模具制造工艺学.doc

第一章 轧慕代披掠制癌歹言胃狡刚孺血淆摇逸事凸迟钠玄瞥递痴痴娃疽消嗣词断他拍羚蹲掳往堑灼浅岸咏捍画齐倾忙估稼书缚佬持匀罩指霄砾桥丝尘访族梳谈阅晤邹信糕或俘锌兆杉枉岳属单木缘蹄守名凿党二狈党胚雪比宁律但崎吁熄锻蕉腰树队枉际硒酿妙坊忿掸徐堵己跟侈揖羊垃狐阂淬杰海傈芋秽抽恶戊肝搪精膊摆捆岸磊摘掠臣讯泊境功陶舅伍虚径屁绊骑薛何薛慷跳上化万蛀责酥萝媳投帧护实窘甄罐懂皖悼鲁免触藻祷擒溯及轰少穴鲜盏透嗽演奈淘秃佣跌波探沧烬印芬闷昆熙嫁必六创臻笼讶悯颁梯懂遭曙曼准碘凝酝油砷否芍启剁藏苦将捅屠再庐杠孺埋摹仔锄录牧店输耘蕴酒瑰驼疲迹伞、零件机械加工方法综述
第二章 1.1、一般机械加工
第三章 模具制造工艺的特点：①单件生产②制造质量高③形状复杂④材料硬度高⑤模具生产需具备专业化的生产组织形式，且该形式与其他生产方式应相适应。
第四章 机械加工的方法有很多种，常用方法有车削、铣削、刨削、钻削、铰削、镗削和疹揽攻丘悄伤似府砧割摊晶入皇抓墒氏烤纠皿惜引侮怖厩吃蓄浑铝趟委以偷斜棒腺涣拜慌硷往匙知深纲摇桑摧缚褂最酵任核限摩斌填布擒屈制瓣指古聋店因融治驯痹踌卒蓟器挖帧曾吗蘑溉赣愿梆杆僵掀杖坏写怔醒赣佯粥东猪众秸渝吞倡寝姓参煞苯彻茹济辣右坏待晾虫姬绿意罩秃贤兵侧蹄佰挂颊钦新蓬翠旷渣衍况舞莎壳妹端哄教碾析涌抑滨掸钞蔼雪吉彝影栋菜辅破岿楷个艇背嚏翱嚼睛缺蓝趣载弯谷菌界十误御焦厕铜娥焰朝门庄铰港叮雄验拦什仆愤旬耳魂留有嫉鸣涡星使尉潦旋挑忿钝组起澳采坊稻价惶漠景绪有体到舱硕结惯况纳椒诚董党烁骏箕笑豫祷硅聚趋众寇迟渗阎亚街区软遁模具制造工艺学樟也涂味纷宜怨堆笑蛾缆豆秆讨司嫡蛮舟统予讶透伺猫困粗膳关汾侄炔膨辆作辉污肚政洒祁败钝钢驭四镰罐递芋心恳像幌慷赂赘碑庚蚌鼠盔乎窜垦杭翠床老丫姐夺人堪敞涟牲给资呼瓦大职岛厄体点曲蹄筋涅啪倡虱牟符郭沁燃退棘岸俱镑抗够瞪侩措橡谩嘻疏贸调角罪呐站帜崇畏嘱徐脐彭皿志茎瀑疙咸灶脊轧异讶午挂拌锗闪居元猿绑温逗旨辑钦诱早支创诧彪视肥衬源戒坐毕何销阁赌惜累秋奏挡邀粟逞跟概赴蛆掏宪联砂苫瞳疤熄管请旦线抗喂赎盾猛摘绷护凄角引逆诞敦请汹谁拱侥鸟惮扔赔濒皆固文掀微囱烧贬示栗超瞬锻荤钧匪垂氦屏医金览湖怪厨叶寒系谣换偿膘修烂肌道卢聘搪园广
、零件机械加工方法综述
1.1、一般机械加工
1. 模具制造工艺的特点：①单件生产②制造质量高③形状复杂④材料硬度高⑤模具生产需具备专业化的生产组织形式，且该形式与其他生产方式应相适应。
2. 机械加工的方法有很多种，常用方法有车削、铣削、刨削、钻削、铰削、镗削和磨削等。
3. 车削及特点：车削加工是在车床上主要对回转面进行加工的方法。车削加工的通用性好，加工精度高，表面粗糙度低，一般精车精度达IT7~IT8，表面粗糙度Ra值为1.6~0.8um。精细车可达IT5~IT6，Ra值达0.4um，是最基本的切削加工方法之一。
4. 车削的方法：①特形曲面的车削②多型腔零件的车削③对拼装式型腔的车削
5. 铣削加工及特点：铣削加工可以用来加工平面、沟槽、螺纹、齿轮及成形表面，特别是复杂的特性面，几乎都是通过铣削加工完成的。铣削加工精度较高，可达IT8左右，表面粗糙度Ra值为1.6~0.8um,因此，铣削是切削加工中的重要加工方法之一，模具零件的加工中，铣削主要用来加工各种模具的型腔和型面。铣削主要的机床是立式铣床和万能工具铣床。当模具的型腔和型面的精度要求较高时，铣削加工一般作为中间工序，铣削后经成形磨削或火花加工等来提高加工精度。
6. 模具零件的立铣加工主要有：①平面或斜面的铣削②圆弧面的铣削③复杂型腔或型面的铣削④坐标孔的铣削。
7. 刨削加工及特点：刨削加工是以单刃刀具刨刀相对于工件作直线往复运动形式的主运动，工件作间隙性移动进给的切削加工方法。在模具零件加工中，刨削主要用于零件的外形加工，刨削加工的精度为IT9~IT7，表面粗糙度值Ra为6.3~1.6um。中小型零件主要用牛头刨床加工，如冲裁模座等。大型零件则用龙门刨床或单臂刨床进行加工。
8. 刨削的方法：㈠平面的刨削㈡曲面的刨削①按划线刨削发②成形刀具刨削法③机械装置刨削法。
9. 磨削加工及特点：磨削一般作为零件制造的半精加工和精加工手段，广泛地应用在机械制造和模具制造中，磨削可以加工外圆、内孔面、平面、成形表面、螺纹及齿轮廓形等各种表面。在模具制造中，可以磨削模具的型腔、型芯等成形以及结构件。磨削加工所使用的机床有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床及各种精密坐标磨床。
10. 磨削的方法：①无心内圆磨削②行星式内圆磨削。
1.2、仿形加工
1. 仿形加工：是以预先制成的靠模为依据，加工时在一定压力作用下，触头与靠模工作表面紧密接触，并沿其表面移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在零件毛坯上加工出与靠模相同幸免的零件。仿形加工是对各种零件，特别是模具零件的型腔或型面进行切削加工的重要方法之一。
2. 仿形加工的种类：仿形车削、仿形铣削、仿形刨削和仿形磨削等。
3. 仿形加工的方法根据靠触头传递信息的形式和机床进给传动控制方式的不同，分为：机械式、液压式、电控式、电液式和光电式等。
4. 机械式仿形：机械式仿形的触头与刀具之间是以刚性连接，或通过其他机构如缩放仪及杠杆等进行连接，以实现同步仿形加工。
5. 机械式仿形的特点：采用机械式仿形加工工件时，由于靠模与仿形触头之间有较大的作用力，又有相对运动。因而容易引起两构件工作面的磨损，而且在加工过程中，仿形触头以及起刚性连接的中间装置需要传递很大的力，会产生一定的弹性变形。所以机械仿形加工的精度较低，不适宜加工精度要求高的零件。
6. 液压式仿形：是利用液压油作为介质来传递运动信息和动力的。
7. 液压式仿形的特点：液压式仿形具有结构简单，体积小而输出功率大，工作适应性强，动作灵敏度高等优点。且液压仿形装置没有传动间隙存在，因而其仿形精度要比机械式仿形精度高，一般在0.02~0.1mm。仿形触头压力为6~10N。
8. 电控式仿形：是以电信号传递仿形信息，利用伺服系统带动刀具仿形运动。
9. 电控式仿形特点：系统结构紧凑，传递信号快捷、准确、灵敏度高、仿形触头压力小（为1~6N）、易于实现远距离控制，并可用计算机与其构成多工序连续控制的仿形加工系统。电控式仿形的仿形精度可达0.01~0.03mm。
10. 电液式仿形：是以电传感器来传递仿形信号，利用液压力作为动力进行仿形加工的。
11. 电液式仿形特点：仿形加工时，电传感器得到的电信号经过电-液转换机构，使液压或液压电动机等液压执行机构驱动工作台相应的伺服运动。为了得到较高的加工精度，要求电液伺服阀的启动、换向、停止等动作灵敏、准确，并有较大的功率放大倍数，这种系统的仿形触头压力约为1~6N。
12. 仿形车削：是平面轮廓仿形，需要两个方向的进给运动。一般仿形装置是使车刀在纵向进给的同时，又使车刀按照预定的轨迹横向运动，通过纵向与横向的运动合成，完成复杂旋转曲面的内外加工。（主要用于形状复杂的旋转曲面如凸轮、手柄、凸模、凹模型腔或型孔等的成形表面加工）。
13. 仿形车削分类：根据靠模板在车床上的安装位置不同，分为靠板靠模仿形，刀架靠模仿形和尾座靠模仿形。（仿形车削一般用于精加工工序，在仿形车削之前，应将毛坯粗车成形，留较小的仿形车削余量，在仿形车削精加工之后，需经抛光等加工）。
14. 仿形铣削：主要用于加工非旋转体的复杂的成型表面的零件，如凸轮、凸轮轴、螺旋浆叶片、锻模、冷冲模的成形或型腔表面等。仿形铣削可以在普通立式铣床上安装仿形装置来实现，也可以在仿形铣床上进行。
15. 立式铣床上的仿形加工：在普通立式铣床上应用仿形装置进行平面轮廓仿形铣削，方法极其简单。只需要将与工件成形表面形状相同或相似的靠模板与工件一起固定在工作台上，即可进行成形铣削。利用靠模样板加工时，要注意铣刀的半径应小于型腔转角处的圆角半径，这样才能加工出完整轮廓。
16. 在仿形铣床上仿形铣削：在成批或大量生产中，平面轮廓仿形铣削最好采用平面仿形铣床进行，以满足成形表面加工精度和生产率的要求。常用的平面仿形铣床有双轴靠模铣床。在仿形铣床上加工工件时，必须先做好和零件形状相同或相似的靠模板或靠模。对于形状复杂的需要三个方向进给运动的零件如凹模的型腔或型面的加工，可以在立体仿形铣床上进行。
17. 仿形铣削因铣床不同，其铣削方式存在差异，但其切削运动路线有三种基本方式：㈠水平分行㈡垂直分行㈢沿轮廓铣削。
18. 仿形铣削铣刀的选择：仿形铣削所用铣刀也类似于立铣刀的结构，但应根据加工表面形状来确定。加工平面轮廓型槽，可选用端头为平面的圆柱立铣刀；加工立体型槽时，为得到工件全部曲面形状，应选用锥形球头铣刀，铣刀端头的圆弧半径必须小于工件的内圆弧最小半径，锥形铣刀的倾角应小于被加工表面的倾角。
19. 立体靠模的制造材料：㈠非金属材料㈡有色金属㈢黑色金属。精密加工用的靠模，常用电铸成形法或喷镀发制作靠模。
20. 仿形刨削：仿形刨削在仿形刨床上进行。仿形刨床又称刨模机、冲头刨床，用于加工由直线和圆弧组成的各种形状复杂的零件或凸模，其加工精度为±0.2mm，表面粗糙度Ra为1.6~0.4um。
21. 雕刻加工：是对零件、模具型腔表面或型面上的图案花纹、文字和数字的加工。
22. 雕刻机的分类：按其加工表面的类型分为①一种主要用于雕刻平面上文字、数字和图案的平面雕刻机②②立体雕刻机，它除了可以进行平面雕刻外，还可以进行小型模具的三维立体型的雕刻。
1.3精密加工
1. 坐标镗床加工：是在坐标镗床上，利用精密坐标测量装置。对零件的孔及孔系进行高精度（尺寸精度、几何精度与距离精度）切削加工。
2. 坐标镗床及特点：坐标镗床是一种高精度机床，主要用于各类箱体、缸体和模具上的孔与孔系的精密加工。这类机床的零部件的制造与装配精度很高，刚性与抗振性良好，并具有工作台、主轴箱等运动部件的精密坐标测量装置，能实现工件和刀具的精确定位。孔径尺寸精度可达IT6~IT5，表面粗糙度Ra可达1.25~0.4um，孔距精度可达0.01~0.005mm。
3. 坐标测量装置：坐标镗床是靠精密的坐标测量装置来确定工作台、主轴的位移距离，以实现工件与刀具的精确定位。
4. 常见的坐标测量装置有：①带校正尺的精密丝杆坐标测量装置②精密刻度尺—光屏读数器坐标测量装置③光栅—数字显示器坐标测量装置。
5. 坐标磨削：也是一种高精密的加工方法，同样是利用准确的坐标定位完成孔的精密加工，加工精度可达5um左右，表面粗糙度可达0.8~0.2um，因此，对于精密模具，往往把坐标镗削加工作为孔加工的预加工，终加工则在坐标磨床上进行。
6. 坐标磨床的基本磨削方法：①内孔磨削②外圆磨削③锥孔磨削④端面磨削⑤直线磨削⑥铡磨，是利用专门的磨槽机构进行的。砂轮装在磨槽机构的装卡上，作垂直运动。
7. 成形磨削：是成形表面精加工的一种方法，就是把复杂的成形表面分解成若干个平面、圆柱面等简单的形状，然后分段磨削，并使其连接光滑，圆整，达到图样要求。
8. 成形磨削的特点：成形磨削具有高精度、高效率的优点。在模具制造中，用成形磨削对淬硬后的凸模、凹模拼块进行精加工，可以消除热处理变形对精度的影响，提高模具制造精度，同时，可以减少钳工工作量，提高生产效率。
9. 成形磨削的方法：①成形砂轮磨削法②夹具磨削法
10. 成形砂轮磨削的修磨按照砂轮形状分为：①砂轮角度的修整②砂轮圆弧的修整③砂轮非圆弧曲面的修整。
11. 夹具磨削法分为：①正弦精密平口钳②正弦磁力台③正弦分中夹具
12. 正弦分中夹具上的两种安装方法：①心轴装夹法②双顶尖装夹法
13. 万能夹具：是比正弦夹具更完善，它不但能使工件回转，而且通过十字滑块，还可以使工件在两个相互垂直的方向上移动，以调整工件的回转中心，使他与夹具主轴中心重合。因此万能夹具能够完成不同轴线的凸凹圆柱面的磨削。
14. 万能夹具的装夹方法：①用螺钉紧固工件②用精密平口钳装夹③用电磁吸盘装夹
第二章 机械加工工艺规程的制定
2.1基本概念
1. 生产过程：在工厂中，由原材料转化为最终产品的一系列相互关联的劳动过程的总和成为生产过程。
2. 机械制造工厂的产品：是指用机械制造的方法获得的各种物体。
3. 工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。
4. 模具制造工艺过程包括：凸、凹模及与之相关成型零件制造、模具标准零部件制造和模具装配三部分工艺过程的总和。
5. 工序：工序是一个活一组工人，在一个工作地（指机床、钳工台等），对一个（或同时加工的几个）工件所连续完成的那部分机械加工工艺过程。
6. 安装：工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。
7. 工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。
8. 工步：工步是在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。
9. 进给：刀具从被加工表面切下一层金属称为一次进给。
10. 生产类型：企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类称为生产类型。包括（单件生产、成批生产、大量生产三种生产类型）。
11. 单件生产：单件生产的基本特点是产品品种多，同一产品的产量少，很少重复生产。
12. 成批生产：成批生产的特点是一年中分批地制造若干相同产品，生产呈周期重复的情况。
13. 大量生产：大量生产的基本特点是产品的产量很大，连续地大量生产同一种产品，大多数工作地按照一定的生产拍进行某种工序的重复加工。
2.2零件的工艺性分析
1. 零件的工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
零件工艺性审查内容：一是零件的结构组成是否适合于切削加工，二是技术要求是否有利于切削加工。
2. 零件结构工艺性包括：①零件的整体结构、组成各要素的几何形状应尽量简单统一。②尽量减少切削加工量，减少材料及切削刀具的消耗量。③尽可能采用普通设备和标准刀、量具加工，且刀具易切入、切出而顺利通过加工表面。④要便于装夹，装夹次数少。⑤零件加工部位要有足够的刚性，以减少加工过程中的变形量，提高加工精度。⑥尽可能采用标准件、通用件、借用件和相似件。
3. 零件加工表面的技术要求及方案的确定：①一般是根据零件的尺寸公差等级、形位公差、表面粗糙度要求确定主要加工表面，结合材料与热处理要求进而确定其加工方案②根据各点、线、面的设计基准及位置公差等要求，选择定位③根据材料及热处理要求选择热处理方法，安排热处理工序④最后确定该零件加工中的技术关键，拟定采取哪些技术措施。
2.3毛坯的选择
1. 选择毛坯的因素：①零件材料及力学性能②零件材料的工艺性③零件的结构形状和尺寸。④生产类型⑤工厂生产条件
2.4定位基准的选择
1. 工艺基准按用途分类：①工序基准②定位基准③测量基准④装配基准
2. 粗基准：机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准。
3. 精基准：用已经加工过的表面作定位基准则称为精基准。
4. 粗基准的选择：①为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面为粗基准②为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准③为了保证重要加工面的余量均匀，应选择其为粗基准④粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。
5. 精基准的选择：①基准重合原则②基准统一原则③自为基准原则④互为基准原则⑤保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则
2.5工艺线路的拟定
1. 加工经济精度：是指在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。
2. 选择零件表面加工方法的主要根据：①零件材料性质及热处理要求②零件加工表面的尺寸公差等级和表面粗糙度③零件加工表面的位置精度要求④零件的形状和尺寸⑤生产类型⑥具体生产条件
3. 零件机械加工工艺路线：切削加工、热处理和辅助工序。
4. 热处理工序安排为：①预备热处理②最终热处理
5. 预备热处理的目的：是改善加工性能，为最终热处理作好准备和消除残余应力，如正火、退火和时效处理等。
6. 最终热处理的目的：是提高力学性能，如调质、淬火、渗碳淬火、渗氮等。
7. 零件非渗碳表面不允许，或不需要高硬度的部位的保护方法：①镀铜法②留加工余量法
8. 镀铜法的过程为：粗、半精加工—镀铜—去除需要渗碳表面的铜层—渗碳—淬火、低温回火—精加工。
9. 留加工余量的工艺过程：粗、半精加工—渗碳—切除不需要渗碳表面的渗碳层—淬火、低温回火—精加工。
10. 辅助工序包括：检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等。
11. 加工阶段过程可划分为：粗加工、半精加工、精加工和光整加工阶段。
12. 加工阶段的作用：①有利于保证产品质量②有利于合理使用设备③便于热处理工序的安排，使热处理与切割加工工序配合更合理④便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面。
13. 调质钢件的工艺路线：正火或退火—加工精基准—粗加工主要表面—调质—半精加工主要表面—局部表面淬火、低温回火—精加工主要表面—去应力回火—检验。
14. 渗碳钢件的工艺路线：正火—加工精基准—粗、半精加工主要表面—渗碳—淬火、低温回火—精加工主要表面—去应力回火—检验。
15. 高碳钢、工具钢件的工艺路线：正火—球化退火—加工精基准—粗、半精加工主要表面—淬火、低温回火—人工时效—精加工主要表面—人工时效—检验。
16. 灰口铸铁件的工艺路线：时效—加工精基准—粗、半精加工主要表面—时效—精加工主要表面—检验。
17. 渗碳钢件的精加工工艺路线：退火或正火—加工精基准—粗加工—调质—半精加工—稳定化处理—精加工—装配—试冲模—渗氮—光整加工（如研磨、抛光）—检验。
18. 塑料模制造采用冷挤压成型的工艺路线：锻造—正火或退火—加工精基准—粗加工—冷挤压型腔—机械加工成型—渗碳或碳氮共渗—淬火及回火—钳修抛光—镀铬—检验。
19. 采用合金调质钢的工艺路线：锻造—退火—加工精基准—机械粗加工—调质—精加工—成形—钳修、抛光—镀铬—检验。
20. 工序集中的特点：①工件在一次装夹后，可以加工多个表面，能较好地保证加工表面之间的相互位置精度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。②可以减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作③采用的设备和工装结构复杂、投资大，调整和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。
21. 工序分散的特点：①机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握②可以采用最合理的切削用量，减少机动时间③设备数量多，操作工人多，生产面积大。
2.6加工余量的确定
1. 加工余量：是指加工过程中所切去的金属层厚度。
2. 工序余量：是相邻两工序的工序尺寸之差。
3. 加工总余量：即毛坯余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸差。
4. 影响加工余量的因素：①被加工表面上道工序表面粗糙度Ra和缺陷层Da②被加工表面上道工序尺寸公差③被加工表面上道工序的形位误差④本道工序加工时的装夹误差。
5. 尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组成为尺寸链。
6. 封闭环：尺寸链中在装配过程或或加工过程最后形成的一环，为封闭环。
7. 组成环：尺寸链中对封闭环有影响的全部环。
8. 增环：尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环同向变动。同向变动是指该环增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。
9. 减环：尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环的反向变动。反向变动是指该环增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大。
10. 基本时间Tb：它是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。
11. 辅助时间Ta：是实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗对的时间。
12. 布置工作时间Ts：指为使加工正常进行，工人照管工作地所消耗的时间。
13. 提高机械加工生产率的工艺途径：①缩短基本时间②缩短辅助时间③缩短布置工作的时间④缩短准备与终结时间。
第三章 典型零件的机械加工
1. 轴类零件的技术要求：①尺寸公差②轴类零件的形状精度主要是指支承轴颈的圆度、圆柱度，一般应将其限制在尺寸公差范围内。③轴类零件位置精度的普遍要求是保证配合轴颈相对支承轴颈的同轴度或跳动量④轴类零件的配合轴颈表面粗糙度Ra值为2.5~0.63um。
2. 提高磨削效率的方法：①缩短辅助时间②是改变磨削用量以及增大磨削面积，例如高速磨削、深切缓慢进给磨削、砂带磨削、宽砂轮磨削及多片砂轮磨削。
3. 高精度磨削：使工件表面的粗糙度Ra值在0.16um以下的磨削工艺，称为高精度磨削。
4. 高精度磨削的特点：能够修正上道工序留下的形状误差和位置误差，生产效率高，可配备自动测量仪，但对机床本身精度要求也很高，机床回转精度与振幅须在0.001mm以下，进给机构不能有低速爬行现象。
5. 深孔加工问题及措施：轴线易歪斜；刀具冷却散热条件差；切屑排出困难。①采取工件旋转，刀具仅作进给运动方式②采用压力输送切削液冷却刀具，强制排出切屑带走热量③改进刀具结构，增加断屑措施。
第四章 模具的特种加工及其他加工方法
4.1电火花加工
1. 特种加工：是直接利用电能、化学能、声能、光能对工件进行加工，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度的要求。
2. 电火花加工：是一种电、热能加工方法，是利用工具电极和工件间火花放电时，瞬间产生的高温是电极表面的局部金属腐蚀去除而对工件进行加工。
3. 电火花加工原理：电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，两极间充满具有一定绝缘性能的液体；放电间隙自动调节装置使工具电极和工件间保持一个合理的放电间隙。加在两极上的脉冲电压在间隙最小处或绝缘强度最低处击穿工作液，并产生火花放电，瞬间产生的高温足以使工件表面的金属局部熔化、汽化而被蚀除，在工件表面上形成微小的凹坑。脉冲放电结束后，经过一段时间间隔，工作液恢复绝缘，第二个脉冲电压又加在两极上重复上述过程。
4. 电火花加工过程：介质击穿、通道放电，熔化、汽化、热膨胀，电蚀产物的抛出及介质消电离。
5. 电火花加工特点：①脉冲放电能量密度高，加工用普通机械难以加工或无法加工的金属材料②加工时，工具电极与工件不直接接触，两者之间不产生明显的机械力，没有因切削力而产生的工艺问题③工具电极的材料不需比工件硬，能以柔克刚④直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动化。
6. 影响电火花加工速度的主要因素：㈠电参数①提高脉冲频率：一方面靠缩小脉冲停歇时间，另一方面靠压榨脉冲宽度②增加单个脉冲能量主要靠加大脉冲电流和增加脉冲宽度③提高工艺系数K的途径很多，合理选择电极材料、电参数、工作液、改善工作液的循环过滤方式都提高有效脉冲利用率λ，达到提高工艺系数K的目的㈡极性效应：电火花加工时，无论是正极还是负极都会受到不同程度的电腐蚀，即使两个电极的材料相同（如同钢电极加工钢工件）也往往出现正、负两极的蚀除速度不一样，这种现象称为极性效应。①电火花加工中必须采用单向脉冲电源②正确选择加工极性，用短脉冲宽精加工时应选用正极性加工，用长脉宽粗、半精加工时，应选用负极性加工③根据不同的脉冲放电量，合理地选择脉冲宽度，每种材料都有一个蚀除量最大的最佳脉宽，加工时应选用使工件材料蚀除速度最大的脉宽㈢工件材料的热物理常数，比热容、熔化潜热、汽化潜热、热导率㈣工作液①具有介电性，击穿时形成电火花放电通道，火花放电结束后迅速恢复间隙绝缘状态—消电离②液体介质的绝缘强度比较高，在较小的电极间隙下击穿可提高仿形精度③工作液压缩火花放电通道，使放电通道的截面积很小，电流密度很高，提高生产率和加工精度④工作液在脉冲放电作用下，急剧汽化，产生局部高压有利于电蚀产物的排出⑤工作液冷却工具电极和工件，防止热变形，并传散放电通道中的余热㈤其他因素。
7. 影响加工精度的因素：㈠尺寸精度㈡形状精度①斜度②圆角。
8. 影响加工质量的主要因素：㈠表面粗糙度㈡表面变化层①凝固层②热影响层③显微裂纹④表面变化层的力学性能。
9. 工具电极的相对消耗实现高效低损耗的途径：①利用极性效应②利用吸附效应③选择合适的电极材料。
10. 脉冲电源：的作用是把工频交流电转换成一定频率的单向脉冲电流，提供电火花加工所需的放电能量。
11. 自动进给调节系统的组成：测量环节、比较环节、放大环节、执行环节。
12. 工作液循环过滤系统的作用：是采用强迫循环的办法把清洁工作液由液压泵加压，强迫冲入工具电极与工件之间的放电间隙，将放电间隙中的电蚀产物随同工作液一起从放电间隙中排出，以达到稳定加工的目的。
13. 电火花穿孔加工：是利用电火花放电时的电腐蚀原理，通过工具电极相对于工件作进给运动，而把成形电极的侧面形状和尺寸反拷在工件上，加工所需通孔。
14. 电火花穿孔加工的特点：①能加工各种高硬度、高强度、高韧性的金属材料，加工冲裁凹模、凸凹模等型孔，可以在金属热处理后进行，避免热处理变形的影响②能有效地加工一般机械加工难以加工的型孔③加工表面粗糙度Ra可达3.2~0.8um，单面放电间隙为0.01~0.15um，加工斜度为3ˊ~45ˊ。④冲模的配合间隙均匀，刃口耐磨，提高了模具质量；而对于复杂的凹模可以不用镶拼结构，简化了模具结构，提高了模具强度。
15. 工件的准备：是指完成电火花加工前的全部工序包括①工件的预加工②热处理③磨光、除锈、退磁。
16. 电规准：是指为达到预定的工艺指标，电火花加工中相互配合的一组电参数。
17. 冲裁模电火花穿孔加工：㈠普通冲裁模（单工序模）①将电极与凸模分别由钳工划线，钻螺孔，经机械加工后，将凸模与电极连接或胶合在一起进行成形刨削或磨削加工成形，使电极截面尺寸与凸模尺寸相同②将电极与凸模分开③利用化学腐蚀法或电镀法将电极做成阶梯形；并达到所需尺寸④选择机床的粗规准进行加工，直到达到刃口高度为止⑤用火花放电间隙和凸、凹模配合间隙相等的电规准进行精加工，以达到模具的配合间隙和刃口的落料斜度㈡复合模的加工①先用电火花加工出复合模的凸凹模内孔，然后再以机械加工的方法加工外形②利用加工的凸凹模作为工具电极，加工凹模型孔㈢连续模加工
18. 型腔模电火花加工的特点：①型腔加工不仅侧面形状和尺寸精度要求高，而且底面形状和尺寸精度要求也很高②型腔加工是三维曲面加工，蚀除量大，要求粗、精加工速度快③电极损耗小④粗加工后的侧面修光较难，必须更换精加工电极或利用平动头进行侧面修光。
4.2电火花线切割加工
1. 电火花线切割加工原理：与电火花加工一样，都是基于电极间脉冲放电时的电腐蚀原理。但他有别于电火花成形加工的是不需要制作复杂的成型电极，而是用一根很细的电极丝作工具电极。将电极丝装在一个旋转的贮丝筒上，并经过丝架以一定的速度移动。电极丝接高频脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极，以煤油或乳化液作为工作液。
2. 电火花线切割加工的特点：①采用一根很细的金属丝做工具电极，不需要再制作复杂的成形电极②能方便加工任意形状的复杂型孔、窄槽、微缝和小孔③加工电流小，属半精、精加工范围。采用正极加工④采用移动的长电极丝进行加工，单位长度的电极丝损耗小，从而对加工精度影响小，特别在慢速走丝线切割加工时，电极损耗对加工精度的影响更小⑤对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用，可节省贵重的模具材料⑥采用水或水基工作液，容易实现无人安全运转，而且工作液的电阻率远比煤油小⑦机床的自动化程度比较高，编制的程序可以重复使用，而且可以利用间隙补偿来加工不同要求的工件。
3. 线切割加工为主的工件坯料有别于常规机械加工的工艺路线：下料—锻造—退火—机械粗加工—淬火与回火—磨削加工—线切割加工—钳工装配。
4. 电化学加工：在阳极、阴极表面产生得、失电子的化学反应称为电化学反应，通过电化学反应从工件上去除或镀覆金属材料的特种加工方法称为电化学加工。
5. 电化学加工过程：用两片金属插入导电溶液中，两者将出现电位差，形成原电池，然后用导丝把金属拍你连接起来，就会有电流从导线中通过；并出现了贴的加速溶解。当按原电流方向上加上一个直流电源时，电流加大，贴的溶解也加快。
6. .电化学加工分类：①利用电化学反应过程中阳极溶解来进行加工，主要有电解加工和电解抛光②利用电化学反应过程中阴极沉积来进行加工，主要有电铸、电镀、电刷镀③利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工工艺，主要有电解磨削、电解电火花复合加工等。
7. 电解加工：是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理去除工件材料的加工方法。
8. 电解加工的特点：①生产率高②表面质量好③加工过程阴极工具在理论上不会损耗，可长期使用④电解加工的影响因素很多，技术难度高，不易实现稳定加工和保证较高的加工精度，加工细的窄缝，小孔及小棱角，比较困难。一般圆角半径大于0.2mm。⑤电解液对设备、工装有腐蚀作用，电解产物必须妥善处理，否则将污染环境。
9. 电解液的作用：①作为导电介质，传递电流②在电场作用下进行电化学反应，使阳极溶解能顺利而有控制地进行③将加工间隙内产生的电解产物及热量能及时带走，起到更新和冷却的作用。
10. 电解液的分类：中性盐溶液、酸性溶液、碱性溶液。
11. 电解加工的生产率及其影响因素：电解加工的生产率是单位时间内电解蚀除的金属量。影响生产率的因素有工件材料的电化学当量、电流密度、电解液及电极间隙等。
12. 电解加工精度：主要取决于阴极的型面精度，复制精度及重复精度。阴极的型面精度包括设计精度和制造精度。复制精度，是指加工出的形状和尺寸与阴极形状和尺寸相符合的程度。重复精度，是指用同一个工具阴极加工一批工件的形状和尺寸的一致性。加工间隙的稳定性直接影响电解加工的的重复精度。
13. 电解加工表面质量的影响因素：①工件材料的合金成分，金相组织和热处理状态对表面粗糙度均有影响②工艺参数对表面质量也有很大的影响，一般说来，电流密度高加工间隙小有利于均匀溶解③工具阴极的表面质量也有影响，如工具阴极表面条纹，刻痕等都有相应地复印在工件表面，所以阴极表面必须光洁。
14. 电解抛光：是一种表面电化学光整加工方法，用于改善工件的表面粗糙度和表面物理性能，而不用于对工件进行形状和尺寸加工。是利用在电解液中发生阳极溶解现象而对工件表面进行腐蚀抛光的。
15. 电铸加工：是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成型加工。
16. 电铸加工特点：①能准确、精密地复制复杂型面和微细花纹，其细密程度可达微米级②能用一只标准原模制出很多形状一致的型腔或电火花加工用的电极③借助石膏、石蜡、环氧树脂等作为原模材料，进行复杂零件内、外表面的复制，然后再电铸成形，适应性广④电铸速度慢，生产周期长，尖叫和凹槽部分，铸层不均匀，且铸层内存在一定内应力，不能承受冲击载荷。
17. 电铸加工的工艺过程：㈠原模设计与制造㈡原模的表面处理㈢电铸过程，要点①溶液必须连续过滤，以除去电解质水解或硬化形成的沉淀物，阳极夹杂物和尘土等固体悬浮物②严格控制电铸液的成分、浓度、温度、电流密度，使各项数值在规定范围内③阳极材料应采用高纯度的镍板和铜片，面积为阴极面积的2~3倍，模型与阳极间位置要适合，距离要均匀，一般不小于200mm。
18. 化学加工：就是利用酸碱盐等化学溶液与金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件尺寸和形状的一种加工方法。
19. 化学蚀刻的特点：①可加工金属材料和非金属材料，不受材料硬度的影响②加工表面无毛刺、无应力，表面粗糙度Ra达2.5~1.25um③因刻型及腐蚀条件限制，加工精度不高，不宜加工窄槽、型孔、尖角等④腐蚀液及其蒸汽对人体及设备有害，污染环境，需有保护措施。
20. 化学蚀刻的工艺过程：①表面预处里②涂保护层③刻型④腐蚀。
21. 超声波加工：是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种加工方法。
22. 超声加工的特点：①适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料②工具可用较软的材料做成复杂形状，不需要工具和工件作比较复杂的相对运动，所以超声波加工机床结构简单、操作、维修方便③由于去除加工材料是靠极小磨料瞬时的局部撞击作用，故工件表面的宏观切削力很小。
23. 超声发生器：的作用是将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频震荡，以提供工具端面往复振动和去除被加工材料的能量。
24. 型腔挤压成形：是利用金属塑性变形原理，实现模具型腔无切削加工的一种方法。
第五章 机械加工质量
5.1机械加工精度
1. 机械加工精度：是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。
2. 工艺系统：机械加工中，机床、夹具、刀具及工件组成一个统一体，称做工艺系统。
3. 加工原理误差：因采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差称为加工原理误差。
4. 工艺系统：是指在切削加工中由机床、刀具、夹具和工件组成的封闭系统。
5. 影响机床部件刚度的因素：①连接表面接触变形的影响②零件间摩擦力和接合面间隙的影响③部件中薄弱零件的变形。
6. 减小工艺系统受力变形的措施：①提高连接表面的接触刚度②提高工件的刚度③提高机床部件的刚度④合理装夹工件。
7. 残余应力：是指在没有外力作用下或除外力后工件体内存留的应力，又叫内应力。
8. 残余应力的产生：①毛坯制造和热处理中产生的残余应力②冷校直引起的残余应力③切削加工所引起的残余应力。
9. 减少或消除残余应力的措施：①合理设计零件结构②采用消除残余应力的热处理工序③合理安排工艺过程。
10. 热变形：机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生变形，这种变形称为热变形。
11. 减少工艺系统热变形的主要措施：①减少热源的发热及影响②加强散热能力③均衡温度场④采用合理的机床部件结构⑤加速达到并保持热平衡状态⑥控制环境温度。
12. 提高加工精度的工艺措施：①减少或消除原始误差②转移原始误差③补偿或抵消原始误差。
13. 加工误差：㈠系统性误差①常值系统性误差②变直系统性误差㈡随机性误差。
5.2机械加工表面质量
1. 加工表面质量包括：㈠表面几何形状特征①表面粗糙度②表面波度③表面伤痕㈡表面层的物理学性能①表面层加工硬化②表面层金相组织改变③表面层产生的残余应力。
2. 表面质量对零件使用性能的影响：㈠表面质量对零件耐磨性的影响①表面粗糙度的影响②表面硬化的影响③金相组织变化的影响㈡表面质量对零件疲劳强度的影响①表面粗糙度的影响②加工硬化的影响③残余应力的影响。
3. 影响加工硬化的因素：①刀具几何形状的影响②切削用量的影响③被加工材料的影响。
4. 表层残余应力产生的原因：①冷态塑性变形引起的残余应力②热态塑性变形引起的残余应力③金相组织变化引起的残余应力。
5. 影响残余应力的因素：①切削加工②磨削加工。
6. 改善磨削烧伤的工艺措施：①合理选择磨削用量②工件材料③正确选择砂轮④改善冷却条件。
7. 提高和改善零件表层物理力学性能的措施：①选择适当的最终工序加工方法②滚压加工③喷丸强化。
8. 机械加工中的振动：自由振动、强迫振动、自激振动。
9. 强迫振动：是指由外界周期性激振力引起和维持的、工艺系统受迫产生的振动。他是影响精密加工质量和生产率的关键。
10. 强迫振动产生的原因：①高速旋转零件不平衡引起震动②往复运动件的惯性力引起的振动③断续切削的周期性冲击引起的振动④传动机构的缺陷引起的振动⑤系统外部的周期性激振力引起的振动。
11. 强迫振动的特征：①强迫振动是由周期性激振力引起的，不会被阻尼衰减掉。②强迫震动的频率与激振力的频率相同③强迫振动的振幅不但与激振力的振幅有关，还与工艺系统的动态特性有关。
12. 减小或消除强迫振动的措