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2023-09-22 18:45:54
这种卡片以工序为单位，简要地列出整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯制造、机械加工和热处理等）。它是制订其它工艺文件的基础，也是生产准备、编排作业计划和组织生产的依据。在这种卡片中，由于各工序的说明不够具体，故一般不直接指导工人操作，而多作为生产管理方面使用。但在单件小批生产中。由于通常不编制其它较详细的工艺文件，而就以这种卡片指导生产。 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片是根据机械加工工艺卡片为一道工序制订的。它更详细地说明整个零件各个工序的要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片上要画工序简图，说明该工序每一工步的内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备及工艺装备。一般用于大批大量生产的零件。 工艺规程的作用 它是机械制造厂最主要的技术文件之一，是生产一线的法规性文件。新工艺是衡量生产部门技术力量的标志，是产品设计和技术革新的内容之一 指导生产的主要技术文件 组织和管理生产的基本依据 新建和扩建工厂的基本资料 交流和推广经验的基本文件 制订工艺规程的原则 （1）编制工艺规程应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。 （2）在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 （3）应充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。 （4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。 （5）积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。 制订工艺规程的原始资料 （1）产品的全套装配图及零件图。 （2）产品的验收质量标准。 （3）产品的生产纲领及生产类型。 （4）零件毛坯图及毛坯生产情况。 （5）本厂（车间）的生产条件。（包括协作关系、工艺装备、工人技术状态等） （6）各种有关手册、标准等技术资料。 （7）国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。 制订工艺规程的步骤（十大步骤） 分析零件图和产品装配图； 选择毛坯； 拟定工艺路线； 选择定位基准； 确定各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差； 确定各主要工序的技术要求及检验方法； 确定切削用量和工时定额； 进行经济分析，选择最佳方案； 填写工艺文件 具有一定形状结构，并能够承受载荷的作用的构件，称为结构件。如，支架、框架、内部的骨架及支撑定位架等。 加工完成的工件在应用的角度上可称为结构件。结构件需经过二次加工工序的也可称为加工件。 型材（section bar）是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制，挤出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。 卡规主要用来测量圆柱形、长方形、多边形等工件的外尺寸。卡规应用最多的形式如图1所示。如果轴的图纸尺寸为￠80mm，卡规的最大极限尺寸为：80－0.04＝79.96mm，最小极限尺寸为：80—0.12=79.88 mm，卡规的79.96mm一端叫做通端；卡规的79.88mm一端叫做止端。 ????? 在测量时，如果卡规的通端能通过工件，而止端不能通过工件，则表示工件合格；如果卡规的通端能通过工件，而止端也能通过工件，则表示工件尺寸太小，已成废品；如果卡规通端和止端都不能通过工件，则表示工件尺寸太大，不合格，必须返工。 * 一、加工余量的概念 1．工序余量和加工总余量 （1）工序余量 相邻两工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序中切除的金属层厚度。 A1——上道工序的基本尺寸；A2——本道工序的基本尺寸。 2.1.6 加工余量的确定 对于对称表面或回转体表面，其加工余量是对称分布的， 是双边余量。 对于轴 对于孔 轴和孔的毛坯余量的分布情况 工序基本余量、最大余量、最小余量、余量公差的概念 加工余量是个变动值（毛坯制造和各个工序尺寸都存在误差） 基本余量——工序尺寸用基本尺寸计算时所得的加工余量 最大余量——该工序余量的最大值 最小余量——保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度 余量公差——前工序与本工序的工序尺寸公差之和 总余量等于该表面各工序余量之和： 总加工余量对工艺过程的影响： 总余量不够，质量得不到保证 总余量太大，增加劳动量、消耗、成本 总余量与毛坯精度、生产类型、批量大小有关 2）加工总余量 是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。也称毛坯余量,等于同一加工表面各道工序的余量之和。 二、影响加工余量的因素 圆柱孔为例 1）被加工表面上由前道 工序生产的微观不平度和 表面缺陷层深度。 2）被加工表面上由前道 工序生产的尺寸误差和几 何形状误差。 3）前道工序引起的被加工表面的位置误差。 4）本道工序的装夹误差。 三、确定加工余量的方法 1．经验估计法 采用类比法估计加工余量的大小,由一些有经验的工程技术人员或工人，根据经验确定加工余量的大小。由经验法确定的加工余量往往偏大，这主要是因为主观上怕出废品的缘故，这种方法在模具生产中广泛采用。多用于单件小批生产。 2．分析计算法 以一定的经验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加工余量的大小。仅在贵重材料及某些大批生产和大量生产中采用。 3．查表修正法 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的大小。应用较广。 工序尺寸：某工序加工应达到的尺寸。 一、工艺基准与设计基准重合时 确定工序尺寸，必须确定零件各工序的基本余量。 常用查表法。由最后一道工序开始向前推算。 例1-1 加工外圆柱面，设计尺寸为40，表面粗糙度IT6 （1）加工工艺路线：粗车 半精车 磨外圆。 （2）用查表法确定毛坯尺寸、各工序尺寸及其公差， 见下表。 2.1.7 工序尺寸及其公差的确定 工序 工序余量 工序尺寸公差 工序尺寸 磨外圆 0.6 0.016(IT6) 半精车 1.4 0.062(IT9) 粗车 3 0.25(IT12) 毛坯 5 ? 加工外圆柱面的工序尺寸计算 计算步骤： 定毛坯总余量和工序余量 定工序公差 求工序基本尺寸 标注工序尺寸公差 二、工艺基准与设计基准不重合时 1．工艺尺寸链及其极值解法 在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸称为工艺尺寸。 （1）工艺尺寸链的概念 尺寸首尾相连构成一封闭的尺寸组合。在机械制造中称这种相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合为尺寸链。 工艺尺寸所组成的尺寸链称为工艺尺寸链。 特征：封闭性。 （2）工艺尺寸链的组成 组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为工艺尺寸链的环。 1）组成环： 在加工过程中直接保证的尺寸，用 表示。 2）封闭环： 在加工过程中间接得到的尺寸，用 表示。 3）增环： 当某组成环增大（其它组成环保持不变），封闭环也随之增大，则该组成环称为增环。用 表示。 4）减环： 当某组成环增大（其它组成环保持不变），封闭环反而减小，则该组成环称为减环。用 表示。 图示工件如先以A面定位加工C 面，得尺寸A1然后再以A面定位 用调整法加工台阶面B，得尺寸 A2，要求保证B面与C面间尺寸A0； A1、A2和A0这三个尺寸构成了一 个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。 A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸 链的封闭环。A1是增环，A2是减环。 如右图 在封闭环上方任给一个方向标出箭头，然后沿箭头指定的方向，由封闭环的一端顺序地在各组成环上方标出箭头，直到与封闭环另一端封闭为止。 1、确定封闭环； 2、确定增环、减环： 与封闭环所标的箭头方向相同的组成环既为减环，相反则为增环。 增环/减环的判定方法 A0为封闭环，A1为增环，A2减环 （3）工艺尺寸链的计算 用极值法解工艺尺寸链，工艺尺寸链计算的基本公式： 上偏差 下偏差 例题 如图该零件尺寸 不便测量，改测量孔深A2 ，通过 （A1）间接保证尺寸 求工序尺寸A2及偏差？ ②封闭环A0= ， 增环A1= 减环A2， 解:①画尺寸链 ③计算封闭环基本尺寸： 10 = 50 - A2 A2=40 封闭环上偏差： 0 = 0 - EIA2 ∴ EIA2=0 封闭环下偏差： 0.36 = -0.17 -ESA2 ∴ ESA2=0.19 ④验算封闭环公差 T0=0.36 ， T1+ T2 =0.17+0.19=0.36 计算正确 一、机床的选择 选用机床应与所加工的零件相适应。 3. 机床的规格与加工工件的尺寸相适应 5、合理选用数控机床。 2. 机床的生产率与生产类型相适应。 1. 机床的精度应与要求的加工精度相适应. 4、机床的选择应结合现场的实际情况。 一般： 单件小批：通用机床、 工装； 大批、大量：专机、 组机、专用工装 数控机床：可用于各 种生产类型。 刀具尽可能用标准的。 2.1.8??机床与工艺装备的选择 1、单件小批生产：采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹具站的，可采用组合夹具。 3、多品种中、小批生产可采用可调夹具或成组夹具。 2、大批大量生产为提高劳动生产率应采用专用高效夹具。 4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。 夹具的选择 二. 工艺装备的选择 1、一般优先采用标准刀具。 3、刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。 2、若采用工序集中时，应采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。 4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头等）。 刀具的选择 1、单件小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等。 3、量具的精度必须与加工精度相适应。 2、大批大量生产应采用各种量规和高效的专用检验夹具和量仪等。 量具的选择 游标卡尺 1)根据副尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整毫米数； 2）根据副尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻线）将上面整数和小数两部分加起来，即为总尺寸。 电子数显卡尺 外径百分尺 百分表及传动原理 卡规 2.1.9 工艺规程的制定 工艺规程的概念 按一定的格式，用文件的方式规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为机械加工工艺规程 工艺规程的分类 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺卡 机械加工工序卡 讨论：加工B时，设计基准？定位基准？ A B C 二、工件定位的基本原理 1．工件定位 确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位；使其在加工过程中保持位置不变的操作称为夹紧；定位、夹紧称为装夹 工件正确定位应满足的要求： （1）应使工件相对于 机床处于一个正确的位置。 为了保证被加工表面外圆柱面相对于内孔的同轴度要求，工件定位时必须使设计基准(内孔的轴心线)与机床主轴的回转轴线重合，加工后内、外圆柱面的同轴度方能达到要求。 凸模固定板加工时， 为保证孔与Ⅰ面垂直， 必须使Ⅰ面与机床的 工作台面平行。 （2）要保证加工精度，位于机床或夹具上的工件还必须相对于刀具有一个正确位置。 1）试切法 试切—测量—调整—再试切 多用于单件小批生产。 2）调整法是先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。多用于成批和大量生产。 2．工件定位的基本原理 六点定位原理 任何一个未受约束的物体，在空间都具有六个自由度，即沿三个互相垂直坐标轴的移动和绕这三个坐标轴的转动自由度。 在夹具中使用六个分布合理的支承点来限制工件的六个自由度，使工件在空间的位置完全确定下来。夹具上可用六个支承钉来显示这六个支承点。注意：定位支承点必须与工件定位基准面始终保持紧密贴合，不得脱离，否则支承点就失去了限制工件自由度的作用。 应用六点定位原理应注意的几个问题 1)正确定位形式： 完全定位：完全符合六点定位原理的定位。 不完全定位：根据加工要求，对一些不必要限制的自由度不加以限制，仅限制工件的部分自由度。 2)不正确定位(欠定位)：对某些应加以限制的自由度而没有加以限制。 3)过定位： 同一个自由度被多个支承同时限制的定位，也叫超定位。 三、定位基准的选择 1．粗基准 （1）定义：机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面做定位基准，这种定位基准称为粗基准。 （2）选择 1）为保证加工表面与 不加工表面之间的位置 尺寸要求，应选不加工 表面作粗基准。 在铸造时孔3和外圆1难免有偏心。加工时，如果采用不加工的外圆面1作为粗基准装夹工件， 用三爪自定心卡盘夹住外圆1进行加工， 则加工面2与不加工面1同轴， 可以保证壁厚均匀，但是加工面2的加工余量则不均匀， 如左图所示。如果采用该零件的毛坯孔3作为粗基准装夹工作，用四爪单动卡盘夹住外圆1，按毛坯孔3找正进行加工，则加工面2与该面的毛坯孔3同轴，加工面2的余量是均匀的，但是加工面2与不加工外圆1则不同轴，即壁厚不均匀，如右图所示。 2）若要保证某加工表面切除的余量均匀，应选该表面作粗基准 3）为保证各加工表面 都有足够的加工余量， 应选择毛坯余量小的 表面作粗基准。 4）选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。 5）一般情况下粗基准不重复使用。 车床床身的导轨面是重要表面，希望在加工导轨面时切去一层薄而均匀的余量，使其表面层保留均匀的金相组织，以获得较高的均匀一致的力学性能，增强导轨的耐磨性。因此应先以导轨面为粗基准，加工床身底面，然后以床身底平面为精基准加工导轨面，以保证导轨面的加工余量小而均匀。 上述粗基准选择的原则，每一项都只能说明一个方面的问题，实际应用时往往会出现几项内容相互矛盾的情况。这时要全面考虑各种因素，灵活运用上述原则，保证重点。 2．精基准 （1）用已经加工过的表面作定位基准则称为精基准。 1）基准重合原则 选设计基准作定位基准，容易保证加工精度。 2）基准统一原则 应选择几个被加工表面（或几道工序）都能使用的定 位基准为精基准。 如：轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。 【减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差】 3）自为基准原则 精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，这 时应尽可能用加工表面自身为精基准。 如：磨、铰孔及浮动镗孔等都是“自为基准”的例子； 图示磨削床身导轨面时，以床身导轨面作为定位基准。此时床脚平面只是起一个支承平面的作用，它并非是定位基准面。 4）互为基准原则 两个被加工表面之间位置 精度较高，要求加工余量 小而均匀时，多以两表面互为基准进行加工 。 a) 工件简图 b) 用三爪卡盘磨内孔 c) 在心轴上磨外圆 互为基准原则，特别适用于用高频淬火把齿面淬硬后，进行磨齿加工的精密齿轮。因淬硬层较薄，要求磨削余量小而均匀，磨削时先以齿面为基准磨内孔，然后再以内孔为基准磨齿面。 5) 便于装夹原则 所选择的精基准，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定位准确、可靠。同时还应使夹紧机构简单、操作方便。 辅助基准及其应用 工件定位时，为了保证加工表面的位置精度，大多优先选择设计基准或装配基准作为主要定位基准，这些基准一般为零件上的主要表面。但有些零件在加工中，为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准。如毛坯上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔。这些表面不是零件上的工作表面，只是为满足工艺需要而在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准。 此外某些零件上的次要表面（非配合表面），因工艺上宜作定位基准而提高其加工精度和表面质量以便定位时使用。这种表面也称为辅助基准。例如，丝杠的外圆表面，从螺纹副的传动来看，它是非配合的次要表面，但在丝杠螺纹的加工中，外圆表面往往作为定位基准，它的圆度和圆柱度直接影响到螺纹的加工精度，所以要提高外圆的加工精度，并降低其表面粗糙度值。 选择图示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。 定位基准选择实例分析 粗基准的选择：本例中零件毛坯为一般铸件，φ20H7孔及φ12H7孔均较小，一般不铸出，故不存在重要加工面加工余量均匀问题，此时应着重考虑加工面与不加工面的位置要求。本例中φ20H7孔要求与φ40外圆同轴，因此在加工φ20H7孔时，应以φ40外圆作粗基准。 精基准的选择：该零件的设计基准是φ20H7孔及端面A。根据基准重合原则，应选φ20H7孔及端面A作定位精基准。从基准统一的原则出发，以φ20H7孔及端面A定位可以方便地加工其他表面，也应选φ20H7孔及端面A作统一精基准。在本例中基准重合与基准统一原则相一致。 四、工件的装夹方法 1．找正法装夹工件 （1）直接找正法 用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件的有关基准， 使工件占有正确的位置称为直接找正法。单件和小批生产 （2）划线找正法 在机床上用划线盘按毛坯或半成品上预先划好的线找正工 件，使工件获得正确的位置称划线找正法。多用于单件小 批生产。 2．用夹具装夹工件 夹具是机床的一种附加装置，它在机床上相对刀具的位置在工件未安装前已预先调整好，所以在加工一批工件时不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求，既省工又省事，是高效的定位方法，在成批和大量生产中广泛应用。 工艺路线是工艺设计的总体布局 。提出几个方案，分析比 较，选择最佳。 表面加工方法 工序的划分 加工顺序的安排 切削加工工序 热处理工序 辅助工序 2.1.5 工艺路线的拟定 一、表面加工方法的选择 选择加工方法时总是根据各种工艺方法所能达到的加工 经济精度和表面粗糙度等因素来选定它的最后加工方法。 再选择前一系列工序的加工方法。 常见工艺方法能达到的经济加工精度及经济表面粗糙度可查阅有关工艺手册 外圆表面、孔、平面的加工方法 外圆柱面加工方法 序号 加工方法 经济精度 （公差等级表示） 经济粗糙度 Ra/μm 适用范围 1 粗车 IT11～13 12.5～50 适用于淬火钢以外的各种金属 2 粗车-半精车 IT8～10 3.2～6.3 3 粗车-半精车-精车 IT7～8 0.8～1.6 4 粗车-半精车-精车-滚压（或抛光） IT7～8 0.025～0.2 5 粗车-半精车-磨削 IT7～8 0.4～0.8 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属 6 粗车-半精车-粗磨-精磨 IT6～7 0.1～0.4 7 粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工 IT5 0.12～0.1 8 粗车-半精车-精车-精细车（金刚石车） IT6～7 0.025～0.4 主要用于要求较高的有色金属加工 9 粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨） IT5以上 0.006～0.025 极高精度的外圆加工 10 粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 0.006～0.1 孔加工方法 序号 加工方法 经济精度 （公差等级表示） 经济粗糙度 Ra/μm 适用范围 1 钻 IT11～13 12.5 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于15～20mm 2 钻-铰 IT8～10 1.6～6.3 3 钻-粗铰-精铰 IT7～8 0.8～1.6 4 钻-扩 IT10～11 6.3～12.5 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于15～20mm 5 钻-扩-铰 IT8～9 1.6～3.2 6 钻-扩-粗铰-精铰 IT7 0.8～1.6 7 钻-扩-机铰-手铰 IT6～7 0.2～0.4 8 钻-扩-拉 IT7～9 0.1～1.6 大批大量生产（精度由拉刀的精度而定） 9 粗镗(或扩孔） IT11～13 6.3～12.5 除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 10 粗镗(粗扩）-半精镗（精扩） IT9～10 1.6～3.2 11 粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰） IT7～8 0.8～1.6 12 粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗 IT6～7 0.4～0.8 13 粗镗(扩）-半精镗-磨孔 IT7～8 0.2～0.8 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属 14 粗镗(扩）-半精镗-粗磨-精磨 IT6～7 0.1～0.2 15 粗镗-半精镗-精镗-精细镗（金刚镗） IT6～7 0.05～0.4 主要用于精度要求高的有色金属加工 16 钻-（扩）-粗铰-精铰-衍磨；钻-（扩）-拉-衍磨；粗镗-半精镗-精镗-衍磨； IT6～7 0.025～0.2 精度要求很高的孔 17 钻-（扩）-粗铰-精铰-研磨；钻-（扩）-拉-研磨；粗镗-半精镗-精镗-研磨； IT5～6 0.006～0.1 平面加工方法 序号 加工方法 经济精度 （公差等级表示） 经济粗糙度 Ra/μm 适用范围 1 粗车 IT11～13 12.5～50 端面 2 粗车-半精车 IT8～10 3.2～6.3 3 粗车-半精车-精车 IT7～8 0.8～1.6 4 粗车-半精车-磨削 IT6～9 0.2～0.8 5 粗刨（或粗铣） IT11～13 6.3～25 一般不淬硬平面 6 粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣） IT8～10 1.6～6.3 7 粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-刮研 IT6～7 0.1～0.8 精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案 8 粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-宽刃精刨 IT7 0.2～0.8 9 粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-磨削 IT7 0.2～0.8 精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面 10 粗刨（或粗铣）- 精刨（或精铣）-粗磨-精磨 IT6～7 0.025～0.4 11 粗铣-拉削 IT7～9 0.2～0.8 大量生产，较小的平面(精度视拉刀精度而定) 12 粗铣-或精铣-磨削-研磨 IT5以上 0.006～0.1 高精度平面 零件表面加工方法选择原则 l)首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。 由于获得同一精度及表面粗糙度的加工方法往往有若干种，实际选择时还要结合零件的结构形状、尺寸大小以及材料和热处理等要求。 例如对于IT7级精度的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到要求，但型腔体上的孔一般不宜选择拉削或磨孔，而常选择镗孔或铰孔，孔径大时选择镗孔，孔径小时选择铰孔。 2)工件材料的性质对加工方法的选择也有影响。 如淬火钢应采用磨削加工，对于有色金属零件，为避免磨削时堵塞砂轮，一般都采用高速镗、精密铣或高速精密车削进行精加工。 3)在选择表面加工方法时，除了首先要保证质量要求外，还应考虑生产效率和经济性的要求。 大批量生产时，应尽量采用高效率的先进工艺方法。但是在年产量不大的生产情况下，采用高效率加工方法及专用设备，则会因设备利用率不高，造成经济上的损失。此外，通过任何一种加工方法所获得的加工精度和表面质量均有一个相当大的范围，但只在一定的精度范围内这种方法才是经济的。这种一定范围的加工精度，即为该种加工方法的经济精度。选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。 4)为了能够正确地选择加工方法，还要考虑本厂、本车间现有的设备情况及技术条件，充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人及技术人员的积极性和创造性。 同时也应考虑不断改进现有的方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 举例：要求孔的加工精度为 IT7级，粗糙度Ra＝1．6～3.2m，确定孔的加工方案 查孔加工方法表可有下面四种加工案： ①钻一扩一粗铰一精铰； ②粗镗一半精镗一精镗； ③粗镗一半精镗一粗磨一精磨； ④钻（扩）一拉。 方案①用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于 80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。 方案②用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。 方案③适用于淬火的工件。 方案④适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。 二、工艺阶段的划分 对于加工质量要求较高的零件，工艺过程应分阶段进行，这样才能保证零件的精度要充分利用人力、物力资源。机械加工的工艺过程一般可分为以下几个阶段： （1）粗加工阶段 切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽量接近成品。因此，在此阶段中应采取措施尽可能提高生产率。 （2）半精加工阶段 使主要表面消除粗加工留下的误差，达到一定的精度及留有精加工余量，为精加工做好准备，并完成一些次要表面(如钻孔、铣槽等)的加工。 （3）精加工阶段 去除半精加工所留的加工余量，使工件各主要表面达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度。 （4）光整加工阶段 对于精度和表面粗糙度要求很高(如IT6 级及IT7 级以上的精度，表面粗糙度Ra值小于或等于0.4μm)的零件可采用光整加工。但光整加工一般不用于纠正几何形状和相互位置误差。 工艺阶段划分的作用 （1）保证产品质量 （2）合理使用设备 （3）便于热处理工序的安排，使热处理与切削加工工序配合更合理 （4）便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面 工件粗加工时切除金属较多，产生较大的切削力和切削热机械加工，同时也需要较大的夹紧力，而且加工后内应力要重新分布。在这些力和热的作用下，工件会发生较大的变形。如果不分阶段而进行连续粗精加工，就无法避免上述原因所引起的加工误差。加工过程分阶段后，粗加工造成的加工误差，通过半精加工和精加工即可得到纠正，以达到逐步提高零件的加工精度，降低零件的表面粗糙度，保证零件加工质量的目的。 加工过程划分阶段后，粗加工可采用功率大、刚度高、精度低的高效率机床加工，以提高生产效率。精加工则可采用高精度机床加工，以确保零件的精度要求。这样既充分发挥了设备的各自特点，又做到了设备的合理使用。 对于一些精密零件，粗加工后安排去应力的时效处理可减少内应力变形对精加工的影响。而半精加工后安排淬火不仅容易满足零件的性能要求，而且淬火引起的变形也可通过精加工工序予以消除。 由于工艺过程分阶段进行，在粗加工各表面之后，可及时发现毛坯缺陷(气孔、砂眼和加工余量不足等)，以便修补或发现废品，以免将本应报废的工件继续进行精加工，浪费工时和制造费用。 三、工序的划分 1．工序集中特点 （1）工件在一次装夹后，可以加工多个表面。能较好地保证表面之间的相互位置精度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。 （2）可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。 （3）采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。 （4）单件小批生产采用工序集中; （5）重型模具的大型零件，为减少 工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中。 2．工序分散特点 将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线）机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。 （2）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。 （3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。 （4）大批、大量生产采用工序集中和分散 （5）刚性差且精度高的精密零件，工序应适当分散。 四、加工顺序的安排 1．机械加工工序的安排 1）先粗后精 2）基准先行 3）先主后次 4）先面后孔 当零件需要分阶段进行加工时，先安排各表面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。由于次要表面的精度要求不高，一般经粗、半精加工即可完成；对于那些与主要表面相对位置关系密切的表面，通常置于主要表面精加工之后进行加工。 当零件上的装配基面和主要工作表面等先安排加工。而键槽、紧固用的光孔和螺孔等，由于加工面小，又和主要表面有相互位置要求，一般应安排在主要表面达到一定精度之后(如半精加工之后)进行加工，但应在最后精加工之前进行加工。 对于箱体类、支架类、机体类的零件，一般先加工平面，后加工孔。考虑到：一是用加工过的平面定位，稳定可靠；二是在加工过的平面上加工孔比较容易，并能提高孔的加工精度。如钻孔时孔的轴线不易偏斜。 每一加工阶段总是应先安排基面加工工序。例如轴类零件的加工中采用中心孔作为统一基准，因此每个加工阶段开始总是打中心孔，以作为精基准，并使之具有足够的精度和表面粗糙度要求(常常高于原来图纸上的要求)。如果精基准面不止一个，则应按照基面转换的次序和逐步提高精度的原则安排加工。例如精密轴套类零件，其外圆和内孔就要互为基准，反复进行加工。 2. 热处理工序的安排 1）预备热处理：退火、正火、调质和时效等，加工之前，调整工件的切削加工性，消除内应力。 a）退火和正火：经锻压等热加工的毛坯 如含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工，常采用退火或球化退火； 含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀而采用正火 退火和正火能细化颗粒、均匀组织，为以后的热处理做准备，长安排在粗加工之后 b）调质处理：即淬火后的高温回火，能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和氮化时减少变形做准备。常置于粗加工之后半精加工之前。 调质后的综合力学性能较好，对硬度和耐磨性要求不高的零件也可作为最终热处理工序。 c）时效处理：消除内应力 高精度的复杂铸件：铸造-粗加工-时效-半精加工-时效-精加工 刚性差的精密零件（如导柱）：多次时效 2）最终热处理：淬火、回火、渗碳和氮化等，提高零件材料的硬度和耐磨性，半精加工后，磨之前 a）淬火：表面淬火-变形、氧化及脱碳较小，应用较多，为提高心部性能和获得细马氏体的表面淬火组织，长预先进行调质及正火处理 下料-锻造-正火-粗加工-调质-半精加工-表面淬火-精加工 b）渗碳淬火：增加表层含碳量，表层硬度、耐磨性提高，心部保持一定强度好较高的韧性和塑性。整体渗碳、局部渗碳（防渗措施）。变形较大，渗碳层深度0.5-2mm，半精加工和精加工之间：下料-锻造-正火-粗、精加工-渗碳-淬火与回火-精加工 c）回火：提高韧性和塑性，稳定组织，消除淬火应力，防止零件变形和开裂 d）氮化：表面处理，提高硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。氮化温度低、变形小且氮化层较薄，应尽量靠后安排。氮化前要进行去除内应力工序：下料-锻造-退火-粗加工-调质-半精加工-去应力-粗磨-氮化-精磨、超精磨或研磨 3．辅助工序安排 检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等 检验工序应安排在： ①粗加工全部结束后，精加工之前； ②零件从一个车间转向另一个车间前后； ③重要工序加工前后； ④特种性能检验(磁力探伤、密封性检验等)前； ⑤零件加工完毕，进人装配和成品库时。 ⑥钳工去毛刺常安排在易产生毛刺的工序之后，检验及热处理工序之前。 表面处理：电镀、发蓝、涂漆等，一般均安排在最后。但一些大型铸件的内腔不加工面，常加工钱先涂防锈漆。去毛刺博业体育平台、倒棱、去磁、清洗等穿插在工艺过程中进行。 第二章 模具的机械加工 李生娟2.1 模具制造工艺规程 机械加工的相关概念；机械加工工艺规程的构成、制定方法和步骤；零件的结构工艺和技术要求分析，毛坯的选择；定位基准的选择；零件工艺路线的拟定；加工余量、工序尺寸及公差的确定，工艺尺寸链；机床与工艺装备的选择，切削用量与工时定额的确定；机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、机械加工工序卡。 工序尺寸公差 加工余量确定 工艺路线确定 定位基准选择 毛坯的选择 零件工艺分析 概 述 机床与装备 1、工艺过程与工艺规程，工序、工步、装夹和工位的基本概念； 2、零件的结构工艺和技术要求分析的内容； 3、零件的材料和毛坯的种类和选择原则； 4、基准的分类，粗、精基准选择原则； 5、工件表面加工方法的选择，方案的确定。机加工顺序安排及热处理及辅助工序的安排； 6、确定工序余量、工序尺寸及公差，掌握工艺尺寸链计算；了解机械加工工艺文件的内容及格式，能编一个较简单零件的工艺规程。 本节知识要点 2.1.1 概述 一、生产过程 将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。 投入前的 技术准备 毛坯 制造 加工 过程 生产 服务 装配 过程 模具制造的生产过程--- 在一定的工艺条件下,改变模具材料的形状、尺寸和性质，使之成为符合设计要求的模具零件，再经装配、试模和修整而得到整副模具产品的过程。 分析模具图样，制定工艺规程； 编制数控加工程序； 设计和制造工装夹具； 制定生产计划，制订并实施工具、材料、标准件等外购和零件外协加工计划 零件成形加工阶段 传统等切削加工：车、铣、刨、磨等 非切削加工：特种加工、冷挤压、铸造等 数控加工：数控铣削、加工中心加工等 组装 清洗 修配 试模 修整 模具制造过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。 分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、表面处理和装配等 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 ----模具机械加工工艺规程 1．工序 工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元，也是组织生产、核算成本和进行检验的基本单元。 二、工艺过程 划分工序的依据是工作地点(或设备)、加工对象(工件)是否变动以及加工是否连续完成.如果其中之一有变动或者加工不是连续完成，则构成另一个工序。 例：一批工件上某孔的钻、铰加工。 如果每一个工件在同一台机床上钻孔后就接着铰孔，则该孔的钻、铰加工过程是连续的，应算作一个工序。若在该机床上将这批工件都钻完孔后再逐个铰孔，对一个工件的钻铰加工过程就不连续了，钻、铰加工应该划分成两个工序。 序 号 工序 工艺要求 1 锯 切割Φ42×90mm 2 车 车两端面钻中心孔 3 车 车外圆（Φ32、 Φ30留磨 削余量）车槽并倒角 4 热 热处理55-60HRC 5 磨 磨Φ32、Φ30外圆至尺寸要求 模柄的机械加工工艺过程 2．工步 工步是在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。 （1）工件在一次装夹后连续进行若干相同的工步时，常填写为一个工步 。 （2）复合工步 用几把刀具或复合刀具，同时加工同一工件上的几个表面，称为复合工步。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。 多刀加工 钻孔、锪锥面复合工步 3．安装 （1）定位 工件在加工之前，应使其在机床上（或夹具中）处于一个正确的位置。 （2）装夹 工件具有正确位置及夹紧的过程称为装夹。 （3）安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。 在工序中应尽量减少装夹次数。 （例：工序2需两次装夹） 序 号 工序 工艺要求 1 锯 切割Φ42×90mm 2 车 车两端面钻中心孔 4．进给 刀具从被加工表面每切下一层金属层即称为一次进给。 一个工步可能只一次进给，也可能要几次进给。 车削两个不同直径的外圆柱面时应划分为两个工步，第一工步车φ80mm外圆仅一次进给，第二工步车φ60mm外圆为两次进给。 5．工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。 所示是利用万能分度头使工件依次处于工位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来完成对凸模槽的铣削加工。 模柄： 压入式模柄型式和尺寸 材料：Q235(A3)，Q275(A5)。 工艺规程的内容：1、工艺分析 ； 2、材料及毛坯的方式； 3、工艺方案：表面加工方法 加工顺序、尺寸、热处理安排 4、加工余量及尺寸；5、设备、刀具、量具；6、时间定额 零件结构的工艺分析 基本表面 内、外圆柱表面、圆锥面和平面 零件形状 特殊表面 螺旋面、渐开线齿轮表面、其它成形表面 各种零件大致分为五大类： 轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体。 分析零件制造的可行性、经济性 2.1.2 零件的工艺分析 一、零件图纸的完整性与正确性检查 检查零件视图是否正确、足够。 表达是否直观、清楚。 绘制是否符合国家标准。 尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。 ①零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。 ②零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准??标注尺寸。 ③零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。 ④零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。 ⑤零件上各非加工表面的位置尺寸应直接标注，而非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。 二、零件材料加工性能审查 需审查零件的材料及热处理标注是否完整、合理。此时，应注意如下事项： (1)需先淬硬、再用电火花或线切割加工的型腔或凹模类零件，不宜用淬透性差的碳素工具钢，而应采用淬透性好的材料，如Cr12、Cr4W2MoV等； (2)形状复杂的小零件，因热处理后难于进行磨削加工，所以必须采用微变形钢，如Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV等。 三、零件结构工艺性审查 对零件结构工艺性的要求大致有以下几点： 1)便于达到零件图上要求的加工质量。即零件的结构应能保证在加工时用比较容易、工作量较小的方法来达到规定的质量要求。 2)便于采用高生产率的加工方法。如零件加工表面形状的分布应合理；零件结构应标准化、规格化；零件应具有足够的刚性等。 3)有利于减少零件的加工工作量。零件设计时应尽量减少加工表面，减少工作量和刀具、电极、材料的消耗。 4)有利于缩短辅助时间。如零件加工时便于定位和装夹，既可简化夹具结构，又可缩短辅助时间。 零件结构工艺性比较： 键槽的尺寸、方位相同，可在一次装夹中加工出全部键槽，提高生产率 退刀槽尺寸相同，可减少刀具种类，减少换刀时间 三个凸台表面在同一平面上，可在一次进给中加工完成 小孔与壁距离适当，便于引进刀具 方形凹坑的四角加工时无法清角 型腔淬硬后，骑缝销孔无法用钻铰方法配作 销孔太深，增加铰孔工作量。螺孔太长，没有必要 四、零件的技术要求检查 1．零件的技术要求： 尺寸精度、几何形状精度、各表面的相互位置精度、表面质量、零件材料、热处理及其它要求。 2．通过分析，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。 首先，根据各主要表面的精度和质量要求，确定最终加工方法，再确定相应的中间工序。如：小孔径的IT7级精度的内孔，最终加工工序取精铰时，通常之前要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工 根据各加工表面之间的相对位置要求，包括各表面间的尺寸联系和相对位置精度，初步确定各加工表面的加工顺序。 热处理要求会影响加工方法和加工余量的选择，也影响工艺路线。如：要求渗碳淬火的零件，热处理后变形一般较大。对于精度要求高的表面，要安排精加工工序（多为磨削），且适当加大加工余量。 2.1.3 毛坯的选择 一、毛坯的种类和选择 1．意义：提高材料的利用率，降低成本。影响模具质量和寿命。 2、种类： 锻件---组织细密，强度、硬度和冲击韧性高 用于力学性能要求较高件。 铸件---流动性好，耐磨、减振，抗压强度较 好。用于形状复杂件 焊接件---密封性能好，用于结构件。（如，支架、框架、内部的骨架及支撑定位架等） 型材及板料—一般力学性能适中，常用件 2．选择原则 （1）零件材料的工艺性及组织和力学性能要求。 凸、凹模 型芯---锻件 垫板、固定板-----板料 （2）零件的结构形状和尺寸 模座—铸件 （3）生产类型 箱体：大批量----铸件，单件---焊件 （4）工厂生产条件 （5）根据模具材料类别定毛坯形式 精密冲裁模的上下模座多为铸钢，大型覆盖件拉伸膜的凹凸模和压边圈为合金铸铁 毛坯：铸件 非标准模架的上、下模座材料多为45钢 毛坯：厚钢板的原型材 精密冲裁模和重载冲压模的工作零件多为高碳高合金工具钢 毛坯：锻造件 高寿命冲裁模的工作零件多为硬质合金钢 毛坯：粉末冶金件 模具材料及毛坯 （冲模） 模柄 Q235/20 棒料 上下模座 HT200/HT400/45 铸件 垫板、固定板、卸料板 导料板 45/20 板料 导柱/套 20 棒料 凸、凹模 T10 9SiCr 9Mn2V Cr12 Cr12MoV CrWMn 40Cr PMS SM2 锻件 二、毛坯形状与尺寸的确定 1．毛坯余量（加工总余量） 毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差。 2．毛坯公差 毛坯尺寸的制造公差。 基 准 设计基准 工艺基准 工序基准 定位基准 测量基准 装配基准 粗基准 精基准 辅助基准 2.1.4 定位基准的选择 一、基准及其分类 1．设计基准 在设计图样上所采用的基准称为 设计基准 。 端面A是B、C的设计基准 内孔φ20H8的轴心线外圆柱面径向圆跳动的设计基准 2．工艺基准 在工艺过程中采用的基准称为工艺基准 （1）工序基准 在工序图上用来确定本工序 被加工表面加工后的尺寸、 形状、位置的基准称为工序基准 （2）定位基准 在加工时，为了保证工件相对于机床和刀具之间的正确位置（即将工件定位）所使用的基准称为定位基准。 外圆柱面的最低母线B为工序基准 零件套在心轴上磨削Ф40ｈ6外圆表面时，内孔即为定位基准。 （3）测量基准 测量时所采用的基准称为 测量基准。 （4）装配基准 装配时用来确定零件 或部件在产品中的相对 位置所采用的基准称为 装配基准 。 A 1—工件 2—游标深度尺 定位环孔D(H7)的轴线是设计基准，在进行模具装配时又是模具的装配基准。 具有一定形状结构，并能够承受载荷的作用的构件，称为结构件。如，支架、框架、内部的骨架及支撑定位架等。 加工完成的工件在应用的角度上可称为结构件。结构件需经过二次加工工序的也可称为加工件。 型材（section bar）是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制，挤出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。 卡规主要用来测量圆柱形、长方形、多边形等工件的外尺寸。卡规应用最多的形式如图1所示。如果轴的图纸尺寸为￠80mm，卡规的最大极限尺寸为：80－0.04＝79.96mm，最小极限尺寸为：80—0.12=79.88 mm，卡规的79.96mm一端叫做通端；卡规的79.88mm一端叫做止端。 ????? 在测量时，如果卡规的通端能通过工件，而止端不能通过工件，则表示工件合格；如果卡规的通端能通过工件，而止端也能通过工件，则表示工件尺寸太小，已成废品；如果卡规通端和止端都不能通过工件，则表示工件尺寸太大，不合格，必须返工。 *
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