模具加工设备

1模具加工设备第一节普通机床加工第二节模具的精密加工成形磨削第三节模具的数控加工概述2基本内容第一节普通机床加工一、车削加工二、铣削加工三、刨削加工四、磨削加工3一、车削加工C6136B-5普通卧式车床

立式车床4一、车削加工小型精密车床LY-9818A

CNC、CJK6132系列数控车床

5一、车削加工车削加工的精度尺寸精度IT6～IT8表面粗糙度Ra0.8～Ra1.66外圆表面加工方案表面粗糙度Ra值(μm)粗车ITl4～ITl250～12.5除淬火钢件外的各种金属和部分非金属材料的工件粗车→半精车ITll～ITA6.3～3.2粗车→半精车→精车IT8～IT61.6～0.8粗车→半精车→精车→研磨IT6～IT40.2～0.012粗车→半精车→磨削IT7～IT60.8～0.4可用于淬火和不淬火钢件、铸铁件，不宜加工韧性大的有色金属件租车→半精车→粗磨→精磨IT6～IT50.4～0.2粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨(或高精度磨削)IT5～IT30.l～0.008尺寸公差等级加工方案适用范围7一、车削加工

车削加工在模具加工中的应用：圆盘类局部圆弧面的加工回转曲面的粗加工半精加工P7用于加工回转曲面的型腔或型腔的回转曲面部分

81．对拼式型腔的加工

9102．曲面型腔的加工

113．球面型腔的加工

124．多型腔的加工

13二、铣削加工铣床的种类立式铣床：结构表面的加工卧式铣床：模极外形表面的加工龙门铣床：大型零件表面的加工工具铣床：螺旋、圆弧、齿条、齿轮、花键等类零件的加工。

14二、铣削加工万能工具铣床数控立式铣床仿形铣床

15卧式铣床16二、铣削加工单刃铣刀双刃铣刀利用旧麻花钻改制的立式铣刀标准铣刀常用的立式铣刀的种类：1718二、铣削加工铣削加工的精度尺寸精度IT8～IT10表面粗糙度Ra0.8～Ra1.619二、铣削加工铣床加工的主要内容p9平面、侧面、台阶斜面沟槽复杂型腔圆弧面等20二、铣削加工铣削成形面加工各种带圆弧的型面与型槽加工带孔间尺寸要求的孔铣削加工在模具加工中的应用：21二、铣削加工铣削成型面22二、铣削加工加工各种带圆弧的型面与型槽p10表2-1利用圆转台加工圆弧面型腔的曲面部分p10表2-1

23二、铣削加工加工实例24三、磨削加工磨削加工的特点是零件淬火后的主要加工方法之一精度高、表面质量好磨削加工的精度尺寸精度IT5-IT7表面粗糙度Ra0.8-Ra0.225三、磨削加工万能工具磨床

平面磨床

26三、磨削加工外圆磨床

内圆磨床27三、磨削加工磨削加工的表面类型平面、外圆、内圆磨削加工的工艺要点表2-3.4.5281．主运动主轴上的砂轮的旋转运动。2．进给运动：（1）纵向进给运动是工作台沿床身纵向导轨的直线往复运动，（2）横向进给运动是磨头沿溜板的水平导轨所作的横向间歇进给，在工作台每一往返行程终了时完成。（3）垂直进给运动是溜板沿立柱的垂直导轨所作的移动。平面磨削29平面磨削301）横向磨削法。这种方法适用于磨削宽长工件。垂直—纵向—横向--垂直—纵向—横向2）深度磨削法。生产率较高，且加工质量也有保证。但磨削抗力大，仅适用在动力大、刚性好的磨床上磨较大的工件。垂直—纵向—横向平面磨削313）阶梯磨削法阶梯磨削法是把磨削用量分配在各段阶梯的轮面上，各段轮面的磨粒受力均匀，磨损也均匀，能较多地发挥砂轮的磨削性能。但砂轮修整工作较为麻烦．应用上受到一定限制。平面磨削32磨削运动

一般有一个主运动和三个进给运动，这四个运动的参数组成磨削用量，2）圆周进给运动圆周进给速度指工件绕本身轴线作低速旋转的速度（Vw），即工件外圆处的线速度1）主运动砂轮的旋转运动为主运动，砂轮外圆相对于工件表面的瞬时速度称为磨削速度Vc外圆磨削334）横向进给运动砂轮架的横向运动为横向进给运动，横向进给速度（f横）称为横向进给量，即切削深度。3）纵向进给运动工作台提供的工件直线运动为纵向进给运动，纵向进给速度（f纵）称为纵向进给量，外圆磨削34纵磨法

砂轮旋转为主运动no，工件作圆周运动，还随工作台作纵向往复运动，实现工件轴向进给fa。每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作横向移动，实现沿工件径向进给fr，从而逐渐磨去工件径向的留磨余量。磨削到尺寸后，进行无横向进给的光磨过程，直至火花消失为止。

外圆磨削35纵磨法

纵磨法每次的径向进给量fr少，磨削力小，散热条件好，充分提高了工件的磨削精度和表面质量，能满足较高的加工质量要求，但磨削效率较低。纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件，是单件、小批量生产的常用方法。外圆磨削36横磨法(切入磨法)工件不作纵向进给，砂轮比工件加工表面宽,连续地以较慢的速度作横向进给运动，直至磨掉全部加工余量。

外圆磨削37横磨法(切入磨法)

横磨法的生产率高，但砂轮的形状误差直接影响工件的形状精度，所以加工精度较低，而且由于磨削力大，磨削温度高，工件容易变形和烧伤，使用冷却液。横磨法主要用于大批量生产，适合磨削长度较短、精度较低的外圆面。外圆磨削38磨外圆锥

外圆磨削39磨外圆锥

外圆磨削40磨外圆锥

外圆磨削41切入磨

纵向磨

内圆磨削42精密加工概念坐标镗坐标磨成形磨削数控加工第二节模具的精密加工（机械切削部分）43精密加工:指加工精度为1~0.1μ;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的加工技术.但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。

44坐标镗加工对象机床刀具夹具工艺过程：工件找正坐标换算镗孔（铰）45一、坐标镗床加工1、坐标镗床的加工内容镗孔、扩孔、铰孔、精密划线、精密测量2、坐标镗床的加工精度孔尺寸精度IT6~IT7表面粗糙度Ra0.8孔距精度0.005~0.01mm463坐标镗床的组成与结构坐标镗床卧式立式双柱单柱4748龙门坐标镗床

49CNC坐标镗床

50

主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。

镗刀旋转为主运动镗刀或工件的移动为进给运动。51加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。螺纹及加工外圆和端面等。524、坐标镗床的附件（1）万能回转台53（2）光学中心找正器54（3）镗孔夹头锥尾：插入主轴锥孔调节机构：调节镗孔孔位尺寸刀夹：固定刀架55（4）镗刀56（4）镗刀571-弹簧；2-柱销；3-手轮；4-顶尖（5）弹簧中心冲585.坐标镗削加工工艺（1）模板的放置—恒温室（2）模板的预加工—基准面精度加工到0.01mm以上（3）确定基准并找正（4）确定原始点位置（5）坐标值的转换计算（6）坐标镗削加工59基准的选择矩形件圆盘件——孔基准（粗、精）粗加工——角侧基准精加工——孔基准（一对精密孔）60

定位基准主要有

1）工件表面上的线；图2-32

2）圆形件已加工好的外圆或孔；图2-33

3）矩形件、不规则外形工件的已加工孔或矩形件、不规则外形工件已加工好的相互垂直的面。图2-34

61工件定位常用工具探头3D探测器Z向设定仪寻边仪62找正方法1）划线的找正；图2-32

2）外圆柱面、内孔找正；图2-33

3）用标准块规或专用槽块找正矩形工件侧基准面；图2-28图2-34图2-35

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找正方法64

找正方法65（4）确定原始点位置原始点可以选择相互垂直的两基准线（面）的交点线），可利用光学显微镜对模板上的线来确定。可利用中心找正器找出已加工完成的孔的中心作为原始点。66（5）坐标值的转换计算

为了保证孔的位置精度，通常需要对工件巳知尺寸按照已确定的基准为原始点进行坐标值的转换计算。对模板孔的镗削，需根据模板图纸计算出需要加工的各孔的坐标值并记录。模板平面孔系孔距坐标尺寸的换算如图2-36671)换算的目的一般工件尺寸按设计要求标注，与坐标机床加工要求不一致，为此加工前要将设计尺寸换算成加工尺寸。682)尺寸标注尺寸值标在侧面尺寸大小以坐标值为据公差范围用小数点个数表示69（6）坐标镗削加工1）孔中心定位根据已换算的坐标值，用弹簧中心冲确定孔的位置（即打样冲眼），弹簧中心冲如图2.2.52）钻定心孔3）钻孔4）镗孔对于直径小于20mm，精度要求为IT7级以下、表面粗糙度Ra＞l.25µm时，钻孔后可以铰孔代替镗孔。对于精度要求高于IT7级、表面粗糙度Ra＜l.25µm的孔，在钻孔后应安排半精镗和精镗加工。5）坐标镗削加工孔的切削用量70二、坐标磨床1、坐标磨床的结构原理7172坐标磨削的3种基本运动：砂轮的高速旋转运动行星运动砂轮沿机床主轴方向的直线往复运动，图2.2.6。73坐标磨削主要用途：精密间距的孔、精密型孔、轮廓内孔磨削、外圆磨削、锥孔磨削(需要专门机构)、直线磨削等坐标磨床磨削类型：手动数控连续轨迹74模板类零件的坐标磨削1.坐标磨削

用于淬火工件、高硬度工件的加工。加工直径小于1mm至直径达200mm的高精度孔。

加工精度可达0.005mm，加工表面粗糙度可达Ra=0.32～0.08µm。752.坐标磨削时工件的定位与找正与坐标镗床相类似（1）千分表找正（2）开口型端面规找正图2.2.7（3）中心显微镜找正（4）L型端面规找正图2.2.8（5）芯棒、千分表找正76

图2.2.7开口型端面规找正1-工件；2-开口型端面规；3-千分表77

图2.2.8L型端面规找正l一工件；2一L型端面规783.坐标磨削的方法（1）内孔磨削图2.2.9（2）外圆磨削图2.2.6。（3）锥孔磨削图2.2.10（4）直线磨削图2.2.11（5）侧磨图2.2.12（6）综合磨削形状复杂的型孔进行磨削加工图2.2.13

图2.2.14（7）连续轨迹磨削

图2.2.17图2.2.1879图2.2.6坐标磨削的基本运动80

图2.2.7开口型端面规找正1-工件；2-开口型端面规；3-千分表81

图2.2.8L型端面规找正l一工件；2一L型端面规82图2.2.9内孔磨削

83图2.2.10锥孔磨削

84图2.2.11直线磨削

85

图2.2.12侧磨86图2.2.13凹模型孔磨削87图2.2.16沉孔磨削88图2.2.17二维轮廓磨削89图2.2.18三维轮廓磨削90模具的成形磨削91模具的成形磨削一、概述

用于模具刃口形状以及凸、凹模拼块型面的成型加工，它们的外轮廓为多条直线与圆弧所组成。

被磨削零件可以分解成平面和圆柱面或球面，按零件的轮廓线分解成若干直线与圆弧，按一定顺序逐段磨削。高精度，高效率92模具的成形磨削机床：成形磨床，平面磨床刀具：（成形）砂轮93工艺：成形磨削法，夹具磨削法1、成形磨削的特点主要适用于淬火件及硬质合金件的精加工。成形磨削加工精度可达IT5，粗糙度Ra0.1μm；94952、成形磨削的加工方法成形砂轮磨削法夹具磨削法96二、成形砂轮磨削法关键与难点：砂轮的修整加工常用的方法：砂轮修整器修整法成形刀挤压法数控机床修整法电镀法97图2.3.3修整砂轮角度工具1-正弦尺座；2-金刚石刀；3-滑块；4-齿条；5-齿轮；6-轴；7-平板；8-垫板；9-圆柱；10-手轮；11-螺母；12-支架；1——底座1、砂轮修整器修整法（1）砂轮角度的整修98图2.3.4量块计算99图2.3.5卧式圆弧修整砂轮夹具1-金刚石刀；2-金刚石刀支架；3-螺杆；4-滑座；5-刻度盘；6-角度标；7-主轴；8-手轮；9-挡块（2）圆弧砂轮的整修100图2.3.6圆弧半径的调整图2.3.7修整圆弧1011022、修整成形砂轮的其他方法（1）成形刀挤压法原理：利用车刀挤压慢速旋转的砂轮关键：用电火花线切割机先加工出成形车刀特点：加工精度低103（2）数控机床修整法原理：用金刚刀作刀具采用数控指令控制金刚刀相对运动来修整砂轮特点：用于非圆弧轮廓线的修整，加工精度高104（3）电镀法原理：先加工钢的轮坯，再用电镀法在轮坯表面镀一层金刚砂

特点：方法比较简单，但砂轮耐用度较低105图2.3.6万能修整砂轮夹具结构1-主轴；2-调整螺母；3-主体；4-正弦分度盘；5-正弦圆柱；6-手轮；7-底座；8、1-锁紧手柄；9-正齿轮杆；1I一刀杆滑板；12-螺钉；13-金刚石刀杆；14-横滑板（4）万能修整砂轮法106图2.3.7砂轮要求修整的形状及尺寸107图2.3.8万能修整砂轮夹具使用实例108三、夹具磨削法核心问题：根据成形面的复杂程度正确选用合适的夹具，使工件相对高速旋转的砂轮移动，从而加工出所需形面。正弦精密平口钳正弦精密磁力台加工平面或斜面正弦分中夹具具有一个回转中心的工件万能夹具具有多个回转中心的工件附件种类1091、正弦精密平口钳,正弦精密磁力台110H=Lsinα（3—1）（1）正弦尺机构倾斜时垫块规值的计算：式中：H—应垫入块规值

L—正弦圆柱间的中心距

α—工件所需倾斜的角度111所示凸模，采用正弦磁力夹具在平面磨床上磨削斜面a、b及平面c。除a、b、c面外，其余各面均已加工到设计要求。（2）应用举例-1112磨削工艺过程：1）将夹具置于机床工作台上，找正。2）以d及e面为定位基准磨削a面：调整夹具使a面处于水平位置.

调整夹具的量块尺寸检测磨削尺寸的量块尺寸：1131143）磨削b面：调整夹具使b面处于水平位置，如图2-26b所示。调整夹具的量块尺寸：检测磨削尺寸的量块尺寸：4）磨削c面：调整夹具磁力台成水平位置，如图所示检测磨削尺寸的量块尺寸：

1155）磨削b、c面的交线部位：用成形砂轮磨削，调整夹具磁力台与水平面成30°，砂轮圆周修整出部分锥角为60°的圆锥面。116（2）应用举例-2117118119（3）使用注意事项

正弦精密平口钳夹持工件刚性好，但须由平行平面作支撑。正弦磁力台是利用磁力吸合夹紧工件的，首先工件需是能够磁化的材料，安装工件时应考虑吸合是否足够，采用一定的吸合方式。1202、正弦分中夹具(1)组成121正弦分中夹具图12正弦分中夹具1—量块垫板；2—蜗杆；3—正弦圆柱；4—分度盘；5—零位指标；6—蜗轮；7—主轴；8—前顶座；9—前顶尖；10—鸡心夹头；11—工件；12—后顶尖；13—手轮；14—支架；15—底座122图2.3.16分度时量块值的计算123式中：H0——夹具处于水平位置时应垫入的块规值

P——夹具中心高度

D——正弦圆柱间的中心距

H1

——低于水平位置时应垫入的块规值

H2——高于水平位置时应垫入的块规值

α——回转角度值

d——正弦圆柱直径垫块规值的计算124(3)工件的安装方法介绍芯轴法中心孔法双顶尖装夹1252.3.13测量调整器1-三角架；2-测量平台；3-滚花螺母；4-及螺钉126图2.