第二章__模具的机械加工

1、第二章第二章 模具的机械加工模具的机械加工第一节第一节 切削加工方法及其选择切削加工方法及其选择第二节第二节 一般机械加工一般机械加工第三节第三节 模具的仿形加工模具的仿形加工第四节第四节 模具的精密加工模具的精密加工 第一节第一节 切削加工方法及其选择切削加工方法及其选择 一、一、 模具零件的常用机械加工方法模具零件的常用机械加工方法 （一）一般机械加工（一）一般机械加工 （1）车削加工）车削加工 （2）铣削加工）铣削加工 （3）刨削加工）刨削加工 （4）钻削加工）钻削加工 （5）磨削加工）磨削加工 （二）（二） 仿形加工仿形加工 （三）（三） 精密加工精密加工 （1）坐标镗床加工）坐标镗床

2、加工 （2）坐标磨床加工）坐标磨床加工 （3）成形磨削）成形磨削 二、二、 选择模具零件表面加工方法的原则选择模具零件表面加工方法的原则 1、外圆柱面的加工、外圆柱面的加工外圆柱面加工方法外圆柱面加工方法序号序号加工方法加工方法经济精度经济精度（公差等级（公差等级表示）表示）经济粗糙度经济粗糙度Ra/mRa/m适用范围适用范围1 1粗车粗车IT11IT11131312.512.55050适用于淬火钢以适用于淬火钢以外的各种金属外的各种金属2 2粗车粗车- -半精车半精车IT8IT810103.23.26.36.33 3粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车IT7IT78 80.80.81.6

3、1.64 4粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -滚压（或抛光）滚压（或抛光）IT7IT78 80.0250.0250.20.25 5粗车粗车- -半精车半精车- -磨削磨削IT7IT78 80.40.40.80.8主要用于淬火钢，主要用于淬火钢，也可用于未淬火也可用于未淬火钢，但不宜加工钢，但不宜加工有色金属有色金属6 6粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨IT6IT67 70.10.10.40.47 7粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -超精加工超精加工IT5IT50.120.120.10.18 8粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车-

4、 -精细车（金刚精细车（金刚石车）石车）IT6IT67 70.0250.0250.40.4主要用于要求较主要用于要求较高的有色金属加高的有色金属加工工9 9粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -超精磨超精磨（或镜面磨）（或镜面磨）IT5IT5以上以上0.0060.0060.0250.025极高精度的外圆极高精度的外圆加工加工1010粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -研磨研磨IT5IT5以上以上0.0060.0060.10.1 图图2.1 车外圆车刀的选择车外圆车刀的选择(a)普通外圆车刀普通外圆车刀 (b)45弯头刀弯头刀 (c)90偏刀偏刀图图

5、2.2 顶尖、拨盘顶尖、拨盘及鸡心夹头及鸡心夹头1螺钉；螺钉；2前顶前顶尖；尖；3拨盘；拨盘；4鸡心鸡心夹头；夹头；5后顶尖后顶尖 图图2.3 四爪卡盘和花盘四爪卡盘和花盘 (a)四爪卡盘四爪卡盘 (b)花盘花盘1调整螺钉；调整螺钉；2卡爪；卡爪；3压板；压板；4螺栓；螺栓；5T形槽；形槽；6工件；工件；7平衡铁平衡铁 2、 平面的加工平面的加工平面加工方法平面加工方法 序号序号加工方法加工方法经济精度经济精度（公差等级表（公差等级表示）示）经济粗糙度经济粗糙度Ra/mRa/m适用范围适用范围1 1粗车粗车IT11IT11131312.512.55050端面端面2 2粗车粗车- -半精车半精车

6、IT8IT810103.23.26.36.33 3粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车IT7IT78 80.80.81.61.64 4粗车粗车- -半精车半精车- -磨削磨削IT6IT69 90.20.20.80.85 5粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）IT11IT1113136.36.32525一般不淬硬平面一般不淬硬平面6 6粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）- - 精刨（或精铣）精刨（或精铣）IT8IT810101.61.66.36.37 7粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）- - 精刨（或精铣）精刨（或精铣）- -刮研刮研IT6IT67 70.10.10.80.8精度要求较高的不淬硬精度要求较高的

7、不淬硬平面，批量较大时宜采平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案用宽刃精刨方案8 8粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）- - 精刨（或精铣）精刨（或精铣）- -宽刃精刨宽刃精刨IT7IT70.20.20.80.89 9粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）- - 精刨（或精铣）精刨（或精铣）- -磨削磨削IT7IT70.20.20.80.8精度要求高的淬硬平面精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面或不淬硬平面1010粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）- - 精刨（或精铣）精刨（或精铣）- -粗磨粗磨- -精磨精磨IT6IT67 70.0250.0250.40.41111粗铣粗铣- -拉削拉削IT7IT79 90.20.20.

8、80.8大量生产，较小的平面大量生产，较小的平面( (精度视拉刀精度而定精度视拉刀精度而定) )1212粗铣粗铣- -或精铣或精铣- -磨削磨削- -研磨研磨IT5IT5以上以上0.0060.0060.10.1高精度平面高精度平面 图图2.4 铣削的应用铣削的应用(a)用圆柱铣刀铣削用圆柱铣刀铣削 (b)用端铣刀铣削用端铣刀铣削图图2.5 工件直接安装工件直接安装在工作台上在工作台上图图2.6 矩形工件的装夹矩形工件的装夹(a)在平口钳上装夹在平口钳上装夹 (b)用角铁装夹用角铁装夹 3、 孔的加工孔的加工 （1） 一般孔的加工方法一般孔的加工方法 1）钻孔）钻孔 2）扩孔）扩孔 3）拉孔）拉

9、孔 4）铰孔）铰孔 5）镗孔）镗孔 6）内圆磨削）内圆磨削 7）研磨、珩磨、抛光等光整加工）研磨、珩磨、抛光等光整加工 图图2.7 钻孔时工件的装夹钻孔时工件的装夹(a)用虎钳装夹用虎钳装夹 (b)用压板螺栓装夹用压板螺栓装夹(c)用用V型架装夹型架装夹 (d)用钻模装夹用钻模装夹图图2.8 镗床上镗孔的示意图镗床上镗孔的示意图图图2.9 珩珩磨原理及磨原理及磨粒运动磨粒运动轨迹轨迹孔加工方法孔加工方法 序号序号加工方法加工方法经济精度经济精度（公差等级表（公差等级表示）示）经济粗糙经济粗糙度度Ra/mRa/m适用范围适用范围1 1钻钻IT11IT11131312.512.5加工未淬火钢及铸铁

10、的实心加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于属，孔径大于151520mm20mm2 2钻钻- -铰铰IT8IT810101.61.66.36.33 3钻钻- -粗铰粗铰- -精铰精铰IT7IT78 80.80.81.61.64 4钻钻- -扩扩IT10IT1011116.36.312.512.5加工未淬火钢及铸铁的实心加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于属，孔径大于151520mm20mm5 5钻钻- -扩扩- -铰铰IT8IT89 91.61.63.23.26 6钻钻- -扩扩- -粗铰粗铰- -精

11、铰精铰IT7IT70.80.81.61.67 7钻钻- -扩扩- -机铰机铰- -手铰手铰IT6IT67 70.20.20.40.48 8钻钻- -扩扩- -拉拉IT7IT79 90.10.11.61.6大批大量生产（精度由拉刀大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）的精度而定）9 9粗镗粗镗( (或扩孔）或扩孔）IT11IT1113136.36.312.512.5除淬火钢外的各种材料，毛除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔坯有铸出孔或锻出孔1010粗镗粗镗( (粗扩）粗扩）- -半精镗（精扩）半精镗（精扩）IT9IT910101.61.63.23.21111粗镗粗镗( (粗扩）粗扩）- -

12、半精镗（精扩）半精镗（精扩）- -精镗（铰）精镗（铰）IT7IT78 80.80.81.61.61212粗镗粗镗( (粗扩）粗扩）- -半精镗（精扩）半精镗（精扩）- -精镗精镗- -浮动镗刀精镗浮动镗刀精镗IT6IT67 70.40.40.80.81313粗镗粗镗( (扩）扩）- -半精镗半精镗- -磨孔磨孔IT7IT78 80.20.20.80.8主要用于淬火钢，也可用于主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色未淬火钢，但不宜用于有色金属金属1414粗镗粗镗( (扩）扩）- -半精镗半精镗- -粗磨粗磨- -精磨精磨IT6IT67 70.10.10.20.21515粗镗粗镗- -半

13、精镗半精镗- -精镗精镗- -精细镗（金刚镗）精细镗（金刚镗）IT6IT67 70.050.050.40.4主要用于精度要求高的有色主要用于精度要求高的有色金属加工金属加工1616钻钻- -（扩）（扩）- -粗铰粗铰- -精铰精铰- -衍磨；钻衍磨；钻- -（扩）（扩）- -拉拉- -衍磨；衍磨；粗镗粗镗- -半精镗半精镗- -精镗精镗- -衍磨；衍磨；IT6IT67 70.0250.0250.20.2精度要求很高的孔精度要求很高的孔1717钻钻- -（扩）（扩）- -粗铰粗铰- -精铰精铰- -研磨；钻研磨；钻- -（扩）（扩）- -拉拉- -研磨；研磨；粗镗粗镗- -半精镗半精镗- -精镗

14、精镗- -研磨；研磨；IT5IT56 60.0060.0060.10.1 （2） 深孔加工（如水孔）深孔加工（如水孔）图图2.10 枪钻结构枪钻结构 （3） 精密孔加工精密孔加工图图2.11 精孔钻结构精孔钻结构 （4）孔系的加工）孔系的加工 1） 单件孔系的加工单件孔系的加工 A：划线法加工：划线法加工 B：找正法加工：找正法加工 图图2.12 用心轴和块规找正用心轴和块规找正 (a)第一工位第一工位 (b)第二工位第二工位1心轴；心轴；2镗床主轴；镗床主轴；3块规；块规；4塞尺；塞尺；5镗床工作台镗床工作台 C：通用机床坐标加工法：通用机床坐标加工法 图图2.13 附加百分表在铣床上镗孔附

15、加百分表在铣床上镗孔1检验棒；检验棒；2立铣床；立铣床；3百分表；百分表；4量块组量块组 D：坐标镗床加工：坐标镗床加工 （2） 相关孔系的加工相关孔系的加工 A：同镗：同镗(合镗合镗)加工法加工法图图2.14 模具零件的同镗模具零件的同镗(合镗合镗)加工加工 1，2，3零件；零件；4钻头；钻头；5夹钳夹钳 B：配镗加工法：配镗加工法 C：坐标磨削法：坐标磨削法第二节第二节 一般机械加工一般机械加工一、车削加工一、车削加工1、加工对象加工对象：（1）工件：凸模、凹模、导柱、导套、顶杆、）工件：凸模、凹模、导柱、导套、顶杆、型芯、模柄等型芯、模柄等（2）加工表面：内外回转表面、螺旋面、端面、）加

16、工表面：内外回转表面、螺旋面、端面、钻、镗孔、铰孔及滚花等钻、镗孔、铰孔及滚花等 冷冲模冷冲模 导柱、导套导柱、导套 圆凸模圆凸模凸模凸模 注塑模中的回转体零件注塑模中的回转体零件 浇口套浇口套 2、加工效果：、加工效果： 精加工的尺寸精度：精加工的尺寸精度：IT68；表面粗糙度；表面粗糙度1.60.8微米微米 例如：加工模具中的导柱、推杆时车削的加工余量、例如：加工模具中的导柱、推杆时车削的加工余量、加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度工序工序加工余量加工余量/mm尺寸精度尺寸精度/mm圆度圆度/mm圆柱度圆柱度/mm表面粗糙表面粗糙度度Ra（微米）（微米）粗车粗车1.52IT1290.

17、20.30.015/1000.05/300 3.212.5半精车半精车0.81.5精车精车0.50.8IT860.100.150.020.030.21.6 3、加工过程及方法：、加工过程及方法： （1）一般（简单）表面的加工：）一般（简单）表面的加工： （2）回转体型面（不规则表面）的加工：）回转体型面（不规则表面）的加工：主要包括型腔内表面和型芯（凸模）外主要包括型腔内表面和型芯（凸模）外表面。表面。 A:基本原理：基本原理：一是改变刀具切削刃的形一是改变刀具切削刃的形状，使之与型面的母线相吻合状，使之与型面的母线相吻合成形刀成形刀具；二是改变刀具（尖）的运动轨迹，具；二是改变刀具（尖）的运

18、动轨迹，使刀具的运动轨迹与型面的母线一致。使刀具的运动轨迹与型面的母线一致。 B:具体加工方法具体加工方法： 手动控制法手动控制法手动控制刀具（尖）的运动轨迹手动控制刀具（尖）的运动轨迹 样板刀样板刀成形车刀成形车刀 靠模法靠模法利用靠模（仿形装置）控制刀具（尖）利用靠模（仿形装置）控制刀具（尖）的运动轨迹的运动轨迹 使用专用工具使用专用工具如球面车削工具如球面车削工具 数字程序控制数字程序控制利用数控机床的数字控制系统利用数控机床的数字控制系统控制刀具（尖）的运动轨迹控制刀具（尖）的运动轨迹 车削加工型腔实例；车削加工型腔实例； 对拼式塑压模型腔对拼式塑压模型腔 1）将坯料加工为平行六面体，

19、斜面暂不加工。）将坯料加工为平行六面体，斜面暂不加工。 2）在拼块上加工出导钉孔和工艺螺孔，为车削）在拼块上加工出导钉孔和工艺螺孔，为车削时装夹用。时装夹用。 3）将分型面磨平，在两拼块上装导钉，一端与）将分型面磨平，在两拼块上装导钉，一端与拼块拼块A过盈配合，一端与拼块过盈配合，一端与拼块B间隙配合。间隙配合。 4）将两块拼块拼合后磨平四侧面及一端面，保）将两块拼块拼合后磨平四侧面及一端面，保证垂直度，要求两拼块厚度保持一致。证垂直度，要求两拼块厚度保持一致。 拼块上的工艺螺孔和导钉孔拼块上的工艺螺孔和导钉孔 ）在分型面上以球心为圆心，以在分型面上以球心为圆心，以44.7mm为为直径划线，保

20、证直径划线，保证H H1 1=H=H2 2，如图所示，如图所示 ） 据所画线利用成型样板车刀加工两球面据所画线利用成型样板车刀加工两球面 ）分别加工出两矩形面和圆锥面，）分别加工出两矩形面和圆锥面，将两块拼将两块拼块拼合后进行精加工块拼合后进行精加工 二、铣削加工二、铣削加工 1、加工对象：利用立铣床对模具零件的型腔、型面、加工对象：利用立铣床对模具零件的型腔、型面或孔进行加工；在铣床上对平面或斜面进行加工。或孔进行加工；在铣床上对平面或斜面进行加工。 2、加工效果：一般加工尺寸精度可达、加工效果：一般加工尺寸精度可达IT10，Ra1.6微微米；高速精铣后可达米；高速精铣后可达IT8，Ra0.

21、8微米。微米。 3、主要应用：、主要应用： （1）平面或斜面的加工）平面或斜面的加工 斜面加工需在工件装夹时将斜面调整到水平或垂直的斜面加工需在工件装夹时将斜面调整到水平或垂直的位置位置,然后进行加工。然后进行加工。 铣削加工倾斜平面的方法：铣削加工倾斜平面的方法： 工件斜置：如图所示。工件斜置：如图所示。 刀具斜置：刀具斜置： （2）圆弧面的加工）圆弧面的加工 加工时，工件置于圆转台上，并使被加工圆弧加工时，工件置于圆转台上，并使被加工圆弧中心与圆转台的回转中心重合。中心与圆转台的回转中心重合。圆工作台圆工作台（3）复杂型腔或型面的加工）复杂型腔或型面的加工复杂型腔或型面一般由圆弧段和直线段

22、组成。复杂型腔或型面一般由圆弧段和直线段组成。采用坐标法进行加工，即根据被加工点的位置，采用坐标法进行加工，即根据被加工点的位置，控制工作台的纵横（控制工作台的纵横（X，Y）向移动以及主轴头）向移动以及主轴头的升降（的升降（Z）进行加工。）进行加工。加工后精度较低，须钳工修整或利用其它方法加工后精度较低，须钳工修整或利用其它方法（电加工）来提高精度（电加工）来提高精度 为加工出某些特殊的形状部位，在无适合的标准铣为加工出某些特殊的形状部位，在无适合的标准铣刀可选用时，可采用图所示适合于不同用途的单刃刀可选用时，可采用图所示适合于不同用途的单刃指铣刀。指铣刀。 为提高铣削效率，对某些铣削余量较大

23、的型腔，为提高铣削效率，对某些铣削余量较大的型腔，铣削前可在型腔轮廓线的内部连续钻孔，孔的深铣削前可在型腔轮廓线的内部连续钻孔，孔的深度和型腔的深度接近，如图所示。度和型腔的深度接近，如图所示。 （4）孔系的加工）孔系的加工 孔系：指模板上数量较多且孔间距离要求高的多孔系：指模板上数量较多且孔间距离要求高的多个孔。包括平面孔系和非平面孔系。个孔。包括平面孔系和非平面孔系。 在立铣床上加工孔系的方法：在立铣床上加工孔系的方法： a：划线加工法：划线加工法 由模具钳工进行由模具钳工进行 先在孔位上划线，然后逐个找正加工；精度先在孔位上划线，然后逐个找正加工；精度较低，一般在较低，一般在0.25-0

24、.5mm b：坐标法加工法：坐标法加工法根据模板上各孔的相对坐标根据模板上各孔的相对坐标来控制工作台的移动，逐个将各孔加工出来。不来控制工作台的移动，逐个将各孔加工出来。不加测量装置孔位精度为加测量装置孔位精度为0.06-0.08mm，加测量装，加测量装置为置为0.02mm c：同镗或配镗加工法：同镗或配镗加工法处理两个零件且位置处理两个零件且位置相同的孔的加工，如：上、下模座上的导柱、相同的孔的加工，如：上、下模座上的导柱、导套孔，可以保证两孔的同轴度。导套孔，可以保证两孔的同轴度。 上、下模座导柱、导套安装孔上、下模座导柱、导套安装孔 三、刨削和插削加工三、刨削和插削加工 1、加工对象：主

25、要用于模具的外形加工，中、加工对象：主要用于模具的外形加工，中小型零件采用牛头刨床，大型零件用龙门刨床。小型零件采用牛头刨床，大型零件用龙门刨床。 2、加工效果：加工后尺寸精度为、加工效果：加工后尺寸精度为IT10，表面，表面粗糙度粗糙度1.6微米；宽刃精刨时可获更高精度。微米；宽刃精刨时可获更高精度。 3、主要应用：、主要应用： （1）平面加工）平面加工 （2）斜面加工）斜面加工 （3）各类槽加工）各类槽加工 （4）型面加工）型面加工 例：平面构成的凸模型面加工例：平面构成的凸模型面加工 零件图：零件图：工艺简图工艺简图abcde 四、磨削加工四、磨削加工 1、加工对象：利用砂轮在平面磨床、

26、内圆磨床或外、加工对象：利用砂轮在平面磨床、内圆磨床或外圆磨床上对形状简单（平面、内圆和外圆）的零件圆磨床上对形状简单（平面、内圆和外圆）的零件进行加工；例如磨削主要对模具型腔、型面、导柱进行加工；例如磨削主要对模具型腔、型面、导柱外圆、导套内外圆表面以及模具零件之间的接触面外圆、导套内外圆表面以及模具零件之间的接触面进行精加工。进行精加工。 2、加工效果：、加工效果： 加工平面：尺寸精度加工平面：尺寸精度IT5IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.40.2微米，微米，两平面平行度小于两平面平行度小于0.1:100 加工外圆：尺寸精度加工外圆：尺寸精度IT5IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0

27、.80.2微米，微米，若采用高光洁磨削工艺，表面粗糙度可达若采用高光洁磨削工艺，表面粗糙度可达Ra0.025微米；微米； 加工内孔：尺寸精度加工内孔：尺寸精度IT6IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.80.2微米；微米；若采用高精度磨削工艺，尺寸精度可控制在若采用高精度磨削工艺，尺寸精度可控制在0.005mm之内，之内，表面粗糙度表面粗糙度Ra0.10.025微米。微米。挤出成型机头（精诚模具集团）挤出成型机头（精诚模具集团）平面磨床平面磨床手工抛光手工抛光 3、磨削工艺：、磨削工艺： （1）外圆磨削工艺要点）外圆磨削工艺要点 1）应用、工序及加工质量）应用、工序及加工质量 外圆磨削是车削加

28、工的后续工序，其应用范围、外圆磨削是车削加工的后续工序，其应用范围、加工对象与车削加工基本相同。外圆磨削一般在加工对象与车削加工基本相同。外圆磨削一般在热处理热处理(淬火淬火)之后进行，是机械加工工艺过程中的之后进行，是机械加工工艺过程中的精密加工或最终加工工序。精密加工或最终加工工序。 外圆磨削一般分为：粗磨、精磨和细磨三道工序。外圆磨削一般分为：粗磨、精磨和细磨三道工序。可根据被被加工的工件的批量大小和应达到的精可根据被被加工的工件的批量大小和应达到的精度要求，其工序组合可进行适当调整以保证加工度要求，其工序组合可进行适当调整以保证加工质量和高效。质量和高效。 2)平面磨削工艺要点平面磨削

29、工艺要点 3)内孔磨削工艺要点：见教材表格。内孔磨削工艺要点：见教材表格。 磨削过程中关键要考虑：砂轮的选用，磨削用磨削过程中关键要考虑：砂轮的选用，磨削用量的确定，工件的定位方案，正确的磨削顺序，量的确定，工件的定位方案，正确的磨削顺序， 加工质量的检测等方面。加工质量的检测等方面。第三节第三节 模具的仿形加工模具的仿形加工 一、仿形加工的概述：一、仿形加工的概述： 概念：概念：以事先制成的靠模为依据，加工时触头对靠以事先制成的靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加一定的压力，并且沿其表面上移动，通模表面施加一定的压力，并且沿其表面上移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在模具过仿形机

30、构，使刀具作同步仿形动作，从而在模具零件上加工出与靠模相同的型面。零件上加工出与靠模相同的型面。 除数控加工外除数控加工外,仿形加工是各种模具型腔和型面进仿形加工是各种模具型腔和型面进行机械加工的主要方法之一。行机械加工的主要方法之一。 常用的仿形加工的常用的仿形加工的 方法：仿形车削、仿形刨削、方法：仿形车削、仿形刨削、仿形铣削和仿形磨削等。仿形铣削和仿形磨削等。 仿形铣床：仿形铣床： 特点特点: : 以靠模（样板）加工为依据加工模具的型面，以靠模（样板）加工为依据加工模具的型面，跳过了复杂曲面的数学计算和建模问题，简化跳过了复杂曲面的数学计算和建模问题，简化了复杂形状曲面的机械加工工艺。了

31、复杂形状曲面的机械加工工艺。 靠模材料可用木材、石膏、树脂等易成形材料靠模材料可用木材、石膏、树脂等易成形材料制作降低了靠模的制造难度。制作降低了靠模的制造难度。 加工效率高，一般为电火花加工的加工效率高，一般为电火花加工的40405050倍，倍，常作为电火花加工前的粗加工工序。常作为电火花加工前的粗加工工序。 加工误差较难控制，如加工过程中刀具磨损的加工误差较难控制，如加工过程中刀具磨损的补偿问题补偿问题 设备较复杂，价格昂贵设备较复杂，价格昂贵 二、二、 仿形加工的控制方式及工作原理仿形加工的控制方式及工作原理控制控制 方式方式 工作原理工作原理 特点特点 机械式机械式仿形触头与刀具之间刚

32、性连接，仿形触头与刀具之间刚性连接，或通过其它机构如缩放仪和杠或通过其它机构如缩放仪和杠杆等连接，以实现同步仿形加杆等连接，以实现同步仿形加工。工。仿形加工精度较低（加工误差仿形加工精度较低（加工误差大于大于0.1mm) 液压式液压式利用压力油作为介质来传递位利用压力油作为介质来传递位移信息和动力的。移信息和动力的。结构简单，输出功率大，适用性结构简单，输出功率大，适用性广；传递信息没有传动间隙；故广；传递信息没有传动间隙；故仿形精度较高。加工误差仿形精度较高。加工误差0.020.1mm 电控式电控式以电信号传递信息，利用伺服以电信号传递信息，利用伺服电动机带动刀具作仿形运动。电动机带动刀具作

33、仿形运动。由于触头与刀具之间采用电伺服由于触头与刀具之间采用电伺服联动，结构紧凑，传递信息快，联动，结构紧凑，传递信息快，易用计算机进行远距离控制，精易用计算机进行远距离控制，精度；度；0.010.03mm。 电液式电液式以电传感器传递信息，利用液以电传感器传递信息，利用液压作为动力进行仿形加工压作为动力进行仿形加工电液伺服阀的启动、换向、停止电液伺服阀的启动、换向、停止等动作准确、灵敏时，加工精度等动作准确、灵敏时，加工精度较高。较高。 光电式光电式利用光电传感器传递信息利用光电传感器传递信息应用已逐渐减少应用已逐渐减少 三、仿形加工工艺（以仿形铣削为例）三、仿形加工工艺（以仿形铣削为例）

34、1、靠模：包括材料的选用及其制造工艺的问题。、靠模：包括材料的选用及其制造工艺的问题。 （1）靠模种类：平面靠模和立体靠模）靠模种类：平面靠模和立体靠模 平面靠模：用于平面轮廓仿形平面靠模：用于平面轮廓仿形 立体靠模：用于三维复杂表面的仿形立体靠模：用于三维复杂表面的仿形 （2）靠模材料：）靠模材料： 非金属材料非金属材料: 如木材、石膏、树脂如木材、石膏、树脂 金属材料：钢、铸铁、铜合金、铝合金金属材料：钢、铸铁、铜合金、铝合金 （3）制造工艺：）制造工艺： 选择适当的制造方法，保证其尺寸、形状精度选择适当的制造方法，保证其尺寸、形状精度 采用表面强化手段，确保使用过程不产生变形和磨损采用表

35、面强化手段，确保使用过程不产生变形和磨损 2、仿形触头（仿形指、靠模指、靠模销）：、仿形触头（仿形指、靠模指、靠模销）： （1）结构设计要点）结构设计要点（圆柱形仿形指、球头仿形指、（圆柱形仿形指、球头仿形指、圆锥球头仿形指）：圆锥球头仿形指）： A:结构要点：仿形触头的头部与靠模表面形状相适结构要点：仿形触头的头部与靠模表面形状相适应，即触头倾斜角小于靠模工作面的最小斜角、触应，即触头倾斜角小于靠模工作面的最小斜角、触头头部半径小于靠模工作面的最小半径。头头部半径小于靠模工作面的最小半径。不正确不正确 正确正确 B:仿形触头结构尺寸设计：仿形触头结构尺寸设计： 仿形触头的形状应与铣刀形状相适

36、应。仿形触头的形状应与铣刀形状相适应。 仿形仿形触头触头直径直径D D与与铣刀铣刀直径直径d d的关系：的关系： D= d+2D= d+2（a+e)a+e) 式中：式中：d d铣刀直径铣刀直径 e e仿形触头偏移修正量（基准变位量，与仿形触头偏移修正量（基准变位量，与仿形指构造、长度、进给速度、型腔表面形状仿形指构造、长度、进给速度、型腔表面形状等因素有关）等因素有关）;精仿时精仿时, e=0.050.1mm a a加工后修正余量：加工后修正余量： a 0a 0，留有半精加工，留有半精加工或精加工余量；或精加工余量； a =0a =0，精加工成型；，精加工成型； a 0a hfffRRh222

37、2周期进给的方向与半圆柱面的轴线方向垂直周期进给的方向与半圆柱面的轴线方向垂直5 5仿形加工主要工艺参数仿形加工主要工艺参数 （1） 切削速度：（考虑刀具的耐用度）切削速度：（考虑刀具的耐用度） 高速钢铣刀：高速钢铣刀：v=1035m/min 硬质合金铣刀：硬质合金铣刀：v=50120m/min （2） 进给速度：进给速度： 根据型腔精度、表面粗糙度、刀具和工件材料选取根据型腔精度、表面粗糙度、刀具和工件材料选取每齿进给量每齿进给量fz. 高速钢加工钢件时高速钢加工钢件时fz=0.050.15mm 6 6模具型腔的仿型铣削工艺过程模具型腔的仿型铣削工艺过程 （1） 加工前的准备工作加工前的准备

38、工作:靠模、仿形触头制作及选靠模、仿形触头制作及选用铣刀等用铣刀等 （2）模具型腔的预加工：留）模具型腔的预加工：留23mm余量，对底面余量，对底面可不留余量可不留余量 （3）划工件及靠模定位基准线：所划基准线要保证）划工件及靠模定位基准线：所划基准线要保证能够铣出整个型面能够铣出整个型面 （4） 工件、靠模的定位与装夹工件、靠模的定位与装夹 （5） 铣刀轴线和仿形指轴线相对位置定位：主轴铣刀轴线和仿形指轴线相对位置定位：主轴与仿形头分别装上找正顶尖，找准后锁紧仿形头与仿形头分别装上找正顶尖，找准后锁紧仿形头支架支架 （6 6）铣刀、仿形指选择与调整）铣刀、仿形指选择与调整 用仿形铣床加工图示

39、锻模型腔：用仿形铣床加工图示锻模型腔： 在仿形铣削前将模坯加工成六面体，划出中心在仿形铣削前将模坯加工成六面体，划出中心线。线。 工件、靠模装夹及调整：工件、靠模装夹及调整： 校正工件水平位置、校正靠模水平位置、调整校正工件水平位置、校正靠模水平位置、调整靠模销与铣刀的相对位置、安装靠模及铣刀并靠模销与铣刀的相对位置、安装靠模及铣刀并调整深度位置调整深度位置 型腔粗加工：型腔粗加工： 钻毛坯孔、梳状加工、粗铣整个型腔、粗加工钻毛坯孔、梳状加工、粗铣整个型腔、粗加工凹槽及底部凹槽及底部 型腔精加工：型腔精加工： 精铣整个型腔、补铣底部圆角精铣整个型腔、补铣底部圆角第四节第四节 模具的精密加工模具

40、的精密加工 一、坐标镗床加工一、坐标镗床加工 （一）概述：（一）概述： 坐标镗床是一种高精度孔加工的精密机床，坐标镗床是一种高精度孔加工的精密机床，主要用于加工零件上各面上有精确孔距要求主要用于加工零件上各面上有精确孔距要求的孔。所加工的孔不仅具有很高的尺寸精度的孔。所加工的孔不仅具有很高的尺寸精度（尺寸精度达（尺寸精度达IT6IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.8微微米），而且具有极高的孔距精度米），而且具有极高的孔距精度（0.0050.01mm)。此外坐标镗床还可用于精。此外坐标镗床还可用于精确的刻度、划线及成品的检验等。确的刻度、划线及成品的检验等。 （二）坐标镗床简介二）坐标镗床简介

41、 1、坐标镗分类（按布局形式不同）、坐标镗分类（按布局形式不同） （1） 立式单柱坐标镗：中小型坐标镗（工立式单柱坐标镗：中小型坐标镗（工作台宽度常小于作台宽度常小于630mm），如），如T4145,T4163 （2） 立式双柱坐标镗：大、中型坐标镗。立式双柱坐标镗：大、中型坐标镗。如如T4280,T4240B （3） 卧式坐标镗：工艺性能好卧式坐标镗：工艺性能好,工件高度不工件高度不受限制，安装方便，借助回转台可完成多个受限制，安装方便，借助回转台可完成多个面上孔与平面的加工。如面上孔与平面的加工。如T4663 2、T4145型单柱坐标镗主要技术规格型单柱坐标镗主要技术规格 3 3、T414

42、5T4145镗床光学系统成像原理镗床光学系统成像原理 （1） 精密刻线尺：精密刻线尺： 纵向工作长度：纵向工作长度：600mm；横向工作长度：；横向工作长度：400mm 线距线距1mm，线距精度，线距精度0.0010.003mm/m （2） 物镜放大倍率：物镜放大倍率：40倍倍 4 4、读数原理、读数原理 （1） 分划屏板：共有分划屏板：共有11组双刻线，相邻双刻组双刻线，相邻双刻线间距为线间距为4mm，相当于刻线尺上的距离为：，相当于刻线尺上的距离为：41/40=0.1mm （2） 刻度盘：刻有刻度盘：刻有100格圆周等分线，刻度盘格圆周等分线，刻度盘转一格，分划屏板移动转一格，分划屏板移动

43、0.04mm，相当于刻线，相当于刻线尺上：尺上：0.041/40=0.001mm （3） 读数方法：读数方法： 工作台移动量工作台移动量=粗读数粗读数+微读数微读数 1) 调零：调零： 刻度盘调零刻度盘调零 精密刻线尺上刻线调零：调整前组物镜精密刻线尺上刻线调零：调整前组物镜9的位的位置，使刻线尺上刻线位于分划屏上置，使刻线尺上刻线位于分划屏上0及及10的双的双刻线的中间。刻线的中间。 粗指针调零：使指针刻线对准外露的粗标尺的粗指针调零：使指针刻线对准外露的粗标尺的某一整数值某一整数值 2）调整微读数）调整微读数 如：如：58.424，调整微读数，调整微读数0.024 3）移动工作台对线）移动

44、工作台对线 如：如：58.424，先根据粗标尺，移动，先根据粗标尺，移动58，然后使刻，然后使刻线对准第线对准第5对双刻线的中央对双刻线的中央 （4）坐标读数的基准：）坐标读数的基准： A：以原基准（零件图上的设计基准）为基准：以原基准（零件图上的设计基准）为基准 B B：以前加工孔（工序基准）为基准：以前加工孔（工序基准）为基准 （三）坐标镗主要附件（三）坐标镗主要附件 1、 万能转台万能转台 作用：扩大机床的用途，作用：扩大机床的用途， 用来加工和检验互相垂直的孔、用来加工和检验互相垂直的孔、 圆周分布的孔、圆周分布的孔、 斜孔以及倾斜面上的孔。斜孔以及倾斜面上的孔。 万能转台结构及工作原

45、理万能转台结构及工作原理 2、 镗排（镗镗排（镗孔夹头）孔夹头）： 作用：具有精确径向调整镗刀的功能作用：具有精确径向调整镗刀的功能 如：万能镗排如：万能镗排 作用：万能镗排具有不停车径向进给功能，可以作用：万能镗排具有不停车径向进给功能，可以用作一般镗孔、平面镗削和镗锥孔。用作一般镗孔、平面镗削和镗锥孔。 3、 镗刀镗刀 整体式镗刀：镗刀和刀杆制成一体，用于镗直径整体式镗刀：镗刀和刀杆制成一体，用于镗直径较小的孔较小的孔 分体镗刀：活动刀头分体镗刀：活动刀头+镗刀杆，用于镗直径较大镗刀杆，用于镗直径较大的孔的孔 微调镗刀：可以精确调整刀具直径，调整精度可微调镗刀：可以精确调整刀具直径，调整精

46、度可达达0.01mm。常用于精密镗床和数控机床。常用于精密镗床和数控机床 4、其它附件：光学中心测定器和弹簧中心冲（示意、其它附件：光学中心测定器和弹簧中心冲（示意图见教材）图见教材） （四）孔加工工艺过程（四）孔加工工艺过程 1、 加工前的准备工作加工前的准备工作 加工工艺基准加工工艺基准：基准精度及粗糙度必须符合要求：基准精度及粗糙度必须符合要求 工艺基准一般包括零件上的零件平面划线、两互相工艺基准一般包括零件上的零件平面划线、两互相垂直侧面、已加工的外圆面和孔。加工时按基准找垂直侧面、已加工的外圆面和孔。加工时按基准找正后才能加工。正后才能加工。 工序尺寸的转换：工序尺寸的转换：按坐标加

47、工的要求将零件图原尺按坐标加工的要求将零件图原尺寸标注形式，转换成直角坐标标注形式，并注意坐寸标注形式，转换成直角坐标标注形式，并注意坐标尺寸的精度。标尺寸的精度。 2 2、工件的找正与装夹、工件的找正与装夹 3、 加工加工 （1）打样冲孔：找正基准后按坐标尺寸移动）打样冲孔：找正基准后按坐标尺寸移动工作台，用弹簧样冲器打出样冲孔工作台，用弹簧样冲器打出样冲孔 （2）用中心钻打中心孔）用中心钻打中心孔 （3）进行钻、扩、铰、镗加工）进行钻、扩、铰、镗加工 一般的，直径小于一般的，直径小于20的孔，直接在坐标镗上的孔，直接在坐标镗上加工；直径大于加工；直径大于20的孔，在其它机床上钻预的孔，在其

48、它机床上钻预孔，再在坐标镗上进行精加工；为防止切削热孔，再在坐标镗上进行精加工；为防止切削热影响孔距精度，应先钻孔距较近的大孔然后钻影响孔距精度，应先钻孔距较近的大孔然后钻铰小孔。铰小孔。 （五）有关镗孔计算（五）有关镗孔计算 1、 平面镗孔计算（孔坐标换算）平面镗孔计算（孔坐标换算） 2、 斜面镗孔计算斜面镗孔计算 利用万能回转台镗斜孔利用万能回转台镗斜孔 1）工件图）工件图 2）镗孔工艺过程）镗孔工艺过程 万能转台找正与装夹，打表法使主轴中心和转台万能转台找正与装夹，打表法使主轴中心和转台中心重合；中心重合； 安装工件于转台，打表找正工件，并求出基准面安装工件于转台，打表找正工件，并求出基

49、准面A到主轴中心线的距离到主轴中心线的距离x1； 转动转台辅助回转轴，使工件倾斜转动转台辅助回转轴，使工件倾斜a度角度角 移动工作台，使主轴中心线与孔中心线重合。移动工作台，使主轴中心线与孔中心线重合。 3）移动距离计算）移动距离计算 已知数据：垫块高度；已知数据：垫块高度；H 万能转台辅助回转轴到转台平面间的距离：万能转台辅助回转轴到转台平面间的距离：L 基准面基准面A到主轴中心线的距离：到主轴中心线的距离：x1 a=(H+L+Y)Sina-(x-x1)Cosa 3、利用工艺孔镗斜孔、利用工艺孔镗斜孔 1）镗孔原理）镗孔原理 2） 镗孔工艺过程：镗孔工艺过程： 镗直径为镗直径为d d的孔，同

50、时利用万能转台镗出工艺孔，的孔，同时利用万能转台镗出工艺孔，高度为高度为h。 将工作台倾斜将工作台倾斜a角，并用千分表找正工艺孔销钉，角，并用千分表找正工艺孔销钉，使机床主轴中心对准工艺孔中心。使机床主轴中心对准工艺孔中心。 移动工作台到孔中心位置。移动工作台到孔中心位置。 3） 移动距离计算：移动距离计算： X=AB-AC=Lcosa/2-hSina 二、坐标磨削二、坐标磨削 概述：概述： 坐标磨床是利用准确的坐标定位实现孔的精密坐标磨床是利用准确的坐标定位实现孔的精密加工，利用高速旋转的砂轮对工件孔进行加工加工，利用高速旋转的砂轮对工件孔进行加工的。的。 具有加工精度高，加工孔径范围大的优

51、点。具有加工精度高，加工孔径范围大的优点。 对于精密模具的制造，坐标镗床只作为孔加工对于精密模具的制造，坐标镗床只作为孔加工的预备工序，最后要用坐标磨床进行精加工。的预备工序，最后要用坐标磨床进行精加工。 1、坐标磨床简介：、坐标磨床简介： 1）磨削运动组成：）磨削运动组成： A：砂轮旋转：砂轮旋转 转速高转速高:常用高频发动机、空气发动机、或常用高频发动机、空气发动机、或 液压马达液压马达驱动驱动 B：主轴行星回转：主轴行星回转 C：砂轮上下往复运动：砂轮上下往复运动 2）坐标定位系统）坐标定位系统 3）坐标磨床的控制）坐标磨床的控制 2、基本磨削方法、基本磨削方法 1）内孔磨削）内孔磨削

52、如图所示如图所示 2）外圆磨削）外圆磨削 如图所示如图所示 3）锥孔磨削）锥孔磨削 如图所示如图所示 4）平面磨削）平面磨削 如图所示如图所示 6）基本磨削综合运用，可对复杂形状的型孔进行）基本磨削综合运用，可对复杂形状的型孔进行磨削加工，如图所示。磨削加工，如图所示。 3、加工实例见教材、加工实例见教材 三、成形磨削三、成形磨削 （一）概述（一）概述 1、原理：把零件的轮廓分成若干直线和圆、原理：把零件的轮廓分成若干直线和圆弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，并使衔弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，并使衔接处平整光滑，使之达到零件图上的技术要接处平整光滑，使之达到零件图上的技术要求。求。 2、设备

53、：成形磨床、设备：成形磨床 或平面磨床或平面磨床常见异形截面凸模结构常见异形截面凸模结构模具凸模或型芯的常见形状模具凸模或型芯的常见形状 3、磨削方法：、磨削方法：（1）成形砂轮磨削法：将砂轮修整成与工件被）成形砂轮磨削法：将砂轮修整成与工件被磨削表面完全吻合的相反型面，对工件进行磨削，磨削表面完全吻合的相反型面，对工件进行磨削，获得所需成形面的形状。获得所需成形面的形状。成形砂轮磨削成形砂轮磨削 图图3.4 各类成形圆弧砂轮各类成形圆弧砂轮 （2）夹具成形磨削法：利用专用夹具，）夹具成形磨削法：利用专用夹具，使工件被磨削表面处于所需的空间位置使工件被磨削表面处于所需的空间位置或使工件获得所需

54、的进给运动，磨削出或使工件获得所需的进给运动，磨削出成形面。成形面。 4、应用：由于成形磨削是成形表面精加工的一种方、应用：由于成形磨削是成形表面精加工的一种方法，并有高精度、高效率的优点，其主要用于精加法，并有高精度、高效率的优点，其主要用于精加工凸模、拼块凹模及电火花加工用的电极等零件。工凸模、拼块凹模及电火花加工用的电极等零件。 （二）成形砂轮磨削法（二）成形砂轮磨削法 1、砂轮的选择：为保证加工精度，必须选用磨损量、砂轮的选择：为保证加工精度，必须选用磨损量小、组织均匀的砂轮。具体见教材中。小、组织均匀的砂轮。具体见教材中。 2、砂轮的修整：、砂轮的修整： （1）修整方法：）修整方法：

55、 1）用挤压轮修整成形砂轮：）用挤压轮修整成形砂轮： 用一个与砂轮要求的表面形状完全吻合的圆盘用一个与砂轮要求的表面形状完全吻合的圆盘形挤轮与砂轮接触，并保持适当的压力。由挤轮带形挤轮与砂轮接触，并保持适当的压力。由挤轮带动砂轮转动，在挤压力的作用下，砂轮表面的磨粒动砂轮转动，在挤压力的作用下，砂轮表面的磨粒和结合剂破裂和脱落，获得所要求的砂轮形状。和结合剂破裂和脱落，获得所要求的砂轮形状。 挤轮用合金工具钢或优质碳素工具钢制造，硬度为挤轮用合金工具钢或优质碳素工具钢制造，硬度为6064HRC；一套挤轮有两个或三个，一个为标准轮，；一套挤轮有两个或三个，一个为标准轮，其余为工作挤轮。其余为工作

56、挤轮。 该方法适合于修整形状复杂或带小圆弧的成形砂轮，该方法适合于修整形状复杂或带小圆弧的成形砂轮，尤其适用于修整难以用金刚石进行修整的成形砂轮。尤其适用于修整难以用金刚石进行修整的成形砂轮。但这种修整方法要设计和制造挤轮，只宜在加工零件但这种修整方法要设计和制造挤轮，只宜在加工零件较多的情况下采用。较多的情况下采用。 2）用金刚石刀修整成形砂轮：将金刚石刀固）用金刚石刀修整成形砂轮：将金刚石刀固定在专门设计的夹具上对砂轮进行修整。定在专门设计的夹具上对砂轮进行修整。 砂轮修整的夹具：角度修整夹具和圆弧修整夹砂轮修整的夹具：角度修整夹具和圆弧修整夹具，其原理及结构见教材。具，其原理及结构见教材

57、。 修整砂轮角度夹具修整砂轮角度夹具1平板；平板；2正弦圆柱；正弦圆柱；3手轮；手轮；4螺母；螺母；5支支架；架；6正弦尺座；正弦尺座；7金刚刀；金刚刀；8滑块；滑块；9齿条；齿条；10齿轮齿轮 量块的计算量块的计算（计算公式见教材）（计算公式见教材） 砂轮圆弧的修整夹具砂轮圆弧的修整夹具 修整圆弧砂轮夹具修整圆弧砂轮夹具 1金刚刀；金刚刀；2摆杆；摆杆； 3滑座；滑座；4刻度盘；刻度盘；5角度标角度标; 6主轴；主轴；7手轮；手轮；8挡块；挡块； 9支架；支架；10螺杆螺杆 非圆弧曲面砂轮的修整：要用专门靠模非圆弧曲面砂轮的修整：要用专门靠模工具来进行修整。注意靠模精度要高于工具来进行修整。

58、注意靠模精度要高于工件工件图图3.8 靠模工具修整砂轮靠模工具修整砂轮1支架；支架；2样板；样板；3靠模工具；靠模工具；4金刚刀金刚刀成形砂轮的磨削加工成形砂轮的磨削加工(a)，(c)修整砂轮修整砂轮 (b)，(d)用成形砂轮磨削用成形砂轮磨削1砂轮；砂轮；2工件；工件；3金刚刀金刚刀 （三）夹具成形磨削法（三）夹具成形磨削法 1、常用的专用夹具：、常用的专用夹具： （1）正弦精密平口钳）正弦精密平口钳:用于磨削工件上的斜面，其最大用于磨削工件上的斜面，其最大倾斜角度为倾斜角度为45度。度。 （2）正弦磁力台：用于磨削工件上的斜面，其）正弦磁力台：用于磨削工件上的斜面，其最大倾斜角度为最大倾斜

59、角度为45度。适合于扁平工件。度。适合于扁平工件。 上述两种夹具配合成形砂轮使用，可磨削直线和上述两种夹具配合成形砂轮使用，可磨削直线和圆弧组成的复杂几何形状。圆弧组成的复杂几何形状。 如图正弦磁力台加工凸模的装夹磨削： 其零件图及磨削工艺尺寸图磨削工序简图磨削工序简图 例所示凸模，采用正弦磁力夹具在平面例所示凸模，采用正弦磁力夹具在平面磨床上磨削斜面磨床上磨削斜面a、b及平面及平面c。除。除a、b、c面面外，其余各面均已加工到设计要求外，其余各面均已加工到设计要求。 磨削工艺过程：磨削工艺过程： 1）将夹具置于机床工作台上，找正。）将夹具置于机床工作台上，找正。 2）以）以d及及e面为定位基

60、准磨削面为定位基准磨削a面：调整夹具使面：调整夹具使a面面处于水平位置，如图所示。处于水平位置，如图所示。 调整夹具的量块尺寸：调整夹具的量块尺寸： 检测磨削尺寸的量块尺寸：检测磨削尺寸的量块尺寸：mmmmH0472.2610sin1501mmmmM392.291010cos)1050(1 磨削磨削b面：调整夹具使面：调整夹具使b面处于水平位置，如图所示。面处于水平位置，如图所示。 调整夹具的量块尺寸：调整夹具的量块尺寸： 检测磨削尺寸的量块尺寸：检测磨削尺寸的量块尺寸：mmmmH7530sin1501mmmmM641.391030cos30tan)1040()1050(1 磨削磨削c面：调整