机械加工方法分析与比较毕业论文.doc

黄冈职业技术学院机电学院毕业设计序言随着机械制造业的不断发展，社会对生产率的要求也越来越高，因此，大批量生产成为时代的需求，而组合机床就可以满足这一需求，我们有必要来研究他。另外，支架是主要起支撑作用的构架，承受较大的力，也有定位作用，使零件之间保持正确的位置。因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性能，我们有必要对其进行研究。机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基础课、技术基础课以及专业课的综合，是学完机械制造技术基础（含机床夹具设计）和全部专业课，并进行了实训的基础上进行的，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年大学生活中占有重要的地位。本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论，并结合生产实践中学到的技能知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件（支架）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。目录一、 机械加工简介及其用到的方法1.1 机械加工简介41.2 机械加工的现状41.3 机械加工未来的发展趋势51.4 机械加工的方法有哪些 1.5 机械夹攻的划分 二、现行常用的加工方法内容、特点、原理、应用场合 2.1 车削部分6 2.2 铣削部分 2.3 刨削部分 2.4 磨削部分 2.5 钻削部分 2.6 镗削部分 2.7 齿面部分三、特种加工部分 3.1特种加工的特点3.2电火花加工3.3 电解加工3.4激光加工3.5超声波加工四、针对各种表面及孔的不同加工方法4.1 典型表面的机械加工7 4.2 孔的机械加工方法9五、参考文献及毕业设计总结21一、 机械加工简介及其用到的方法1.1 机械加工简介机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工会引起工件的化学或物相变化称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理煅造铸造和焊接。 另外装配时常常要用到冷热处理。例如：轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩，将外圈适当加热使其尺寸放大，然后再将其装配在一起。火车的车轮外圈也是用加热的方法将其套在基体上，冷却时即可保证其结合的牢固性（此种方法现在不知道是否还有）。1.2 机械加工的现状 机械制造业是一个国家最基础的行业，也决定了一个国家制造业的整体水平，起步早，但发展又最令人担忧，比如现在中国的汽车工业相比机械制造业来说无论是产品质量还是生产效率都要高得多，当然这也是因为机械行业的特性起了决定性的因素。 面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制造业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境还存在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。随着我国改革的不断深入，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。当今，制造业的世界格局已经和正在发生重大的变化，欧、亚、美三分天下的局面已经形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中。所有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战与机遇并存，我们应该正视现实，面对挑战，抓住机遇，深化改革，以振兴和发展中国的机械制造业为己任，励精图治，奋发图强，以使我国的机械制造业在不太长的时间内赶上世界先进水平1.3 机械加工未来的发展趋势 随着信息技术革命，管理思想与方法的根本性变化，企业组织形式也发生了变化，这些变化发生在跨国公司，并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是：广泛利用别国的生产设施与技术力量，在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况下，制造出最终产品，并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件的加工网络，自己负责产品的总装与营销。原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势1.4 机械加工有哪些 机械加工包括：激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。机械加工：广意的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机等专用机械设备制作零件的过程。 1.5 传统的机械加工方法 机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况：(1) 用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工修配，装配成各种模具。 (2) 精度要求高的模具零件，只用普通机床加工难以保证高的加工精度，因而需要采用精密机床进行加工。(3) 为了使模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趋自动化，减少钳工修配的工作量，需采用数控机床(如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备)加工模属模具中，依靠金属自重充满金属模具型腔而获得的铸件，这种铸件比砂型铸造铸件精度高，表面质量和力学性能好，生产效率也高，但需要专用的金属型腔模，适用于大批量生产中的尺寸不大的有色金属铸件，综合上述生产此支架零件选择金属型铸造铸件的方式。1.6 机械加工方法的划分机床运动的不同、刀具的不同, 可将切削方法分为几种主要有: 车削、铣削、刨削、磨削、钻削和特种加工等二、现行各种加工方法内容（原理）、特点、应用场合及优缺点2.1 零件常用的传统机械加工方法机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况：(1) 用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工修配，装配成各种模具。 (2) 精度要求高的模具零件，只用普通机床加工难以保证高的加工精度，因而需要采用精密机床进行加工。(3) 为了使模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趋自动化，减少钳工修配的工作量，需采用数控机床(如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备)加工模具零件。2.1车削加工1车削加工的内容车削加工是在车床上利用车刀对工件的旋转表面进行切削加工的方法。它主要用来加工各种轴类、套筒类及盘类零件上的旋转表面和螺旋面， 其中包括：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外，还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。车削加工精度一般为IT8IT7，表面粗糙度为Ra6.31.6m；精车时，加工精度可达IT6IT5， 粗糙度可达Ra0.40.1m。2. 车削加工的特点车削加工的特点是: 加工范围广，适应性强，不但可以加工钢、铸铁及其合金，还可以加工铜、铝等有色金属和某些非金属材料，不但可以加工单一轴线的零件，也可以加工曲轴、偏心轮或盘形凸轮等多轴线的零件； 生产率高；刀具简单，其制造、刃磨和安装都比较方便。3. 车削加工的应用场合它主要用来加工各种轴类、套筒类及盘类零件上的旋转表面和螺旋面， 其中包括：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外，还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等4. 选择车削加工的优点生产率高；刀具简单，其制造、刃磨和安装都比较方便。由于上述特点，车削加工无论在单件、小批，还是大批大量生产以及在机械的维护修理方面，都占有重要的地位。 5车床车床(Lathe)的种类很多，按结构和用途可分为卧式车床、立式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动车床、仪表车床和数控车床等。其中卧式车床应用最广，是其他各类车床的基础。常用的卧式车床有C6132A，C6136，C6140等几种。 2.1.2 铣削加工1铣削加工的内容主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工， 用成型铣刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般可达IT9IT7，表面粗糙度为Ra6.31.6m。 概括而言，可以铣削平面、台阶面、成型曲面、螺旋面、键槽、T形槽、燕尾槽、螺纹、齿形等。 2铣削加工的特点铣削加工的特点具体如下：(1) 生产率较高(2) 铣削过程不平稳 (3) 刀齿散热较好因此，铣削时，若采用切削液对刀具进行冷却，则必须连续浇注，以免产生较大的热应力。 3铣削加工的应用场合磨削加工主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成型面(如花键、螺纹、齿轮等)的精加工，以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。4. 选择铣削加工的优点1）工艺特点2）通用性好 3）刨床、刨刀结构简单，操作也简单4）生产效率低5铣床 1）卧式铣床卧式铣床的主轴是水平的， 2）立式铣床立式铣床的主轴与工作台台面垂直。2.1.3 刨削加工1刨削加工的内容刨削是使用刨刀在刨床上进行切削加工的方法，主要用来加工各种平面、沟槽和齿条、直齿轮、 花键等母线是直线的成型面。刨削比铣削平稳，但加工精度较低，其加工精度一般为IT10IT8， 表面粗糙度为Ra6.31.6 m。磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞。因而，磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。 磨削时，由于刀刃很多，所以加工时平稳、精度高。磨床是精加工机床，磨削精度可达IT6IT4，表面粗糙度Ra可达1.250.01m，甚至可达0.10.008m。磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工。因此，往往作为最终加工工序。磨削时，产生热量大，需有充分的切削液进行冷却。按功能不同，磨削还可分为外园磨、内孔磨、平磨等。2刨削加工的特点刨削加工的特点：生产率较低；刨削为间断切削，刀具在切入和切出工件时受到冲击和振动，容易损坏。因此，在大批量生产中应用较少，常被生产率较高的铣削、拉削加工代替。3刨削加工的应用场合磨削加工主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成型面(如花键、螺纹、齿轮等)的精加工，以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。4. 选择刨削加工的优点5刨床1）牛头刨床牛头刨床主要刨削中、小型零件的各种平面及沟槽，适用于单件、小批生产的工厂及维修车间。2）龙门刨床龙门刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各种平面、沟槽以及各种导轨面，也可在工作台上一次装夹多个零件同时进行加工。2.1.4 钻削和镗削加工钻削和镗削都是加工孔的方法。钻削包括钻孔、扩孔、铰孔和锪孔。其中，钻孔、扩孔和铰孔分别属于孔的粗加工、半精加工和精加工，俗称“钻扩铰”。钻孔精度较低，为了提高精度和表面质量，钻孔后还要继续进行扩孔和铰孔。钻削加工是在钻床上进行的。镗削是利用镗刀在镗床上对工件上的预制孔进行后续加工的一种切削加工方法。一、钻削加工1.钻削加工的内容刀具作旋转主运动同时沿轴向移动作进给运动。 在钻床上，用钻头旋转钻削孔，是孔加工的最常用方法。钻削的加工精度较低，一般只能达到IT10，表面粗糙度一般为12.56.3m在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。扩孔采用扩孔钻，铰孔采用铰刀进行加工。铰削加工精度一般为IT9IT6，表面粗糙度为Ra1.60.4m。扩孔、铰孔时，钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线，无法提高孔的位置精度。镗孔可以较正孔的位置。镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔时，镗刀基本与车刀相同，不同之处是工件不动，镗刀在旋转。镗孔加工精度一般为IT9IT7，表面粗糙度为Ra6.30.8mm。 钻削加工 镗床加工 车床加工钻：IT11级，Ra12.5 钻-铰：IT9级，Ra3.2（20的孔）钻-扩-铰：IT9级，Ra3.2（20 80的孔）钻-（扩）-粗铰-精铰：IT7级；Ra0.8钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪平面。2.钻削加工的特点1）、易引偏 （1）打定心坑 （2）钻套、钻模（3）两主切削刃刃磨对称 2）、排屑困难 啄钻，磨分屑槽3）、散热差1)钻孔钻孔(Driling)是用钻头在实体工件上钻出孔的方法，常用的钻头是麻花钻。钻孔时，首先根据孔径大小选择钻头。一般，当孔径小于30mm时，可一次钻出；大于30mm时，应先钻出一小孔，然后再用扩孔钻将其扩大。2)扩孔对已有孔进行扩大的加工方法称为扩孔(CoreDriuing)，仅为了扩大孔的直径的扩孔可用麻花钻，在扩大孔的直径的同时提高孔形位精度的扩孔采用专门的扩孔钻其加工精度一般为IT10IT8，表面粗糙度为Ra6.33.2m。扩孔可作为要求不高孔的最终加工，也可作为精加工(如铰孔)前的预加工3)铰孔铰孔(Reaming)是用铰刀在扩孔或半精镗后的孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和减小表面粗糙度值的一种精加工方法。加工精度可达IT7IT6，表面粗糙度为Ra0.80.4m。铰刀有手用铰刀和机用铰刀两种，手用铰刀工作部分较长，机用铰刀工作部分较短4)锪孔锪孔是指在已加工孔上加工圆锥形沉头孔、圆柱形沉头孔和端面凸台的方法。锪孔用的刀具统称为锪钻。5.钻床工厂中常用的钻床(DrillingMachine)有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。1)台式钻床台钻结构简单，操作方便，适于加工小型零件上直径小于等于13mm的孔。2)立式钻床立式钻床简称立钻(DrillVertical)。它常用于加工单件、小批生产中的中、小型工件。3)摇臂钻床摇臂钻床(BeamDrill)适用于加工笨重和多孔的工件。二、镗削加工1.镗削加工的内容在镗床上切削加工，不仅可以镗孔，还可以钻孔、扩孔、铰孔以及用多种刀具对平面、外圆面、沟槽和螺纹进行加工。镗床与其他机床相比，特别适合于箱体上尺寸较大、精度要求高，且有轴间距和位置精度要求的孔。1）.经济精度：IT7IT8级 经济表面粗糙：Ra0.81.62）.使用刀具：镗刀3）.镗削加工是以镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法。2.镗削加工的特点3.选择镗削加工的应用场合镗削可以对工件上的通孔和盲孔进行粗加工、半精加工和精加工。适宜加工箱体、机架等结构复杂和尺寸较大的工件上的孔及孔系。4. 选择镗削加工的优点优点是用一种镗刀可以加工一定范围内各种不同直径的孔，特别是大直径孔，几乎是可供选择的惟一方法。5.镗床镗床有卧式镗床、立式镗床、深孔镗床和坐标镗床之分，应用最广的是卧式镗床。2.1.5磨削加工1. 磨削加工的内容磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞。因而，磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。 磨削时，由于刀刃很多，所以加工时平稳、精度高。磨床是精加工机床，磨削精度可达IT6IT4，表面粗糙度Ra可达1.250.01m，甚至可达0.10.008m。磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工。因此，往往作为最终加工工序。磨削时，产生热量大，需有充分的切削液进行冷却。按功能不同，磨削还可分为外园磨、内孔磨、平磨等。2. 磨削加工的特点(1)加工精度高。磨削加工精度一般可达IT6IT4，表面粗糙度为Ra0.80.1m，当采用高精度磨床时，粗糙度可达Ra0.10.08m。(2)工件的硬度高。(3)磨削温度高。磨削时要有充足的冷却液，同时冷却液还可以起到排屑和润滑作用。 3. 磨削加工的应用场合磨削加工主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成型面(如花键、螺纹、齿轮等)的精加工，以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。4. 选择磨削加工的优点5磨床磨床(Grinders)是指用磨具（如砂轮）或磨料加工工件表面的机床，广泛应用于工件的精加工，尤其是淬硬钢件及其他高硬度特殊材料的精加工。床的类型很多，主要有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床、工具磨床及各种专门化磨床(曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床、导轨磨床)等。常用的是平面磨床和外圆磨床。2.1.6 特种加工部分特种加工的内容1. 解决各种难切削材料的加工问题 2. 解决各种复杂表面的加工问题 3. 解决各种超精或具有特殊要求的零件 的加工问题 特种加工的特点1. 主要利用电能、电化学能、声能、光能、热能等去除材料，而不是主要依 靠机械能2. 工具硬度可以低于被加工材料的硬度3. 加工过程中工具和工件之间不存在显 著的切削力常用特种加工方法分类表特种加工方法能量形式作用原理英文缩写电火花加工成形加工电能、热能熔化、气化EDM线切割加工电能、热能熔化、气化WEDM电化学加工电解加工电化学能阳极溶解ECM电解磨削电化学机械能阳极溶解 磨削EGM电铸、电镀电化学能阴极沉积EFM EPM激光加工切割、打孔光能、热能熔化、气化LBM表面改性光能、热能熔化、相变LBT电子束加工切割、打孔电能、热能熔化、气化EBM离子束加工刻蚀、镀膜电能、动能原子撞击IBM超声波加工切割、打孔声能、机械能磨料高频撞击USM 一.电火花加工1. 电火花加工的内容电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的。电火花加工机床一般由脉冲电源、自动进给机构、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成。工件固定在机床工作台上。脉冲电源提供加工所需的能量，其两极分别接在工具电极与工件上。当工具电极与工件在进给机构的驱动下在工作液中 相互靠近时，极间电压击穿间隙而产生火花放电，释放大量的热。工件表层吸收热量后达到很高的温度(10000以上)，其局部材料因熔化甚至气化而被蚀除下来，形成一个微小的凹坑。工作液循环过滤系统强迫清洁的工作液以一定的压力通过工具电极与工件之间的间隙，及时排除电蚀产物，并将电蚀产物从工作液中过滤出去。多次放电的结果，工件表面产生大量凹坑。工具电极在进给机构的驱动下不断下降，其轮廓形状便被“复印”到工件上(工具电极材料尽管也会被蚀除，但其速度远小于工件材料)。 用特殊形的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床。加工原理两极之间 火花放电 电腐蚀 去除材料创造条件： 1.工具与工件之间保持适当间隙 自动进给调节系统2.火花放电必须是脉冲性放电 采用脉冲电源3.在有一定绝缘性能的介质中放电 液体绝缘介电火花加工原理图1工件 2脉冲电源 3自动进给调节系统 4工具 5工作液 6过滤器 7工作液泵2. 电火花加工的特点1）.适于难切削材料的加工 硬质合金、淬火钢等2）.加工复杂形状或特殊零件 应用领域日益扩大3）.电火花加工的应用场合主要加工金属等导电材料3. 选择电火花加工的优点二.电解加工1.电解加工的内容电解加工原理利用金属在电解液中的电化学反应（阳极溶 解）将工件加工成形 直流电源10 24V缓进保持间隙 0.11mm电解液压力0.52 MPa 2.电解加工的特点1）可加工任何硬度的金属材料。2）加工叶片、锻模等型面，加工易变形或 薄壁零件。3）加工表面质量好，无毛刺、变质层、残 余应力。4）生产率约为电火花加工的510倍5）阴极工具无损耗可长期使用。3.电解加工的应用场合4. 选择电解加工的一些缺点1） 加工精度（0.03 mm）及稳定性不 易提高2） 小孔、窄缝及棱角清晰零件难加工3） 电极设计制造较麻烦，需多次修整4） 附属设备多，一次性投资大 5） 防腐蚀及电解泥渣、废液处理问题三.激光加工1.激光加工的内容激光加工原理激光加工是一种利用光能进行加工的方法。激光是一种能量密度高、方向性强、单色性好的相干光。2.激光加工的特点1） 激光加工不需要工具，没有工具损耗、更换 等问题。2） 工件无受力变形，易保证加工精度。3) 几乎能加工所有的金属和非金属材料。4) 加工速度快，效率高，热影响区小。5） 能进行细微加工。6） 能够透过玻璃等透明介质进行加工。3.激光加工的应用场合1）.激光打孔 金刚石拉丝模、宝石轴承、 化纤喷丝头、不锈钢板打孔。 2）.激光切割3) .激光焊接4) .激光表面处理5）.激光快速成形4. 选择激光加工的优点四.超声波加工1.超声波加工的内容超声波加工原理利用振动频率超过16 kHz的工具头，通过磨料悬浮液对工件进行成形加工的方法。超声波加工装置 一般包括： 1.超声发生器 2.超声换能器 3.变幅杆（振幅扩大棒） 4.工具头 5.磨料悬浮液循环系统2.超声波加工的特点1.适于加工各种硬脆材料，特别是非金属材料，如 陶瓷、玻璃及各种半导体材料。 2.宏观切削力小，不易引起变形和烧伤，适于加工 薄壁、窄缝、低刚度零件。 3.加工精度高，表面质量好。 4.加工机床及工具均较简单。 5.生产率比电火花、电解加工等低。方法的选择一、回转面加工方法的选择每一种回转面都有很多加工方法，具体选择时应根据零件的材料、毛胚种类、结构形状、尺寸、加工精度、粗糙度、技术要求、生产类型及工厂的生产条件等因素来决定，以确保加工质量和降低生产成本。1外圆表面加工1）外圆表面加工技术的要求外圆表面的技术要求包括：尺寸与形状精度；位置精度；表面质量。2）外圆表面加工方案的分析各种加工要求的外圆表面的加工方案件，供选用时参考。精车半精车磨精车半精车粗磨精磨研磨或超级光磨精车半精车精车细精车研磨（1） 一般最终工序采用车加工方案的，适用于各种金属（淬火钢除外）。（2） 最终工序采用磨加工方案的，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，但不宜加工强度低、韧性大的有色金属。磨削前的车削精度无需很高，否则对车削不经济，对磨削也无意义。（3） 最终工序采用精细车或研磨方案的，适用于有色金属的精加工。（4） 研磨、超级光磨和高精度小粗糙值磨削前的外圆精度和粗糙度对生产率和加工质量影响极大，所以在研磨或高精度磨削前一般都要进行精磨。（5） 对尺寸精度要求不高，而粗糙度值要求而光亮的外圆，可通过抛光达到要求。2孔加工1）孔加工的技术要求零件上的孔多种多样，常见的有；螺栓螺钉孔、油孔、套筒、齿轮、端盖上的轴向孔；箱体上的轴承孔；深孔（深径比LD510）。2)孔加工方案的分析常用的各种法的加工方案，供选用时参考。钻铰钻扩粗铰精铰研磨或手铰钻粗镗（半精镗）粗磨精磨研磨钻粗镗半精镗磨钻粗镗半精镗精镗精细镗钻孔适用于各种批量生产中，对各类零件和各种材料（淬火钢除外）的实体进行孔加工。（1） 加工公差等级IT9的孔，如孔径小于10mm时，可采用钻铰方案；孔径小于30mm的孔，可采用钻模钻孔，或采用钻孔后扩孔；孔径大于30mm的孔，一般采用钻孔后镗孔，镗孔常用于单件小批生产。（2） 加工公差等级IT8的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻孔后铰孔；若孔径大于20mm，可视具体情况，采用钻一扩（或镗）一铰，此方案适用于加工除淬火钢以外的各种金属，但孔径应在20mm80mm范围内。此外，也可采用最终工序为精镗或拉的方案。淬火钢可采用磨削加工。（3） 加工公差等级IT7的孔，当孔径小于12mm时，一般采用钻孔后进行两次铰孔的方案；孔径大于12mm时，可采用钻一扩（或镗）一粗铰一精铰的方案，或采用最终工序为精拉或精磨的方案。精拉适用于一批大量的生产，精磨适于加工淬火钢、不淬火钢和铸铁，但不宜加工硬度底、韧性大的有色金属。（4） 加工公差等级IT6的孔，起最终工序要视具体情况进行选择。例如韧性较大的有色金属不宜采用珩磨，可采用研磨或精细镗；研磨对大孔、小孔均可加工，而珩磨适于加工较大的孔。（5） 对于已经铸出或锻出的孔，（一般为中、大尺寸的孔），可直接进行扩孔或镗孔，直径在100mm以上的孔，用镗孔比较方便。（6） 加工盘套类零件中间部位的孔，为保证孔与外圆、端面的位置精度，一般是在车床上将孔与外圆、端面一次装夹加工出来。在成批生产或深径比较大时，应采用钻一扩一铰方案；若零件需要淬火，则应在半精加工后安排淬火再进行磨削。二、平面加工方法的选择平面加工的技术要求面加工的技术要求主要包括：形状精度；位置精度、尺寸精度以及平行度、垂直度等；表面质量等。平面加工方案的分析常用的平面加工方案如下，可供参考。粗刨（粗铣）拉削。粗刨（粗铣）精刨刮削（高速精铣）。粗刨（粗铣）刮削（高速精铣）精磨研磨。粗刨（粗铣）粗磨精磨研磨。粗车半精车精车粗车半精车精磨研磨(1)最终工序采用刮起削时，用于要求直线度高、粗糙度值小且不淬硬的平面。当批量较大时，可采用宽刃细刨代替刮削，以提高生产率和减轻劳动强度。尤其是加工狭长的精密平面（如导轨面），或缺少导轨磨床时，常采用宽刃细刨。(2)最终工序采用高速精铣时，适于加工精度要求高的有色金属工件。若采用高精度高速铣床和金刚石刀具，铣削表面粗糙度a值可达0.008um以下。(3)最终工序采用磨削时，适于加工要求直线度高、粗糙度值小的淬硬工件和薄片工件，也用于不淬硬的钢件或铸件上较大平面的精加工。但不宜精加工塑性大的有色金属。(4)精车主要用于加工轴、套、盘等回转体零件的端面；大型盘类零件的端面，一般在立式车床上加工。车床上加工端面易保证端面与轴线的垂直度要求。(5)拉削平面加工精度高、生产率高、拉刀寿命长，是一种先进的加工方法。适于大批大量生产中加工质量要求较高而面积不太大的平面。(6)研磨适于加工高精度、小粗糙度值表面，例如块规等精度零件的工作面。对于精度要求不高，仅要求光亮和美观的零件，可采用抛光加工。2.2 冷冲模模架的加工模架的主要作用：把模具的其它零件连接起来，并保证模具的工作部分在工作时具有正确的相对位置。模架的结构分析：a上模座，下模座都是平板类零件，在工艺上主要是进行平面和孔系的加工。b模架中的导柱导套是机械加工中常见的轴类和套类零件，主要进行内外圆柱表面的加工。2.2.1导柱和导套的加工冷冲模标准导柱和导套。这两种零件在模具中起导向作用，以保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置。为了保证良好的导向，导柱和导套装配后应保证模架的活动部分移动平稳，无滞阻现象。所以，在加工中除了保证导柱、导套配合表面的尺寸和形状精度外，还应保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。图2.2导柱和导套(a)导柱；(b)导套构成导柱和导套的基本表面都是回转体表面，按照图示的结构尺寸和设计要求，可以直接选用适当尺寸的热轧圆钢作毛坯。为获得所要求的精度和表面粗糙度，外圆柱面和孔的加工方案可参考表2-1和表2-2。导柱、导套的加工工艺路线：在导柱的加工过程中，外圆柱面的车削和磨削都是以两端的中心孔定位的，由于要用中心孔定位，因此在外圆柱面进行车削和磨削之前总是先加工中心孔，以便为后续工序提供可靠的定位基准。中心孔的形状精度和同轴度对加工质量有直接影响，导柱在热处理后修正中心孔，以保证外圆柱面的形状和位置精度要求。修正中心孔可以采用磨、研磨和挤压等方法，可以在车床、钻床或专用机床上进行。用研磨法修整中心孔，是用锥形的铸铁研磨头代替锥形砂轮，在被研磨的中心孔表面加研磨剂进行研磨的。图2.5所示是挤压中心孔的硬质合金多棱顶尖。挤压时多棱顶尖装在车床主轴的锥孔内，其操作和磨顶尖孔相类似，利用车床的尾顶尖将工件压向多棱顶尖，通过多棱顶尖的挤压作用来修正中心孔的几何误差。此法生产率极高(只需几秒钟)，但质量稍差，一般用于修正精度要求不高的顶尖孔。磨削导套时正确选择定位基准，对保证内、外圆柱面的同轴度要求是十分重要的。图2.5多棱顶尖图2.6用小锥度心轴安装导套导柱和导套的研磨加工，其目的在于进一步提高被加工表面的质量，以达到设计要求。在生产数量大的情况下(如专门从事模架生产)，可以在专用研磨机床上研磨；单件小批生产，可以采用简单的研磨工具(如图2.7和图2.8所示)，在普通车床上进行研磨。研磨时将导柱安装在车床上，由主轴带动旋转，在导柱表面均匀涂上一层研磨剂，然后套上研磨工具并用手将其握住，作轴线方向的往复直线运动。研磨导套与研磨导柱相类似，由主轴带动研磨工具旋转，手握套在研具上的导套，作轴线方向的往复直线运动。调节研具上的调整螺钉和螺帽，可以调整研磨套的直径，以控制研磨量的大小。详细内容见后续光整加工部分。1研磨架；2研磨套；3限动螺钉；4调整螺钉图2.7导柱研磨工具1锥度心轴；2研磨套；3、4调整螺母图2.8导套研磨工具磨削和研磨导套孔时常见的缺陷是“喇叭口”(孔的尺寸两端大中间小)。造成这种缺陷的原因来自以下两方面：(1)磨削内孔时，若砂轮完全处在孔内，砂轮与孔壁的轴向接触长度最大，磨杆所受的径向推力也最大，径向弯曲位移使磨削深度减小，孔径相应变小。当砂轮沿轴向往复运动到两端孔口部位时，砂轮必将超越两端口，使孔径增大。避免方法：要减小“喇叭口”，就要合理控制砂轮相对孔口端面的超越距离，以便使孔的加工精度达到规定的技术要求。图2.9磨孔时“喇叭口”的产生(2)研磨时工件的往复运动使磨料在孔口处堆积，在孔口处切削作用增强所致。避免方法：在研磨过程中应及时清除堆积在孔口处的研磨剂，以防止和减轻这种缺陷的产生。按被研磨表面的尺寸大小和要求，一般导柱、导套的研磨余量为0.010.02mm。将导柱、导套的工艺过程适当归纳，大致可划分成如下几个加工阶段：备料(获得一定尺寸的毛坯)阶段粗加工和半精加工(去除毛坯的大部分余量，使其接近或达到零件的最终尺寸)阶段热处理(达到需要硬度)阶段精加工阶段光整加工阶段(使某些表面的粗糙度达到设计要求)注意：在各加工阶段中应划分多少工序，零件在加工中应采用什么工艺方法和设备等，应根据生产类型、零件的形状、尺寸大小、零件的结构工艺性以及工厂的设备技术状况等条件综合考虑。在不同的生产条件下，对同一零件加工所采用的加工设备、工序的划分也不一定相同。2.2.2上、下模座的加工保证模架的装配要求，使模架工作时上模座沿导柱上、下运动平稳，无滞阻现象，保证模具能正常工作。冷冲模的上、下模座用来安装导柱、导套，连接凸、凹模固定板等零件，其结构、尺寸已标准化。上、下模座上导柱、导套安装孔的孔间距离尺寸应保持一致；孔的轴心线应与模座的上、下平面垂直，对安装滑动导柱的模座，其垂直度公差不超过1000.01模座加工主要是平面加工和孔系加工。为了加工方便和易于保证加工技术要求，在各工艺阶段应先加工平面，再以平面定位加工孔系(先面后孔)。2. 3注射模模架的加工2.3.1注射模的结构组成注射模的结构根据各零(部)件与塑料的接触情况，可以将模具的组成零件分为以下两类：(1)成型零件：指与塑料接触并构成模腔的那些零件。它们决定着塑料制品的几何形状和尺寸，如凸模(型芯)形成制件的内形，而凹模(型腔)形成制件的外形。(2)结构零件：指除成型零件以外的模具零件。这些零件具有支承、导向、排气、顶出制品、侧向抽芯、侧向分型、温度调节、引导塑料熔体向模腔流动等功能。2.3.2模架组成零件的加工1模架的技术要求模具主要分型面闭合时的贴合间隙值应符合下列要求：级精度模架为0.02mm；级精度模架为0.03mm；级精度模架为0.04mm。2模架零件的加工若从零件结构和制造工艺考虑，模架的基本组成零件有三种类型：导柱、导套及各种模板(平板状零件)。导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面加工，适应加工不同精度要求的内、外圆柱面的各种工艺方法、工艺方案及基准选择等支承零件(各种模板、支承板)都是平板状零件，在制造过程中主要进行平面加工和孔系加工，在平面加工中要特别注意防止变形，保证装配时有关结合平面的平面度和平行度要求。1）若需要精度更高的平面，应采用刮研方法加工。2）为了保证动、定模板上导柱、导套安装孔的位置精度，根据实际加工条件，可采用坐标镗床、双轴坐标镗床或数控坐标镗床进行加工。3）若无上述设备且精度要求较低，也可在卧式镗床或铣床上，将动、定模板重叠在一起，一次装夹，同时镗出相应的导柱和导套的安装孔。图2.12模板的装夹(a)模板单个镗孔；(b)定、动模板同时镗孔2.3.3其它结构零件的加工1浇口套的加工常见的浇口套有两种类型，如图2.13所示的A型和B型。一般采用碳素工具钢T8A制造，局部热处理，硬度HRC57左右。与一般套类零件相比，浇口套锥孔小(其小端直径一般为38mm)，加工较难，同时还应保证浇口套锥孔与外圆同轴，以便在模具安装时通过定位环使浇口套与注射机的喷嘴对准。图2.13浇口套2侧型芯滑块的加工当注射成型带有侧凹或侧孔的塑料制品时，模具必须带有侧向分型或侧向抽芯机构，如图2.10(c)、(b)所示。在侧型芯滑块上装有侧向型芯或成型镶块。侧型芯滑块与滑槽可采用不同的结构组合，如图2.15所示。图2.14斜导柱抽芯机构(a)合模状态；(b)开模状态表2-10加工浇口套的工艺过程图2.15侧型芯滑块与滑槽的常见结构结构分析：侧型芯滑块是侧向抽芯机构的重要组成零件，注射成型和抽芯的可靠性需要它的运动精度保证。滑块与滑槽的配合特性常选用H8/g7或H8/h8，其余部分应留有较大的间隙，两者配合面的粗糙度Ra0.631.25m。滑块材料常采用45钢或碳素工具钢，导滑部分可局部或全部淬硬，硬度HRC4045。图2.16所示为侧型芯滑块，其工艺路线见表2-11。图2.16侧型芯滑块表2-11加工侧型芯滑块的工艺路线2.4冲裁凸模的加工2.4.1圆形凸模的加工图2.17是圆形凸模的典型结构。这种凸模加工比较简单，热处理前毛坯经车削加工，表面粗糙度在Ra0.8m及其以上，表面留适当磨削余量；热处理后，经磨削加工即可获得较理想的工作型面及配合表面。图2.17圆形凸模2.4.2非圆形凸模的加工凸模的非圆形工作型面，大致分为平面结构和非平面结构两种。加工以平面构成的凸模型面(或主要是平面)比较容易，可采用铣削或刨削方法对各表面逐次进行加工，如图2.18所示。图2.18平面结构凸模的刨削加工凸模；(b)刨四面；(c)刨两端面；(d)刨小平面；(e)刨30斜面；(f)刨10斜面采用铣削方法加工平面结构的凸模时，多采用立铣和万能工具铣床进行加工。对于这类模具中某些倾斜平面的加工方法有：(1)工件斜置：装夹工件时使被加工斜面处于水平位置进行加工，如图2.19所示。(2)刀具斜置：使刀具相对于工件倾斜一定的角度对被加工表面进行加工，如图2.20所示。图2.19工件斜置铣削图2.20刀具斜置铣削(3)将刀具制成一定的锥度对斜面进行加工，这种方法一般少用。加工非平面结构的凸模(如图1-21所示)时，可根据凸模形状、结构特点和尺寸大小采用车床、仿形铣床、数控铣床或通用铣(刨)床等进行加工。图2.21非平面结构的凸模采用仿形铣床或数控铣床加工，可以减轻劳动强度，容易获得所要求的形状尺寸。在普通铣床上加工凸模是采用划线法进行加工的。当采用铣、刨削方法加工凸模的工作型面时，由于结构原因而不能用一种方法加工出全部型面(如凹入的尖角和小圆弧)时，应考虑采用其它加工方法对这些部位进行补充加工。在某些情况下，为便于机械加工而将凸模做成组合结构。2.4.3成形磨削1成形砂轮磨削法这种方法是将砂轮修整成与工件被磨削表面完全吻合的形状进行磨削加工，以获得所需要的成形表面。特点：一次所能磨削的表面宽度不能太大。为获得一定形状的成形砂轮，可将金刚石固定在专门设计的修整夹具上对砂轮进行修整。图2.22成形砂轮磨削法2夹具磨削法夹具磨削法是借助于夹具，使工件的被加工表面处在所要求的空间位置上(如图2.24(b)所示)，或使工件在磨削过程中获得所需的进给运动，从而磨削出成形表面工件除作纵向进给(由机床提供)外，还可以借助夹具使工件作断续的圆周进给，这种磨削圆弧的方法叫回转法。图2.23用夹具磨削圆弧面常见的成形磨削夹具有：(1)正弦精密平口钳。在正弦圆柱和底座间垫入适当尺寸的量块，可使虎钳倾斜成所需要的角度，以磨削工件上的倾斜表面，如图2.24(b)所示。量块尺寸按下式计算：h1Lsin式中：h1垫入的量块尺寸，单位为mm；L正弦圆柱的中心距，单位为mm；工件需要倾斜的角度，单位为()。正弦精密平口钳的最大倾斜角度为45。为了保证磨削精度，应使工件在夹具内正确定位，工件的定位基面应预先磨平并保证垂直。图2.24正弦精密平口钳(a)正弦精密平口钳；(b)磨削示意图(2)正弦磁力夹具。正弦磁力夹具的结构和应用情况与正弦精密平口钳相似，两者的区别在于正弦磁力夹具是用磁力代替平口钳夹紧工件，如图2.25所示。电磁吸盘能倾斜的最大角度也是45。以上磨削夹具若配合成形砂轮，也能磨削平面与圆弧面组成的形状复杂的成形表面。进行成形磨削时，被磨削表面的尺寸常采用测量调整器、量块和百分表进行比较测量。测量调整器的结构如图2.26所示。图2.26测量调整器2.5凹模型孔加工2.5.1圆形型孔具有圆形型孔的凹模有以下两种情况：(1)单型孔凹模。这类凹模制造工艺比较简单，毛坯经锻造、退火后进行车削(或铣削)及钻、镗型孔，并在上、下平面和型孔处留适当磨削余量；再由钳工划线、钻所有固定用孔、攻螺纹、铰销孔，然后进行淬火、回火；热处理后磨削上、下平面及型孔即成。(2)多型孔凹模。冲裁模中的连续模和复合模，凹模有一系列圆孔，各孔尺寸及相互位置有较高的精度要求，这些孔称为孔系。为保持各孔的相互位置精度要求，常采用坐标法进行加工。图2.27镶入式凹模镶入结构的凹模如图2.27所示。固定板上的镶件孔可在坐标镗床上加工。立式双柱坐标镗床：作台能在纵、横移动方向上作精确调整，大多数工作台移动量的读数值最小单位为0.001mm；定位精度一般可达0.0020.0025mm。工作台移动值的读取方法可采用光学式或数字显示式。在坐标镗床上按坐标法镗孔，是将各孔间的尺寸转化为直角坐标尺寸，如图所示。找正方法：图2.30所示是用定位角铁和光学中心测定器进行找正。图2.30用定位角铁和光学中心测定器找正图2.31定位角铁刻线在显微镜中的位置加工分布在同一圆周上的孔，可以使用坐标镗床的机床附件万能回转工作台，如图2.32所示。对具有镶件结构的多型孔凹模加工，在缺少坐标镗床的情况下，也可在立式铣床上用坐标法加工孔系。为此，可在铣