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加工中心编程技巧和安全


随 着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。数控机床应用已得到一定程 度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。从而使越来越多的学校购买数控机床，开展数控机床的教学。通过几年的加工中心实际应用和教学实践 及摸索，笔者将一些积累的经验和读者分享，如有不当之处，请批评指出。
一、加工中心几个常用指令的编程技巧
1、M00、M01、M02和M30的区别与联系
学生在初学加工中心编程时，对以上几个M代码容易混淆，主要原因是学生对加工中心加工缺乏认识，加上个别教材叙述不详细。它们的区别与联系如下：
M00为程序暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。主要用于编程者想在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等）。
M01为程序选择性暂停指令。程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时此功能才能有效，否则该指令无效。执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。
M02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。
M30为主程序结束指令。功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。
2、刀具补偿参数地址D、H的应用
在部分数控系统（如FAUNC）中，刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少， 关键是由它们后面补偿号地址中的数值来决定。所以在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从1～20号，D为刀具半径补偿 地址，补偿号从21号开始（20把刀的刀库）。
例如：G00G43H1Z60.0;
　 G01G41D21X30.0Y45.0F150;
3、G92与G54～G59的应用
G54～G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54～G59就没有必要再使用G92，否则G54～G59会被替换，应当避免。
注意：（1）一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54～G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。（2）使用 G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。所以，一定要慎用。
4、暂停指令
G04X_/P_ 是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址P或X后的数值是暂停时间。X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，P后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。
例如，G04 X2.0;或G04 X2000;　　　暂停2秒
　　G04 P2000;
但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。
例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;
钻孔（80.0，60.0）至孔底暂停2秒
G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0；
钻孔（2.0，60.0）至孔底不会暂停。
5、同一条程序段中，相同指令（相同地址符）或同一组指令，后出现的起作用。
例如：G01G90Z30.0Z20.0F200; 执行的是Z20.0，Z轴直接到达Z20.0，而不是Z30.0。
G01G00X30.0Y20.0F200; 执行的是G00（虽有F值，但也不执行G01）。
但不同一组的指令代码，在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。
例如：G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。
6、程序段顺序号
程序段顺序号，用地址N表示。一般数控装置本身存储器空间有限（64K），为了节省存储空间，程序段顺序号都省略不要。N只表示程序段标号，可以方便查找 编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可递减，也不要求数值有连续性。但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时不可以省 略。
二、安全操作加工中心加工
数控机床的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使机床发生碰撞。因为数控机床的价格非常昂贵，少则几十万元，多则上百万元，维修难度大且费用高。但是，碰撞的发生是有一定规律可循的，是能够避免的，可以总结为以下几点。
1、利用计算机模拟仿真系统
随着计算机技术的发展，数控加工教学的不断扩大，数控加工模拟仿真系统越来越多，其功能日趋完善。因此可用于初步检查程序，观察刀具的运动，以确定是否有可能碰撞。
　　2、利用机床自带的模拟显示功能
　　一般较为先进的数控机床图形显示功能。当输入程序后，可以调用图形模拟显示功能，详细地观察刀具的运动轨迹，以便检查刀具与工件或夹具是否有可能碰撞。
　　3、利用机床的空运行功能
　 　利用机床的空运行功能可以检查走刀轨迹的正确性。当程序输入机床后，可以装上刀具或工件，然后按下空运行按钮，此时主轴不转，工作台按程序轨迹自动运 行，此时便可以发现刀具是否有可能与工件或夹具相碰。但是，在这种情况下必须要保证装有工件时，不能装刀具；装刀具时，就不能装工件，否则会发生碰撞。
4、利用机床的锁定功能
一般的数控机床都具有锁定功能（全锁或单轴锁）。当输入程序后，锁定Z轴，可通过Z轴的坐标值判断是否会发生碰撞。此功能的应用应避开换刀等运作，否则无法程序通过。
　　5、坐标系、刀补的设置必须正确
　　在启动机床时，一定要设置机床参考点。机床工作坐标系应与编程时保持一致，尤其是Z轴方向，如果出错，铣刀与工件相碰的可能性就非常大。此外，刀具长度补偿的设置必须正确，否则，要么是空加工，要么是发生碰撞。
6、提高编程技巧
　　程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。
　 　例如：铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 编程，这时机床将三轴联动，，则铣刀有可能会与工件发生碰撞，造成刀具与工件损坏，严重影响机床精度，这时可采用下列程序N40 G00 Z100;　 N50 X0 Y0;　即刀具先退至工件上方 100mm处，然后再返回编程零点，这样便不会碰撞。　　
　 总之，掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进一步加强，为数控加工事业的发展作贡献。 [s:19] [s:52]
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1. 常用工件金属材料
1.1 钢的名称、牌号及用途
普通碳素结构钢：用于一般机器零件，常用的牌号有 A1～A7，代号 A 后的数字愈大，钢的抗拉强度愈高而塑性愈低。
优质碳素结构钢：用于较高要求的机械零件。常用牌号有钢 10～钢 70。钢 15（15 号钢）的平均含碳量为 0.15%，钢 40 为 0.40%，含碳量愈高，强度、硬度也愈高，但愈脆。
合 金结构钢：广泛用于各种重要机械的重要零件。常用的有 20Cr、40Cr（作齿轮、轴、杆）、18CrMnTi、38CrMoAlA（重要齿轮、渗氮零件）及 65Mn（弹簧钢）。前边的数字 20 表示平均含碳量为 0.20%，38 表示 0.38%。末尾的 A 表示高级优质钢。中间的合金元素化学符号含义为：Mn 锰、Si硅、Cr 铬、W 钨、Mo 钼、Ti 钛、AL 铝、Co 钴、Ni 镍、Nb 铌、B 硼、V 钒。
碳素工具钢：因含碳量高，硬而耐磨，常用作工具、模具等。碳素工具钢牌号前加 T 字，以此和结构钢有所区别。牌号后的 A 表示高级优质钢。常用的有 T7、T7A、T8、T8A……T13、T13A等。
合金工具钢：牌号意义与合金结构钢相同，只是前面含碳量的数字是以 0.10%为单位（含碳量较高）。例如 9CrSi 中平均含碳量为 0.90%。常用作模具的有 CrWMn、Cr12MoV（作冷冲模用）、5CrMnMo（作热压模用）。
1.2 铸铁的名称、牌号及用途
灰口铸铁：牌号中以灰、铁二字的汉语拼音第一字母为首，后面第一组数字为最低抗拉强度，第二组数字为最低抗弯强度。常用的有 HT10-26，HT15-33，HT20-40，HT30-54，HT40-68 等，用以铸造盖、轮、架、箱体等。
球墨铸铁：比灰口铸铁强度高而脆性小，常用的牌号有 QT45-0，QT50-1.5，QT60-2 等。第一组数字为最低抗拉强度，最后的数字为最低延伸率%。
可锻铸铁：强度和韧性更高，有 KT30-6，KT35-10 等，牌号意义同上。
1.3 有色金属及其合金
铜 及铜合金：纯铜又称紫铜，有良好的导电性和导热性、耐腐蚀性和塑性。电火花加工中广泛作为电极材料，加工稳定而电极损耗小。牌号有 T1～T4（数字愈小愈纯）。 铜合金主要有黄铜（含锌），常用牌号有 H59、H62、H80 等。黄铜电极加工时特别稳定，但电极损耗很大。
铝及铝合金：纯铝的牌号有 L1～L6（数字愈小愈纯）。铝合金主要为硬铝，牌号有 LY11～LY13，用作板材、型材、线材等。
1.4 粉末冶金材料
最常用的是硬质合金，具有极高的硬度和耐磨性，广泛用作工具及模具。由于其成分不同而分为钨钴类和钨钛类两大类硬质合金。
钨钴类硬质合金：用 YG 表示，如 YG6 代表含钴量为 6.0%，含碳化钨为 94%的硬质合金，硬度极高而脆，不耐冲击，主要用于切削加工钢的刃具和量具。
钨钴钛类硬质合金：用 YT 表示，除含碳化钨和钴外，还加入碳化钛以增加韧性。例如 YT15代表含碳化钛 15%的钨钴钛硬质合金，可用于制造模具。
2. 常用电极材料
电极材料必须是导电性良好，损耗小，造型容易，并具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。常用电极材料有紫铜、石墨、黄铜、铜钨合金和钢、铸铁等。
紫铜电极：它质地细密，加工稳定性好，相对电极损耗较低小，适应性广，尤其适用于制造精密花纹模的电极，其缺点为精车、精磨等机械加工困难。
石墨电极：特别适用于大脉宽大电流型腔加工中，电极损耗可做到小于 0.5%，抗高温，变形小，制造容易，重量轻。缺点：容易脱落、掉渣，加工表面粗糙度较差，精加工时易拉弧。
黄铜电极：黄铜电极最适宜中小规准情况下加工，稳定性好，制造也较容易，但缺点是电极的损耗率较一般电极都大，不容易使被加工件一次成形，所以一般只用在简单的模具加工、通孔加工、取断丝锥等。
铸铁电极：目前较少应用的一种材料，主要特点：制造容易、价格低廉、材料来源丰富，放电加工稳定性也较好，特别适用于复合式脉冲电源加工，电极损耗一般达 20%以下，对加工冷冲模最适合。
钢电极：钢电极在我国应用比较多，它和铸铁电极相比，加工稳定性差，效率也较低，但它可把电极和冲头合为一体，只要一次成形，可缩短电极与冲头的制造工时。电极损耗与铸铁相似，适合“钢打钢”冷冲模加工。
铜钨合金与银钨合金电极：由于含钨量较高，所以在加工中电极损耗小，机械加工成形也较容易，特别适用于工具钢、硬质合金等模具加工及特殊异形孔、槽的加工。加工稳定，在放电加工中是一种性能较好的材料。缺点：价格较贵，尤其是银钨合金电极。
3. 热处理基本知识
任 何金属材料，无论是黑色金属还是有色金属，一般都可以进行热处理，使金属材料内部金相结构和晶粒粗细发生变化，从而获得所需的机械性能，例如改变强度、 硬度、塑性、韧性等。其中钢的热处理用得最为广泛，铸铁次之。常用的热处理方法有：退火、回火、正火、淬火和调质等。具体应用如下述。
3.1 退火
将 钢件加热到临界温度以上 30～50℃（一般加热到 750～800℃），保温一段时间在炉中缓慢冷却。用于含碳量较高的铸件和冷轧坯件以及一些硬度较高的合金钢。其目的是：降低硬度，改善加工性能；增加塑 性和韧性；消除内应力，防止零件加工变形；细化晶粒，均匀组织，为保证其他热处理的质量做好准备。
3.2 正火
钢加热到临界温度以上 30～50℃左右，保温一段时间，在空气中冷却。正火实质是一种特殊形式的退火，其区别在于冷却速度较退火快。用于低碳、中碳及渗碳钢件。其目的是得到均匀、细密的结构组织，增加强度与韧性，改善加工性能，为保证其他热处理的质量做好准备。
3.2 淬火
钢件加热到临界温度以上 30～50℃，保温一段时间，在水、盐水或油中急速冷却。用于中等含碳量以上的各种钢材。其目的是提高中碳钢的硬度、强度和耐磨性。为提高中碳钢的机械性能做好内容结构组织的准备。
3.3 表面淬火
将工件表面迅速加热到淬火温度，然后用水或油使其急速冷却。根据加热方式的不同，分为高频淬火和火焰淬火两种。用于中等含碳量以上的各种钢材，其目的是使零件表层获得高的硬度 和耐磨性，而内部仍保持原有的强度和韧性。
3.5 回火
将淬硬钢件加热到临界温度以下，保温一段时间，在空气或油中冷却。根据不同要求，加热温度也不同。其目的是消除淬火时产生的内应力及由此所产生的脆性，提高零件的塑性和韧性，得到各种要求的机械性能，稳定组织，稳定尺寸。 3.6 调质
淬火后再经高温（500～600℃）回火。用于各种中碳钢的毛坯或粗加工后的制件。其目的是在塑性、韧性和强度方面能获得较好的综合机械性能。
4. 模具方面的知识
模 具是利用压力变形来制做到具有一定形状和尺寸的制品的工具。在各种材料加工行业中广泛使用着各种模具。根据有关资料统计，汽车、拖拉机、电器、仪表及计 算机等工业，有 60～80%的产品是靠模具冲制或压制而成的。显而易见，模具的制造能力与水平是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。
4.1 冲裁模的分类
冲裁模的形式很多，主要根据以下三个特征分类：
1) 按工序的性质分类，有冲孔模，落料模、切边模、切断模、剖切模、切口模、整修模等。
2) 按工序的组合分类，有单工序模和多工序模。单工序模又称简单模，指在冲床的一次行程中，只完成冲裁中的一个工序，例如冲孔模，落料模。多工序模又分复合模 和跳步模（又称连续模级进模）。 复合模指在冲床的一次行程内，在模具的同一位置上完成两个以上的冲压工序。且每个工序都在同一制件上，如落料冲孔复合模。 跳步模是按照一定顺序，在冲床的一次行程内，在模具的不同位置上完成两个以上的冲压工序。因此对制件来说，要经过几个工步，也就是说要经过冲床的几个行程 才能冲成。例如落料冲孔跳步模，就需经冲孔和落料两次行程。
3) 按模具的结构分类，如按上下模间的导向形式分无导向（敞开式）和有导向（导板、导柱、导筒）冲模。 按挡料或送料形式分类，有固定挡料钉，活动挡料销，导头和侧刃定距的冲模。 冲裁模的分类如按凸凹模选用材料不同，又可分为硬质合金冲模、钢结硬质合金冲模，钢皮冲模，橡皮冲模等，还有根据凹模的厚薄而著称的薄板冲模等。
4.2 冲压模的分类
压 弯模： 压弯是使板料、棒料等产生弯曲变形的一种加工方法。压弯模的结构与一般冲裁模结构相似，分上模部分和下模部分，它由凸凹模定位、卸件、导向及紧固零件等组 成。但是压弯模有它自己的特点，如凸凹模，除一般动作外，有时还需要摆动、转动等动作。设计压弯模时，应考虑到制造及修理中能消除回弹的可能性，并能防止 压弯件的偏移，尽量减少压弯件的拉长，变薄等现象。
引伸模：引伸是将板料冲压成各种简单立体形状的一种加工方法。引伸模的结构一般比较简单，根据使用的冲床不同，可分为单动冲床引伸模和双动冲床引伸模；根据引伸工序复合情况，又可分为落料引伸模和落料引伸冲孔模等。
冷挤压模：冷挤压是对金属制件进行少无切削的压力加工方法之一。金属的冷挤压是指在常温条件下，将冷态的金属毛坯放在冷挤压模具的模腔中，利用压力机的往复运动和压力作用，使金属毛坯产生塑性变化，从而获得所需的形状尺寸及具有一定机械性能的挤压件。
冷挤压模具按工艺性质分类有正挤压模、反挤压模、复合挤压模、镦挤复合模等。
按导向装置分类，可分为无导向挤压模和导向挤压模。导向挤压模又可分为导柱导套导向冷挤压模，导板导向冷挤模和导口导向冷挤模等。按生产的性质分为专用冷挤模和通用的冷挤模。
成形模：当冲裁弯曲、引伸等方法不能满足制件形状尺寸要求时，可以采用成形的方法对制件进行加工。所谓成形就是利用各种局部变形（翻边或起伏、缩口、胀形、矫形和旋压等）来改变毛坯形状、尺寸的一种冲压方法。
4.3型腔模的分类
型腔模的种类是很多的，按压制的材料可分为：塑料模、金属压铸模、陶土模、橡胶模、玻璃模及粉末冶金模等。下面以塑料成形为例，简单介绍型腔模的情况。
4.3.1 按塑料的成形方法分类
1) 压胶法（又称压制法） ：是热固性塑料的主要成形方法之一。在成形前，根据压制工艺条件，需把模具加热到成形温度，然后将压塑粉或预压料团加入金属压胶模内，使其软化，并在压力 作用下，使模具闭合，并使塑料流动而充满型腔，同时发生物理、化学变化而固化定形，脱模后得塑件。 压胶法成形的特点：
塑料容易成形，使用较方便。
成形纤维状塑件时，热固直压成形的，纤维不容易碎断，故塑件强度较高。
无浇口痕迹，塑件修整容易，外形美观，但成形纤维状塑料时，塑件毛边较厚，塑件修整较为困难。
不能成形外形复杂、壁厚相差较大的塑件。
塑件尺寸，特别是厚度尺寸不易保证精度。
成形周期长。
2) 挤胶法（又称挤塑法、压塑法）：闭模后将塑料放入加断腔，在压力和成形温度的作用下，使塑料变成半熔融状态，通过模具的浇注系统，以高速挤入型腔，并经一定时间的保压保温，塑料完全固化，然后开模取出塑件。
挤胶法成形的特点：
可成形带有复杂且细薄而需两端定位金属嵌件的塑件。
可成形深孔及复杂形状的塑件。
塑料在热与压力下，通过模具浇注系统，加热迅速而均匀，保证硬化时间较短。
塑件尺寸精度容易保证，分型面飞边薄。
对流动性小于 80mm 的塑料挤胶较为困难。
成形压力比压胶法大。
耗用塑料须增加（浇注部分）。
3) 注射法：将粒状或粉状塑料在注射机料筒内受热熔化到流动状态，然后用很高压力和较差快的速度，通过一个狭小的喷嘴和模具的浇注系统，充满整个型腔，经过一定时间的定形，开启模具，即可从模具中取出塑件。 注射成形的特点：
成形周期短，容易实现。
塑件尺寸精度容易保证。
模具通常设计成固定式，塑件金属嵌件较多时，嵌件的安装就较困难。
4.3.2 塑料模具按成形方式分类
可分为：热固性塑料压胶模、热固性塑料挤胶模、热固性塑料注射模及热塑性塑料注射模。
热固性塑料压胶模按加工料腔的形式又可分为：
（a）敞开式压胶模，即型腔就是加料腔；
（b）半封闭式压胶模，即加料腔的截面；
（c）封闭式压胶模即加料腔本身就是型腔的延续部分，成形压力通过上模完全传到被压制的塑料件上。
按结构形式可分为：
（a）移动式压胶模，
（b）固定式压胶模。
5. 影响电加工质量的因素
影响加工质量的原因是多方面的，大致与电极材料的选择、电极制造、电极装夹找正、加工规准的选择、操作工艺是否恰当等有关。要防止产生废品，应注意下列各点。
5.1 正确选择电极材料
在 型腔加工中，石墨是常用的电极材料，但由于石墨的品种很多，不是所有的石墨材料都可作为电加工的电极材料，应该使用电加工专用的高强度、高密度、高纯度 的特种石墨。紫铜电极常用于精密的中、小型型腔加工。在使用铸造或锻造制造的紫铜坯料做电极时，材质的疏松、夹层或砂眼，会使电极表面本身有缺陷、粗糙和 损耗不均匀，使加工表面不理想。
5.2 制造电极时正确控制电极的缩放尺寸
制造电极是电火花加工的第一步，根据图纸要求，缩放电极尺寸是 顺利完成加工的关键。缩放的尺寸要根据所决定的放电间隙再加上一定的比例常数而定。一般宁肯 取理论间隙的正差，即电极的标称尺寸要偏“小”一些，也就是“宁小勿大”。若放电间隙留小了，电极做“大”了，使实际的加工尺寸超差，则造成不可修废品。 如电极略微偏“小”，在尺寸上留有调整的余地，经过平动调节或稍加配研，可最终保证图纸的尺寸要求。 在型孔加工中无论是制造阶梯电极，还是用直接加工电极，由于最终要控制凸凹模具的配合间隙，因此对电极缩放尺寸的要求是十分严格的，一般应控制在± 0.01mm。
5.3 把好电极装夹和工件找正的第一关
在校正完水平与垂直，最后紧固时，往往会使电极发生错位、移动，加工时造成废品。因此，紧固后还要不厌其烦地再找正检查一下，甚至在加工开始进行了少量进给后，还需要停机再查看一下是否正确无误。因为电火花加工开始阶段是很重要的一个环节，也是需要操作者最精心的时候。
由 于电极装夹不紧，在加工中松动，或找正误差过大，是造成废品的一个原因。电极或辅助夹具的微小松动，会给加工深度带来误差。有时在多次重复加工中，加工 条件相同，但深度误差分散性很大，往往也是电极松动造成的。加工过程中夹具发热，也会使电极松动。对于一些小型单电极，只用一个螺栓与电极连接固定，则更 容易发生松动，特别是石墨电极采用这种夹固方法 是非常不可靠的。
在进行型孔加工中，一般为了减少加工量，都进行预铣或预钻。加工留量越小，越有 利于提高加工速度，但也会给找正带来困难，造成废品的潜在危险也越大，多型 孔同时加工的场合更是如此，由于预铣、预钻孔的尺寸不够均匀一致，往往多数孔已经找正，而有一二个孔略偏。如果观察粗略，就有可能加工后个别型孔留有“黑 皮”而造成废品。因此在加工初始阶段，一定要停机查核，确实无误后再继续加工。
5.4 要正确选用加工规准，了解脉冲电源的工艺规律
了解 和掌握脉宽、脉间、电流、电压、极性等一组电规准对应产生的电极损耗、加工速度、放电间隙、表面粗糙度以及锥度等工艺效果，是避免产生废品、达到加工 要求的关键。不控制电极损耗就不能加工出好的型腔，控制不好粗糙度和放电间隙，就不能确定最佳平动量，修光型腔侧壁。控制不准放电间隙和粗糙度就加工不出 好的型孔。常常有人埋怨电源的电极损耗异乎寻常的大，这往往是由于极性接反了，或者是用高频、窄脉宽进行型腔的粗加工。
5.5 防止由于脉冲电源中电气元件的影响而造成废品
脉冲电源在维修中由于更换了元器件，使脉冲参数发生改变，也会使加工达不到人们预期的效果。或由于电源中元器件损坏、击穿，引起拉弧放电，也是造成工件严重破坏的原因。
5.6 注意实际进给深度由于电极损耗引起的误差
在 进行尺寸加工时，由于电极长度相对损耗会使加工深度产生误差。而由于规准变化的不同，误差也会很不一致，往往使实际加工深度小于图纸要求。因此一定要在 加工程序中，计算、补偿上电极损耗量，或者在半精加工阶段停机进行尺寸复核，并及时补偿由于电极损耗造成的误差，然后再转换成最后的精加工。 5.7 正确控制平动量
型腔或型孔的侧壁修光要靠平动，既要达到一定粗糙度的要求，又要达到尺寸要求，需要认真确定逐级转换规准时的平动量。否则有可能还 没达到修光要求，而尺寸 已经到限，或者已经修光但还没有达到尺寸要求。因此，应在完成总平动量 75%的半精加工段复核尺寸，之后再继续进行精加工。
5.7 防止型腔在精加工时产生波纹和黑斑
在型腔加工的底部及弯角处，易出现细线或鱼鳞状凸起，称为波纹。产生的原因有以下几方面：
电极损耗的影响：电极材料质量差，方向性不对，电参数选择不当，造成粗加工后表面不规则点状剥落（石墨电极）和网状剥落（紫铜电极）。在平动侧面修光后反映在型腔表面上就是“波纹”。
冲油和排屑的影响：冲油孔开得不合理，“波纹”就严重；另外排屑不良，蚀除物堆积在底部转角处，也助长了“波纹”的产生。 减少和消除的方法：
采用较好的石墨电极，粗加工开始时用小电流密度，以改善电极表面质量。
采用中精加工低损耗的脉冲电源及电参数。
合理开设冲油孔，采用适当抬刀措施。
采用单电极一修正电极工艺，即粗加工后修正电极，再用平动精加工修正，或采用多电极工艺。
精加工留在型腔表面的黑斑常常给最后的加工带来麻烦。仔细观察这部分的表面不平度较周围其他部分要差。这种黑斑常常是由于在精加工时脉冲能量小，使积留在间隙中的蚀除物不能及时排出所致。因此，在最后精加工时要注意控制主轴进行灵敏的“抬刀”，不使炭黑滞留而产生黑斑。
5.8 注意装夹在一起的大小电极在放电间隙上的差异（此处主要指侧面间隙）
原则上放电间隙应不受电极大小的影响，但在实际加工中，大电极的加工间隙小，而小电极加工间隙反而偏大，一般认为：
大小电极组装精度可能不一样，小电极垂直精度不易装得象大电极那样高，使其投影面积增大，造成穿孔加工放电间隙扩大。
小电极在穿孔加工过程中容易产生侧向振动，造成放电间隙扩大。
由于穿孔进给速度受大电极的限制，使小电极二次放电机会增多，致使其放电间隙扩大。
5.9 防止硬质合金产生裂纹
由 于硬质合金是粉末冶金材料，它的导热率低。过大的脉冲能量和长时间持续的电流作用，都会使加工表面产生严重的网状裂纹。因此，为了提高粗加工的速度而采 用宽脉宽、大电流加工是不可取的。一般宜采用窄脉宽（50μs 以下）高峰值电流，短促的瞬时高温使加工表面热影响层较浅，避免裂纹发生。
5.10 防止在型孔加工中产生“放炮”
在 加工过程中产生的气体，集聚在电极下端或油杯内部，当气体受到电火花引燃时，就会象“放炮”一样冲破阻力而排出，这时很容易使电极与凹模错位，影响加工 质量，甚至报废。这种情况在抽油加工时更易发生。因此，在使用油杯进行型孔加工时，要特别注意排气，适当抬刀或者在油杯顶部周围开出气槽、排气孔，以利排 出积聚的气体。
5.11 注意热变形引起的电极与工件位移
在使用薄型的紫铜电极时，加工中要注意由于电极受热变形而使加工的型腔产生异常。
另外值得注意的是停机后，由于人为的因素，使电极与工件发生位移。在开机时，又没注意电极与工件的相对位置，常常会使接近加工好的工件报废。
5.12 注意主轴刚性和工作液对放电间隙的影响
电 火花加工的蚀除物从间隙排出的过程中，常常在电极与工件间引起电极与加工面的二次放电。二次放电的结果使已加工过的表面再次电蚀，在凹模的上口电极进口 处，二次放电机会就更多一些，这样就形成了锥度。电火花加工的锥度一般在 4′～ 6′之间。二次放电越多，锥度越大。为了减小锥度，首先要保持主轴头的稳定性，避免电极不必要的反复提升。调节好冲、抽油压力，选择好适当的电参数，使主 轴伺服处于最佳状态，既不过于灵敏，也不迟钝，都可减少锥度。在加工深孔中为了减少二次放电造成锥度超差，常采用抽油加工或短电极的办法。
5.13 要密切注视和防止电弧烧伤
加工过程中局部电蚀物密度过高，排屑不良，放电通道、放电点不能正常转移，将使工具工件局部放电点温度升高，产生积炭结焦，引起恶性循环，使放电点更加固定集中，转化为稳定电弧，使工具工件表面积炭烧伤。
防止办法是增大脉间及加大冲油，增加抬刀频率和幅度，改善排屑条件。发现加工状态不稳定时就采取措施，防止转变成稳定电弧。

电极制造工艺
石墨在加工前应在油里浸透好，以便在机械加工时，石墨屑不易飞扬，清角线和棱角线不易剥落。 石墨和紫铜电极采用一般的机械加工（车、铣、刨、磨等），最后钳工修正成形。
紫 铜电极还可采用线切割加工。 一般对于形状比较简单的型腔，多数采用单电极成形工艺，即采用一个电极，借助平动扩大间隙，达到修光型腔的目的。所谓单电极，可以是独块电极，也可以是镶 拼电极，这由电极加工工艺而定。 对于大中型及型腔复杂的模具，可以采用多电极加工，各个电极可以是独块的，也可以是镶拼的，视具体情况而定。
.使用低损耗电源还可以把型腔的整体加工改为型腔的局部加工。
考 虑到经济效益，在能够采用机械加工的地方尽量用机械加工，对复杂型腔，四周清角、底部圆弧及窄槽等无法用机械加工的地方，则采用局部加工。此外也可采用 整体加工和局部加工相结合的方法，即先用石墨电板加工出大致的形状，然后再用紫铜电极进行局部加工。上述方法均取得很好的效果。
选择不同的电极材料，把整体加工分解为局部加工
过 去型腔电加工绝大多数采用石墨电极，极少采用紫铜电极。那是因为过去型腔模电火花加工绝大多数采用整体加工方式，而且那时虽然也有晶体管和可控硅脉冲电 源，但是电极损耗较大，尤其在精规准时，损耗可达 25～30%，不适宜作局部加工。而且大块石墨容易找到，容易制作，并且份量轻，可磨削，易加工，因而被大量采用。而铜电极，由于大块紫铜难找，磨削困 难，再加上电极损耗后，钳工修正困难，因此大大限制了紫铜电极的使用。 随着低损耗电源问世以来，型腔电加工工艺也随之由整体加工逐渐转为局部加工，不再需要大块电极，因此，紫铜电极应运而生。局部加工的电极不需要很大，但是 几何形状较复杂，尺寸精度要求高，因此，人们采用紫铜作为局部加工的电极。
线切割和电火花加工配套应用 中精加工低损耗电源输出功率较小，生产率略低，加工模具的双面间隙在 0.1～0.25mm 左右。目前人们还是采用平动方法，扩大间隙来达到修光型腔的目的，但是平动方法也有它的不足之处，仿形精度受到一定影响，四周会产生圆角，底部产生平台， 因此平动量不宜太大，一般为 0.1～0.3mm。因而确定了电极的缩放量为 0.1～0.3mm。根据型腔模具设计原则，电极尺寸的缩放按几何方法计算，因此在电极设计时只要在技术要求上写明电极的缩放量即可。 目前国内的线切割机床都有间隙补偿装置。线切割机床可利用间隙补偿装置自行切割电极。
如果采取线切割与电火花加工配合应用，可简化电极设计，保证 电极质量，提高工效，缩短制造周期。 在电火花加工型腔模具工艺中，除了利用低损耗电源扩大电加工应用范围及线切割与电加工配合应用外，还有许多方法可以提高型腔模的精度，采用 X、Y、Z、U、C 五轴数控联动（X 水平方向，Y 水平方向，Z 垂直方向，主轴转动 U，主轴分度运动 C），采用自动交换电极的电火花加工中心，只要事先调整好电极和编好相应的程序，便能自动加工复杂模具。



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由 于数控加工的复杂性（如不同的机床，不同的材料，不同的刀具，不同的切削方式，不同的参数设定等等），决定了从从事数控加工（无论是加工还是编程）到到 达一定水平，必须经过一段比较长的时间，此手册是本实验室的工程师在长期实际生产过程中总结出来的、有关数控加工工艺、工序、常用刀具参数的选择、加工过 程中的监控等方面的一些经验总汇，可供大家参考

　　一 .问：如何对加工工序进行划分？

　　答：数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：

　　（1）刀具集中分序法 就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它们可以完成的其它部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间，减少不必要的定位误差。

　　（2）以加工部位分序法 对于加工内容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。

　　（3）以粗、精加工分序法 对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。

综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。

　　二． 问：加工顺序的安排应遵循什么原则？

　　答：加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行：

　　(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。

　　(2)先进行内形内腔加工序，后进行外形加工工序。

　　(3)以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。

　　(4)在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。

　　三．问：工件装夹方式的确定应注意那几方面？

　　答：在确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点：

　　（1） 力求设计、工艺、与编程计算的基准统一。

　　（2） 尽量减少装夹次数，尽可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面。

　　（3） 避免采用占机人工调整方案。

　　（4） 夹具要开畅，其定位、夹紧机构不能影响加工中的走刀（如产生碰撞），碰到此类情况时，可采用用虎钳或加底板抽螺丝的方式装夹。

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四．问：如何确定对刀点比较合理？工件坐标系与编程坐标系有什么关系？


　 　1．对刀点可以设在被加工零件的上，但注意对刀点必须是基准位或已精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被加工毁坏，会导致第二道工序和之后的对 刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据它们之间的相对位置关系找回原对刀 点。这个相对对对刀位置通常设在机床工作台或夹具上。其选择原则如下：

　　1） 找正容易。

　　2） 编程方便。

　　3） 对刀误差小。

　　4） 加工时检查方便、可*。

　　2. 工件坐标系的原点位置是由操作者自己设定的，它在工件装夹完毕后，通过对刀确定，它反映的是工件与机床零点之间的距离位置关系。工件坐标系一旦固定，一般不作改变。工件坐标系与编程坐标系两者必须统一，即在加工时，工件坐标系和编程坐标系是一致的。

　　五． 问：如何选择走刀路线？

　　走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的，因为它与零件的加工精度和表面质量密却相关。在确定走刀路线是主要考虑下列几点:

　　1） 保证零件的加工精度要求。

　　2） 方便数值计算，减少编程工作量。

　　3） 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。

　　4） 尽量减少程序段数。

　　5） 保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求，最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。

　　6） 刀具的进退刀（切入与切出）路线也要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀（切削力突然变化造成弹性变形）而留下刀痕，也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。

　　六．问：如何在加工过程中监控与调整？

　　工件在找正及程序调试完成之后，就可进入自动加工阶段。在自动加工过程中，操作者要对切削的过程进行监控，防止出现非正常切削造成工件质量问题及其它事故。

　　对切削过程进行监控主要考虑以下几个方面：
　　
　 　1．加工过程监控 粗加工主要考虑的是工件表面的多余余量的快速切除。在机床自动加工过程中，根据设定的切削用量，刀具按预定的切削轨迹自动切削。此时操作者应注意通过切削 负荷表观察自动加工过程中的切削负荷变化情况，根据刀具的承受力状况，调整切削用量，发挥机床的最大效率。
　　
　　2．切削过程中切削声 音的监控 在自动切削过程中，一般开始切削时，刀具切削工件的声音是稳定的、连续的、轻快的，此时机床的运动是平稳的。随着切削过程的进行，当工件上有硬质点或刀具 磨损或刀具送夹等原因后，切削过程出现不稳定，不稳定的表现是切削声音发生变化，刀具与工件之间会出现相互撞击声，机床会出现震动。此时应及时调整切削用 量及切削条件，当调整效果不明显时，应暂停机床，检查刀具及工件状况。

　　3．精加工过程监控 精加工，主要是保证工件的加工尺寸和加工表面质量，切削速度较高，进给量较大。此时应着重注意积屑瘤对加工表面的影响，对于型腔加工，还应注意拐角处加工 过切与让刀。对于上述问题的解决，一是要注意调整切削液的喷淋位置，让加工表面时刻处于最佳]的冷却条件；二是要注意观察工件的已加工面质量，通过调整切 削用量，尽可能避免质量的变化。如调整仍无明显效果，则应停机检察原程序编得是否合理。

　　特别注意的是，在暂停检查或停机检查时，要注意刀具的位置。如刀具在切削过程中停机，突然的主轴停转，会使工件表面产生刀痕。一般应在刀具离开切削状态时，考虑停机。

　 　（4）刀具监控 刀具的质量很大程度决定了工件的加工质量。在自动加工切削过程中，要通过声音监控、切削时间控制、切削过程中暂停检查、工件表面分析等方法判断刀具的正常 磨损状况及非正常破损状况。要根据加工要求，对刀具及时处理，防止发生由刀具未及时处理而产生的加工质量问题。

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七．问：如何合理选择加工刀具？切削用量有几大要素？有几种材料的刀具？如何确定刀具的转速，切削速度，切削宽度？

　　（一）1．平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。每次走刀宽度推荐至为刀具直径的60%--75%。

　　2． 立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。

　　3． 球刀、圆刀（亦称圆鼻刀）常用于加工曲面和变斜角轮廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。镶硬质合金刀具的圆刀多用于开粗。

　　八、问：加工程序单有什么作用?在加工程序单中应包括什么内容？

　　答：（一）加工程序单是数控加工工艺设计的内容之一，也是需要操作者遵守、执行的规程，是加工程序的具体说明，目的是让操作者明确程序的内容、装夹和定位方式、各个加工程序所选用的刀具既应注意的问题等。

　　（二）在加工程序单里，应包括：绘图和编程文件名，工件名称，装夹草图，程序名，每个程序所使用的刀具、切削的最大深度，加工性质（如粗加工还是精加工），理论加工时间等。

　　九、问：数控编程前要做何准备？

　 　答：在确定加工工艺后，编程前要了解：1、工件装夹方式 ；2、工件毛胚的大小----以便确定加工的范围或是否需要多次装夹；3、工件的材料----以便选择加工所使用何种刀具；4、库存的刀具有哪些---- 避免在加工时因无此刀具要修改程序，若一定要用到此刀具，则可以提前准备。

　　十、问：在编程中安全高度的设定有什么原则？

　　答：安全高度的设定原则：一般高过岛屿的最高面。或者将编程零点设在最高面，这样也可以最大限度避免撞刀的危险。

　　十一、问：刀具路径编出来之后，为什么还要进行后处理？

　　答：因为不同的机床所能认到的地址码和NC程序格式不同，所以要针对所使用的机床选择正确的后处理格式才能保证编出来的程序可以运行。

　　十二. 问：什么是DNC通讯？

　 　答：程序输送的方式可分为CNC和DNC两种，CNC是指程序通过媒体介质（如软盘，读带机，通讯线等）输送到机床的存储器存储起来，加工时从存储器 里调出程序来进行加工。由于存储器的容量受大小的限制，所以当程序大的时候可采用DNC方式进行加工，由于DNC加工时机床直接从控制电脑读取程序（也即 是边送边做），所以不受存储器的容量受大小的限制。


　　（二）切削用量有三大要素：切削深度,主轴转速和进给速度. 切削用量的选择总体原则是:
少切削,快进给(即切削深度小,进给速度快)


　　(三).按材料分类,刀具一般分为普通硬质白钢刀(材料为高速钢),涂层刀具(如镀钛等),合金刀具(如钨钢,氮化硼刀具等).
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数控车床编程实例

1．根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线
1）对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ58㎜外圆一头，使工件伸出卡盘175㎜，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工（注：切断时将顶尖退出）。
2） 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，粗车φ56㎜、SφS50㎜、φ36㎜、M30㎜各外圆段以及锥长为10㎜的圆锥段，留1㎜的余量。
② 自右向左精车各外圆面：螺纹段右倒角→切削螺纹段外圆φ30㎜→车锥长10㎜的圆锥→车φ36㎜圆柱段→车φ56㎜圆柱段。
③ 车5㎜×φ26㎜螺纹退刀槽，倒螺纹段左倒角，车锥长10㎜的圆锥以及车5㎜×φ34㎜的槽。
④ 车螺纹。
⑤ 自右向左粗车R15㎜、R25㎜、Sφ50㎜、R15㎜各圆弧面及30°的圆锥面。
⑥ 自右向左精车R15㎜、R25㎜、Sφ50㎜、R15㎜各圆弧面及30°的圆锥面。
⑦ 切断。
2．选择机床设备
　　根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。
3．选择刀具
　　根据加工要求，选用三把刀具，T01为粗加工刀，选90°外圆车刀，T03为切槽刀，刀宽为3㎜，T05为螺纹刀。
　　同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
4．确定切削用量
　　切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系、对刀点和换刀点
　　确定以工件左端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。
　　采用手动试切对刀方法（操作与上面数控车床的对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X70、Z30处。
6．编写程序（该程序用于CK0630车床）
　　按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：
N0010 G59 X0 Z195
N0020 G90
N0030 G92 X70 Z30
N0040 M03 S450
N0050 M06 T01
N0060 G00 X57 Z1
N0070 G01 X57 Z-170 F80
N0080 G00 X58 Z1
N0090 G00 X51 Z1
N0100 G01 X51 Z-113 F80
N0110 G00 X52 Z1
N0120 G91
N0130 G81 P3
N0140 G00 X-5 Z0
N0150 G01 X0 Z-63 F80
N0160 G00 X0 Z63
N0170 G80
N0180 G81 P2
N0190 G00 X-3 Z0
N0200 G01 X0 Z-25 F80
N0210 G00 X0 Z25
N0220 G80
N0230 G90
N0240 G00 X31 Z-25
N0250 G01 X37 Z-35 F80
N0260 G00 X37 Z1
N0270 G00 X23 Z-72.5
N0280 G00 X26 Z1
N0290 G01 X30 Z-2 F60
N0300 G01 X30 Z-25 F60
N0310 G01 X36 Z-35 F60
N0320 G01 X36 Z-63 F60
N0330 G00 X56 Z-63
N0340 G01 X56 Z-170 F60
N0350 G28
N0360 G29
N0370 M06 T03
N0380 M03 S400
N0390 G00 X31 Z-25
N0400 G01 X26 Z-25 F40
N0410 G00 X31 Z-23
N0420 G01 X26 Z-23 F40
N0430 G00 X30 Z-21
N0440 G01 X26 Z-23 F40
N0450 G00 X36 Z-35
N0460 G01 X26 Z-25 F40
N0470 G00 X57 Z-113
N0480 G01 X34.5 Z-113 F40
N0490 G00 X57 Z-111
N0500 G01 X34.5 Z-111 F40
N0510 G28
N0520 G29
N0530 M06 T05
N0540 G00 X30 Z2
N0550 G91
N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
N0570 G01 X0 Z1.5
N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
N0590 G90
N0600 G00 X38 Z-45
N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40
N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40
N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40
N0640 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40
N0650 G00 X48 Z-113
N0660 G01 X56 Z-135.4 F60
N0670 G00 X56 Z-113
N0680 G00 X40 Z-113
N0690 G01 X56 Z-135.4 F60
N0700 G00 X50 Z-113
N0710 G00 X36 Z-113
N0720 G01 X56 Z-108 F60
N0730 G00 X36 Z-45
N0740 G00 X36 Z-45
N0750 M03 S800
N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40
N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40
N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40
N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40
N0800 G01 X34 Z-113 F40
N0810 G01 X56 Z-135.4 F40
N0820 G28
N0830 G29
N0840 M06 T03
N0850 M03 S400
N0860 G00 X57 Z-168
N0870 G01 X0 Z-168 F40
N0880 G28
N0890 G29
N0900 M05
N0910 M02
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形状公差和位置公差简称为形位公差

(1）形状公差：构成零件的几何特征的点，线，面要素之间的实际形状相对与理想形状的允许变动量。给出形状公差要求的要素称为被测要素。

(2）位置公差：零件上的点，线，面要素的实际位置相对与理想位置的允变动量。用来确定被测要素位置的要素称为基准要素。

形位公差的研究对象是零件的几何要素,它是构成零件几何特征的点,线,面的统称.其分类及含义如下:

(1) 理想要素和实际要素

具有几何学意义的要素称为理想要素.零件上实际存在的要素称为实际要素,通常都以测得要素代替实际要素.

(2) 被测要素和基准要素

在零件设计图样上给出了形状或(和)位置公差的要素称为被测要素.用来确定被测要素的方向或(和)位置的要素,称为基准要素.

(3) 单一要素和关联要素

给出了形状公差的要素称为单一要素.给出了位置公差的要素称为关联要素.

(4) 轮廓要素和中心要素

由一个或几个表面形成的要素,称为轮廓要素.对称轮廓要素的中心点,中心线,中心面或回转表面的轴线,称为中心要素

形状公差有直线度,平面度,圆度和圆柱度.其含义和标注如下:

1) 直线度

2) 平面度

平面度公差带只有一种,即由两个平行平面组成的区域,该区域的宽度即为要求的公差值.

3) 圆度

在圆度公差的标注中,箭头方向应垂直于轴线或指向圆心.

4) 圆柱度

形位公差的标注应注意以下问题:

(1) 形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从框格右端引出也是这样.

(2) 被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐.只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线,这样标注很简便,但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内.

(3) 被测要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素.但对圆度公差,箭头方向必须垂直于轴线.

(4) 当公差带为圆或圆柱体时,在公差数值前需加注符号"Φ",其公差值为圆或圆柱体的直径.这种情况在被测要素为轴线时才有.同轴度的公差带总是一圆柱体,所 以公差值前总是加上符号"Φ";轴线对平面的垂直度,轴线的位置度一般也是采用圆柱体公差带,需在公差值前也加上符号"Φ".

(5) 对一些附加要求,常在公差数值后加注相应的符号,如(+)符号说明被测要素只许呈腰鼓形外凸,(-)说明被测要素只许呈鞍形内凹,(＞)说明误差只许按符 号的小端方向逐渐减小.如形位公差要求遵守最大实体要求时,则需加符号○M.在框格的上,下方可用文字作附加的说明.如对被测要素数量的说明,应写在公差 框格的上方;属于解释性说明(包括对测量方法的要求)应写在公差框格的下方.例如:在离轴端300mm处;在a,b范围内等.

形位公差是为了满足产品功能要求而对工件要素在形状和位置方面所提出的几何精度要求。以形位公差带来限制被测实际要素的形状和位置。
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模具课程设计是一个重要的专业教学环节，这个数学环节的目的：

(1)帮助学生具体运用和巩固《模具设计与制造》课程及相关的理论知识，了解设计冲压模的一般程序。
(2)是使学生能够熟练地运用有关技术资料，如《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》及其它有关规范等。
(3)训练学生初步设计冷冲压模具的能力，为以后的工作打下初步的基础。

1 冲压模设计的准备工作

根据课程设计目的，设计课题由指导教师用“设计任务书”的形式
下达，课题难度以轻度复杂《如冲孔落料复合模》为宜。设计工作量根据课程设计时间安排情况，由指导教师酌定。

1.1 研究设计任务

学生应充分研究设计任务书，了解产品用途，并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析，对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师的意见后进行改进。在初步明确设计要求的基础上，可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。

第一步，酝酿冲压工序安排的初步方案，并画出各步的冲压工序草图；
第二步，通过工序安排计算及《冷冲压模具结构图册》等技术资料，验证各步的冲压成型方案是否可行，构画该道工序的模具结构草图。
第三步，构画其它模具的结构草图，进一步推敲上述冲压工序安排方案是否合理可行。
第四步，冲压工序安排方案经指导教师过目后，即可正式绘制各步的冲压工序图，并着手按照“设计任务书”上的要求进行课程设计。

1.2 资料及工具准备

课 程设计开始前必须预先准备好《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》等技术资料，及图板、图纸、绘图仪器等工具。也可将 课程设计全部或部分工作安排在计算机上用Auto CAD等软件来完成，相应地需事前调试设备及软件、准备好打印用纸及墨盒等材料。

1.3 设计步骤

冲压模课程设计按以下几个步骤进行。

(1)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图(阶段考核比例为15%)
(2)计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等，初选压力机吨位(25%)；
(3)确定压力机吨位(5%)；
(4)设计及绘制模具装配图(25%)；
(5)设计及绘制模具零件图(25%)；
(6)按规定格式编制设计说明书(5%)；
(7)课程设计面批后或答辩(建议对总成绩在10%的范围内适度调整)。

1.4 明确考核要求

根 据以上6个阶段应该形成的阶段设计成果实施各阶段的质量及考核，从而形成各阶段的考核成绩。其中课程设计面批或答辩不仅有助与当面指出学生的各类设计错 例，也是课程设计考核的重要手段。最终的考核成绩在6个阶段考核成绩的基础上，由指导教师结合考勤记录及面批或答辩记录对总成绩在10%左右的范围内适度 调整。

2 冲裁模结构设计示范

2.1 排样论证的基本思路

排样论证的目的是为了画出正确的模具排样图。一个较佳的排样方案必须兼顾冲压件的公差等级、冲压件的生产批量、模具结构和材料利用率等方面的因素。

1) 保证冲压件的尺寸精度
图1所示冲压件，材料为10钢板，料厚1mm，其未注公差尺寸精度等级为IT12，属一般冲裁模能达到的公差等级，不需采用精冲或整修等特殊冲裁方式。从该冲压件的形状来看，完全可以实现少、无废料排样法。但该冲压件的尺度精度等级决定了应采用有废料排样法。

图1 冲压件及排样图

2) 考虑冲压件的生产批量

该 冲压件的月生产批量为3000件，属于中等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案(该方案较适宜大批量生产，约几十万件以上)；也不考虑采 用简易冲裁模常用的单、直排方案，根据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以单斜排、一模一件、级进排样方案为宜。

3) 提高原材料利用率

在 绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。图2所示是垫圈冲压件 及其冲裁排样图。如果单纯为了提高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲载方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大 幅提高，其结果往往得不偿失。

排样图上搭边值设计是否合理，直接影响到原材料的利用率和模具制造的难易程度。总是采用最小许用搭边值 [amin]、[a1min]往往人为地提 高了模具的制造难度，而在通常情况下却并不能提高原材料的利用率。以一条长1000mm的料条为例，若对图2所示的垫圈冲压件以[amin]=0.8mm 进行排样，可排(1000-0.8)/(34+0.8)=28.7个，实际为28个；若以a=1.5mm进行排样，则可排(1000-1.5)/(34+ 1.5)=28.1个。可见每个步距上省下0.7mm长的料，最终整张条料上并不能多排一个工件，两者的利用率是完全相同的。除使用卷料进行冲压外，一般 搭边值均应在[amin]的基础上圆整(料宽尺寸也须圆整)，以降低模具制造难度。

图2 垫圈冲压件及冲裁排样图

4) 模具结构论证

在保证产品尺寸公差等级的前提下，应尽量简化模具结构复杂程度，降低模具制造费用，这是设计模具的铁则。图2所示的垫圈冲压件，因外形比较简单，且壁厚较大，所以采用复合模冲裁排样方案就比采用级进模冲裁的方案好。

倒装复合模的结构比顺装复合模简单，所以应优先考虑采用倒装复合模。最终能否采用复合模冲裁方案以及采用何种复合模结构的关键是验算冲压件的最小壁厚。经验算垫圈冲压件的最小壁厚，可用倒装复合模冲裁方案。

2.2 选择压力机及确定压力中心示范

根 据图2复合模冲裁排样图，经计算模具工艺总力P∑=10.32(tf)，可初步选择J23-16F压力机。记录有关技术参数供今后校核用。最大封闭高 度：205mm；封闭高度调节量：45mm；工作台尺寸前后：300mm、左右：450mm；垫板尺寸厚度：40mm；孔径：Φ210mm；模柄孔尺寸直 径：Φ40mm；模柄孔深度：60mm。

计算压力中心的方法教材上已有详尽的介绍。要计算出压力中心的精确位置既繁锁又无必要。除了少数 几种情况，例如：精密冲裁模具、多工位自动级进模 和一些造价昂贵的模具为保险起见需要精确计算外，一般情况下，可以根据对称原理把压力中心大致定在条料宽向的中心线和送料方向上最远的两个凸模(有侧刃 时，侧刃也算作凸模)距离的中线的交合点”O”上，只要这个0点与实际压力中心之间的偏距小于模柄半径(已知模柄直径为Φ40mm)，就能达到模具平稳工 作要求；而一旦0点与实际压力中心之间的偏距超出模柄半径的范围，就要调整各凹模洞口在凹模板上的位置，使实际压力中心进入模柄半径范围内。

2.3 冷冲模国家标准的使用

根 据图2复合模冲裁排样图，结合模具制造工艺，圆形模板比矩形模板加工简便，因此本模具就采用圆形模板。首先要计算圆形凹模板的轮廓尺寸：厚度H =K·b1=0.4×38=15.2mm；直径D=L1+2l1=34+2×22=78mm。查阅GB2858.4-81，根据”就近就高”的原则初定凹 模周界：H×D=16×Φ80。

1. 确定模具的主要结构要素

根据垫圈产品图排样方案论证结果，已确定本模具采用倒装式复合模结构。在此基础上，尚须确定如下结构要素。

(1) 确定送料方式

模 具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式，还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如L(送料方向的凹模长度)＜B (垂直于送料方向的凹模宽度)时，采用纵向送料方式；L＞B时，则采用横向送料方式；L=B时，纵向或横向均可。就本例的圆形凹模板而言，其送料方式应采 用纵向送料。另外采用何种送料方式，还得考虑压力机本身是开式还是闭式而定。

(2) 确定卸料形式

模具是采用弹压卸料 板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作 者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸 料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强(如采用矩形弹簧)，弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况，当材料料厚约在2mm以下 时采用弹压卸料板，大于2mm时采用固定卸料板较为贴近实际。本模具所冲材料的料厚为1mm，因此可采用弹压卸料板。

(3) 模架形式

如 采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架(对角导柱导套模架也可)；横向送料适宜采用对角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料(纵 横向均可且送料较顺畅)，但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架差一些；四角导柱导套模架则常用于大型模具；而精密模具还须采 用滚珠导柱导套。本模具采用中间导柱导套模架，一是对纵向送料方式较适宜，二是中间导柱导套模架工作时受力比较均衡、对称。

2. 典型组合选择示范

计 算凹模周界及确定模具的主要结构是为了选用合适的模具结构典型组合。根据本模具采用纵向送料方式、弹压卸料板、倒装复合模、中间导柱导套模架及 凹模周界为H×D=16×Ф80，可从《冷冲模国家标准》查到复合模圆形厚凹模典型组合(GB2873.3-81)。各模具零件的标准外形尺寸H×D如 下：

(1)上垫板(GB2858.6-81) 4×Ф80 1块；
(2)固定板(GB2858.5-81) 12×Ф80 1块；
(3)凹模(GB2858.4-81) (22×Ф80)调整至18×Ф80 1块；
(4)卸料板(GB2858.5-81) 10×Ф80 1块；
(5)固定板(GB2858.5-81) 14×Ф80 1块；
(6)下垫板(GB2858.6-81) 4×Ф80 1块；

本典型组合推荐使用3只M8的紧固螺钉、2只Ф8的圆柱销、3只杆部直径为Ф8的台肩式卸料螺钉、凸凹模的推荐长度为42mm、配用模架闭合高度在140～165mm之间。

有了模具结构的典型图，模具设计就大为简化。只要根据排样图中凸模或凸凹模的位置，分别把各个凸模或凸凹模画入典型组合可，并相应地在凹模板或凸凹模上开制相应的凹模洞口及在其它零件上画出漏料孔、打料系统等，就可得到一张完整又正确的装配图。

3. 非标准模具的对照设计

有 些矩形凹模板根据计算结果会很难选到一个合适的标准凹模板。例如某狭长冲压件，其凹模周界的计算值：H×L×B=20×60×125， 与之最为接近的标准凹模板尺寸为：H×L×B=20×125×125，仍相差悬殊。解决的办法是根据H×L×B=20×125×125的标准凹模板找到模 具的典型组合，同样根据该典型组合构画装配图，只是把模具内的所有模板的L尺寸全部换成非标准尺寸60mm，而尺寸H及B保持不变，进行必要的有限非标准 设计。

2.4 绘制模具装配图示范

有了模具结构典型组合图，就可以着手绘制模具装配图。我们一般应根据模具结构典型组合图绘制模具结构草图，这样无论在布置图面、还是考虑结构细节等问题上都将带来许多便利之处。

1. 图面布置规范

为了绘制一张美观、正确的模具装配图，必须掌握模具装配图面的布置规范。图3所示是模具装配图的图面布置示意图，可参考使用。

图纸的左上角1处是档案编号。如果这份图纸将来要归档，就在该处编上档案号(且档案号是倒写的)，以便存档。不能随意在此处填写其它内容。

图3 图面布置示意图
1-档案编号处 2-布置主视图 3-布置俯视图 4-布置产品图 5-布置排样图
6-技术要求说明处 7-明细表 8—标题栏

2 处通常布置模具结构主视图。在画主视图前，应先估算整个主视图大致的长与宽，然后 选用合适的比例作图。主视图画好后其四周一般与其它图或外框线之间应保持有约50～60mm的空白，不要画得“顶天立地”，也不要画得“缩成一团”，这就 需要选择一合适的比例。推荐尽量采用1:1的比例，如不合适，再考虑选用其它《机械制图国家标准》上推荐的比例。

3处布置模具结构俯视图。应画拿走上模部分后的结构形状，其重点是为了反映下模部分所安装的工作零件的情况。俯视图与边框、主视图、标题栏或明细表之间也应保持约50～60mm的空白。

4处布置冲压产品图。并在冲压产品图的右方或下方标注冲压件的名称、材料及料厚等参数。对于不能在一道工序内完成的产品，装配图上应将该道工序图画出，并且还要标注本道工序有关的尺寸。

5处布置排样图。排样图上的送料方向与模具结构图上的送料方向必须一致，以使其他读图人员一目了然。

6处主要技术要求。如模具的闭合高度、标准模架及代号及装配要求和所用的冲压设备型号等。

7处布置明细表及标题栏。结合图4标题栏及明细表填写示例，应注意的要点如下。

(1)明细表至少应有序号、图号、零件名称、数量、材料、标准代号和备注等栏目；
(2)在填写零件名称一栏时，应使名称的首尾两字对齐，中间的字则均匀插入；
(3)在填写图号一栏时，应给出所有零件图的图号。数字序号一般应与序号一样以主视图画面为中心依顺时针旋转的方向为序依次编定。由于模具装配图一般算作图号00，因此明细表中的零件图号应从01开始计数。没有零件图的零件则没有图号。
(4)备注一栏主要标标准件规格、热处理、外购或外加工等说明。一般不另注其它内容。

图4 标题栏及明细表填写示例

8处布置标题栏。作为课程设计，标题栏主要填写的内容有模具名称、作图比例及签名等内容。其余内容可不填。

图5 倒装复合模
1－下模座　2、3－导柱　4－卸料螺钉　5－下垫板　6－凹模固定板　7－凸凹模
8－弹压橡皮　9－卸料板　10－挡料顶　11－推块　12、27－冲孔凸模　13－冲孔凸模固定板
14－开制三叉通孔的垫板　15、25、33－圆柱销　16－上模座　17、18－导套　19－模柄
20－防转销　21－打杆　22－三叉打板　23－上垫板　24－顶杆　26－凹模　28－内六角螺钉
29－活动挡料销　30－半圆头螺钉　31－扭簧　32－内六角螺钉

2. 装配图的绘制要求

图5 所示是垫圈冲孔落料复合模的装配图，在绘制模具装配图时，初学者的主要问题是图面紊乱无条理、结构表达不清、剖面选择不合理等，还有作图质量 差如引出线”重叠交叉”、螺销钉作图比例失真，漏线条等错误屡见不鲜。上述问题除平时练习过少外，更主要的是缺乏作图技巧所致。一旦掌握了必要的技巧，这 些错误是可以避免的。结合范例，下面简要地叙述绘制模具装配图的具体要求。

要说清这个问题，先要了解为什么要绘制模具装配图。绘制模具装 配图最主要的是要反映模具的基本构造，表达零件之间的相互装配关系。从这个目的出 发，一张模具装配图所必须达到的最起码要求一是模具装配图中各个零件(或部件)不能遗漏。不论哪个模具零件，装配图中均应有所表达；二是模具装配图中各个 零件位置及与其它零件间的装配关系应明确。下面简要叙述装配图的作图技巧。

(1)装配图的作图状态

冲裁模装配图可以画成敞开状态，上模部分和下模部分敞开10～15mm，具有读图直观的优点。对于初学者则建议画合模的工作状态，这有助于校核各模具零件之间的相关关系。

(2)剖面的选择

图5 所示模具的上模部分剖面的选择应重点所映凸模的固定，凹模洞口的形状、各模板之间的装配关系(即螺钉、销钉的安装情况)，模柄与上模座间的安 装关系及由打杆、打板、顶杆和推块等组成的打料系统的装配关系等。上述需重点突出的地方应尽可能地采用全剖或半剖，而除此之外的一些装配关系则可不剖而用 虚线画出或省去不画，在其它图上(如俯视图)另作表达即可。

模具下模部分剖面的选择应重点反映凸凹模的安装关系、凸凹模的洞口形状、各模板间的安装关系(即螺钉、销钉如何安装)、漏料孔的形状等，这些地方应尽可能考虑全剖，其它一些非重点之处则尽量简化。

图5 中上模部分全剖了凸模的固定，凹模洞口形状及螺销钉的安装情况(并在左面布置销钉、右面布置紧固螺钉及另一销钉显得错落有致)，对于模柄与上 模座的联接情况进行了局部剖(并顺便画出防转销钉显得构图极为巧妙)，而对打料系统的装配关系也尽量全剖，使其他读图者一目了然。

下模部分对凸凹模的固定，凸凹模洞口及漏料孔的形状，卸料板与卸料螺钉的联接情况，紧固螺钉与圆柱销的结构情况都进行了全剖。而对活动挡料钉的安装情况则采取了用虚线表达的方式。这样的布置需要设计者经过一番精心的运筹后才能获得。

(3)序号引出线的画法

在 画序号引出线前应先数出模具中零件的个数，然后再作统筹安排。在图5的模具装配图中，在画序号引出线前，数出整副模具中有33个零件，因此设计 者考虑左方布置18个序号，右方再布置15个序号。根据上述布置，然后用相等间距画出33个短横线，最后从模具内引画零件到短横线之间的序号引出线。按照 “数出零件数目→布置序号位置→画短横线→引画序号引出线”的作图步骤，可使所有序号引出线布置整齐、间距相等，避免了初学者画序号引出线常出现的”重叠 交叉”现象。

3. 关于螺钉、销钉的画法

画螺钉应注意以下几点：

(1)螺钉各部分尺寸必须画正确。螺钉的近似画法是：如螺纹部分直径为D，则螺钉头部直径画成1.5D，内六角螺钉的头部沉头深度应为D+1～3mm；销钉与螺钉联用时，销钉直径应选用与螺钉直径相同或小一号(即如选用M8的螺钉，销钉则应选Ф8或Ф6)。

(2)画螺钉连接时应注意不要漏线条。以图5中螺钉24为例，螺钉只与尾部的凹模26螺纹连接，而螺钉经过冲孔凸固定板13、上垫板14及上模坐16均应为过孔。

(3)画销钉联接时也要注意不要漏线条。以图5中的销钉15为例，在销钉经过的通孔凸模固定板13与上模座16零件需用销钉进行定位，而上垫板14则无需用销钉15来定位，所以应为过孔。

模具装配图绘制完成后，要审核模具的闭合高度、漏料孔直径、模柄直径及高度、打杆高度、下模座外形尺寸等与压力机有关技术参数间的关系是否正确。本例经审核后确认满足J23-16F压力机参数要求。

3 冲裁模零件设计示范

3.1 图形的绘制方法

图形的绘制方法虽依各人习惯而不尽相同，以下的观点及建议，可供参考。

图6 凸模(材料：T10A)

1. 图形的不绘条件

画 零件图的目的是为了反映零件的构造，为加工该零件提供图示说明。那么哪些零件需要画零件图呢？这可用一句话概括：一切非标准件、或虽是标准件但 仍需进一步加工的零件均需绘制零件图。以图5倒装复合模为例，下模座1虽是标准件，但仍需要上面加工漏料孔、螺钉过孔及销钉孔，因此要画零件图；导柱、导 套及螺销钉等零件是标准件也不需进一步加工，因此可以不画零件图。

2. 零件图的视图布置

为保证绘制零件图正确， 建议按装配位置画零件图，但轴类零件按加工位置(一般轴心线为水平布置)。以图5所示的凸模26为例，装配图上该零件的主 视图反映了厚度方向的结构，俯视图则为原平面内的结构情况，在绘该凸模26的零件图时，建议就按装配图上的状态来布置零件图的视图，实践证明：这样能有效 地避免投影关系绘制的错误。

3. 零件图的绘制步骤

绘制模具装配图后，应对照装配图来拆画零件图。推荐如下步骤。

绘 制所有零件图的图形，尺寸线可先引出，相关尺寸后标注，以图5为例。模具可分为上下两大部分。在画上半部分的零件图时，绘制的顺序一般采用“自 下往上，相关零件优先”的步骤进行。凹模26是工作零件可以首先画出；绘完凹模26的图形后，对照装配图，推块11与凹模26相关，其外形与凹模洞口完全 一致，厚度应比凹模大出0.5mm，根据这一关系马上画出推块11的图形；接下来再画冲孔凸模固定板13的图形画好凸模固定板13以后，再对照模具装配图 画出装在冲孔凸模板13内的冲孔凸模12、冲孔凸模27等与之相关零件的图形……。在画上模部分的零件图时，应注意经过上模座16、上垫板14、冲孔凸模 固定板13及凹模26等模板上的螺销钉孔的位置一致。

在画下模部分的零件图时，一般采用“自上往下，相关零件优先”的步骤进行。先画卸料 板9的图形，然后对照装配图上的装配关系，画活动挡料钉28、 挡料钉10的图形。再画凸凹7的图形……。在画下模的零件图时，也应注意经过卸料板9、凸凹模固定板6、下垫板5、下模座1上的螺丝钉孔的位置及凸凹模 7、下垫板5、下模座1上漏料孔位置的一致。

按照上述步骤，根据装配关系对零件形状的要求，绘制各零件图的图形，能很容易地正确绘制出模具零件的图形，并使之与装配关系完全吻合。

3.2 尺寸标注方法

从 事模具设计的人都有这样的体会：画图容易标注尺寸难。将一张零件图的图形绘制正确和将一张零件图上的所有尺寸标注正确相比要容易得多。然而初学 者中普遍存在一种“重图形、轻尺寸标注”的倾向，一旦进行课程设计，所标注的尺寸或错误百出或紊乱不堪，令人难以读图；甚至出现螺销钉孔错位致使模具无法 装配的严重错误，漏尺寸漏公差值等现象更是比比皆是。究其原因除了平时练习少外，更为重要的是缺乏必要的方法。进行尺寸标注时，建议根据装配图上的装配关 系，用“联系对照”的方法标注尺寸，可有效地提高尺寸标注的正确率，具有较好的合理性。

1. 尺寸的布置方法

对于初学者 出现尺寸标注紊乱、无条件等现象，主要是尺寸“布置”方法不当。要使用所有标注的尺寸在图面上布置合理、条理清晰，必须很好地运筹。图 7所示的冲孔凸模固定板13的零件图中共有近20个尺寸，其中俯视图左侧布置螺销钉及顶杆过孔尺寸；下方布置顶杆过孔孔距尺寸、冲孔凸模12固定孔孔距尺 寸、螺销钉孔的孔距尺寸及模板的外形直径尺寸；上方则布置孔距的角度尺寸。主视图上布置了冲孔凸模 27和12的固定孔形状尺寸、及模板的厚度等尺寸。这种布置方法合理地利用了零件图形周围的空白，既条理分明、又方便了别人读图。

尺寸布 置还要求其它相关零件图相关尺寸的“布置地”尽量一致。如图8所示的上垫板14中的尺寸就参照了图7中布置方法，尽量地作到“同一尺寸在图 纸的同一地点出现”。如Ф9、Ф7、Ф30、Ф56、Ф80、30°、厚度14等尺寸的“布置地”基本上同图7冲孔凸模固定板零件图中的“布置地”相同。 这样的尺寸标注方式极大地便利了读图者。学生要确立“图纸主要是”画给别人看的！”的观念，学习与借鉴本例中的尺寸布置方法。

图7 冲孔凸模固定板(材料：Q235) 图8 开制三叉型孔的上垫板(材料：45)

2. 尺寸标注的思路

要使尺寸标注正确，就要把握尺寸标注的“思路”。前面要求绘制所要零件图的图形而先不标注任何尺寸，就是为了在标注尺寸时能够统筹兼顾，用一种正确的“思路”来正确地标注尺寸。下面以图5倒装复合模为例阐述尺寸标注的“思路”。

(1)标注工作零件的刃口尺寸

根 据模具设计法则，先标注基准件上刃口尺寸(即冲孔凸模和落料上的刃口尺寸)，再标注对应件上的刃口尺寸(即凸凹模上的刃口尺寸)；但符合模中也可将凸凹 模作为基准件，凸模、凹模作为对应件进行尺寸标注。所有零件图的图形绘好后，先找出本模具的工作零件即凸凹模7、冲孔凸模12和27、落料凹模26，把着 三张图纸对照起来，按照尺寸布置后安排好的“地点”标注刃口尺寸。这样可保证刃口尺寸标注的正确性。

(2)标准想关零件的相关尺寸

相 关尺寸正确，各模具零件才能装配组成一幅模具，必须保证正确。在上模部分，相关尺寸的标注建议按照“自上而下”的顺序进行。先从工作零件凹模 26开始，观察装配图6，与该零件模具相关的零件有内六角螺钉24、销钉25推块11、冲孔凸模13，应从分析着些相关关系入手进行“相关尺寸”的标注。

凹 模26与销钉25成H7/m6配合，故销钉孔直径为Ф8H7。销钉25要通过26、13、14、16等模板，其中与26与16成H7/m6配合，因此上 模座16上销钉孔直径也应为Ф8H7，可立即在上模座16的零件图上标出该尺寸。而销钉通过13、14模板的孔是应有0.5～1mm的间隙，因此13、 14上相应的过孔直径为Ф9，也应在相应的图纸上立即标出。

凹模26与3个M8的内六角螺钉24是螺纹连接，因此凹模26的图纸上对应螺 纹孔应标注为3-M8；螺钉24也同过16、13、14、16等模 板，其中与13、14、16上的过孔也有0.5～1mm的间隙，相应的图纸上应立即标注Ф9，各模板上的螺纹孔距均为Ф9，各模板上的螺纹孔距均为Ф56 一并标出。

凹模26还与推块11相关。从装配关系知：推块11的外形应与凹模洞口一致，只是尺寸比洞口尺寸小，四周有0.2～0.6mm 的间隙，按这一关系 找出推块11的零件图纸，标上推板的外形尺寸。为了保证推块11完全将工件推出凹模26，推块的推料段高度是8.5mm。推块尺寸的标注见图9。

图9 推块(材料：45)

标 注完凹模与凸模相关零件上相关尺寸后，再标注冲孔凸模固定板13上相关零件的相关尺寸……，直至上模中 所有零件的 相关尺寸标注完毕。再举一例进一步说明相关尺寸的标注。装配图中的冲孔凸模27与冲孔凸模固定板13和推块11相关；其中冲孔凸模固定板13相应处为一吊 装固定台阶孔，大孔高度与凸模吊装段等高，即同为3mm，孔径应比凸模台阶直径大出0.5～1mm，是22.5mm；小孔与凸模固定段成H7/m6的配 合，即冲孔凸模固定板13上的小孔直径应为Ф18.5，而推块11上开制的凸模过孔应比凸模刃口部分直径大出0.5～1mm，实际为Ф18.8mm。上述 尺寸应依次同时标注。冲孔凸模27的零件图见图10。

图10 冲孔凸模(材料：T10A)

模具下模部分的相关尺寸标注可按“自上而下”的顺序尽心。先标注弹压卸料板9与挡料钉10、28，弹压卸料板与卸料螺钉4之间的相关尺寸；再标注凸凹模固定板6与凸凹模7、卸料螺钉4、紧固螺钉32、圆柱销33之间的相关尺寸……，直至所有相关尺寸标注完毕。

(3)补全其它尺寸及技术要求

这个阶段可逐张零件进行，先补全其它尺寸，例如轮廓大小尺寸、位置尺寸等；再标注各加工面的粗糙度要求及倒角、圆角的加工情况，最后是选材及热处理，并对本零件进行命名等。

3.3 其它尺寸标注问题

1.复杂型孔的尺寸标注

形 状越复杂，尺寸就越多，由此造成的标注困难是初学者设计冲压模时的主要障碍。图11所示的凸模零件，因洞口形状的尺寸繁多而出现标注困难。有两个解决方 法：一是放大标注法。将凹模零件图适当放大后再标注尺寸；二是移出放大标注法。将复杂的洞口型孔单独移至零件图外面的适合位置，再单独标记繁多的型孔尺 寸，而零件图内仅标注型孔图形的位置尺寸即可。图11中采用了移位标注法。

图11 复杂模洞口的移位标注

判 断冲压件上未注公差尺寸的偏差方向。采用“入体原则”、可先画出该冲压件的假想磨损图。图12所示 工件的假想磨损图用双点划线画出，再根据以下方法进行判断。如该尺寸磨损后变小为负偏差；变大为正偏差；不变则为正负偏差。拒此可确定图2-1中， 26.2，24.2、20.8等尺寸为负偏差；15、12、2及2-Ф5等尺寸为正偏差；而尺寸14.5则为正负偏差。若需判别半径R及角度尺寸的偏差方 向同样可采用此法。

图12 冲压件未注公差尺寸的偏差方向判断

冲 压件未注公差配合尺寸极限偏差一般为IT12～IT14，常用IT14。若该冲压件使 用时与其它工件并无装配关系，则未注公差尺寸的偏差方向及极限偏差可按国际GB/T15055-94圆角半径等的极限偏差分为f(fine精密级)、m (medium 中等级)、c(coarse 粗糙级)、v(very coarse 最粗级)四个公差等级。一般可选用c级。表1、表2、表3级表4分别列出了GB/T15055-94中的有关内容，供设计者参考。

3.其它模板上型孔的配制标注

在进行凹模洞口的刃口尺寸计算时如何处理半径尺寸R？实践中视对R的测量手段以及使用要求而定，如有能精确测定R值的量具，则需对R值进行刃口尺寸的计算；如仅有靠尺等常规测量工具，则对R进行刃口尺寸计算并在凹模图上标注计算结果就无必要，可在凹模图山标注原注R值。

由 于凸模外形、凹模洞口及其它模板上相应的型孔都是在同一台线切割机床上用同一加工程序，根据线切割机床的“间隙自动补偿”功能使起在线切割机床 的割制过程中自动配制一定的间隙而成。因此其它模板上型孔可按上述配制加工的特点进行标注，即简单明晰、又符合模具制作的实际。以图13为例，凸模固定模 板按配制法特点进行标注时，仅需在模板内标注型孔的位置尺寸，而型孔的形状尺寸则在图纸的适当位置加注：“型孔尺寸按凸模的实际尺寸成0.02mm的过盈 配合”即可。

表1 未注公差冲裁尺寸的极限偏差

注：对于0.5及0.5mm以下的尺寸应标注公差。

表2 未注公差冲裁模角度的极限偏差

表3 未注公差成形尺寸的极限偏差

注：对于0.5及0.5mm以下的尺寸应标注公差。

表4 未注公差冲裁圆角半径的极限偏差

图13 凸模固定板型孔的配制标注