模具制造工艺

1、安徽机电职业技术学院教案首页教学课题第七讲 2.1 模架的加工 （2 学时 ）教学目的与要求了解冲模模架的分类和组成； 理解机械零件外圆加工方案选择；掌握冲模的导柱零件加工工艺过程制定的内容和步骤；教学重点典型导柱的加工工艺过程难点外圆加工方案选择主要教学方法和手段讲授、讨论教具多媒体、现场主 要 教 学 要 点第二章 模具零件的机械加工第一节 模架的加工 一、冷冲模模架的种类 二、导柱的加工（1）导柱的作用及工艺分析 （2）材料及毛坯（3）加工工艺路线1） 导柱的主要表面加工2）导柱加工顺序3）导柱研磨加工 （4）加工余量的确定（5） 加工工艺过程课后作业习题集 P186 五.6安徽机电职业

2、技术学院教案续页第二章 模具零件的机械加工 第一节 模架的加工一、冷冲模模架（1）作用： 模具是用来安装模具的工作零件和其它结构零件， 并保证模具的工作部分在工作时间具 有正确的相对位置。（2）组成：上、下模座，导柱、导套滑动导向的标准冷冲模模架结构如图2-1。图 2-1 冷冲模模架a) 对角导柱模架 b) 中间导柱模架 c) 后侧导柱模架 d) 四导柱模架1上模座 2导套 3导套 4下模座二、导柱的加工(1)在模具中起导向作用，并保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置；保证模架的 活动部分运动平稳、无阻滞现象。冷冲模标准导柱和导套如图 2-2。图 2 2 导柱和导套 a) 导柱 b) 导套

3、2)基本构成：回转体表面3)材料：热轧圆钢(4)加工工艺路线1) 1) 1) 导柱的加工 导柱的加工工艺路线工序号工序名称工序内容设备1下料按尺寸 35mm 215mm 切断锯床2车端面钻中心孔车端面保证长度 212.5mm钻中心孔调头车端面保证 210mm 钻中心孔卧式车床3车外圆车外圆至 32.4mm切 10mm 0.5mm 槽到尺寸 车端部调头车外圆至 32.4mm 车端部卧式车床4检验5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度 0.81.2mm ，表面硬度 5862HRC6研中心孔研中心孔 调头研另一端中心孔卧式车床7磨外圆磨 32h6 外圆留研磨量 0.01mm 调头磨 32r4 外圆

4、到尺寸外圆磨8研磨研磨外圆 32h6 达要求 抛光圆角卧式车床9检验导柱加工，外圆柱面的车削和磨削以两端的中心孔定位，使设计基准与工艺基准重合。若中心孔有较大的同轴度误差，将使中心孔和顶尖不能良好接触，影响加工精度，如 图 2-3 所示。图 2-3 中心孔的圆度误差使工件产生圆度误差修正中心孔可采用磨、研磨和挤压如下：车床用磨削方法修正中心孔如图2-4。图 2-4 磨中心孔1-三爪自定心卡盘 2-砂轮 3-工件 4-尾顶尖 挤压中心孔的硬质合金多棱顶尖如图2-5。导柱在热处理后修正中心孔，在于消除中心孔在热处理过程中可能产生的变形和其它缺陷。安徽机电职业技术学院教案首页教学课题第八讲 二、导套

5、的加工 （2学时）教学目的理解机械零件内孔的加工方案选择；掌握冲模模架的导套与要求零件加工工艺过程制定的内容和步骤；教学重点典型导套 加工工艺难点内孔的加工方案选择主要教学方法和手段讲授、讨论教具多媒体、现场三、导套的加工主（1）导套的作用及工艺分析要（2）材料及毛坯教（3）加工工艺路线学1） 导套的主要表面加工2）导套加工顺序要3）导套研磨加工点（4）加工余量的确定（5） 加工工艺过程课后作业习题集 P186 五 .7安徽机电职业技术学院教案续页第二章 模具零件的机械加工第一节 模架的加工三、导套的加工导套的加工工艺路线工序号工序名称工序内容设备1下料按尺寸 52mm 115mm 切断锯床2

6、车外圆及内孔车端面保证长度 113mm 钻 32mm 孔至 30mm 车 45mm 外圆至 45.4mm 倒角车 3 1 退刀槽至尺寸镗 32mm 孔至 31.6mm 镗油槽镗 32mm 孔至尺寸倒角卧式车床3车外缘倒角车 48mm 的外圆至尺寸 车端面保证长度 110mm 倒内外圆角卧式车床4检验5热处理按热处理工艺进行， 保证渗碳层深度 0.81.2mm ， 硬度 5862HRC6磨内外圆磨 45mm 外圆达图样要求磨 32mm 内孔，留研磨量 0.01mm万能外圆磨床7研磨内孔研磨 32mm 孔达图样要求 研磨圆弧卧式车床8检验导套加工时正确选择定位基准，以保证内外圆柱面的同轴度要求。单

7、件生产时： 采用一次装夹磨出内外圆，可避免由于多次装夹带来的误差。但每磨一件需重新调整机床。批量加工时：可先磨内孔，再把导套装在专门设计的锥度（ 1/1000-1/5000 ， 60HRC以上）心轴上，以心 轴两端的中心孔定位，磨削外圆柱面，如图 2-6 。图 2-6 用小锥度心轴安装导套1导套 2心轴3）导柱和导套研磨加工 目的：进一步提高被加工表面的质量，以达图纸要求。导柱研磨工具6-2国皿“口）也幽”：助询阴也累闻昙昔曇披吐唄曇扭諭轟醸齐七 M-2 附Q圍駅J厂3Tfl、.Jt1J-r 不正确 b） rR 正确 锥形铣刀的斜度应小于被加工表面的倾斜角，如图 仿形销，如图 2-97 所示。

8、 仿形销的直径计算： D=d+2 （Z+e） 材料：钢、铝、黄铜、塑料等图 2-97 仿形销4）仿形靠模 仿形加工的主要装置， 。材料：石膏、木材、塑料、铝合金、铸铁、钢板例 2-4 用仿形铣床加工图 2-98 的锻模型腔。图 2-98 锻模型腔（飞边槽未表示出来） 在仿形铣削前将模坯加工成六面体，划出中心线。3数控机床加工（1）数控铣床1）不需要制造仿形靠模。2）加工精度高，一般可达 0.020.03mm ，对同一形状进行重复加工，具有可靠的再现性。 3）通过数控指令实现了加工过程自动化， 减少了停机时间， 使加工的生产效率得到提高。 采用数控铣床进行三维形状加工的控制方式有：1）二又二分之

9、一轴控制 如图 2-99a 所示。2）三轴控制 如图 2-99b 所示。3）五轴同时控制 如图 2-99c 所示。图 2-99 加工三维形状的控制方式五轴同时控制，还可以加工表面的凹入部分进行加工，如图 2-100 所示。图 2-100 五轴控制与三维控制比较数控机床程序编制的方法。 手工编制程序工艺处理阶段 数字处理阶段 编写零件加工程序单 制作纸带 自动编制程序 通过电子计算机完成编程工作(2) 加工中心 一般是具有快速换刀功能，能进行铣、钻、镗、攻螺纹等加工，一次装夹工件后能自动地完 成工件的大部或全部加工的数控机床。1) 带自动换刀装置的加工中心换刀装置 将夹夹持在机床主轴上的刀具和刀

10、具传送装置上的刀具进行交换。拔刀换刀装刀 刀库储存所需各种刀具的仓库， 其功能是接受刀具传送装置送来的刀夹以及把刀夹给予刀具传送 装置。 刀具传送装置 在换刀装置与刀具库之间，快速而准确地传送刀具。2) 2) 2) 加工中心在模具制造中有效发挥作用应注意的事项： 模具设计的标准化。加工形状的标准化。 对工具系统加以设计。 规范加工范围和切削条件。 重视切削处理。 充实生产管理，提高机床的运转率。、 型腔表面加工技术（ 一）、型腔的抛光和研磨1手工抛光（1）用砂纸抛光手持砂纸， 压在加工表面上作缓慢的运动， 以去除机械加工的切削痕迹， 使表面粗糙度减少， 是一种常见的抛光方法。（2）用油石抛光

11、主要是对型腔的平坦部位和槽的直线部分进行。1）选用适当种类的磨料、粒度、形状的油石。2）根据抛光面大小选择适当大小的油石，以使油石能纵横交叉运动。3）研磨在工件和工具（研具）之间加入研磨剂，在一定压力下由工具和工件间的相对运动，驱 动大量磨粒在加工表面上滚动或滑擦，切下微细的金属层而使加工表面的粗糙度减小。 2机械抛光（1）圆盘式磨光机如图 2-103 所示。用手持式对一些大型模具去除仿形加工后的走刀痕迹及倒角，抛光 精度不高，其抛光程度接近粗磨。图 2-103 圆盘式磨光机2）电动抛光机由电动机、传动软轴及手持式抛光机组成。图 2-104 手持往复研抛头的应用2）手持直式旋转研抛头图 2-1

12、05 用手持直式研抛头进行加工3电解修磨抛光 在抛光工件和抛光工具之间施压以直流，利用通电后工件（阳极）与抛光工具（阴极） 在电解液中发生的阳极溶液作用来进行抛光的一种工艺方法，如图 2-106 所示。图 2-106 电解修磨抛光图 2-107 所示为电解修磨抛光的工作原理。图 2-107 电解修磨抛光原理图特点：1）电解修磨抛光不会使工件产生热变形或应力。2）工件硬度不影响加工速度。3）对型腔中用一般方法难以修磨的部分及形状，可采用相应形状的修磨工具进行加工，操 作方便、灵活。4）粗糙度一般为 Ra6.33.2 m。5）装置简单，工作电压低，电解液无毒，生产安全。4超声波抛光 是超声加工的一

13、种形式，是利用超声振动的能量，通过机械装置对型腔表面进行抛光加 工的一种工艺方法。图 2-69 是超声波抛光的原理。 （1）原理超声发生器能将 50Hz 的交流电转变为具有一定功率输出的超声频电振荡。 （2）磨料材料碳化硅、碳化硼、金刚砂（3）粗糙度 Ra0.630.08 m。（4）特点1）抛光效率高，能减轻劳动强度。2）适用于各种型腔模具，对窄缝、深槽、不规则圆弧的抛光尤为适用。3）适用于不同材质的抛光。 （二）、型腔的表面硬化处理目的：提高模具的耐用度。1 CVD 法 在高温下将盛放工件的炉内抽成真空或通入氢气，再导入反应气体。气体的化学反应在 工件表面形成硬质化合物涂层。（1）优点1）处

14、理温度高，涂层与基体之间的结合比较牢固。2）用于形状复杂的模具也能获得均匀的涂层。3）设备简单，成本低，效果好（可提高模具寿命26 倍），易于推广。（2）缺点 1）处理温度高，易引起模具变形。2）涂层厚度较薄，处理后不允许研磨修正。3）处理温度高，模具的基体会软化，对高速钢和高碳钢高铬钢，必须进行涂覆处理后于真 空或惰性气体中再进行淬火、回火处理。2 PVD 法在真空中把 Ti 等活性金属熔融蒸发离子化后，在高压静电场中使离子加速并沉积于工件表 面形成涂层。（1）优点1）处理温度一般为 400600，不会影响 Cr12 型模具钢原先的热处理效果。 2）处理温度低，模具变形小。（2）缺点1）涂层

15、与基体的结合强度较低。2）涂覆处理温度低于 400，涂层性能下降， 不适于低温回火的模具。3）采用一个蒸发源，对形状复杂的模具覆盖性能不好；多个蒸发源或使工件绕蒸发旋转来 弥补，又会使设备复杂、成本提高。3 TD 法将工件浸入添加有质量分数为15%20%的 Fe-V 、Fe-Nb、 Fe-Cr 等铁合金粉末的高温（8001250） 硼砂盐熔炉中，保持 0.510h，在工件表面上形成 110m 或更厚些的碳化 物涂覆层，然后进行水冷、油冷或空冷。安徽机电职业技术学院教案首页教学课题第十八讲 2.5 典型型腔（芯）制造工艺 （2 学时）教学目的与要求掌握典型型腔（芯）制造工艺教学重点型腔（芯）的工

16、艺过程难点型腔（芯）的工艺方案的确定主要教学方法和手段讲授、讨论教具多媒体主 要 教 学 要 点三、典型型腔（芯）制造工艺1、型腔（芯）的工艺分析2、材料及毛坯的选择3、工艺路线（方案）的确定a） 主要表面的加工方法b） 加工顺序的安排4、加工余量的确定5、型腔（芯）的工艺过程课后作业安徽机电职业技术学院教案首页三、典型型芯制造工艺（一）工艺分析？表面 Ra0.8 m/Ra1.6m？型芯推杆导向孔的加工？型芯的选材、毛坯种类、热处理 5864HRC（二）选材及毛坯1、淬硬型： CrWMn高 耐磨性、基体有较高强度和硬度、耐腐蚀。淬火、低温回 火。2、毛坯：锻件组织细密，高硬度和耐磨性，足够的强度和韧性（三）主要表面加工方案粗刨/铣精刨 /铣Ra1.6m磨削 Ra0.8m（四）工艺路线（方案）方案一 ： 备料锻造退火铣六面磨六面划线铣台肩、成型面及槽 铣 8 处导向槽修圆角热处理磨六面坐标磨导向槽研圆角缺点： 8 处导向槽的铣削位置精度不能保证方案二 ：备料锻造退火铣六面磨六面划线铣台肩、成型面及槽修圆角钻穿丝孔热处理磨六面线切割 8 处导向槽研圆角与方案一比较， 方案二的优点： 能精确保证 8 处导向槽的位置精度。 故优先选用方案二 缺点：线切割