模具制造工艺思考题答案

第一章绪论1、模具制造的基本要求是什么？

（1）制造精度高

（2）使用寿命长

（3）制造周期短

（4）模具成本低

2、模具制造的主要特点是什么？

（1）制造质量要求高

（2）形状复杂

（3）模具生产为单件、多品种生产

（4）材料硬度高

3、模具主要零件的精度是如何确定的？

模具精度主要由其制品精度和模具结构的要求来决定的。为了保证制品精度，模具的工作部分精度通常要比制品精度高2~4级；模具结构对上、下模之间配合有较高的要求，为此组成模具的零部件都必须有足够高的制造精度，否则将不可能生产出合格的制品，甚至会使模具损坏。

第二章模具机械加工的基本理论

1、何谓设计基准，何谓工艺基准？

（1）设计基准：在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。

（2）工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。按工艺基准用途不同，又分为定位基准、测量基准和装配基准。

2、如何正确安排零件热处理工序在机械加工中的位置？

（1）预先热处理：预先热处理包括退火、正火、时效和调质。这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理作组织准备，其工序位置多在粗加工前后。

（2）最终热处理：最终热处理包括各种淬火、回火、渗碳和氮化处理等。这类热处理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性，常安排在精加工前后。

3、制约模具加工精度的因素主要有哪些？

（1）工艺系统的几何误差对加工精度的影响。

（2）工艺系统受力变形引起的加工误差。

（3）工艺系统的热变形对加工精度的影响。

4、工艺系统热变形是如何影响加工精度的？

在机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生温度变形，一般也称为热变形。这种变形将破坏刀具与工件的正确几何关系和运动关系，造成工件的加工误差。另外工艺系统热变形还影响加工效率。

5、如何理解表面完整性与表面粗糙度？

机械加工表面质量也称表面完整性，它主要包含两个方面的内容：

（1）表面的几何特征○1表面粗糙度○2表面波度○3表面加工纹理○4伤痕

（2）表面层力学物理性能○1表面层加工硬化○2表层金相组织的变化○3表面层残余内应力

6、加工细长轴时，工艺系统应作如何考虑？

7、如何正确拟定模具机械加工工艺路线？

工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局。其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目等。除定位基准的合理选择外，拟定工艺路线还要考虑表面加工方法、加工阶段划分、工序的集中和分散和加工顺序等四个方面。

第三章模具机械加工

1、模具机械加工的主要内容是什么？如何分类？各采取什么原则处理？

（1）普通机床加工：车刨铣磨钻插

（2）仿形机床加工

（3）坐标机床加工

（4）数控机床加工

2、列举一些家用电器采用普通切削加工机床加工的表面

3、比较机械法、液压法、电控法这三种仿形方式的优缺点。

4、坐标机床与普通机床的主要区别是什么？数控机床属于坐标机床吗？

坐标机床与普通机床的根本区别在于它们具有精密传动系统可作准确的移动和定位。有了坐标机床，可以加工模块上有精密位置要求的孔、型腔、甚至三维空间曲面。

5、坐标镗床的特点是什么？坐标机床的附件分别起什么作用？

坐标镗床是一种高精度孔加工机床，主要用于加工模具零件上的精密孔系，因为其加工的孔不仅具有较高的尺寸和几何形状精度，而且还具有较高的孔距精度。

6、试将下列设计尺寸转换成坐标尺寸：

7、何为成形磨削？其特点是什么？

成形磨削就是将零件的轮廓线分解成若干直线与圆弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，使之达到图样的技术要求。成形磨削按加工原理可分为成形砂轮磨削法与夹具磨削法两类。

8、正弦精密平口钳与正弦精密磁力平台分别作用于什么场合？

两者对工件的固定方式不同，前者是利用钳口夹持，工件应具有较大的刚性，后者则利用磁性吸合，工件必须是能磁化的材料。

9、万能夹具主要由哪几部分组成，它与正弦分中夹具有什么区别？

万能夹具可加工具有多个回转中心的工件，工件定位以后随主轴来回旋转，磨出以该回转中心为轴线的圆弧面。与正弦分中夹具相比，结构上主要多了由一对相互垂直的精密丝杆螺母副组成的十字拖板部分，该部分可带动工件相对于夹具主轴沿X和Y两方向移动，从而使工件上不同的回转中心分别与夹具主轴重合，磨出复杂曲面上各部分圆弧面。

第四章模具数控加工

1、试述数控机床的组成和基本工作原理。

（1）数控机床主要用数控介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四部分组成。

（2）工作原理：数控机床加工零件时，首先要根据加工零件的图样与工艺方案，按规定的代码和程序格式编写零件的加工程序单，这是数控机床的工作指令。通过控制介质将加工程序输入到数控装置，由数控装置将其译码、寄存和运算之后，向机床各个被控量发出信号，控制机床主运动的变速、起停、进给运动及方向、速度和位移量，以及其他如刀具选择交换，工件夹紧松开和冷却润滑液的开、关等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。

2、试述数控机床的加工特点和与普通机床的区别。

（1）加工精度高

（2）自动化程度高和生产率高

（3）适应性强

（4）有利于生产管理现代化

（5）减轻劳动强度

（6）成本高

3、机床坐标系与工件坐标系有何区别与联系？

以机床原点为坐标原点的坐标系就成为机床坐标系。机床原点是机床坐标系的原点，同时也是其他坐标系与坐标值的基准点。也就是说只有确定了机床坐标系，才能建立工件坐标系，才能进行其他操作。

4、什么是机床原点、工作（编程）原点、机床参考点、换刀点、对刀点和起刀点？

机床原点：机床原点又称机床零点，是机床上的一个固定点，由机床生产厂在设计机床时确定，原则上是不可改变的。

工作原点：工作原点又称工作零点或编程零点，工作原点是为了编制加工程序而定义的点，它可由编程员根据需要来定义，一般选择工件图样上的设计基准作为工件原点，例如回转体零件的端面中心、非回转体零件的角边、对称中心作为几何尺寸绝对值的基准。

机床参考点：机床参考点的作用就是每次数控机床启动时，执行机床返回参考点（又称回零）的操作，使数控系统的坐标系统与机床本身坐标系相一致。

换刀点：

对刀点：

起刀点：指刀具起始运动的刀位点，即程序开始执行时的刀位点。

5、什么是字地址程序段格式？为什么现在数控编程常用此格式？

字地址程序格式：每个字前有地址；各字的先后排列并不严格；数据的位数可多可少，但不得大于规定的最大允许位数；不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。这种程序段格式的优点是程序简短、直观、不易出错，故应用广泛。

6、手工编程和自动编程有何区别和联系？

（1）手工编程就是程序编制的全部或主要由人来完成，有时也借助于通用计算机进行一些复杂的数值计算。

（2）自动编程是用计算机及其外围设备并配以专用的系统处理软件进行编程。根据编程系

统输入方法及系统处理的方式不同，主要有批处理式、交互式、实物模型等编程系统。7、什么是计算机辅助制造(CAM)？模具制造中常用的CAM软件有哪些？

CAM的狭义概念指从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制定、资源需求计划的制定等。CAM的广义概念包括的内容则多得多，它还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存储、输送）的监视、控制和管理。

8、试述刀具半径补偿与长度补偿的方法及应用。

9、数控铣床与加工中心有何不同？各适合加工那些类型的模具零件？

加工中心是从数控铣床发展而来的，它与数控铣床的最大区别在于它有刀库和刀具自动交换系统，它可以在一次装夹中通过自动换刀系统改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。加工中心的主要加工对象○1模具类零件○2各种叶轮、球面和凸轮类零件○3箱体类零件○4异形件、盘、套、板类等零件

10、试述数控机床程序编制中的工艺分析要点。

11、用数控铣床或加工中心编制如下图示的零件加工程序。

第五章模具特种加工

1、电火花成形加工的基本原理是什么？为何必须采用脉冲放电的形式进行？若加工中出现连续放电会产生何种情况？

基本原理：利用工件与电极之间脉冲放电时的电腐蚀现象，并有控制地去除工件材料，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求。

2、电火花成形加工的放电本质大概包括哪几个阶段？

（1）介质的击穿与放电通道的形成

（2）能量的转换、分布与传递

（3）电极材料的抛出

（4）极间介质的消电离

3、电火花成形加工具有哪些特点？具体应用于模具行业中的哪些方面？

特点：（1）以柔克刚

（2）不存在宏观“切削力”

（3）电脉冲参数可以任意调节

（4）易于实现自动化控制及自动化

应用范围：（1）穿孔加工（2）型腔加工（3）强化金属表面（4）磨削平面及圆柱面

4、电火花成形机床有几部分组成？其中，工作液循环过滤系统有何作用？其循环方式有哪几种？

电火花成形加工机床主要由机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤循环系统以及机床附件等部分组成。工作液循环过滤系统的作用是排除电火花加工过程中不断产生的电蚀产物，提高电蚀过程的稳定性和加工速度，减小电极损耗，确保加工精度和表面质量。常用的循环方式有两种：冲油式、抽油式

5、叙述影响电火花成形加工的基本因素；如何提高电火花加工的表面质量？

（1）极性效应现象

（2）脉冲参数对电蚀量的影响

（3）脉冲宽度对电蚀量的影响

（4）材料的热力学常数对电蚀量的影响。

6、何谓阶梯电极？它有何特点？

为了提高加工速度等工艺指标，在电火花穿孔加工过程中，常采用阶梯电极，即将原来的电极适当加强，而加强部分的截面尺寸适当缩小，呈阶梯形状。在加工时，先用加长部分的电极在粗规准下加工，然后用原来的电极在精规准下进行精修，这样可以将粗、精加工分开，既能提高生产率，又能减少精加工余量，保证精度，同时电规准转换次数减少，使操作大大简化。

7、为何装夹好的电极还要进行校正？如何校正？

使电极轴心线垂直于机床的工作台面（或凹模上平面），否则难以保证加工质量。

8、何为定位？定位的方法如何？

所谓定位，就是指将已装夹和校正调整好的电极对准工件的加工位置，以保证加工出的形孔达到一定的位置精度要求。常用的定位方法有划线法、块规角尺法和侧面定位法。

9、何为电规准？如何使用电规准？

电火花加工过程中的电参数如电压、电流、脉宽、间歇等成为电规准。电加工过程中根据工件的技术要求、经济效益等因素合理选择电规准，并按工艺要求适时转换。冲模加工中，常选择粗、中、精三种电规准。

10、型腔电火花成形加工有何特点？常用的工艺方法有哪些？

特点：（1）要求电极损耗小

（2）金属蚀除量大

（3）工作液循环不流畅，排屑困难。

（4）在加工过程中，为了侧面修光、控制加工深度、更换或修整电极等需要，电火花机应备有平动头、深度测量仪、电极重复定位装置等附件。

11、电火花线切割加工有何特点？最适合加工何种模具？

（1）不需要制造专用电极，电极丝可反复使用，生产成本低，并节约电极制造时间。（2）电极丝常用钼丝、铜丝，直径最小可达0.04mm，可以加工形状复杂的模具。

（3）加工精度高

（4）生产效率高，易于实现自动化。

（5）加工过程中大都不需要电规准转换。

（6）不能加工盲孔类及阶梯类成形表面。

12、电火花线切割加工中，工件需要定位吗？

不需要

13、什么是工件的切割变形现象？试述工件变形的危害、产生原因和避免、减少工件变形的主要方法。

为了减少线切割变形对精度的影响，毛坯应该选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的材料制作。

14、什么是线切割加工编程的偏移量f？f的大小与那行因素有关？准确确定f有何实际意义？如何确定？

考虑到线切割加工时放电间隙和电极丝直径的影响，电极丝的中心轨迹与工件轮廓之间必须保持一定的距离f（f=电极丝半径+单边放电间隙）。加工凸模时，电极丝的中心轨迹应在工件轮廓之外，加工凹模时则相反。

15、如何选择合理的电规准来进行线切割加工？

（1）要求获得较好的表面粗糙度时，应选择较小的脉冲参数。

（2）要求获得较高的切割速度是，应选择较大的脉冲参数。

（3）工件厚度大时，应尽量改善排屑条件，宜选用较高的脉冲参数。

（4）在容易断丝的场合，应增大脉冲间隔时间，减小加工电流，防止电极丝烧断。（5）对加工精度表面质量要求极高的工件，其电参数可以通过试切割的办法确定。

16、简述电化学加工的基本原理？

利用电化学反应原理进行加工

17、电化学在模具加工中有几方面的应用？各有何特点？

（1）型孔加工（2）型腔加工（3）电解抛光（4）电解磨削

18、超声波加工的工作原理、特点应用范围如何？

工作原理：超声波加工时利用工具端面作超声波振动，撞击悬浮液，并通过悬浮液中的磨料加工脆硬材料的一种成型加工方法。

特点：（1）特别适合于加工各种硬脆材料。（2）对工具材料要求不高，但韧性要好。（3）不需要使用工具和工件作比较复杂的相对运动，机床的结构简单，操作方便。

应用范围：（1）型孔、型腔加工（2）切割加工（3）超声波抛光（4）超声波焊接

19、激光加工的工作原理、特点应用范围如何？

工作原理：利用能量密度极高的激光照射在被加工表面时，光能被加工表面吸收并转化成热能，当聚光点的局部区域的温度足够高是，使照射斑点的材料迅速熔化、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波。工件材料在高温熔融蒸发和冲击波的同时作用下实现了打孔和切割加工的目的。

特点：（1）无需借助工具或电极，不存在工具损耗问题，易于实现自动化加工。（2）功率密度高，几乎能加工所有材料（3）效率高、速度快，热影响区较少。（4）能加工深而小的微孔和窄缝。（5）能够透过透明材料对工件进行各种加工。

应用范围：（1）激光微型加工（2）激光切割加工（3）激光焊接加工（4）制作模具

第六章模具快速成形加工

1、试述快速成形加工的基本原理。

快速成形加工的基本原理是用CAD三维造型软件设计产品的三维曲面模型，或用实体反求方法采集得到有关原型或零件的几何形状、结构和材料的组合信息，从而获得目标原型的概念，并以此建立数字化模型，即零件的电子模型，根据具体工艺要求，将其按一定厚度分层切片，根据切片处理得到的截面轮廓信息，通过计算机控制激光束固化一层层的液态

光敏树脂，或利用某种热源有选择地喷射粘接剂或热熔材料，形成各个不同截面，每层截面轮廓成型之后，快速成形系统将下一层材料送至已成形的轮廓面上，然后进行新一层截面轮廓的成形，逐步叠加成三维产品，再经过必要的处理，使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求。

2、正确描述实体数据模型的STL文件格式应满足什么要求？

3、快速成形加工与传统的机械加工相比具有哪些优点？

（1）制造的快速性（2）制造技术的高度集成化（3）制造的自由性（4）制造过程的高柔性

4、简单描述立体印刷成形的加工过程。

5、简述层合实体制造的工作原理。

6、CAD实体数据经过网格化处理后，三角形数量过多或过少会对加工造成何种影响？

第七章其他模具制造新技术简介

1、何谓现代制造技术，它具有哪些主要特征？

2、并行工程的核心内容是什么？

3、逆向工程技术与传统的复制方法相比，有哪些优点？

4、何谓虚拟公司，其主要特点是什么？

5、精益生产的主要特征是什么？

6、绿色制造的目标是什么？

第八章典型模具制造工艺

1、冲模模座加工的工艺路线是怎样安排的？对模座的技术要求有哪些？

模座加工工艺流程：铸坯——退火处理——刨削或铣削上下表面——钻导柱导套孔——刨气槽——磨上下平面——镗导柱导套孔

技术要求：（1）模座的上、下平面平行度必须达到规定（2）上、下模座导柱、导套安装孔距应一致，导柱、导套安装孔的轴线与基准面的垂直度：0.01/100。（3）模座的上、下平面及导柱、导套安装孔的粗糙度Ra为1.60~0.40um，其余面为6.3~3.2um；四周非安装面可按非加工表面处理。

2、为了保证上、下模座的孔位一致，应采取什么措施？

为了保证上、下模座的导套、导柱孔距一致，可将两块模座装夹在一起同时加工。

3、导柱、导套所用材料是如何选用的？热处理的要求是什么？

导柱、导套可选用热轧圆钢做毛坯，渗碳淬火后，再磨削。

4、导柱、导套加工的工艺路线是怎么安排的？对导柱、导套的技术要求有哪些？

工艺路线：毛坯（棒料）——车削加工——渗碳处理、淬火——内、外圆磨削——精磨

技术要求：（1）导柱、导套的工作部分的圆度公差满足要求（2）导柱、导套配合精度满足加工。

5、模架装配后应达到哪些技术要求？

（1）组成模架的各零件必须符合相应的标准和技术要求，导柱和导套的配合应符合相应的

要求。

（2）装配成套的模架，上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱的轴线对下模座下平面的垂直度和导套孔的轴线对上模座上平面的垂直度应符合相应的要求

（3）装配后的模架，上模座在导柱上滑动应平稳和无阻滞现象。

（4）模架的工作表面不应有碰伤、凹痕及其他机械损伤。

6、对冲裁模凸模和凹模的主要技术要求有哪些？

（1）结构合理（2）高的尺寸精度、形位精度、表面质量和刃口锋利（3）足够的刚度和强度（4）良好的耐磨性（5）一定的疲劳强度

7、非圆形凸模的加工方法有哪些？不同的加工方法各有什么特点？

（1）压印锉修

（2）仿形刨床切削

（3）电火花线切割加工

（4）成形磨削

8、系列圆孔的加工方法有哪些？不同的加工方法的加工精度如何？

（1）在普通钻床上加工+-0.04mm

（2）在铣床上加工0.06~0.08

（3）在精密坐标镗床或坐标磨床加工0.005~0.015

9、非圆形型孔的加工方法有哪些？如何选用这些加工方法？

（1）锉削加工

（2）压印锉修

（3）电火花线切割加工

（4）电火花加工

10、为了提高模具结构的工艺性，设计模具时必须考虑哪几个主要原则？

（1）模具结构尽量简单。

（2）模具使用过程中的易损件能方便地更换和调整。

（3）尽可能采用标准化零部件

（4）模具零件，尤其是凸、凹模零件应具有良好的工艺性。

（5）模具应便于装配

11、锻模的热处理对模具质量的影响怎样？热处理在热锻模加工过程中是如何安排的？各种热处理的目的是什么？

热处理对锻模质量影响很大。模块精锻造后，需进行退火处理，以降低硬度，消除残余内应力，改善工件材料的可切削性，并为后面的热处理做好组织上的逐步。对于中小型锻模或淬火变形较小的材料，淬火与回火处理放在模块预加工和型槽加工之后进行，这样可使型槽得到较高的硬度。对于大型锻模或用淬火变形较大的钢材制造的模具，淬火与回火安排在模块预加工之后，型槽加工之前进行，这样可以避免热处理变形的影响，可用电加工

来解决切削加工难的问题。

12、对锻模模块的纤维方向有什么要求？

对于圆形或近圆形锻件的锻模，纤维方向与键槽中心线的方向一致；对于长轴类锻件的模块，其纤维方向与燕尾方向一致，绝不允许纤维方向与燕尾支承面垂直。

13、塑料模型腔的加工方法有哪些？各种加工方法的特点及适用范围是什么？

（1）型腔冷挤压○1开式挤压○2闭式挤压

（2）电加工○1电火花加工○2电火花线切割加工

（3）精密铸造法

14、塑料模型腔抛光的目的是什么？电解抛光的工作原理是什么？超声波抛光的工作原理是什么？

目的：模具型腔经过机械加工后表面会留下刀痕，或经过电火花加工后表面会留下一层硬化层。型腔表面的刀痕或硬化层需要抛光去除。抛光加工的好坏不仅影响模具的使用寿命，而且影响制品表面光泽、尺寸精度。

电解抛光的工作原理：点解抛光是通过阳极溶解作用对型腔进行抛光的一种表面加工方法。超声波抛光的工作原理：利用换能器将输入的超声频电振荡装换成机械振动，由变幅杆将机械振动放大，再传至固定的变幅杆端部的工具头上，使工具产生超声频振动，从而对工件进行抛光。

15、压铸模具材料应具备哪些性能？常用于制造压铸模型腔、型芯的材料有哪些？

压铸材料除了应具有塑料模具的特点外，还应具有较高的高温强度、硬度、抗氧化性、抗回火稳定性和冲击韧性，具有良好的导热性和抗疲劳性。

16、简易模具制造方法有哪些？锌基合金模具的特点是什么？简述砂型铸造法制造锌基合金拉深模的过程。

锌基合金模具的特点：锌基合金模具使用铸造方法制成，模周期短，工艺简单，成本低。砂型铸造法制造锌基合金拉深模的过程：凸模的制造方法是将制好的模样放在固定板上，放好砂箱，填入砂型并桩实，翻转砂箱即可起模，检查并修整砂型，浇注熔化的锌基合金，冷却清理后，凸模制造工作完成。凹模的制造是在凸模模样贴上一层相当于拉深间隙厚度的材料，浇注石膏过渡样，待石膏凝固后合模并烘干，把过渡样放入砂箱内造型，起模修型后，浇注锌基合金，冷却清理后，凹模制造完成。

17、简述低熔点合金自铸模工艺过程。浇铸模工艺与自铸模工艺相比有什么特点？

自铸模工艺：指熔箱本身带有熔化合金的加热装置，以样件为基准，通过样件使液态合金分隔，冷却凝固后同时铸出凸模、凹模和压边圈等零件。

浇注模工艺：浇注前，先将熔箱与样件、模架组装好后，通过另外的加热装置将合金熔化，然后把液态合金浇注在熔箱内制模。

第九章典型模具的装配和调试

1、模具常用的装配工艺方法有哪些？各有何特点？

（1）完全互换法

（2）修配法

（3）调整法

2、常见冷冲模的装配顺序是怎样的？

3、模具成型零件的固定方法有哪些？各用于什么场合？（1）紧固件法

（2）压入法

（3）铆接法

（4）热套法

（5）焊接法

（6）低熔点合金法

（7）粘接法

4、调整凸凹模间隙的方法有哪些？各用于什么场合？（1）垫片法

（2）镀铜法

（3）透光法

（4）涂层法

（5）腐蚀法

（6）工艺尺寸法

（7）工艺定位器法

5、与冷冲模相比，塑料注射模的装配有何特点？

零件的加工和装配常常是同步进行的，即经常边加工边装配。

数控加工部分

1、简述数控机床的基本组成部分及其工作原理。

数控机床由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体、检测装置等基本部分组成。

2、简述计算机数控系统的工作过程。

数控机床的工作过程是由数字指令控制的，在加工前要用规定的指令代码按照零件图编制出程序，输入到数控装置中，数控装置运算后产生相应的控制命令，经伺服系统进行信号变换和功率放大后，即可驱动机床按照程序自动地进行加工。

3、简述开环、闭环、半闭环控制系统的基本特点。

开环系统：精度较低，但结构简单、工作稳定、调试容易、维修方便、成本低，一般适于经济型数控机床。

闭环系统：精度高，结构复杂、调试困难、成本高，主要用于高精度数控镗铣床、数控磨床、超精数控车床和加工中心等。

半闭环系统：精度比闭环控制系统低，而比开环系统高。其结构比闭环系统简单，调试方便、稳定性好，适用于中档数控机床。