模具制造工藝學

1、第一章、零件機械加工方法綜述1.1 、一般機械加工1.模具制造工藝的特點： 單件生產(chǎn)制造質量高形狀復雜材料硬度高模具生產(chǎn)需具備專業(yè)化的生產(chǎn)組織形式，且該形式與其他生產(chǎn)方式應相適應。2.機械加工的方法有很多種 ，常用方法有車削、銑削、刨削、鉆削、鉸削、鏜削和磨削等。3.車削及特點： 車削加工是在車床上主要對回轉面進行加工的方法。車削加工的通用性好，加工精度高，表面粗糙度低，一般精車精度達IT7IT8 ，表面粗糙度Ra 值為 1.60.8um 。精細車可達 IT5IT6 ， Ra 值達 0.4um，是最基本的切削加工方法之一。4.車削的方法： 特形曲面的車削多型腔零件的車削對拼裝式型腔的車削5.銑

2、削加工及特點： 銑削加工可以用來加工平面、溝槽、螺紋、齒輪及成形表面，特別是復雜的特性面，幾乎都是通過銑削加工完成的。銑削加工精度較高，可達IT8 左右，表面粗糙度 Ra 值為 1.60.8um, 因此，銑削是切削加工中的重要加工方法之一，模具零件的加工中，銑削主要用來加工各種模具的型腔和型面。銑削主要的機床是立式銑床和萬能工具銑床。當模具的型腔和型面的精度要求較高時，銑削加工一般作為中間工序，銑削后經(jīng)成形磨削或火花加工等來提高加工精度。6.模具零件的立銑加工主要有： 平面或斜面的銑削圓弧面的銑削復雜型腔或型面的銑削坐標孔的銑削。7.刨削加工及特點： 刨削加工是以單刃刀具刨刀相對于工件作直線往

3、復運動形式的主運動，工件作間隙性移動進給的切削加工方法。在模具零件加工中， 刨削主要用于零件的外形加工，刨削加工的精度為 IT9IT7 ，表面粗糙度值Ra 為 6.31.6um。中小型零件主要用牛頭刨床加工，如沖裁模座等。大型零件則用龍門刨床或單臂刨床進行加工。8.刨削的方法： 平面的刨削曲面的刨削按劃線刨削發(fā)成形刀具刨削法機械裝置刨削法。9.磨削加工及特點： 磨削一般作為零件制造的半精加工和精加工手段，廣泛地應用在機械制造和模具制造中，磨削可以加工外圓、內孔面、平面、成形表面、螺紋及齒輪廓形等各種表面。在模具制造中， 可以磨削模具的型腔、型芯等成形以及結構件。磨削加工所使用的機床有外圓磨床、

4、內圓磨床、平面磨床及各種精密坐標磨床。10.磨削的方法：無心內圓磨削行星式內圓磨削。1.2 、仿形加工1.仿形加工： 是以預先制成的靠模為依據(jù)，加工時在一定壓力作用下，觸頭與靠模工作表面緊密接觸， 并沿其表面移動，通過仿形機構， 使刀具作同步仿形動作， 從而在零件毛坯上加工出與靠模相同幸免的零件。 仿形加工是對各種零件， 特別是模具零件的型腔或型面進行切削加工的重要方法之一。2.仿形加工的種類：仿形車削、仿形銑削、仿形刨削和仿形磨削等。3.仿形加工的方法根據(jù)靠觸頭傳遞信息的形式和機床進給傳動控制方式的不同，分為 ：機械式、液壓式、電控式、電液式和光電式等。4.機械式仿形： 機械式仿形的觸頭與刀

5、具之間是以剛性連接，或通過其他機構如縮放儀及杠桿等進行連接，以實現(xiàn)同步仿形加工。5.機械式仿形的特點： 采用機械式仿形加工工件時， 由于靠模與仿形觸頭之間有較大的作用力，又有相對運動。 因而容易引起兩構件工作面的磨損， 而且在加工過程中，仿形觸頭以及起剛性連接的中間裝置需要傳遞很大的力， 會產(chǎn)生一定的彈性變形。 所以機械仿形加工的精度較低，不適宜加工精度要求高的零件。6.液壓式仿形：是利用液壓油作為介質來傳遞運動信息和動力的。7.液壓式仿形的特點：液壓式仿形具有結構簡單，體積小而輸出功率大，工作適應性強，動作靈敏度高等優(yōu)點。 且液壓仿形裝置沒有傳動間隙存在， 因而其仿形精度要比機械式仿形精度高

6、，一般在 0.020.1mm 。仿形觸頭壓力為 610N 。8.電控式仿形：是以電信號傳遞仿形信息，利用伺服系統(tǒng)帶動刀具仿形運動。9.電控式仿形特點：系統(tǒng)結構緊湊，傳遞信號快捷、準確、靈敏度高、仿形觸頭壓力?。?6N ）、易于實現(xiàn)遠距離控制，并可用計算機與其構成多工序連續(xù)控制的仿形加工系統(tǒng)。電控式仿形的仿形精度可達0.010.03mm 。10.電液式仿形 ：是以電傳感器來傳遞仿形信號，利用液壓力作為動力進行仿形加工的。11.電液式仿形特點： 仿形加工時，電傳感器得到的電信號經(jīng)過電-液轉換機構，使液壓或液壓電動機等液壓執(zhí)行機構驅動工作臺相應的伺服運動。為了得到較高的加工精度， 要求電液伺服閥的

7、啟動、換向、停止等動作靈敏、準確，并有較大的功率放大倍數(shù)，這種系統(tǒng)的仿形觸頭壓力約為 16N 。12.仿形車削： 是平面輪廓仿形，需要兩個方向的進給運動。一般仿形裝置是使車刀在縱向進給的同時， 又使車刀按照預定的軌跡橫向運動，通過縱向與橫向的運動合成， 完成復雜旋轉曲面的內外加工。 （主要用于形狀復雜的旋轉曲面如凸輪、手柄、凸模、凹模型腔或型孔等的成形表面加工） 。13.仿形車削分類： 根據(jù)靠模板在車床上的安裝位置不同，分為靠板靠模仿形，刀架靠模仿形和尾座靠模仿形。 （仿形車削一般用于精加工工序，在仿形車削之前， 應將毛坯粗車成形，留較小的仿形車削余量，在仿形車削精加工之后，需經(jīng)拋光等加工）。

8、14.仿形銑削： 主要用于加工非旋轉體的復雜的成型表面的零件，如凸輪、凸輪軸、螺旋漿葉片、 鍛模、冷沖模的成形或型腔表面等。仿形銑削可以在普通立式銑床上安裝仿形裝置來實現(xiàn)，也可以在仿形銑床上進行。15.立式銑床上的仿形加工：在普通立式銑床上應用仿形裝置進行平面輪廓仿形銑削，方法極其簡單。只需要將與工件成形表面形狀相同或相似的靠模板與工件一起固定在工作臺上，即可進行成形銑削。 利用靠模樣板加工時， 要注意銑刀的半徑應小于型腔轉角處的圓角半徑，這樣才能加工出完整輪廓。16.在仿形銑床上仿形銑削： 在成批或大量生產(chǎn)中，平面輪廓仿形銑削最好采用平面仿形銑床進行，以滿足成形表面加工精度和生產(chǎn)率的要求。常

9、用的平面仿形銑床有雙軸靠模銑床。在仿形銑床上加工工件時， 必須先做好和零件形狀相同或相似的靠模板或靠模。 對于形狀復雜的需要三個方向進給運動的零件如凹模的型腔或型面的加工，可以在立體仿形銑床上進行。17.仿形銑削因銑床不同，其銑削方式存在差異，但其切削運動路線有三種基本方式：水平分行垂直分行沿輪廓銑削。18.仿形銑削銑刀的選擇：仿形銑削所用銑刀也類似于立銑刀的結構，但應根據(jù)加工表面形狀來確定。 加工平面輪廓型槽，可選用端頭為平面的圓柱立銑刀；加工立體型槽時，為得到工件全部曲面形狀， 應選用錐形球頭銑刀， 銑刀端頭的圓弧半徑必須小于工件的內圓弧最小半徑，錐形銑刀的傾角應小于被加工表面的傾角。19

10、.立體靠模的制造材料： 非金屬材料有色金屬黑色金屬。精密加工用的靠模，常用電鑄成形法或噴鍍發(fā)制作靠模。20.仿形刨削： 仿形刨削在仿形刨床上進行。仿形刨床又稱刨模機、沖頭刨床，用于加工由直線和圓弧組成的各種形狀復雜的零件或凸模，其加工精度為± 0.2mm ，表面粗糙度 Ra 為 1.60.4um 。21.雕刻加工 ：是對零件、模具型腔表面或型面上的圖案花紋、文字和數(shù)字的加工。22.雕刻機的分類：按其加工表面的類型分為一種主要用于雕刻平面上文字、數(shù)字和圖案的平面雕刻機立體雕刻機， 它除了可以進行平面雕刻外， 還可以進行小型模具的三維立體型的雕刻。1.3 精密加工1.坐標鏜床加工：是在坐

11、標鏜床上，利用精密坐標測量裝置。對零件的孔及孔系進行高精度（尺寸精度、幾何精度與距離精度）切削加工。2.坐標鏜床及特點：坐標鏜床是一種高精度機床，主要用于各類箱體、缸體和模具上的孔與孔系的精密加工。這類機床的零部件的制造與裝配精度很高，剛性與抗振性良好，并具有工作臺、 主軸箱等運動部件的精密坐標測量裝置，能實現(xiàn)工件和刀具的精確定位?？讖匠叽缇瓤蛇_ IT6IT5 ，表面粗糙度Ra 可達 1.250.4um ，孔距精度可達0.010.005mm 。3.坐標測量裝置： 坐標鏜床是靠精密的坐標測量裝置來確定工作臺、主軸的位移距離，以實現(xiàn)工件與刀具的精確定位。4.常見的坐標測量裝置有： 帶校正尺的精密

12、絲桿坐標測量裝置精密刻度尺光屏讀數(shù)器坐標測量裝置光柵數(shù)字顯示器坐標測量裝置。5.坐標磨削： 也是一種高精密的加工方法，同樣是利用準確的坐標定位完成孔的精密加工，加工精度可達 5um 左右，表面粗糙度可達 0.80.2um ，因此，對于精密模具，往往把坐標鏜削加工作為孔加工的預加工，終加工則在坐標磨床上進行。6.坐標磨床的基本磨削方法： 內孔磨削外圓磨削錐孔磨削端面磨削直線磨削鍘磨，是利用專門的磨槽機構進行的。砂輪裝在磨槽機構的裝卡上，作垂直運動。7.成形磨削： 是成形表面精加工的一種方法，就是把復雜的成形表面分解成若干個平面、圓柱面等簡單的形狀，然后分段磨削，并使其連接光滑，圓整，達到圖樣要求

13、。8.成形磨削的特點：成形磨削具有高精度、高效率的優(yōu)點。在模具制造中，用成形磨削對淬硬后的凸模、 凹模拼塊進行精加工， 可以消除熱處理變形對精度的影響， 提高模具制造精度，同時，可以減少鉗工工作量，提高生產(chǎn)效率。9.成形磨削的方法：成形砂輪磨削法夾具磨削法10.成形砂輪磨削的修磨按照砂輪形狀分為： 砂輪角度的修整砂輪圓弧的修整砂輪非圓弧曲面的修整。11.夾具磨削法分為：正弦精密平口鉗正弦磁力臺正弦分中夾具12.正弦分中夾具上的兩種安裝方法：心軸裝夾法雙頂尖裝夾法13.萬能夾具： 是比正弦夾具更完善，它不但能使工件回轉，而且通過十字滑塊，還可以使工件在兩個相互垂直的方向上移動， 以調整工件的回轉

14、中心， 使他與夾具主軸中心重合。 因此萬能夾具能夠完成不同軸線的凸凹圓柱面的磨削。14.萬能夾具的裝夾方法：用螺釘緊固工件用精密平口鉗裝夾用電磁吸盤裝夾第二章機械加工工藝規(guī)程的制定2.1 基本概念1.生產(chǎn)過程： 在工廠中，由原材料轉化為最終產(chǎn)品的一系列相互關聯(lián)的勞動過程的總和成為生產(chǎn)過程。2.機械制造工廠的產(chǎn)品：是指用機械制造的方法獲得的各種物體。3.工藝過程： 生產(chǎn)過程中為改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。4.模具制造工藝過程包括： 凸、凹模及與之相關成型零件制造、模具標準零部件制造和模具裝配三部分工藝過程的總和。5.工序： 工序是一個活一組

15、工人，在一個工作地（指機床、鉗工臺等），對一個（或同時加工的幾個）工件所連續(xù)完成的那部分機械加工工藝過程。6.安裝： 工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內容稱為安裝。7.工位： 為了完成一定的工序內容，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設備的可動一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置稱為工位。8.工步： 工步是在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內容稱為工步。9.進給： 刀具從被加工表面切下一層金屬稱為一次進給。10.生產(chǎn)類型： 企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類稱為生產(chǎn)類型。包括（單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類

16、型）。11.單件生產(chǎn)： 單件生產(chǎn)的基本特點是產(chǎn)品品種多，同一產(chǎn)品的產(chǎn)量少，很少重復生產(chǎn)。12.成批生產(chǎn)： 成批生產(chǎn)的特點是一年中分批地制造若干相同產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期重復的情況。13.大量生產(chǎn)： 大量生產(chǎn)的基本特點是產(chǎn)品的產(chǎn)量很大，連續(xù)地大量生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，大多數(shù)工作地按照一定的生產(chǎn)拍進行某種工序的重復加工。2.2 零件的工藝性分析1.零件的工藝性：是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。零件工藝性審查內容： 一是零件的結構組成是否適合于切削加工， 二是技術要求是否有利于切削加工。2.零件結構工藝性包括：零件的整體結構、組成各要素的幾何形狀應盡量簡單統(tǒng)一。盡量減少切削加工量，

17、減少材料及切削刀具的消耗量。 盡可能采用普通設備和標準刀、 量具加工，且刀具易切入、切出而順利通過加工表面。要便于裝夾，裝夾次數(shù)少。零件加工部位要有足夠的剛性，以減少加工過程中的變形量，提高加工精度。盡可能采用標準件、通用件、借用件和相似件。3.零件加工表面的技術要求及方案的確定：一般是根據(jù)零件的尺寸公差等級、形位公差、表面粗糙度要求確定主要加工表面，結合材料與熱處理要求進而確定其加工方案根據(jù)各點、線、面的設計基準及位置公差等要求， 選擇定位根據(jù)材料及熱處理要求選擇熱處理方法，安排熱處理工序最后確定該零件加工中的技術關鍵，擬定采取哪些技術措施。2.3 毛坯的選擇1.選擇毛坯的因素：零件材料及力

18、學性能零件材料的工藝性零件的結構形狀和尺寸。生產(chǎn)類型工廠生產(chǎn)條件2.4 定位基準的選擇1.工藝基準按用途分類：工序基準定位基準測量基準裝配基準2.粗基準： 機械加工的最初工序只能用工件毛坯上未經(jīng)加工表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準。3.精基準： 用已經(jīng)加工過的表面作定位基準則稱為精基準。4.粗基準的選擇： 為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應選非加工面為粗基準為了保證各加工面都有足夠的加工余量， 應選擇毛坯余量最小的面為粗基準為了保證重要加工面的余量均勻， 應選擇其為粗基準粗基準應避免重復使用， 在同一尺寸方向上， 通常只允許使用一次。5.精基準的選擇： 基準重合原則基準統(tǒng)一原則自

19、為基準原則互為基準原則保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則2.5 工藝線路的擬定1.加工經(jīng)濟精度： 是指在正常的加工條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度。2.選擇零件表面加工方法的主要根據(jù)： 零件材料性質及熱處理要求零件加工表面的尺寸公差等級和表面粗糙度零件加工表面的位置精度要求零件的形狀和尺寸生產(chǎn)類型具體生產(chǎn)條件3.零件機械加工工藝路線：切削加工、熱處理和輔助工序。4.熱處理工序安排為：預備熱處理最終熱處理5.預備熱處理的目的： 是改善加工性能，為最終熱處理作好準備和消除殘余應力，如正火、退火和時效處理等。6.最終熱處理的目的：

20、是提高力學性能，如調質、淬火、滲碳淬火、滲氮等。7.零件非滲碳表面不允許，或不需要高硬度的部位的保護方法：鍍銅法留加工余量法8.鍍銅法的過程為： 粗、半精加工鍍銅去除需要滲碳表面的銅層滲碳淬火、低溫回火精加工。9.留加工余量的工藝過程： 粗、半精加工滲碳切除不需要滲碳表面的滲碳層淬火、低溫回火精加工。10.輔助工序包括：檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等。11.加工階段過程可劃分為：粗加工、半精加工、精加工和光整加工階段。12.加工階段的作用： 有利于保證產(chǎn)品質量有利于合理使用設備便于熱處理工序的安排，使熱處理與切割加工工序配合更合理便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷和保護已加工表面。13.調質鋼件的工藝路線：

21、 正火或退火加工精基準粗加工主要表面調質半精加工主要表面局部表面淬火、低溫回火精加工主要表面去應力回火檢驗。14.滲碳鋼件的工藝路線：正火加工精基準粗、半精加工主要表面滲碳淬火、低溫回火精加工主要表面去應力回火檢驗。15.高碳鋼、工具鋼件的工藝路線：正火球化退火加工精基準粗、半精加工主要表面淬火、低溫回火人工時效精加工主要表面人工時效檢驗。16.灰口鑄鐵件的工藝路線： 時效加工精基準粗、半精加工主要表面時效精加工主要表面檢驗。17.滲碳鋼件的精加工工藝路線： 退火或正火加工精基準粗加工調質半精加工穩(wěn)定化處理精加工裝配試沖模滲氮光整加工（如研磨、拋光）檢驗。18.塑料模制造采用冷擠壓成型的工藝路

22、線：鍛造正火或退火加工精基準粗加工冷擠壓型腔機械加工成型滲碳或碳氮共滲淬火及回火鉗修拋光鍍鉻檢驗。19.采用合金調質鋼的工藝路線：鍛造退火加工精基準機械粗加工調質精加工成形鉗修、拋光鍍鉻檢驗。20.工序集中的特點：工件在一次裝夾后，可以加工多個表面，能較好地保證加工表面之間的相互位置精度； 可以減少裝夾工件的次數(shù)和輔助時間；減少工件在機床之間的搬運次數(shù)，有利于縮短生產(chǎn)周期。可以減少機床數(shù)量、操作工人， 節(jié)省車間生產(chǎn)面積，簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作采用的設備和工裝結構復雜、投資大， 調整和維修的難度大，對工人的技術水平要求高。21.工序分散的特點： 機床設備及工裝比較簡單，調整方便，生產(chǎn)工人易于

23、掌握可以采用最合理的切削用量，減少機動時間設備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。2.6 加工余量的確定1.加工余量： 是指加工過程中所切去的金屬層厚度。2.工序余量： 是相鄰兩工序的工序尺寸之差。3.加工總余量：即毛坯余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸差。4.影響加工余量的因素： 被加工表面上道工序表面粗糙度 Ra 和缺陷層 Da 被加工表面上道工序尺寸公差被加工表面上道工序的形位誤差本道工序加工時的裝夾誤差。5.尺寸鏈：在機器裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組成為尺寸鏈。6.封閉環(huán)： 尺寸鏈中在裝配過程或或加工過程最后形成的一環(huán)，為封閉環(huán)。7.組成環(huán)： 尺寸鏈中對封閉環(huán)有影

24、響的全部環(huán)。8.增環(huán)： 尺寸鏈中的組成環(huán)，由于該環(huán)的變動引起封閉環(huán)同向變動。同向變動是指該環(huán)增大時封閉環(huán)也增大，該環(huán)減小時封閉環(huán)也減小。9.減環(huán)： 尺寸鏈中的組成環(huán)，由于該環(huán)的變動引起封閉環(huán)的反向變動。反向變動是指該環(huán)增大時封閉環(huán)減小，該環(huán)減小時封閉環(huán)增大。10.基本時間 Tb ：它是直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質等工藝過程所消耗的時間。11.輔助時間Ta：是實現(xiàn)工藝過程所必須進行的各種輔助動作所消耗對的時間。12.布置工作時間Ts：指為使加工正常進行，工人照管工作地所消耗的時間。13.提高機械加工生產(chǎn)率的工藝途徑： 縮短基本時間縮短輔助時間縮短布置工作的時間縮短準

25、備與終結時間。第三章典型零件的機械加工1.軸類零件的技術要求：尺寸公差軸類零件的形狀精度主要是指支承軸頸的圓度、圓柱度，一般應將其限制在尺寸公差范圍內。軸類零件位置精度的普遍要求是保證配合軸頸相對支承軸頸的同軸度或跳動量軸類零件的配合軸頸表面粗糙度Ra 值為 2.50.63um。2.提高磨削效率的方法：縮短輔助時間是改變磨削用量以及增大磨削面積，例如高速磨削、深切緩慢進給磨削、砂帶磨削、寬砂輪磨削及多片砂輪磨削。3.高精度磨削：使工件表面的粗糙度Ra 值在0.16um以下的磨削工藝，稱為高精度磨削。4.高精度磨削的特點：能夠修正上道工序留下的形狀誤差和位置誤差，生產(chǎn)效率高，可配備自動測量儀，但

26、對機床本身精度要求也很高，機床回轉精度與振幅須在0.001mm 以下，進給機構不能有低速爬行現(xiàn)象。5.深孔加工問題及措施：軸線易歪斜；刀具冷卻散熱條件差；切屑排出困難。采取工件旋轉，刀具僅作進給運動方式采用壓力輸送切削液冷卻刀具，強制排出切屑帶走熱量改進刀具結構，增加斷屑措施。第四章模具的特種加工及其他加工方法4.1 電火花加工1.特種加工： 是直接利用電能、化學能、聲能、光能對工件進行加工，以達到一定形狀、尺寸和表面粗糙度的要求。2.電火花加工： 是一種電、熱能加工方法，是利用工具電極和工件間火花放電時，瞬間產(chǎn)生的高溫是電極表面的局部金屬腐蝕去除而對工件進行加工。3.電火花加工原理： 電火花

27、加工時，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，兩極間充滿具有一定絕緣性能的液體； 放電間隙自動調節(jié)裝置使工具電極和工件間保持一個合理的放電間隙。加在兩極上的脈沖電壓在間隙最小處或絕緣強度最低處擊穿工作液，并產(chǎn)生火花放電，瞬間產(chǎn)生的高溫足以使工件表面的金屬局部熔化、汽化而被蝕除， 在工件表面上形成微小的凹坑。 脈沖放電結束后， 經(jīng)過一段時間間隔， 工作液恢復絕緣，第二個脈沖電壓又加在兩極上重復上述過程。4.電火花加工過程： 介質擊穿、通道放電，熔化、汽化、熱膨脹，電蝕產(chǎn)物的拋出及介質消電離。5.電火花加工特點：脈沖放電能量密度高，加工用普通機械難以加工或無法加工的金屬材料加工時， 工具電極與工件不

28、直接接觸，兩者之間不產(chǎn)生明顯的機械力，沒有因切削力而產(chǎn)生的工藝問題工具電極的材料不需比工件硬， 能以柔克剛直接利用電能、 熱能進行加工，便于實現(xiàn)加工過程的自動化。6.影響電火花加工速度的主要因素： 電參數(shù)提高脈沖頻率： 一方面靠縮小脈沖停歇時間，另一方面靠壓榨脈沖寬度增加單個脈沖能量主要靠加大脈沖電流和增加脈沖寬度提高工藝系數(shù) K 的途徑很多，合理選擇電極材料、電參數(shù)、工作液、改善工作液的循環(huán)過濾方式都提高有效脈沖利用率 ，達到提高工藝系數(shù)K 的目的極性效應：電火花加工時，無論是正極還是負極都會受到不同程度的電腐蝕，即使兩個電極的材料相同（如同鋼電極加工鋼工件）也往往出現(xiàn)正、 負兩極的蝕除速度

29、不一樣，這種現(xiàn)象稱為極性效應。電火花加工中必須采用單向脈沖電源正確選擇加工極性，用短脈沖寬精加工時應選用正極性加工，用長脈寬粗、 半精加工時， 應選用負極性加工根據(jù)不同的脈沖放電量，合理地選擇脈沖寬度，每種材料都有一個蝕除量最大的最佳脈寬，加工時應選用使工件材料蝕除速度最大的脈寬工件材料的熱物理常數(shù)，比熱容、熔化潛熱、汽化潛熱、熱導率工作液具有介電性，擊穿時形成電火花放電通道， 火花放電結束后迅速恢復間隙絕緣狀態(tài)消電離液體介質的絕緣強度比較高， 在較小的電極間隙下?lián)舸┛商岣叻滦尉裙ぷ饕簤嚎s火花放電通道，使放電通道的截面積很小，電流密度很高，提高生產(chǎn)率和加工精度工作液在脈沖放電作用下，急劇汽化

30、，產(chǎn)生局部高壓有利于電蝕產(chǎn)物的排出工作液冷卻工具電極和工件，防止熱變形，并傳散放電通道中的余熱其他因素。7.影響加工精度的因素： 尺寸精度形狀精度斜度圓角。8.影響加工質量的主要因素： 表面粗糙度表面變化層凝固層熱影響層顯微裂紋表面變化層的力學性能。9.工具電極的相對消耗實現(xiàn)高效低損耗的途徑： 利用極性效應利用吸附效應選擇合適的電極材料。10.脈沖電源： 的作用是把工頻交流電轉換成一定頻率的單向脈沖電流，提供電火花加工所需的放電能量。11.自動進給調節(jié)系統(tǒng)的組成：測量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)。12.工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)的作用： 是采用強迫循環(huán)的辦法把清潔工作液由液壓泵加壓，強迫沖入工具

31、電極與工件之間的放電間隙， 將放電間隙中的電蝕產(chǎn)物隨同工作液一起從放電間隙中排出，以達到穩(wěn)定加工的目的。13.電火花穿孔加工： 是利用電火花放電時的電腐蝕原理，通過工具電極相對于工件作進給運動，而把成形電極的側面形狀和尺寸反拷在工件上，加工所需通孔。14.電火花穿孔加工的特點：能加工各種高硬度、高強度、高韌性的金屬材料，加工沖裁凹模、 凸凹模等型孔， 可以在金屬熱處理后進行， 避免熱處理變形的影響能有效地加工一般機械加工難以加工的型孔加工表面粗糙度Ra 可達3.20.8um ，單面放電間隙為0.010.15um，加工斜度為 3 45 。沖模的配合間隙均勻，刃口耐磨， 提高了模具質量；而對于復雜

32、的凹?？梢圆挥描偲唇Y構，簡化了模具結構，提高了模具強度。15.工件的準備： 是指完成電火花加工前的全部工序包括工件的預加工熱處理磨光、除銹、退磁。16.電規(guī)準： 是指為達到預定的工藝指標，電火花加工中相互配合的一組電參數(shù)。17.沖裁模電火花穿孔加工：普通沖裁模（單工序模）將電極與凸模分別由鉗工劃線，鉆螺孔， 經(jīng)機械加工后， 將凸模與電極連接或膠合在一起進行成形刨削或磨削加工成形，使電極截面尺寸與凸模尺寸相同將電極與凸模分開利用化學腐蝕法或電鍍法將電極做成階梯形； 并達到所需尺寸選擇機床的粗規(guī)準進行加工，直到達到刃口高度為止用火花放電間隙和凸、 凹模配合間隙相等的電規(guī)準進行精加工，以達到模具的配

33、合間隙和刃口的落料斜度復合模的加工先用電火花加工出復合模的凸凹模內孔，然后再以機械加工的方法加工外形利用加工的凸凹模作為工具電極，加工凹模型孔連續(xù)模加工18.型腔模電火花加工的特點：型腔加工不僅側面形狀和尺寸精度要求高，而且底面形狀和尺寸精度要求也很高型腔加工是三維曲面加工，蝕除量大， 要求粗、 精加工速度快電極損耗小粗加工后的側面修光較難，必須更換精加工電極或利用平動頭進行側面修光。4.2 電火花線切割加工1.電火花線切割加工原理：與電火花加工一樣，都是基于電極間脈沖放電時的電腐蝕原理。但他有別于電火花成形加工的是不需要制作復雜的成型電極，而是用一根很細的電極絲作工具電極。 將電極絲裝在一個

34、旋轉的貯絲筒上，并經(jīng)過絲架以一定的速度移動。電極絲接高頻脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極，以煤油或乳化液作為工作液。2.電火花線切割加工的特點： 采用一根很細的金屬絲做工具電極，不需要再制作復雜的成形電極能方便加工任意形狀的復雜型孔、窄槽、微縫和小孔加工電流小，屬半精、精加工范圍。 采用正極加工采用移動的長電極絲進行加工，單位長度的電極絲損耗小，從而對加工精度影響小， 特別在慢速走絲線切割加工時，電極損耗對加工精度的影響更小對工件進行輪廓圖形加工， 余料仍可利用， 可節(jié)省貴重的模具材料采用水或水基工作液，容易實現(xiàn)無人安全運轉， 而且工作液的電阻率遠比煤油小機床的自動化程度比較高，編制的程序

35、可以重復使用，而且可以利用間隙補償來加工不同要求的工件。3.線切割加工為主的工件坯料有別于常規(guī)機械加工的工藝路線：下料鍛造退火機械粗加工淬火與回火磨削加工線切割加工鉗工裝配。4.電化學加工： 在陽極、陰極表面產(chǎn)生得、失電子的化學反應稱為電化學反應，通過電化學反應從工件上去除或鍍覆金屬材料的特種加工方法稱為電化學加工。5.電化學加工過程：用兩片金屬插入導電溶液中，兩者將出現(xiàn)電位差，形成原電池，然后用導絲把金屬拍你連接起來，就會有電流從導線中通過；并出現(xiàn)了貼的加速溶解。當按原電流方向上加上一個直流電源時，電流加大，貼的溶解也加快。6.電化學加工分類：利用電化學反應過程中陽極溶解來進行加工，主要有電

36、解加工和電解拋光利用電化學反應過程中陰極沉積來進行加工，主要有電鑄、 電鍍、 電刷鍍利用電化學加工與其他加工方法相結合的電化學復合加工工藝，主要有電解磨削、電解電火花復合加工等。7.電解加工： 是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的原理去除工件材料的加工方法。8.電解加工的特點：生產(chǎn)率高表面質量好加工過程陰極工具在理論上不會損耗，可長期使用電解加工的影響因素很多，技術難度高，不易實現(xiàn)穩(wěn)定加工和保證較高的加工精度，加工細的窄縫，小孔及小棱角，比較困難。一般圓角半徑大于0.2mm。電解液對設備、工裝有腐蝕作用，電解產(chǎn)物必須妥善處理，否則將污染環(huán)境。9.電解液的作用：作為導電介質，傳遞電流在電場作用下進

37、行電化學反應，使陽極溶解能順利而有控制地進行將加工間隙內產(chǎn)生的電解產(chǎn)物及熱量能及時帶走，起到更新和冷卻的作用。10.電解液的分類：中性鹽溶液、酸性溶液、堿性溶液。11.電解加工的生產(chǎn)率及其影響因素：電解加工的生產(chǎn)率是單位時間內電解蝕除的金屬量。影響生產(chǎn)率的因素有工件材料的電化學當量、電流密度、電解液及電極間隙等。12.電解加工精度： 主要取決于陰極的型面精度，復制精度及重復精度。陰極的型面精度包括設計精度和制造精度。 復制精度， 是指加工出的形狀和尺寸與陰極形狀和尺寸相符合的程度。重復精度， 是指用同一個工具陰極加工一批工件的形狀和尺寸的一致性。加工間隙的穩(wěn)13.電解加工表面質量的影響因素：工

38、件材料的合金成分，金相組織和熱處理狀態(tài)對表面粗糙度均有影響工藝參數(shù)對表面質量也有很大的影響，一般說來， 電流密度高加工間隙小有利于均勻溶解工具陰極的表面質量也有影響，如工具陰極表面條紋，刻痕等都有相應地復印在工件表面，所以陰極表面必須光潔。14.電解拋光： 是一種表面電化學光整加工方法，用于改善工件的表面粗糙度和表面物理性能，而不用于對工件進行形狀和尺寸加工。 是利用在電解液中發(fā)生陽極溶解現(xiàn)象而對工件表面進行腐蝕拋光的。15.電鑄加工： 是利用電化學過程中的陰極沉積現(xiàn)象來進行成型加工。16.電鑄加工特點：能準確、精密地復制復雜型面和微細花紋，其細密程度可達微米級能用一只標準原模制出很多形狀一致

39、的型腔或電火花加工用的電極借助石膏、石蠟、環(huán)氧樹脂等作為原模材料，進行復雜零件內、外表面的復制， 然后再電鑄成形， 適應性廣電鑄速度慢，生產(chǎn)周期長，尖叫和凹槽部分，鑄層不均勻，且鑄層內存在一定內應力，不能承受沖擊載荷。17.電鑄加工的工藝過程：原模設計與制造原模的表面處理電鑄過程，要點溶液必須連續(xù)過濾， 以除去電解質水解或硬化形成的沉淀物，陽極夾雜物和塵土等固體懸浮物嚴格控制電鑄液的成分、濃度、溫度、電流密度， 使各項數(shù)值在規(guī)定范圍內陽極材料應采用高純度的鎳板和銅片，面積為陰極面積的23 倍，模型與陽極間位置要適合，距離要均勻，一般不小于 200mm 。18.化學加工： 就是利用酸堿鹽等化學溶

40、液與金屬產(chǎn)生化學反應，使金屬腐蝕溶解，改變工件尺寸和形狀的一種加工方法。19.化學蝕刻的特點： 可加工金屬材料和非金屬材料，不受材料硬度的影響加工表面無毛刺、無應力，表面粗糙度Ra 達 2.51.25um因刻型及腐蝕條件限制，加工精度不高，不宜加工窄槽、 型孔、尖角等腐蝕液及其蒸汽對人體及設備有害，污染環(huán)境， 需有保護措施。20.化學蝕刻的工藝過程：表面預處里涂保護層刻型腐蝕。21.超聲波加工： 是利用工具端面作超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工脆硬材料的一種加工方法。22.超聲加工的特點： 適合于加工各種硬脆材料，特別是不導電的非金屬材料工具可用較軟的材料做成復雜形狀，不需要工具和工件作比較復雜

41、的相對運動，所以超聲波加工機床結構簡單、 操作、維修方便由于去除加工材料是靠極小磨料瞬時的局部撞擊作用，故工件表面的宏觀切削力很小。23.超聲發(fā)生器： 的作用是將工頻交流電轉變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l震蕩，以提供工具端面往復振動和去除被加工材料的能量。24.型腔擠壓成形：是利用金屬塑性變形原理，實現(xiàn)模具型腔無切削加工的一種方法。第五章機械加工質量5.1 機械加工精度1.機械加工精度：是指零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度。2.工藝系統(tǒng)： 機械加工中，機床、夾具、刀具及工件組成一個統(tǒng)一體，稱做工藝系統(tǒng)。3.加工原理誤差： 因采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產(chǎn)生的誤差稱

42、為加工原理誤差。4.工藝系統(tǒng)： 是指在切削加工中由機床、刀具、夾具和工件組成的封閉系統(tǒng)。5.影響機床部件剛度的因素：連接表面接觸變形的影響零件間摩擦力和接合面間隙的影響部件中薄弱零件的變形。6.減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施：提高連接表面的接觸剛度提高工件的剛度提高機床部件的剛度合理裝夾工件。7.殘余應力： 是指在沒有外力作用下或除外力后工件體內存留的應力，又叫內應力。8.殘余應力的產(chǎn)生： 毛坯制造和熱處理中產(chǎn)生的殘余應力冷校直引起的殘余應力切削加工所引起的殘余應力。9.減少或消除殘余應力的措施： 合理設計零件結構采用消除殘余應力的熱處理工序合理安排工藝過程。10.熱變形： 機械加工過程中，工藝系

43、統(tǒng)會受到各種熱的影響而產(chǎn)生變形，這種變形稱為熱變形。11.減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施：減少熱源的發(fā)熱及影響加強散熱能力均衡溫度場采用合理的機床部件結構加速達到并保持熱平衡狀態(tài)控制環(huán)境溫度。12.提高加工精度的工藝措施： 減少或消除原始誤差轉移原始誤差補償或抵消原始誤差。13.加工誤差： 系統(tǒng)性誤差常值系統(tǒng)性誤差變直系統(tǒng)性誤差隨機性誤差。5.2 機械加工表面質量1.加工表面質量包括： 表面幾何形狀特征表面粗糙度表面波度表面?zhèn)郾砻鎸拥奈锢韺W性能表面層加工硬化表面層金相組織改變表面層產(chǎn)生的殘余應力。2.表面質量對零件使用性能的影響：表面質量對零件耐磨性的影響表面粗糙度的影響表面硬化的影響金相組織

44、變化的影響表面質量對零件疲勞強度的影響表面粗糙度的影響加工硬化的影響殘余應力的影響。3.影響加工硬化的因素：刀具幾何形狀的影響切削用量的影響被加工材料的影響。4.表層殘余應力產(chǎn)生的原因：冷態(tài)塑性變形引起的殘余應力熱態(tài)塑性變形引起的殘余應力金相組織變化引起的殘余應力。5.影響殘余應力的因素：切削加工磨削加工。6.改善磨削燒傷的工藝措施： 合理選擇磨削用量工件材料正確選擇砂輪改善冷卻條件。7.提高和改善零件表層物理力學性能的措施： 選擇適當?shù)淖罱K工序加工方法滾壓加工噴丸強化。8.機械加工中的振動：自由振動、強迫振動、自激振動。9.強迫振動： 是指由外界周期性激振力引起和維持的、工藝系統(tǒng)受迫產(chǎn)生的振

45、動。他是影響精密加工質量和生產(chǎn)率的關鍵。10.強迫振動產(chǎn)生的原因：高速旋轉零件不平衡引起震動往復運動件的慣性力引起的振動斷續(xù)切削的周期性沖擊引起的振動傳動機構的缺陷引起的振動系統(tǒng)外部的周期性激振力引起的振動。11.強迫振動的特征：強迫振動是由周期性激振力引起的，不會被阻尼衰減掉。強迫震動的頻率與激振力的頻率相同強迫振動的振幅不但與激振力的振幅有關， 還與工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性有關。12.減小或消除強迫振動的措施：消除或減小激振力調整振源頻率提高工藝系統(tǒng)剛度隔震。13.自激振動： 機械加工中，在沒有周期性外力作用下，由系統(tǒng)本身引起的交變力作用而產(chǎn)生的周期性振動稱為自激振動。14.自激振動的特點： 自

46、激振動的頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率，即完全取決于振動系統(tǒng)本身的參數(shù)自激振動不因阻尼而衰減， 是一種不衰減的振動自激振動的產(chǎn)生是由于切削過程的偶然的干擾力誘發(fā)的，其維持是靠系統(tǒng)內交變力與反饋作用。15.自激振動的控制：合理選擇切削用量合理選擇刀具幾何參數(shù)提高工藝系統(tǒng)的抗震性采用減震裝置。第六章機械與模具裝配工藝6.1 裝配概念1.裝配： 任何機械產(chǎn)品都是由若干零件和部件組成，根據(jù)規(guī)定的技術要求將零件結合成組件和部件，并進一步將零件、組件和部件結合成產(chǎn)品的過程稱為裝配。2.組件、組裝：將零件與零件的組合過程稱為組裝。其成品稱為組件。3.產(chǎn)品： 將零件與組件的結合過程稱為部裝，其成品稱為部件；而將

47、零件、組件和部件的結合過程稱為總裝，其成品稱為產(chǎn)品。4.可拆卸連接：是相互連接的零件拆卸時不損壞任何零件，且拆卸后還能重新裝在一起。5.不可拆卸連接：是連接后的零件是不可拆卸的，如要拆卸會損壞某些零件。6.校正： 指產(chǎn)品中相關零部件相互位置的找正、找平及相應地調整工作。7.調整： 是指相關零件相互位置具體調節(jié)工作，它除了配合校正工作去調節(jié)零部件的位置精度外，還用來調節(jié)運動副的間隙。8.配作： 是指配鉆、配鉸、配刮及配研等。9.固定裝配根據(jù)零件結構特點分為：集中固定裝配分散固定裝配產(chǎn)品固定流水裝配。10.裝配精度： 是裝配工藝的質量指標，是制定裝配工藝規(guī)程的主要依據(jù)，也是合理地選擇裝配方法和確定

48、零件加工精度的依據(jù)。11.運動精度： 是指回轉精度和傳動精度。12.回轉精度： 是指機器回轉部件的徑向跳動和軸向竄動。13.傳動精度： 是指機器傳動件之間的運動關系。14.裝配精度與零件精度的關系：零件的加工精度對裝配精度影響很大，裝配精度和它相關的若干個零部件的加工精度有關， 這些零件加工誤差的積累將影響裝配精度。 但是，當要求裝配精度較高時，如果完全依靠零件的加工精度來直接保證，則零件的加工精度就會很高，給加工帶來困難，經(jīng)濟上也不合理。因此，產(chǎn)品的裝配精度和零件的加工精度有密切關系，零件加工精度是保證裝配靜的基礎，但裝配精度并不完全取決于加工精度。15.互換裝配法：完全互換法、大數(shù)互換法。

49、16.完全互換法： 裝配時各組成環(huán)零件不經(jīng)任何選擇、調整和修配就可達到裝配精度的要求，這種裝配方法稱為完全互換法。17.完全互換法的特點：裝配質量穩(wěn)定可靠，對裝配工人技術要求低，裝配生產(chǎn)率高，便于組織流水生產(chǎn)、專業(yè)化生產(chǎn)和協(xié)作生產(chǎn)，又可保證零件間的互換性。18.分組裝配法：由于同組零件具有互換性，因此分組裝配法又稱分組互換法。19.裝配工藝規(guī)程：是指裝配生產(chǎn)的主要技術文件，合理地制定裝配工藝規(guī)程對于保證裝配質量，提高裝配生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本有重要作用。20.裝配沖模時控制凸模與凹模間隙均勻的方法主要有：透光法。 放置安裝好上模和下模，用手燈或電筒照射，在下模落料孔中觀察透光情況來確定間隙大小和均勻程度。當發(fā)現(xiàn)間隙不均勻時， 可用手錘敲擊凸模固定板側面，使