模具制造工艺设计思考题答案解析

第一章绪论1、模具制造的基本要求是什么？（1）制造精度高（2）使用寿命长（3）制造周期短（4）模具成本低2、模具制造的主要特点是什么？（1）制造质量要求高（2）形状复杂（3）模具生产为单件、多品种生产（4）材料硬度高3、模具主要零件的精度是如何确定的？模具精度主要由其制品精度和模具结构的要求来决定的。

为了保证制品精度，模具的工作部分精度通常要比制品精度高2~4级；模具结构对上、下模之间配合有较高的要求，为此组成模具的零部件都必须有足够高的制造精度，否则将不可能生产出合格的制品，甚至会使模具损坏。

第二章模具机械加工的基本理论1、何谓设计基准，何谓工艺基准？（1）设计基准：在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。

（2）工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。

按工艺基准用途不同，又分为定位基准、测量基准和装配基准。

2、如何正确安排零件热处理工序在机械加工中的位置？（1）预先热处理：预先热处理包括退火、正火、时效和调质。

这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理作组织准备，其工序位置多在粗加工前后。

（2）最终热处理：最终热处理包括各种淬火、回火、渗碳和氮化处理等。

这类热处理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性，常安排在精加工前后。

3、制约模具加工精度的因素主要有哪些？（1）工艺系统的几何误差对加工精度的影响。

（2）工艺系统受力变形引起的加工误差。

（3）工艺系统的热变形对加工精度的影响。

4、工艺系统热变形是如何影响加工精度的？在机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生温度变形，一般也称为热变形。

这种变形将破坏刀具与工件的正确几何关系和运动关系，造成工件的加工误差。

另外工艺系统热变形还影响加工效率。

5、如何理解表面完整性与表面粗糙度？机械加工表面质量也称表面完整性，它主要包含两个方面的内容：（1）表面的几何特征○1表面粗糙度○2表面波度○3表面加工纹理○4伤痕（2）表面层力学物理性能○1表面层加工硬化○2表层金相组织的变化○3表面层残余内应力6、加工细长轴时，工艺系统应作如何考虑？7、如何正确拟定模具机械加工工艺路线？工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局。

其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目等。

除定位基准的合理选择外，拟定工艺路线还要考虑表面加工方法、加工阶段划分、工序的集中和分散和加工顺序等四个方面。

第三章模具机械加工1、模具机械加工的主要内容是什么？如何分类？各采取什么原则处理？（1）普通机床加工：车刨铣磨钻插（2）仿形机床加工（3）坐标机床加工（4）数控机床加工2、列举一些家用电器采用普通切削加工机床加工的表面3、比较机械法、液压法、电控法这三种仿形方式的优缺点。

4、坐标机床与普通机床的主要区别是什么？数控机床属于坐标机床吗？坐标机床与普通机床的根本区别在于它们具有精密传动系统可作准确的移动和定位。

有了坐标机床，可以加工模块上有精密位置要求的孔、型腔、甚至三维空间曲面。

5、坐标镗床的特点是什么？坐标机床的附件分别起什么作用？坐标镗床是一种高精度孔加工机床，主要用于加工模具零件上的精密孔系，因为其加工的孔不仅具有较高的尺寸和几何形状精度，而且还具有较高的孔距精度。

6、试将下列设计尺寸转换成坐标尺寸：7、何为成形磨削？其特点是什么？成形磨削就是将零件的轮廓线分解成若干直线与圆弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，使之达到图样的技术要求。

成形磨削按加工原理可分为成形砂轮磨削法与夹具磨削法两类。

8、正弦精密平口钳与正弦精密磁力平台分别作用于什么场合？两者对工件的固定方式不同，前者是利用钳口夹持，工件应具有较大的刚性，后者则利用磁性吸合，工件必须是能磁化的材料。

9、万能夹具主要由哪几部分组成，它与正弦分中夹具有什么区别？万能夹具可加工具有多个回转中心的工件，工件定位以后随主轴来回旋转，磨出以该回转中心为轴线的圆弧面。

与正弦分中夹具相比，结构上主要多了由一对相互垂直的精密丝杆螺母副组成的十字拖板部分，该部分可带动工件相对于夹具主轴沿X和Y两方向移动，从而使工件上不同的回转中心分别与夹具主轴重合，磨出复杂曲面上各部分圆弧面。

第四章模具数控加工1、试述数控机床的组成和基本工作原理。

（1）数控机床主要用数控介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四部分组成。

（2）工作原理：数控机床加工零件时，首先要根据加工零件的图样与工艺方案，按规定的代码和程序格式编写零件的加工程序单，这是数控机床的工作指令。

通过控制介质将加工程序输入到数控装置，由数控装置将其译码、寄存和运算之后，向机床各个被控量发出信号，控制机床主运动的变速、起停、进给运动及方向、速度和位移量，以及其他如刀具选择交换，工件夹紧松开和冷却润滑液的开、关等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。

2、试述数控机床的加工特点和与普通机床的区别。

（1）加工精度高（2）自动化程度高和生产率高（3）适应性强（4）有利于生产管理现代化（5）减轻劳动强度（6）成本高3、机床坐标系与工件坐标系有何区别与联系？以机床原点为坐标原点的坐标系就成为机床坐标系。

机床原点是机床坐标系的原点，同时也是其他坐标系与坐标值的基准点。

也就是说只有确定了机床坐标系，才能建立工件坐标系，才能进行其他操作。

4、什么是机床原点、工作（编程）原点、机床参考点、换刀点、对刀点和起刀点？机床原点：机床原点又称机床零点，是机床上的一个固定点，由机床生产厂在设计机床时确定，原则上是不可改变的。

工作原点：工作原点又称工作零点或编程零点，工作原点是为了编制加工程序而定义的点，它可由编程员根据需要来定义，一般选择工件图样上的设计基准作为工件原点，例如回转体零件的端面中心、非回转体零件的角边、对称中心作为几何尺寸绝对值的基准。

机床参考点：机床参考点的作用就是每次数控机床启动时，执行机床返回参考点（又称回零）的操作，使数控系统的坐标系统与机床本身坐标系相一致。

换刀点：对刀点：起刀点：指刀具起始运动的刀位点，即程序开始执行时的刀位点。

5、什么是字地址程序段格式？为什么现在数控编程常用此格式？字地址程序格式：每个字前有地址；各字的先后排列并不严格；数据的位数可多可少，但不得大于规定的最大允许位数；不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。

这种程序段格式的优点是程序简短、直观、不易出错，故应用广泛。

6、手工编程和自动编程有何区别和联系？（1）手工编程就是程序编制的全部或主要由人来完成，有时也借助于通用计算机进行一些复杂的数值计算。

（2）自动编程是用计算机及其外围设备并配以专用的系统处理软件进行编程。

根据编程系统输入方法及系统处理的方式不同，主要有批处理式、交互式、实物模型等编程系统。

7、什么是计算机辅助制造(CAM)？模具制造中常用的CAM软件有哪些？CAM的狭义概念指从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP、NC 编程、工时定额的计算、生产计划的制定、资源需求计划的制定等。

CAM的广义概念包括的内容则多得多，它还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存储、输送）的监视、控制和管理。

8、试述刀具半径补偿与长度补偿的方法及应用。

9、数控铣床与加工中心有何不同？各适合加工那些类型的模具零件？加工中心是从数控铣床发展而来的，它与数控铣床的最大区别在于它有刀库和刀具自动交换系统，它可以在一次装夹中通过自动换刀系统改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。

加工中心的主要加工对象○1模具类零件○2各种叶轮、球面和凸轮类零件○3箱体类零件○4异形件、盘、套、板类等零件10、试述数控机床程序编制中的工艺分析要点。

11、用数控铣床或加工中心编制如下图示的零件加工程序。

第五章模具特种加工1、电火花成形加工的基本原理是什么？为何必须采用脉冲放电的形式进行？若加工中出现连续放电会产生何种情况？基本原理：利用工件与电极之间脉冲放电时的电腐蚀现象，并有控制地去除工件材料，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求。

2、电火花成形加工的放电本质大概包括哪几个阶段？（1）介质的击穿与放电通道的形成（2）能量的转换、分布与传递（3）电极材料的抛出（4）极间介质的消电离3、电火花成形加工具有哪些特点？具体应用于模具行业中的哪些方面？特点：（1）以柔克刚（2）不存在宏观“切削力”（3）电脉冲参数可以任意调节（4）易于实现自动化控制及自动化应用范围：（1）穿孔加工（2）型腔加工（3）强化金属表面（4）磨削平面及圆柱面4、电火花成形机床有几部分组成？其中，工作液循环过滤系统有何作用？其循环方式有哪几种？电火花成形加工机床主要由机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤循环系统以及机床附件等部分组成。

工作液循环过滤系统的作用是排除电火花加工过程中不断产生的电蚀产物，提高电蚀过程的稳定性和加工速度，减小电极损耗，确保加工精度和表面质量。

常用的循环方式有两种：冲油式、抽油式5、叙述影响电火花成形加工的基本因素；如何提高电火花加工的表面质量？（1）极性效应现象（2）脉冲参数对电蚀量的影响（3）脉冲宽度对电蚀量的影响（4）材料的热力学常数对电蚀量的影响。

6、何谓阶梯电极？它有何特点？为了提高加工速度等工艺指标，在电火花穿孔加工过程中，常采用阶梯电极，即将原来的电极适当加强，而加强部分的截面尺寸适当缩小，呈阶梯形状。

在加工时，先用加长部分的电极在粗规准下加工，然后用原来的电极在精规准下进行精修，这样可以将粗、精加工分开，既能提高生产率，又能减少精加工余量，保证精度，同时电规准转换次数减少，使操作大大简化。

7、为何装夹好的电极还要进行校正？如何校正？使电极轴心线垂直于机床的工作台面（或凹模上平面），否则难以保证加工质量。

8、何为定位？定位的方法如何？所谓定位，就是指将已装夹和校正调整好的电极对准工件的加工位置，以保证加工出的形孔达到一定的位置精度要求。

常用的定位方法有划线法、块规角尺法和侧面定位法。

9、何为电规准？如何使用电规准？电火花加工过程中的电参数如电压、电流、脉宽、间歇等成为电规准。

电加工过程中根据工件的技术要求、经济效益等因素合理选择电规准，并按工艺要求适时转换。

冲模加工中，常选择粗、中、精三种电规准。

10、型腔电火花成形加工有何特点？常用的工艺方法有哪些？特点：（1）要求电极损耗小（2）金属蚀除量大（3）工作液循环不流畅，排屑困难。

（4）在加工过程中，为了侧面修光、控制加工深度、更换或修整电极等需要，电火花机应备有平动头、深度测量仪、电极重复定位装置等附件。

11、电火花线切割加工有何特点？最适合加工何种模具？（1）不需要制造专用电极，电极丝可反复使用，生产成本低，并节约电极制造时间。