2022年模具典型零件加工工艺分析.pdf

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1、模具典型零件加工工艺分析第七章模具典型零件加工工艺分析第一节模具工作零件加工概述模具的工作零件( 或成型零件 ) 一般比较复杂, 而且有较高的加工精度要求, 其加工质量直接影响到产品的质量与模具的使用寿命。模具工作零件工作型面的形状多种多样,但归纳起来不外乎两类: 一就是外工作型面, 包括型芯与凸模等工作型面; 二就是内工作型面, 如各种凹模的工作型面,按照工作型面的特征又可分为型孔与型腔两种。一、模具工作零件的加工方法工作零件的加工方法根据加工条件与工艺方法可分为三大类, 即通用机床加工、数控机床加工与采用特种工艺加工。通用机床加工模具零件, 主要依靠工人的熟练技术, 利用铣床、车床等进行粗

2、加工、半精加工 ,然后由钳工修正、研磨、抛光。这种工艺方案, 生产效率低、周期长、质量也不易保证。但设备投资较少, 机床通用性强 , 作为精密加工、 电加工之前的粗加工与半精加工又不可少 , 因此仍被广泛采用。数控机床加工就是指采用数控铣、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、精加工以及采用高精度的成形磨床、坐标磨床等进行热处理后的精加工, 并采用三坐标测量仪进行检测。 这种工艺降低了对熟练工人的依赖程度, 生产效率高 ,特别就是对一些复杂成型零件 , 采用通用机床加工很困难, 不易加工出合格的产品, 采用数控机床加工显然就是很理想的。但就是一次性投资大。所谓特种工艺 , 主要就是指电

3、火花加工、电解加工、 挤压、 精密铸造、 电铸等成形方法。模具常用加工方法能达到的加工精度、表面粗糙度与所需的加工余量见表7-1。表 7-1 模具常用加工方法的加工余量、加工精度、表面粗糙度制造方法本道工序经济加工余量( 单面)/mm 经济加工精度表面粗糙度 Ra/m 刨削半精刨0、81、5 IT10 12 6、312、5 精刨0、20、5 IT8 9 3、26、3 划线铣13 1、6mm 1、66、3 铣削靠模铣13 0、04mm 1、66、3 粗铣12、5 IT10 11 3、212、5 精铣0、5 IT7 9 1、63、2 仿形雕刻13 0、1mm 1、63、2 车削靠模车0、61 0、

4、24mm 1、63、2 成形车0、61 0、1mm 1、63、2 粗车1 IT11 12 6、312、5 半精车0、6 IT8 10 1、66、3 精车0、4 IT6 7 0、81、6 精细车、金刚车0、15 IT5 6 0、10、8 钻IT11 14 6、312、5 扩粗扩12 IT12 6、312、5 细扩0、10、5 IT9 10 1、66、3 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析铰粗铰0、10、15

5、IT9 3、26、3 精铰0、050、1 IT7 8 0、8 细铰0、020、05 IT6 7 0、20、4 锪无导向锪IT11 12 3、212、5 有导向锪IT9 11 1、63、2 镗削粗镗1 IT11 12 6、312、5 半精镗0、5 IT8 10 1、66、3 高速镗0、050、1 IT8 0、40、8 精镗0、10、2 IT6 7 0、81、6 精细镗、金刚镗0、050、1 IT6 0、20、8 磨削粗磨0、250、5 IT7 8 3、26、3 半精磨0、10、2 IT7 0、81、6 精磨0、050、1 IT6 7 0、20、8 细磨、超精磨0、0050、05 IT5 6 0、

6、0250、1 仿形磨0、10、3 0、01mm 0、20、8 成形磨0、10、3 0、01mm 0、20、8 坐标镗0、10、3 0、01mm 0、20、8 珩磨0、0050、03 IT6 0、050、4 钳工划线0、250、5mm 钳工研磨0、0020、015 IT5 6 0、0250、05 钳工抛光粗抛0、050、15 0、20、8 细抛、镜面抛0、0050、01 0、0010、1 电火花成形加工0、050、1mm 1、252、5 电火花线切割0、0050、01mm 1、252、5 电解成形加工0、050、2mm 0、83、2 电解抛光0、10、15 0、0250、8 电解磨削0、10、1

7、5 IT6 7 0、0250、8 照相腐蚀0、10、4 0、10、8 超声抛光0、020、1 0、010、1 磨料流动抛光0、020、1 0、010、1 冷挤压IT7 8 0、080、32 注:经济加工余量就是指本道工序的比较合理、经济的加工余量。 本道工序加工余量要视加工基本尺寸、工件材料、 热处理状况、前道工序的加工结果等具体情况而定。二、模具工作零件的制造过程模具工作零件的制造过程与一般机械零件的加工过程相类似,可分为毛坯准备、毛坯加工、零件加工、装配与修整等几个过程。1 毛坯准备主要内容为工作零件毛坯的锻造、铸造、切割、退火或正火等。2 毛坯加工主要内容为进行毛坯粗加工,切除加工表面上

8、的大部分余量。工种有锯、刨、铣、粗磨等。3.零件加工主要内容为进行模具零件的半精加工与精加工,使零件各主要表面达到图样要求的尺寸精度与表面粗糙度。工种有划线、钻、车、铣、镗、仿刨、插、热处理、磨、电火花加工等。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析4. 光整加工主要对精度与表面粗糙度要求很高的表面进行光整加工, 工种有研磨、抛光等。5. 装配与修正主要包括工作零件的钳工修配及镶拼零件的装配加工等。在零件加工过程

9、中, 需要涉及到机加工的顺序安排与热处理工序安排。安排机加工的顺序应考虑到 : 先粗后精、先主后次、基面先行、先面后孔的原则。零件的热处理加工, 包括预先热处理与最终热处理, 预先热处理的目的就是改善切削加工性能, 其工序位置多在粗加工前后 , 最终热处理的目的就是提高零件材料的硬度与耐磨性, 常安排在精加工前后。在零件的加工中, 工序的划分及采用的工艺方法与设备就是要根据零件的形状、尺寸大小、结构工艺及工厂设备技术状况等条件决定的。不同的生产条件采用的设备及工序划分也不同。所以零件具体的加工方法与工序应根据零件要求与所在单位的技术与设备来综合考虑制定。第二节凸模与型芯零件加工凸模、型芯类模具

10、零件就是用来成型制件内表面的。由于成型制件的形状各异、尺寸差别较大 , 所以凸模与型芯类模具零件的品种也就是多种多样的。按凸模与型芯断面形状, 大致可以分为圆形与异形两类。圆形凸模、 型芯加工比较容易, 一般可采用车削、铣削、 磨削等进行粗加工与半精加工。经热处理后在外圆磨床上精加工, 再经研磨、抛光即可达到设计要求。异型凸模与型芯在制造上较圆形凸模与型芯要复杂得多。本节主要讨论异型凸模与型芯模具零件的加工。一、非圆形凸模加工工艺分析例 1 某冲孔的凸模如图7-1 所示。（一）工艺性分析该零件就是冲孔模的凸模, 工作零件的制造方法采用“实配法”。冲孔加工时, 凸模就是“基准件”, 凸模的刃口尺

11、寸决定制件尺寸, 凹模型孔加工就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, 凹模就是“基准件”。因此凸模在冲孔模中就是保证产品制件型孔的关键零件。冲孔凸模零件“外形表面”就是矩形, 尺寸为22 32 45 , 在零件开始加工时, 首先保证“外形表面”尺寸。零件的“成形表面”就是由R6、92002. 029、84004.0 13、84002.0 R57、82003.0组成的曲面, 零件的固定部分就是矩形 , 它与成型表面呈台阶状, 该零件属于小型工作零件, 成型表面在淬火前的加工方法采用仿形刨削或压印法;淬火后的精密加工可以采用坐标磨削与钳工修研的方法。零件的材料就是M C WV, 热

12、处理硬度5862HRC,就是低合金工具钢,也就是低变形冷作模具钢 ,具有良好的综合性能,就是锰铬钨系钢的代表钢种。由于材料含有微量的钒,能抑制碳化物网 ,增加淬透性与降低热敏感性,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。(二)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制订, 此类复杂凸模的工艺方案为: (1) 备料 : 弓形锯床(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 ( 按模具材料选取退火方法及退火工艺参数); (4) 刨( 或铣 ) 六面 , 单面留

13、余量0、 20、25 ; (5)平磨 (或万能工具磨)六面至尺寸上限,基准面对角尺,保证相互平行垂直; (6)钳工划线 (或采用刻线机划线、或仿形刨划线); (7)粗铣外形 (立式铣床或万能工具铣床)留单面余量0、30、 4 ; (8)仿形刨或精铣成型表面,单面留 0、020、 03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); 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析(10

14、)钳工粗研 :单面 0、010、015研磨量 (或按加工余量表选择); (11)热处理 :工作部分局部淬火及回火; (12)钳工精研及抛光。此类结构凸模的工艺方案不足之处就就是淬火之前机械加工成形,这样势必带来热处理的变形、氧化、脱碳、烧蚀等问题,影响凸模的精度与质量。在选材时应采用热变形小的合金工具钢如CWM ,C12MV 等;采用高温盐浴炉加热、 淬火后采用真空回火稳定处理,防止过烧与氧化等现象产生。图 71 冲孔模凸模二、冲裁凸凹模零件加工工艺分析例 2 冲裁凸凹模零件如图72 所示。图 7-2 冲裁凸凹模( 一) 工艺性分析冲裁凸凹模零件就是完成制件外形与两个圆柱孔的工作零件, 从零件

15、图上可以瞧出, 该成形表面的加工, 采用“实配法”, 外成形表面就是非基准外形, 它与落料凹模的实际尺寸配精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析制, 保证双面间隙为0、06 ; 凸凹模的两个冲裁内孔也就是非基准孔, 与冲孔凸模的实际尺寸配间隙。该零件的外形表面尺寸就是104 40 50。成形表面就是外形轮廓与两个圆孔。 结构表面就是用于固紧的两个M8 的螺纹孔。 凸凹模的外成形表面就是分别由R14、 40、 R

16、5的五个圆弧面与五个平面组成, 形状比较复杂。该零件就是直通式的。外成形表面的精加工可以采用电火花线切割、成形磨削与连续轨迹坐标磨削的方法。该零件的底面还有两个M8mm 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与制造。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。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5862HRC 。Cr6MV材料易于锻造, 共晶碳化物数量少。有良好的切削加工性能,

17、而且淬水后变形比较均匀, 几乎不受锻件质量的影响。它的淬透性与Cr12 系钢相近。它的耐磨性、淬火变形均匀性不如Cr12MoV钢。零件毛坯形式应为锻件。( 二) 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 - 锻造 - 退火 - 铣六方 - 磨六面 -钳工划线作孔- 镗内孔及粗铣外形- 热处理 - 研磨内孔 - 成形磨削外形。方案二 : 备料 - 锻造 -退火 - 铣六方 - 磨六面 - 钳工作螺孔及穿丝孔- 电火花线切割内外形。( 三) 工艺过程的制定采用第一工艺方案: 序号工序名称工序主要内容1 下料锯床下料 , 56mm 1174mm 2 锻造锻造 110

18、mm 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 906 钳划线 , 去毛刺 ,做螺纹孔7 镗镗两圆孔 , 保证孔距尺寸 , 孔径留 0、10、15mm 的余量8 钳铰圆锥孔留研磨量, 做漏料孔9 工具铣按线铣外形 , 留双边余量0、30、4mm 10 热处理淬火、回火、 5862HRC 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 。三、型芯零件加工工艺分析例 3 塑料模型芯零件如图7-3 所示。1. 工艺性分析该零件就是塑料模的型芯

19、, 从零件形状上分析, 该零件的长度与直径的比例超过5:1, 属于细长杆零件,但实际长度并不长,截面主要就是圆形,在车削与磨削时应解决加工装卡问题,在粗加工车削时,毛坯应为多零件一件毛坯,既方便装夹 ,又节省材料。在精加工磨削外圆时,对于该类零件装卡方式有三种形式,如图 7-4 所示。图7-4 中的 a 就是反顶尖结构,适用于外圆直径较小 ,长度较大的细长杆凸模、型芯类零件,dl、5mm 时,两端做成60的锥形顶尖,在零件加工完毕后,再切除反顶尖部分。b 就是加辅助顶尖孔结构,两端顶尖孔按GBl45-85 要求加工 ,适用于外圆直径较大的情况,d5mm 时,工作端的顶尖孔,根据零件使用情况决定

20、就是否加长 ,当零件不允许保留顶尖孔时,在加工完毕后,再切除附加长度与顶尖孔。c 就是加长段在大端的作法,介于 a 与 b 之间 ,细长比不太大的情况。该零件就是细长轴, 材料就是CrWMn, 热处理硬度455OHRC, 零件要求进行淬火处理。从零件形状与尺寸精度瞧, 加工方式主要就是车削与外圆磨削, 加工精度要求在外圆磨削的经精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析济加工范围之内。零件要求有脱模斜度也在外圆磨削

21、时一并加工成形。另外, 外圆几处磨扁处, 在工具磨床上完成。该零件做为细长轴类, 在热处理时 , 不得有过大的弯曲变形, 弯曲翘曲控制在0、lmm 之内。塑料模型芯等零件的表面, 要求耐磨耐腐蚀, 成型表面的表面粗糙度能长期保持不变, 在长期 250工作时表面不氧化,并且要保证塑件表面质量要求与便于脱模。因此要求淬硬 , 成型表面RaO 、l m,并进行镀铬抛光处理。因此该零件成形表面在磨削时保持表面粗糙度为Ra0、4m基础上 , 进行抛光加工 , 在模具试压后进行镀铬抛光处理。零件毛坯形式 , 采用圆棒型材料, 经下料后直接进行机械加工。该型芯零件一模需要20 件,在加工上有一定的难度, 根

22、据精密磨削与装配的需要, 为了保证模具生产进度, 在开始生产时就应制作一部分备件, 这也就是模具生产的一个特色。在模具生产组织与工艺上都应充分考虑, 总加工数量为24 件, 备件 4 件。零件名称 : 型芯材料:CrWMn 热处理 4550HRC 数量:20 件 Ra0、1m表面镀铬抛光0、015 图 7-3 塑料模型芯图 7-4 细长轴装卡基准形式2. 工艺方案一般中小型凸模加工的方案为: 备料粗车 ( 普通车床 ) 热处理 ( 淬火、回火 ) 检验 ( 硬度、弯曲度 ) 研中心孔或反顶尖 ( 车床、台钻 ) 磨外圆 ( 外圆磨床、工具磨床) 检验切顶台或顶尖 ( 万能工具磨床、电火花线切割

23、机床) 研端面 ( 钳工 ) 检验。3. 工艺过程材料 :CrWMn,零件总数量24 件, 其中备件 4 件。毛坯形式为圆棒料,8 个零件为一件毛坯。序号工序名称工序主要内容1 下料圆棒料 l2mm55Omm,3件2 车按图车削 ,RaO、l m及以下表面留双边余量0、30、4mm 两端在零件长度之外做反顶尖。3 热淬火、回火 :40 45HRC, 弯曲 0、 lmm 。4 车研磨反顶尖。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型

24、零件加工工艺分析5 外磨磨削 Ra1、6m及以下表面 ,尺寸磨至中限范围,Ra0、4 m 。6 车抛光 RaO 、l m外圆 , 达图样要求。7 线切割切去两端反顶尖。8 工具磨磨扁 2、70010mm 、40010至中限尺寸以及尺寸8mm 。9 钳抛光 Ra0、1 m两扁处。10 钳模具装配 ( 试压) 。1l 电镀试压后 Ra0、l m表面镀铬。12 钳抛光 RaO 、l m表面。第三节型孔、型腔零件加工一、冲裁凹模加工工艺分析图 7-5 就是几种曲型的冲裁凹模的结构图。这些冲裁凹模的工作内表面, 用于成形制件外形, 都有锋利刃口将制件从条料中切离下来, 此外还有用于安装的基准面, 定位用

25、的销孔与紧固用的螺钉孔,以及用于安装其它零部件用的孔、槽等。因此在工艺分析中如何保证刃口的质量与形状位置的精度就是至关重要的。对于圆凹模其典型工艺方案就是: 备料 - 锻造 - 退火 - 车削 - 平磨 - 划线 - 钳工 ( 螺孔及销孔)- 淬火 -回火 - 万能磨内孔及上端面- 平磨下端面 - 钳工装配对图 7-5b 的整体复杂凹模其工艺方案与简单凹模有所不同, 具体为 : 备料 - 锻造 - 退火 -刨六面 - 平磨 - 划线 - 铣空刀 - 钳工 ( 钻各孔及中心工艺孔)- 淬火 - 回火 - 平磨 - 数控线切割 -钳工研磨。如果没有电火花线切割设备, 其工艺可按传统的加工方法: 即

26、先用仿形刨或精密铣床等设备将凸模加工出来, 用凸模在凹模坯上压印, 然后借助精铣与钳工研配的方法来加工凹模。其方案为 :刨- 平磨 -划线 - 钳压印 - 精铣内形 - 钳修至成品尺寸- 淬火回火 - 平磨 - 钳研抛光。对图 7-5c 组合凹模 , 常用于汽车等大型覆盖件的冲裁。对大型冲裁模的凸、凹模因其尺寸较大 ( 在 800mm 800mm 以上), 在加工时如没有大型或重型加工设备( 锻压机、加热炉、机床等 ), 可采用将模具分成若干小块, 以便采用现有的中小设备来制造, 分块加工完毕后再进行组装。图 7-5 冲裁凹模结构图a) 简单圆凹模 b) 整体复杂凹模 c) 大型镶拼式凹模精品

27、资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析例 4 级进冲裁模凹模如图 7-6 所示。图 76 冲裁凹模( 一) 工艺性分析该零件就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就是 120 80 18 , 零件的成形表面尺寸就是三组冲裁凹模型孔, 第一组就是冲定距孔与两个圆孔, 第二组就是冲两个长孔, 第三组就是一个落料型孔。这三组型孔之间有严格的孔距精度要求, 它就是实现正确级进与冲裁, 保证产品零件各部

28、分位置尺寸的关键。再就就是各型孔的孔径尺寸精度, 它就是保证产品零件尺寸精度的关键。这部分尺寸与精度就是该零件加工的关键。结构表面包括螺纹连接孔与销钉定位孔等。该零件就是这付模具装配与加工的基准件, 模具的卸料板、 固定板 , 模板上的各孔都与该零件有关 ,以该零件型孔的实际尺寸为基准来加工相关零件各孔。零件材料为M CWV,热处理硬度6064HRC 。 零件毛坯形式为锻件, 金属材料的纤维方向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。型孔与小孔的检查: 型孔可在投影仪或工具显微镜上检查, 小孔应制做二级

29、工具光面量规进行检查。( 二) 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 , 56 10542 锻造锻六方 125 85 23 3 热处理退火,HBS229 4 立铣铣六方 ,120 80 18、6 5 平磨光上下面 , 磨两侧面 , 对 906 钳倒角去毛刺 , 划线 , 做螺纹孔及销钉孔7 工具铣钻各型孔线切割穿丝孔, 并铣漏料孔8 热处理淬火、回火6064HRC 9 平磨磨上下面及基准面, 对 9010 线切割找正, 切割各型孔留研磨量0、010、02 11 钳研磨各型孔( 三) 漏料孔的加工精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下

30、载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析冲裁漏料孔就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。首先就是在零件淬火之前, 在工具铣床上将漏料孔铣削完毕。这在模板厚度50 以上的零件中, 尤为重要 , 就是漏料孔加工首先考虑的方案。其次就是电火花加工法,在型孔加工完毕, 利用电极从漏料孔的底部方向进行电火花加工。最后就是浸蚀法 ,利用化学溶液 , 将漏料孔尺寸加大。一般漏料孔尺寸比型孔尺寸单边大0、5 即可。 ( 四)锻件毛坯下料尺寸与锻压设备

31、的确定图 7-6 所示的冲裁凹模外形表面尺寸为:120 80 18 , 凹模零件材料为MnCrWV,设锻件毛坯的外形尺寸为1254 854 234。1. 锻件体积与重量的计算锻件体积V锻=(125 8523)=244 、38 3 锻件重量 G锻=r V锻=(7 、85244、38) 1、92 当锻件毛坯的体积在5 之内 , 一般需加热12 次, 锻件总损耗系数取5% 。锻件毛坯的体积 V坯=1、05V锻=256、60( )3锻件毛坯重量G坯=1、05G锻=2、02( ) 2. 确定锻件毛坯尺寸理论圆棒直径D理=3330.637 V0.637 256.60163.4654.7mmmmmmmm坯选

32、取圆棒直径为56 时 , 查圆棒料长度重量可知当 G坯=2、02 ,D坯=56 时 ,L坯=105 。验证锻造比Y Y= L坯D坯=10556=1、875 符合 Y=1 、252、5 的要求。则锻件下料尺寸为56 10543. 锻压设备吨位的确定。当锻件坯料重量为2、02 , 材料为 MnCrWV 时, 应选取 300 的空气锤。二、塑料模型孔板、型腔板零件的加工工艺分析塑料模型孔板、型腔板系指塑料模具中的型腔凹模、定模 ( 型腔 ) 板、中间 ( 型腔 ) 板、动模 ( 型腔) 板、压制瓣合模, 哈夫型腔块以及带加料室压模等等, 图 7-7 为塑料模型孔板、型腔板的各种结构图。精品资料 -

33、- - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析图 7-7 各种型孔、型腔板结构图a) 压缩塑压模凹模 b) 双分型面注射模中间型板 c)带主流道定模 d)带侧抽芯模的动模板 e) 压注模中的瓣合模 f)显像屏玻璃模中的屏凹模上述各种零件形状千差万别, 工艺不尽相同 , 但其共同之处都具有工作型腔、分型面、 定位安装的结合面, 确保这些部位的尺寸与形位精度、粗糙度等技术要求将就是工艺分析的重点。a 就是一压缩模中的凹模, 其典型工艺方

34、案为: 备料 车削 调质平磨镗导柱孔钳工制各螺孔或销孔。如果要求淬火 , 则车削、镗孔均应留磨加工余量, 于就是钳工后还应有淬火回火万能磨孔、外圆及端面平磨下端面坐标磨导柱孔及中心孔车抛光及型腔R钳研抛试模氮化 ( 后两工序根据需要) 。b 就是注射模的中间板, 其典型工艺方案可为: 备料锻造退火刨六面钳钻吊装螺孔调质平磨划线镗铣四型腔及分浇口钳预装 ( 与定模板、动模板) 配镗上下导柱孔钳工拆分电火花型腔( 型腔内带不通型槽, 如果没有大型电火花机床则应在镗铣与钳工两工序中完成) 钳工研磨及抛光。c 就是一带主流道的定模板, 其典型工艺路线可在锻、刨、平磨、划线后进行车制型腔及主浇道口电火花

35、型腔 ( 或铣制钳修型腔) 钳预装镗导柱孔钳工拆分、配研、抛光。d 为一动模型腔板, 它也就是在划线后立铣型腔粗加工及侧芯平面精铣 ( 或插床插加工) 型腔孔钳工预装配镗导柱孔钳工拆分一钻顶件杆孔一钳研磨抛光。对于大型板类的下料, 可采用锯床下料。 其中 H1080 模具坯料带式切割机床, 精度好效率高 , 可切割工件直径10OOmm、重 3、 5t 、宽高为 10O0mm 80Omm 的坯料 , 切口尺寸仅为3mm,坯料就是直接从锻轧厂提供的退火状态的模具钢, 简化了锻刨等工序, 缩短了生产周期。 此外许多复杂型腔板采用立式数控仿形铣床(MCPlOOOA) 来加工 , 使制模精度得到较大提高

36、, 劳动生产率与劳动环境明显改善。在塑料模具中的侧抽芯机构, 如压制模中的瓣合模, 注射模中的哈夫型腔块等, 图中精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析的 e 为压注模的瓣合模, 其工艺比较典型, 工序流程大致为: (1) 下料 : 按外径最大尺寸加大1015mm 作加工余量 ; 长度加长203Omm 作装夹用。(2) 粗车 : 外形及内形单面均留35mm 加工余量。并在大端留夹头203Omm 长, 其直径大

37、于大端成品尺寸。(3) 划线 : 划中心线及切分处的刃口线, 刃口 5mm 宽。(4) 剖切两瓣 : 在平口钳内夹紧、两次装夹剖切开, 采用卧式铣床 ( 如 X62W) 用盘铣刀。(5) 调质 : 淬火高温回火及清洗。(6) 平磨 : 两瓣结合面。(7) 钳工 : 划线、钻两销钉孔并铰孔、配销钉及锁紧两瓣为一个整体。如果形体上不允许有锁紧螺孔 , 可在夹头上或顶台上 ( 按需要留顶台 ) 钻锁紧螺孔。(8) 精车 : 内外形 , 单面留 0、 20、25mm加工余量。(9) 热处理 : 淬火、回火、清洗。(10) 万能磨内外圆、或内圆磨孔后配芯轴再磨外圆、靠端面, 外形成品 , 内形留 0、0

38、10、02mm 的研磨量。(11) 检验。(12) 切掉夹头 :在万能工具磨床上用片状砂轮将夹头切掉, 并磨好大端面至成品尺寸。(13) 钳工拆分成两块。(14) 电火花加工内形不通型槽等。(15) 钳研及抛光。f为一显像屏玻璃模中的屏凹模, 常采用铸造成型工艺, 其工艺方案为: 模型铸造清砂去除浇冒口完全退火二次清砂缺陷修补及表面修整钳工划线及加工起吊螺孔刨工粗加工时效处理机械精加工钳工电火花型腔钳工研磨抛光型腔。由于铸造工序冗长, 加之铸造缺陷修补有时不理想, 因此一般中型型腔模与拉深模应尽可能采取锻造钢坯料加工或采用镶拼工艺加工。型腔模在编制工艺时, 为确保制造过程中型孔尺寸与截形的控制

39、检验, 因此工艺员应设计一些必须的检具 ( 二类工具 ), 如槽宽样板、深度量规、R型板等。凹模零件加工中, 最重要的加工就是型腔的加工, 不同的型腔形状, 所选择的加工方法也不一样。(1) 圆形型腔当型腔如图 7-8 就是圆形的 , 经常采用的加工方法有以下几种: 当凹模形状不大时, 可将凹模装夹在车床花盘上进行车削加工。采用立式铣床配合回转式夹具进行铣削加工。采用数控铣削或加工中心进行铣削加工。图 7-8 圆形型腔图 7-9 规则矩形型腔图 7-10 异形复杂形状型腔(2) 矩形型腔当型腔就是比较规则的矩形, 如图 7-9 所示。当图中圆角R能由铣刀直接加工出 , 可采用普通铣床, 将整个

40、型腔铣出。如果圆角为直角或R无法由铣刀直接加工出时,应先采用铣削 , 将型腔大部分加工出, 再使用电火花机床, 由电极将4 个直角或小R加工出。当然 , 也可由钳工修配出, 但一般不采用这种方法, 而应尽量采用各种加工设备与加工手段来解决 , 以保证精度。(3) 异型复杂形状型腔当型腔为异形复杂形状时, 如图 7-10 所示。此时一般的铣削无法加工出复杂形面, 必须采用数控铣削或加工中心铣削型腔, 当采用数控铣削时, 由于数控加工综合了各种加工,所以工艺过程中有些工序, 如钻孔、攻螺纹等都可由数控加工在一次装夹中一起完成。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - -

41、- 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析(4) 有薄的侧槽型腔当型腔中有薄的侧槽时, 如图 7-11 所示。此时由铣削或数控铣削加工出侧槽以外的型腔然后用电极加工出侧槽。(5) 底部有孔的型腔当型腔底部有孔时, 如图 7-12 所示。先加工出型腔 , 底部的孔如果就是圆形 ,可用铣床直接加工, 或先钻孔 , 再加坐标磨削。 当底部型孔就是异形时, 只能先在粗加工阶段 ,钻好预孔 , 再由线切割割出。 如果就是不通孔, 且孔径小的话 , 只能由电火花来加工了。图 7-11 有薄侧槽型

42、腔图 7-12 底部有孔型腔(6) 型腔就是镶拼的镶拼零件的制造类似型芯的加工, 凹模上的安装孔的加工,可由铣削、磨削与电火花、线切割加工。(7) 型腔淬火后当型腔需要热处理淬火时, 由于热处理会引起工件的变形, 型腔的精加工应放在热处理工序之后, 又因为工件经过热处理后硬度会大大提高, 一般切削加工比较困难 ,此时应选择磨削、电火花、线切割等加工手段。例 5 如图 7-13 所示注射模型腔。材料 :CrWMn热处理 : 淬硬 50HRC 数量:2 图 7-13 型腔1. 加工工艺过程工序 1 下料工序 2 锻: 锻成 48100。工序 3 热处理 : 退火。工序 4 车: 车外圆 44 达尺

43、寸 ; 车退刀槽 22; 车外圆 40, 留磨量 0、5mm; 车右端面 , 留磨量 0、2mm; 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析钻 800150孔, 预孔达 7, 铰孔 8, 留磨量 0、3mm; 扩 25、1、镗 25、1 及孔底 , 各留磨量0、5mm与 O、2mm( 孔深度镗至18、Omm); 切断 ; 掉头车左端 , 留磨量 0、2mm; 锪 10 孔。工序 5 坐标镗 : 以外圆为基准找正

44、, 钻、铰 2 400120, 留磨量 0、 01mm 。工序 6 处理 :淬火并回火达5055HRC 。工序 7 内圆磨 : 以外圆 40 为基准 , 磨孔 800150达图要求 ; 磨孔 25、10030留研量 0、0l5mm; 磨孔底并接R0、5, 留研量 0、0lOmm(孔深度磨至18、19mm); 工序 8 外圆磨 : 以内孔 800150定位 , 穿专用心轴 , 磨外圆 4000240008, 达图样要求工序 9 钳: 研磨 2 400120孔达图样要求 ; 研磨 25、10030孔底及 R0、5 达图样要求。工序 10 钳装。(2) 分析讨论1) 锻后的毛坯长度lOOmm, 除包

45、括两件型腔的长度、端面加工余量外, 还包括切断槽宽与车削第二件时夹持料头长度。2) 模具零件加工属单件生产, 工序安排上采用工序集中的原则, 所以车削各表面集中为工序 4, 磨削各内表面也集中在工序7。3) 工序 10 钳装包括压装型腔、与型腔固定板一起磨两大面、磨分浇道与浇口。第四节其它零件的加工一、杆类零件的加工工艺分析( 一) 导柱的加工各类模具应用的导柱的结构种类很多, 但主要结构就是表面为不同直径的同轴圆柱表面。因此 ,可根据导柱的结构尺寸与材料要求, 直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯料。在机械加工过程中, 除保证导柱配合表面的尺寸与形状精度外, 还要保证各配合表面之间的同轴度要求。

46、 导柱的配合表面就是容易磨损的表面, 应有一定的硬度要求, 在精加工之前要安排热处理工序,以达到要求的硬度。关于导柱的制造, 下面以塑料注射模具滑动式标准导柱为例( 如图 7-14 所示 )进行介绍。图 714 导柱 ( 材料 T8A,热处理 HRC50 55) 1. 导柱加工方案的选择精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析导柱的加工表面主要就是外圆柱面,外圆柱面的机械加工方法很多。图 7-23 所示导柱的制

47、造过程为 : 备料粗加工半精加工热处理精加工光整加工。2. 导柱的制造工艺过程图 7-14 所示导柱的加工工艺过程见表72。导柱加工过程中的工序划分、工艺方法与设备选用就是根据生产类型、零件的形状、 尺寸、结构及工厂设备技术状况等条件决定的。3. 导柱加工过程中的定位导柱加工过程中为了保证各外圆柱面之间的位置精度与均匀的磨削余量, 对外柱面的车削与磨削一般采用设计基准与工艺基准重合的两端中心孔定位。因此, 在车削与磨削之前先加工中心孔 , 为后继工序提供可靠的定位基准。中心孔加工的形状精度对导柱的加工质量有着直接影响 , 特别就是加工精度要求高的轴类零件。另外保证中心孔与顶尖之间的良好配合也就

48、是非常重要的。 导柱中心孔在热处理后需要修正, 以消除热处理变形与其她缺陷,使磨削外圆柱面时能获得精确定位,保证外圆柱面的形状与位置精度。表 72 导柱的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1 下料按图纸尺寸 35 105 锯床2 车 端 面 ,打 中 心孔车端面保持长度103、5,打中心孔。调头车端面至尺寸102,打中心孔车床3 车外圆粗车外圆柱面至尺寸20 、468,28 、426,并倒角。调头车外圆35 至尺寸并倒角。 切槽 30、5 至尺寸车床4 检验5 热处理按热处理工艺对导柱进行处 理 , 保 证 表 面 硬 度HRC5055 6 研 中 心孔研中心孔 ,调头研另一端中心

49、孔车床7 磨外圆磨 28 6, 20 7 外圆柱面,留研磨余量0、01,并磨10角磨床精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 模具典型零件加工工艺分析8 研磨研磨外圆 28 6,20 7至尺寸 ,抛光 R2 与 10角磨床9 检验中心孔的钻削与修正,就是在车床、钻床或专用机床上按图纸要求的中心定位孔的型式进行的。如图715 所示为在车床上修正中心孔示意图。用三爪卡盘夹持锥形砂轮,在被修正中心孔处加入少许煤油或机油,手持工件 ,利用车床

50、尾座顶尖支撑,利用车床主轴的转动进行磨削。此方法效率高,质量较好 ,但砂轮易磨损 ,需经常修整。如果用锥形铸铁研磨头代替锥形砂轮,加研磨剂进行研磨,可达到更高的精度。采用图716 所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔的方法,效率高 ,但质量稍差 ,一般用于大批量生产,且要求不高的顶尖孔的修正。它就是将梅花棱顶尖装入车床或钻床的主轴孔内 ,利用机床尾座顶尖将工件压向梅花棱顶尖,通过硬质合金梅花棱顶尖的挤压作用,修正中心定位孔的几何误差。图7 15锥形砂轮修正中心定位孔1三爪卡盘2锥形砂轮3工件4尾座顶尖图 716 硬质合金梅花棱顶尖4.导柱的研磨研磨导柱就是为了进一步提高表面精度与降低表面粗糙