模具制造工艺.docx

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模具制造工艺

第1章模具制造工艺规程的基础知识

一、填空题

1．生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化的分类，包括单件生产、批量生产、大量生产三种类型。

（1-1）

2．工艺规程是指规定产品和零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。

（1-1）

3．在制订零件的机械加工工艺规程时，必须保证质量、生产率、经济性三个方面的基本要求。

（1-1）

4．制订工艺规程的最基本原始资料是零件图。

（1-1）

5．工艺过程是指改变生产对象的形状，尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品、半成品的生产过程（1-1）

6．工序是指一个或一组工人，在一个固定的工作地点（如机床或钳工台等），对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。

（1-1）

7．划分工序的依据是工作地（设备）、加工对象是否变动、加工是否连续完成。

（1-1）

8．工序是机械加工工艺过程的基本组成部分。

（1-1）

9．安装是工件在机床上正确地定位和夹紧。

（1-1）

10．工位是指工件在一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

（1-1）

11．铰孔适用于中小尺寸的孔的精加工，而镗孔适用大尺寸的孔的加工。

（1-2）

12．铰孔、拉孔适用于直径较小的孔的精加工，淬硬的孔只能用磨削进行加工。

13．模具制造中，通常按照零件结构和工艺过程的相似性，将各种零件大致分为轴类零件、套类零件、盘环类零件、板类零件以及腔类零件等。

（1-2）

14．模具零件常用的毛坯主要有锻件、铸件、半成品件、焊接件、各种型材及板料等（1-2）

15．铸件毛坯适用于形状复杂的零件，锻件毛坯适用于强度要求较高，而形状比较简单的零件。

（1-2）

16．对阶梯式圆凸模，如果各台阶直径相差不大，可直接采用棒料作毛坯，使毛坯准备工作简化（1-2）

17．大型凸缘式模柄零件，宜采用锻件作毛坯，以节省材料和减少机械加工的工作量。

（1-2）

18．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。

（1-3）

19．在零件图上所使用的基准为设计基准。

（1-3）

20．在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。

可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

（1-3）

21．基准重合即选设计基准为定位基准。

（1-3）

22．机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面作定位基准，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。

（1-3）

23.模具加工工艺过程一般可分为以下几个阶段：

1）粗加工阶段；2）.半精加

工阶段；3）精加工阶段；4）光整加工阶段。

（1-4）

24．工艺过程划分阶段的作是能保证加工质量、有利于合理使用设备和便于安排热处理工序，及时发现毛坯的缺陷。

（1-4）

25．工艺过程分阶段进行，粗加工阶段可以采用功率大、刚度好、精度低、效率高的机床进行加工，以提高生产率。

（1-4）

26．为提高零件硬度和耐磨性的热处理工序，如淬火、渗碳等，一般安排在半精加工之后，精加工或光整加工之前。

（1-4）

17．粗加工的主要任务切除大部分加工余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。

（1-4）

28．精加工的任务是完成各主要表面的最终加工，使各精度指标达到图样要求。

（1-4）

29．加工平面一般采用铣削、刨削、车削的方法。

（1-4）

30．机械切削加工顺序的安排，应考虑以下几个原则：

1）先粗后精；2）先面后孔；3）基准先行；4）先主后次。

（1-4）

31．工件在机床上的装夹方法有找正法、夹具法。

（1-4）

32.确定加工余量的方法有经验估计法、分析计算法和查表修正法，其中在模具生产中被广泛采用是经验估算法。

（1-5）

33．工序余量是相邻两工序的尺寸之差。

（1-5）

二、判断题

1.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，应算作一道工序。

（√）（1-1）

2.一个工人在同一台车床上连续完成某一表面的粗、精车，应算作两道工序。

（×）（1-1）

3.划分工序主要依据，是零件在加工过程中工作地点﹑加工对象是否改变以及加工是否连续完成。

如果不能满足其中一个条件，即构成另一个工序。

（√）（1-1）

4.在某机床上将一批轴车完端面后，再逐个打中心孔，对一个工件来说，车端面和打中心孔应划分为一道工序。

（×）（1-1）

5.在一道工序中，工件只需一次装夹。

（×）（1-1）

6.一个工序可以包含几个工步，也可以只有一个工步。

（√）（1-1）

7.模具生产为单件、多品种生产。

在制造工艺上尽量采用通用机床、通用刀量具和仪器，尽可能地减少专用工具的数量。

（√）（1-1）

8.成批生产的基本特点是产品品种多，同一产品有一定的数量，能够成批进行生产。

（√）（1-1）

9.工件的安装包括定位、夹紧和拆卸三个过程。

（×）（1-1）

10.工步是在加工表面不变，加工工具可变的情况下，所完成的那一部分工序。

（×）（1-1）

11．工位是组成工艺过程的基本单元。

（×）（1-1）

12.在编制工艺规程时，首先要对产品图样进行工艺性分析。

工艺性分析的主要内容包括零件结构的工艺性分析与零件的技术要求分析两个方面。

（√）（1-2）

13．

轴类零件通常用圆棒料和锻件做坯料。

（√）（1-2）

14.当坯料材料已确定时，已知该材料的铸造性良好，则采用铸件作坯料。

（√）（1-2）

15.尺寸较大的钢制零件，当要求组织均匀、晶粒细小时，不宜直接用热轧型材作坯料，而应采用锻件。

（√）（1-2）

16.零件结构的工艺性好是指零件的结构形状在满足使用要求的前提下，按现有的生产条件能用较经济的方法方便地加工出来。

（√）（1-2）

17.模具零件的毛坯形式主要分为型材、锻造件、铸造件和半成品四种。

（√）（1-2）

18．腔类零件上的孔则不宜采用拉削和内圆磨削加工。

（√）（1-2）

19．对于具有不加工表面的工件，为保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，一般应选择不加工表面为粗基准。

（√）（1-3）

20．精基准即为零件粗加工中所用的基准，精基准即为零件精加工所用的基准。

（×）（1-3）

21．一般情况下，同一尺寸方向上的粗基准只能使用一次。

（√）（1-3）

22．只有满足“基准重合”原则，才能实现“基准统一”原则。

（×）（1-3）

23．如果要求保证零件加工表面与某不加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作粗基准。

（√）（1-3）

24．若零件上每个表面都要加工，则应选加工余量大的表面为粗基准。

（×）（1-3）

25．采用浮动铰刀铰孔，圆拉刀拉孔以及用无心磨床磨削外圆表面等，都是以加工表面本身作为定位基准。

（√）（1-3）

26．利用划线找正，位置误差较大，直接找正位置误差很小。

（√）（1-3）

27．精细车特别适合有色金属的精加工。

（√）（1-4）

28．零件的内孔表面加工，在精度要求相同的条件下，要比外圆加工困难。

（√）（1-4）

29．光整加工的主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和降低表面粗糙度，一般不能纠正几何形状和相互位置误差。

（√）（1-4）

30．铰孔是对淬硬的孔进行精加工的一种方法。

（（×）1-4）

31．铰孔通常是自为基准，对纠正孔位置精度很差。

（√）（1-4）

32．所谓工序地分散，是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应地。

（×）（1-4）

33.所谓工序地分散，是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应地。

（×）（1-4）

34.工序集中即每一工序中工步数量较小。

（×）（1-4）

35.单件、小批量生产宜选用工序集中原则。

（√）（1-4）

36.只要工人的操作技能相当熟练，加工过程严格按图样要求，则无须单独安排检验工序。

（×）（1-4）

37.对于极高精度的

外圆加工（IT5，Ra为0.2um以上），方案可选用粗车—半精车—精车。

（×）（1-4）

38.为了改善金属组织和加工性能的热处理工序（如退火），一般安排在半精加工之后，精加工之前进行。

（×）（1-4）

39．在工艺尺寸链中，间接得到的尺寸称为封闭环。

（√）（1-5）

三、选择题

1．轴类零件在一台车床上连续完成车端面、外圆和切断。

此时工序为（A）。

（1-1）

A一个B两个C三个D四个

2.为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所占据的每一位置称为（C）。

（1-1）

A、工步B、工序C、工位D、装夹

3．简要说明零件加工所经过的工艺路线的卡片是（A）。

（1-1）

A机械加工工艺过程卡B机械加工工艺卡C机械加工工序卡

4．制订工艺规程的最基本的原始材料是（B）。

（1-1）

A装配图B零件图C工序图

5．单件生产的基本特点是（B）。

（1-1）

A产品品种单一B每种产品仅生产一个或数个别C经常重复生产

6．大量生产的基本特点是（A）。

（1-1）

A产品品种单一B每种产品仅生产一个或数个别C很少重复生产

7．在不同的生产下类型下，同一产品的工艺过程是（C）。

（1-1）

A相同的B相似的C不同的

8.模具零件采用锻件锻造的目的可能是：

（A）。

（1-2）

A、充分发挥材料的力学性能，提高模具零件的加工工艺性和使用寿命

B、合理使用加工设备C、保证模具零件的加工精度

9．下列不属于平面加工方法的是（D）。

（1-2）

A刨削B磨削C铣削D铰削

10．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（C）基准。

（1-3）

A定位B测量C装配D工艺

11．测量零件已加工表面的尺寸和位置所使用的基准为（B）基准。

（1-3）

A定位B测量C装配D工艺

12．选择精基准的原则中讲到的“基准重合”是指（A）。

（1-3）

A、选择设计基准作为精基准B、以粗基准作为精基准

C、在多数工序中采用同一组精基准定位

13．选择定位基准时，粗基准可以使用（A）。

（1-3）

A一次B两次C多次

14．选择精基准的原则中讲到的“基准统一”是指（A）。

（1-3）

A在多数工序中采用同一组精基准定位

B选择加工表面本身作为精基准

C选择设计基准作为精基准

15.工件的安装方式有多种，其中直接找正法运用于（A）。

（1-3）

A、单件、小批量生产的精加工中B、批量较小的毛坯粗加工中

C、成批或大量生产中

16．铰孔主要用于加工（C）。

（1-4）

A大尺寸孔B盲孔、深孔C中小尺寸未淬硬孔D中小尺寸已淬硬

17．对未经淬火直径较小孔的精加工应采用（A）。

（1-4）

A铰削B镗削C磨削D钻削

18．为以后的工序提供定位基准的阶段是（A）。

（1-4）

A粗加工阶段B半精加工阶段C精加工阶段

19．在拟定机械加工工艺过程、安排工艺顺序是，首要考虑的问题是（B）。

（1-4）

A尽可能减少工序数B精度要求高的工件表面加工问题

C尽可能使用万能夹具

20．对于精度要求较高，Ra为0.8um的滑动平面，其终了加工，应该采用（D）。

（1-4）

A精车B精铣C精刨D平磨

21．对于有色金属零件的外圆表面加工，当其精度为IT6，Ra为0.4um时，它的终了加工方法应采用（C）。

A精车B精磨C精细车D研磨

22．某一表面在一道工序中所切除的金属层深度称为（B）。

（1-5）

A加工余量度B工序余量C总余量

四、问答题

1．模具零件的毛坯主要有哪些类型？

哪些模具零件必须进行锻造？

（1-2）

答：

模具零件的毛坯主要有原型材、锻件、铸件、半成品件。

对于模具结构中的工作零件，例如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，毛坯形式应该为锻造件。

2．零件结构工艺性的含义是什么？

怎样判断零件结构工艺性的优劣？

（1-2）

答：

零件结构的工艺性，是指所设计的零件在能满足使用要求制造的可行性和经济性。

零件结构的工艺性好是指零件的结构形状在能满足使用要求，按现有的生产条件能用较经济的方法方便地加工出来。

在不同的生产条件下对零件结构的工艺性要求也不一样。

3．什么是精基准？

试述选择精基准的原则？

（1-3）

答：

用已经加工过的表面作定位基准称为精基准。

选择精基准，应遵循基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则。

4．什么是基准？

基准一般分成哪几类（1-3）

答：

基准就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。

基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。

工艺基准按用途不同，又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

5．如图所示为冲压模的下模座,试确定其加工的粗基准与精基准?

（1-3）

答：

冲压模座，其上表面B是安装其他模板的基准面，要求其加工余量均匀。

此时就需将上表面B作为粗基准，先加工出模座的下表面A，再以下表面A作为精基准加工上表面B，这时上

表面B的加工余量就比较均匀，且又比较小。

6．编制工艺规程时，为什么要划分加工阶段？

在什么情况下可以不划分加工阶段？

（1-4）

答：

对于加工质量要求较高的零件，为了保证零件的保证加工质量、合理使用设备、便于安排热处理工序、便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面，充分利用人力、物力资源，工艺过程应分阶段进行。

在零件的加工要求特别低的情况下可以不划分加工阶段。

7．工序集中和工序分散各有什么特点（1-4）

答：

工序集中的特点是有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。

工序分散的特点是可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀比较容易，对操作工人的技术水平要求较低。

8．机械加工工序顺序的安排原则是什么（1-4）

答：

机械加工工序顺序的安排原则是：

l）先粗后精；2）先主后次；3）基面先加工；4）先面后孔。

五、计算题：

1.如图所示零件，各平面及槽均已加工，求以侧面K定位钻φ10mm孔的工艺尺寸及其偏差。

解：

确定封闭环：

在零件加工中直接控制的尺寸（40±0.05）mm和A，孔的位置尺寸（100±0.2）mm是间接得到的，故尺寸（100±0.2）mm为封闭环。

绘出工艺尺寸链图，自封闭环两端出发，把图中相互联系的尺寸首尾相连即得工艺尺寸链。

判断组成环的性质：

从封闭环开始，按顺时针环绕尺寸良图，平行于各尺寸画出箭头，尺寸A的箭头与封闭环相反为增环，尺寸40mm为减环。

A的基本尺寸：

100=A-40A=140（mm）

A的上、下偏差：

0.2=ESA-（-0.05）ESA=0.15（mm）

-0.2=EIA-0.05EIA=-0.15（mm）

验算：

式（1-6）

0.2-（-0.2）=[0.05-（-0.05）]+[0.15-（-0.15）]

0.4=0.4

各组成环公差之和等于封闭环的公差，计算无误。

2．如图所示零件，，，。

因A3不便测量，试重新标出测量尺寸及其公差。

（1-5）

解：

因A3不便测量，在加工过程中通过测量内孔大孔的深度尺寸A4和尺寸A1、A2来间接保证尺寸A3，所以尺寸A3为封闭环，作出尺寸链图：

从尺寸链图中知：

A4为增环，A1为减环，A2为增环。

计算A4的基本尺寸及上、下偏差：

A4的基本尺寸：

A3=A2+A4-A1

TA4=A1+A3-A2=70+20-60=30mm

A4的上偏差：

ES（A3）=ES（A2）+ES（A4）-EI（A1）

TES（A4）=EI（A1）+ES（A3）-ES（A2）=（-0.07）+（+0.19）-0=+0.12mm

A4的下偏差：

EI（A3）=EI（A2）+EI（A4）-ES（A1）

TEI（A4）=ES（A1）+EI（A3）-EI（A2）=（-0.02）+0-（-0.04）=+0.02mm

故：

3.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？

（1-5）

解：

①画尺寸链

②封闭环A0=，减环A2，

增环A1=

③计算封闭环基本尺寸：

10=50-A2A2=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

六、指出下列零件的结构工艺性方面存在的问题，并提出改进意见。

（1-2）

1．

2．

3．

4．

第2章模架类零件的加工工艺

一、填空题：

1．根据模架的技术要求，在加工过程中要特别注意保证模板平面的平面度和平行度误差以及导柱、导套安装孔与模板平面的垂直度误差。

（2-1）

2．修正中心孔可以采用磨、研磨和挤压等方法。

（2-1）

3.研磨导柱常出现的缺陷是“喇叭口”（孔的尺寸两端大中间小）。

（2-1）

4．导柱、导套可以直接选用适当尺寸的热轧圆钢做毛坯。

（2-1）

5．由于导柱、导套要进行渗碳、淬火等热处理，硬度较高，所以导柱、导套的配合表面的精加工方法采用磨削。

（2-1）

6.导柱外圆常用的加工方法有车削、磨削、超精加工和研磨加工等。

（2-1）

7．在导柱加工过程中，外圆柱面的车削和磨削都是以两端面的中心孔定位，这样可使外圆柱面的设计基准和工艺基准重合（2-1）

8.模座的加工主要是平面和孔的加工。

为了使加工方便和容易保证加工要求，在个工艺阶段应先加工平面，后加工孔。

（2-2）

二、判断题

1.为了保证良好的导向作用，导柱与导套的配合间隙要求小于凸模、凹模之间的间隙。

（√）（2-1）

2.挤压法一般用于精度要求较高的中心孔。

（×）（2-1）

3.模具板类加工过程中为保证技术要求和加工方便，一般遵循“先孔后面”的原则。

（×）（2-2）

三、选择题

1.某导柱材料为40钢，外圆表面要达到IT6级精度，Ra.8um则加工方案可选（A）（2-1）

A粗车—半精车—粗磨—精磨B粗车—半精车—精车

C粗车—半精车—粗磨

2．某导套的材料为40钢，内圆表面要达到IT7级精度，Ra0.2um则内孔，加工方案可选（A）（2-1）

A钻孔—镗孔—粗磨—精磨—研磨B钻孔—扩孔—精铰孔

C钻孔—拉孔

3．下列不属于平面加工方法的是（C）（2-2）

A刨削B磨削C铰削

四、简答题

1．加工导柱时常以什么作定位基准？

为什么？

（2-1）

答：

在导柱加工过程中，外圆柱面的车削和磨削都是以两端面的中心孔定位，这样可使外圆柱面的设计基准和工艺基准重合，并使各主要工序的定位基准统一，易于保证外

圆柱面间的位置精度和使各磨削表面都有均匀的磨削信余量。

2．导柱加工中为什么要研磨中心孔？

（2-1）

答：

导柱加工中研磨中心孔目的在于消除中心孔在热处理过程中可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圆柱面时获得精准定位，以保证外圆柱面的形状精度要求。

3．机械加工中修整定位用中心孔的作用是什么？

可采用哪些修整方法？

（2-1）

答：

加工定位用中心孔的作用是以便为后继工序提供可靠的定位基准。

修正中心孔可采用在车床上用磨削方法修正中心孔，用研磨法修正中心孔，用挤压法修正中心孔。

*四、写出模具零件的工艺过程：

导套的加工工艺路线

工序号工序名称工序内容

1下料按尺寸Φ52mm×115mm切断

2车外圆及内孔车端面保证长度113mm

钻Φ32mm孔至Φ30mm

车Φ45mm外圆至Φ45.4mm

倒角

车3×1退刀槽至尺寸

镗Φ32mm孔至Φ31.6mm

镗油槽

镗Φ32mm孔至尺寸

倒角

3车外圆、倒角车Φ48mm的外圆至尺寸

车端面保证长度110mm

倒内外圆角

4检验

5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，硬度58~62HRC

6磨内外圆磨45mm外圆达图样要求

磨32mm内孔，留研磨量0.01mm

7研磨内孔研磨Φ32mm孔达图样要求

研磨圆弧

8检验

第3章凸模、型芯与型孔类零件的加工工艺

一、填空题

1．回转曲面的车削加工，尺寸大的曲面采用仿形加工法加工，尺寸小的曲面采用成形刀加工法加工。

（3-1）

2．模具工件零件的常规加工主要包括车削、铣削、刨削等工艺。

（3-1）

3．车削工艺范围可分为粗车、半精车、精车和精细车。

（3-1）

4．车削加工精度可达到IT6以上，表面质量可达Ra0.4μm以下。

（3-1）

5．加工平面和沟槽最常用的加工方法是铣削，其加工精度一般可达IT8～IT10，表面粗糙度Ra值达6.3～1.6um。

（3-1）

6．铣刀属于多齿刀具，切削效率高。

（3-1）

7．刨模机床主要用于加工刃口形状由圆弧和直线组成的形状复杂的凸模和型腔冷挤压冲头等零件。

（3-1）

8．刨模机床加工，一般留单边刨削余量0.2～0.3mm。

（3-1）

9．压印锉修是一种钳工加工方法，最适合于加工无间隙的冲模，这种加工方法能保证凸、凹模的刃口形状一致。

（3-1）

10．压印锉修是利用已经淬硬并已加工完成的凸模、凹模或另外制造的工艺冲头作为压印基准件，垂直放置在未经淬硬（或硬度较低）并留有一定压印锉修余量的对应刃口或工件上，施加压力，经压印基准件的切削与挤压作用，在工件上压出印痕，钳工再按此印痕修整而作出刃口或工件。

（3-1）

11．模具的凸模、型芯、拼块凹模等

工作零件的成形面技术要求很高时，可采用成形磨削加工。

12．成形磨削的原理是将零件的轮廓线分解为若干直线和圆弧，然后按一定的顺序逐段磨削，达到规定的技术要求。

13．成形磨削加工尺寸精度可达IT5，粗糙度Ra达0．1um。

（3-2）

14．成形磨削按加工原理可分为成形砂轮磨削法与夹具成形磨削法两大类。

（3-2）

15．修整成型砂轮常用的方法有挤压轮修整、专用夹具修整、数控机床修整和电镀修整等。

（3-2）

16．正弦分中夹具适用于磨削同一中心的凸圆弧，对于凹圆弧磨削，则需要用成形砂轮配合进行。

（3-2）

17．万能夹具是成形磨床的主要部件，也可在平面磨床或万能工具磨床上使用。

它由十字滑块、回转部分、分度部分和工件的装夹部分组成。

（3-2）

18．万能夹具因具有十字滑块，可移动工件的回转中心，因此它能轻易的完成对不同轴线的凸、凹圆弧面的磨削工作。

（3-2）

19．夹具成形磨削法加工平面或斜面可用正弦精密平口钳和正弦精密磁力台，加工具有一个回转中心的工件用正弦分中夹具，加工具有多个回转中心的工件可用万能夹具。

（3-2）

20．电火花成形加工机床的主要附件有夹头和平动头。

（3-3）

21．电火花线切割机床主要由机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统和工作液循环系统等组成。

（3-3）

22．在电火花加工中，为使脉冲放电能连续进行，必须靠工具电极的进给和调节装置来保证放电间隙。

（3-3）

23．一次放电过程大致可分为电离、放电、热膨胀、抛出电蚀物及消电离等五个阶段。

（3-3）

24．当正极的蚀除速度大于负极时，工件应接正极，工具电板应接负极，形成正极性加工。

（3-3）

25．在工件的上