模具制造工藝

1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁教學(xué)課題第七講 2.1 模架的加工 （2 學(xué)時(shí) ）教學(xué)目的與要求了解沖模模架的分類和組成； 理解機(jī)械零件外圓加工方案選擇；掌握沖模的導(dǎo)柱零件加工工藝過程制定的內(nèi)容和步驟；教學(xué)重點(diǎn)典型導(dǎo)柱的加工工藝過程難點(diǎn)外圓加工方案選擇主要教學(xué)方法和手段講授、討論教具多媒體、現(xiàn)場主 要 教 學(xué) 要 點(diǎn)第二章 模具零件的機(jī)械加工第一節(jié) 模架的加工 一、冷沖模模架的種類 二、導(dǎo)柱的加工（1）導(dǎo)柱的作用及工藝分析 （2）材料及毛坯（3）加工工藝路線1） 導(dǎo)柱的主要表面加工2）導(dǎo)柱加工順序3）導(dǎo)柱研磨加工 （4）加工余量的確定（5） 加工工藝過程課后作業(yè)習(xí)題集 P186 五.6安徽機(jī)電職業(yè)

2、技術(shù)學(xué)院教案續(xù)頁第二章 模具零件的機(jī)械加工 第一節(jié) 模架的加工一、冷沖模模架（1）作用： 模具是用來安裝模具的工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件， 并保證模具的工作部分在工作時(shí)間具 有正確的相對位置。（2）組成：上、下模座，導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動(dòng)導(dǎo)向的標(biāo)準(zhǔn)冷沖模模架結(jié)構(gòu)如圖2-1。圖 2-1 冷沖模模架a) 對角導(dǎo)柱模架 b) 中間導(dǎo)柱模架 c) 后側(cè)導(dǎo)柱模架 d) 四導(dǎo)柱模架1上模座 2導(dǎo)套 3導(dǎo)套 4下模座二、導(dǎo)柱的加工(1)在模具中起導(dǎo)向作用，并保證凸模和凹模在工作時(shí)具有正確的相對位置；保證模架的 活動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無阻滯現(xiàn)象。冷沖模標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套如圖 2-2。圖 2 2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套 a) 導(dǎo)柱 b) 導(dǎo)套

3、2)基本構(gòu)成：回轉(zhuǎn)體表面3)材料：熱軋圓鋼(4)加工工藝路線1) 1) 1) 導(dǎo)柱的加工 導(dǎo)柱的加工工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1下料按尺寸 35mm 215mm 切斷鋸床2車端面鉆中心孔車端面保證長度 212.5mm鉆中心孔調(diào)頭車端面保證 210mm 鉆中心孔臥式車床3車外圓車外圓至 32.4mm切 10mm 0.5mm 槽到尺寸 車端部調(diào)頭車外圓至 32.4mm 車端部臥式車床4檢驗(yàn)5熱處理按熱處理工藝進(jìn)行，保證滲碳層深度 0.81.2mm ，表面硬度 5862HRC6研中心孔研中心孔 調(diào)頭研另一端中心孔臥式車床7磨外圓磨 32h6 外圓留研磨量 0.01mm 調(diào)頭磨 32r4 外圓

4、到尺寸外圓磨8研磨研磨外圓 32h6 達(dá)要求 拋光圓角臥式車床9檢驗(yàn)導(dǎo)柱加工，外圓柱面的車削和磨削以兩端的中心孔定位，使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合。若中心孔有較大的同軸度誤差，將使中心孔和頂尖不能良好接觸，影響加工精度，如 圖 2-3 所示。圖 2-3 中心孔的圓度誤差使工件產(chǎn)生圓度誤差修正中心孔可采用磨、研磨和擠壓如下：車床用磨削方法修正中心孔如圖2-4。圖 2-4 磨中心孔1-三爪自定心卡盤 2-砂輪 3-工件 4-尾頂尖 擠壓中心孔的硬質(zhì)合金多棱頂尖如圖2-5。導(dǎo)柱在熱處理后修正中心孔，在于消除中心孔在熱處理過程中可能產(chǎn)生的變形和其它缺陷。安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁教學(xué)課題第八講 二、導(dǎo)套

5、的加工 （2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的理解機(jī)械零件內(nèi)孔的加工方案選擇；掌握沖模模架的導(dǎo)套與要求零件加工工藝過程制定的內(nèi)容和步驟；教學(xué)重點(diǎn)典型導(dǎo)套 加工工藝難點(diǎn)內(nèi)孔的加工方案選擇主要教學(xué)方法和手段講授、討論教具多媒體、現(xiàn)場三、導(dǎo)套的加工主（1）導(dǎo)套的作用及工藝分析要（2）材料及毛坯教（3）加工工藝路線學(xué)1） 導(dǎo)套的主要表面加工2）導(dǎo)套加工順序要3）導(dǎo)套研磨加工點(diǎn)（4）加工余量的確定（5） 加工工藝過程課后作業(yè)習(xí)題集 P186 五 .7安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案續(xù)頁第二章 模具零件的機(jī)械加工第一節(jié) 模架的加工三、導(dǎo)套的加工導(dǎo)套的加工工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1下料按尺寸 52mm 115mm 切斷鋸床2

6、車外圓及內(nèi)孔車端面保證長度 113mm 鉆 32mm 孔至 30mm 車 45mm 外圓至 45.4mm 倒角車 3 1 退刀槽至尺寸鏜 32mm 孔至 31.6mm 鏜油槽鏜 32mm 孔至尺寸倒角臥式車床3車外緣倒角車 48mm 的外圓至尺寸 車端面保證長度 110mm 倒內(nèi)外圓角臥式車床4檢驗(yàn)5熱處理按熱處理工藝進(jìn)行， 保證滲碳層深度 0.81.2mm ， 硬度 5862HRC6磨內(nèi)外圓磨 45mm 外圓達(dá)圖樣要求磨 32mm 內(nèi)孔，留研磨量 0.01mm萬能外圓磨床7研磨內(nèi)孔研磨 32mm 孔達(dá)圖樣要求 研磨圓弧臥式車床8檢驗(yàn)導(dǎo)套加工時(shí)正確選擇定位基準(zhǔn)，以保證內(nèi)外圓柱面的同軸度要求。單

7、件生產(chǎn)時(shí)： 采用一次裝夾磨出內(nèi)外圓，可避免由于多次裝夾帶來的誤差。但每磨一件需重新調(diào)整機(jī)床。批量加工時(shí)：可先磨內(nèi)孔，再把導(dǎo)套裝在專門設(shè)計(jì)的錐度（ 1/1000-1/5000 ， 60HRC以上）心軸上，以心 軸兩端的中心孔定位，磨削外圓柱面，如圖 2-6 。圖 2-6 用小錐度心軸安裝導(dǎo)套1導(dǎo)套 2心軸3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套研磨加工 目的：進(jìn)一步提高被加工表面的質(zhì)量，以達(dá)圖紙要求。導(dǎo)柱研磨工具6-2國皿“口）也幽”：助詢陰也累聞曇昔曇披吐唄曇扭諭轟醸齊七 M-2 附Q圍駅J廠3Tfl、.Jt1J-r 不正確 b） rR 正確 錐形銑刀的斜度應(yīng)小于被加工表面的傾斜角，如圖 仿形銷，如圖 2-97 所示。

8、 仿形銷的直徑計(jì)算： D=d+2 （Z+e） 材料：鋼、鋁、黃銅、塑料等圖 2-97 仿形銷4）仿形靠模 仿形加工的主要裝置， 。材料：石膏、木材、塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼板例 2-4 用仿形銑床加工圖 2-98 的鍛模型腔。圖 2-98 鍛模型腔（飛邊槽未表示出來） 在仿形銑削前將模坯加工成六面體，劃出中心線。3數(shù)控機(jī)床加工（1）數(shù)控銑床1）不需要制造仿形靠模。2）加工精度高，一般可達(dá) 0.020.03mm ，對同一形狀進(jìn)行重復(fù)加工，具有可靠的再現(xiàn)性。 3）通過數(shù)控指令實(shí)現(xiàn)了加工過程自動(dòng)化， 減少了停機(jī)時(shí)間， 使加工的生產(chǎn)效率得到提高。 采用數(shù)控銑床進(jìn)行三維形狀加工的控制方式有：1）二又二分之

9、一軸控制 如圖 2-99a 所示。2）三軸控制 如圖 2-99b 所示。3）五軸同時(shí)控制 如圖 2-99c 所示。圖 2-99 加工三維形狀的控制方式五軸同時(shí)控制，還可以加工表面的凹入部分進(jìn)行加工，如圖 2-100 所示。圖 2-100 五軸控制與三維控制比較數(shù)控機(jī)床程序編制的方法。 手工編制程序工藝處理階段 數(shù)字處理階段 編寫零件加工程序單 制作紙帶 自動(dòng)編制程序 通過電子計(jì)算機(jī)完成編程工作(2) 加工中心 一般是具有快速換刀功能，能進(jìn)行銑、鉆、鏜、攻螺紋等加工，一次裝夾工件后能自動(dòng)地完 成工件的大部或全部加工的數(shù)控機(jī)床。1) 帶自動(dòng)換刀裝置的加工中心換刀裝置 將夾夾持在機(jī)床主軸上的刀具和刀

10、具傳送裝置上的刀具進(jìn)行交換。拔刀換刀裝刀 刀庫儲存所需各種刀具的倉庫， 其功能是接受刀具傳送裝置送來的刀夾以及把刀夾給予刀具傳送 裝置。 刀具傳送裝置 在換刀裝置與刀具庫之間，快速而準(zhǔn)確地傳送刀具。2) 2) 2) 加工中心在模具制造中有效發(fā)揮作用應(yīng)注意的事項(xiàng)： 模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。加工形狀的標(biāo)準(zhǔn)化。 對工具系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)。 規(guī)范加工范圍和切削條件。 重視切削處理。 充實(shí)生產(chǎn)管理，提高機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)率。、 型腔表面加工技術(shù)（ 一）、型腔的拋光和研磨1手工拋光（1）用砂紙拋光手持砂紙， 壓在加工表面上作緩慢的運(yùn)動(dòng)， 以去除機(jī)械加工的切削痕跡， 使表面粗糙度減少， 是一種常見的拋光方法。（2）用油石拋光

11、主要是對型腔的平坦部位和槽的直線部分進(jìn)行。1）選用適當(dāng)種類的磨料、粒度、形狀的油石。2）根據(jù)拋光面大小選擇適當(dāng)大小的油石，以使油石能縱橫交叉運(yùn)動(dòng)。3）研磨在工件和工具（研具）之間加入研磨劑，在一定壓力下由工具和工件間的相對運(yùn)動(dòng)，驅(qū) 動(dòng)大量磨粒在加工表面上滾動(dòng)或滑擦，切下微細(xì)的金屬層而使加工表面的粗糙度減小。 2機(jī)械拋光（1）圓盤式磨光機(jī)如圖 2-103 所示。用手持式對一些大型模具去除仿形加工后的走刀痕跡及倒角，拋光 精度不高，其拋光程度接近粗磨。圖 2-103 圓盤式磨光機(jī)2）電動(dòng)拋光機(jī)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軟軸及手持式拋光機(jī)組成。圖 2-104 手持往復(fù)研拋頭的應(yīng)用2）手持直式旋轉(zhuǎn)研拋頭圖 2-1

12、05 用手持直式研拋頭進(jìn)行加工3電解修磨拋光 在拋光工件和拋光工具之間施壓以直流，利用通電后工件（陽極）與拋光工具（陰極） 在電解液中發(fā)生的陽極溶液作用來進(jìn)行拋光的一種工藝方法，如圖 2-106 所示。圖 2-106 電解修磨拋光圖 2-107 所示為電解修磨拋光的工作原理。圖 2-107 電解修磨拋光原理圖特點(diǎn)：1）電解修磨拋光不會(huì)使工件產(chǎn)生熱變形或應(yīng)力。2）工件硬度不影響加工速度。3）對型腔中用一般方法難以修磨的部分及形狀，可采用相應(yīng)形狀的修磨工具進(jìn)行加工，操 作方便、靈活。4）粗糙度一般為 Ra6.33.2 m。5）裝置簡單，工作電壓低，電解液無毒，生產(chǎn)安全。4超聲波拋光 是超聲加工的一

13、種形式，是利用超聲振動(dòng)的能量，通過機(jī)械裝置對型腔表面進(jìn)行拋光加 工的一種工藝方法。圖 2-69 是超聲波拋光的原理。 （1）原理超聲發(fā)生器能將 50Hz 的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩。 （2）磨料材料碳化硅、碳化硼、金剛砂（3）粗糙度 Ra0.630.08 m。（4）特點(diǎn)1）拋光效率高，能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。2）適用于各種型腔模具，對窄縫、深槽、不規(guī)則圓弧的拋光尤為適用。3）適用于不同材質(zhì)的拋光。 （二）、型腔的表面硬化處理目的：提高模具的耐用度。1 CVD 法 在高溫下將盛放工件的爐內(nèi)抽成真空或通入氫氣，再導(dǎo)入反應(yīng)氣體。氣體的化學(xué)反應(yīng)在 工件表面形成硬質(zhì)化合物涂層。（1）優(yōu)點(diǎn)1）處

14、理溫度高，涂層與基體之間的結(jié)合比較牢固。2）用于形狀復(fù)雜的模具也能獲得均勻的涂層。3）設(shè)備簡單，成本低，效果好（可提高模具壽命26 倍），易于推廣。（2）缺點(diǎn) 1）處理溫度高，易引起模具變形。2）涂層厚度較薄，處理后不允許研磨修正。3）處理溫度高，模具的基體會(huì)軟化，對高速鋼和高碳鋼高鉻鋼，必須進(jìn)行涂覆處理后于真 空或惰性氣體中再進(jìn)行淬火、回火處理。2 PVD 法在真空中把 Ti 等活性金屬熔融蒸發(fā)離子化后，在高壓靜電場中使離子加速并沉積于工件表 面形成涂層。（1）優(yōu)點(diǎn)1）處理溫度一般為 400600，不會(huì)影響 Cr12 型模具鋼原先的熱處理效果。 2）處理溫度低，模具變形小。（2）缺點(diǎn)1）涂層

15、與基體的結(jié)合強(qiáng)度較低。2）涂覆處理溫度低于 400，涂層性能下降， 不適于低溫回火的模具。3）采用一個(gè)蒸發(fā)源，對形狀復(fù)雜的模具覆蓋性能不好；多個(gè)蒸發(fā)源或使工件繞蒸發(fā)旋轉(zhuǎn)來 彌補(bǔ)，又會(huì)使設(shè)備復(fù)雜、成本提高。3 TD 法將工件浸入添加有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%20%的 Fe-V 、Fe-Nb、 Fe-Cr 等鐵合金粉末的高溫（8001250） 硼砂鹽熔爐中，保持 0.510h，在工件表面上形成 110m 或更厚些的碳化 物涂覆層，然后進(jìn)行水冷、油冷或空冷。安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁教學(xué)課題第十八講 2.5 典型型腔（芯）制造工藝 （2 學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求掌握典型型腔（芯）制造工藝教學(xué)重點(diǎn)型腔（芯）的工

16、藝過程難點(diǎn)型腔（芯）的工藝方案的確定主要教學(xué)方法和手段講授、討論教具多媒體主 要 教 學(xué) 要 點(diǎn)三、典型型腔（芯）制造工藝1、型腔（芯）的工藝分析2、材料及毛坯的選擇3、工藝路線（方案）的確定a） 主要表面的加工方法b） 加工順序的安排4、加工余量的確定5、型腔（芯）的工藝過程課后作業(yè)安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁三、典型型芯制造工藝（一）工藝分析？表面 Ra0.8 m/Ra1.6m？型芯推桿導(dǎo)向孔的加工？型芯的選材、毛坯種類、熱處理 5864HRC（二）選材及毛坯1、淬硬型： CrWMn高 耐磨性、基體有較高強(qiáng)度和硬度、耐腐蝕。淬火、低溫回 火。2、毛坯：鍛件組織細(xì)密，高硬度和耐磨性，足夠的強(qiáng)度和韌性（三）主要表面加工方案粗刨/銑精刨 /銑Ra1.6m磨削 Ra0.8m（四）工藝路線（方案）方案一 ： 備料鍛造退火銑六面磨六面劃線銑臺肩、成型面及槽 銑 8 處導(dǎo)向槽修圓角熱處理磨六面坐標(biāo)磨導(dǎo)向槽研圓角缺點(diǎn)： 8 處導(dǎo)向槽的銑削位置精度不能保證方案二 ：備料鍛造退火銑六面磨六面劃線銑臺肩、成型面及槽修圓角鉆穿絲孔熱處理磨六面線切割 8 處導(dǎo)向槽研圓角與方案一比較， 方案二的優(yōu)點(diǎn)： 能精確保證 8 處導(dǎo)向槽的位置精度。 故優(yōu)先選用方案二 缺點(diǎn)：線切割