模具制造工藝學之模具機械加工基礎知識模具制造工藝學之模具機械加工基礎知識11231.1制訂模具加工工藝流程1.2模具零件的機械加工精度概述1.3模具零件的加工表面質量目錄2024/4/31231.1制訂模具加工工藝流程1.2模具零件的機械加工1.1制訂模具加工工藝規程

模具加工工藝規程一般包括模具加工工藝路線、各工序加工內容、設備和工藝裝備、切削用量和時間定額、質量檢驗方法等。

制訂模具零件加工工藝規程要遵循“優質、高產、低成本”的原則，其制訂過程如下：（1）分析研究零件圖樣，了解該零件的作用，找出零件的主要技術要求及要求較高的主要表面，并了解各項技術要求制訂的依據，審查零件的結構工藝性。（2）選擇和確定毛坯；（3）擬訂模具的加工工藝路線；（4）擬訂工序的加工內容；（5）對工藝方案進行技術經濟分析；（6）填寫工藝文件。2024/4/31.1制訂模具加工工藝規程模具加工工藝規程一般包括1.1.1模具加工工藝規程的基本概念1.生產過程

制造模具時，將原材料或半成品轉變為成品的各相關勞動過程的總和稱為生產過程。

模具生產制造過程主要包括生產技術準備階段、模具零件加工階段和模具裝配階段等。

1）生產技術準備階段生產技術準備階段的主要任務是分析模具圖樣，制訂工藝規程；編制數控加工程序；設計和制造工裝夾具；制訂生產計劃，制訂并實施工具、材料、標準件等外購和零件外協加工計劃。2024/4/31.1.1模具加工工藝規程的基本概念1.生產過程2024/1傳統的切削加工，如車、銑、刨、磨、鉗等。加工

方法非切削加工，如電加工、冷擠壓、鑄造等。23

數控加工，如數控銑削加工、加工中心加工等。焊接、熱處理和其他表面處理等。42）模具零件加工階段模具零件加工階段的加工方法很多，基本可以概括為：2024/4/31傳統的切削加工，如車、銑、加工

方法3）模具裝配階段模具裝配階段是根據模具裝配圖樣要求的質量和精度，將加工好的零件組合在一起構成一副完整模具的過程。除此之外，模具裝配階段的任務還有清洗、修配模具零件，試模及修整等。由上述過程可以看出，模具產品的生產過程是相當復雜的。為了便于組織生產和提高勞動生產率，現代模具工業的發展趨勢是自動化、專業化生產。這樣各工廠的生產過程就變得比較簡單，有利于保證質量、提高效率和降低成本。如模具零件毛坯的生產，由專業化的毛坯生產工廠來承擔。模具上的導柱、導套、頂桿等零件，由專業化的標準件廠來完成。這既有利于模具上各種零件質量的保證，也利于降低成本。2024/4/33）模具裝配階段2024/4/32.工藝過程

在模具制造過程中，直接改變被加工工件的形狀、尺寸、物理性質和裝配過程等稱為工藝過程。

按照完成零件制造過程中采用的不同工藝方法，工藝過程可以分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、機械加工、表面處理和裝配等工藝過程。以機械加工方法（主要是切削加工方法）直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使其成為合格模具零件的過程，稱為模具機械加工工藝過程。

機械加工藝過程是由一個或若干個工序組成。一個或一組工人在同一個工作地點，對一個或同時幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程稱為工序。工序不僅是組成工藝過程的基本單元，也是組織生產、核算成本和進行檢驗的基本單元。2024/4/32.工藝過程2024/4/3圖1-1有肩導柱2024/4/3圖1-1有肩導柱2024/4/3序號工序工序要求1鋸切割H×（L＋4）棒料2車車端面至長度（L＋2），鉆中心孔；調頭車端面，長度至L，鉆中心孔3車車外圓H×T至尺寸要求；粗、精車外圓D×（L－T），留磨量、倒角、切槽、3°角等4熱熱處理55～60HRC5車研中心孔，調頭研另一中心孔6磨磨D（N-T），D（L-N）至各自的尺寸要求表1-1有肩導柱機械加工工藝過程的工序劃分2024/4/3序號工序工序要求1鋸切割H×（L＋4）棒料2車車端面至長度

工序可分為安裝、工位、工步和走刀（行程）。

1）安裝

確定工件在機床或夾具上占有一個正確位置的過程，稱為定位。工件定位后將其固定，使之在加工過程中保持定位位置不變，即夾緊。工件的定位和夾緊過程稱為裝夾。工件經一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。

在某一工序中，有時需要對工件進行多次裝夾加工，表1-1序號2中，先裝夾工件一端，車端面至長度（L＋2），鉆中心孔，稱為裝夾1；再掉頭裝夾工件，車端面，長度至L，鉆中心孔，稱為裝夾2。加工過程中，應盡量減少安裝次數，以減少安裝誤差和輔助時間。2024/4/3工序可分為安裝、工位、工步和走刀（行程）。2024/

2）工位

為了完成一定的工序內容，一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分一起相對于刀具和設備的固定部分所占據的每一個位置稱為工位。利用回轉工作臺對模板上圓周分布的孔系的加工，即為多工位加工。

3）工步

對工序進一步劃分即為工步。一道工序（一次安裝或一個工位）中，加工若干個表面可能只需一把刀具，也可能只加工一個表面，但卻要用若干把不同的刀具。在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續完成的那一部分工序，稱為一個工步。2024/4/32）工位2024/4/3

如果上述兩項中有一項改變，就成為另一工步。表1-1序號3中，包括車外圓、倒角、切槽等幾個工步。

為了提高加工效率和加工質量，用幾把刀具同時加工幾個表面的工步稱為復合工步，在工藝文件上可看做一個工步。

4）走刀（行程）

有些工步，由于余量較大或其他原因，需要用同一刀具對同一表面進行多次切削，則刀具對工件每進行一次切削就是一次走刀（行程）。走刀是工步的一部分，一個工步可包括一次或多次走刀。2024/4/3如果上述兩項中有一項改變，就成為另一工步。表1-1序號31.1.2

模具零件的工藝分析

零件圖是編制模具加工工藝規程最主要的原始資料。在編制時，應了解該零件的功用、結構特點及與其他零件的關系，分析各項公差和技術要求的制訂依據，從中找出主要技術要求和關鍵技術問題。2024/4/31.1.2模具零件的工藝分析零件圖是編制模1便于達到零件圖上要求的加工質量。即模具零件的結構應能保證在加工時用比較容易、工作量較小的方法來達到規定的質量要求。要求便于采用高生產率的加工方法。如模具零件加工表面形狀的分布應合理；模具零件的結構應標準化、規格化；模具零件應具有足夠的剛性等。23

有利于減少模具零件的加工工作量。模具零件設計時應盡量減少加工表面，減少工作量和刀具、電極、材料的消耗。有利于縮短輔助時間。如模具零件加工時便于定位和裝夾，既可簡化夾具結構，又可縮短輔助時間。4

1.模具零件的結構工藝性2024/4/31便于達到零件圖上要求的加工質量。即模具零件的結表1-2幾種模具零件結構的工藝性對比2024/4/3表1-2幾種模具零件結構的工藝性對比2024/4/32024/4/32024/4/3技術要求加工表面的尺寸精度。主要加工表面的形狀精度。主要加工表面之間的相互位置精度。各加工表面的粗糙度，以及表面質量方面的其他要求。熱處理要求及其它要求。

2.模具零件的技術要求2024/4/3技術要求加工表面的尺寸精度。主要加工表面的形狀精度。主要加工

1.1.3

毛坯的選擇

1.毛坯的種類

模具零件常用的毛坯主要有原型材、鍛造件、鑄造件和半成品件四種。

1）原型材

原型材是指利用冶金材料廠提供的各種截面的棒料、絲料、板料或其他形狀截面的型材，經過下料后直接送往加工車間進行表面加工的毛坯。

2）鍛造件

經原型材下料，再通過鍛造獲得合理的幾何形狀和尺寸的坯料，稱為鍛造件。2024/4/31.1.3毛坯的選擇2024/4/33）鑄造件

在模具零件中常見的鑄造件有沖壓模的上、下模座，大型塑料模的框架等，其材料為HT200和HT250；精密沖裁模的上、下模座，其材料為ZG270-500；大、中型沖壓成形模的工作鑄造件零件，其材料為球墨鑄鐵和合金鑄鐵。

2024/4/33）鑄造件2024/4/3對鑄件的要求鑄造件的化學成分和力學性能應符合圖樣規定的材料牌號標準。鑄造件的形狀和尺寸要求應符合鑄造件圖的規定。鑄造件的表面應進行清砂處理，去除結疤、飛邊和毛刺，其殘留高度應小于1~3mm。鑄造件內部，特別是靠近工作面處不得有氣孔、砂眼、裂紋等缺陷。鑄造件應及時進行熱處理，鑄鋼件依據牌號確定熱處理工藝，一般以完全退火為主，退火后硬度不大于229HBS；鑄鐵件應進行時效處理，以消除內應力和改善加工性能，鑄鐵件熱處理后的硬度不大于269HBS。2024/4/3對鑄件的要求鑄造件的化學成分和力學性能應符合圖樣規定的材料牌4）半成品件

隨著模具專業化和專門化的發展以及模具標準化的提高，以商品形式出現的冷沖模架、矩形凹模板、矩形模板、矩形墊板等零件，以及塑料注射模標準模架的應用日益廣泛。當采購這些半成品件后，再進行成形表面和相關部位的加工，有利于降低模具成本和縮短模具制造周期。這種毛坯形式應該成為模具零件毛坯的主導方向。2024/4/34）半成品件2024/4/32.選擇毛坯時應考慮的因素

1）模具零件材料的工藝特性。

2）模具零件的結構形狀及外形尺寸。

3）模具零件的生產工藝和經濟性。3.毛坯形狀與尺寸的確定

由于毛坯制造技術的限制，模具零件被加工表面的技術要求還不能從毛坯制造直接得到，所以毛坯上某些表面需要留有一定的加工余量，通過機械加工達到模具零件的質量要求。毛坯尺寸與零件的設計尺寸之差稱為毛坯余量或加工總余量，毛坯尺寸的制造公差稱為毛坯公差。毛坯余量和毛坯公差的大小與零件材料、零件尺寸及毛坯制造方法有關，可根據相關手冊或資料確定。一般情況下將毛坯余量疊加在加工表面上即可求得毛坯尺寸。2024/4/32.選擇毛坯時應考慮的因素2024/4/3毛坯形狀與尺寸不僅和毛坯余量大小有關，在某些情況下還要受工藝需要的影響。為了便于毛坯制造和機械加工，對某些形狀比較特殊或小尺寸的模具零件，單獨加工比較困難，可將兩個或兩個以上的模具零件制成一個毛坯，經加工后再切割成單個的模具零件。如圖1-2所示，毛坯長度L的表達式為

L＝20n＋（n－1）B

式中，L為毛坯長度（mm）；n為切割零件的個數；B為切口寬度（mm）。2024/4/3毛坯形狀與尺寸不僅和毛坯余量大小有關，在某些情況下還

（a）零件

（b）毛坯

圖1-2一坯多件的毛坯2024/4/3（a）零件1.1.4

基準1.基準的概念

基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。基準按其作用不同可分為設計基準和工藝基準兩大類。1）設計基準

在零件圖上用以確定其他點、線、面的基準稱為設計基準。如圖1-3所示的零件，其軸心線O-O′是各外圓表面和內孔的設計基準，端面A是端面B、C的設計基準，內孔表面D體現的軸心線O—O′是φ40h6外圓表面徑向圓跳動和端面B的端面圓跳動的設計基準。2024/4/31.1.4基準2024/4/32024/4/32024/4/32）工藝基準模具零件在加工和裝配過程中所使用的基準稱為工藝基準。工藝基準按其用途不同分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。

（1）工序基準。在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準稱為工序基準。工序圖是一種工藝附圖，加工表面用粗實線表示，其余表面用細實線繪制，如圖1-4所示。外圓柱面的最低母線B為工序基準。模具生產屬于小批生產，除特殊情況外一般不繪制工序圖。2024/4/32）工藝基準2024/4/3

（2）定位基準。在加工時，為了保證工件相對于機床和刀具之間的正確位置所使用的基準稱為定位基準。圖1-3中零件，零件套在心軸上磨削φ40ｈ6外圓表面時，內孔即為定位基準。

（3）測量基準。零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及其位置的基準稱為測量基準。圖1-3中當以內孔為基準（套在檢驗心軸上）檢驗φ40ｈ6外圓的徑向圓跳動和端面B的端面圓跳動時，內孔即為測量基準。

（4）裝配基準。裝配時用以確定零件在部件或產品中位置的基準稱為裝配基準。圖1-3中的零件

φ40h6

和端面B即為裝配基準。2024/4/3（2）定位基準。在加工時，為了保證工件相對于機床和刀具之間2.工件的安裝方式工件安裝的好壞是模具加工中的重要問題，它不僅直接影響加工精度、工件安裝的快慢、穩定性，還影響生產率的高低。為了保證加工表面與其設計基準間的相對位置精度，工件安裝時應使加工表面的設計基準相對機床占據一個正確的位置。

1）直接找正法

采用直接找正法時，工件在機床上應占有的正確位置，是通過一系列的嘗試而獲得的。

直接找正法的定位精度和找正的快慢，取決于找正方法、找正工具和工人的技術水平。

它的缺點是花費時間多，生產率低，且要憑經驗操作，對工人技術水平要求高，故僅用于單件、小批量生產中。2024/4/32.工件的安裝方式2024/4/3

2）劃線找正法

劃線找正法是在機床上用劃針按毛坯或半成品件上所劃的線來找正工件，使其獲得正確位置的一種方法。顯而易見，此法要多一道劃線工序。劃線本身有一定寬度，在劃線時尚有劃線誤差，校正工件位置時還要觀察誤差。因此，該法多用于生產批量較小，毛坯精度較低，以及大型工件等不宜使用夾具的粗加工中。

3)采用夾具安裝法

夾具是機床的一種附加裝置，它在機床上相對刀具的位置，在工件未安裝前已預先調整好，所以在加工一批工件時，不必再逐個找正定位，就能保證加工的技術要求，既省工又省事，是先進的定位方法，在成批和大量生產中廣泛應用。2024/4/32）劃線找正法2024/4/33.定位基準的選擇

定位基準不僅要影響工件的加工精度，而且對同一個被加工表面所選用的定位基準不同，其工藝路線也可能不同，所以選擇工件的定位基準是十分重要的。機械加工的最初工序只能用工件毛坯上未經加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準。用已加工過的表面作定位基準稱為精基準。2024/4/33.定位基準的選擇2024/4/3粗基準的選擇原則如下：

（1）具有非加工表面的工件，為保證非加工表面與加工表面之間的相對位置要求，一般應選擇非加工表面為粗基準。若工件有幾個非加工表面，則粗基準應選位置精度要求較高的一個，以達到壁厚均勻、外形對稱的要求。

如圖1-6所示零件，外圓柱面1為非加工表面，選擇其作為粗基準加工孔和端面，加工后能保證孔與外圓柱面間的壁厚均勻。2024/4/3粗基準的選擇原則如下：2024/4/3

（2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作為粗基準。如圖1-7所示為沖壓模模座粗基準的選擇。此時應以下平面為粗基準，加工上平面與模座其他部位，這樣可減少毛坯誤差，使上、下平面基本平行，最后再以上平面為精基準加工下平面，這時下平面的加工余量就比較均勻，且較小。2024/4/3（2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇

（3）具有較多加工表面的工件在選擇粗基準時，應按下述原則合理分配各加工表面的加工余量。

①為保證各加工表面都有足夠的加工余量，選擇毛坯上加工余量最小的表面作為粗基準。

②若零件必須首先保證其重要表面加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準。

③若有幾個不加工表面，則粗基準應選位置精度要求較高者。

（4）粗基準的表面應盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其他表面缺陷，以使工件定位可靠，夾緊方便。

（5）由于粗基準是毛坯表面，比較粗糙，不能保證重復安裝的位置精度，定位誤差很大。因而，粗基準一般只使用一次。2024/4/3（3）具有較多加工表面的工件在選擇粗基準時，應按下述原則合

2）精基準的選擇

選擇精基準時，主要應考慮減少定位誤差和安裝方便、準確。其選擇原則如下：

（1）基準重合原則。選擇被加工表面的設計基準為精基準，以避免因基準不重合引起基準不重合誤差，容易保證加工精度。如圖1-8

所示，當加工表面

B、C時，從基準重合的原則出發，應選擇表面A（設計基準)為精基準。加工后，表面B、C

相對表面A的平行度取決于機床的幾何精度，尺寸精度誤差則取決于機床—刀具—工件等工藝系統的一系列因素。2024/4/32）精基準的選擇2024/4/3（2）基準統一原則。應選擇多個表面加工時都能使用的定位基準作為精基準。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準變換所產生的誤差，簡化夾具的設計和制造工作。例如，軸類零件的大多數工序都采用頂尖孔作為定位基準，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內孔及基準端面作為定位基準。（3）自為精基準原則。有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。而該表面與其他表面之間的位置精度，則用先行工序保證。例如，在導軌磨床上磨削導軌時，安裝后用百分表找正工件的導軌表面本身，此時床腳僅起支承作用。此外珩磨、鉸孔及浮動鏜孔等都是自為精基準的例子。2024/4/3（2）基準統一原則。應選擇多個表面加工時都能使用的定位基準

（4）互為精基準原則。當兩個表面相互位置精度要求高，并且它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用互為精基準的原則。

3）輔助基準的應用

工件定位時，為了保證其加工表面的位置精度，多優先選擇設計基準或裝配基準作為定位基準，這些基準一般均為零件上的重要工作表面。但有些零件的加工，為了安裝方便或易于實現基準統一，人為地制造一種定位基準，如圖1-9所示車床小刀架的工藝凸臺A應和定位面B同時加工出來，以使定位穩定可靠。輔助基準在零件工作中并無用途，完全是為了工藝上的需要，加工完畢后如有必要可以去掉輔助基準。2024/4/3（4）互為精基準原則。當兩個表面相互位置精度要求高，并且它圖1-9具有工藝凸臺的車床小刀架2024/4/3圖1-9具有工藝凸臺的車床小刀架2024/4/31.1.5模具加工工藝路線的擬定1.表面加工方法的選擇表1-3外圓柱面的加工方法序號加工方法經濟加工精度(公差等級表示)經濟表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車IT13～IT1150～12.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車—半精車IT10～IT86.3～3.23粗車—半精車—精車IT8～IT73.2～1.64粗車—半精車—精車—滾壓(或拋光)IT8～IT70.2～0.0255粗車—半精車—磨削IT8～IT70.8～0.4主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車—半精車—粗磨—精磨IT7～IT60.4～0.17粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工IT50.1～0.0122024/4/31.1.5模具加工工藝路線的擬定表1-3外圓柱面的加工方8粗車—半精車—精車—精細車（金剛石車）IT7～IT61.25～0.32主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨IT6～IT50.16～0.08適用于極高精度的外圓加工10粗車—半精車—粗磨—精磨—超精磨（或鏡面磨）IT5以上＜0.0252024/4/38粗車—半精車—精車—精細車（金剛石車）IT7～IT61.2表1-4平面的加工方法序號加工方法經濟加工精度(公差等級表示)經濟表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車IT13～IT1150～12.5主要用于加工端面2粗車—半精車IT10～IT86.3～3.23粗車—半精車—精車IT8～IT71.6～0.84粗車—半精車—磨削IT8～IT60.8～0.25粗刨(或粗銑)IT13～IT1125～6.3一般不用于淬硬平面(端銑表面粗糙度Ra值較小)6粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)IT10～IT86.3～1.62024/4/3表1-4平面的加工方法序號加工方法經濟加工精度經濟表面粗糙7粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)-刮研IT7～IT60.8～0.1主要用于加工精度要求較高的不淬硬平面，批量較大時宜采用寬刃精刨方案8以寬刃精刨代替上述刮研IT70.8～0.29粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)—磨削IT70.8～0.2主要用于加工精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面10粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)—粗磨—精磨IT7～IT60.4～0.02511粗銑—拉IT9～IT70.8～0.2主要用于大量生產較小的平面(精度視拉刀精度而定)12粗銑—精銑—磨削—研磨IT5以上0.1～0.006主要用于加工高精度平面2024/4/37粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)-刮研IT7～IT60.8～表1-5孔的加工方法序號加工方法經濟加工精度(公差等級表示)經濟表面粗糙度Ra/μm適用范圍1鉆IT13～IT1112.5主要用于加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬。孔徑小于15～20㎜2鉆—鉸IT10～IT86.3～1.63鉆—粗鉸—精鉸IT8～IT71.6～0.84鉆—擴IT11～IT1012.5～6.3主要用于加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬。徑大于15～20㎜5鉆—擴—鉸IT9～IT83.2～1.66鉆—擴—粗鉸—精鉸IT71.6～0.87鉆—擴—機鉸—手鉸IT7～IT60.4～0.28鉆—擴—拉IT9～IT71.6～0.1主要用于大批量生產(精度由拉刀的精度而定)2024/4/3表1-5孔的加工方法序號加工方法經濟加工精度經濟表9粗鏜(或擴孔)IT13～IT1112.5～6.3除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗擴)—半精鏜(精擴)IT10～IT93.2～1.611粗鏜(粗擴)—半精鏜(精擴)—精鏜(鉸)IT8～IT71.6～0.812粗鏜(粗擴)—半精鏜(精擴)—精鏜—浮動鏜刀精鏜IT7～IT60.8～0.413粗鏜(擴)—半精鏜—磨孔IT8～IT70.8～0.2主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜(擴)—半精鏜—粗磨—精磨IT7～IT60.2～0.115粗鏜—半精鏜—精鏜—精細鏜(金剛鏜)IT7～IT60.4～0.05主要用于加工精度要求高的有色金屬16鉆—(擴)—粗鉸—精鉸—珩磨，鉆—(擴)—拉—珩磨，粗鏜—半精鏜—精鏜—珩磨IT7～IT60.2～0.025主要用于加工精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的珩磨IT6～IT50.1～0.0062024/4/39粗鏜(或擴孔)IT13～IT1112.5～6.3除淬火鋼外表面加工方法的選擇應著重考慮以下幾個問題：

(1)首先要保證加工表面的經濟加工精度和經濟表面粗糙度的要求。由于獲得同一經濟加工精度和經濟表面粗糙度的加工方法往往有若干種，實際選擇時還要結合零件的結構形狀、尺寸大小以及材料和熱處理等要求。例如，對于精度等級為

IT7

的孔，采用鏜孔、鉸孔、拉孔和磨孔均可達到要求，但型腔體上的孔一般不宜選擇拉孔或磨孔，而常選擇鏜孔或鉸孔；孔徑大時選擇鏜孔，孔徑小時選擇鉸孔。

(2)工件材料的性質對表面加工方法的選擇也有影響。如淬火鋼應采用磨削加工，對于有色金屬零件，為避免磨削時堵塞砂輪，一般都采用高速鏜、精密銑或高速精密車削進行精加工。2024/4/3表面加工方法的選擇應著重考慮以下幾個問題：2024/4/3

(3)在表面加工方法選擇時，除了首先要保證質量要求外，還應考慮生產效率和經濟性的要求。大批量生產時，應盡量采用高效率的先進工藝方法。

(4)為了能夠正確地選擇加工方法，還要考慮本廠、本車間現有的設備情況及技術條件，充分利用現有設備，挖掘企業潛力，發揮工人及技術人員的積極性和創造性。同時也應考慮不斷改進現有的方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。2024/4/3(3)在表面加工方法選擇時，除了首先要保證質量要求外，模具加工的工藝過程光整加工階段對于精度和表面粗糙度要求很高(如精度等級為IT6及IT7，表面粗糙度Ra≤0.4μm)的零件可采用光整加工。但光整加工一般不用于糾正幾何形狀和相互位置誤差。精加工階段精加工階段的主要任務是去除半精加工階段所留的加工余量，使工件各主要表面達到圖紙要求的尺寸精度和表面粗糙度。半精加工階段半精加工階段的主要任務是使主要表面消除粗加工階段留下的誤差，達到一定的精度及留有精加工余量，為精加工做好準備，并完成一些次要表面(如鉆孔、銑槽等)的加工。粗加工階段粗加工階段的主要任務是切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡量接近成品。因此，在此階段中應采取措施盡可能提高生產率。2.加工階段的劃分2024/4/3模具加工的工藝過程光整加工階段對于精度和表面粗糙度要求很高(

模具加工的工藝過程分階段的主要原因有如下幾點：

(1)保證加工質量。工件粗加工時切除的金屬較多，產生較大的切削力和切削熱，同時也需要較大的夾緊力，而且加工后內應力要重新分布。在這些力和熱的作用下，工件會發生較大的變形。如果不分階段而進行連續粗、精加工，就無法避免上述原因所引起的加工誤差。加工過程分階段后，粗加工造成的加工誤差，通過半精加工和精加工即可得到糾正，以達到逐步提高零件的加工精度，降低零件的表面粗糙度，保證零件加工質量的目的。(2)合理使用設備。模具加工的工藝過程劃分階段后，粗加工可采用功率大、剛度高、精度低的高效率機床加工，以提高生產效率。精加工可采用高精度機床加工，以確保零件的精度要求。這樣既充分發揮了設備的各自特點，又做到了設備的合理使用。

2024/4/3模具加工的工藝過程分階段的主要原因有如下幾點：2024/

(3)便于安排熱處理工序。對于一些精密零件，粗加工后安排去應力的時效處理可減少內應力變形對精加工的影響。而半精加工后安排淬火不僅容易滿足模具零件的性能要求，而且淬火引起的變形也可通過精加工予以消除。

此外，粗、精加工分開后，毛坯的缺陷(如氣孔、砂眼和加工余量不足等)可在粗加工后及早發現，及時決定修補或報廢，以免對應報廢的模具零件繼續進行精加工而浪費工時和產生其他制造費用。2024/4/3(3)便于安排熱處理工序。對于一些精密零件，粗加工后

3.工序集中與工序分散

所謂工序集中，是使每個工序中包括盡可能多的工步內容，因而使總的工序數目減少，使夾具的數目和工件的安裝次數也相應地減少。

所謂工序分散，是將工藝路線中的工步內容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工藝路線長。

工序集中和工序分散的特點都很突出。工序集中有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產率的機床，節省裝夾工件的時間，減少工件的搬動次數。工序分散可使每個工序使用的設備和夾具比較簡單，調整、對刀比較容易，對操作工人的技術水平要求較低。2024/4/33.工序集中與工序分散2024/4/3

4.加工順序的安排

1)機械加工順序的安排

安排機械加工順序時，應考慮以下幾個原則：

（1）先粗后精。當模具零件需要分階段進行加工時，先安排各表面的粗加工，中間安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。次要表面的精度要求不高，一般經粗、半精加工后即可完成。

（2）先主后次。零件上的裝配基面和主要工作表面等先安排加工。而鍵槽、緊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，一般應安排在主要表面達到一定精度之后(如半精加工之后)進行加工，但應在最后精加工之前進行加工。2024/4/34.加工順序的安排2024/4/3

（3）基準面先加工。每一加工階段總是應先安排基準面加工。例如，軸類零件的加工中采用中心孔作為統一基準，因此，每個加工階段開始總是先打中心孔，以其作為精基準，并使之具有足夠的精度和表面粗糙度要求(常常高于原來圖紙上的要求)。如果精基準面不止一個，則應按照基準面轉換的次序和逐步提高精度的原則安排加工。例如，精密軸套類零件，其外圓和內孔就要互為基準，反復進行加工。

（4）先面后孔。對于模座、凸凹模固定板、型腔固定板、推板等一般模具零件，因平面所占輪廓尺寸較大，用平面定位比較穩定可靠。因此，其工藝過程總是選擇平面作為定位精基面，先加工平面再加工孔。2024/4/3（3）基準面先加工。每一加工階段總是應先安排基準面加工。例

2）熱處理工序的安排

模具零件常采用的熱處理工藝有退火、正火、調質、時效、淬

火、回火、滲碳和氮化等。按照熱處理的目的，上述熱處理工藝可大致分為預先熱處理和最終熱處理兩大類。

（1）預先熱處理。預先熱處理包括退火、正火、調質和時效等。這類熱處理的目的是改善加工性能，消除內應力，為最終熱處理做組織準備，其工序位置多在粗加工前后。

（2）最終熱處理。最終熱處理包括各種淬火、回火、滲碳和氮化等。這類熱處理的目的是提高零件材料的硬度和耐磨性，常安排在精加工前后。2024/4/32）熱處理工序的安排2024/4/3技術要求粗加工全部結束后，精加工開始之前。零件從一個車間轉向另一個車間前后。重要工序加工前后。特種性能檢驗(磁力探傷、密封性檢驗等)前。零件加工完畢，進入裝配和成品庫時。3)輔助工序的安排檢驗工序的安排應遵循以下原則：2024/4/3技術要求粗加工全部結束后，精加工開始之前。零件從一個車1.1.6確定模具組裝件的配制加工方案

1.利用統一定位基準進行加工如圖1-10所示為利用統一定位基準進行加工。定模型腔必須與型芯固定板型孔保持同心，為此劃線時兩模板應統一利用合模時的A、B側基面為基準，并將兩模板同時劃出每一尺寸線，加工時都以A、B側基面為定位基準和工序基準。2024/4/31.1.6確定模具組裝件的配制加工方案1.利用統一定位

2.利用樣板劃線進行加工

如圖1-11所示為利用樣板劃線進行加工。合模后的凹、凸模必須同心，保持成形件壁厚均勻。加工時先按凹模和凸模尺寸作樣板，然后按圖示加工凸、凹模定位工藝孔，再以工藝孔定位，分別在凹、凸模分型面上劃出型腔及型芯的加工線，并利用槽形樣板進行銑削加工。2024/4/32.利用樣板劃線進行加工2024/4/3

3.組合加工

如圖1-12（a）所示為利用墊塊組裝以保證同心，然后加工上下模的導柱孔。如圖1-12（b）所示為上下模板以導柱孔為基準組合后一次裝夾加工上下型芯固定孔，上下型芯也各自一次裝夾加工內外型孔，保證上下模同心。如圖1-12（c）所示為一次裝夾加工上下模不同尺寸型孔的組合加工示例。如圖1-12（d）所示為保證兩側型孔一致的組合加工示例。2024/4/33.組合加工2024/4/3

4.復印法

如圖1-13（a）所示為保證安裝齒輪軸的孔與齒輪型腔同心的方法，利用齒形復印頂尖，合模時在上下板上印出中心孔，然后以此為基準加工嵌件固定孔。如圖1-13（b）

所示為保證型腔側孔與側抽芯滑塊上的側型芯固定孔同心的復印示例。2024/4/34.復印法2024/4/3

5.壓印法如圖1-14所示，上下型芯側面與端面必須保證緊密配合，以防止產生飛邊，加工時預先在型芯側面端面留一定修配余量，上型芯淬火后利用合模，可在下型芯上壓出印痕，然后鉗工按印痕修正下型芯，保證上下型芯緊密配合。2024/4/35.壓印法2024/4/3

6.組裝修配法

如圖1-15所示，為保證斜楔與滑塊斜面的合理接觸，經常采用組裝修配的方法。首先在一個零件上留有余量，在組裝時按實際情況修磨斜楔或滑塊的斜面，直至達到合適的配合為止。2024/4/36.組裝修配法2024/4/3

7.引孔加工

如圖1-16所示，為保證上下模同心，常將一個零件加工成形并淬硬，然后以同一基準組合后淬硬件上的孔為導向，向另一零件引鉆定心，并以此為準再加工出孔。2024/4/37.引孔加工2024/4/31.1.7

確定加工余量與工序尺寸1.加工余量與工序尺寸的基本概念1）工序加工余量

工序加工余量是指某一表面在一道工序中所切除的金屬層厚度，它取決于同一表面相鄰工序前后工序尺寸之差。工序加工余量分為單面加工余量和雙面加工余量。如平面加工的加工余量屬于單面加工余量，它等于實際切除的金屬層厚度，如圖1-17所示。2024/4/31.1.7確定加工余量與工序尺寸2024/4/3

對于外表面，見圖1-17（a），有Zb=a－b。對于內表面，見圖1-17（b），有Zb=b－a。

式中，Zb為本工序的工序加工余量(mm)；a為前工序的工序尺寸(mm)；b為本工序的工序尺寸(mm)。2024/4/3對于外表面，見圖1-17（a），有Zb=a－b。2024

對于軸類，見圖1-18(a)，有2Zb=da－db。對于孔類，見圖1-18(b)，有2Zb=db－da。

式中，Zb為本工序的工序加工余量(mm)；da為前工序的工序尺寸(mm)；db為本工序的工序尺寸(mm)。2024/4/3對于軸類，見圖1-18(a)，有2Zb=da－db。202）總加工余量

總加工余量(毛坯余量)是指毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之差，其值等于各工序加工余量的總和，即

式中，Z0為總加工余量（㎜）；Zi為第i道工序的基本加工余量（㎜）；n為該表面總共加工的工序數。2024/4/32）總加工余量式中，Z0為總加工余量（㎜）；Zi2.影響加工余量的因素

（1）上道工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷層Da。為了保證加工質量，本工序必須將上工序留下的表面粗糙度，以及由于切削加工而在表面留下的一層組織已遭破壞的塑性變形層全部切除，見圖1-20（a）。2024/4/32.影響加工余量的因素（1）上道工序的表面粗糙度Ra和表面

（2）工件各表面相互位置的空間誤差ρa。工件有些形狀和位置誤差不包括在尺寸公差的范圍內，但這些誤差又必須在本工序的加工中糾正，即在本工序的加工余量中必須包括它。圖1-20（b）中的軸類零件，由于前工序軸線有直線度誤差ω，本工序加工余量必須相應增加2ω。

（3）本工序的裝夾誤差εb。裝夾誤差包括定位誤差、夾緊變形誤差、夾具本身誤差等，使工件在加工時位置發生偏移，本工序加工余量應考慮這些誤差影響。圖1-20（c）中用三爪自動定心卡盤夾持工件外圓加工孔時，若工件軸線偏移機床主軸旋轉軸線一個e值，造成內孔切削余量不均勻，為使前工序的各項誤差和缺陷在本工序內切除，應將孔的加工余量加大2e。

2024/4/3（2）工件各表面相互位置的空間誤差ρa。工件有些形狀和位置2024/4/32024/4/3

3.確定加工余量加工余量的大小，對零件的加工質量和生產率及經濟性均有較大的影響。加工余量過大將增加金屬材料、動力、刀具和勞動量的消耗，使切削力增大而引起工件較大的變形；反之，加工余量過小則不能保證零件的加工質量。確定加工余量的基本原則是在保證加工質量的前提下盡量減少加工余量。1）分析計算法2）經驗估計法3）查表修正法2024/4/33.確定加工余量2024/4/34.確定工序尺寸與工序尺寸公差1填寫工序尺寸，并按“入體原則”標注工序尺寸公差。23從終加工工序開始（即從設計尺寸開始）到第二道加工工序，依次加上每道加工工序余量，可分別得到各工序的基本尺寸（包括毛坯尺寸）。除終加工工序以外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的經濟加工精度確定工序尺寸公差（終加工工序的公差按設計要求確定）。4確定各加工工序的加工余量。2024/4/34.確定工序尺寸與工序尺寸公差1填寫工序尺寸，1機床的加工范圍應與零件的外廓尺寸相適應。即小零件應選小的機床，大零件應選大的機床，做到機床合理使用。注意機床選擇還應結合現場的實際情況。23機床精度應與工序要求的加工精度相適應。對于高精度的零件加工，在缺乏精密設備時，可通過設備改造和利用工夾具來加工。機床的生產率與加工零件的生產類型相適應。單件小批生產選擇通用機床，大批大量生產選擇高生產率的專用機床。41.1.8機床與工藝裝備的選擇1.機床選擇2024/4/31機床的加工范圍應與零件的外廓尺寸相適應。即小

2.夾具選擇在單件小批生產中，應盡量選用通用夾具，如各種卡盤、臺鉗和回轉臺等。為提高生產率，應積極推廣使用組合夾具。在大批量生產中，應采用高生產率的氣、液傳動的專用夾具。夾具的精度應與加工精度相適應。

3.刀具選擇

刀具選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生產率及經濟性等。在選擇時一般應盡可能采用標準刀具，必要時也可采用各種高生產率的復合刀具及其他一些專用刀具。刀具的類型、規格及精度等級應符合加工要求。4.量具選擇量具選擇主要是根據生產類型和要求檢驗的精度來確定。在單件小批生產中，應采用通用量具量儀，如游標卡尺與百分表等。在大批量生產中，應采用各種量規和一些高生產率的專用檢具。量具的精度必須與加工精度相適應。2024/4/32.夾具選擇2024/4/31.1.9

確定切削用量與時間定額1.切削用量的基本概念切削用量是切削加工過程中切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。1）切削速度切削速度是指切削刃上選定點相對工件主運動的瞬時速度。2）進給量f進給量是刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量是垂直于進給速度方向測量的切削層的最大值。2024/4/31.1.9確定切削用量與時間定額2024/4/31根據零件的加工余量和粗、精加工要求，選擇背吃刀量。3根據刀具耐用度確定切削速度。2根據加工工藝系統允許的切削力，確定進給量f。4所選的切削用量應該在機床功率允許范圍內。2.切削用量的選擇切削用量的選擇原則具體如下：2024/4/31根據零件的加工余量和粗、精加工要求，選擇背吃刀量。3根據刀3.確定時間定額

時間定額是指在一定的生產條件下，規定生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。

1）時間定額的組成

（1）基本時間tm。

（2）輔助時間ta。

（3）布置工作地時間ts。

（4）休息與生理需要時間tr。

（5）準備與終結時間te。2024/4/33.確定時間定額2024/4/3

2）確定時間定額的方法

（1）由工時定額員、工藝人員和工人相結合，在總結過去經驗的基礎上，參考有關的資料估算確定。

（2）以同類產品的時間定額為依據，進行對比分析后推算確定。

（3）通過對實際操作時間的測定和分析確定。2024/4/32）確定時間定額的方法2024/4/31.2.1

機械加工精度概述

模具的制造精度主要體現在模具零件的精度和相關部位的配合精度。模具零件的加工質量是保證模具所加工產品質量的基礎。模具零件的機械加工質量包括模具零件的機械加工精度和加工表面質量兩大方面。

一般情況下，模具零件加工精度越高加工成本就越高，生產效率就越

低。因此，設計人員應根據模具零件的使用要求，合理地規定其加工精度。

一般模具的精度應與產品制件的精度相協調，同時也受模具加工技術手段的制約。

1.2

模具零件的機械加工精度2024/4/31.2.1機械加工精度概述1.2模具零件的機械加工精度21.2.2

影響機械加工精度的因素1.工藝系統的幾何誤差對機械加工精度的影響影響加工原理誤差調整誤差機床誤差夾具的制造誤差與磨損刀具的制造誤差與磨損2024/4/31.2.2影響機械加工精度的因素影響加工原理誤差調整誤差機模具加工方法影響1.切削力作用點的位置變化引起的工件形狀誤差。2.切削力大小的變化引起的加工誤差。3.夾緊力引起的加工誤差。4.機床傳動力和慣性力引起的加工誤差。2.工藝系統受力變形引起的加工誤差