工在真空中进行，污染少，加工表面不易被氧化;电子束加工需要整套的专用设备和真空系统，价格较贵，故电子束加工需要整套的专用设备和真空系统，价格较贵，故在生产中受到一定程度的限制。在生产中受到一定程度的限制。上一页返回小锦囊小锦囊 电火花加工、电火花线切割加工的异同点电火花加工、电火花线切割加工的异同点电火花加工和电火花线切割加工存在较多的共同之处，使人电火花加工和电火花线切割加工存在较多的共同之处，使人容易混淆。下面特对两者的异同点进行总结，供大家参考。容易混淆。下面特对两者的异同点进行总结，供大家参考。1.共同特点共同特点(1)二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。加工中不存在显著的机械切削力。(2)二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。似，可以加工硬质合金等一切导电材料。(3)最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。间隙。下一页返回小锦囊小锦囊2.不同特点不同特点(1)从加工原理来看，电火花加工是将电极形状复制到工件上从加工原理来看，电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。在实际中可以加工通孔的一种工艺方法。在实际中可以加工通孔(穿孔加工穿孔加工)和盲孔和盲孔(成型加工成型加工);而线切割加工是利用移动的细金属导线而线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或铜丝或铂丝铂丝)做电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成型的一种工做电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成型的一种工艺方法。艺方法。(2)从产品形状角度看，电火花加工必须先用数控加工等方法从产品形状角度看，电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状相似的电极加工出与产品形状相似的电极;线切割加工中产品的形状是通线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动而合成的，只对工件进行轮过工作台按给定的控制程序移动而合成的，只对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。廓图形加工，余料仍可利用。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊(3)从电极角度看，电火花加工必须制作成型用的电极从电极角度看，电火花加工必须制作成型用的电极(一般一般用铜、石墨等材料制作而成用铜、石墨等材料制作而成);线切割加工用移动的细金属导线切割加工用移动的细金属导线线(铜丝或铂丝铜丝或铂丝)做电极。做电极。(4)从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对静止，易损耗，从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对静止，易损耗，故通常采用多个电极加工故通常采用多个电极加工;而线切割加工中由于电极丝连续移而线切割加工中由于电极丝连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的影响。的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的影响。(5)从应用角度看，电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适从应用角度看，电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等等;而线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状而线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件。复杂的窄缝及各种形状复杂的零件。上一页 返回每章一练每章一练1.电火花加工的原理和特点各是什么电火花加工的原理和特点各是什么?2.电火花线切割的原理和特点各是什么电火花线切割的原理和特点各是什么?3.简述电解加工、电铸加工、电解磨削的原理。简述电解加工、电铸加工、电解磨削的原理。4.比较超声波加工、激光加工、电子束加工的优缺点。比较超声波加工、激光加工、电子束加工的优缺点。5.简述电火花加工、电火花线切割加工的异同点。简述电火花加工、电火花线切割加工的异同点。返回图图4-1 矩形波脉冲电源的电压波形矩形波脉冲电源的电压波形 返回t1-脉冲宽度；脉冲宽度；t0-脉冲间隔；脉冲间隔；tp-脉冲周期脉冲周期ui-脉冲峰值电压或空载电压脉冲峰值电压或空载电压 图图4-2 电火花加工原理示意图电火花加工原理示意图 返回1一工件一工件;2一脉冲电源一脉冲电源;3一自动进给调节系统一自动进给调节系统;4一工具一工具;5一工作液一工作液;6一过滤器一过滤器;7一工作液源一工作液源 图图4-3 电火花加工机床原理图电火花加工机床原理图返回图图4-4 电火花线切割加工原理图电火花线切割加工原理图 返回1一绝缘底板一绝缘底板;2一工件一工件;3一脉冲电源一脉冲电源;4一钼丝一钼丝;5一导向轮一导向轮;6一支架一支架;7一储丝筒一储丝筒图图4-5 高速走丝线切割加工设备高速走丝线切割加工设备组成组成 返回 1一卷丝筒一卷丝筒;2一走丝溜板一走丝溜板;3一丝架一丝架;4一上滑板一上滑板;5一下滑板一下滑板;6一一床身床身;7一电源、控制拒一电源、控制拒;9一一数控装置数控装置图图4-6 低速走丝线切割加工设备组成低速走丝线切割加工设备组成返回 1一脉冲电源一脉冲电源;2一工件一工件;3一工作液箱一工作液箱;4一去离子水一去离子水;5一泵一泵;6一新丝放线卷筒一新丝放线卷筒;7一工作台一工作台;8一一X轴电动机轴电动机; 9一一Y轴电动机轴电动机;11一废丝卷筒一废丝卷筒图图4-7 高速走丝系统结构示意图高速走丝系统结构示意图返回图图4-8 低速走丝系统示意图低速走丝系统示意图返回1一废丝卷丝轮一废丝卷丝轮;2一未使用的金属筒一未使用的金属筒;3一拉丝模一拉丝模; 4一张力电动机一张力电动机;5一电极丝张力调节器一电极丝张力调节器; 6一退火装置一退火装置;7一导向器一导向器;8一工件一工件图图4-9 电化学加工原理示意图电化学加工原理示意图返回1-阳极；阳极；2-阴极阴极表表4-1 电化学加工分类表电化学加工分类表返回图图4-10 电解加工机理示意图电解加工机理示意图返回1一直流电源一直流电源;2一工具阴极一工具阴极;3一工件阳极一工件阳极;4一电解液泵一电解液泵;5一电解液一电解液图图4-11 电解加工整体叶轮电解加工整体叶轮返回图图4-12 电铸原理图电铸原理图 返回1一电镀槽一电镀槽;2一阳极一阳极;3一电铸层一电铸层;4一直流电源一直流电源; 5一母模一母模(阴极阴极);6-搅拌器搅拌器;7一电铸液一电铸液; 8一过滤器一过滤器;9一加热器一加热器;10一泵一泵图图4-13 电动剃须刀多孔网罩的电动剃须刀多孔网罩的电铸电铸返回图图4-14 电解磨削加工原理图电解磨削加工原理图返回 1一直流电源一直流电源;2一绝缘主轴一绝缘主轴;3一磨轮一磨轮;4一电解液喷嘴一电解液喷嘴; 5一工件一工件;6一电解液泵一电解液泵;7一电解液箱一电解液箱;8一机床本体一机床本体;9一工作台一工作台;10一磨料一磨料;11一结合剂一结合剂;12一电解间隙一电解间隙;13一电解液一电解液图图4-15 平面磨削示意图平面磨削示意图 返回 图图4-16 电解成型磨削原理图电解成型磨削原理图返回1一绝缘层一绝缘层;2一磨轮一磨轮;3一一喷嘴喷嘴;4一工件一工件;5一加工电源一加工电源图图4-17 超声波加工原理图超声波加工原理图返回图图4-18 超声波加工的型孔、腔孔超声波加工的型孔、腔孔类型类型 返回(a)加工圆孔加工圆孔;(b)加工型腔加工型腔;(c)加工异形孔加工异形孔;(d)套料加工套料加工;(e)加工微细孔加工微细孔 图图4-19 超声波切割加工超声波切割加工 返回1一变幅杆一变幅杆;2一工具一工具(薄钢片薄钢片);3一磨料液一磨料液;4一工作一工作(单晶硅单晶硅)1一变幅杆一变幅杆;2一一焊缝焊缝;3一一铆打铆打;4一导向片一导向片;5一软钢刀片一软钢刀片 图图4-20 超声波清洗装置超声波清洗装置 返回1一清洗槽一清洗槽;2一变幅杆一变幅杆;3一压紧螺打一压紧螺打;4一压电陶瓷换能器一压电陶瓷换能器;5一镍片一镍片(十十);6一镍片一镍片;7一接线螺打一接线螺打; 7一垫圈一垫圈;9-钢垫块钢垫块 图图4-21 激光加工示意图激光加工示意图返回1一激光器一激光器;2一激光束一激光束;3一全反射棱镜一全反射棱镜;4一聚焦物镜一聚焦物镜;5一工件一工件;6一工作台一工作台图图4-22 电子束加工原理电子束加工原理返回第五章第五章 模具先进制造技术模具先进制造技术第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术第三节第三节 快速成型技术快速成型技术第五章第五章 模具先进制造技术模具先进制造技术本章概述本章概述本章简要叙述了三种模具先进制造技术本章简要叙述了三种模具先进制造技术:数控加工技术、模具数控加工技术、模具零件的计算机辅助设计零件的计算机辅助设计(CAD)和制造和制造(CAM)技术以及快速成型技术以及快速成型制造技术的定义、特点、组成及应用。三种新工艺的内容较制造技术的定义、特点、组成及应用。三种新工艺的内容较多，要想系统讲述每一项都可以单独出书。由于篇幅限制，多，要想系统讲述每一项都可以单独出书。由于篇幅限制，本章没有展开讲述，如果同学们感兴趣可以参考其他书籍或本章没有展开讲述，如果同学们感兴趣可以参考其他书籍或者文献。本章的目的旨在让大家对这三项技术有个初步的了者文献。本章的目的旨在让大家对这三项技术有个初步的了解。解。下一页返回第五章第五章 模具先进制造技术模具先进制造技术教学目标教学目标1.了解数控加工机床的特点、原理、组成及分类。了解数控加工机床的特点、原理、组成及分类。2.了解数控程序编制的内容和步骤。了解数控程序编制的内容和步骤。3.了解了解CAD/CAM的基本概念。的基本概念。4.了解了解CAD/CAM系统的作用及信息的处理方式。系统的作用及信息的处理方式。5.了解快速成型技术的原理及应用。了解快速成型技术的原理及应用。6.了解快速成型制造技术工艺的类型及特点。了解快速成型制造技术工艺的类型及特点。上一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术一、数控机床简介一、数控机床简介随着生产和科学技术的飞速发展，社会对机械产品多样化的随着生产和科学技术的飞速发展，社会对机械产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，多品种、中小批量生产要求日益强烈，产品更新越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加，同时随着汽车工业和轻工业消费品的高速的比重明显增加，同时随着汽车工业和轻工业消费品的高速增长，机械产品的结构日趋复杂，其精度日趋提高，性能不增长，机械产品的结构日趋复杂，其精度日趋提高，性能不断改善，激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，断改善，激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化、传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化、高效和高质量复杂零件加工要求。因此，对制造机械产品的高效和高质量复杂零件加工要求。因此，对制造机械产品的生产设备生产设备机床，必然会相应地提出高效率、高精度和高自机床，必然会相应地提出高效率、高精度和高自动化的要求。数控机床就是为了解决单件、小批量，特别是动化的要求。数控机床就是为了解决单件、小批量，特别是高精度、复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生高精度、复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。的。下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术1.数控机床的定义数控机床的定义国际信息处理联盟国际信息处理联盟IFIP (International Federation of Information Processing)将数控机床定义为将数控机床定义为:数控机床是一种数控机床是一种装有程序控制的机床，机床的运动和动作按照这种程序系统装有程序控制的机床，机床的运动和动作按照这种程序系统发出的特定代码和符号编码组成的指令进行。国标发出的特定代码和符号编码组成的指令进行。国标GB8129-1987将将“数控数控”定义为定义为:用数字化信息对机床运动及其加工过用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。程进行控制的一种方法。2.数控机床的特点数控机床的特点(1)加工精度数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。加工精度数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。目前数控机床的脉冲当量普遍达到了目前数控机床的脉冲当量普遍达到了0. 001 mm，而且进给传，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控机床能达到很高的加工精度。因此，数控机床能达到很高的加工精度。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(2)对加工对象的适应性强在数控机床上改变加工零件时，只对加工对象的适应性强在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制需重新编制(更换更换)程序，输入新的程序就能实现对新的零件程序，输入新的程序就能实现对新的零件的加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产的加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。品提供了极大的便利。(3)自动化程度高，劳动强度低数控机床对零件的加工是按事自动化程度高，劳动强度低数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键盘、装卸工件、关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，盘、装卸工件、关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，不需要进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均不需要进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加上数控机床一般都具有较好的安全防护、自可大为减轻，加上数控机床一般都具有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润滑装置，操作者的劳动条件也大动排屑、自动冷却和自动润滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。为改善。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(4)生产效率高数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普生产效率高数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此，数控机床每一道工序都选用最有利的切削通机床大，因此，数控机床每一道工序都选用最有利的切削用量。由于数控机床的结构刚性好，因此允许进行大切削量用量。由于数控机床的结构刚性好，因此允许进行大切削量的强力切削，这就提高了数控机床的切削功率，节省了机动的强力切削，这就提高了数控机床的切削功率，节省了机动时间。时间。数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，故节数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，故节省了零件安装、调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只省了零件安装、调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只做首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机做首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机检验时间。检验时间。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(5)良好的经济效益在单件、小批量生产的情况下，使用数控良好的经济效益在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，机床加工，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省了直接生产费用节省了直接生产费用;使用数控机床加工零件一般不需要制作使用数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具，节省了工艺装备费用专用夹具，节省了工艺装备费用;数控机床加工精度稳定，减数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。少了废品率，使生产成本进一步下降。(6)有利于现代化管理采用数控机床加工，能准确地计算出零有利于现代化管理采用数控机床加工，能准确地计算出零件加工工时和费用，并有效地简化了检验夹具、半成品的管件加工工时和费用，并有效地简化了检验夹具、半成品的管理工作，这些特点都有利于现代化的生产管理。理工作，这些特点都有利于现代化的生产管理。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术3.数控机床的组成数控机床的组成数控机床一般由输入输出介质、数控装置、伺服系统和机床数控机床一般由输入输出介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。机床的组成本体组成。机床的组成如图如图5-1所示。所示。(1)输入输出设备完成程序、参数等信息的输入输入输出设备完成程序、参数等信息的输入;完成打印、完成打印、CRT显示等功能。显示等功能。(2)数控装置数控机床的控制核心，其主要功能如下数控装置数控机床的控制核心，其主要功能如下:多坐标多坐标控制控制(多轴联动多轴联动);插补功能插补功能;程序输入、编辑和修改功能程序输入、编辑和修改功能;补偿补偿功能功能;信息转换功能信息转换功能;多种加工方式选择多种加工方式选择;辅助功能辅助功能;显示功能显示功能以及通信和联网等功能。以及通信和联网等功能。(3)伺服系统数控系统的执行机构，包括驱动、执行和反馈装伺服系统数控系统的执行机构，包括驱动、执行和反馈装置。伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的置。伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求与位置、速度反馈信号相比较后带动机床的移动部件或要求与位置、速度反馈信号相比较后带动机床的移动部件或执行部件动作，加工出符合图样要求的零件。执行部件动作，加工出符合图样要求的零件。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(4)机床本体数控机床的实体，完成实际切削加工的机械部分，机床本体数控机床的实体，完成实际切削加工的机械部分，它包括床身、底座、工作台、床鞍、主轴等。它包括床身、底座、工作台、床鞍、主轴等。数控机床与普通机床相比较有所改进，具有以下特点数控机床与普通机床相比较有所改进，具有以下特点:数控机数控机床采用了高性能的主轴及伺服系统，机械传动结构简化，传床采用了高性能的主轴及伺服系统，机械传动结构简化，传动链较短。机械结构具有较高的刚度、阻尼精度及耐磨性，动链较短。机械结构具有较高的刚度、阻尼精度及耐磨性，热变形小。更多地采用高效传动部件。热变形小。更多地采用高效传动部件。(5)辅助装置主要包括换刀机构、工件自动交换机构、工件夹辅助装置主要包括换刀机构、工件自动交换机构、工件夹紧机构、润滑装置、冷却装置、照明装置、排屑装置、液压紧机构、润滑装置、冷却装置、照明装置、排屑装置、液压气动系统、过载保护与限位保护装置等。气动系统、过载保护与限位保护装置等。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术4.数控机床的分类数控机床的分类数控机床按控制运动的方式和进给伺服系统有不同的分类方数控机床按控制运动的方式和进给伺服系统有不同的分类方法。法。(1)按控制运动的方式分类按控制运动的方式分类点位控制数控机床这类机床只控制运动部件从一点移动到点位控制数控机床这类机床只控制运动部件从一点移动到另一点的准确位置，在移动过程中不进行加工，对两点间的另一点的准确位置，在移动过程中不进行加工，对两点间的移动速度和运动轨迹没有严格要求，可以沿多个坐标同时移移动速度和运动轨迹没有严格要求，可以沿多个坐标同时移动，也可以沿各个坐标先后移动。动，也可以沿各个坐标先后移动。采用点位控制的机床有数控钻床、数控坐标铿床、数控冲床采用点位控制的机床有数控钻床、数控坐标铿床、数控冲床和数控测量机等。和数控测量机等。直线控制数控机床这类机床不仅要控制点的准确定位，而直线控制数控机床这类机床不仅要控制点的准确定位，而且要控制且要控制(或工作台或工作台)以一定的速度沿与坐标轴平行的方向进以一定的速度沿与坐标轴平行的方向进行切削加工。行切削加工。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术轮廓控制数控机床这类机床能够对两个或两个以上运动坐轮廓控制数控机床这类机床能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间运动轨迹能满足零件轮廓的要求。轮廓控制数控机床有数控运动轨迹能满足零件轮廓的要求。轮廓控制数控机床有数控铣床、车床、磨床和加工中心等。铣床、车床、磨床和加工中心等。(2)按所用进给伺服系统的类型分类按所用进给伺服系统的类型分类开环数控机床开环数控机床采用开环进给伺服系统，伺服开环数控机床开环数控机床采用开环进给伺服系统，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。闭环数控机床闭环数控机床的进给伺服系统是按闭环原理闭环数控机床闭环数控机床的进给伺服系统是按闭环原理工作的，带有直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移工作的，带有直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移量进行检测。伺服驱动部件通常采用直流伺服电动机和交流量进行检测。伺服驱动部件通常采用直流伺服电动机和交流伺服电动机。伺服电动机。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术半闭环数控机床这类控制系统与闭环控制系统的区别在于半闭环数控机床这类控制系统与闭环控制系统的区别在于采用角位移检测元件，检测反馈信号不是来自工作台，而是采用角位移检测元件，检测反馈信号不是来自工作台，而是来自与电动机相联系的角位移检测元件。来自与电动机相联系的角位移检测元件。5.数控机床的工作原理数控机床的工作原理根据被加工零件的图样与工艺规程，用规定的代码和程序格根据被加工零件的图样与工艺规程，用规定的代码和程序格式编写加工程序式编写加工程序;将所编程序指令输入机床数控装置将所编程序指令输入机床数控装置;数控装置将程序数控装置将程序(代码代码)进行译码、运算之后，向机床各个坐进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制在发出信号，以驱动机床的各运动标的伺服机构和辅助控制在发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件。部件，并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术二、数控加工程序的编制二、数控加工程序的编制1.数控程序编制的内容及步骤数控程序编制的内容及步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。数控机床和普通机床是不一样的。它是按照事先编制好程。数控机床和普通机床是不一样的。它是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工参数，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。如图如图5-2所示，编程工作主要包括所示，编程工作主要包括:上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(1)分析零件图案和制订工艺方案这项工作的内容包括分析零件图案和制订工艺方案这项工作的内容包括:对零对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求件图样进行分析，明确加工的内容和要求;确定加工方案确定加工方案;选选择适合的数控机床择适合的数控机床;选择或设计刀具和夹具选择或设计刀具和夹具;确定合理的走刀确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(2)数学处理在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺数学处理在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。难以完成。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(3)编写零件加工程序在完成上述工艺处理及数值计算工作后，编写零件加工程序在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。编写出正确的加工程序。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术(4)程序检验程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术2.数控编程的方法数控编程的方法数控加工程序的编制方法主要有两种数控加工程序的编制方法主要有两种:手工编制程序和自动编手工编制程序和自动编制程序。制程序。手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。如图如图5-3所示。一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工所示。一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。手工编程的特点手工编程的特点:耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为平均约为30 : 1。而数控机床不能开动的原因中有。而数控机床不能开动的原因中有20%30%是由于加工程序编制困难，编程时间较长。是由于加工程序编制困难，编程时间较长。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制订工艺自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制订工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了烦琐的数值计算，可提高编程效率代替程序编制人员完成了烦琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机，通过自动编程软程是指将零件的图形信息直接输入计算机，通过自动编程软件的处理，得到数控加工程序。目前，图形数控自动编程是件的处理，得到数控加工程序。目前，图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术3.数控机床的适用范围数控机床的适用范围数控机床是一种可编程的通用加工设备，但是因设备投资费数控机床是一种可编程的通用加工设备，但是因设备投资费用较高，还不能用数控机床完全替代其他类型的设备，因此，用较高，还不能用数控机床完全替代其他类型的设备，因此，数控机床的选用有其一定的适用范围。数控机床的选用有其一定的适用范围。图图5-4可粗略地表示数可粗略地表示数控机床的适用范围。从图控机床的适用范围。从图5-4(a)可看出，通用机床多适用于零可看出，通用机床多适用于零件结构不太复杂、生产批量较小的场合件结构不太复杂、生产批量较小的场合;专用机床适用于生产专用机床适用于生产批量很大的零件批量很大的零件;数控机床对于形状复杂的零件尽管批量小也数控机床对于形状复杂的零件尽管批量小也同样适用。同样适用。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术随着数控机床的普及，数控机床的适用范围也愈来愈广，对随着数控机床的普及，数控机床的适用范围也愈来愈广，对一些形状不太复杂而重复工作量很大的零件，如印制电路板一些形状不太复杂而重复工作量很大的零件，如印制电路板的钻孔加工等，由于数控机床生产率高，也已大量使用。因的钻孔加工等，由于数控机床生产率高，也已大量使用。因而，数控机床的适用范围已扩展到图而，数控机床的适用范围已扩展到图5 -4(a)中阴影所示的范中阴影所示的范围。图围。图5 -4(b)表示当采用通用机床、专用机床及数控机床加表示当采用通用机床、专用机床及数控机床加工时，零件生产批量与零件总加工费用之间的关系。据有关工时，零件生产批量与零件总加工费用之间的关系。据有关资料统计，当生产批量在资料统计，当生产批量在100件以下，用数控机床加工具有一件以下，用数控机床加工具有一定复杂程度零件时，加工费用最低，能获得较高的经济效益。定复杂程度零件时，加工费用最低，能获得较高的经济效益。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件的数控加工技术模具零件的数控加工技术由此可见，数控机床最适宜加工以下类型的零件由此可见，数控机床最适宜加工以下类型的零件:生产批量小的零件生产批量小的零件;需要进行多次改型设计的零件需要进行多次改型设计的零件;加工精度要求高、结构形状复杂的零件，如箱体类，曲线、加工精度要求高、结构形状复杂的零件，如箱体类，曲线、曲面类零件曲面类零件;需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件;价值昂贵的零件，这种零件虽然生产量不大，但是如果加工价值昂贵的零件，这种零件虽然生产量不大，但是如果加工中因出现差错而报废，将产生巨大的经济损失。中因出现差错而报废，将产生巨大的经济损失。上一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术一、一、CAD/CAM概述概述计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造和计算机辅助制造(CAM)，是指人们利，是指人们利用计算机处理各种信息，进行从产品设计到产品制造全过程用计算机处理各种信息，进行从产品设计到产品制造全过程的信息集成和信息流自动化。传统的设计与制造是彼此相对的信息集成和信息流自动化。传统的设计与制造是彼此相对独立的工作，而独立的工作，而CAD/CAM技术将其作为一个整体来考虑，技术将其作为一个整体来考虑，实现信息处理的高度一体化。实现信息处理的高度一体化。下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术CAD是指工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品的数是指工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品的数值计算、产品性能分析、实验数据处理、计算机辅助绘图、值计算、产品性能分析、实验数据处理、计算机辅助绘图、仿真及动态模拟工作，从而提高了设计效率和准确性，缩短仿真及动态模拟工作，从而提高了设计效率和准确性，缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本，增强行业竞产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本，增强行业竞争能力。争能力。CAM有广义和狭义两种定义。广义的有广义和狭义两种定义。广义的CAM是指利用计算机是指利用计算机辅助完成制造信息处理的全过程，包括工艺过程设计、工装辅助完成制造信息处理的全过程，包括工艺过程设计、工装设计、数控编程、生产作业计划、生产过程控制和质量监控设计、数控编程、生产作业计划、生产过程控制和质量监控等。狭义的等。狭义的CAM是指是指NC程序编制，包括刀具路径规咙组、程序编制，包括刀具路径规咙组、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真及数控代码的生成。刀位文件的生成、刀具轨迹仿真及数控代码的生成。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术二、模具二、模具CAD/CAM系统简介系统简介1.模具模具CAD/CAM系统系统CAD/CAM技术应用到模具领域后，出现了模具的技术应用到模具领域后，出现了模具的CAD和和CAM，实现了模具设计和制造的一体化。，实现了模具设计和制造的一体化。模具模具CAD/CAM系统包括型面数字模型的描述和设计方案的系统包括型面数字模型的描述和设计方案的确定，冲压工艺和结构参数的分析计算，模具结构和标准的确定，冲压工艺和结构参数的分析计算，模具结构和标准的选择，自动绘图，数控机床的加工等，这些工作都可以由计选择，自动绘图，数控机床的加工等，这些工作都可以由计算机和计算机数控辅助或自动完成。算机和计算机数控辅助或自动完成。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术2.模具模具CAD/CAM系统的作用系统的作用(1)缩短了模具产品的设计与制造周期模具属于单件、小批量缩短了模具产品的设计与制造周期模具属于单件、小批量产品，传统的模具设计约为模具总工时的产品，传统的模具设计约为模具总工时的20%，模具设计工，模具设计工作量大，周期长。引入模具作量大，周期长。引入模具CAD技术以后，设计工作可以借技术以后，设计工作可以借助计算机完成，并自动绘制模具装配图和零件图，大大缩短助计算机完成，并自动绘制模具装配图和零件图，大大缩短了模具制造周期。了模具制造周期。(2)提高了模具精度和设计质量模具提高了模具精度和设计质量模具CAM技术可以完成形状技术可以完成形状复杂的模具型腔的自动加工、计算机辅助编程、工艺准备和复杂的模具型腔的自动加工、计算机辅助编程、工艺准备和生产准备过程等工作，减少了人为主观因素的影响，提高了生产准备过程等工作，减少了人为主观因素的影响，提高了模具精度和设计质量。模具精度和设计质量。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术(3)可以积累模具设计与制造的经验及便于检索资料使用模具可以积累模具设计与制造的经验及便于检索资料使用模具CAD/CAM系统后，可以将每一种模具设计的图纸、系统后，可以将每一种模具设计的图纸、NC数据、数据、设计数据等资料自动存储起来，以备再次进行类似模具设计设计数据等资料自动存储起来，以备再次进行类似模具设计时使用。时使用。(4)降低了模具成本使用模具降低了模具成本使用模具CAD/CAM系统可以大大降低人系统可以大大降低人力、物力的投入，降低了模具成本，同时也增强了企业竞争力、物力的投入，降低了模具成本，同时也增强了企业竞争能力及应变能力。能力及应变能力。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术3.模具模具CAD/CAM系统处理的信息系统处理的信息模具模具CAD/CAM系统的程序是系统的程序是:产品图形输入产品图形输入零件工艺审核零件工艺审核工艺计算工艺计算排样优化排样优化凸、凹模设计凸、凹模设计结构优化结构优化数据库数据库和图形库和图形库打印和自动绘图打印和自动绘图数控加工。在整个过程中，模数控加工。在整个过程中，模具具CAD/CAM系统都必须进行信息分析、信息处理和信息传系统都必须进行信息分析、信息处理和信息传递。模具递。模具CAD/CAM系统必须处理的信息有三类系统必须处理的信息有三类:数据信息、数据信息、图形信息和设计经验信息，图形信息和设计经验信息，如图如图5-5所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术(1)数据信息数据信息是最容易处理的信息，只要将所建立的数据信息数据信息是最容易处理的信息，只要将所建立的数据结构送至中央处理单元数据结构送至中央处理单元(CPU)，进行加工，最后以一定的，进行加工，最后以一定的数据结构形式输出所需的数据。数据结构形式输出所需的数据。(2)图形信息图形信息又称为几何信息，处理这类信息首先必图形信息图形信息又称为几何信息，处理这类信息首先必须解决图须解决图数转换手段数转换手段(即图形输入即图形输入)，并建立适合于图形的，并建立适合于图形的数据结构，送至数据结构，送至CPU进行加工后，再通过数进行加工后，再通过数图转换手段图转换手段(即即图形输出图形输出)，在图形终端或绘图机输出所需的图形。，在图形终端或绘图机输出所需的图形。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术(3)设计经验信息设计经验信息涉及许多人工智能问题，如冲设计经验信息设计经验信息涉及许多人工智能问题，如冲裁工艺分析、冲模类型和典型组合的选定以及修改设计等。裁工艺分析、冲模类型和典型组合的选定以及修改设计等。有些设计经验信息经过处理后可直接送至有些设计经验信息经过处理后可直接送至CPU进行加工，有进行加工，有些甚至不可能数据化，必须通过人为干预，进行人一机对话些甚至不可能数据化，必须通过人为干预，进行人一机对话式的交互设计，使人的智慧和计算机的功能均能充分发挥，式的交互设计，使人的智慧和计算机的功能均能充分发挥，以达到最优化和最佳效率的设计。因此，必须认真总结，积以达到最优化和最佳效率的设计。因此，必须认真总结，积累经验，并尽量使其数据化、标准化和系列化。累经验，并尽量使其数据化、标准化和系列化。我国目前已进行了冲裁模我国目前已进行了冲裁模CAD/CAM、注塑模、注塑模CAD/CAM、精、精冲模冲模CAD/CAM等的研究工作，并且已取得显著成果。等的研究工作，并且已取得显著成果。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术4. CAD/CAM技术集成技术集成集成化是集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显著的趋势。它是技术发展的一个最为显著的趋势。它是指把指把CAD,CAE,CAPP,CAM以至以至PPC(生产计划与控制生产计划与控制)等各等各种功能不同的软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序种功能不同的软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，保证系统内部来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术国内外大量的经验表明，国内外大量的经验表明，CAD系统的效益往往不是从其本身，系统的效益往往不是从其本身，而是通过而是通过CAM和和PPC系统体现出来系统体现出来;反过来，反过来，CAM系统如果系统如果没有没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效的利用的利用;PPC系统如果没有系统如果没有CAD和和CAM的支持，既得不到完整、的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。因此，人执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。因此，人们着手将们着手将CAD,CAE,CAPP,CAM和和PPC等系统有机地、统一等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除地集成在一起，从而消除“自动化孤岛自动化孤岛”，取得最佳的效益。，取得最佳的效益。上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术建立统一的产品数据交换标准是实现建立统一的产品数据交换标准是实现CAD/CAM技术集成化技术集成化的必要条件。的必要条件。复杂机械产品的生产需要不同企业、部门的分工协作完成。复杂机械产品的生产需要不同企业、部门的分工协作完成。由于产品信息是在不同的地点、不同的计算机和不同的由于产品信息是在不同的地点、不同的计算机和不同的CAD/CAM系统中产品，造成同一产品的信息表达差异。产系统中产品，造成同一产品的信息表达差异。产品信息在各系统之间的集成现在主要采用标准格式交换法，品信息在各系统之间的集成现在主要采用标准格式交换法，如如IGES标准、标准、PDDI标准、标准、PDES标准和标准和STEP标准等。但是标准等。但是在朝着集成化目标发展的过程中，尤其是在解决面向在朝着集成化目标发展的过程中，尤其是在解决面向CAD/CAE/CAPP/CAM,CIM,CE等的集成等的集成(信息交换、语义集信息交换、语义集成、功能集成成、功能集成)方面，遇到了很大的困难方面，遇到了很大的困难:上一页 下一页返回第二节第二节 模具零件的计算机辅助设计模具零件的计算机辅助设计（CAD）和制造（）和制造（CAM）技术）技术以以IGES为代表的产品数据交换标准，尽管在支持几何数据的为代表的产品数据交换标准，尽管在支持几何数据的交换方面已达到实用程度，但它只支持物理层上的数据交换，交换方面已达到实用程度，但它只支持物理层上的数据交换，难以满足信息集成的需要难以满足信息集成的需要;发展中的发展中的STEP尽管克服了尽管克服了IGES的不足，从理论上解决了同的不足，从理论上解决了同时支持物理层和逻辑层的数据交换，即实现信息交换的方法，时支持物理层和逻辑层的数据交换，即实现信息交换的方法，但由于其刚刚起步，在其资源的定义、程序实现、面向具体但由于其刚刚起步，在其资源的定义、程序实现、面向具体应用领域的参照模型的建立、特征造型的实施以及对象库的应用领域的参照模型的建立、特征造型的实施以及对象库的管理和使用等许多方面还远没有达到实用程度。管理和使用等许多方面还远没有达到实用程度。上一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术一、快速成型制造技术概述一、快速成型制造技术概述快速成型技术快速成型技术(以下简称以下简称RP)是一种集计算机辅助设计、精密是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料学为一体的新兴技术，它采用离机械、数控激光技术和材料学为一体的新兴技术，它采用离散堆积原理，将所设计物体的散堆积原理，将所设计物体的CAD模型转化成实物样件。由模型转化成实物样件。由于于RP技术采用将三维形体转化为二维平面分层制造的原理，技术采用将三维形体转化为二维平面分层制造的原理，对物体构成复杂性不敏感，因此物体越复杂越能体现它的优对物体构成复杂性不敏感，因此物体越复杂越能体现它的优越性。快速成型技术是越性。快速成型技术是20世纪世纪80年代出现的一种全新概念的年代出现的一种全新概念的制造技术，被认为是近年来制造技术领域的一次重大创新，制造技术，被认为是近年来制造技术领域的一次重大创新，是先进制造技术的前沿。该技术问世以来发展迅速，并在工是先进制造技术的前沿。该技术问世以来发展迅速，并在工程领域得到了广泛应用。它打破了传统的制造模式，利用离程领域得到了广泛应用。它打破了传统的制造模式，利用离散散/堆积的成型原理，无须任何工、模具，由堆积的成型原理，无须任何工、模具，由CAD模型直接驱模型直接驱动，快速完成任意复杂形状的原型和零件，从而大大缩短了动，快速完成任意复杂形状的原型和零件，从而大大缩短了新产品开发的周期，极大增强了企业的市场竞争力。新产品开发的周期，极大增强了企业的市场竞争力。下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术1.快速成型技术的特点快速成型技术的特点(1)技术的高度集成快速成型技术是计算机技术、数控技术、技术的高度集成快速成型技术是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术的综合集成。在成型概念上，它以离散激光技术与材料技术的综合集成。在成型概念上，它以离散/堆积为指导，在控制上以计算机和数控为基础，以最大的柔堆积为指导，在控制上以计算机和数控为基础，以最大的柔性为目标。性为目标。(2)快速性快速成型技术的一个重要特点就是其快速性。由于快速性快速成型技术的一个重要特点就是其快速性。由于激光快速成型是建立在高度技术集成的基础之上，从激光快速成型是建立在高度技术集成的基础之上，从CAD设设计到原型的加工完成只需几小时至几十小时，比传统的成型计到原型的加工完成只需几小时至几十小时，比传统的成型方法速度要快得多，因此，这一特点尤其适合于新产品的开方法速度要快得多，因此，这一特点尤其适合于新产品的开发与管理。发与管理。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术(3)高度柔性快速成型技术的最突出特点就是柔性好，它取消高度柔性快速成型技术的最突出特点就是柔性好，它取消了专用工具，在计算机管理和控制下可以制造出任意复杂形了专用工具，在计算机管理和控制下可以制造出任意复杂形状的零件，把可重编程、重组、连续改变的生产装备用信息状的零件，把可重编程、重组、连续改变的生产装备用信息方式集成到一个制造系统中。方式集成到一个制造系统中。(4)设计制造一体化快速成型技术的另一个显著特点就是设计制造一体化快速成型技术的另一个显著特点就是CAD/CAM一体化。在传统的一体化。在传统的CAD,CAM技术中，由于成型思技术中，由于成型思想的局限性，致使设计制造一体化很难实现。而对于快速成想的局限性，致使设计制造一体化很难实现。而对于快速成型技术来说，由于采用了离散堆积分层制造工艺，能够很好型技术来说，由于采用了离散堆积分层制造工艺，能够很好地将地将CAD,CAM结合起来。结合起来。(5)材料的广泛性由于各种材料的广泛性由于各种RP工艺的成型方式不同，因而材工艺的成型方式不同，因而材料的使用也各不相同，如金属、纸、塑料、光敏树脂、蜡、料的使用也各不相同，如金属、纸、塑料、光敏树脂、蜡、陶瓷，甚至纤维等材料在快速成型领域已有很好的应用。陶瓷，甚至纤维等材料在快速成型领域已有很好的应用。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术2.快速成型制造技术的类型快速成型制造技术的类型快速成型制造技术从广义上可以分成两类快速成型制造技术从广义上可以分成两类:材料累积和材料去材料累积和材料去除。但是，目前人们谈及的快速原型制造方法通常指的是累除。但是，目前人们谈及的快速原型制造方法通常指的是累积式的成型方法，而累积式的快速原型制造方法通常是依据积式的成型方法，而累积式的快速原型制造方法通常是依据原型使用的材料及其构建技术进行分类的，原型使用的材料及其构建技术进行分类的，如图如图5-6所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术二、快速成型制造工艺二、快速成型制造工艺随着技术的快速发展，目前有十余种比较成熟的快速成型工随着技术的快速发展，目前有十余种比较成熟的快速成型工艺方法，我们只选择了以下四种具有代表性的工艺艺方法，我们只选择了以下四种具有代表性的工艺:光敏树脂光敏树脂液相固化成型、叠层实体制造成型、熔丝堆积成型和选择性液相固化成型、叠层实体制造成型、熔丝堆积成型和选择性激光烧结成型进行简要介绍。以下对这四种工艺的原理、特激光烧结成型进行简要介绍。以下对这四种工艺的原理、特点等分别进行阐述。点等分别进行阐述。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术1.光敏树脂液相固化成型光敏树脂液相固化成型光敏树脂液相固化成型光敏树脂液相固化成型(Stereo Lithography, SL或或SLA)由美由美国的国的Charles Hul发明并于发明并于1984年获美国专利。年获美国专利。198SL具有以具有以下优点下优点:8年，美国年，美国3D系统公司推出商品化的世界上第一台快系统公司推出商品化的世界上第一台快速原型成型机。速原型成型机。SL方法是目前方法是目前RP技术领域中研究得最多的方技术领域中研究得最多的方法，也是技术上最为成熟的方法。法，也是技术上最为成熟的方法。SL工艺成型的零件精度较工艺成型的零件精度较高。多年的研究改进了截面扫描方式和树脂成型性能，使该高。多年的研究改进了截面扫描方式和树脂成型性能，使该工艺的精度能达到或小于工艺的精度能达到或小于0. 1 mm。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在一定波长材料在一定波长 = 325 nm)和功率和功率(P=30 mW)的紫外激光的的紫外激光的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子质量急剧增大，材照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子质量急剧增大，材料也就从液态转变成固态，料也就从液态转变成固态，如图如图5 -7所示为所示为SL工艺原理图。工艺原理图。液槽中盛满液态光敏树脂，激光束在偏转镜作用下，在液体液槽中盛满液态光敏树脂，激光束在偏转镜作用下，在液体表面上扫描，扫描的轨迹及激光的有无均由计算机控制，光表面上扫描，扫描的轨迹及激光的有无均由计算机控制，光点扫描到的地方，液体就固化。成型开始时，工作平台托盘点扫描到的地方，液体就固化。成型开始时，工作平台托盘5在液面下一个确定的深度，液面始终处于激光的焦点平面内，在液面下一个确定的深度，液面始终处于激光的焦点平面内，聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描即逐点固化。聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描即逐点固化。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。然后升当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。然后升降台带动托盘降台带动托盘5平台使其高度下降一层平台使其高度下降一层(约约0. 1 mm )，已成型，已成型的层面上又布满一层液态树脂，刮板将黏度较大的树脂液面的层面上又布满一层液态树脂，刮板将黏度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新的一层固体牢固地黏在刮平，然后再进行下一层的扫描，新的一层固体牢固地黏在前一层上，如此重复，直到整个零件制造完毕，得到一个三前一层上，如此重复，直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。维实体原型。SL具有以下优点具有以下优点:上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术成型过程自动化程度高，成型过程自动化程度高，SL系统非常稳定，加工开始后，成系统非常稳定，加工开始后，成型过程可以完全自动化，直至原型制作完成型过程可以完全自动化，直至原型制作完成;尺寸精度高，尺寸精度高，SL原型的尺寸精度可以达到原型的尺寸精度可以达到0. 1 mm;表面质量好，虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，表面质量好，虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上表面仍可得到玻璃状的效果但上表面仍可得到玻璃状的效果;能够制造形状特别复杂能够制造形状特别复杂(如空心零件如空心零件)、特别精细、特别精细(如首饰、工如首饰、工艺品等艺品等)的零件的零件;可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术和其他几种快速成型方法相比，该方法也存在着许多缺点，和其他几种快速成型方法相比，该方法也存在着许多缺点，主要有以下几方面主要有以下几方面:成型过程中伴随着物理和化学变化，所以制件较易弯曲，需成型过程中伴随着物理和化学变化，所以制件较易弯曲，需要支撑，否则会引起制件变形要支撑，否则会引起制件变形;设备运转及维护成本较高，由于液态树脂材料和激光器的价设备运转及维护成本较高，由于液态树脂材料和激光器的价格较高，并且为了使光学元件处于理想的工作状态，需要进格较高，并且为了使光学元件处于理想的工作状态，需要进行定期的调整，费用较高行定期的调整，费用较高;可使用的材料种类较少，目前可用的材料主要为感光性液态可使用的材料种类较少，目前可用的材料主要为感光性液态树脂材料，并且在大多数情况下，不能进行杭力和热量的刚树脂材料，并且在大多数情况下，不能进行杭力和热量的刚试试;上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护，以防止提前液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护，以防止提前发生聚合反应，选择时有局限性发生聚合反应，选择时有局限性;需要二次固化，在很多情况下，经快速成型系统光固化后的需要二次固化，在很多情况下，经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化，所以通常需要二次固化原型树脂并未完全被激光固化，所以通常需要二次固化;液态树脂固化后的性能尚不如常用的工业塑料，一般较脆，液态树脂固化后的性能尚不如常用的工业塑料，一般较脆，易断裂，不便进行机加工。易断裂，不便进行机加工。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术2.叠层实体制造成型叠层实体制造成型叠层实体制造成型叠层实体制造成型(Lamin ated Object Manufacturing, LOM)又称薄片分层叠加成型，是几种最成熟的快速成型制造技术又称薄片分层叠加成型，是几种最成熟的快速成型制造技术之一，由美国之一，由美国Helisys公司于公司于1986年研制成功，并推出商品化年研制成功，并推出商品化的机器。的机器。叠层实体制造工艺的原理叠层实体制造工艺的原理:LOM工艺采用薄片材料工艺采用薄片材料(如纸、塑料如纸、塑料薄膜等薄膜等)作为成型材料，片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加作为成型材料，片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，用工时，用COZ激光器在计算机控制下按照激光器在计算机控制下按照CAD分层模型轨迹分层模型轨迹切割片材，然后通过热压辊热压，使当前层与下面已成型的切割片材，然后通过热压辊热压，使当前层与下面已成型的工件层黏结，从而堆积成型。工件层黏结，从而堆积成型。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术图图5-8所示是所示是LOM工艺的原理图。用工艺的原理图。用CO:激光器在刚黏结的新激光器在刚黏结的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并将无轮廓区切割成层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并将无轮廓区切割成小方网格以便在成型之后能剔除废料，小方网格以便在成型之后能剔除废料，如图如图5-9所示。激光切所示。激光切割完成后，升降工作台带动已成型的工件下降，与带状片材割完成后，升降工作台带动已成型的工件下降，与带状片材分离分离;供料机构转动收料轴和供料轴，带动片材移动，使新层供料机构转动收料轴和供料轴，带动片材移动，使新层移到加工区域移到加工区域;升降工作台上升到加工平面，热压辊热压，再升降工作台上升到加工平面，热压辊热压，再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面切割、在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面切割、黏结完，得到完整的三维实体零件。黏结完，得到完整的三维实体零件。LOM有以下的特点有以下的特点:上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面，只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面，因此易于制造大尺寸制件因此易于制造大尺寸制件;工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，因此无需设计和制作支撑结构用，因此无需设计和制作支撑结构;原型精度较高原型精度较高(小于小于0. 15 mm) ;原材料价格便宜，原型制作成本低原材料价格便宜，原型制作成本低;制件能承受制件能承受200的温度，有较高的硬度和较好的力学性能，的温度，有较高的硬度和较好的力学性能，可进行各种切削加工可进行各种切削加工;设备采用了高质量的元器件，有完善的安全、保护装置，因设备采用了高质量的元器件，有完善的安全、保护装置，因而能长时间连续运行，可靠性高，寿命长。而能长时间连续运行，可靠性高，寿命长。但是，但是，LOM工艺也有不足之处工艺也有不足之处:不能直接制作塑料工件不能直接制作塑料工件;工件工件(特别是薄壁件特别是薄壁件)的拉伸强度和弹性不够好的拉伸强度和弹性不够好;工件易吸湿膨胀，工件易吸湿膨胀，成型后应尽快进行表面防潮处理成型后应尽快进行表面防潮处理;工件表面有台阶纹，成型后工件表面有台阶纹，成型后需进行表面打磨。需进行表面打磨。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术3.熔丝堆积成型熔丝堆积成型熔丝堆积成型熔丝堆积成型(Fused Deposition Modeling, FDM)又叫熔融沉又叫熔融沉积快速成型，是继光敏树脂液相固化成型和叠层实体快速成积快速成型，是继光敏树脂液相固化成型和叠层实体快速成型工艺后的另一种应用比较广泛的快速原型制造工艺。该工型工艺后的另一种应用比较广泛的快速原型制造工艺。该工艺方法由美国学者艺方法由美国学者Dr. Scott Crump于于1988年研制成功，并由年研制成功，并由美国美国Stratasys公司推出商品化的机器。公司推出商品化的机器。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术熔丝堆积成型工艺的原理熔丝堆积成型工艺的原理:熔丝堆积成型工艺是将丝状的热熔熔丝堆积成型工艺是将丝状的热熔性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头可沿着喷头可沿着X轴方向移动，而工作台则沿轴方向移动，而工作台则沿Y轴方向移动。如果轴方向移动。如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型部分的温度热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型部分的温度稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前一层面熔结在一起。一个层面沉积完成后，工作台按预与前一层面熔结在一起。一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成整定的增量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成整个实体造型。个实体造型。FDM工艺的基本原理工艺的基本原理如图如图5-10所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术该工艺不用激光，而是采用热融挤压头技术，系统结构简单，该工艺不用激光，而是采用热融挤压头技术，系统结构简单，成本较低，运行安全成本较低，运行安全;成型速度快，用熔融沉积方法生产出来的产品，不需要成型速度快，用熔融沉积方法生产出来的产品，不需要SLA中的刮板再加工这一道工序。系统校准为自动控制中的刮板再加工这一道工序。系统校准为自动控制;用石蜡成型的零件原型可以直接用于失蜡铸造用石蜡成型的零件原型可以直接用于失蜡铸造;可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件腔、孔等零件;原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小;原材料利用率高，且材料寿命长。原材料利用率高，且材料寿命长。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术当然，当然，FDM成型工艺与其他快速成型工艺相比，也存在着许成型工艺与其他快速成型工艺相比，也存在着许多缺点，如需要设计与制作支撑结构多缺点，如需要设计与制作支撑结构;需要对整个截面进行扫需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长描涂覆，成型时间较长;成型件的表面有较明显的条纹成型件的表面有较明显的条纹;沿成沿成型轴垂直方向的强度比较弱型轴垂直方向的强度比较弱;原材料价格较贵等。原材料价格较贵等。4.选择性激光烧结成型选择性激光烧结成型选择性激光烧结工艺选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering, SIS)又称为又称为选区激光烧结，由美国得克萨斯大学的选区激光烧结，由美国得克萨斯大学的C. R. Dechard于于1989年研制成功，该方法已被美国年研制成功，该方法已被美国DTM公司商品化。公司商品化。SLS的原理的原理与与SL十分相像，主要区别在于所使用的材料及其形状不同。十分相像，主要区别在于所使用的材料及其形状不同。SL所用的材料是液态的光敏树脂，而所用的材料是液态的光敏树脂，而SLS则使用粉状的材料。则使用粉状的材料。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术选择性激光烧结工艺的原理选择性激光烧结工艺的原理:SLS工艺是利用粉末材料工艺是利用粉末材料(金属粉金属粉末或非金属粉末末或非金属粉末)在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。层层堆积成型。如图如图5-11所示，此法采用所示，此法采用C02激光器作能源，目前使用的造型激光器作能源，目前使用的造型材料多为各种粉末材料。在工作台上均匀铺上一层很薄材料多为各种粉末材料。在工作台上均匀铺上一层很薄(0. 1一一0. 2 mm)的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。全廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理便获部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理便获得零件。得零件。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术选择性激光烧结工艺和其他快速原型工艺相比，其最大的特选择性激光烧结工艺和其他快速原型工艺相比，其最大的特点是能够直接制作金属制品，同时该工艺还具有如下一些优点是能够直接制作金属制品，同时该工艺还具有如下一些优点点:材料适应面广，从原理上说，这种方法可采用加热时黏度降材料适应面广，从原理上说，这种方法可采用加热时黏度降低的任何粉末材料，不仅能制造塑料模具，还能制造陶瓷、低的任何粉末材料，不仅能制造塑料模具，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件石蜡等材料的零件;制造工艺简单，由于可用多种材料，选择性激光烧结工艺按制造工艺简单，由于可用多种材料，选择性激光烧结工艺按采用的原料不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维采用的原料不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件或部件及工具构件或部件及工具;无需支撑结构，可以烧结制造空心、多层镂空的复杂零件无需支撑结构，可以烧结制造空心、多层镂空的复杂零件;上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术高精度，依赖于使用的材料种类和粒度、产品的几何形状和高精度，依赖于使用的材料种类和粒度、产品的几何形状和复杂程度，该工艺一般能够达到工件整体范围内士复杂程度，该工艺一般能够达到工件整体范围内士(0. 05 2. 5)mm的公差。当粉末粒度为的公差。当粉末粒度为0. 1 mm以下时，成型后的原型以下时，成型后的原型精度可达士精度可达士1%;材料利用率高，价格便宜，成本低。材料利用率高，价格便宜，成本低。但是，选择性激光烧结工艺也有能量消耗高、原型表面粗糙但是，选择性激光烧结工艺也有能量消耗高、原型表面粗糙疏松多孔以及对某些材料需要单独处理等缺点。疏松多孔以及对某些材料需要单独处理等缺点。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术三、快速成型制造技术的应用三、快速成型制造技术的应用1. RP技术在产品设计中的应用技术在产品设计中的应用由于由于RP技术彻底摒弃了传统的加工模式，其加工难易程度与技术彻底摒弃了传统的加工模式，其加工难易程度与产品复杂程度无关，其加工成本与批量无关，其加工过程与产品复杂程度无关，其加工成本与批量无关，其加工过程与刀具、夹具、模具无关，从而使得原来过于复杂而无法加工刀具、夹具、模具无关，从而使得原来过于复杂而无法加工的结构变得容易加工，原来追求个性化而带来的小批量、高的结构变得容易加工，原来追求个性化而带来的小批量、高成本的问题迎刃而解，原来不合理的设计结构和装配结构变成本的问题迎刃而解，原来不合理的设计结构和装配结构变得合理。通过快速制造出物理原型，可以尽早地对设计进行得合理。通过快速制造出物理原型，可以尽早地对设计进行评估，缩短设计反馈的周期，方便而又快速地进行多次设计，评估，缩短设计反馈的周期，方便而又快速地进行多次设计，大大提高了产品开发的成功率，开发成本大大降低，总体的大大提高了产品开发的成功率，开发成本大大降低，总体的开发时间也大大缩短。开发时间也大大缩短。RP技术在快速产品开发方面的应用技术在快速产品开发方面的应用如图如图5-12所示。所示。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术2.用于铸造工艺用于铸造工艺RP技术出现以来，除了在新产品开发阶段具有较为广泛的需技术出现以来，除了在新产品开发阶段具有较为广泛的需求外，一直在铸造领域有着比较活跃的应用。在典型铸造工求外，一直在铸造领域有着比较活跃的应用。在典型铸造工艺如熔模铸造等工艺中为单件或小批量铸造产品的制造带来艺如熔模铸造等工艺中为单件或小批量铸造产品的制造带来了显著的经济效益。了显著的经济效益。熔模铸造也称为失蜡铸造，是一种可以由几乎所有的合金材熔模铸造也称为失蜡铸造，是一种可以由几乎所有的合金材料制造金属制件的精密铸造工艺，尤其适合于具有复杂结构料制造金属制件的精密铸造工艺，尤其适合于具有复杂结构的薄壁件的制造。快速成型技术的出现和发展，为熔模精密的薄壁件的制造。快速成型技术的出现和发展，为熔模精密铸造消失型的制作提供了速度更快、精度更高、结构更复杂铸造消失型的制作提供了速度更快、精度更高、结构更复杂的保障。的保障。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术3.医学领域的应用医学领域的应用人体的骨骼和内部器官具有极其复杂的结构，要真实地复制人体的骨骼和内部器官具有极其复杂的结构，要真实地复制人体内部的器官构造，反应病变特征，快速成型技术几乎是人体内部的器官构造，反应病变特征，快速成型技术几乎是唯一的方法。以医学影像数据唯一的方法。以医学影像数据(CT和和MRI)为基础，利用为基础，利用RP方方法制作人体器官模型有极大的应用价值，如可作为医疗专家法制作人体器官模型有极大的应用价值，如可作为医疗专家组的可视模型进行模拟手术，还可作特殊病变部位的修补，组的可视模型进行模拟手术，还可作特殊病变部位的修补，如颅骨损伤、耳损伤等。如颅骨损伤、耳损伤等。上一页 下一页返回第三节第三节 快速成型制造技术快速成型制造技术首先，首先，RP原型可以作为硬拷贝数据提供视觉和触觉的信息，原型可以作为硬拷贝数据提供视觉和触觉的信息，以及作为诊断和治疗的依据，它能够促进医生和医生之间、以及作为诊断和治疗的依据，它能够促进医生和医生之间、医生与病人之间的沟通医生与病人之间的沟通;其次，其次，RP原型可以作为复杂外科手原型可以作为复杂外科手术模拟的模型。由于用快速原型可以把模型做得和真实的人术模拟的模型。由于用快速原型可以把模型做得和真实的人体器官一样体器官一样(尺寸大小一样，并能用颜色区分各种不同组织尺寸大小一样，并能用颜色区分各种不同组织)，有助于快速制订复杂的外科手术计划。例如，复杂的上领，有助于快速制订复杂的外科手术计划。例如，复杂的上领面、头盖骨修补外科手术等。术前的模拟手术会大大增强医面、头盖骨修补外科手术等。术前的模拟手术会大大增强医生进行手术的信心，大幅度减少手术时间，同时也减少了病生进行手术的信心，大幅度减少手术时间，同时也减少了病人的痛苦。最后，人的痛苦。最后，RP原型能够直接制造成植入物植入人体，原型能够直接制造成植入物植入人体，基于基于RP制造的植入体具有相当准确的适配度，能够提高美观制造的植入体具有相当准确的适配度，能够提高美观度、缩短手术时间、减少术后并发症。度、缩短手术时间、减少术后并发症。上一页返回小锦囊小锦囊 CAD/CAM技术的发展现状技术的发展现状经过四十多年的发展，经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。现技术有了长足的进步。现在在CAD/CAM主要运行在工作站或微机平台上。工作站虽然主要运行在工作站或微机平台上。工作站虽然性能优越，图形处理速度快，但价格却十分昂贵，这在一定性能优越，图形处理速度快，但价格却十分昂贵，这在一定程度上限制了程度上限制了CAD/CAM技术的推广。随着技术的推广。随着Pentium芯片和芯片和Windows NT操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站上的上的CAD/CAM软件现在也可以运行在微机上。所以，微机软件现在也可以运行在微机上。所以，微机平台为普及平台为普及CAD应用创造了绝好的条件。在此基础上，应用创造了绝好的条件。在此基础上，CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争。一方面工作站上软件厂商展开了新一轮的竞争。一方面工作站上著名的著名的CAD/CAM的软件的软件(如如UG, CATIA)全功能地移植到微全功能地移植到微机平台，使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力机平台，使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力;另另一方面一方面CAD/CAM软件打破了原有软件打破了原有Unix环境的桂格，在环境的桂格，在Windows平台上全面拓展。平台上全面拓展。Pentium以上处理器和以上处理器和NT环境已环境已经或者正在成为经或者正在成为CAD/CAM软件运行和应用的主流平台。软件运行和应用的主流平台。下一页返回小锦囊小锦囊当今当今CAD/CAM软件动态如下软件动态如下:一、使用微机作为开发和应用平台一、使用微机作为开发和应用平台微机平台的微机平台的CAD/CAM软件的特点是软件的特点是:1.采用采用Windows环境环境采用采用Windows NT操作系统是新一代推出的微机操作系统是新一代推出的微机CAD/CAM软软件的共同特点。现在，个人计算机已经具备了与中低档工作件的共同特点。现在，个人计算机已经具备了与中低档工作站竞争的实力，再加上其价格低廉，使得普及站竞争的实力，再加上其价格低廉，使得普及CAD应用成为应用成为可能。可能。Windows平台上的新一代平台上的新一代CAD/CAM软件基本上都采软件基本上都采用典型的用典型的Windows界面和操作规范，同时由于界面和操作规范，同时由于 DDE和和OLE技技术的广泛应用，这些术的广泛应用，这些CAD/CAM软件可以与软件可以与Windows平台的平台的其他软件进行动态数据交换，也可以在不退出其他软件进行动态数据交换，也可以在不退出CAD/CAM软软件的前提下嵌入件的前提下嵌入(或链接或链接)其他应用程序的对象。其他应用程序的对象。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊2.采用采用COM技术技术COM ( Component Object Model)是国际上为提高软件稳定性是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引入的重要技术。现今推出的和开发效率而引入的重要技术。现今推出的Windows平台的平台的CAD/CAM软件都或多或少地应用了软件都或多或少地应用了COM技术。通过使用现技术。通过使用现成的组件，软件开发商可以避免软件开发中许多烦琐和困难成的组件，软件开发商可以避免软件开发中许多烦琐和困难的基础部分，从而可以从极高的起点出发，大大缩短的基础部分，从而可以从极高的起点出发，大大缩短CAD软软件上市周期，这样容易取得竞争优势。件上市周期，这样容易取得竞争优势。同时，由于采用面向对象技术，使得微机同时，由于采用面向对象技术，使得微机CAD软件的可维护软件的可维护性和可扩展性得以增强。性和可扩展性得以增强。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊二、二、PDM技术的实施技术的实施随着随着CAD技术的推广，原有的技术管理系统面临着巨大的挑技术的推广，原有的技术管理系统面临着巨大的挑战。在采用计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和经营战。在采用计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及的各类图纸、技术文档、工艺卡片、生产单、管理过程中涉及的各类图纸、技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档，所有的资料均通过技术资料室进审批、归类、分发和存档，所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之后，上述与产品有关的行统一管理。自从采用计算机技术之后，上述与产品有关的信息都信息都变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落资料的方法往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾，必须采用后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾，必须采用PDM技术。技术。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊PDM(产品数据管理产品数据管理)是从管理是从管理CAD/CAM系统的高度上诞生系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。纸和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。PDM系统系统除了要管理上述数据外，还要对相关的市场需求、分析、设除了要管理上述数据外，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。由此可见，等数据进行统一有效的管理。由此可见，PDM系统管理的产系统管理的产品信息将涉及到企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务品信息将涉及到企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务等部门。因此，等部门。因此，PDM系统的实施具有涉及面广、信息工作量系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特点。大等特点。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊实施实施PDM技术可以实现并行工程，提高产品设计效率，支持技术可以实现并行工程，提高产品设计效率，支持全面质量管理，实现人、过程、技术三者的平衡。因此它可全面质量管理，实现人、过程、技术三者的平衡。因此它可以为企业带来巨大收益。以为企业带来巨大收益。PDM技术实施与技术实施与CAD/CAM技术的技术的实施不一样，前者调整的是企业的管理模式。将原来的人工实施不一样，前者调整的是企业的管理模式。将原来的人工管理方式转变为管理方式转变为PDM的计算机管理模式，既要兼顾原有的管的计算机管理模式，既要兼顾原有的管理习惯，又要考虑信息集成的要求。由于企业技术环境、管理习惯，又要考虑信息集成的要求。由于企业技术环境、管理水平、企业文化等方面的差异，每个企业的理水平、企业文化等方面的差异，每个企业的PDM实施过程实施过程都不会相同。只有对企业的计算机环境、企业过程以及都不会相同。只有对企业的计算机环境、企业过程以及PDM的总体目标有了充分的理解后，全面地分析企业对的总体目标有了充分的理解后，全面地分析企业对PDM产品产品的详细需求，才能选出最适合本企业发展的的详细需求，才能选出最适合本企业发展的PDM产品和解决产品和解决方案。方案。目前国际主流的目前国际主流的PDM产品有产品有UG的的IMAN,SDRC的的Metaphase等软件，国内等软件，国内PDM产品有高华产品有高华PDM，武汉天喻，武汉天喻PDM等。等。上一页返回每章一练每章一练1.简述数控加工机床的特点、原理、组成及分类。简述数控加工机床的特点、原理、组成及分类。2.简述数控程序编制的内容和步骤。简述数控程序编制的内容和步骤。3.CAD/CAM是指什么是指什么?4.CAD/CAM系统的作用及信息的处理方式有哪些系统的作用及信息的处理方式有哪些?5.快速成型制造技术有哪几种工艺快速成型制造技术有哪几种工艺?它们的特点分别是什么它们的特点分别是什么?返回图图5-1 机床组成示意图机床组成示意图 返回 图图5-2 数控程序编制步骤数控程序编制步骤 返回 图图5-3 手工编程示意图手工编程示意图返回图图5-4 数控机床的适用范围数控机床的适用范围 返回图图5-5 模具模具CAD/CAM系统的信息系统的信息流程图流程图 返回图图5-6 快速成型工艺方法的分类快速成型工艺方法的分类返回图图5-7 光敏树脂液相固化成型工艺光敏树脂液相固化成型工艺过程过程返回1一扫描镜一扫描镜;2-Z轴升降台轴升降台;3一树脂槽一树脂槽; 4一光敏树脂一光敏树脂;5一托盘一托盘;6一零件一零件图图5-8 LOM工艺原理图工艺原理图返回1一激光器一激光器;2一热压棍一热压棍;3一带状片材一带状片材;4一供料滚筒一供料滚筒; 5一升降台一升降台;6一叠层一叠层;7一当前叠层轮廓线一当前叠层轮廓线图图5-9 截面轮廓及网络废料截面轮廓及网络废料返回图图5-10 FDM工艺的基本原理图工艺的基本原理图返回图图5-11 选择性激光烧结工艺原理选择性激光烧结工艺原理返回1一一零件零件;2一扫描镜一扫描镜;3一激光器一激光器;4一透镜一透镜;5一刮平棍子一刮平棍子图图5-12 RP技术在快速产品开发方技术在快速产品开发方面的应用面的应用 返回第六章第六章 模具零件的装配工艺模具零件的装配工艺第一节第一节 模具零件装配工艺概述模具零件装配工艺概述第二节第二节 装配精度装配精度第三节第三节 装配方法装配方法第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配第六章第六章 模具零件的装配工艺模具零件的装配工艺本章概述本章概述经过前几章的学习，模具零件的加工制作基本完成，再将零经过前几章的学习，模具零件的加工制作基本完成，再将零件组装起来就可以用于生产了。本章讲述的就是模具零件的件组装起来就可以用于生产了。本章讲述的就是模具零件的装配部分。我们先从装配的基本概念入手讲述了模具装配的装配部分。我们先从装配的基本概念入手讲述了模具装配的概念、质量、内容，装配精度，装配方法等。具体的模具装概念、质量、内容，装配精度，装配方法等。具体的模具装配，我们详细讲了冷冲模和塑料模两种。配，我们详细讲了冷冲模和塑料模两种。教学目标教学目标1.掌握装配、装配质量的概念及装配的内容。掌握装配、装配质量的概念及装配的内容。2.掌握装配精度的内容，了解冲模和塑料模装配精度的内容。掌握装配精度的内容，了解冲模和塑料模装配精度的内容。3.掌握装配的四种方法，了解各方法的内容和特点。掌握装配的四种方法，了解各方法的内容和特点。4.了解冷冲模的装配方法。了解冷冲模的装配方法。5.了解塑料模的装配方法。了解塑料模的装配方法。下一页返回第一节第一节 模具零件装配工艺概述模具零件装配工艺概述一、模具装配概念一、模具装配概念模具装配，就是把组成模具的零部件按照图纸的要求连接或模具装配，就是把组成模具的零部件按照图纸的要求连接或固定起来，使之成为满足一定成型工艺要求的专用工艺装备固定起来，使之成为满足一定成型工艺要求的专用工艺装备的工艺过程。模具装配过程是模具制造工艺全过程中的关键的工艺过程。模具装配过程是模具制造工艺全过程中的关键环节，包括装配、调整、检验和试模。在装配时，零件或相环节，包括装配、调整、检验和试模。在装配时，零件或相邻装配单元的配合和连接均需按装配工艺确定的装配基准进邻装配单元的配合和连接均需按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定，以保证它们之间的配合精度和位置精度，从行定位与固定，以保证它们之间的配合精度和位置精度，从而保证模具凸模与凹模间精密均匀的配合和模具开合运动及而保证模具凸模与凹模间精密均匀的配合和模具开合运动及其他辅助机构运动的精确性，也应保证模具的使用性能和寿其他辅助机构运动的精确性，也应保证模具的使用性能和寿命。命。下一页返回第一节第一节 模具零件装配工艺概述模具零件装配工艺概述二、装配质量二、装配质量模具的质量包括两个方面，一是模具零件的质量，二是模具模具的质量包括两个方面，一是模具零件的质量，二是模具装配质量，而装配质量的好坏将直接影响模具的精度、寿命装配质量，而装配质量的好坏将直接影响模具的精度、寿命和各部分的功能。要制造出一副合格的模具，除了保证零件和各部分的功能。要制造出一副合格的模具，除了保证零件的加工精度外还必须保证装配精度。同时模具装配阶段的工的加工精度外还必须保证装配精度。同时模具装配阶段的工作量比较大，又将影响模具的生产制造周期和生产成本。因作量比较大，又将影响模具的生产制造周期和生产成本。因此模具装配是模具制造中的重要环节。此模具装配是模具制造中的重要环节。模具的质量和使用寿命不仅与模具零件的加工质量有关，更模具的质量和使用寿命不仅与模具零件的加工质量有关，更与模具的装配质量有关。比如一副冲裁模，凸模、凹模的尺与模具的装配质量有关。比如一副冲裁模，凸模、凹模的尺寸在加工时虽已得到保证，但是，如果装配时调整得不好，寸在加工时虽已得到保证，但是，如果装配时调整得不好，凸模、凹模配合间隙不均匀，冲制的工件质量就差，甚至会凸模、凹模配合间隙不均匀，冲制的工件质量就差，甚至会出废品，模具的寿命也会大大地降低。出废品，模具的寿命也会大大地降低。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件装配工艺概述模具零件装配工艺概述三、模具装配的内容三、模具装配的内容选择装配基准、组件装配、调整、修配、总装、研磨抛光、选择装配基准、组件装配、调整、修配、总装、研磨抛光、检验和试冲检验和试冲(试模试模)等环节，通过装配达到模具的各项指标和等环节，通过装配达到模具的各项指标和技术要求。通过模具装配和试冲也将考核制件的成型工艺、技术要求。通过模具装配和试冲也将考核制件的成型工艺、模具设计方案和模具制造工艺编制等工作的正确性和合理性。模具设计方案和模具制造工艺编制等工作的正确性和合理性。在模具装配阶段发现的各种技术质量问题，必须采取有效措在模具装配阶段发现的各种技术质量问题，必须采取有效措施妥善解决，以满足试制成型的需要。施妥善解决，以满足试制成型的需要。上一页 下一页返回第一节第一节 模具零件装配工艺概述模具零件装配工艺概述模具装配属单件小批装配生产类型，工艺灵活性大，工序集模具装配属单件小批装配生产类型，工艺灵活性大，工序集中，设备、工具尽量选通用的。组织形式以固定式为多，手中，设备、工具尽量选通用的。组织形式以固定式为多，手工操作比重大工操作比重大;要求工人有较高的技术水平和多方面的工艺知要求工人有较高的技术水平和多方面的工艺知识。模具装配过程是按照模具技术要求和各零件间的相互关识。模具装配过程是按照模具技术要求和各零件间的相互关系，将合格的零件按一定的顺序连接固定为组件、部件，直系，将合格的零件按一定的顺序连接固定为组件、部件，直至装配成合格的模具。它可以分为组件装配和总装配等。至装配成合格的模具。它可以分为组件装配和总装配等。模具装配的技术文件是装配的工艺规程，它是制订模具生产模具装配的技术文件是装配的工艺规程，它是制订模具生产计划和进行生产技术准备的依据。模具装配工艺规程包括计划和进行生产技术准备的依据。模具装配工艺规程包括:模模具零件和组件的装配顺序，装配基准的确定，装配工艺方法具零件和组件的装配顺序，装配基准的确定，装配工艺方法和技术要求，装配工序的划分以及关键工序的详细说明，工和技术要求，装配工序的划分以及关键工序的详细说明，工具和设备，检验与验收条件等。具和设备，检验与验收条件等。上一页返回第二节第二节 装配精度装配精度一、装配精度的内容一、装配精度的内容模具装配精度包括几个方面的内容模具装配精度包括几个方面的内容:相关零件的位置精度，例如，导柱、导套与其固定板的垂直相关零件的位置精度，例如，导柱、导套与其固定板的垂直度，上、下模之间，动、定模之间的位置精度度，上、下模之间，动、定模之间的位置精度;型腔、型孔与型腔、型孔与型芯之间的位置精度等型芯之间的位置精度等;相关零件的运动精度，例如，导柱与导套、顶杆与顶杆孔、相关零件的运动精度，例如，导柱与导套、顶杆与顶杆孔、却料板与凸模的配合精度等以及进料装置的送料精度等却料板与凸模的配合精度等以及进料装置的送料精度等;相关零件的配合精度、相互配合零件的间隙或过盈量要满足相关零件的配合精度、相互配合零件的间隙或过盈量要满足技术要求技术要求;相关零件的接触精度，如模具分型面的接触状态如何，间隙相关零件的接触精度，如模具分型面的接触状态如何，间隙大小是否符合技术要求，弯曲模、拉深模的上下成型面的吻大小是否符合技术要求，弯曲模、拉深模的上下成型面的吻合一致性如何等。合一致性如何等。下一页返回第二节第二节 装配精度装配精度二、冲模的装配精度二、冲模的装配精度1.制件精度和质量制件精度和质量制件精度和质量要求是进行冲模设计、确定冲模精度等级的制件精度和质量要求是进行冲模设计、确定冲模精度等级的主要依据，是确定凸、凹模成型零件的加工精度、选取模具主要依据，是确定凸、凹模成型零件的加工精度、选取模具标准零件的精度等级、控制模具装配精度和质量等的主要依标准零件的精度等级、控制模具装配精度和质量等的主要依据。据。上一页 下一页返回第二节第二节 装配精度装配精度2.冲裁间隙的均匀性冲裁间隙的均匀性冲裁模中凸、凹模之间的间隙值及间隙的均匀性是确定模具冲裁模中凸、凹模之间的间隙值及间隙的均匀性是确定模具精度等级的重要因素，如模具导向副中导柱与导套的滑动配精度等级的重要因素，如模具导向副中导柱与导套的滑动配合精度。冲裁间隙值越小，间隙的均匀性要求越高，上、下合精度。冲裁间隙值越小，间隙的均匀性要求越高，上、下模定向运动精度要求就越高，即上、下模定向运动的导向精模定向运动精度要求就越高，即上、下模定向运动的导向精度与间隙值及其均匀性成正比。度与间隙值及其均匀性成正比。3.冲模凸、凹模装配精度要求冲模凸、凹模装配精度要求根据冲模技术条件根据冲模技术条件( GB/T 12445 )，凸模在装配时，其对，凸模在装配时，其对上、下模座基准面的垂直度偏差需在凸、凹模间隙值的允许上、下模座基准面的垂直度偏差需在凸、凹模间隙值的允许范围内。推荐的垂直度公差等级范围内。推荐的垂直度公差等级如表如表6-1所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 装配精度装配精度凸、凹模与固定板的配合一般为凸、凹模与固定板的配合一般为H7/n6或或H7/m6，以保证其工，以保证其工作稳定性与可靠性。作稳定性与可靠性。4.冲件产量冲件产量冲件产量是确定模具结构形式、模具精度等级的另一重要因冲件产量是确定模具结构形式、模具精度等级的另一重要因素。为保证模具的使用寿命和性能，适应冲件产量的要求，素。为保证模具的使用寿命和性能，适应冲件产量的要求，一些高寿命模具的凸、凹模常采用拼合结构，其拼合件应为一些高寿命模具的凸、凹模常采用拼合结构，其拼合件应为完全互换性零件。因此这些拼合件的精度比一般模具的精度完全互换性零件。因此这些拼合件的精度比一般模具的精度须高一个数量级。须高一个数量级。上一页 下一页返回第二节第二节 装配精度装配精度三、塑料模的装配精度三、塑料模的装配精度1.塑件精度与质量塑件精度与质量影响塑件尺寸精度与质量的主要因素为影响塑件尺寸精度与质量的主要因素为:塑件收缩率、模具型塑件收缩率、模具型腔的设计精度及模具结构的合理性。因此，塑件的尺寸精度腔的设计精度及模具结构的合理性。因此，塑件的尺寸精度和质量是进行塑料注射模设计，确定与控制模具设计、零件和质量是进行塑料注射模设计，确定与控制模具设计、零件制造和模具装配精度与质量的主要依据。模具型腔和型芯的制造和模具装配精度与质量的主要依据。模具型腔和型芯的设计与制造公差一般为塑件尺寸公差的设计与制造公差一般为塑件尺寸公差的1/4。上一页 下一页返回第二节第二节 装配精度装配精度2.塑料模的精度等级及技术要求塑料模的精度等级及技术要求根据根据GB/T 12556.2-1990 , I级、级、1l级和级和IQ级模架主要分型面闭级模架主要分型面闭合面的贴合间隙值分别为合面的贴合间隙值分别为:I级级0. 02 mm级级0. 03 mm级级0. 04 mm主要模板组装后基准面移位偏差值分别为主要模板组装后基准面移位偏差值分别为:I级级0. 02 mm级级0. 04 mm级级0. 06 mm合理的设计、合格的模具零部件、正确的装配工艺方法、有合理的设计、合格的模具零部件、正确的装配工艺方法、有效的检测手段是保证模具精度的关键因素。效的检测手段是保证模具精度的关键因素。上一页返回第三节第三节 装配方法装配方法模具的装配方法是根据模具的产量和装配精度要求等因素来模具的装配方法是根据模具的产量和装配精度要求等因素来确定的。一般情况下，模具的装配精度要求越高，则其零件确定的。一般情况下，模具的装配精度要求越高，则其零件的精度要求也越高。但根据模具生产的实际情况，采用合理的精度要求也越高。但根据模具生产的实际情况，采用合理的装配方法，也可能用较低精度的零件装配出较高精度的模的装配方法，也可能用较低精度的零件装配出较高精度的模具，所以选择合理的装配方法是模具装配的首要任务。生产具，所以选择合理的装配方法是模具装配的首要任务。生产实践中常用的模具装配方法特点及其适用场合有以下几种。实践中常用的模具装配方法特点及其适用场合有以下几种。下一页返回第三节第三节 装配方法装配方法一、互换装配法一、互换装配法互换装配法分为完全互换法和不完全互换法。互换装配法分为完全互换法和不完全互换法。1.完全互换法完全互换法完全互换法是指装配时，各配合零件不经过挑选或修理或改完全互换法是指装配时，各配合零件不经过挑选或修理或改变位置即可达到装配精度要求的装配方法。在装配时各配合变位置即可达到装配精度要求的装配方法。在装配时各配合零件不经修理、选择和调整即可达到装配的精度要求。零件不经修理、选择和调整即可达到装配的精度要求。采用这种方法时，如果装配精度要求高而且装配尺寸链的组采用这种方法时，如果装配精度要求高而且装配尺寸链的组成环较多，易造成各组成环的公差很小，使零件加工困难。成环较多，易造成各组成环的公差很小，使零件加工困难。该法的优点是该法的优点是:装配工作简单，质量稳定，易于流水作业，效装配工作简单，质量稳定，易于流水作业，效率高，对装配工人技术水平要求低，模具维修方便，只适用率高，对装配工人技术水平要求低，模具维修方便，只适用于大批、大量和尺寸链较短的模具零件的装配工作。于大批、大量和尺寸链较短的模具零件的装配工作。上一页 下一页返回第三节第三节 装配方法装配方法2.不完全互换法不完全互换法不完全互换法是指装配时，各配合零件的制造公差将有部分不完全互换法是指装配时，各配合零件的制造公差将有部分不能达到完全互换装配的要求。这种方法克服了前述方法计不能达到完全互换装配的要求。这种方法克服了前述方法计算出来的零件尺寸公差偏高、制造困难的不足，使模具零件算出来的零件尺寸公差偏高、制造困难的不足，使模具零件的加工变得容易和经济。它充分改善了零件尺寸的分散规律，的加工变得容易和经济。它充分改善了零件尺寸的分散规律，在保证装配精度要求的情况下，降低了零件的加工精度，适在保证装配精度要求的情况下，降低了零件的加工精度，适用于成批和大量生产的模具的装配。用于成批和大量生产的模具的装配。上一页 下一页返回第三节第三节 装配方法装配方法二、分组装配法二、分组装配法分组装配法是在成批和大量生产中，将产品各配合副的零件分组装配法是在成批和大量生产中，将产品各配合副的零件按实测尺寸分组，装配时按组进行互换装配以达到装配精度按实测尺寸分组，装配时按组进行互换装配以达到装配精度的方法。的方法。在成批或大量生产中，当装配精度要求很高时，装配尺寸链在成批或大量生产中，当装配精度要求很高时，装配尺寸链中各组成环的公差很小，使零件的加工非常困难，有的可能中各组成环的公差很小，使零件的加工非常困难，有的可能使零件的加工精度难以达到。此时可先将零件的制造公差扩使零件的加工精度难以达到。此时可先将零件的制造公差扩大数倍，以经济精度进行加工，然后将加工出来的零件按扩大数倍，以经济精度进行加工，然后将加工出来的零件按扩大前的公差大小和扩大倍数进行分组，并以不同的颜色加以大前的公差大小和扩大倍数进行分组，并以不同的颜色加以区别，之后按组进行装配。区别，之后按组进行装配。上一页 下一页返回第三节第三节 装配方法装配方法这种方法在保证装配精度的前提下，扩大了组成零件的制造这种方法在保证装配精度的前提下，扩大了组成零件的制造公差，使零件的加工制造变得容易，适用于要求装配精度高公差，使零件的加工制造变得容易，适用于要求装配精度高的成批或大量生产模具的装配。的成批或大量生产模具的装配。分组装配法有如下特点分组装配法有如下特点:每组配合尺寸的公差要相等，以保证每组配合尺寸的公差要相等，以保证分组后各组的配合精度和配合性质都能达到原来的设计要求分组后各组的配合精度和配合性质都能达到原来的设计要求;分组不宜过多分组不宜过多;不宜用于组成环很多的装配尺寸链，一般不宜用于组成环很多的装配尺寸链，一般nD,H38mm, D 1. 52. 5mm。装配过程装配过程如图如图6-8(b)所示，将凸模固定板型孔台阶朝上，放在所示，将凸模固定板型孔台阶朝上，放在两个等高垫铁上，将凸模工作端朝下放入孔型对正，用压力两个等高垫铁上，将凸模工作端朝下放入孔型对正，用压力机分多次压入机分多次压入(压入时最好用手动压力机，第一次压入不要超压入时最好用手动压力机，第一次压入不要超过过3mm)，边压入时边检查凸模垂直度，并注意过盈量、表面，边压入时边检查凸模垂直度，并注意过盈量、表面粗糙度、导入斜度和倒入圆角。压入后台阶面要接触，然后粗糙度、导入斜度和倒入圆角。压入后台阶面要接触，然后磨平凸模尾端。磨平凸模尾端。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配3.挤紧固定法挤紧固定法挤紧固定法是将冷冲模的凸模固定在固定板中的另一种固定挤紧固定法是将冷冲模的凸模固定在固定板中的另一种固定方法。它是在加工时将凿子环绕凸模外圈对固定板型孔进行方法。它是在加工时将凿子环绕凸模外圈对固定板型孔进行局部敲击，将固定板的局部材料挤向凸模，使它紧固。局部敲击，将固定板的局部材料挤向凸模，使它紧固。挤紧法一般步骤为挤紧法一般步骤为:把凸模通过凹模压入固定板型孔一挤紧一把凸模通过凹模压入固定板型孔一挤紧一复查间隙，如不符合要求则要进行修整。复查间隙，如不符合要求则要进行修整。此方法操作简便，但要求固定板的型孔加工比较准确，凸、此方法操作简便，但要求固定板的型孔加工比较准确，凸、凹模的间隙要控制均匀。若在固定板中挤紧多块凸模时，可凹模的间隙要控制均匀。若在固定板中挤紧多块凸模时，可先装最大的凸模，则在挤紧其余凸模时就不会受到影响。先装最大的凸模，则在挤紧其余凸模时就不会受到影响。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配4.铆接固定法铆接固定法铆接固定法主要适用于冲裁板厚度小于或等于铆接固定法主要适用于冲裁板厚度小于或等于2mm的冲裁凸的冲裁凸模和其他轴向拉力不大的零件。凸模和孔型配合部分的过盈模和其他轴向拉力不大的零件。凸模和孔型配合部分的过盈量控制在量控制在0. 010. 03 mm，固定板型孔铆接端倒角为，固定板型孔铆接端倒角为C0. 5C1，凸模铆接端硬度小于或等于，凸模铆接端硬度小于或等于30HRC。5.热套固定法热套固定法热套固定法是应用金属材料的热胀冷缩的特性对模具零件进热套固定法是应用金属材料的热胀冷缩的特性对模具零件进行固定的方法。热套固定法常用于固定凹模、凸模拼块及硬行固定的方法。热套固定法常用于固定凹模、凸模拼块及硬质合金模块。当只起连接固定作用时，过盈量要小些，而要质合金模块。当只起连接固定作用时，过盈量要小些，而要求有预应力时过盈量要大些。求有预应力时过盈量要大些。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配热套法的过盈量控制在热套法的过盈量控制在0. 0010. 002mm范围内，对于硬质合范围内，对于硬质合金模块应在金模块应在200 C250预热，模套在预热，模套在400450预热后预热后热套热套;对于钢质拼块一般不预热，只是将模套预热到对于钢质拼块一般不预热，只是将模套预热到300400保持保持1h，就可热套。，就可热套。6.焊接固定法焊接固定法焊接固定法焊接固定法如图如图6-9所示，一般只用于硬质合金模。焊接前要所示，一般只用于硬质合金模。焊接前要在在700800预热，并清理焊接面，在预热，并清理焊接面，在1 000左右焊接，焊左右焊接，焊缝为缝为0. 20. 3 mm。焊接后放入木炭中冷却，在。焊接后放入木炭中冷却，在200300下下保温保温46h去除应力。由于焊后容易造成内应力引起开裂，所去除应力。由于焊后容易造成内应力引起开裂，所以应尽量避免采用。以应尽量避免采用。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配7.低熔点合金固定法低熔点合金固定法低熔点合金固定法是利用体积膨胀的特点来固定模具零件。低熔点合金固定法是利用体积膨胀的特点来固定模具零件。此方法在模具装配上应用较广泛，如固定凸模、凹模、导柱此方法在模具装配上应用较广泛，如固定凸模、凹模、导柱和导套、浇注卸料板等。和导套、浇注卸料板等。低熔点合金固定浇注低熔点合金固定浇注如图如图6-10所示，其步骤如下。所示，其步骤如下。在浇注低熔点合金前，固定零件应清洗并去油，预热在浇注低熔点合金前，固定零件应清洗并去油，预热100150 ;把固定板放在平板上，然后放上等高垫铁块把固定板放在平板上，然后放上等高垫铁块;放上凸模和凹模，由凹模定位并控制好间隙放上凸模和凹模，由凹模定位并控制好间隙;浇注低熔点合金浇注低熔点合金;浇注完放置浇注完放置24h后进行冷却固化，才可移动。后进行冷却固化，才可移动。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配8.环氧树脂黏结固定法环氧树脂黏结固定法环氧树脂是有机合成树脂的一种，其固化后对金属和非金属环氧树脂是有机合成树脂的一种，其固化后对金属和非金属材料有很强的黏结力，化学稳定性好。而环氧树脂黏结固定材料有很强的黏结力，化学稳定性好。而环氧树脂黏结固定法就是把环氧树脂黏结剂浇入固定零件的间隙里，经过固化法就是把环氧树脂黏结剂浇入固定零件的间隙里，经过固化后固定模具零件的方法。后固定模具零件的方法。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配环氧树脂黏结固定法一般过程如下。环氧树脂黏结固定法一般过程如下。浇注前将环氧树脂加热到浇注前将环氧树脂加热到7080;铁粉经过铁粉经过200的烘箱烘干，加入到加热后的环氧树脂里均匀的烘箱烘干，加入到加热后的环氧树脂里均匀调制调制;再加入邻苯二甲酸二丁醋继续搅拌均匀再加入邻苯二甲酸二丁醋继续搅拌均匀;当温度降到当温度降到40左右时，把无水乙二胺加入继续搅拌左右时，把无水乙二胺加入继续搅拌;待没有气泡后，立即浇注到黏结缝中待没有气泡后，立即浇注到黏结缝中;经过经过46h后，环氧树脂就凝固硬化后，环氧树脂就凝固硬化;固化后要检查黏结的质量，固化后要检查黏结的质量，12h后就可使用。后就可使用。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配二、模架的装配过程二、模架的装配过程装配成套的模架必须符合装配成套的模架必须符合3项技术指标，即按上模座上平面对项技术指标，即按上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴线对下模座下平面的垂直度、下模座下平面的平行度、导柱轴线对下模座下平面的垂直度、导套孔轴线对上模座上平面的垂直度来划分模架的精度等级。导套孔轴线对上模座上平面的垂直度来划分模架的精度等级。大多数模架的装配导柱、导套与模架之间是采用过盈配合。大多数模架的装配导柱、导套与模架之间是采用过盈配合。不同形式的模架，其装配方法及过程也各不相同。现来介绍不同形式的模架，其装配方法及过程也各不相同。现来介绍一下压入式模架和黏结式模架的装配过程。一下压入式模架和黏结式模架的装配过程。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配1.压入式模架的装配压入式模架的装配压入式模架有两种装配方法，其各自的装配基准选择不同，压入式模架有两种装配方法，其各自的装配基准选择不同，装配过程也不同。装配过程也不同。(1)导柱作为装配基准当以导柱作为装配基准时，需要先压入导柱作为装配基准当以导柱作为装配基准时，需要先压入导柱，然后以导柱为基准压入装配导套，其装配过程如下。导柱，然后以导柱为基准压入装配导套，其装配过程如下。先选配导柱和导套为使配合间隙符合技术要求，必须先按照先选配导柱和导套为使配合间隙符合技术要求，必须先按照模架精度等级的规定选配导柱和导套。模架精度等级的规定选配导柱和导套。压入导柱利用压力机把导柱压入下模座孔内，压入导柱利用压力机把导柱压入下模座孔内，如图如图6-11所示。所示。在压入导柱时，需将压块顶在导柱中心孔上，压入过程中应在压入导柱时，需将压块顶在导柱中心孔上，压入过程中应用千分表在互相垂直的两个方向不断校正导柱的垂直度，直用千分表在互相垂直的两个方向不断校正导柱的垂直度，直至将两个导柱全部压入模座之中。至将两个导柱全部压入模座之中。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配检测垂直度可以用检测垂直度可以用90角尺或专用工具来检测导柱与模架基准角尺或专用工具来检测导柱与模架基准平面的垂直度，如果不合格，则应该退出来重新压入。平面的垂直度，如果不合格，则应该退出来重新压入。装导套把上模座反置套在导柱上，然后套上导套，转动导套，装导套把上模座反置套在导柱上，然后套上导套，转动导套，用千分表检查导套压配部分内、外圆的同轴度误差，用千分表检查导套压配部分内、外圆的同轴度误差，如图如图6-12所示。再把同轴度最大误差调至两个导套中心连线的垂直所示。再把同轴度最大误差调至两个导套中心连线的垂直方向，从而使由同轴度误差引起的中心距变化最小。方向，从而使由同轴度误差引起的中心距变化最小。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配压入导套用帽形垫块放在导套上，压入导套用帽形垫块放在导套上，如图如图6-13所示，然后用压所示，然后用压力机将导套压入上模座一部分，取走下模座及导柱，还用帽力机将导套压入上模座一部分，取走下模座及导柱，还用帽形垫块将导套全部压入上模座。形垫块将导套全部压入上模座。检验导柱、导套压入模座后，要对两个相互垂直的方向进行检验导柱、导套压入模座后，要对两个相互垂直的方向进行垂直度的检测。测量前将圆柱角尺放在平板上，对测量工具垂直度的检测。测量前将圆柱角尺放在平板上，对测量工具进行校正。导套孔轴线对上模座上平面的垂直度的检查方法进行校正。导套孔轴线对上模座上平面的垂直度的检查方法可以用芯棒插入导套孔内。上模座和下模座对合后，中间垫可以用芯棒插入导套孔内。上模座和下模座对合后，中间垫入球形垫块，入球形垫块，如图如图6-14所示检验模架的平行度、精度是否符所示检验模架的平行度、精度是否符合要求。合要求。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配(2)导套作为装配基准当以导套作为装配基准时，需要先压入导套作为装配基准当以导套作为装配基准时，需要先压入导套，然后以导套为基准压入装配导柱，其装配过程如下。导套，然后以导套为基准压入装配导柱，其装配过程如下。配置导柱和导套。配置导柱和导套。压入导套把上模座放在专用工具的平板上，平板上的两个圆压入导套把上模座放在专用工具的平板上，平板上的两个圆柱与底面垂直，圆柱直径与导柱直径相同，柱与底面垂直，圆柱直径与导柱直径相同，如图如图6-17所示，所示，然后将两个导套分别套在圆柱上，用两个等高垫块垫在导套然后将两个导套分别套在圆柱上，用两个等高垫块垫在导套上，用压力机把导套压入上模座。上，用压力机把导套压入上模座。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配装导柱在上模座和下模座之间垫入等高垫块，把导柱插入导装导柱在上模座和下模座之间垫入等高垫块，把导柱插入导套，在压力机上将导柱压入下模座，压入套，在压力机上将导柱压入下模座，压入56mm，然后将上，然后将上模座提升至不脱离导柱的最高位置模座提升至不脱离导柱的最高位置如图如图6-18所示，再轻轻放所示，再轻轻放下，如果出现上模座与两块垫块接触松紧不一，那么需要调下，如果出现上模座与两块垫块接触松紧不一，那么需要调整导柱，直至接触松紧均匀为止。整导柱，直至接触松紧均匀为止。压入导柱将导柱压入下模座。压入导柱将导柱压入下模座。最后检验模架的平行度、垂直度、精度。检验方法同上。最后检验模架的平行度、垂直度、精度。检验方法同上。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配2.黏结式模架的装配黏结式模架的装配黏结式模架是以黏结方式固定导柱和导套的。黏结材料在上黏结式模架是以黏结方式固定导柱和导套的。黏结材料在上一节已经介绍过，主要有低熔点合金、环氧树脂黏结剂等。一节已经介绍过，主要有低熔点合金、环氧树脂黏结剂等。黏结式模架的装配质量与黏结质量有关，但是这种模架对上黏结式模架的装配质量与黏结质量有关，但是这种模架对上模座和下模座配合孔的加工精度要求较低，不需要精密的设模座和下模座配合孔的加工精度要求较低，不需要精密的设备。备。黏结式模架有两种黏结式模架有两种:导柱可卸式和导柱不可卸式。导柱可卸式和导柱不可卸式。(1)导柱可卸式黏结式模架的装配导柱可卸式黏结式模架的导导柱可卸式黏结式模架的装配导柱可卸式黏结式模架的导柱以衬套与圆锥面相配合，导套黏在下模座上，导柱是可卸柱以衬套与圆锥面相配合，导套黏在下模座上，导柱是可卸的。的。导柱可卸式黏结式模架要求导柱和衬套有较高的配合精度，导柱可卸式黏结式模架要求导柱和衬套有较高的配合精度，导柱的圆柱部分与圆锥部分有较高的同轴度精度，衬套台阶导柱的圆柱部分与圆锥部分有较高的同轴度精度，衬套台阶与下模座平面接触后衬套锥孔有较高的垂直度精度。与下模座平面接触后衬套锥孔有较高的垂直度精度。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配导柱可卸式黏结式模架的装配过程如下。导柱可卸式黏结式模架的装配过程如下。选配导柱和衬套。选配导柱和衬套。导柱与导套的配磨先配磨导柱和衬套的锥度配合面，要求吻导柱与导套的配磨先配磨导柱和衬套的锥度配合面，要求吻合面在合面在80%以上，再把导柱和衬套装在一起，然后以导柱两以上，再把导柱和衬套装在一起，然后以导柱两端的中心孔为基准磨削衬套台阶面，直到台阶面与导柱的轴端的中心孔为基准磨削衬套台阶面，直到台阶面与导柱的轴心线达到垂直度要求精度。心线达到垂直度要求精度。去毛刺与清洗先锉去零件上的毛刺和锉棱边倒角，再用丙酮去毛刺与清洗先锉去零件上的毛刺和锉棱边倒角，再用丙酮或汽油清洗黏结零件的黏结处，最后作干燥处理。或汽油清洗黏结零件的黏结处，最后作干燥处理。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配黏结衬套把导柱和衬套装入到下模座孔中，同时调整衬套与黏结衬套把导柱和衬套装入到下模座孔中，同时调整衬套与下模座孔的黏结间隙，直到黏结间隙达到基本均匀的程度，下模座孔的黏结间隙，直到黏结间隙达到基本均匀的程度，然后用螺打固定挤紧，垫上等高垫块，最后浇黏结剂。然后用螺打固定挤紧，垫上等高垫块，最后浇黏结剂。黏结导套把黏结好的导柱下模座平放在平板上，然后将导套黏结导套把黏结好的导柱下模座平放在平板上，然后将导套套入导柱，再套上上模座。在上模座与下模座之间垫入等高套入导柱，再套上上模座。在上模座与下模座之间垫入等高垫块，要求垫块距离尽可能大一些，调整导套与上模座孔的垫块，要求垫块距离尽可能大一些，调整导套与上模座孔的间隙，要使间隙基本均匀。调整支撑螺打，从而使导套台阶间隙，要使间隙基本均匀。调整支撑螺打，从而使导套台阶面与模座平面接触，最后检验模架的平行度、精度，合格以面与模座平面接触，最后检验模架的平行度、精度，合格以后再浇注黏结剂。后再浇注黏结剂。检验模架装配的质量是否符合要求检验模架装配的质量是否符合要求上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配(2)导柱不可卸式黏结式模架的装配导柱不可卸式黏结式模架导柱不可卸式黏结式模架的装配导柱不可卸式黏结式模架的上、下模座的上、下平面的平行度要求符合技术条件，对的上、下模座的上、下平面的平行度要求符合技术条件，对模架各零件黏结面的表面粗糙度和尺寸精度的要求不是很高。模架各零件黏结面的表面粗糙度和尺寸精度的要求不是很高。导柱可卸式黏结式模架的装配过程如下。导柱可卸式黏结式模架的装配过程如下。选配导柱和导套。选配导柱和导套。清洗用丙酮或汽油清洗模架各零件的黏结面，并且要求自然清洗用丙酮或汽油清洗模架各零件的黏结面，并且要求自然干燥。干燥。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配黏结导柱黏结导柱黏结导柱黏结导柱如图如图6-19所示，把专用工具放在平板上，所示，把专用工具放在平板上，然后将两个导柱黏结面夹持在专用工具上面，要求保持导柱然后将两个导柱黏结面夹持在专用工具上面，要求保持导柱的垂直度。放上等高垫块，在导柱上套上弹簧垫圈和上模座，的垂直度。放上等高垫块，在导柱上套上弹簧垫圈和上模座，调整导套和上模座孔的间隙，要使间隙基本均匀，并使等高调整导套和上模座孔的间隙，要使间隙基本均匀，并使等高垫块与上模座压紧，再浇注黏结剂到黏结缝隙之中。等到黏垫块与上模座压紧，再浇注黏结剂到黏结缝隙之中。等到黏结剂固化以后，松开工具，并取出下模座。结剂固化以后，松开工具，并取出下模座。黏结导套不可却式黏结式、可却式黏结式的黏结导套的工艺黏结导套不可却式黏结式、可却式黏结式的黏结导套的工艺方法和过程是一样的。方法和过程是一样的。检验模架装配的质量是否符合要求。检验模架装配的质量是否符合要求。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配3.模柄的装配模柄的装配(1)模柄的装配模柄有多种结构形式，其与模座的连接方式也模柄的装配模柄有多种结构形式，其与模座的连接方式也各不相同。压入式模柄与上模座的配合为各不相同。压入式模柄与上模座的配合为H7/m6，如图如图6-20(a)所示。在装配凸模固定板和垫板之前，应先把模柄慢慢所示。在装配凸模固定板和垫板之前，应先把模柄慢慢压入上模座内，要边压入边检查模柄的垂直度，直至模柄的压入上模座内，要边压入边检查模柄的垂直度，直至模柄的台阶面与安装孔的台阶面相接触为止。装配后，用角尺检查台阶面与安装孔的台阶面相接触为止。装配后，用角尺检查模柄圆柱面与上模座上平面的垂直度，其误差不大于模柄圆柱面与上模座上平面的垂直度，其误差不大于0.05mm(2)磨端面模柄垂直度经检验合格后，再钻骑缝销孔磨端面模柄垂直度经检验合格后，再钻骑缝销孔(或螺孔或螺孔)。装入骑缝销装入骑缝销(或螺钉或螺钉)，并进行紧固，然后在平面磨床上磨平，并进行紧固，然后在平面磨床上磨平端面，端面，如图如图6-20(b)所示。所示。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配三、冷冲模的凸、凹模间隙的控制方法三、冷冲模的凸、凹模间隙的控制方法冷冲模的凹、凸模之间的间隙，虽然允许具有一定公差范围，冷冲模的凹、凸模之间的间隙，虽然允许具有一定公差范围，但在装配时必须控制均匀，才能保证装配质量，从而保证冲但在装配时必须控制均匀，才能保证装配质量，从而保证冲件质量件质量(包括尺寸精度和表面质量包括尺寸精度和表面质量)的要求，并使模具有良好的要求，并使模具有良好的使用寿命。的使用寿命。冷冲模的凹、凸模之间的间隙的调整方法有以下几种。冷冲模的凹、凸模之间的间隙的调整方法有以下几种。1.垫片法垫片法垫片法是根据冷冲模的凹、凸模配合间隙的大小，最简便的垫片法是根据冷冲模的凹、凸模配合间隙的大小，最简便的是垫厚薄均匀的纸条，但易碎不可靠，一般用金属垫片，再是垫厚薄均匀的纸条，但易碎不可靠，一般用金属垫片，再调整其相对位置，保证配合间隙的均匀。凹模刃口处垫金属调整其相对位置，保证配合间隙的均匀。凹模刃口处垫金属片控制间隙工艺的方法片控制间隙工艺的方法如表如表6-1所示。所示。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配2.镀铜法镀铜法凸模上镀铜，镀层厚度为凹、凸模单边间隙值。镀铜法由于凸模上镀铜，镀层厚度为凹、凸模单边间隙值。镀铜法由于镀层均匀可使装配间隙均匀。镀层均匀可使装配间隙均匀。在小间隙在小间隙(小于小于0. 08mm)时，只要碱性镀铜时，只要碱性镀铜(打底打底)，否则要求，否则要求酸性镀铜酸性镀铜(加厚加厚)。但由于两次镀铜工艺复杂，一般不采用。但由于两次镀铜工艺复杂，一般不采用。镀层按电流密度及时间来控制。镀层在冲模使用中自行剥落，镀层按电流密度及时间来控制。镀层在冲模使用中自行剥落，因而装配后不必去除，镀前要清洗，先用丙酮去污，擦净，因而装配后不必去除，镀前要清洗，先用丙酮去污，擦净，再用氧化镁粉末擦净。凸模镀铜其工艺再用氧化镁粉末擦净。凸模镀铜其工艺如表如表6-2所示。所示。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配镀铜后凸模浸入镀铜后凸模浸入10%硫酸亚铁溶液中，与氰化钠中和消毒，硫酸亚铁溶液中，与氰化钠中和消毒，再用水清洗、擦干、上油。镀铜中产生废品时，可用铜重镀，再用水清洗、擦干、上油。镀铜中产生废品时，可用铜重镀，去铜溶液配方为去铜溶液配方为: 氰化钠氰化钠 75g/L 防染盐防染盐 75g/L 柠檬酸钠柠檬酸钠 10g/L 使用温度使用温度 50上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配3.涂层法涂层法在凸模上涂上一层薄膜材料，涂层厚度等于凹、凸模单边间在凸模上涂上一层薄膜材料，涂层厚度等于凹、凸模单边间隙值。这种涂层方法简便，对于小间隙很适用。涂层法有下隙值。这种涂层方法简便，对于小间隙很适用。涂层法有下列列3种。种。涂淡金水，可反复涂几次，或在涂一次干后再涂上机油和研涂淡金水，可反复涂几次，或在涂一次干后再涂上机油和研磨砂调和的薄涂料磨砂调和的薄涂料;涂拉夫桑薄膜涂拉夫桑薄膜;涂漆，可用磁漆或氨基醇酸绝缘漆等，凸模上漆层厚度等于涂漆，可用磁漆或氨基醇酸绝缘漆等，凸模上漆层厚度等于单边配合间隙值。不同的间隙要求选择不同黏度的漆或涂的单边配合间隙值。不同的间隙要求选择不同黏度的漆或涂的次数。次数。凸模上的漆膜在冲模使用过程中会自行剥落而不必在装配后凸模上的漆膜在冲模使用过程中会自行剥落而不必在装配后去除。漆膜与黏度有关，太厚或太黏时要在原漆中加甲苯等去除。漆膜与黏度有关，太厚或太黏时要在原漆中加甲苯等稀释稀释;不薄或不够黏时可将原漆挥发。不薄或不够黏时可将原漆挥发。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配4.腐蚀法腐蚀法腐蚀法是将凸模尺寸做成与凹模孔尺寸相同，在装配后再将腐蚀法是将凸模尺寸做成与凹模孔尺寸相同，在装配后再将凸模用酸腐蚀以达到间隙要求。腐蚀剂可采用下列两者之一，凸模用酸腐蚀以达到间隙要求。腐蚀剂可采用下列两者之一，腐蚀后用水清洗干净。腐蚀后用水清洗干净。20%硝酸硝酸+30%醋酸醋酸+50%水水;55 %蒸馏水蒸馏水+25 % + 20%草酸草酸+1%2%硫酸。硫酸。5.透光法透光法透光法就是将上模架和下模架合模后，用手灯从底下照射，透光法就是将上模架和下模架合模后，用手灯从底下照射，观察凸、凹模刃口四周的光隙大小，来判断间隙是否均匀。观察凸、凹模刃口四周的光隙大小，来判断间隙是否均匀。若不均匀，调整间隙，直至光隙均匀以后再固定和定位。透若不均匀，调整间隙，直至光隙均匀以后再固定和定位。透光法适合于薄料的冲裁模。光法适合于薄料的冲裁模。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配6.测量法测量法测量法是将凸模插入到凹型孔内，用塞尺检查凸、凹模四周测量法是将凸模插入到凹型孔内，用塞尺检查凸、凹模四周配合间隙是否均匀，若检查配合没有均匀，调整凸、凹模的配合间隙是否均匀，若检查配合没有均匀，调整凸、凹模的相对位置，直至两者各部分间隙均匀为止，测量法适用于单相对位置，直至两者各部分间隙均匀为止，测量法适用于单边间隙边间隙,0. 02mm的模具。的模具。7.工艺定位器法工艺定位器法工艺定位器法，装配前先加工一个专用工具工艺定位器法，装配前先加工一个专用工具“工艺定位器工艺定位器”，装配时用工艺定位器定位装配，保证各处的间隙要求。，装配时用工艺定位器定位装配，保证各处的间隙要求。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配四、冷冲模的装配要点四、冷冲模的装配要点模具的质量取决于模具零件质量和装配质量。装配质量与零模具的质量取决于模具零件质量和装配质量。装配质量与零件质量无关，而与装配工艺有关。装配工艺与模具结构以及件质量无关，而与装配工艺有关。装配工艺与模具结构以及零件加工工艺有所不同。级进模和复合模的装配比单式模要零件加工工艺有所不同。级进模和复合模的装配比单式模要求高求高;拼合结构的装配比整体结构的装配工艺复杂。拼合结构的装配比整体结构的装配工艺复杂。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配关于冷冲模的装配，应遵循以下几个要点。关于冷冲模的装配，应遵循以下几个要点。(1)合理选择装配基准件模具的类型不同，基准件就不同。在合理选择装配基准件模具的类型不同，基准件就不同。在装配时先要选择基准件，原则上按照模具主要零件之间的相装配时先要选择基准件，原则上按照模具主要零件之间的相互关系来确定，同时也要考虑装配是否方便和易于保证装配互关系来确定，同时也要考虑装配是否方便和易于保证装配精度来确定装配基准件。可作装配式基准件的有导向板、固精度来确定装配基准件。可作装配式基准件的有导向板、固定板、凹模和凸模。定板、凹模和凸模。(2)合理确定装配顺序装配顺序是按照基准件装配有关零件。合理确定装配顺序装配顺序是按照基准件装配有关零件。先装配的零件要有利于后面零件的定位和固定，不能影响后先装配的零件要有利于后面零件的定位和固定，不能影响后面零件的装配。面零件的装配。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配以导向板作基准进行装配时，通过导向板先将凸模装入固定以导向板作基准进行装配时，通过导向板先将凸模装入固定板，再装入上模座，然后装凹模及下模座板，再装入上模座，然后装凹模及下模座;固定板具有止口的模具，以止口将有关零件定位进行装配固定板具有止口的模具，以止口将有关零件定位进行装配(止止口尺寸可按模块配置，一经加工好就作为基准口尺寸可按模块配置，一经加工好就作为基准);对于级进模，为了便于调整准确步距，在装配时对拼块凹模对于级进模，为了便于调整准确步距，在装配时对拼块凹模先装入下模座后再以凹模定位装凸模，再将凸模装入上模座，先装入下模座后再以凹模定位装凸模，再将凸模装入上模座，凸模又得先装入固定板。凸模又得先装入固定板。(3)保证凸、凹模的间隙冷冲模的装配，最关键的是要保证凸、保证凸、凹模的间隙冷冲模的装配，最关键的是要保证凸、凹模的间隙均匀。装配时要根据冷冲模类型、间隙的大小以凹模的间隙均匀。装配时要根据冷冲模类型、间隙的大小以及装配条件来确定一个合理的调整间隙的方法。及装配条件来确定一个合理的调整间隙的方法。上一页 下一页返回第四节第四节 冷冲模的装配冷冲模的装配(4)位置正确，动作无误冷冲模内各活动部件必须保证尺寸、位置正确，动作无误冷冲模内各活动部件必须保证尺寸、位置正确，动作灵活、可靠。位置正确，动作灵活、可靠。(5)试冲及调整冷冲模装配后，一般都要进行试冲，其是模具试冲及调整冷冲模装配后，一般都要进行试冲，其是模具装配中的重要一环，通过试冲，若发现缺陷，要及时进行必装配中的重要一环，通过试冲，若发现缺陷，要及时进行必要的调整，直至试冲出合格且符合图样要求的冷冲模位置。要的调整，直至试冲出合格且符合图样要求的冷冲模位置。在一般情况下，当冷冲模零件装入上、下模座时，先安装作在一般情况下，当冷冲模零件装入上、下模座时，先安装作为基准的零件，在装好检查无误后，钻、铰、销钉孔，拧入为基准的零件，在装好检查无误后，钻、铰、销钉孔，拧入螺钉。后装的零件在装好无误后，要在试冲达到要求后再钻、螺钉。后装的零件在装好无误后，要在试冲达到要求后再钻、铰、销钉孔及打销钉。铰、销钉孔及打销钉。上一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配塑料模的装配与冷冲模的装配有很多相似之处，但是塑料模塑料模的装配与冷冲模的装配有很多相似之处，但是塑料模在各零件之间的配合方面要求更严格，因此模具的装配工作在各零件之间的配合方面要求更严格，因此模具的装配工作就更重要。塑料模具种类很多，结构差异很大，装配时的具就更重要。塑料模具种类很多，结构差异很大，装配时的具体内容与要求也不同。体内容与要求也不同。一、塑料模导柱、导套、型芯、型腔、浇一、塑料模导柱、导套、型芯、型腔、浇口套、推杆的装配方法口套、推杆的装配方法1.导柱和导套的装配导柱和导套的装配导柱、导套分别安装在定模板和动模板上，是模具合模和开导柱、导套分别安装在定模板和动模板上，是模具合模和开模用的导向装置。导柱、导套的装配方法通常采用压入法将模用的导向装置。导柱、导套的装配方法通常采用压入法将其装配到模板的导柱和导套孔内。其装配到模板的导柱和导套孔内。下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配但是对于不同结构的导柱，所采用的装配方法也不同。但是对于不同结构的导柱，所采用的装配方法也不同。较短的导柱可采用较短的导柱可采用如图如图6-21所示的方式压入模板。所示的方式压入模板。较长的导柱可采用较长的导柱可采用如图如图6-22所示的方式，在模板装配导套以所示的方式，在模板装配导套以后，再以导套为导向将导柱压入模板孔内。后，再以导套为导向将导柱压入模板孔内。而对于导套压入模板，则可采用而对于导套压入模板，则可采用如图如图6-23所示的压入方式压所示的压入方式压入模板。导柱和导套压入定模板、动模板后，开模和合模时，入模板。导柱和导套压入定模板、动模板后，开模和合模时，导柱和导套间应保证灵活滑动，无卡滞现象，因此在压入时导柱和导套间应保证灵活滑动，无卡滞现象，因此在压入时应该注意以下几点。应该注意以下几点。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配对导柱和导套进行选配对导柱和导套进行选配;导套压入时，要随时校正垂直度，防止偏斜导套压入时，要随时校正垂直度，防止偏斜;导柱压入时，可根据导柱的长短采用不同的方法导柱压入时，可根据导柱的长短采用不同的方法;导柱压入时，应先压入距离最远的两个导柱，并试一下开模导柱压入时，应先压入距离最远的两个导柱，并试一下开模和合模是否灵活，如果发现有卡滞现象，用红粉涂在导柱表和合模是否灵活，如果发现有卡滞现象，用红粉涂在导柱表面，在导套内往复拉动，观察阻滞部分，再将导柱退出并转面，在导套内往复拉动，观察阻滞部分，再将导柱退出并转动或退出纠正垂直度后压入，在两个导柱装配合格的基础上动或退出纠正垂直度后压入，在两个导柱装配合格的基础上压入其余两个导柱，每装入一个导柱都要进行上述的观察。压入其余两个导柱，每装入一个导柱都要进行上述的观察。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配2.型芯的装配型芯的装配根据塑料模具结构不同，型芯与固定板的固定方式不同，其根据塑料模具结构不同，型芯与固定板的固定方式不同，其装配方法也不同。装配方式有以下几种。装配方法也不同。装配方式有以下几种。(1)图图6-24 (a)所示的装配过程与装配台肩的冷冲模凸模相似所示的装配过程与装配台肩的冷冲模凸模相似把型芯压入固定板。在压入过程中，应注意校正型芯的垂直把型芯压入固定板。在压入过程中，应注意校正型芯的垂直度、保证型芯不切坏孔壁和不使固定板变形。型芯和固定板度、保证型芯不切坏孔壁和不使固定板变形。型芯和固定板的配合经修配要求后，在平磨床上用等高垫块支撑磨平底面。的配合经修配要求后，在平磨床上用等高垫块支撑磨平底面。(2)热固性塑料压缩模中，常用螺纹连接型芯的方式如图热固性塑料压缩模中，常用螺纹连接型芯的方式如图6-24(b)所示当螺纹拧紧后型芯的实际位置与理想位置之间会出所示当螺纹拧紧后型芯的实际位置与理想位置之间会出现误差，现误差，如图如图6-25所示。实际位置与理想位置之间的夹角为所示。实际位置与理想位置之间的夹角为a。可以通过修磨可以通过修磨a面和面和b面来消除型芯的位置误差。面来消除型芯的位置误差。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配(3)螺母装配方式如图螺母装配方式如图6-24(c)所示型芯与固定板的连接用螺母所示型芯与固定板的连接用螺母紧固来配合定位，从而简化了装配过程。它适合某些有方向紧固来配合定位，从而简化了装配过程。它适合某些有方向要求的型芯，装配时只需按设计要求把型芯调整到正确的位要求的型芯，装配时只需按设计要求把型芯调整到正确的位置后，用螺母定位。螺母装配方式适用于固定外形为任何形置后，用螺母定位。螺母装配方式适用于固定外形为任何形状的型芯及在固定板上同时固定多个型芯。状的型芯及在固定板上同时固定多个型芯。(4)如图如图6-24(d)所示的螺钉紧固装配方式中，把型芯压入固定所示的螺钉紧固装配方式中，把型芯压入固定板后，经过校正合格用骑缝螺钉紧固。但是在压入前，应当板后，经过校正合格用骑缝螺钉紧固。但是在压入前，应当注意将型芯压入端的棱边修磨成小圆弧，目的是为了防止切注意将型芯压入端的棱边修磨成小圆弧，目的是为了防止切坏固定板孔壁而影响定位精度。坏固定板孔壁而影响定位精度。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配(5)对于面积较大而高度较低的大型芯一般采用对于面积较大而高度较低的大型芯一般采用如图如图6-26所示所示的装配方式。可以按照下面的顺序进行装配的装配方式。可以按照下面的顺序进行装配:在加工好的型芯上压入实心的定位销套在加工好的型芯上压入实心的定位销套;按型芯在固定板上的位置要求把定位块用平行夹板夹紧按型芯在固定板上的位置要求把定位块用平行夹板夹紧;在型芯螺孔口抹红粉，把螺打孔位置复印到固定板上，取下在型芯螺孔口抹红粉，把螺打孔位置复印到固定板上，取下型芯，在固定板上钻螺打过孔及沉孔，用螺打初步固定型芯型芯，在固定板上钻螺打过孔及沉孔，用螺打初步固定型芯;把型芯和支承板装合在一起，把型芯调整到正确位置后用螺把型芯和支承板装合在一起，把型芯调整到正确位置后用螺打拧紧打拧紧;在固定板的背面划出销孔的位置线，与型芯一起钻铰销孔，在固定板的背面划出销孔的位置线，与型芯一起钻铰销孔，打入销打。打入销打。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配3.型腔的装配型腔的装配一般塑料模的型腔多采用镶嵌式或拼块式的结构。型腔和定一般塑料模的型腔多采用镶嵌式或拼块式的结构。型腔和定模板、动模板装配后，其分型面上要求紧密无缝。模板、动模板装配后，其分型面上要求紧密无缝。(1)装配型腔在型腔装配时，一般采用以下几个装配方法。装配型腔在型腔装配时，一般采用以下几个装配方法。对压入式配合的型腔，其压入端一般没有压入斜度，而是将对压入式配合的型腔，其压入端一般没有压入斜度，而是将压入斜度设在木板上。压入斜度设在木板上。对方向要求的型腔，为保证型腔的位置要求，在型腔压入模对方向要求的型腔，为保证型腔的位置要求，在型腔压入模板一小部分后，再用千分表检测型腔的直线部分。若出现位板一小部分后，再用千分表检测型腔的直线部分。若出现位置误差，将校正到正确位置后，再压入模板。为装配方便，置误差，将校正到正确位置后，再压入模板。为装配方便，型腔与固定板间的配合间隙保持在型腔与固定板间的配合间隙保持在0.010. 02mm。装配后，。装配后，找正位置用定位销固定。最后把两端面和模板一起在平面磨找正位置用定位销固定。最后把两端面和模板一起在平面磨床上磨平。床上磨平。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配对有方向有要求，但方向要求精度不高的型腔，可在木板上、对有方向有要求，但方向要求精度不高的型腔，可在木板上、下平面上划出对准线，在型腔的压入端面上划出相应的对准下平面上划出对准线，在型腔的压入端面上划出相应的对准线，并把线引到侧面。在型腔放入模板固定孔时，将侧面线线，并把线引到侧面。在型腔放入模板固定孔时，将侧面线与模板上的对准线对准，型腔压入后，观察位置正确与否。与模板上的对准线对准，型腔压入后，观察位置正确与否。型腔与木板之间留余量，装配后和模板一起在平面磨床上磨型腔与木板之间留余量，装配后和模板一起在平面磨床上磨平。平。对拼块式型腔，为了保证拼合后紧密无缝，拼合面在热处理对拼块式型腔，为了保证拼合后紧密无缝，拼合面在热处理后要进行磨削加工，拼块两端留余量，装配后与模板一起在后要进行磨削加工，拼块两端留余量，装配后与模板一起在磨床上磨平。磨床上磨平。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配对某些表面不能在热处理后加工到要求尺寸的型腔，只能在对某些表面不能在热处理后加工到要求尺寸的型腔，只能在装配后采用电火花线切割、坐标磨床等对此型腔进行精修来装配后采用电火花线切割、坐标磨床等对此型腔进行精修来达到设计要求达到设计要求;如果热处理后精度不高，可在装配后用切削方如果热处理后精度不高，可在装配后用切削方法加工。拼块两端留余量，装配后与模板一起在磨床上磨平。法加工。拼块两端留余量，装配后与模板一起在磨床上磨平。拼块结构的型腔在压入过程中，为不使各拼块在压入方向上拼块结构的型腔在压入过程中，为不使各拼块在压入方向上产生错位，应在拼块的压入端垫一块平垫板，产生错位，应在拼块的压入端垫一块平垫板，如图如图6-27所示，所示，经平垫板把拼块压入模板之中。经平垫板把拼块压入模板之中。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配(2)修配法为了达到装配后在合模状态下的部分型芯和型腔或修配法为了达到装配后在合模状态下的部分型芯和型腔或动模板和定模板的型芯之间紧密接触的要求，一般采用修配动模板和定模板的型芯之间紧密接触的要求，一般采用修配法。法。图图6-28和和图图6-29所示是装配后型腔端面与加料室底平面间出所示是装配后型腔端面与加料室底平面间出现间隙，采用以下几种修配法消除。现间隙，采用以下几种修配法消除。修磨固定板平面修磨固定板平面A，修磨时先拆去型芯，磨去的厚度等于间隙，修磨时先拆去型芯，磨去的厚度等于间隙;修磨型腔上平面修磨型腔上平面B，修磨时不要拆去型芯，较为方便，磨去的，修磨时不要拆去型芯，较为方便，磨去的厚度等于间隙厚度等于间隙;修磨型芯修磨型芯C，修磨时先拆去型芯，磨去的厚度等于间隙，这种，修磨时先拆去型芯，磨去的厚度等于间隙，这种方法应在型芯装合后与固定板方法应在型芯装合后与固定板D一起磨平，这种方法多适用于一起磨平，这种方法多适用于多型芯模具。多型芯模具。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配如图如图6-29(a)所示是装配后型腔端面与型芯固定板，图所示是装配后型腔端面与型芯固定板，图6-28型芯与型腔端面间隙的消除，采用以下几种修配法消除。型芯与型腔端面间隙的消除，采用以下几种修配法消除。在型芯和固定板的沉孔底部垫入垫片，其厚度等于间隙，如在型芯和固定板的沉孔底部垫入垫片，其厚度等于间隙，如图图6-29(b)所示，然后将固定板和型芯端面一起磨平，这种方所示，然后将固定板和型芯端面一起磨平，这种方法只适合于小型模具法只适合于小型模具;在固定板和型腔的上平面之间设置垫块，垫块的厚度不小于在固定板和型腔的上平面之间设置垫块，垫块的厚度不小于2mm，如图，如图6-29(c)所示，这种方法一般适合于大中型模具所示，这种方法一般适合于大中型模具;修磨型芯工作面修磨型芯工作面A，这种方法只适合于型芯端面是平面的情况。，这种方法只适合于型芯端面是平面的情况。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配4.浇口套的装配浇口套的装配在装配后，要保证浇口套与模板配合紧密无缝隙，浇口套应在装配后，要保证浇口套与模板配合紧密无缝隙，浇口套应和沉孔底面贴紧。浇口套与定模板的配合一般采用和沉孔底面贴紧。浇口套与定模板的配合一般采用H7/m6。浇口的压入端部允许有导入斜度，应把斜度开在模板上浇口浇口的压入端部允许有导入斜度，应把斜度开在模板上浇口套配合孔的入口处，压入端要磨成小圆角，目的是防止压入套配合孔的入口处，压入端要磨成小圆角，目的是防止压入时切坏模板孔壁。装配后浇口套需高出模板平面时切坏模板孔壁。装配后浇口套需高出模板平面0. 02mm，压，压入的轴向尺寸应留有去除圆角的修磨余量入的轴向尺寸应留有去除圆角的修磨余量Z，如图如图6-30所示然所示然后在平面磨床上磨平，后在平面磨床上磨平，如图如图6-31所示。最后把修磨后的浇口所示。最后把修磨后的浇口套稍微退出，将固定板磨去套稍微退出，将固定板磨去0. 02mm，重新压入后成为，重新压入后成为如图如图6-32所示的形式。台肩对定模板高出量所示的形式。台肩对定模板高出量0. 02也可采用修磨来保也可采用修磨来保证证。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配5.推杆的装配推杆的装配推杆为推出制件所用，推杆应运动灵活，复位可靠，尽量避推杆为推出制件所用，推杆应运动灵活，复位可靠，尽量避免磨损，由导向装置对推板进行支撑和导向。推杆是由推杆免磨损，由导向装置对推板进行支撑和导向。推杆是由推杆固定板和推板带动运动。固定板和推板带动运动。(1)装配推杆时要注意以下几点装配推杆时要注意以下几点推杆在推杆孔中往复运动应平稳，没有卡滞现象推杆在推杆孔中往复运动应平稳，没有卡滞现象;推杆的导向端与型孔推杆的配合间隙要正确，一般用推杆的导向端与型孔推杆的配合间隙要正确，一般用H8/f8配配合。还应注意防止间隙太大而溢料合。还应注意防止间隙太大而溢料;杆和复位杆端面应分别与型腔表面和分型面平齐。杆和复位杆端面应分别与型腔表面和分型面平齐。如图如图6-33所示的圆形推杆可按下列顺序进行装配。所示的圆形推杆可按下列顺序进行装配。(a)配作导柱、导套孔及复位杆孔。把推板、推杆固定板、支配作导柱、导套孔及复位杆孔。把推板、推杆固定板、支承板重叠在一起，配铿导柱、导套孔。承板重叠在一起，配铿导柱、导套孔。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配(b)配作推杆孔及复位杆孔。把支承板与动模板重叠，配钻复配作推杆孔及复位杆孔。把支承板与动模板重叠，配钻复位杆孔，按型腔位杆孔，按型腔(型芯型芯)上已加工好的推杆孔，配钻支撑板上上已加工好的推杆孔，配钻支撑板上的推杆孔。配钻时以固定板和支撑板的定位销定位。在将支的推杆孔。配钻时以固定板和支撑板的定位销定位。在将支承板、推杆固定板重叠，按支承板上的推杆孔和复位孔配钻承板、推杆固定板重叠，按支承板上的推杆孔和复位孔配钻推杆及复位杆固定孔。配钻前应将推板、导套及导柱装配好，推杆及复位杆固定孔。配钻前应将推板、导套及导柱装配好，以便用于定位。以便用于定位。(2)推杆装配推杆的装配按照以下步骤操作。推杆装配推杆的装配按照以下步骤操作。把推杆孔入口处和推杆顶端导出小圆角或斜度，当推杆数量把推杆孔入口处和推杆顶端导出小圆角或斜度，当推杆数量较多时，应与推杆孔进行选择配合，保证滑动灵活，无卡紧较多时，应与推杆孔进行选择配合，保证滑动灵活，无卡紧现象现象;修磨推杆尾部台肩厚度推板固定板的沉孔深度，保证装配后修磨推杆尾部台肩厚度推板固定板的沉孔深度，保证装配后有有0.05mm的间隙，对过厚的应进行修磨的间隙，对过厚的应进行修磨;上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配把推杆及复位杆装入固定板，盖上推板，用螺打紧固把推杆及复位杆装入固定板，盖上推板，用螺打紧固;把导柱台肩修磨到正确的尺寸，在修磨推杆端面之前，先把把导柱台肩修磨到正确的尺寸，在修磨推杆端面之前，先把推杆复位到极限位置，若推杆低于型面，则应修磨垫块推杆复位到极限位置，若推杆低于型面，则应修磨垫块;若推若推杆高出型面，则可修磨推板的底平面杆高出型面，则可修磨推板的底平面;修磨推杆及复位杆顶端面，当模具处于闭合状态时，推杆顶修磨推杆及复位杆顶端面，当模具处于闭合状态时，推杆顶面应高出型面面应高出型面0.050.01mm，复位杆端面低于分型面，复位杆端面低于分型面0. 020. 05mm或与分型面平齐。或与分型面平齐。在进行测量前应将限位钉装入动模座板，并将限位钉和垫块在进行测量前应将限位钉装入动模座板，并将限位钉和垫块磨到正确尺寸。将装配好的推杆、动模、支撑板、动模座板磨到正确尺寸。将装配好的推杆、动模、支撑板、动模座板组合在一起。推杆和复位杆顶面的修磨，可在平面磨床上进组合在一起。推杆和复位杆顶面的修磨，可在平面磨床上进行，修磨时可采用行，修磨时可采用V形铁或三爪自定心卡盘装夹。形铁或三爪自定心卡盘装夹。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配二、滑块抽芯机构的装配二、滑块抽芯机构的装配滑块抽芯机构装配后，应保证滑块型芯与凹模达到所要求的滑块抽芯机构装配后，应保证滑块型芯与凹模达到所要求的配合间隙配合间隙;滑块运动灵活，有足够的行程、正确的起止位置。滑块运动灵活，有足够的行程、正确的起止位置。滑块抽芯机构是在模具开模后，在制品顶出之前，先行抽出滑块抽芯机构是在模具开模后，在制品顶出之前，先行抽出侧向型芯的机构。侧向型芯的机构。滑块装配一般要以凹模的型面为基准，所以要在凹模装配以滑块装配一般要以凹模的型面为基准，所以要在凹模装配以后再进行装配。它的装配顺序如下。后再进行装配。它的装配顺序如下。1.装配凹模装配凹模把凹模镶块压入固定板。磨上、下平面，并保证尺寸，把凹模镶块压入固定板。磨上、下平面，并保证尺寸，如图如图6-34所示。凹模镶块和固定板零件加工时，各装配面都要留所示。凹模镶块和固定板零件加工时，各装配面都要留有修正余量。有修正余量。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配2.加工滑块槽加工滑块槽把凹模镶块退出固定板，精加工滑块槽。它的深度按照把凹模镶块退出固定板，精加工滑块槽。它的深度按照M面面决定，决定，N为槽的底面。动模板在作零件加工时，滑块槽的底面为槽的底面。动模板在作零件加工时，滑块槽的底面与两侧都留有磨削余量，滑块槽实际上是与两侧都留有磨削余量，滑块槽实际上是T形槽，其按滑块台形槽，其按滑块台肩实际尺寸精铣，基本上铣到所要求的尺寸，最后由钳工修肩实际尺寸精铣，基本上铣到所要求的尺寸，最后由钳工修正。正。3.钻型芯固定孔钻型芯固定孔利用定中心工具在滑块上压出圆形印迹，按印迹找正钻、铿利用定中心工具在滑块上压出圆形印迹，按印迹找正钻、铿型芯固定孔。型芯固定孔。4.装配滑块型芯装配滑块型芯在模具闭合时，滑块型芯与定模型芯接触。滑块型芯的装配在模具闭合时，滑块型芯与定模型芯接触。滑块型芯的装配一般通过在型芯上留出余量来修正达到。其操作过程如下一般通过在型芯上留出余量来修正达到。其操作过程如下:上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配将型芯端磨成与定模型芯相应部分一致的形状将型芯端磨成与定模型芯相应部分一致的形状;将未装型芯的滑块装入滑块槽，使滑块前端面与型腔镶块的将未装型芯的滑块装入滑块槽，使滑块前端面与型腔镶块的A面相接触，测得尺寸面相接触，测得尺寸b;将型芯装上滑块并推入滑块槽，使滑块型芯与定模型芯相接将型芯装上滑块并推入滑块槽，使滑块型芯与定模型芯相接触，然后测量出尺寸触，然后测量出尺寸a;由测得的尺寸由测得的尺寸a,b，可得出滑块型芯顶端面的修磨余量。按照，可得出滑块型芯顶端面的修磨余量。按照装配要求，要使滑块前端面与型腔镶块装配要求，要使滑块前端面与型腔镶块A面之间留有面之间留有0.050.10mm的间隙，因此其实际修磨量应为的间隙，因此其实际修磨量应为b-a为为(0.050.10) mm;滑块型芯修磨正确后，钻销打孔，然后用销打定位。滑块型芯修磨正确后，钻销打孔，然后用销打定位。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配5.楔紧块的装配楔紧块的装配(1)确定楔紧块的位置准确确定楔紧块的位置，要注意以下几确定楔紧块的位置准确确定楔紧块的位置，要注意以下几点。点。模具闭合时。楔紧块斜面必须和滑块斜面均匀接触模具闭合时。楔紧块斜面必须和滑块斜面均匀接触;保证楔紧块与滑块之间有足够的楔紧力，其方法是在装配时保证楔紧块与滑块之间有足够的楔紧力，其方法是在装配时使楔紧块和滑块的斜面接触后，分型面之间留有使楔紧块和滑块的斜面接触后，分型面之间留有0. 2mm的间的间隙。隙。如图如图6-35所示，可用塞尺来检查间隙所示，可用塞尺来检查间隙;楔紧块在受力状态下不能向闭模方向松动，因此需使楔紧块楔紧块在受力状态下不能向闭模方向松动，因此需使楔紧块的后端面在定模板同一平面上。的后端面在定模板同一平面上。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配(2)装配楔紧块根据以上技术要求，楔紧块的装配过程如下。装配楔紧块根据以上技术要求，楔紧块的装配过程如下。用螺打紧固楔紧块用螺打紧固楔紧块;修磨滑块斜面时，要使楔紧块与斜面紧密结合，它的修磨滑块斜面时，要使楔紧块与斜面紧密结合，它的“修磨修磨量量”计算公式为计算公式为: b=(a-0. 2 ) sin式中，式中，b为滑块斜面修磨量为滑块斜面修磨量(mm）;a为闭模后测得的实际间隙为闭模后测得的实际间隙(mm）;a为楔紧块斜度。为楔紧块斜度。楔紧块与定模板一起钻、铰定位销孔，装入定位销楔紧块与定模板一起钻、铰定位销孔，装入定位销;把楔紧块后端面与定模板一起磨平。把楔紧块后端面与定模板一起磨平。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配6.修磨限位块修磨限位块开模后滑块复位的起始位置由限位块定位。在设计模具时一开模后滑块复位的起始位置由限位块定位。在设计模具时一般使滑块后端面与定模板外形平齐，在加工中的误差会使两般使滑块后端面与定模板外形平齐，在加工中的误差会使两者不是处在同一平面上，可按照需要将限位块修磨成台阶形。者不是处在同一平面上，可按照需要将限位块修磨成台阶形。7.滑块的复位、定位滑块的复位、定位开模后滑块复位至正确位置，滑块复位的起始位置由限位块开模后滑块复位至正确位置，滑块复位的起始位置由限位块定位，可在装配时进行安装与调整。用定位板作滑块复位时定位，可在装配时进行安装与调整。用定位板作滑块复位时的定位。滑块复位的正确位置可由修磨定位板平面的调整得的定位。滑块复位的正确位置可由修磨定位板平面的调整得到。到。滑块复位用滚珠、弹簧定位时，一般为达到准确定位，在装滑块复位用滚珠、弹簧定位时，一般为达到准确定位，在装配时需要在滑块上配钻滚珠定位锥孔。配时需要在滑块上配钻滚珠定位锥孔。上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配三、塑料模具的总装配三、塑料模具的总装配塑料模的结构比较复杂，种类比较多，因此在装配之前，要塑料模的结构比较复杂，种类比较多，因此在装配之前，要根据塑料模具的结构特点来选择具体的装配工艺方法。根据塑料模具的结构特点来选择具体的装配工艺方法。塑料模的总装配程序如下塑料模的总装配程序如下:确定装配基准确定装配基准;装配前要对零件检测，合格零件表面需要去除和清洗污物装配前要对零件检测，合格零件表面需要去除和清洗污物;调整修磨零件组装后累计误差，如分型面处吻合面积调整修磨零件组装后累计误差，如分型面处吻合面积)80%，保证分型面接触紧密，防止飞边产生保证分型面接触紧密，防止飞边产生;装配中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便于总装合模调整装配中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便于总装合模调整时检查时检查;上一页 下一页返回第五节第五节 塑料模的装配塑料模的装配组装导向系统，并保证开、合模动作灵活，无松动和卡滞现组装导向系统，并保证开、合模动作灵活，无松动和卡滞现象象;组装修整顶出系统，并调整好复位及顶出位置等组装修整顶出系统，并调整好复位及顶出位置等;组装修整型芯、镶块，保证配合面间隙达到要求组装修整型芯、镶块，保证配合面间隙达到要求;组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，阀组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，阀门动作灵活门动作灵活;组装液压、气动系统，保证运行正常组装液压、气动系统，保证运行正常;紧固所有连接螺打，装配定位销紧固所有连接螺打，装配定位销;试模，合格后打上标记，如模具编号、合模标记及组装基准试模，合格后打上标记，如模具编号、合模标记及组装基准面等面等;最后检查模具的各种配件、附件及起重吊环等零件，保证模最后检查模具的各种配件、附件及起重吊环等零件，保证模具装备齐全。具装备齐全。上一页返回小锦囊小锦囊尺寸链原理尺寸链原理一、尺寸链的定义一、尺寸链的定义在机器装配或零件加工过程中，经常会遇到一些由相互联系在机器装配或零件加工过程中，经常会遇到一些由相互联系的尺寸组合，这些相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组的尺寸组合，这些相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组称为尺寸链。称为尺寸链。图图6-36为拖拉机变速箱倒档介轮和箱壁的结构，其轴向间隙为拖拉机变速箱倒档介轮和箱壁的结构，其轴向间隙A0决定于箱体内壁宽决定于箱体内壁宽A1和介轮宽和介轮宽A2。由。由A0， A1AA2三个尺寸三个尺寸依次构成封闭的尺寸组合，即为尺寸链。依次构成封闭的尺寸组合，即为尺寸链。由上述可知，尺寸链具有以下三个特征由上述可知，尺寸链具有以下三个特征:尺寸链具有封闭性，即组成尺寸链的各个尺寸是按一定顺尺寸链具有封闭性，即组成尺寸链的各个尺寸是按一定顺序排列的封闭尺寸组合。序排列的封闭尺寸组合。尺寸链具有关联性，即尺寸链中存在一个尺寸尺寸链具有关联性，即尺寸链中存在一个尺寸A0或或a0，它，它的大小取决于其他有关尺寸的大小，此尺寸称为封闭环。的大小取决于其他有关尺寸的大小，此尺寸称为封闭环。寸链封闭环具有一次性。寸链封闭环具有一次性。下一页返回小锦囊小锦囊分析和计算尺寸链时，为简便起见，可以不画零件结构或装分析和计算尺寸链时，为简便起见，可以不画零件结构或装配单元的具体结构，只需依次画出各个有关尺寸，即将在装配单元的具体结构，只需依次画出各个有关尺寸，即将在装配单元或零件上确定的尺寸链单独画出，配单元或零件上确定的尺寸链单独画出，如图如图6 -37 (a)和图和图6-37(b)所示，这就是尺寸链图。尺寸链图中各个尺寸可以不按所示，这就是尺寸链图。尺寸链图中各个尺寸可以不按比例绘制，但应保持各尺寸原有的连接关系。比例绘制，但应保持各尺寸原有的连接关系。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊二、尺寸链的组成二、尺寸链的组成尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。有的环是独立存在尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。有的环是独立存在的，有的环是受其他环影响而间接形成的。因而，尺寸链由的，有的环是受其他环影响而间接形成的。因而，尺寸链由组成环和封闭环所组成。组成环和封闭环所组成。(1)封闭环封闭环是在零件的加工和机器的装配过程中间接获封闭环封闭环是在零件的加工和机器的装配过程中间接获得的尺寸。由于这个尺寸是间接保证的，所以在一个尺寸链得的尺寸。由于这个尺寸是间接保证的，所以在一个尺寸链中只有一个封闭环。中只有一个封闭环。如图如图6 -36和图和图6-37中的中的A0就是所在尺寸链的封闭环。就是所在尺寸链的封闭环。(2)组成环组成环是尺寸链中对封闭环有影响的全部环。这些组成环组成环是尺寸链中对封闭环有影响的全部环。这些环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。如图环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。如图6 - 36和图和图6 - 37中的中的A1， A2上一页 下一页返回小锦囊小锦囊根据组成环对封闭环的影响性质，组成环又可分为增环和减根据组成环对封闭环的影响性质，组成环又可分为增环和减环。环。增环。在尺寸链中，当其余各环不变时，因其增大增环。在尺寸链中，当其余各环不变时，因其增大(或减小或减小)而使封闭环也相应增大而使封闭环也相应增大(或减小或减小)的组成环称为增环，如图的组成环称为增环，如图6 - 36及图及图6 - 37中的中的A1减环。在尺寸链中，当其余各环不变时，因其增大减环。在尺寸链中，当其余各环不变时，因其增大(或减小或减小)而使封闭环相应地减小而使封闭环相应地减小(或增大或增大)的组成环称为减环，如图的组成环称为减环，如图6 - 36及图及图6 - 37中的中的A2上一页返回每章一练每章一练1.装配质量包括哪两个方面的内容装配质量包括哪两个方面的内容?2.简述装配精度包括的内容。简述装配精度包括的内容。3.简述四种装配方法的特点。简述四种装配方法的特点。4.模具零件有哪几种固定方法模具零件有哪几种固定方法?5.简述塑料模的总装配程序。简述塑料模的总装配程序。返回表表6-1 凸模垂直度公差等级凸模垂直度公差等级 返回图图6-1 热固性塑料压模热固性塑料压模 返回1一上型芯一上型芯;2一导柱一导柱;3一上固定板一上固定板;4一凹模一凹模;5一下型芯一下型芯;6一下固定板一下固定板;7一下模板一下模板;8,11一型芯一型芯;9一销一销;10一工具一工具;12一销一销;13一上模板一上模板 图图6-2 合并加工修配法合并加工修配法 返回 图图6-3 固定调整法固定调整法返回1一调整垫一调整垫; 2一一滑块型芯滑块型芯;3一定模板一定模板图图6-4 可动调整法可动调整法 返回1一调整套筒一调整套筒;2一定位螺钉一定位螺钉图图6-5 固定调整法固定调整法 返回图图6-6 螺钉紧固式螺钉紧固式返回图图6-7 斜压块紧固式斜压块紧固式返回图图6-8（a）压入法）压入法返回（a）定位配合）定位配合图图6-8（b）压入法）压入法返回（b）装配过程）装配过程图图6-9 焊接固定法焊接固定法返回图图6-10 低熔点合金固定浇注低熔点合金固定浇注返回图图6-11 压入导柱压入导柱返回图图6-12 装导套装导套 返回图图6-13 压入导套压入导套返回图图6-14 检验图检验图返回图图6-17 压入导套压入导套返回图图6-18 装导柱装导柱 返回 图图6-19 黏结导柱黏结导柱 返回 图图6-20（a） 模柄装模柄装配配 返回 图图6-20（b） 磨平模柄端面磨平模柄端面 返回 表表6-1 凹模刃口处垫凹模刃口处垫金属片控制间金属片控制间隙工艺隙工艺 返回 表表6-2 凸模镀铜其工艺凸模镀铜其工艺 返回 图图6-21 短导柱的装配短导柱的装配返回图图6-22 长导柱的装配长导柱的装配返回图图6-23 导套的装配导套的装配返回图图6-24 型芯的装配方式型芯的装配方式返回(a)过渡配合装配过渡配合装配;(b)螺纹装配螺纹装配;(c)螺母紧固装配螺母紧固装配;(d)螺打紧固装配螺打紧固装配 图图6-25 型芯的位置误差型芯的位置误差 返回 图图6-26 大型芯与固定板的装配大型芯与固定板的装配返回图图6-27 拼块式结构型腔的装配拼块式结构型腔的装配返回图图6-28 型芯与型腔端面间隙的消除型芯与型腔端面间隙的消除返回图图6-29 型腔与固定板的间隙消除型腔与固定板的间隙消除返回图图6-30 装配后的浇口套装配后的浇口套返回图图6-31 修磨浇口套修磨浇口套返回图图6-32 修磨好的浇口套修磨好的浇口套返回图图6-33 推杆的装配推杆的装配返回 图图6-34 凹模装配凹模装配 返回图图6-35 楔块和滑块的间隙楔块和滑块的间隙 返回图图6-36 倒挡介轮和箱壁的轴向倒挡介轮和箱壁的轴向间隙间隙 返回图图6-37 尺寸链图例尺寸链图例 返回