模具制造技术第一章模具机械加工基础

第一章模具机械加工基础

思考题答案

1、什么是机械加工工艺过程？什么是模具加工工艺规程？

答：用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。

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称为模具加工工艺规程。

2、机械加工工艺过程由哪些内容组成？

答：模具的机械加工工艺过程是由一个或几个按顺序排列的工序组成。每一个工序又可以分为安装、工位、工步和走刀。

3、什么是工序？工序又可以分为哪几个部分？

答：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零件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。每一个工序又可以分为安装、工位、工步和走刀。

4、什么是安装和工位？试举例说明。

答：零件通过一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。例如在车削外圆中，车削第一个端面、钻中心孔时要进行一次装夹；完成后调头车削另一个端面、钻中心孔时又需要重新装夹零件，所以零件需要两次安装。

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，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。例如在三轴钻床上利用回转工作台换位，使零件按照装卸、钻孔、扩孔和铰孔等四个工位连续完成加工。

5、什么是工步和走刀？试举例说明。

答：在加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所连续完成的那一部分工序，称为工步。工步是构成工序的基本单元。例如在车削外圆的工序中，经常分为车外圆、车槽、倒角等工步。

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。每个工步可以包括一次走刀或几次走刀。例如在车削外圆的工步中，如果车削余量较大，则需要几次走刀才能达到要求的轴径。

6、制定工艺规程的作用和基本原则是什么？

答：（1）必须可靠保证加工出符合图样及所有技术要求的产品或零件。

（2）保证最低的生产成本和最高的生产效率。

（3）保证良好的安全工作条件。

（4）保证工艺技术的先进性。

7、简述制定工艺规程的步骤。

答：（1）研究产品的装配图和零件图，进行工艺分析。

（2）由零件生产纲领确定零件生产类型。

（3）确定毛坯的种类、技术要求和制造方法。

（4）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遵循先粗后精，先基准后其他，先平面后轴孔，并且工序要适当集中的原则。

（5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差。

（6）确定各工序的技术要求及检验方法。

（7）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。

（8）确定各工序的切削用量及时间定额。

（9）填写工艺文件。

8、什么是工艺文件？模具零件一般制定哪种工艺文件？

答：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。常用的工艺文件有以下两种：机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。模具零件一般都制定机械加工工艺过程卡片作为工艺文件。

9、分析零件结构的工艺性应该注意哪些问题？试举例说明。

答：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，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；对内孔则一般采用钻、扩、铰、镗、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，直径很小的孔的精加工宜采用铰削，不宜采用磨削。

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，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。

零件结构工艺性涉及面很广，必须全面综合地加以分析。

10、模具零件常用的毛坯有哪些种类？选择毛坯时应考虑哪些因素？

答：模具零件所用的毛坯种类主要有：型材、铸件、锻件和半成品件四种。

选择毛坯时应考虑以下几个方面因素影：

（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，应选择铸件毛坯；对于尺寸较小、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；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。

（2）零件的形状结构和尺寸

零件的形状结构和尺寸对选择毛坯有重要影响。例如对于阶梯轴，如果各台阶直径相差不大时，可以采用棒料作为毛坯，而各台阶直径相差很大时，则采用锻件作毛坯。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件作为毛坯。

（3）生产类型

小批量生产的零件一般采用精度和生产率较低的毛坯制造方法，例如铸件采用手工砂型，锻件采用自由锻。大批量生产的零件应采用高精度和高效率的毛坯制造方法，例如铸件采用机器造型，锻件采用模锻等。

（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。

11、什么是粗基准和精基准？选择粗基准和精基准时应注意哪些问题？

答：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。用已经加工过的表面作定位基准则称为精基准。

选择粗基准一般应注意以下几点：

（1）为了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。

（2）如果需要保证某重要加工表面的加工余量均匀，应选该表面作粗基准。

（3）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粗基准。

（4）选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇口、冒口或其它缺陷，以确保零件定位准确、夹紧可靠。

（5）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，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当选择精基准应应遵循以下原则：

（1）基准重合原则

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，这一原则称为基准重合原则。

（2）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基准定位，这一原则称为基准统一原则。

（3）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，这一原则称为自为基准原则。

（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，反复进行加工，这一原则称为互为基准原则。

（5）保证零件安装准确、可靠，操作方便的原则

12、什么是工序集中和工序分散？各有什么特点？

答：工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序内的加工内容比较多。

工序集中有以下的特点：

①可以装夹一次零件，而加工多个表面，能较好地保证表面之间的相互位置精度。

②可以减少装夹零件的次数和辅助时间，减少零件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。

③可以减少机床和操作工人的数量，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。

④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。

工序分散就是零件的加工工序数目多，而每一道工序内的加工内容比较少。

工序分散有以下特点：

①机床设备及工艺装备比较简单，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。

13、安排切削加工工序应考虑哪原则？

答：切削加工工序的安排，应考虑以下原则：

（1）基准先行原则

在零件的每一加工阶段，先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。

（2）先粗后精原则

零件的加工一般应划分加工阶段，先进行粗加工，然后是半精加工，最后是精加工和光整加工，这样有利于逐步消除加工误差和表面缺陷层，从而逐步提高零件的加工质量和表面质量。

（3）先主后次原则

先加工主要表面，后加工次要表面。因为主要表面加工难度较大，容易报废，放在前阶段进行，可以减少工时浪费。而次要表面如键槽、螺孔、销孔等，往往又和主要表面有一定的相对位置要求，一般安排在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

（4）先面后孔原则

对于模座、凸、凹模固定板等一般模具零件，平面的面积较大，轮廓平整，先加工好平面，便于加工孔时定位安装，既有利于保证孔与平面之间的位置精度，也给孔加工带来方便。

14、热处理工艺分为哪两大类？应如何安排？

答：模具零件热处理工艺分为预先热处理和最终热处理两大类。