零件加工工艺分析

第六章

模具零件加工工艺分析学习目的与重点题及解决现场工艺问题的对策，力求起到举一反三的作用。在学习时重点掌握模具典型零件的加工工艺。本章以凸模、凹模、型芯、型腔等模具主要零件的加工为例，通过分析这E些val零uat件ion的on主ly.要加工方ed

wi法th

、Asp工ose艺.Slid路线es

、for加.N工ET

3中.5常Cl见ien的t

Profile问Copyright

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Ltd.第一节冷冲模主要零件加工工艺分析一、冲裁模的加工工艺（一）冲裁模的加工特点这里主要介绍单工序冲载模、连续模、复合模这三类冲裁模的加工特点。Evaluation

only.ed

wi•th1.As单po工se序.S冲li裁de模s

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3.5

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Profile单工Co序py冲ri裁gh模t

2加00工4-与20制11造A，sp可os根e

P据ty图L样td要.求，实行工件单独制作与配作相结合。装配时按图样要求，根据实践经验及习惯作法进行装配，只要能保证凸、凹模间的间隙均匀方可。钻销钉定位孔。加工孔，每次压印深度为1mm左右，并用细锉加工，使之和凸模成（6）把加工好的卸料板和凹模坯件用销钉紧固，并使其对齐。用加工好的卸料板孔作为导向，用划针在凹模表面上划线，卸下后精加工凹模各孔。（7）粗加工后的凹模坯件与卸料板再次用销钉紧固，以卸料板作为导向，用相应的凸模对凹模压印，压印深度为1mm左右，然后锉修成形，并保证凸凹模所要求的间隙值。（8）凸模固定板各孔的位置确定及加工方法，与凹模加工方法相同。2.级进模（1）级进模的制造一般采用先加工凸模的方法，即先将凸模按图样要求，划线、钳工加工成形，并经淬火处理。（2）凸模制成后，可对卸料板按图样进行划线。在划线以前定要使划线表面用平面磨床磨平，且六面应相互垂直，选其一面作为划线基准面。在有坐标镗床的情况下，用坐标镗床进行划线和钻孔。在没有坐标镗床的情况下，可利用划线高度尺，在平台上按图样划线，在划线时一定要仔细，划线后按图样进行检查。（3）将划好线的卸料板由钳工粗钻型孔成形。（4）将卸料板、凸模E固v定a板l，ua凹t模i坯o件n相o互n对l齐y.并用平形夹夹紧、ed

wi•th（5A）s用p加os工e好.的S凸l模id，e在s卸f料o板r粗.加N工E出T的3孔.中5，C用l压i印en的t方法Profile相应C间o隙p配y合r。ight

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Ltd.3.复合模（1）首先加工成形冲孔凸模。（2）对凸凹模进行粗加工，并按图样划线。粗加工后用冲孔凸模压印锉修成形凸凹模内形孔。（3）制作一个与冲件形状尺寸完全相同的样板，再把凸凹模与样板用环氧树脂粘合在一起或者按图样划线。（4）按样板或划线刨外形。（5）经精锉修后，将凸凹模锯下一块，可作为卸料器用。Evaluation

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wi•th（A6s）p将os加e工.S后l的id凸e凹s模f淬or硬.，N再ET用3压.印5

锉Cl修i法en压t印P凹rofile模孔。（7）Co用p冲yr孔i凸gh模t通2过00卸4料-2器0压11印A锉s修po凸s模e

固Pt定y板L形td孔.。（8）装配时，先装上模，再装下模。上述所介绍的冲裁模制造方法，只是传统的手工制模方法。当你所在工厂有先进的设备时，连续模可以先制作凹模，然后再以凹模为基准，配作凸模、凸模固定板及卸料板；而对于复合模，可首先加工凸模，并使凸模比图样要求在长度方向长一些，然后以此作为电极，用电火花加工凸凹模形孔。再作一个与凸凹模外形一样的电极，加工凹模孔。（二）凸、凹模的结构形式1、凸模的结构形式

见表6－1表6－1 凸模结构形式p2002.凹模的结构形式

见表6－2。凸、凹模的加工1、技术要求

冲裁凸、凹模的技术要求如下：（1）尺寸精度凸模、凹模、凸凹模、侧刃凸模加工后，其形状、尺寸精度应符合模具图样要求。配合后应保证合理的间隙。（2）表面形状倒锥、裂纹，黑斑及缺口等缺陷。•有向尾部增大的不大于15°的锥度。3）冲裁凸模，其工作部分与配合部分的过渡圆角处，在精加工后

不应出现台肩和棱角，并应圆滑过渡，过渡圆角半径一般为3～5mm。4）新制造的凸模、凹模、侧刃凸模无论是刃口还是配合部分一律不允许烧焊。5）凸模、凹模、凸凹模的尖角（刃口除外）图样上未注明部分，允许按R0.3mm制作。Evaluation

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wi•th1）A凸s模p、os凹e模.、S凸l凹id模e、s侧f刃o凸r模.的N工E作T刃3口.应5尖C锐l、i锋en利t、无Profile2）凸C模o、py凹r模i刃g口h应t平2直0，04（-除2斜0刃1口1外A）sp不o得s有e反P锥t，y但L允t许d.•样要求。一般刃口部分为Ra1.6-0.8μm，其余非工作部分允许Ra25-12.5μm。（5）硬度1）加工后的凸模与凹模应有较高的硬度和韧性，一般要求：凹模硬度：60-64HRC；凸模硬度：58-62HRC。2）凡是铆接的凸模，允许在自1/2高度处开始向配合（装配固定板部位）部分硬度逐渐降低，但最低不应小于HRC38-40。（3）位置精度1）冲裁凸模刃口四周的相对两侧面应相互平行，但允许稍有斜度，其垂直度应不大于0.01-0.02mm，大端应位于工作部分。2）圆柱形配合的凸模、凹模、凸凹模，其配合面与支撑台肩的垂直度允差不大于0.01mm。3）圆柱形凸模、凹模工作部分直径相对配合部分直径的同轴度允差不得超过工作部分直径偏差的1/2。4）镶块凸模与凹E模v其al结u合at面i缝on隙o不n得ly超.过0.03mm。ed

wi•th（A4）sp表o面se粗.糙Sl度ides

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Profile加工C后op的y凸ri模g与ht凹2模0工04作-表20面1粗1糙As度p等os级e一P定ty要L符t合d.图凸、凹模应用配制法制作与加工。即先按图样尺寸加工适当加以间隙值。落料时，先制造凹模，凸模以凹模配制加工；冲孔时，先制造凸模，凹模以凸模配制加工。（4）由于凸模、凹模长期工作受磨损而使间隙加大，因此，在制造新冲模时，应采用最小合理间隙值。（5）在制造冲模时，同一副冲模的间隙应在各方向力求均匀一致。（6）凸模与凹模的精度（公差值）应随制品零件的精度而定。一般情况下，圆形凸模与凹模应按IT5-IT6精度加工，而非圆形凸、凹模，可取制品公差的1/4精度2、冲裁凸、凹模的加工原则（1）落料时，落料零件的尺寸与精度取决于凹模刃口尺寸。因此，在加工制造落料凹模时，应使凹模尺寸与制品零件最小极限尺寸相近。凸模刃口的公称尺寸，则应按凹模刃口的公称尺寸减小一个最小间隙值来确定。（2）冲孔时，冲孔零件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，在制造及加工冲孔凸模时，应使凸模尺寸与孔的最大尺寸相近，而凹模公称尺寸，则应按凸模刃口尺寸加上一个最小间隙值来取E。valuation

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wi•th（A3s）p对os于e单.S件l生id产e的s冲f模or或.复N杂ET形3状.零5

件Cl的i冲en模t，P其rofile凸模C（op凹y模ri）g，ht然2后0以04此-为20准1，1配As作p凹os模e（P凸ty模L）t，d.并1在车床、铣床或刨床上粗加工凸模毛坯。2.将辅助面（包括垂直面）在平面磨床或外圆磨床上磨削。•4.在铣床上初加工凸模轮廓，留有0.2～0.3mm精加工余量。5.仿形刨床加工到尺寸。6.钳工整修。7.热处理淬硬。8.钳工研磨刃口及整修。3、凸、凹模精加工顺序(1)选择方案选择方法见表6－3。p203表6－3凸、凹模精加工方案选择(2)配合加工顺序的选择凸、凹模配合加工顺序的选择见表6－4。p203（3）根据机床选择凸、凹模的加工顺序

见表6－5。p2044.凸模的加工方法及加工工艺（1）凸模的机械加工方法见表6－6。p2051）如图5-1用仿形刨加E工va凸l模u，a其t加io工n工艺on过l程y为.：ed

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Profile3.在C磨o平p的y平r面ig上h按t图2样0划0线4。-2011

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Ltd.加工时应注意的问题：1.可加工圆弧和直线组成的各种形状复杂 的凸模。2.凸模根部（安装部位）应设计成圆弧形，并要求与加工尺寸一致；装合部位设计成圆形或方形，E可va增lu加at其io刚n

o性nl。y.ed

wi•th3.A加sp工os精e.度Sl为id士es0f.o0r2m.mN表ET面3.粗5糙Cl度ie可nt达ProfileRa3C.o2p～yr0i.g8hµtm2。004-2011

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Ltd.4.生产效率较低，且加工后淬硬易变形， 而影响凸凹模精度。的凸模；第二种方法：用轨迹运动法进行磨削，将凸模装在夹具上，利用夹具使凸模倾斜一定角度或回转，在磨床上把凸模的斜面与弧面磨削出来。如采用精密平口钳，正弦分中夹具，万能夹具等。2）如图6－2用成形磨床加工凸模，其加工工艺过程为：①凸模经机械粗加工成形经热处理淬硬后，进行磨削。②.磨削第一种方法：用成形砂轮进行磨削，利用修整E砂va轮lu装at置io，n

o将nl砂y.轮修整ed

wi•th成A与sp制os件e.型Sl面id相es吻fo合r的.N相ET反3.型5面Cl。ie然nt后Pr利ofile用其Co磨py削ri凸gh模t

2模00坯4-。20获11得A所sp需os形e

P状ty及L尺td寸.加工时应注意的问题：1.修整任何形状的砂轮（角度、圆弧），在使用金钢笔修整前，均需碳化硅砂条式实心精碳棒粗修。精修时，进刀量要小，金刚笔自移动必须缓慢进行。2.砂轮必须经E常va修lu磨at削io以n

o提nl高y.精度。ed

wi•th3.A砂sp轮os应e.固Sl定id形es状fo单r独.N使ET用3.。5

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Ltd.4.由于淬火后修磨，故消除了碎火后变形的影响。5.加工出的凸模精度高。如图5－3用压印修锉法加工凸模，其加工工艺过程为：•••按图样加工好凹模并热处理淬硬。用1～2mm厚的低碳钢板，按凸模断面形状加工一个样板。用机械加工方法粗加工，并磨平端面。按样板或图样划线。•••••在铣E床v上al粗u加at工i，on并o留n有ly0..5mm压印余ed

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Aspose.S量li。des

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Profile用压力将未经淬硬的凸模，垂直压入淬硬Copyri的g凹ht模2孔0内04则-，20凸1模1多As余p的os金e属P被t挤出y

Lt，d并.出现了印痕亮面。7.钳工将多余的印痕锉修去除。8.锉去多余的金属后，再压印，再锉削直到刃口达到所 要求的尺寸为止。9.样板检验合格后淬硬修光。匀。4.锉削时不准碰伤压光表面，每次锉削后留下的余量，四周要均匀，以免再压印时偏斜。5.压印锉修法适用于缺少专用设备情况下冲模的制作。加工时应注意的问题：1.首次压印深度为0.2-0.3mm,以后各次可略大些。2.压印时在凸模表面上涂一层硫酸铜溶液，形成铜膜，并可将凹模刃口用油石磨出0.1mm左右的园角，以提高压印表面粗糙度(Ra0.80-0.40)以减少磨擦力。Evaluation

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wi•th3.A压sp印o时se，.S应li始d终es保f持or压.力NE通T

过3.凹5

模Cl孔ie中n心t

P线r，ofile不可Co歪py斜r。ig凸ht模2放00在4凹-2模01孔1内As，po四s周e

P间t隙y

L要t均d.（2）凸模的加工工艺1）圆形凸模的加工工艺模加工工艺见表6－7。p2072）非圆形凸

p207见表6－8。Evaluation

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Ltd.（3）实例分析图6－4冲孔凸模的加工工艺过程。•Evaluation

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Ltd.1）工艺性分析该零件是冲孔模的凸模，工作零件的制造方法采用“配作法”。冲孔加工时，凸模是“基准件”，凸模的刃口尺寸决定制件尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造时刃口的实际尺寸为基准来配制冲裁间隙的。应此，凸模在冲孔模中是保证产品制件型孔的关键零件。冲孔凸模零件

“外形表面”是矩形，尺寸为22mm×32mm×45mm，在零件开始加工时，首先保证“外形表面”尺寸。零件的成的固定部分是矩形，它和成形表面呈台阶状，该零件属形表面是由R6.92E-0v0a.l02umamt×io2n9.o84nl-y00..04mm×13.84ed

with–A00s.p0o2msme×.SRli5d×es7f.o8r2-.0N0.E0T3m3m.组5成C的li曲e面nt，P零r件ofile于小C型op工y作ri零g件ht，2成0型04表-面20在1淬1火As前p的os加e工P方ty法L可t以d.采用仿形刨削或压印修锉法；淬火后的精加工可以采用坐标磨削和钳工修研的方法。采用压印修锉法加工需要制作基准件，用凹模作基准件是不合理的，如果要作基准件又要增加二级工具，在没有坐标磨床的情况下，采用仿型刨削做为淬火前的主要加工手段，在淬火中控制变形量，淬火后的精加工通过模具钳工来保证。④刨（或铣）六面，单面留余量0.2-0.25mm；⑤平磨（或万能工具磨）磨六面至尺寸上限，基准面对角尺寸，保证相互平行垂直；⑥钳工划线（采用刻线机划线、或仿型刨划线）；⑦粗铣外形（立式铣床或万能工具铣床）留单面余量0.3-0.4mm；⑧仿形刨或精铣成型表面，单面留0.02-0.03mm研磨量；⑨检查：用放大图在投影仪上将工件放大检查其型面（适用于中小工件）；⑩钳工粗研：单面0.01-0.015mm研磨量（或按加工余量表选择）；⑩热处理：工作部分局部淬火及回火；⑩钳工精研及抛光。

零件的材料是MnCrWV，热处理硬度58-62HRC，是低合金工具钢，也是低变形冷作模具钢，具有良好的综合机械性能。是锰鉻钨系钢的代表性钢种。

由于材料含有微量的钒，起到仰制碳化物网，增加淬透性和降低热敏感性，使晶粒细化。零件为实心零件，各部位尺寸差异不大，热处理较易控制变

形，达到图样要求。2）工艺方案对复杂型面凸模的制造工艺应根据凸模形状、尺寸、技术要求并结合本单位设备情况等具体条件来进行制订，此类复杂凸模的工艺方案为：①备料：根据下料尺寸的计算公式，计算出棒料的长度和直径。②锻造：锻成一个长×宽×高、每边均含有加工余量的长方体；③热处理：退火（按模具Eva材料l选u取a退t火i方o法n及o退n火l工y艺.参数）；ed

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Ltd.此类结构凸模的工艺方案不足之处就是淬

火之前机械加工必须成形，这样势必带来

热处理的变形、氧化、脱碳、烧蚀等问题，影响凸模的精度和质量。在选材时应采用

热变形小的合金工具钢如CrWM，Cr12MoV

等；采用高温E盐va浴lu炉at加io热n

o、nl淬y.火后采用真ed

with空A回sp火os炉e.回Sl火id稳es定fo热r处.N理ET，3.防5止Cl过ie烧nt和Pr氧ofile化等Co现py象ri。ght

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Ltd.3）型面检验及二级工具零件成型表面形状和尺寸的检查，对于二维曲面的复杂成形表面的检查，在不便于采用通用量具进行直接检验时，在模具生产中，广泛采用型面样板法和光学投影仪上通过放大图E来va检lu验at。io可n

o以nl采y.用型面样板ed

with二A级sp工os具e.，Sl利id用es型fo面r检.N验ET样3.板5的Cl透ie光nt度Pr检ofile验成Co型py表ri面gh。t

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Ltd.4）工艺过程序号

工序名称工序主要内容•1下料锯床下料，Ø

40mm×43+4mm；•2锻造锻成37mm×27mm×50mm；•3热处理退火HBS≦229；•4立铣铣六方32.4mm×22mm×45.4mm；•5平磨磨六方，对90°；•6钳工去毛刺，划线；78

仿形刨

按线找正刨型面，留双边余量0.1-0.15mm；角••10热处理淬火、回火58-62HRC；•11平磨光上下面，找正磨削尺寸18mm×32mm；•12钳工修研型面达图样要求。对样板。工具铣

Ev铣a型l面ua及t台i阶o1n8×o4n,留l双y.边余量0.4-0.5mm；ed

wi•th9

Aspos钳e工.Slide修s型f面o留r余.量N0.ET02-30..503mCml，i对e样n板t。P倒rofileCopyright

2004R4-mm2；011

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Ltd.5）型面检验样板的设计与制造冲孔凸模的型面检验样板图如图6-5所示。•Evaluation

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Ltd.5.凹模加工工艺（1）圆形凹模孔的机械加工

p209见表6－10。（2）非圆形凹模孔的机械加工

11。p210Evaluation

only.见表6－ed

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Ltd.（3）凹模图6－6机械加工工艺过程Evaluation

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Ltd.其加工工艺过程如下：1)下料

凹模坯料，多采用轧制的圆钢，按下料计算方法计算出直径和长度，在锯床上切断，并留有余量。2)锻造

将坯料锻成矩形，留取双面加工余量为5mm。3)热处理

退火，消除内应力，便于加工。4)粗加工（刨）

刨六面，留取0.5mm（双面）磨削余量。5)磨•加工形孔（单边余量0.15-0.25mm）和凹模孔斜度。8)凹模孔精加工

采用压印锉修法，按凸模配作，压印锉修时，保证凸、凹模间隙值及均匀性。9)孔加工

加工各螺孔、销孔，并精铰销孔和攻丝。10)热处理

60-64HRC11)磨刃口及精修

平面磨床磨上、下平面后，钳工修整。磨六面，E到va规l定ua的t尺io寸n。only.ed

wi•th6)A划s线pos划e.出S凹li模d孔es轮f廓o线r及.N各E螺T孔3.、5销C孔li位e置nt。Profile7)工C作op型y孔ri粗g加ht工20按04划-线20去1除1废As料p，os在e铣P床ty上L按t划d.线加工）。样冲应淬硬。4.用电炉将凹模加热至900°C左右，然后放在压力机夹具上，使凹模工作面朝下。5.用压力机将样冲依次压人各凹模孔。6.再加热凹模，用第二个样冲再压入成形。7.取下凹模，磨平上、下面，钳工整修后经热处理淬硬后即可使用。（4）凹模孔的其他加工工艺方法1）热压法制造凹模孔1.适用范围：适用于制造相同形状的多孔冲模，如电动机转子、定子凹模形孔。2.坯件准备：坯件上、下面要求表面粗糙度在

Ra0.80以上，留有1.2-1.5mm加工余量，各凹模孔粗加工后的余量为0.2-0.3mm。3.制造样冲：一Ev般a制lu造at两io个n样on冲l．y.第一个样冲ed

with要A比sp凹o模se孔.S尺li寸d每es边f小or0..1N-E0T.23m.m5;第Cl二ie个n样t

P冲rofile恰好Co等py于r凹ig模ht孔2所00要4求-2的01尺1寸As（po可s与e

P凸t模y

L一t起d.制造时注意事项及特点：1.凹模必须是整体结构，其凹模孔的形状尽量简单，没有窄槽及尖角。2.工作效率高，但精度差，为了提高精度可增加冲制次数，每次凹模孔加大0.05-0.10mm，最后E一va次lu余at量io应n

o尽nl量y.小。ed

wi•th3.A固sp定os凹e.模Sl坯id件es的fo夹r具.N应ET能3.回5转Cl，ie每nt变Pr化ofile一个Co位py置ri应gh固t

2定00一4-次20。11

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Ltd.4.冲压时，样冲一定始终垂直于凹模工作面，不得偏斜。相同，大小尺寸应每次依次相差0.07-0.10mm，最后一个样冲应与凹模孔尺寸基本相同（也可2）冷压法制造凹模孔1.应用范围：适用于形状相同而且数量较多的凹模形孔的加工。2.坯料准备：将要冲的凹模孔先用机械加工法粗加工成形，周边应留余量0.2-0.3mm。3.样冲加工：材Ev料aClru1a2t或ioT1n0oA；nl形y.状与凹模孔4.冲压：使样冲从小到大依次在压力机上对凹模预加工孔冲压。5.修整：冲压后的凹模，在平面磨床上磨平上、下面，经钳工修整后热处理淬硬。ed

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Profile以用Co同py凸r模ig一ht样2的00样4冲-2代01替1）As。pose

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Ltd.制造时注意事项：1.冲制时，样冲一定要和凹模工作面垂直。2.每换一个样冲，应与凹模孔相配准，四周间隙要均匀。3.凹模与样冲E要va紧lu固at牢io固n

o，nl冲y.制时不能松ed

with动A。spose.Slides

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Profile4.工Co艺py简ri单gh、t

2操00作4-方20便11，A冲sp制os的e

P凹ty模L孔td精.度较高。3）化学腐蚀法制造凹模孔1.应用范围：用于形状复杂，钳工无法加工的凸模与凹模孔。2.工艺过程：(1)将凹模坯料放在硫酸、硝酸、盐酸混合液中进行腐蚀，根据加工余量控制时间；(2)腐蚀后E用v冷al水ua冲ti洗o干n

o净n；ly(.3)用砂纸打ed

with光A表sp面os的e氧.S化li物de。s

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Profile制造Co时p注yr意ig事ht项2：004-2011

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Ltd.1.腐蚀前的凸、凹模预加工余量为0.12-0.2mm最好要求抛光后再腐蚀。2.根据腐蚀速度严格控制时间。3.不需腐蚀部位可涂上硝基漆保护。（5）实例例1分析下图5－7及图5－8所示自行车花盘复合模的凸模和凹模零件的加工工艺过程。•Evaluation

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Ltd.凸模的加工工艺过程如下：1下料：用型材棒料。计算出直径和长度后在锯 床上锯断。2锻造：将棒料锻成规定尺寸的圆饼坯。3退火：以消除内应力，并改善其加工性能。4车：车外圆和端面、钻镗ø20mm内孔，掉头镗ø175mm的凹腔Ev及a底lu面at，io并n车o下nl端y.面。留磨量0.3～0.5mm。ed

wi•th5划As线p：os确e.定Sl各i孔de的s

位fo置r

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Profile6孔C加o工py：ri加gh工t螺20孔0、4-销20孔11。Aspose

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Ltd.7粗铣齿形：在铣床上加工。8热处理：淬火、回火，硬度58～62HRC。9磨平面：在平磨上磨上下两端面。10磨外圆：在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。11磨齿形：在成形磨床上用成形砂轮磨齿形， 并利用分度机构进行分度。在磨齿形之前必须做好一些准备工作：1） 加工芯轴（车，磨），用于装夹凸模和电 极；2）修整与齿形吻合的成形砂轮；3） 加工电极毛坯（车、镗内孔、粗铣齿形磨 削等）。加工时，将电极与凸模一齐穿入 芯轴，用螺母E锁va紧lu，at然io后n

o将nl芯y.轴安装在成ed

with形A磨sp床os上e.，Sl用id成es形fo砂r轮.N同ET时3.磨5出Cl电ie极nt和Pr凸ofile模的Co齿py形ri。ght

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Ltd.12坐标磨削：在坐标磨床上磨削凹腔及其 底面，磨定位销孔。13精加工：钳工精修刃口。⑧磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。2）凹模的加工工艺过程如下：1下料：用轧制的圆棒料，在计算出直径和长度后在锯床上锯断。2锻造：将棒料锻成较大的圆形毛坯。3退火。以消除内应力，并改善其加工性能。4车床加工：车外圆和下端面，钻镗内孔（φ186.41mm处），精 镗φ205mm的让刀孔，然后掉头车上端面和30°倒角。并留磨余量0.3～ 0.5mm，电火花加工余量1mm。5划线：划出各孔位置，并在孔中心处用三爪中心冲冲样冲眼。6孔加工：加工各螺钉E过v孔a和l定ua位t销i的o底n孔o。nly.ed

wi•th⑦热As处p理o：s淬e火.S、l回i火d，e检s查f硬o度r6.0～N6E4THRC3。.5

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Profile⑨磨C外o圆p：y在r外ig圆h磨t床2上0磨0外4圆-至20要1求1尺A寸s。pose

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Ltd.⑩磨内孔：在坐标磨床上磨基准面（φ186.410-0.072mm）和两 个定位销孔。11电火花加工齿形：粗加工电极用石墨，精加工电极用铜制成。电 极加工方法与凸模齿形的磨削相同。电火花加工时，根据基准面和 定位销孔找正。12精加工：手工研磨刃口。析其加工工艺。例2冲裁凸凹模零件的加工工艺分析：某冲裁凸凹模零件如图6－9所示试分•Evaluation

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Ltd.面是外形轮廓和两个圆孔。结构表面是用于固紧的两个比较复杂。该零件是直通式的。外成形表面的精加工可以采用电火花线切割、成形磨削和连续轨迹坐标磨削的方法。该零件的底面还有两个M

8mm的螺纹孔，可供成

形磨削夹紧固定用。凸凹模零件的两个内成形表面为圆锥形，带有15′的斜度，在热处理前可以用非标准锥度铰刀铰削，在热处理后进行研磨，保证冲裁间隙。因此，应该进行二级工具锥度铰刀的设计和制造。如果具有切割斜度的线切割机床，两内孔可以在线切割机床上加工。1）工艺性分析冲裁凸凹模零件是完成制件外形和两个圆柱孔的工作零件，从零件图上可以看出，该成形表面的加工，采用

“配作法”，外成形表面是非基准外形，它与落料凹模的实际尺寸配制，保证双面间隙为0.06mm；凸凹模的两个冲裁内孔也是非基准孔，与冲孔凸模的实际尺寸配间隙。该零件的外形表面E尺va寸l是ua1t04imomn×o4n0lmym×.50mm。成形表ed

withM

A8msmp的os螺e纹.S孔l。id凸e凹s模f的or外.成N形ET表3面.是5

分Cl别i由enRt14*Prmom,fileФ40C*ompmy、rRi5*ghmtm的2五00个4圆-2弧0面11和A五s个po平s面e

组Pt成y，L形td状.凸凹模零件材料为Cr6WV高强度微变形冷冲压模具钢。热处理硬度58～62HRC。Cr6WV材料易于锻造，共晶碳化物数量少。有良好的切削加工性能，而且淬水后变形比较均匀，几乎不受锻件质量的影响。它的淬E透va性lu和atCiro1n2o系nl钢y.相近。它的ed

with耐A磨sp性os、e.淬Sl火id变es形fo均r匀.N性ET不3.如5

Crl1i2eMnotVP钢ro。file零件Co毛py坯ri形gh式t

2应00为4-锻20件11

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Ltd.2）工艺方案根据一般工厂的加工设备条件，可以采用两个方案：方案一：备料一锻造一退火一铣六方一磨六面一钳工划线作孔一镗内孔及粗铣外形一热处理一研E磨va内lu孔at一io成n

o形nl磨y.削外形。ed

wi•th方A案sp二os：e.备Sl料id一es锻fo造r一.N退ET火3.一5铣Cl六ie方nt—Pr磨ofile六面Co—py钳ri工gh作t

2螺00孔4-及20穿11丝A孔sp—os电e

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Ltd.火花线切割内外形。3）工艺过程的制定序号

工序名称采用第一工艺方案：工序主要内容9

工具铣按线铣外形，留双边余量0.3-0.4mm；10•11平磨光上下面；•12钳研磨两圆孔，（车工配制研磨棒）与冲孔凸模实配，保证双面间隙为0.06mm；13

成形磨

在万能夹具上，找正两圆孔磨外形，与落料凹模实配，证双面间隙为0.06mm。成型磨削工艺尺寸图如图6－10。•1下料锯床下料，ø56

mm×117+4

mm；•2锻造锻造110mm×45mm×55mm；•3热处理退火，硬度HB<241；•4立铣铣六方104.4mm×50.4mm×40.3mm；•5平磨磨六方，对90°角；•6钳划线，去毛刺，做螺纹孔；••7镗E镗v两a圆l孔ua，t保i证o孔n距o尺n寸l，y.孔径留0.1-0.15mm

的余量；ed

wi•th8

Aspo钳se.Slid铰e圆s锥f孔o留r研.磨N量E，T做3漏.料5孔C；lient

ProfileCo热py处r理ight淬2火0、04回-火2、0518-162AHRsCp；ose

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Ltd.例3转子凹模零件如图6－11的加工工艺 过程。其加工工艺过程见表6－13p217。Evaluation

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Ltd.例4冷挤压凸模加工工艺分析：冷挤压凸 模零件如图6－12所示。Evaluation

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Ltd.1)艺性分析冷挤压凸模在工作时，凸模要承受很大的压力，凹模则承受很大的张力，其单位压力可达制件毛坯材料强度极限的4-6倍。由于挤压时金属在型腔内流动，使凸模和凹模的工作面都承受剧烈的摩擦。这种摩擦和金属被挤压材料的剧烈变形，将产生热量，使模具表面的瞬间温度达200～300℃，因此要求冷挤压凸模在长期工作时不得出现折断和弯曲疲劳断裂；并要求有较高的耐磨性和抗断裂的能力。凸模材料为Cr12MoV，热处理硬度60-62HRC，Cr12MoV材料具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高的抗压强度，是高碳高铬微变形高合金工具钢；缺点是原型材的共晶碳化物偏析严重，应通过充零件的形状为细长杆，为增加零件的刚度，在工作段之后，直径逐渐模具工作表面较短，以减小被挤压材料和凸模的摩擦，但是，要求四周工作表面粗造度数值较小。为了便于加工和测量，在大端增加工艺尾柄，各直径方向外形表面尽量一次装夹或同一基准装夹加工，保证工作端和固定端有良好的平行度和垂直度。各主要表面在热处理之后进行精密磨削加工和抛光，保证表面粗糙度要求。在各阶段加工中，各过渡部分要圆弧过渡，不留粗加工刀痕和磨削裂纹，以保证凸模工作寿命。综上所述解决凸模的刚度、强度、耐疲劳性和高寿命是冷挤压凸模工艺分析的重点。分的“改锻”才能E发v挥a材l料ua的t性i能o。n

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As加p粗o，s各e.过S渡l处i为d圆e弧s转f接o，r为增.N强E凸T模的3承.5力面C，l固i定e端nt呈锥P形r。ofileC零o件p毛y坯ri形g式h为t锻件2，00通4过-“2改0锻1”1来A改s善p原o材s料e中P共t晶y碳L化t物d偏.析

和网状碳化物状态，应该采用“多向镦拔法”，充分发挥材料的性能， 在锻造之后进行碳化物偏析检验和晶粒度检查。2）工艺方案一般挤压凸模的工艺方案为：备料—锻造—等温退火—车、铣—淬火及回火稳定处理—磨削加工—成检—工具磨切夹

头、顶台—时效处理—研磨抛光。工艺流程虽简单，但各工序必须有严格的详细的施工说明，这样才有挤压模具的高质量。如锻造时应根据不同材料和

要求制订及执行预热—加热—始锻—终锻的温度、时间以加工性能、细化组织，减少工件变形和开裂，并为最终热处理打下基础。等温球化退火比完全退火周期短、效率高。由于凸模前端面是工作面，不允许有中心孔存在，所以在车加工时应留有顶台并做中心孔。此中心孔是后续各工序的加工基准，应注意保护，直至凸模成品检验合格后，才将顶台切掉，并磨好前端面，最后检验全长尺寸和外观。及镦拔次数等技术E规va范l；ua锻t后io还n应o放nl入y干.燥的石灰粉中冷却，以防冷却速度过快。ed

wi•th冷A挤s压po凸s模e.材S料li主d要es是f含o碳r量.N较E高T的3.共5析C钢li和e过nt共P析r钢of，ile所以C锻op后y常ri采g取ht等2温0球04化-退20火1，1其As目p的os是e降P低ty硬L度t、d.改善分，切忌干磨和使用钝砂轮，应及时修整砂轮，保持其锋利。否则将在模具表面形成磨削应力，产生裂纹、烧伤、退火、脆裂及早期失效等现象。所以模具磨削后，应在260-315℃低温下进行去应力处理。在粗车加工时对尾部带有夹紧锥体的凸模，由于后续工

序需要铣削和外圆磨等，因此在其尾端应留有装夹部位，俗称留夹头并打中心孔，同样它也是在成检后切掉夹头

并磨好端面。如图5－13。最终热处理多采用高温盐浴炉进行加热后，油介质中淬火，有条件的工厂对淬火前已成形、淬火后无法再机械加工的凸模，采取真空炉加热淬火，这对防止脱碳和氧化效果更佳。在磨削精加工中E要va针l对ua凸t模io材n质o选nl择y适.宜的砂轮，其硬ed

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A度s、po粒s度e.、S磨li料d品es

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Profile种C均op应y合ri理g，ht磨2削0中04切-削20用1量1要As选p择os合e理P，ty冷L却t液d.应充为提高模具寿命，研磨抛光质量也是非常重要的措施，工作表面不应有刀痕、磨痕，研磨抛光方向应与模具受力方向平行；方形六角形或其它异形凸模凡尖角处应圆滑过渡，防止应力集中。3）工艺过程序号

工序名称

工序主要内容•1下料

锯床下料ø42mm×

60+4mm；•2锻造

多向镦拔，碳化物偏析控制在1-2级，晶粒度10级；•热处理退火≦207-255HB；•4车

按图车削，大端加工工艺尾柄如工序草图5－13所示，Ra0.8µm以下表面留双边余量0.3-0.4mm，矩形部分车至Ø16mm；56平磨钳去毛刺，在小端面划线；钳

修圆角；891011121314151617外磨

外磨

工具磨钳工具磨线切割平磨钳以Ø22mm为基准，磨削工艺尾柄外圆；以工艺尾柄为基准磨削Ø3-00.2mm,10°锥面，Ø22mm；以工艺尾柄为基准找正Ø22mm外圆，磨削矩形部分。

修光圆角；磨削小端面槽；切除工艺尾柄；磨削大端面，保证与轴心线垂直；研抛工作面及圆弧。利E用vaV形l铁u夹a具ti，o以n工艺o尾n柄ly为.基准磨削小端面；ed

wi•th7Aspo工s具e铣.Sli铣d削e矩s形f部o分r，.留N双E边T余3量.0.53-C0.li4mem；nt

ProfileCop热y处r理ight淬2火0、0回4火-620-0612H1RCA；spose

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Ltd.例5图5－14所示级进冲裁凹模零件加工 工艺过程分析。Evaluation

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Ltd.1)艺性分析该零件是级进冲裁模的凹模，采用整体式结构，零件的外形表面尺寸是420mm×130mm×18mm,零件的成形表面尺寸是三组冲裁凹模型孔，第一组是冲定距孔和两个圆孔，第二组是冲两个长孔，第三组是一个落料型孔。这三组型孔之间有严格的孔距精度要求，它是实现正确级进和冲裁，保证产品零件各部分位置尺寸的关键。再就是各型孔的孔径尺寸精度，它是保证产品零件尺寸精度的关键。这部分尺寸和精度是该零件加工的关键。结构表面包括螺纹连E接va孔l和ua销t钉io定n位o孔nl等y。.ed

wi•th该A零s件po是s这e.付S模li具d装es配f和o加r工.N的E基T准3.件5，C模li具e的nt卸P料r板of、ile固定板，模板上的各孔都和该零件有关，以该零件的型孔的C实op际y尺ri寸g为ht基2准0来04加-工20相1关1零As件p各os孔e。Pty

Ltd.零件材料为MnCrWV，热处理硬度60-64HRC。零件毛坯形式为锻件，金属材料的纤维方面应平行于大平面与零件长轴方向垂直。零件各型孔的成形表面加工，在进行淬火之后，采用电火花线切割加工，最后由模具钳工进行研抛加工。型孔和小孔的检查：型孔可在投影仪或工具显微镜上检查，小孔应制做二级工具光面量规进行检查。2）工艺过程的制定序号

工序名称工序主要内容•1下料锯床下料，ø100mm×194+4mm；•2锻造锻六方425mm×135mm×24mm；•3热处理退火HBS≦229；•4立铣铣六方,420mm×130mm×18.6mm

；销工具铣

钻各型孔线切割穿丝孔，并铣•8910•11料孔；淬火、回火60-64HRC；磨上下面及基准面，对90°角；找正，切割各型孔留研磨量0.01-0.02mm；研磨各型孔。•5

平磨

Eval光ua上t下io面n，o磨nl两y侧.

面，对90°角；ed

wi•th6

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f倒o角r去.N毛E刺T，3.划5线C，li做e螺nt纹P孔r及ofileCopyright

2004钉-孔20；11

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Ltd.7.漏热处理平磨

线切割钳3)漏料孔的加工冲裁漏料孔是在保证型孔工作面长度基础上，减小落料件或废料与型孔的摩擦力。关于漏料孔的加工主要有三种方式。首先是在零件淬火之前，在工具铣床上将漏料孔铣削完毕。E这va在lu模at板io厚n

o度nl≧y.50mm以上的ed

with零A件sp中os，e.尤Sl为id重es要fo，r是.N漏ET料3.孔5加Cl工ie首nt先Pr考ofile虑的Co方py案ri。gh其t

2次00是4-电20火11花A加sp工os法e

P，ty在L型td孔.加工完毕，利用电极从漏料孔的底部方向进行电火花加工。最后是浸蚀法．利用化学溶液．将漏料孔尺寸加大。V锻＝（425×135×24）mm=1377cm3G锻=r×V锻＝(7.85×1377)kg≈10.8kg耗系数取10%。4)下料尺寸与锻压设备的确定图5－14所示的冲裁凹模外形表面应为：420mm×200mm×18mm,凹模零件材料为MnCrWV。锻件毛坯的外形尺寸为425+4mm×135+4mm×24+4mm。1锻件体积和重量的计算锻件体积锻件重量当锻件重量在20kEg之va内lua，一tio般需n加o热nl3y-4.次，锻件总损ed

wi•th锻A件s毛po坯s的e.体S积lidVe坯s=f1.o1r×.VN锻E＝T135.155（Cclmi）e3nt

Profile锻件C毛op坯y重ri量ght

2G坯00=47-.8250×1V1锻A=s11p.o9s(ekgP)ty

Ltd.2确定锻件毛坯尺寸理论圆棒直径

D理＝选取圆棒直径为100mm时，圆棒料长度可按

L＝1.273×V/D＝194mm。验证锻造比Y

Y=L坯/D坯＝194/100=1.94符合Y=1.25-2.5的要求。则锻件下料尺寸为Φ100mm×194+4mm。3锻压设备吨位的确定。当锻件坯料重量为11.9kg,材料为MnCrWV时，应选取1000㎏的空气锤。例6编制如图6－15所示零件的加工工艺 过程。其工艺过程见表6－16。P223Evaluation

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Ltd.例7冷挤压齿轮模的凹模加工工艺分析。 冷挤压齿轮模的凹模零件见图6－16。Evaluation

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Ltd.1)工艺性分析齿形凹模是齿形冷挤压模的成形凹模，它在模具中的位置如图6－17所示。图6－17凹模组件图Evaluation

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Ltd.1－上凹模2－上凹模内预紧圈3－外预紧圈4－齿形凹模内预紧圈5－齿形凹模在模具中，上凹模和齿形凹模组合成凹模体，凹模体由两套预紧圈共同组成冷挤模的凹模部分。冷挤压的产品零件是20CrMnTi材料的齿轮。20CrMnTi材料是合金结构钢，常做为渗碳零件，应用于承受高速、中或E重va负lu荷at以io及n

o受nl冲y.击、摩擦的ed

with重A要sp结os构e.零Sl件id。es

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Profile20

CroMpnyTri材gh料t

2的00σ4b-≧201108A0sNpo/smemP，ty，Lσtd.≧835N/mm，、δ5≧10％、ψ≧45％，由此可见齿形凹模在冷挤压时要承受很大的挤压力。齿形凹模采用了W

18Cr4V材料，热处理硬度62-65HRC。高速钢圆棒料，存在着冶金缺陷，为了充分发挥高速钢的性能，改善共晶碳化物分布不均匀和网状、带状碳化物现象，零件毛坯应为锻件，采用多向镦拔法，碳化物偏析控制在1-2级。毛坯在改锻之后进行球化退火，使组织均匀、消除应力、降低硬度，为机械加工和淬火处Ev理a做lu好at准io备n。on在l淬y.火时，为了ed

with提A高sp材os料e的.S韧li性de，s淬f火or温.度NE控T

制3.在5

1C2l3i0e-n12t5P0°rofileC（C比op常y规ri淬gh火t温20度04了-2200-1410°AsCp）o，se晶P粒ty度L控td制.在10-11级。齿形凹模的加工，关键在齿形部分，齿形表面的粗慥度要求比较小。渐开线齿形部分的加工可以采用电火花加工或电火花线切割加工。对于渐开线齿形的研磨和抛光，在电火花加工之后，在插床上进行研磨和抛光。2）工艺过程的制定序号

工序名称工序主要内容•1下料锯床下料；•2锻造多向镦拔，碳化物偏析控制在1-2级；•3热处理球化退火，HBS<241；•4车车内外形，留双边余量0.5mm；•5钳划线；•6工具铣齿槽内钻孔，铣削留余量0.3mm；•7钳去毛刺；•8热处理淬火、回火、62-65HRC，晶粒度控制在10-11级；9平磨

磨两端面。•10内磨找正端面磨内孔；12

钳与齿形凹模内预紧圈压合；起的16钳与上凹模组件（上凹模压入上凹模内预紧圈）一•压入外预紧圈；17内磨精磨内圆柱孔（凹模组件）使上凹模与齿形凹模•内圆尺寸一致；Evaluation

only.ed

wi•th11

Aspos外e磨.Slid心e轴s装f卡o，r磨.外N锥E面T（3车.工5配制Cl芯i轴e）n；t

Profile••1314Copy电r火i花ght

2电0火0花4加-工2渐0开1线1齿A形s及p精o修se入槽P角t钳

研磨抛光内齿形；•15外磨

以齿形凹模内孔芯轴装卡，磨齿形凹•紧圈外圆。与上凹模组件外圆一致；2y0°L、td45.°；模内预3）研磨和抛光齿形凹模的渐开线齿形表面，在电火花加工之后，利用原铸铁电极和浮动二级工具一起，作为研磨工具，在插床或钻床上进行研磨，齿形研磨工具如图5－18所示。研磨时．研磨工具作上下往复运动，机床和杆套外圆连接，磨料为白色氧化铝粉，Ev粗a研lu时at磨io料n粒on度l为y.M8,细研时磨ed

with料A粒sp度os为eM.5S,l精id研e时s

f磨o料r

粒.N度ET用3M.35.5C。li研en磨t液P为rofile机油Co或py猪r油ig。ht抛2光00加4工-2也01在1插As床po或s钻e

P床t上y

L进t行d.，齿形抛光工具如图5－19所示。抛光轮为４-

10mm厚的羊毛毡轮叠合而成。要求羊毛毡轮的

外形与齿形凹模的齿形一致。羊毛毡轮的齿形

加工，利用电加工电极作冲裁凸模，齿形凹模

为冲裁凹模，冲制而成。例8如图6－20所示零件的加工工艺过程。其加工工艺过程如表6－18。P225Evaluation

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Ltd.例9如图6－21所示零件的加工工艺过程。加工工艺过程如表6－19所示。P226Evaluation

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Ltd.见表6－20。P2275)卸料板的上、下工作平面应保持平行，一般要求在300mm范围内，个加工面应互为直角。(3)卸料板的加工方法卸料板多用Q235和45号钢制成，其外形基本与凹模相同。分圆形和矩形两种结构形式。坯料预加工工艺与凹模加工相似，即备料—锻造—热处理退火—刨、铣加工—平磨六面—划线—去除内孔多余废料。6．卸料板的加工工艺卸料板的结构形式卸料板的技术要求1)凸模与卸料板孔加工后应有一定的间隙值，对冲压板料厚度在

3mm以下的板料，其单边间隙可取0.3mm；厚度大于3mm的板料冲压，间隙可加大到0.5mm,但不宜过大。2)卸料板孔的下面应保证锐角，否则条料易挤进间隙而影响冲压作业。3)卸料孔的位置应与凹模工作孔相对应，其形状基本相同。在加工中，一般与凹模形孔配作成形。4)卸料板孔的中心轴线E必va须l与u卸a料t板io上n、下on工l作y面.相互垂直。ed

with平行As度p允o差s不e超.S过l0.id02emms。for

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Profile6)卸C料o板p上y、r下ig工h作t表2面0的0表4面-粗20糙1度1不A应s大p于oRsae1.6Pμmt,y相邻L两td.（4）卸料板型孔加工方法1）压印加工法1.将坯料划线，利用机械加工出毛坯形孔。2.利用凸模或样冲进行压印加工。3.钳工整修，保证适当的间隙值。注意的几个问题1.单面留余量为Ev0.a2l-u0a.ti5momn。only.ed

wi•th2.A首sp次o压se印.S深li度d为eslmfmo,r以.后NE各T次3.可5适Cl当ie增n加t

P。rofil