模具专业教材：汽车安全带插头模具凸模固定板加工

目录

【案例概述】...............................................................-1-

【岗位描述】...............................................................-2-

【岗位职责】...............................................................-2-

【岗位技能】...............................................................-2-

【岗位必备知识】...........................................................-2-

【岗位实操过程】...........................................................-3-

第一步汽车安全带插头模具备料............................................-3-

【工作目标】...........................................................-3-

【工作描述】...........................................................-3-

【实施过程】...........................................................-4-

【知识链接】...........................................................-9-

【知识巩固】..........................................................-15-

【岗位评价】..........................................................-18-

【岗位拓展】..........................................................-22-

第二步加工凸模固定板...................................................-24-

【工作目标】..........................................................-24-

【工作描述】..........................................................-24-

【工作实施】..........................................................-25-

【知识链接】..........................................................-41-

【岗位实操训练一】...................................................-76-

【岗位实操训练二】...................................................-80-

【岗位实操训练三】....................................................-82-

【岗位实操训练四】...................................................-84-

【岗位实操训练五】...................................................-85-

【岗位实操训练六】...................................................-86-

【岗位实操训练七】...................................................-87-

【知识巩固】..........................................................-88-

【岗位评价】..........................................................-95-

【岗位拓展】..........................................................-98-

汽车安全带插头模具凸模固定板加工

【案例概述】

众泰汽车一一永康制造的一张金名片，浙江铁牛汽车车身限公司是众泰汽车

的子公司，是一家集汽车内外覆盖件，底盘件，五金冲压件，大中小型冲压模、

夹具、检具设计、开发、制造一体化的上市公司。铁牛集团总资产15.2亿元,

制造'业厂区面积50万平方米，3000多名员工，非常重视制造产业的发展，积极

引进最新科学技术和现代企业管理制度，具有专门从事技术研发人员90多人，

技术开发部配有CATIA、CIMATRON、UG5.0、有限元分析dynaform5.5等设计软

件；同时拥有法国技术生产的SERAMILL240及CNJ526L、CNC-326L、CNC-3190、

CNC850等数控铳床,630吨、800吨、1200吨、1600吨液压机，630吨、400吨

机械压力机生产线、意大利OPTTMO2545五轴联引激光切割机等生产设备；意大

利MCTPLUS三座标测量机以及HXT2500单臂三维测量划线仪等检测设备。

众泰汽车是现代学徒制的合作企业，每一年都开展工学交替的教学活动，为

了让学徒身份的学生快速适应各个岗位，铁牛集团和学校一起制作了本典型案例,

通过模具零件的加工，体会模具钳工的岗位，掌握该岗位必须的钳加工知识与技

能，以及岗位职责等，以便从“学校学生”快速转换为“企业员工”，一出校门

马上就能成为合格，乃至优秀的企业员工。

-1-

【岗位描述】

根据企业模具加工车间需求，进行凸模固定板零件图识读，完成模具备料和

凸模固定板工艺设计和加工。

【岗位职责】

1.负责凸模固定板的加工工艺设计。

2.负责凸模固定板的备料工作。

3.负责凸模固定板的加工。

【岗位技能】

1.会选用标准件。

2.会辨别和选用材料。

3.会正确划线、打孔、钻孔、倒角等操作。

4.会操作磨床、线切割。

5.能识图零件图。

6.正确锯销和平处。

【岗位必备知识】

1.熟悉钳工划线工具的使用

2.掌握锯销和平座的正确操作方法

3.熟悉零件图的设图知识

4.熟悉钳工钻孔、倒角的基本知识

5.掌握线切割机床和磨床的使用

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【岗位实操过程】

第一步汽车安全带插头模具备料

【工作目标】

今掌握冲压模具的相关标准。

令熟悉冲压模具的常用材料。

令能完成汽车安全带插头落料模的备料。

令会确选用冲压模具标准件。

【工作描述】

完成如图4-1所示汽车安全带插头模具的备料。

图4T汽车安全带插头模具备料

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【实施过程】

模具由许多零部件组成，当模具设计好以后，我们就要准备进行模具制作,

而制作模具首先要有模具材料，因此模具制作之前企业就需派采购员进行购买零

件的材料，只是有些零件需购买坯料进行机械加工，而有些零件可购买标准件,

这样可减少缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量和使用寿

命。市场上有形形色色的材料，而不同模具零件需要不同的材料，那么：

(1)这么多的模具材料如何认识？

答：模具材料企业里的员工是通过颜色来识别的，当然对于模具材料，有时

也可以采用火花鉴别法来认识模具材料。

(2)什么叫备料？

答：我们所准备模具材料的过程叫做备料。各料有二种情况，一种是采购模

具零件的坯料，利用坯料进行加工，另一种是直接采购模具标准件。

(3)哪些模具零件需要采用坯料呢？

答：对于冲压模的凸模和凹模等模具材料，一般到模具材料公司购买。

(4)生活中常见的标准件有哪些？

答：生活中常见的灯泡、自行车钢丝，或者螺钉、螺栓和螺母等这些零件都

是标准件.只要购买后直接就可以用卜夫,不需要我们进行专门的生产利制造.

(5)模具材料也有标准件和非标准件吗？

答：模具也是一样的，许多零部件直接购买就行，不需要专门进行制造，如

冲压模的模架，内六角螺钉等，这些只要直接购买就行。

下面我们一起来看看汽车安全带插头落料模模是如何备料的。

-4-

汽车安全带插头落料模的备料见表4-1o

表47落料模备料

名称图示说明

后侧导柱模架

模规格：7号

架标准代号：

GB/T2851-2008

凸缘模柄

规格：640X

模6120

柄标准代号：

JB/T

7646.3-2008

-5-

-6-

名称说明

材料:Crl2MoV

凸模

厚度:80

材料：Crl2MoV

凹模尺寸：130X

160X40

凸模材料：45

固定尺寸：150X

板160X25

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名称图示说明

-8-

【知识链接】

1.模具常识

模具小企业也可以说是模具微型企业，这是某模具城拍摄的模具企业（或模

具店）广告：

这些模具企业或模具店主要制作冲压模、拉伸模、专业塑料杯模、专业塑料

模、硅胶模，常用的设备有摇臂钻床和铳床加工、加工中心加工、大锥度线切割、

中走线、慢线切割加工、平面磨削、平磨飞边加二、精雕加工等等。办模具小企

业或模具店.可以只专精一种模具制作，也可以购置一种模具加T设备.具有投

资少，员工少，使用建筑面积少等特点。

模具技术在航空航天工业中的应用、模具技术在船舶制造工业中的应用、模

具技术在铁路制造工业中的应用、模具技术在汽车摩托车制造工业中的应用、模

具技术在电子产品制造工业中的应用、模具技术在家用电器制造工业中的应用、

模具技术在装备制造工业中的应用、模具技术在建筑行业中的应用。

模具是指利用其本身特定形状成形具有一定形状和尺寸的制品的工具。模具

总体上可分为三大类：金属板材成形模具，金属体积成形模具，非金属材料制品

成形模具。

金属体积成形是指对金属块料、棒料或厚板在高温或室温下进行成形加工的

方法。金属体积成形模具，主要有铸造模、压铸模、锻模、粉末冶金模等。

非金属材料制品成形模具，主要塑料注射模和压缩模，橡胶模、玻璃模、陶

瓷模等。其中冲压模具种类很多，主要有落料模、冲孔模、弯曲模、胀形模、缩

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口模等。冲压模具常用来生产五金制品、汽车配件等。

锻造模具根据坯料加热与不加热，可分为为热锻模和冷锻模。

橡胶模具可分为压模、压铸模、注压模等。

模具制作需要学习七门核心课程，即《走进模具》、《模具识图》、《AutoCAD》、

《模具UG软件应用》、《模具加工技术》、《模具结构与设计》、《模具装配与调试》。

模具制作的步骤可分为六步，即软件设计一一备料一一模具加工一一热处理

——装配一一试模。

2.模架

国家冷冲模相关标准规定，导柱式模架是由上模座、下模座、导柱和导套组

成。模架是模具之半制成品，由各种不同的钢板配合零件组成，可以说是整副模

具的骨架，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程的全部载荷。模架

及其组成零件已标准化，并对其规定了一定的技术条件C

(1)模座

模座分为上、下模座。上、下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上、

下模之间的精确位置由导柱、导套的导向来实现。在选用和设计时应注意以下几

占.

①尽量选用标准模架；

②所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适

应，并进行必要的校核。

③模座材料一般选用HT200、HT250,也可选用Q235、Q255结构钢，对于大

型精密模具的模座，则选用ZG270-500、ZG310-570o

(2)导柱和导套

导向冬件是用来保证上模相对于下模的正确运动的，一般都要求采用导柱、

导套导向装置。

按导向方式不同，导向分为滑动导向和滚动导向。导柱和导套结构都已经标

准化，设计时可杳阅国家冷冲模相关标准。

3.冲压模具常用材料

(1)灰铸铁

灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，含碳量较高(2.7%〜4.0%),碳主要以

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片状石墨形态存在，断裂时断口呈暗灰色，具有良好的铸造性能、良好的减振性、

良好的耐磨性能、良好的切削加工性能和低的缺口敏感性，熔点低(11，15〜

1250℃),凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。用于制造

机床床身、汽缸、箱体等结构件。

灰铸铁的牌号是由“HT”和最小抗拉强度。b值表示，常见的有HT150,111250,

HT300等。I1T250表示最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。

(2)优质碳素结阂钢

优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金

属夹杂物比碳素结构钢少，机械性能较为优良。

优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，即是钢中平均含碳量的万分位数。

例如，45号钢表示平均含碳量为0.45%的优质碳素钢。

45钢在机械结构中用途最广，它不仅强度、硬度较高，且兼有较好的塑性

和韧性，即综合性能优良，淬火后的硬度可显著增加。

(3)合金工具钢

合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入铭、钥、鸨、钮等合金元素以提高淬

透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击

工具和冷、热模具(含碳量为0.35%〜0.7%)及一些特殊用途的工具。

合金工具钢牌号：一位/无数字(含碳量千分数)+合金元素+数字(合金元

素含量百分数)。

冷作模具钢一般具有高的含碳量，Wc=1.0%-2.0%,以获得高硬度和高耐磨

性。加入合金元素Cr、Mo、W、V等，以提高耐磨性、淬透性和耐回火性。

CH2型钢包括CM2、Crl2MoV等，这类钢的淬透性及耐磨性好，热处理变

形小，常用于大型冷作模具。其中Crl2MoV钢除耐磨性不及Crl2钢外，强度、

韧性都较好，应用最广。

(4)铸钢

用以浇注铸件的钢，铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和

铸造特种钢3类。

①铸造碳钢。

牌号为ZG+两组数字(osmin+obmin),以碳为主要合金元素并含有少量其

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他元素的铸钢。含碳小于0.2%的为铸造低碳钢，含碳0.2%〜0.5%的为铸造中

碳钢，含碳大于0.5%的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增

大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械

中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用

于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。

②铸造低合金钢。

含有镭、铭、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5%,具有较大

的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较

优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。

③铸造特种钢。

为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量

合金元素，以获得某种特殊性能.例如，含镒II%〜14%的高镒钢能耐冲击磨

损，多用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；以铭或铭锲为主要合金元素的各种

不锈钢，用于在有腐蚀或650C以上高温条件下工作的零件，如化工用阀体、泵、

容器或大容量电站的汽轮机壳体等。

（5）铸钢与铸铁的区别

铸钢与铸铁的主要区别是工艺标准不同，即铸钢化学成分中含碳量低于2%,

而铸铁却高于2%o由于成分不同，所以组织性能也不一样，一般来说，铸钢的

塑性和韧性较好，表现为延伸率、断面收缩率和冲击韧性好，而铸铁的力学性能

表现为硬而脆，有的铸铁还有一些特殊的性能和用途。

3.模具标准件

模具标准件是根据中国模具标准化体系生产的模具成型产品。模具标准又可

按模具主要分类分冲压模具标准、塑料注射模具标准、压铸模具标准、锻造模具

标准、紧固件冷锁模具标准、拉丝模具标准、冷挤压模具标准、橡胶模具标准、

玻璃制品模具和汽车冲模标准等十大类。

优点：

模具标准件对缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量和

使用寿命有十分重要的技术经济意义。据国外资料的介绍，广泛应用标准件可缩

短模具设计制造周期达25〜40%能减少原材料及能源的浪费;可为模具CAD/CAM

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等现代技术的应用奠定基础。因此制造模具时，能够采用标准件的一定要使用标

准件。

举例:

(a)标准圆形凸模(b)标准矩形凸模

耻L

(C)标准成型凸、凹模(d)翅片模用凸、凹模

(e)标准硬质合金部件(f)标准导正销

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(g)标准凸模护套和凹模镶件(h)标准固定座

(i)卸料用标准导向零件(j)各种标准弹簧

(k)模架用标准导向零件(1)各种标准模架

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【知识巩固】

1.认真填写汽车安全带插头模具备料实训任务工单。

表4-2汽车安全带插头模具备料实训任务工单

姓名班级成绩

一、填空题

1.模架、模柄、内六角圆柱头螺钉、螺母和圆柱销备料时一股购

买。

2.凸模和凹模备料时的一般选用材料。

3.凸模固定板和卸料板备料时的一般选用材料。

4.橡胶备料时一般选用材料。

5.国家冷冲模相关标准规定，导柱式模架是由、、

导柱和导套组成。

6,模座材料一般选用、,也可选用Q235、Q255结构

钢，对于大型精密模具的模座，则选用.ZG310-570o

7.模具材料的使用性能将影响模具加工的、模具加工的

和加工成本。

8.在模具设计时，除设计出合理的外，选用合适的

及热处理工艺，才能使模具获得良好的工作性能和较长的o

9.采购人员根据设计的模具图纸或模型，采购模具零件

和。

10.对于冲模的凸模和凹模、塑料模的定模和动模等模具材料一股到

购买。

11.模具材料公司里的大型板料可用进行气割取料，中小型板

料或圆料可用锯割取料。

12.模具标准件是根据中国模具标准化体系生产的0

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13.模具标准件而缩短模具设计制造周期、降低模具、提高模

具和使用寿命有十分重要的技术经济意义。

二、问答题

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1.汽车安全带插头的落料模备料时，需准备哪些零件的材料?

2.冲压模具标准件有哪些?

3.写出下列牌号的含义。

(1)HT250

(2)45钢

(3)Crl2MoV

(4)ZGMnl3

(5)ZG200-400

4.分析下列钢的合金元素含量，判别它们分别属于什么合金钢(低、中、高)。

(1)HT250

(2)40Cr

(3)Crl2MoV

(4)ZGMnl3

(5)W18Cr4V

三、分析题

小明同学参加学校组织的普车实训I，在普车型号CA6140上加工40钢的套类

零件。在实训过程中小明碰到了一些问题，请你帮忙一起回答以下问题：

(1)请问此车床主轴一般选用制造而成。

(2)小明在加工孔时选用的麻花钻一般由制造而成。

A.低合金工具钢B.高速钢C.模具钢D.不锈钢

(3)小明用游标卡尺对所加工零件进行测量，则游标卡尺的材料常用

制造。

A.CrWMnB.lCrl8Ni9TiC.9SiCrD.W18Cr4V

(4)此套类零件由40钢加工而成，则其含碳量一般为o如为了提高

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零件的性能我们一般会选用40Cr来代替40钢，则其中的Cr元素的作用

是O

四、调查题

到网上查找冲压模具标准件和塑料模具标准件。

【岗位评价】

1.企业师傅评价

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表4-3评价表

姓名零件名称用时

企业

记下需准辨别情况（打J表示）

师傅

备的材料想要需要

熟练较熟练一般不会考核

名称学习学习

操作

规范

2.职业素养评价

职业素养的引入，一方面可以让学生关注工作过程，另一方面可以让学生明

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白企业文化和企业制度，为今后走向企业、胜任岗位做好铺垫。

表4-4《职业素养评价表》

姓名任务名称用时

执行情况（打J表示）

项目很好好一般不认真需改进得监督

学习能力

独立完成

服从安排

职业课内完成

素养课外交流

自学探究

“10S”素养

团队合作

查阅资料

安全意识

实训小结与反馈

教师评价

3.评价结果汇总

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在实训过程中，把学生每个项目的完成情况、完成质量等情况记录在表中,

从而系统了解学生知识技能掌握情况。

表4-5各任务完成情况汇总表

姓名任务名称完成情况完成质量

企业评价教师评价

施XX

吕XX

4.技能小比拼

为了充分调动学生的学习积极性，特增设如下环节：备料快、材料认识准的

同学，有机会参加每周的技能小比拼；备料不够快，材料认识不够准确且乂愿意

继续学习且记录的同学，给予奖励学分；备料需加强的同学，需写一份《备料分

析表》。

表4-6备料分析表

材料名称如何辨别用途

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【岗位拓展】

1.调查企业，完成以下内容。

1）利用课外时间到模具市场调查模具标准件及模具材料的价格。

2）填写下列表格。

表4-7模具在各行各业中生产零件或材料的使用率

序号各行各业模具在各行各业中生产零件或材料的使用率

1航空航天工业

2船舶制造工业

3铁路制造工业

4汽车、摩托车制造T业

5电子产品制造工业

6家用电器制造工业

7装备制造工业

8建筑行业

表4-8各产品中需要模具数及模具总价值

序号产品或零部件名称需要模具数模具总价值

1彩电

2打印机

3电冰箱

4全自动洗衣机

5空调器塑料件

2.查阅资料，回答以下内容。

（1）我国模具起源于什么时代？

（2）什么时候人类开始使用模具？证明依据是什么？

（3）三星堆出土了哪些青铜器？

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(4)秦陵地下宫出土了哪些青铜器？

(5)什么叫青铜？什么叫制范？

(6)我国曾出现哪几种制范方式？

(7)什么叫石范、泥范、铜范、铁范利熔模制造?

3.上网搜索，完成表4-9。

表4-9模具工业在经济发展中的重要地位

序号国家或地区模具工业在经济发展中的地位

1工业发达国家

2美国

3日本

4德国

5欧盟

6新加坡

7中国

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第二步加工凸模固定板

【工作目标】

令能正确识读凸模固定板零件图。

令掌握凸模固定板的加工方法。

。能制定凸模固定板的加工工艺。

【工作描述】

完成如图4-2所示汽车安全带插头落料模凸模固定板的加工。

图4-2

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【工作实施】

汽车安全带插头落料模凸模固定板加工流程见表4-10o

表4To汽车安全带插头落料模模柄加工流程

步骤图示说明

1.识

读凸

模固按零件图

定板加工

零件

图

-25-

步骤图示说明

-26-

步骤图示说明

SJ/f1先磨平一

个表面，整

(1)

个平面磨平

精磨I

"rfJu,后，精磨一

上下

次，对反面

表面

1I进行同样的

加工

(2)1■1.,(;/.f^・lB■l

精磨1..-用精密平

固定口钳将固定

板侧板夹紧

面

-27-

步骤图示说明

先磨第一

个平面

磨好后，

旋转90°磨

第二个平

面，保证他

们的垂直

度，这两个

平面作为后

面工序的基

准

-28-

步骤图示说明

在固定板

中心钻一个

5.线

3mm的穿丝

切割

孔，放在线

加工

切割机上进

行基准校准

调入固定

板线切割图

形，并进行

编程

-29-

图示说明

找出基准

6.钳

平面，准备

加工

划线

-30-

图示

使用高度

(1)

尺，按照图

划线

纸进行划线

通过划

线，找出各

个孔的位置

-31-

步骤图不说明

在各条划

(2)线的交点处

打样(孑L位置

冲眼点)打样冲

眼

⑶在样冲眼

钻孑L处钻通孔

-32-

步骤图示说明

将凸模的

(4)

反面刃口周

装配

边用金刚锂

凸模

倒角，约为

和凸

CO.5,以便

模固

顺利压入凸

定板

模固定板

将凸模的

倒角面放入

凸模固定板

的凸模孔内

-33-

步骤图示说明

将凸模和

凸模固定板

放在液压机

工作台上，

启动机床缓

慢往下压

用502胶

水将凸模固

(5)

定板固定在

引孔

上模座中心

位置

-34-

步骤图示说明

根据凸模

固定板上的

孔位向

上模座引孔

用铝棒将

(6)

凸模固定板

攻螺

从上模座上

纹

敲下来

-35-

-36-

步骤图示说明

(7)

将凸模固

钻凸

定板和上模

模固

座用四个内

定板

六角螺栓连

定位

接，并拧紧

销孔

将其放在

台钻工作台

上，先用9.8

的钻头钻孔

-37-

步骤图示说明

-38-

步骤图示说明

(7)

较凸用10的机

模固m钱刀钱

定板孔，并在刃

定位“处涂机油

销孔

-39-

步骤图示说明

用铝棒将

定位销敲人

定位销孔，

成加

至此凸模固

定板加工完

成

-40-

【知识链接】

一、钳工划线的基本要求

划线除要求划出的线条清晰均匀外，最重要的是保证尺寸准确。在立体划线

中还应注意使长、宽、高三个方向的线条相互垂直。划线精度一般为0.25-0.5（111110

（-）划线的基本方法

1.划线的定义

根据图样和工艺要求，在毛坯或半成品工件上，用划线工具划出待加工部位

的轮廓线或作为基准的点、线的操作称为划线。

2.划线的种类

1）平面划线

只需要在工件的一个表面的划线后，即能够明确表示加工界限的称为平面划

线。

2）立体划线

在工件上几个互成不同角度的表面上都划线，才能明确表示加工界限的称为

立体划线。

3.划线的特点

这些点和线标明了T件某部分的形状、尺寸或特件.并确定了加T的尺寸界

限。

（二）划线的作用

1.划出加工所需要的基准和加工界限，作为加工的依据；

2.可全面检查毛坏的形状和尺寸是否符合图样，能否满足加工要求，剔除不

合格毛坯；

3.根据工艺要求，合理分配工件各面的加工余量和加工位置。

4.便于复杂工件在加工中的装夹、定位。

5.当坯料出现缺陷的情况下，还通过划线时的“借料”方法来达到可能的补

救，及时发现不合格毛坯，减小损失。

6.合理安排毛坯的加工余量，减少废品产生。

7.在板料上按划线下料，可做到正确排料，使材料合理使用。

8.划线是机械加工中的道重耍工序，广泛用丁单件或小批量生产。

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9.在铸造企业，对新模具首件进行划线检测，可以及时发现铸件尺寸形状上

存在的问题，采取措施避免产生批量不合格造成的损失。

（三）划线工具及使用方法

【温馨提示】45。，一次性完成，只能作为一种参考。

常有的划线工具有划针、划规、划卡、划针盘、方箱、平板、样冲等。

1.划线平台：平台由铸铁制成，平台工作表面经过精刨或刮削加工，也可采

用精磨加工而成。较大的划线平板由多块组成，适用于大型工件划线。它的工作

表面应保持水平并具有较好的平面度，是划线或检测的基准。

2.划针：划针是在工件上直接划出加工线条的工具，常用钢尺、角尺或样板

做导向来划线。钳工划线用的划针用弹簧钢丝或高速钢制成，一般是白钢或者铝

钢做成的。直径一般为3〜6nini,尖端磨成15°〜20°并经淬硬。

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