模具的加工方法及制造工艺.pptx

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1、会计学1模具的加工方法及制造工艺模具的加工方法及制造工艺4.1 4.1 切削加工切削加工切削加工切削加工 现代模具制造的加工设备其特征是多轴现代模具制造的加工设备其特征是多轴CNC CNC 控制和高精度定控制和高精度定位系统，目的是要获得产品的高精度和降低不合格品率。目前，位系统，目的是要获得产品的高精度和降低不合格品率。目前，热处理后的工件可通过铣加工，最终强度可以达到热处理后的工件可通过铣加工，最终强度可以达到2000MPa2000MPa。各。各种工艺，如种工艺，如EDMEDM加工型腔，尽量用铣加工代替，这可以缩短加加工型腔，尽量用铣加工代替，这可以缩短加工工艺链。硬度达工工艺链。硬度达H

2、RC 62HRC 62的钢材也能用当今标准的的钢材也能用当今标准的HSCHSC铣床加铣床加工。工。对于注射和压铸模具，可综合采用铣削和电火化加工方法来对于注射和压铸模具，可综合采用铣削和电火化加工方法来加工。由于铣削加工去除材料的能力更大，所以为了缩短加工时加工。由于铣削加工去除材料的能力更大，所以为了缩短加工时间，应使铣削量达到最大。然而，对于复杂的轮廓、薄细形体和间，应使铣削量达到最大。然而，对于复杂的轮廓、薄细形体和深腔要用后续的电火花加工完成，可用深腔要用后续的电火花加工完成，可用HSCHSC切削石墨或铜而得到切削石墨或铜而得到电极。电极。第1页/共44页 当用当用CNCCNC机床加工

3、零件时，首先根据零件图编写机床加工零件时，首先根据零件图编写CNCCNC机床用的程序。程机床用的程序。程序被读进序被读进CNCCNC系统中，然后，在机床上安装工件和刀具。并且根据程序运行系统中，然后，在机床上安装工件和刀具。并且根据程序运行刀具。最后进行加工。刀具。最后进行加工。一台数控机床设定一个特定位置。通常，在这个位置进行换刀和设定编一台数控机床设定一个特定位置。通常，在这个位置进行换刀和设定编程的绝对零点。这个位置称为参考位置程的绝对零点。这个位置称为参考位置(点点)。把刀具移动到参考点，有两种。把刀具移动到参考点，有两种方法：方法：1)1)手动回参考点；手动回参考点；2)2)自动返回

4、参考点。自动返回参考点。下面两个坐标系被指定在不同位置：下面两个坐标系被指定在不同位置：1)1)零件图纸上的坐标系。在零件图纸上设定坐标系，该坐标系上的坐标值用零件图纸上的坐标系。在零件图纸上设定坐标系，该坐标系上的坐标值用作编程数据。作编程数据。2)2)由由CNCCNC设定的坐标系。该坐标系在实际机床工作台上设定。用程序编制从设定的坐标系。该坐标系在实际机床工作台上设定。用程序编制从刀具当前位置到要设定坐标系零点的距离设定该坐标系。刀具当前位置到要设定坐标系零点的距离设定该坐标系。第2页/共44页 按照零件图纸坐标系编制的程序指令，刀具在按照零件图纸坐标系编制的程序指令，刀具在CNCCNC设

5、定的坐标系中移动，设定的坐标系中移动，把工件加工成图纸指定的形状。因此，为了正确地把工件加工成图纸指定的把工件加工成图纸指定的形状。因此，为了正确地把工件加工成图纸指定的形状，两个坐标系必须设在同一位置。形状，两个坐标系必须设在同一位置。根据零件形状、加工数量可以使用简单的方法把两个坐标系设在同一位置。根据零件形状、加工数量可以使用简单的方法把两个坐标系设在同一位置。1)1)使用工件的基准面和基准点。使刀具中心与工件基准点重合，在这个位置使用工件的基准面和基准点。使刀具中心与工件基准点重合，在这个位置上设定由上设定由CNCCNC指定的坐标系。指定的坐标系。2)2)把工件直接安装在夹具上。使刀具

6、中心与参考点重合，在该位置设定把工件直接安装在夹具上。使刀具中心与参考点重合，在该位置设定CNCCNC指定的坐标系。夹具应安装在距参考点预先设定的位置。指定的坐标系。夹具应安装在距参考点预先设定的位置。3)3)把工件装在托盘上，然后把工件和托盘一起装在夹具上。夹具和坐标系的把工件装在托盘上，然后把工件和托盘一起装在夹具上。夹具和坐标系的规定与规定与(2)(2)相同。相同。第3页/共44页 当进行钻孔、攻丝、镗孔、铣削等加工时，必须选择适当的刀具。给每当进行钻孔、攻丝、镗孔、铣削等加工时，必须选择适当的刀具。给每把刀具赋给一个编号，在程序中指令不同的编号时，应选择相应的刀具。例把刀具赋给一个编号

7、，在程序中指令不同的编号时，应选择相应的刀具。例如，当把如，当把0101号赋给钻头时，当这把刀具放在号赋给钻头时，当这把刀具放在ATCATC的的0101号位时，通过指令号位时，通过指令T01T01可可以选择刀具。该功能称为以选择刀具。该功能称为刀具功能刀具功能刀具功能刀具功能。当开始实际加工时，需要旋转主轴并供给冷却液。为此，需要控制主轴当开始实际加工时，需要旋转主轴并供给冷却液。为此，需要控制主轴电机和冷却泵的启动停止操作。指令机床部件的启停操作的功能称为辅助功电机和冷却泵的启动停止操作。指令机床部件的启停操作的功能称为辅助功能。通常，该功能用能。通常，该功能用MM代码指令代码指令代码指令代

8、码指令。例如，当指令。例如，当指令M03M03时，主轴以指令的主轴时，主轴以指令的主轴速度按顺时针方向旋转。速度按顺时针方向旋转。第4页/共44页 通常加工一个零件要用多把刀。刀具有不同的长度。根据使通常加工一个零件要用多把刀。刀具有不同的长度。根据使用的刀具去更换程序是相当麻烦的。因此应预先测量使用的每把用的刀具去更换程序是相当麻烦的。因此应预先测量使用的每把刀具的长度。并在刀具的长度。并在CNCCNC中设定标准刀具的长度和每把刀具的长度中设定标准刀具的长度和每把刀具的长度之间的差，即使刀具改变了，也不需要更换程序便可实现加工。之间的差，即使刀具改变了，也不需要更换程序便可实现加工。该功能称

9、为该功能称为刀具长度补偿刀具长度补偿刀具长度补偿刀具长度补偿。第5页/共44页 因为刀具有半径，所以刀具中心的轨迹相对于工件的轮廓偏因为刀具有半径，所以刀具中心的轨迹相对于工件的轮廓偏移了一个刀具的半径。如果刀具半径储存在移了一个刀具的半径。如果刀具半径储存在CNCCNC中的话，刀具可中的话，刀具可离开加工零件形状为刀具半径的轨迹移动。该功能称为离开加工零件形状为刀具半径的轨迹移动。该功能称为刀具半径刀具半径刀具半径刀具半径补偿补偿补偿补偿。第6页/共44页GG代码分为以下两类：代码分为以下两类：1)1)非模态非模态GG代码。代码。GG代码只在它的程序段中有效。代码只在它的程序段中有效。2)2

10、)模态模态GG代码。在指令同组其它代码。在指令同组其它GG代码前该代码前该GG代码一直有效。代码一直有效。N1 G91G46G00X80.0Y50.0D01;N2 G47G01X50.0F120.0;N3 Y40.0;N4 G48X40.0;N5 Y-40.0;N6 G45X30.0;N7 G45G03X30.0J30.0;N8 G45G01Y20.0;N9 G46X0;N10 G46G02X-30.0Y30.0J30.0;N11 G45G01Y0;N12 G47X-120.0;N13 G47Y-80.0;N14 G46G00X80.0Y-50.0;第7页/共44页 注塑模具制造中广泛应用深孔

11、钻削注塑模具制造中广泛应用深孔钻削(枪钻枪钻)，这种方法需要一个特别的机床，这种方法需要一个特别的机床或用其他机床连接深孔钻削装置，如铣床。钻削在水平面内操作，与普通的或用其他机床连接深孔钻削装置，如铣床。钻削在水平面内操作，与普通的钻床或铣床有四个重要的不同：钻床或铣床有四个重要的不同：机床钻孔的深度能够相当大。机床钻孔的深度能够相当大。钻头支撑可非常接近工件，如同钻削夹具。钻头支撑可非常接近工件，如同钻削夹具。钻头的切削刃直接受到压力润滑和冷却。钻头的切削刃直接受到压力润滑和冷却。钻头钻通固体材料，不需预钻。钻头钻通固体材料，不需预钻。有两种钻头，区别是内部去屑或外部去屑，外部去屑方法是最

12、常用的。有两种钻头，区别是内部去屑或外部去屑，外部去屑方法是最常用的。横截面上的深孔钻 第8页/共44页1 1枪钻材料枪钻材料枪钻材料枪钻材料 钻头的工作端，由硬质合金制成。比高速钢更硬，寿命更长。钻头的工作端，由硬质合金制成。比高速钢更硬，寿命更长。头部是用铜焊将其焊接在一根长的钢管上，钢管另一端被固定在头部是用铜焊将其焊接在一根长的钢管上，钢管另一端被固定在机床夹头上。工作端全新时约机床夹头上。工作端全新时约40 mm40 mm长，切削刃部可重磨，直到长，切削刃部可重磨，直到剩余的长度不足以在孔内起导向作用。工作端越短，偏离的危险剩余的长度不足以在孔内起导向作用。工作端越短，偏离的危险就越

13、大。就越大。2 2钻头的切削刃钻头的切削刃钻头的切削刃钻头的切削刃 切削刃的角度取决于被切削的材料，短刃大约切削刃的角度取决于被切削的材料，短刃大约3030、长刃大、长刃大约约2020，如图，如图4-124-12所示。这是麻花钻和深孔钻最明显的区别。没有所示。这是麻花钻和深孔钻最明显的区别。没有凿尖刃，但是钻头非常尖锐，明确规定的凿尖刃，但是钻头非常尖锐，明确规定的V V形切削刃，围绕着钻形切削刃，围绕着钻头中心和所谓的头中心和所谓的WW形槽旋转，保持钻头在中心上，甚至当切削刃形槽旋转，保持钻头在中心上，甚至当切削刃在工件内部离导向套很远处时仍然可以工作。当钻头逐步进入工在工件内部离导向套很远

14、处时仍然可以工作。当钻头逐步进入工件时，头部和杆部件时，头部和杆部3/43/4圆柱比麻花钻上非常窄的棱边能提供更好圆柱比麻花钻上非常窄的棱边能提供更好的导向，这就有助于防止钻头偏离。的导向，这就有助于防止钻头偏离。第9页/共44页3 3钻头定位钻头定位钻头定位钻头定位 采用类似钻削夹具的方法来进行，钻套属于钻头且随钻头一起供货。钻采用类似钻削夹具的方法来进行，钻套属于钻头且随钻头一起供货。钻套导向在出屑盒顶端被固定到机器上，出屑盒用来收集返回的冷却液和切屑，套导向在出屑盒顶端被固定到机器上，出屑盒用来收集返回的冷却液和切屑，并且精确地定位钻头。导向面紧紧对着工件表面固定，以致于通过出屑槽返并且

15、精确地定位钻头。导向面紧紧对着工件表面固定，以致于通过出屑槽返回的冷却液和切屑能进入出屑盒而无渗漏。回的冷却液和切屑能进入出屑盒而无渗漏。4.4.切削刃的冷却切削刃的冷却切削刃的冷却切削刃的冷却 钻头在整个长度上有一孔，让冷却液通过高压吸入，冷却液出口正好在钻头在整个长度上有一孔，让冷却液通过高压吸入，冷却液出口正好在切削刃后面，它冷却和润滑钻头，使孔内摩擦最小，冷却液还通过钻头的扇切削刃后面，它冷却和润滑钻头，使孔内摩擦最小，冷却液还通过钻头的扇形开口，将切屑冲出。然后冷却液与切屑分离，经过过滤后重新吸入。形开口，将切屑冲出。然后冷却液与切屑分离，经过过滤后重新吸入。枪钻在工件表面的定位 第

16、10页/共44页4.2 4.2 电火花加工电火花加工电火花加工电火花加工 电火花加工是一种复制成形工艺，在绝缘溶液中通过短暂的、连续的放电而去除材料。碳氢化合物是标准的绝缘体，也可以使用含有可溶有机酸成分的水作为介质。工具电极一般加工成模具的形状，以复制模具轮廓。第11页/共44页 在连续的放电冲击下，工件和电极上的材料被加热到熔化或在连续的放电冲击下，工件和电极上的材料被加热到熔化或气化温度并在电子或机械力的作用下爆裂开。通过对工艺参数气化温度并在电子或机械力的作用下爆裂开。通过对工艺参数的合理选择，可使工件上的材料去除量远远多于电极上的材料的合理选择，可使工件上的材料去除量远远多于电极上的

17、材料去除量，工具损耗量甚至仅占工件损耗量的去除量，工具损耗量甚至仅占工件损耗量的0.1%0.1%以下。以下。放电两极都有凹坑产生，其尺寸与放电的能量有关。于是，放电两极都有凹坑产生，其尺寸与放电的能量有关。于是，高放电能量的粗加工和精加工之间应有区别。放电凹坑使模具高放电能量的粗加工和精加工之间应有区别。放电凹坑使模具表面形成特定结构、特定粗糙度，并且呈现席形表面。碎屑从表面形成特定结构、特定粗糙度，并且呈现席形表面。碎屑从放电间隙中冲走并沉积到容器底部。可将放电动作设计成相对放电间隙中冲走并沉积到容器底部。可将放电动作设计成相对运动，只需要将工具电极和夹具一起抬高很短一段距离便可，运动，只需

18、要将工具电极和夹具一起抬高很短一段距离便可，提升运动导致间隙里的绝缘体改变。对于平面型腔而言，这种提升运动导致间隙里的绝缘体改变。对于平面型腔而言，这种冲洗设计确实足够了。但对于复杂的轮廓，还需要对工件和工冲洗设计确实足够了。但对于复杂的轮廓，还需要对工件和工具电极加双重压力或吸力冲刷。具电极加双重压力或吸力冲刷。第12页/共44页 在简单的垂直熔蚀中，熔在简单的垂直熔蚀中，熔蚀的形状由电极的形状和尺寸所蚀的形状由电极的形状和尺寸所决定。清角加工不易，但行星放决定。清角加工不易，但行星放电加工的引入使其熔蚀技术得到电加工的引入使其熔蚀技术得到扩展。行星放电加工是一种在工扩展。行星放电加工是一种

19、在工件和电极之间有相对运动的加工件和电极之间有相对运动的加工技术，这种相对运动是垂直、偏技术，这种相对运动是垂直、偏心和盘旋三种运动的组合，行星心和盘旋三种运动的组合，行星放电加工也被称为三维或多维空放电加工也被称为三维或多维空间技术。间技术。偏心运动偏心运动手动手动受限于受限于Z轴功能轴功能自动自动R运动方向运动方向Z轴Z轴侧轴与Z轴相关Z轴侧轴与Z轴无关旋转速率旋转速率可调与工艺相关与工艺相关与与R运动组运动组合合第13页/共44页 对于任意形状通孔的加工，线切割是相当经济的方法。开敞的型腔壁可对于任意形状通孔的加工，线切割是相当经济的方法。开敞的型腔壁可以先倾斜，然后进行线切割加工。线切

20、割加工效率很高，在模板上可直接加以先倾斜，然后进行线切割加工。线切割加工效率很高，在模板上可直接加工型腔。工型腔。工件的金属材料在与细丝电极之间在没有接触和机械作用的情况下被切工件的金属材料在与细丝电极之间在没有接触和机械作用的情况下被切割，电极在数控下像带锯一样穿过金属，去离子水是绝缘液体，通过同轴喷割，电极在数控下像带锯一样穿过金属，去离子水是绝缘液体，通过同轴喷管流入切割区，随后被清理并在分离设备中回收，现代线切割设备已具有管流入切割区，随后被清理并在分离设备中回收，现代线切割设备已具有5 5轴轴CNCCNC高精度定位系统。高精度定位系统。4.3 4.3 电火花线切割电火花线切割电火花线

21、切割电火花线切割 去离子水比碳氢化合物的优点更多。能产生更宽的火花间隙，从而改善冲洗及整个工艺，淬屑更少，无固体分解物体并且不会产生电弧，从而不容易把线弄断。第14页/共44页4.4 4.4 型面整修与抛光型面整修与抛光型面整修与抛光型面整修与抛光4.4.1 4.4.1 模具表面精整与符号模具表面精整与符号模具表面精整与符号模具表面精整与符号 精度要求精度要求m m加工方法加工方法规定规定典型应用典型应用0.025研磨,8000钻石0.025Petri盘，光学质量0.05900磨石,8000钻石,抛光0.05且擦光试管0.08900磨石,3000钻石,抛光0.08且擦光水晶玻璃杯0.10600

22、磨石,3000钻石,抛光0.1且擦光不透明，发亮的表面0.100.20900拉磨石,900拉磨石和蒸汽珩磨0.100.200.100.20且蒸汽珩磨擦光不透明表面无光泽表面0.100.15900拉磨石和蒸汽珩磨擦光0.100.15且蒸汽珩磨擦光半透明粗整0.2600拉磨石,3000钻石擦光0.2且擦光一般用途0.20.3400600磨石和喷砂0.20.3且喷砂工艺制品，不规定精整纹理精整a)表面精整符号与类型 b)精整记号涉及的范围图4-20 图纸上的精整符号 第15页/共44页4.4.2 4.4.2 特殊纹理特殊纹理特殊纹理特殊纹理 像篮子编织图案、皮革像篮子编织图案、皮革等纹理是供应商制作

23、的，它等纹理是供应商制作的，它是通过化学蚀刻方法将表面是通过化学蚀刻方法将表面部分材料去除而形成的。纹部分材料去除而形成的。纹理由参考样本定义，只需标理由参考样本定义，只需标定名称和代码。设计者必须定名称和代码。设计者必须要标识纹理范围以及应用深要标识纹理范围以及应用深度。度。如图如图4-224-22所示，如果产品所示，如果产品图上没有清楚标识纹理将会图上没有清楚标识纹理将会出现问题，图出现问题，图4-22a)4-22a)中，制品中，制品的高度的高度h h包括纹理部分，而图包括纹理部分，而图4-22b)4-22b)中，纹理部分在高度中，纹理部分在高度h h之上。由于纹理的深度通常之上。由于纹理

24、的深度通常是是0.050.l mm0.050.l mm，甚至更大。，甚至更大。a)纹理深度没有标识 b)纹理深度d包括在高度h内 c)纹理深度d凸出于表面图4-22零件图没有标深度d的二义性 第16页/共44页1.EDM1.EDM蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻。各种纹理都能被加工成进行电火花加工的电极，。各种纹理都能被加工成进行电火花加工的电极，这个电极能满足模具表面所要求的精整。在电火花加工工艺中，这个电极能满足模具表面所要求的精整。在电火花加工工艺中，电极深入到通常已淬过火的模具钢中。电极深入到通常已淬过火的模具钢中。2.EDM 2.EDM 精整精整精整精整。用光滑的电极靠近相配的工件光滑面，就可以进。

25、用光滑的电极靠近相配的工件光滑面，就可以进行精整。在整个与电极接触的区域产生均匀的精整，精整的晶粒行精整。在整个与电极接触的区域产生均匀的精整，精整的晶粒大小通过控制使用的电流强度掌握。要规定和检查精整的程度，大小通过控制使用的电流强度掌握。要规定和检查精整的程度，可使用可使用VDI(VDI(德国工程组织德国工程组织)颁布的切片比较，虽具有主观影响，颁布的切片比较，虽具有主观影响，大多数应用还是满意的。大多数应用还是满意的。EDM精整切片比较 第17页/共44页4.4.3 4.4.3 喷砂和蒸汽珩磨喷砂和蒸汽珩磨喷砂和蒸汽珩磨喷砂和蒸汽珩磨 这种精整方法用于机加工和热处理之后，使得无光泽的表面

26、这种精整方法用于机加工和热处理之后，使得无光泽的表面达到模塑面要求。在垂直或接近垂直的模塑面，这样的粗糙度达到模塑面要求。在垂直或接近垂直的模塑面，这样的粗糙度会阻碍顶出。会阻碍顶出。对于低密度聚乙烯对于低密度聚乙烯(LDPE)(LDPE)和少数其他塑料和少数其他塑料(例如聚氨基甲酸例如聚氨基甲酸酯酯PUPU等等)的产品，顶出实际可通过模塑表面的一定粗糙度来加以的产品，顶出实际可通过模塑表面的一定粗糙度来加以改进。如果需要光面，在喷砂之后还要擦光。这样的粗糙度使改进。如果需要光面，在喷砂之后还要擦光。这样的粗糙度使用过程中会被磨掉，所以，必要时模具也要表面粗糙化处理，用过程中会被磨掉，所以，必

27、要时模具也要表面粗糙化处理，以保证作业时不出现顶出问题。以保证作业时不出现顶出问题。1.1.喷砂喷砂喷砂喷砂。四个等级的氧化铝。四个等级的氧化铝(磨料磨料)是喷砂时常用的，分为是喷砂时常用的，分为80(80(最最粗粗),#120),#120，#180#180和和240(240(最细最细)，喷砂被固定用来清理热处理留，喷砂被固定用来清理热处理留下的氧化皮。下的氧化皮。2.2.蒸汽珩磨蒸汽珩磨蒸汽珩磨蒸汽珩磨。蒸汽珩磨并不涉及蒸汽。它实际是用手持喷管将非。蒸汽珩磨并不涉及蒸汽。它实际是用手持喷管将非常细的玻璃球吹打到模具表面，采用压缩空气，整个过程用肉常细的玻璃球吹打到模具表面，采用压缩空气，整个

28、过程用肉眼来控制。当整个表面呈现无光泽时，这个过程即结束。需要眼来控制。当整个表面呈现无光泽时，这个过程即结束。需要处理的地方须在图纸上明确标出。处理的地方须在图纸上明确标出。第18页/共44页4.4.4 4.4.4 抛光和擦光抛光和擦光抛光和擦光抛光和擦光 抛光是借助于工具，通过工件上自由磨粒作用，使金属去除抛光是借助于工具，通过工件上自由磨粒作用，使金属去除的方法。这些方法之间的差距仅在于去除的程度。抛光机和研磨的方法。这些方法之间的差距仅在于去除的程度。抛光机和研磨机可获得较规则的表面，要是采用手工精整的话，特别是那些不机可获得较规则的表面，要是采用手工精整的话，特别是那些不熟练的操作者

29、，容易造成表面波纹程度加大，甚至给原先平直并熟练的操作者，容易造成表面波纹程度加大，甚至给原先平直并不粗糙的表面也增加了波纹。不粗糙的表面也增加了波纹。1 1拉抛拉抛拉抛拉抛。拉抛是采用毡棍，以及和擦光同样的钻石膏沿塑模区。拉抛是采用毡棍，以及和擦光同样的钻石膏沿塑模区域的拉磨方向上运动，工件固定。在与顶出方向成直角方向上车、域的拉磨方向上运动，工件固定。在与顶出方向成直角方向上车、铣、磨削加工，表面产生的脊起和沟槽，对于顶出会产生严重的铣、磨削加工，表面产生的脊起和沟槽，对于顶出会产生严重的问题，在有深槽的地方甚至会阻碍和破坏塑料件成型，这个问题问题，在有深槽的地方甚至会阻碍和破坏塑料件成型

30、，这个问题必须通过在可能产生这些问题的模具零件上沿顶出方向的抛光来必须通过在可能产生这些问题的模具零件上沿顶出方向的抛光来解决。普通的抛光只能抹平脊起，波纹仍然存在，仍会影响顶出。解决。普通的抛光只能抹平脊起，波纹仍然存在，仍会影响顶出。拉抛影响模具性能。采用最小斜度的模具表面的图纸上，必须规拉抛影响模具性能。采用最小斜度的模具表面的图纸上，必须规定采取拉抛，附加到产品的精整规格上。定采取拉抛，附加到产品的精整规格上。2 2钻石磨料钻石磨料钻石磨料钻石磨料。抛光是借助于工具，使带到工件上的磨料产生作。抛光是借助于工具，使带到工件上的磨料产生作用而使金属分离。磨料常用钻石磨料，用筛孔尺寸划分其级

31、别。用而使金属分离。磨料常用钻石磨料，用筛孔尺寸划分其级别。第19页/共44页 擦光采用手持旋转毡轮和钻石膏擦光采用手持旋转毡轮和钻石膏#15#15、#9#9、#6#6和和#3#3，工件可旋转也可静，工件可旋转也可静止。擦光分为两步，首先是止。擦光分为两步，首先是“切削切削”，通过去除表面缺陷或划痕，使表面精，通过去除表面缺陷或划痕，使表面精制，从而获得相对平滑的表面。第二步是制，从而获得相对平滑的表面。第二步是“着色着色”，切削过的表面进一步精，切削过的表面进一步精制，产生最大的光泽。金刚石磨料使用不同工具时的嵌入情况如图制，产生最大的光泽。金刚石磨料使用不同工具时的嵌入情况如图4-254-

32、25所示，所示，图图4-264-26则表示各种磨料的作业过程。则表示各种磨料的作业过程。表面材料的去除量取决于植入表面材料的去除量取决于植入“工具工具”中磨料的尺寸。当磨粒切削时，中磨料的尺寸。当磨粒切削时，旋转并且逐渐随金属颗粒落下。磨粒植入比较硬的基体，例如木材、铜、铁旋转并且逐渐随金属颗粒落下。磨粒植入比较硬的基体，例如木材、铜、铁或钢，在其脱落之前，使模具表面去除更多，但也更有可能使表面刮伤。或钢，在其脱落之前，使模具表面去除更多，但也更有可能使表面刮伤。图4-25 用软(左)、中等(中)和硬(右)工具将金刚右磨料嵌入淬火钢表面 第20页/共44页a)9号磨粒抛光 b)6号磨粒切削 c

33、)3号磨粒着色图4-26不同磨料与毡衬底用于抛光和擦光的不同阶段第21页/共44页 由于需要装饰或增加某些功能，经常需要在模具表面加工出纹理，或是由于需要装饰或增加某些功能，经常需要在模具表面加工出纹理，或是出于包装的原因，或是使注塑制品表面抗刮伤和抗磨损（例如羽毛或木材纹出于包装的原因，或是使注塑制品表面抗刮伤和抗磨损（例如羽毛或木材纹理）或是增加舒适的手感，模具纹理也用于掩饰流痕和熔接痕。理）或是增加舒适的手感，模具纹理也用于掩饰流痕和熔接痕。电化学腐蚀工艺的基础是金属在酸和盐溶液中的溶解性。金属材料的溶电化学腐蚀工艺的基础是金属在酸和盐溶液中的溶解性。金属材料的溶解是材料的微观区域之间或

34、材料与蚀刻介质之间的电压势差的结果。金属原解是材料的微观区域之间或材料与蚀刻介质之间的电压势差的结果。金属原子释放出电子并从金属点阵中以离子的形式逸出，自由的离子在蚀刻介质中，子释放出电子并从金属点阵中以离子的形式逸出，自由的离子在蚀刻介质中，被阳离子和阴离子中和。腐蚀下来的金属和阴离子相结合生成不能溶解的金被阳离子和阴离子中和。腐蚀下来的金属和阴离子相结合生成不能溶解的金属盐，然后通过过滤或离心分离从蚀刻介质中除掉。属盐，然后通过过滤或离心分离从蚀刻介质中除掉。几乎所有的金属，若没有某些合金元素，如镍或铬的限制，包括不锈钢几乎所有的金属，若没有某些合金元素，如镍或铬的限制，包括不锈钢都可以用

35、化学方法加工或产生纹理。除了钢模具，不含铁的金属模具也可用都可以用化学方法加工或产生纹理。除了钢模具，不含铁的金属模具也可用化学方法处理。化学方法处理。4.5 4.5 电化学蚀刻电化学蚀刻电化学蚀刻电化学蚀刻 第22页/共44页 模具的初始粗糙度对于腐蚀后表面的质量具有重要的影响，机加工的痕模具的初始粗糙度对于腐蚀后表面的质量具有重要的影响，机加工的痕模具的初始粗糙度对于腐蚀后表面的质量具有重要的影响，机加工的痕模具的初始粗糙度对于腐蚀后表面的质量具有重要的影响，机加工的痕迹可能未被覆盖并隐约可见。因此，在腐蚀模具表面应该用研磨剂来磨平。迹可能未被覆盖并隐约可见。因此，在腐蚀模具表面应该用研磨

36、剂来磨平。迹可能未被覆盖并隐约可见。因此，在腐蚀模具表面应该用研磨剂来磨平。迹可能未被覆盖并隐约可见。因此，在腐蚀模具表面应该用研磨剂来磨平。允许的腐蚀深度取决于注塑条件。去除材料的速度取决于腐蚀介质、温度和允许的腐蚀深度取决于注塑条件。去除材料的速度取决于腐蚀介质、温度和允许的腐蚀深度取决于注塑条件。去除材料的速度取决于腐蚀介质、温度和允许的腐蚀深度取决于注塑条件。去除材料的速度取决于腐蚀介质、温度和材料的类型，随着温度的升高而增加。材料的类型，随着温度的升高而增加。材料的类型，随着温度的升高而增加。材料的类型，随着温度的升高而增加。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法

37、，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。通常有两种腐蚀方法，浸渍蚀刻和喷射腐蚀。第23页/共44页 有多种覆盖技术可以防有多种覆盖技术可以防有多种覆盖技术可以防有多种覆盖技术可以防止非腐蚀区域材料被去除，止非腐蚀区域材料被去除，止非腐蚀区域材料被去除，止非腐蚀区域材料被去除，这些技术取决于要加工的这些技术取决于要加工的这些技术取决于要加工的这些技术取决于要加工的纹理种类，覆盖方法包括纹理种类，覆盖方法包括纹理种类，

38、覆盖方法包括纹理种类，覆盖方法包括人工覆盖、丝印覆盖到光人工覆盖、丝印覆盖到光人工覆盖、丝印覆盖到光人工覆盖、丝印覆盖到光化学方法覆盖。化学方法覆盖。化学方法覆盖。化学方法覆盖。光化学方法覆盖能确保光化学方法覆盖能确保光化学方法覆盖能确保光化学方法覆盖能确保完成高精度的加工。金属完成高精度的加工。金属完成高精度的加工。金属完成高精度的加工。金属表面涂有光敏涂层，它由表面涂有光敏涂层，它由表面涂有光敏涂层，它由表面涂有光敏涂层，它由胶片上的图案复制而来。胶片上的图案复制而来。胶片上的图案复制而来。胶片上的图案复制而来。采用电火花熔蚀，特别是采用电火花熔蚀，特别是采用电火花熔蚀，特别是采用电火花熔

39、蚀，特别是光化学腐蚀（蚀刻）技术，光化学腐蚀（蚀刻）技术，光化学腐蚀（蚀刻）技术，光化学腐蚀（蚀刻）技术，几乎可以得到任何形状与几乎可以得到任何形状与几乎可以得到任何形状与几乎可以得到任何形状与图案的表面设计。图案的表面设计。图案的表面设计。图案的表面设计。4.5 4.5 电化学蚀刻电化学蚀刻电化学蚀刻电化学蚀刻 第24页/共44页 电火花熔蚀的模具表面具有平坦的圆形放射凹坑结构，而光电火花熔蚀的模具表面具有平坦的圆形放射凹坑结构，而光电火花熔蚀的模具表面具有平坦的圆形放射凹坑结构，而光电火花熔蚀的模具表面具有平坦的圆形放射凹坑结构，而光化学腐蚀则完全不同，放射凹坑呈锐角边且更深一些。两种结构

40、化学腐蚀则完全不同，放射凹坑呈锐角边且更深一些。两种结构化学腐蚀则完全不同，放射凹坑呈锐角边且更深一些。两种结构化学腐蚀则完全不同，放射凹坑呈锐角边且更深一些。两种结构都可以通过随后的硬（金刚砂）或软（玻璃球）颗粒冲击得以纠都可以通过随后的硬（金刚砂）或软（玻璃球）颗粒冲击得以纠都可以通过随后的硬（金刚砂）或软（玻璃球）颗粒冲击得以纠都可以通过随后的硬（金刚砂）或软（玻璃球）颗粒冲击得以纠正，并且调节到满意为止。用硬颗粒，轮廓变得粗糙；用软颗粒，正，并且调节到满意为止。用硬颗粒，轮廓变得粗糙；用软颗粒，正，并且调节到满意为止。用硬颗粒，轮廓变得粗糙；用软颗粒，正，并且调节到满意为止。用硬颗粒，

41、轮廓变得粗糙；用软颗粒，则变得光滑。则变得光滑。则变得光滑。则变得光滑。注塑制品成型表面的复制效果，取决于塑料的黏度、固化速注塑制品成型表面的复制效果，取决于塑料的黏度、固化速注塑制品成型表面的复制效果，取决于塑料的黏度、固化速注塑制品成型表面的复制效果，取决于塑料的黏度、固化速度、注射压力和模具温度等参数。度、注射压力和模具温度等参数。度、注射压力和模具温度等参数。度、注射压力和模具温度等参数。熔液的黏度越低，复制的准确性就越高。因此，低熔化黏度熔液的黏度越低，复制的准确性就越高。因此，低熔化黏度熔液的黏度越低，复制的准确性就越高。因此，低熔化黏度熔液的黏度越低，复制的准确性就越高。因此，低

42、熔化黏度的塑料能精确复制模具表面并具有锋利的边，形成紧密配合且抗的塑料能精确复制模具表面并具有锋利的边，形成紧密配合且抗的塑料能精确复制模具表面并具有锋利的边，形成紧密配合且抗的塑料能精确复制模具表面并具有锋利的边，形成紧密配合且抗损坏的表面。而高熔化黏度的塑料形成圆形的、有光泽但容易损损坏的表面。而高熔化黏度的塑料形成圆形的、有光泽但容易损损坏的表面。而高熔化黏度的塑料形成圆形的、有光泽但容易损损坏的表面。而高熔化黏度的塑料形成圆形的、有光泽但容易损坏的注塑制品表面。坏的注塑制品表面。坏的注塑制品表面。坏的注塑制品表面。浇口和流道的尺寸和位置尤为重要。如果浇口的位置不合适，浇口和流道的尺寸和

43、位置尤为重要。如果浇口的位置不合适，浇口和流道的尺寸和位置尤为重要。如果浇口的位置不合适，浇口和流道的尺寸和位置尤为重要。如果浇口的位置不合适，在远离浇口的区域会发现复制效果很差，光泽增加，其原因是距在远离浇口的区域会发现复制效果很差，光泽增加，其原因是距在远离浇口的区域会发现复制效果很差，光泽增加，其原因是距在远离浇口的区域会发现复制效果很差，光泽增加，其原因是距离浇口稍远的塑料熔融已经冷却因此压力太低不能复制细节。离浇口稍远的塑料熔融已经冷却因此压力太低不能复制细节。离浇口稍远的塑料熔融已经冷却因此压力太低不能复制细节。离浇口稍远的塑料熔融已经冷却因此压力太低不能复制细节。在脱模过程中，有

44、纹理的表面像侧向凹凸部分一样阻碍脱模。在脱模过程中，有纹理的表面像侧向凹凸部分一样阻碍脱模。在脱模过程中，有纹理的表面像侧向凹凸部分一样阻碍脱模。在脱模过程中，有纹理的表面像侧向凹凸部分一样阻碍脱模。因此，蚀刻或电火花熔蚀的深度一定不能超过脱模斜度的要求，因此，蚀刻或电火花熔蚀的深度一定不能超过脱模斜度的要求，因此，蚀刻或电火花熔蚀的深度一定不能超过脱模斜度的要求，因此，蚀刻或电火花熔蚀的深度一定不能超过脱模斜度的要求，纹理的方向是否与注射方向垂直、平行或无规则是很重要的。纹理的方向是否与注射方向垂直、平行或无规则是很重要的。纹理的方向是否与注射方向垂直、平行或无规则是很重要的。纹理的方向是否

45、与注射方向垂直、平行或无规则是很重要的。第25页/共44页 激光雕刻已经初步可以用于注塑模具，激光束由透镜汇集起来，聚焦于激光雕刻已经初步可以用于注塑模具，激光束由透镜汇集起来，聚焦于激光雕刻已经初步可以用于注塑模具，激光束由透镜汇集起来，聚焦于激光雕刻已经初步可以用于注塑模具，激光束由透镜汇集起来，聚焦于加工对象上，能在焦点处产生高于加工对象上，能在焦点处产生高于加工对象上，能在焦点处产生高于加工对象上，能在焦点处产生高于2000W/mm22000W/mm2的能量密度，可在钢中产生的能量密度，可在钢中产生的能量密度，可在钢中产生的能量密度，可在钢中产生约约约约25002500的高温。同时，焦

46、点暴露在含氧量很高的油气中，于是，焦点处的的高温。同时，焦点暴露在含氧量很高的油气中，于是，焦点处的的高温。同时，焦点暴露在含氧量很高的油气中，于是，焦点处的的高温。同时，焦点暴露在含氧量很高的油气中，于是，焦点处的钢便燃烧起来。如果激光束沿着钢表面移动，由于热应力的作用，就会从钢钢便燃烧起来。如果激光束沿着钢表面移动，由于热应力的作用，就会从钢钢便燃烧起来。如果激光束沿着钢表面移动，由于热应力的作用，就会从钢钢便燃烧起来。如果激光束沿着钢表面移动，由于热应力的作用，就会从钢中分离形成氧化铁珠。增加焦点处的激光束强度也可以使金属熔化，产生熔中分离形成氧化铁珠。增加焦点处的激光束强度也可以使金属

47、熔化，产生熔中分离形成氧化铁珠。增加焦点处的激光束强度也可以使金属熔化，产生熔中分离形成氧化铁珠。增加焦点处的激光束强度也可以使金属熔化，产生熔液也可以以炽热的微滴形式被气体火焰吹走。液也可以以炽热的微滴形式被气体火焰吹走。液也可以以炽热的微滴形式被气体火焰吹走。液也可以以炽热的微滴形式被气体火焰吹走。激光束在焦点处的直径及激光轨迹的宽度约为激光束在焦点处的直径及激光轨迹的宽度约为激光束在焦点处的直径及激光轨迹的宽度约为激光束在焦点处的直径及激光轨迹的宽度约为0.3mm0.3mm。轨迹行间的标准。轨迹行间的标准。轨迹行间的标准。轨迹行间的标准宽度是宽度是宽度是宽度是0.050.2mm0.050

48、.2mm。其。其。其。其0.05mm0.05mm的偏移量产生的偏移量产生的偏移量产生的偏移量产生RaRa为为为为1.51.5 m m 的表面粗糙度，几的表面粗糙度，几的表面粗糙度，几的表面粗糙度，几乎与腐蚀产生的表面质量相同。型腔一层一层的加工，层的厚度一般是乎与腐蚀产生的表面质量相同。型腔一层一层的加工，层的厚度一般是乎与腐蚀产生的表面质量相同。型腔一层一层的加工，层的厚度一般是乎与腐蚀产生的表面质量相同。型腔一层一层的加工，层的厚度一般是0.050.2mm 0.050.2mm 之间。一种特殊的控制装置确保激光束的渗透深度保持为预定之间。一种特殊的控制装置确保激光束的渗透深度保持为预定之间。

49、一种特殊的控制装置确保激光束的渗透深度保持为预定之间。一种特殊的控制装置确保激光束的渗透深度保持为预定的值（例如，在的值（例如，在的值（例如，在的值（例如，在NC NC 程序中预先设定）。允许的公差是程序中预先设定）。允许的公差是程序中预先设定）。允许的公差是程序中预先设定）。允许的公差是0.025mm0.025mm。在计算机上直接编程的方法首次提供了将任意硬度、任意种类的合金钢在计算机上直接编程的方法首次提供了将任意硬度、任意种类的合金钢在计算机上直接编程的方法首次提供了将任意硬度、任意种类的合金钢在计算机上直接编程的方法首次提供了将任意硬度、任意种类的合金钢及其他材料直接加工成所需形状的可

50、能性，而无需考虑材料的影响。因此，及其他材料直接加工成所需形状的可能性，而无需考虑材料的影响。因此，及其他材料直接加工成所需形状的可能性，而无需考虑材料的影响。因此，及其他材料直接加工成所需形状的可能性，而无需考虑材料的影响。因此，激光雕刻有望代替近年发展起来的大多数快速加工工艺。虽然激光雕刻加工激光雕刻有望代替近年发展起来的大多数快速加工工艺。虽然激光雕刻加工激光雕刻有望代替近年发展起来的大多数快速加工工艺。虽然激光雕刻加工激光雕刻有望代替近年发展起来的大多数快速加工工艺。虽然激光雕刻加工出的模具表面质量和尺寸还不能满足所有的要求，但是，这种工艺和其他工出的模具表面质量和尺寸还不能满足所有的