模具制造工藝學第三章

1、mjgy03第一節(jié)普通機床加工第二節(jié)模具的仿形加工第三節(jié)模具的精密加工(機械切削部分)第四節(jié)模具的成形磨削 機械加工方法廣泛運用于模具制造。模具的機械加工大致有機械加工方法廣泛運用于模具制造。模具的機械加工大致有以下幾種情況：以下幾種情況：(1) (1) 用車、銑、刨、鉆、磨等通用機床加工模具零件用車、銑、刨、鉆、磨等通用機床加工模具零件，然后，然后進行必要的鉗工修配，裝配成各種模具。進行必要的鉗工修配，裝配成各種模具。 (2) (2) 精度要求高的模具零件，需要采用精密機床進行加工。精度要求高的模具零件，需要采用精密機床進行加工。 (3) (3) 采用數(shù)控機床加工模具零件。采用數(shù)控機床加工模

2、具零件。3.1普通機床加工 A A、加工范圍廣、加工范圍廣, , 適應性強適應性強, , 可以加工鋼、鑄鐵及其合金、可以加工鋼、鑄鐵及其合金、銅、鋁等有色金屬和某些非金屬材料。銅、鋁等有色金屬和某些非金屬材料。 B B、可以加工單一軸線的零件、可以加工單一軸線的零件, , 也可以加工曲軸、偏心輪也可以加工曲軸、偏心輪或盤形凸輪等多軸線的零件。或盤形凸輪等多軸線的零件。 C C、生產(chǎn)率高；刀具簡單、生產(chǎn)率高；刀具簡單, ,其制造、刃磨和安裝都比較方便。其制造、刃磨和安裝都比較方便。3.1.1 車削加工車削加工1車削加工的特點車削加工的特點3.1普通機床加工3.1.1 車削加工車削加工 加工各種軸

3、類、套筒類及盤類零件上的旋轉(zhuǎn)表面和螺旋面加工各種軸類、套筒類及盤類零件上的旋轉(zhuǎn)表面和螺旋面, , 其中其中包括包括: : 內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、成型回轉(zhuǎn)面、端面、溝內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、成型回轉(zhuǎn)面、端面、溝槽以及滾花等。此外槽以及滾花等。此外, , 還可以鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋等。還可以鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋等。5.車削加工的應用車削加工的應用 車削加工精度一般為車削加工精度一般為IT8IT8IT7, IT7, 表面粗糙度為表面粗糙度為Ra6.3Ra6.31.6m;1.6m; 精車精車時時, , 加工精度可達加工精度可達IT6IT6IT5, IT5, 粗糙度可達粗糙

4、度可達Ra0.4Ra0.40.1m0.1m。 3.1普通機床加工3.1.1 車削加工車削加工 車床按結(jié)構(gòu)和用途可分為臥式車床、車床按結(jié)構(gòu)和用途可分為臥式車床、 立立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、仿形及多刀車床、式車床、轉(zhuǎn)塔車床、仿形及多刀車床、 自動自動和半自動車床、和半自動車床、 儀表車床和數(shù)控車床等。其儀表車床和數(shù)控車床等。其中臥式車床應用最廣中臥式車床應用最廣, , 常用的臥式車床有常用的臥式車床有C6132AC6132A，C6136C6136，C6140C6140等幾種。等幾種。 3車床車床3.1普通機床加工3.1.2 銑削加工銑削加工 銑削主要用來對各種平面、各類溝槽等進行粗加工和半精加工。概銑

5、削主要用來對各種平面、各類溝槽等進行粗加工和半精加工。概括而言括而言, , 可以銑削平面、臺階面、成型曲面、螺旋面、鍵槽、可以銑削平面、臺階面、成型曲面、螺旋面、鍵槽、T T形槽、形槽、燕尾槽、螺紋、齒形等。燕尾槽、螺紋、齒形等。 1、銑削加工的范圍、銑削加工的范圍 其加工精度一般可達其加工精度一般可達IT9IT9IT7, IT7, 表面粗糙度為表面粗糙度為Ra6.3Ra6.31.6 m1.6 m。 3.1普通機床加工3.1.2 銑削加工銑削加工 (1) (1) 生產(chǎn)率較高。生產(chǎn)率較高。 (2) (2) 銑削過程不平穩(wěn)銑削過程不平穩(wěn) (3) (3) 刀齒散熱較好刀齒散熱較好2、銑削加工的特點、

6、銑削加工的特點 3.1普通機床加工3.1.2 銑削加工銑削加工 1 1）臥式銑床）臥式銑床：臥式銑床的主軸是水平的3、 銑床銑床 2 2）立式銑床）立式銑床 ：立式銑床的主軸與工作臺臺面垂直 3.1普通機床加工3.1.3 刨削加工刨削加工 刨削主要用來加工各種平面、溝槽和齒條、刨削主要用來加工各種平面、溝槽和齒條、直齒輪、直齒輪、 花鍵等母線是直線的成型面?；ㄦI等母線是直線的成型面。 1刨削加工的范圍刨削加工的范圍 刨削比銑削平穩(wěn)刨削比銑削平穩(wěn), ,但加工精度較低但加工精度較低, ,其加工精其加工精度一般為度一般為IT10IT10IT8, IT8, 表面粗糙度為表面粗糙度為Ra6.3Ra6.3

7、1.6m1.6m。3.1普通機床加工3.1.3 刨削加工刨削加工 生產(chǎn)率較低。在大批量生產(chǎn)中應用較生產(chǎn)率較低。在大批量生產(chǎn)中應用較少，常被生產(chǎn)率較高的銑削、少，常被生產(chǎn)率較高的銑削、 拉削加工拉削加工代替。代替。 5.刨削加工的其特點刨削加工的其特點 3.1.3 刨削加工刨削加工 1 1）牛頭刨床）牛頭刨床牛頭刨床主要刨削中、小型零件的各種平面及溝牛頭刨床主要刨削中、小型零件的各種平面及溝槽槽, , 適用于單件、小批生產(chǎn)的工廠及維修車間。適用于單件、小批生產(chǎn)的工廠及維修車間。 2 2）龍門刨床）龍門刨床龍門刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的龍門刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各種平面

8、、各種平面、 溝槽以及各種導軌面溝槽以及各種導軌面, , 也可一次裝夾多也可一次裝夾多個零件同時進行加工。個零件同時進行加工。3 刨床刨床 3.1普通機床加工3.1.4鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削加工 1) 1) 鉆孔鉆孔鉆孔是用鉆頭在實體工件上鉆出孔的方法鉆孔是用鉆頭在實體工件上鉆出孔的方法, ,常用的鉆頭是麻花鉆。常用的鉆頭是麻花鉆。一般一般, ,當孔徑小于當孔徑小于30 mm30 mm時時, , 可一次鉆出可一次鉆出; ; 大于大于30 mm30 mm時時, , 應先鉆出一小應先鉆出一小孔孔, , 然后再用擴孔鉆將其擴大。然后再用擴孔鉆將其擴大。 其加工精度一般為其加工精度一般為IT13IT

9、13IT12, IT12, 表面粗糙度為表面粗糙度為Ra15.5Ra15.56.3m, 6.3m, 生產(chǎn)效率較高。生產(chǎn)效率較高。 鉆孔主要用于加工精度要求不高以及精度較高的孔的預加工。鉆孔主要用于加工精度要求不高以及精度較高的孔的預加工。 1. 鉆削加工的特點鉆削加工的特點 3.1普通機床加工3.1.4鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削加工 2) 2) 擴孔擴孔對已有孔進行擴大的加工方法稱為擴孔對已有孔進行擴大的加工方法稱為擴孔, , 僅為了擴大孔的直徑的僅為了擴大孔的直徑的擴孔可用麻花鉆擴孔可用麻花鉆, , 在擴大孔的直徑的同時提高孔形位精度的擴孔采用在擴大孔的直徑的同時提高孔形位精度的擴孔采用專門的

10、擴孔鉆。專門的擴孔鉆。 擴孔可作為要求不高孔的最終加工擴孔可作為要求不高孔的最終加工, , 也可作為精加工也可作為精加工( (如鉸孔如鉸孔) )前的前的預加工。預加工。1. 鉆削加工的特點鉆削加工的特點 3.1普通機床加工3.1.4鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削加工 3) 3) 鉸孔鉸孔鉸孔鉸孔(Reaming)(Reaming)是用鉸刀在擴孔或半精鏜后的孔壁上切除微量金屬是用鉸刀在擴孔或半精鏜后的孔壁上切除微量金屬層層, , 以提高孔的尺寸精度和減小表面粗糙度值的一種精加工方法。以提高孔的尺寸精度和減小表面粗糙度值的一種精加工方法。加工精度可達加工精度可達IT7IT7IT6, IT6, 表面粗糙度

11、為表面粗糙度為Ra0.8Ra0.80.4 m0.4 m。 鉸刀有手用鉸刀和機用鉸刀兩種鉸刀有手用鉸刀和機用鉸刀兩種4) 4) 锪孔锪孔锪孔是指在已加工孔上加工圓錐形沉頭孔、圓柱形沉頭孔和端面锪孔是指在已加工孔上加工圓錐形沉頭孔、圓柱形沉頭孔和端面凸臺的方法。锪孔用的刀具統(tǒng)稱為锪鉆。凸臺的方法。锪孔用的刀具統(tǒng)稱為锪鉆。1. 鉆削加工的特點鉆削加工的特點 3.1.4鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削加工 1) 1) 臺式鉆床臺式鉆床 一種加工小孔的小型鉆床。一種加工小孔的小型鉆床。 臺鉆結(jié)構(gòu)簡單臺鉆結(jié)構(gòu)簡單, , 操作方便操作方便, , 適于加適于加工小型零件上直徑小于等于工小型零件上直徑小于等于13 mm

12、13 mm的孔。的孔。 2) 2) 立式鉆床立式鉆床立式鉆床簡稱立鉆。與臺鉆相比立式鉆床簡稱立鉆。與臺鉆相比, , 立鉆剛性好立鉆剛性好, , 功率大功率大, , 允許選允許選用較大的切削用量用較大的切削用量, , 因而生產(chǎn)率高。因而生產(chǎn)率高。它常用于加工單件、小批生產(chǎn)中的中、小型工件。它常用于加工單件、小批生產(chǎn)中的中、小型工件。 3) 3) 搖臂鉆床搖臂鉆床搖臂鉆床適用于加工笨重和多孔的工件。搖臂鉆床適用于加工笨重和多孔的工件。 5. 鉆床鉆床 3.1普通機床加工3.1.4鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削加工 鏜削可以對工件上的通孔和盲孔進行粗加工、半鏜削可以對工件上的通孔和盲孔進行粗加工、半精加工

13、和精加工?？杉庸ぶ睆捷^大、精度較高的孔。精加工和精加工。可加工直徑較大、精度較高的孔。 而且而且, , 各孔軸線間的同軸度、平行度、垂直度等位置各孔軸線間的同軸度、平行度、垂直度等位置精度和尺寸精度都較高。精度和尺寸精度都較高。 鏜孔適宜加工箱體、機架等結(jié)構(gòu)復雜和尺寸較大鏜孔適宜加工箱體、機架等結(jié)構(gòu)復雜和尺寸較大的工件上的孔及孔系。的工件上的孔及孔系。 鏜孔最突出的優(yōu)點是用一種鏜刀可以加工一定范鏜孔最突出的優(yōu)點是用一種鏜刀可以加工一定范圍內(nèi)各種不同直徑的孔圍內(nèi)各種不同直徑的孔, ,特別是大直徑孔。特別是大直徑孔。 3. 鏜削加工的特點鏜削加工的特點 3.1.4鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削加工 鏜床

14、有臥式鏜床、立式鏜床、深孔鏜床和坐標鏜鏜床有臥式鏜床、立式鏜床、深孔鏜床和坐標鏜床之分床之分, , 應用最廣的是臥式鏜床。應用最廣的是臥式鏜床。 4. 鏜床鏜床3.1普通機床加工3.1.5 磨削加工磨削加工 (1) (1) 加工精度高。加工精度高。磨削加工精度一般可達磨削加工精度一般可達IT6IT6IT4, IT4, 表面粗糙度表面粗糙度為為Ra0.8Ra0.80.1m,0.1m,當采用高精度磨床時當采用高精度磨床時, , 粗糙度可達粗糙度可達Ra0.1Ra0.10.08 m0.08 m。 (2) (2) 工件的硬度高。工件的硬度高。 磨削可以加工碳鋼和鑄鐵等常用金屬材料磨削可以加工碳鋼和鑄鐵

15、等常用金屬材料, , 還可以加工高硬度材料，硬度低而塑性好的有色金屬材料。還可以加工高硬度材料，硬度低而塑性好的有色金屬材料。1 磨削加工的范圍及其特點磨削加工的范圍及其特點 3.1普通機床加工3.1.5 磨削加工磨削加工 (3) (3) 磨削溫度高。磨削溫度高。磨削時要有充足的冷卻液磨削時要有充足的冷卻液, , 同時冷卻液同時冷卻液還可以起到排屑和潤滑作用。還可以起到排屑和潤滑作用。 磨削加工主要用于零件的內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、磨削加工主要用于零件的內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、 平平面和成型面面和成型面( (如花鍵、螺紋、齒輪等如花鍵、螺紋、齒輪等) )的精加工的精加工, ,以獲得較高的以獲得

16、較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度。尺寸精度和較小的表面粗糙度。 1 磨削加工的范圍及其特點磨削加工的范圍及其特點 3.1.5 磨削加工磨削加工 磨床是指用磨具（如砂輪）或磨料加工工件表面的機床磨床是指用磨具（如砂輪）或磨料加工工件表面的機床, , 廣泛應用于工件的精加工廣泛應用于工件的精加工, , 尤其是淬硬鋼件及其他高硬度特殊尤其是淬硬鋼件及其他高硬度特殊材料的精加工。材料的精加工。 磨床主要有平面磨床、磨床主要有平面磨床、 外圓磨床、內(nèi)圓磨床、無心磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、無心磨床、工具磨床及各種專門化磨床等。常用的是平面磨床和外圓磨床。工具磨床及各種專門化磨床等。常用的是平面磨床和外圓磨

17、床。 5. 磨床磨床3.1普通機床加工3.1.6 加工方法的選擇加工方法的選擇 1外圓表面加工外圓表面加工 1 1）外圓表面加工技術(shù)的要求）外圓表面加工技術(shù)的要求 尺寸與形狀精度；尺寸與形狀精度； 位置精度；位置精度； 表面質(zhì)量；表面質(zhì)量；一、回轉(zhuǎn)面加工方法的選擇一、回轉(zhuǎn)面加工方法的選擇3.1普通機床加工mjgy03一、仿形加工的控制方式及工作原理二、仿形加工的優(yōu)缺點三、仿形車削與仿形銑削加工舉例mjgy03一、仿形加工的控制方式及工作原理圖3-8液壓式仿形加工示意圖1工件2鏈輪3液壓系統(tǒng)4靠模5仿形銷6托板7活塞桿8車刀mjgy03一、仿形加工的控制方式及工作原理圖3-9電氣仿形加工示意圖1

18、工件2車刀3電氣控制系統(tǒng)4靠模5仿形銷6信號放大系統(tǒng)mjgy03二、仿形加工的優(yōu)缺點1)以樣板、模型、靠模作為依據(jù)加工模具型面,跳過復雜曲面的數(shù)學建模問題,簡化了復雜曲面的加工工藝。2)靠模、模型可用木材、石膏、樹脂等易成形的材料制作,擴大了靠模的選取范圍。3)仿型有誤差,加工過程中產(chǎn)生的熱收縮、刀補問題較難處理。4)加工效率高,為電火花的4050倍(常作為電火花前的粗加工)。mjgy03三、仿形車削與仿形銑削加工舉例仿形車削主要用于加工復雜旋轉(zhuǎn)曲面凸模，圖3-8為漱口杯注塑模型芯及型腔的加工示意，其型面采用普通車削加工到基本成形，單面留精加工余量0.52mm，再采用仿形車削修光，為便于測量控

19、制采用預先制作的樣板。對要求不高的模具零件仿形車削以后，經(jīng)打磨拋光后即可使用。仿形銑削主要用于加工型腔或型面,根據(jù)工件形狀的特點,可采用水平分行、垂直分行、沿輪廓逐層分行幾種走刀方式。為提高加工效率，可在仿銑加工前安排鉆挖廢料工序。為保證加工精度可預先制備關(guān)鍵截面的樣板，以此來控制形狀尺寸。機械雕刻機是一種應用廣泛的仿形銑床，與普通仿形銑不同的是它帶有一縮放尺，用以采集放大的文字、花紋、圖案,可以加工出微小精細的文字、花紋、圖案。mjgy03一、坐標鏜床加工二、坐標磨床加工三、坐標尺寸換算mjgy03一、坐標鏜床加工(1)坐標鏜床的組成與結(jié)構(gòu)(2)坐標鏜床的附件mjgy03(1)坐標鏜床的組成

20、與結(jié)構(gòu)圖3-10雙柱立式坐標鏜床1工作臺2橫梁3、6立柱4頂梁5主軸箱7主軸8床身mjgy03(1)坐標鏜床的組成與結(jié)構(gòu)圖3-11萬能回轉(zhuǎn)臺1水平回轉(zhuǎn)臺2傾斜手輪3回轉(zhuǎn)手輪mjgy03(2)坐標鏜床的附件1)萬能回轉(zhuǎn)臺：萬能回轉(zhuǎn)臺由轉(zhuǎn)盤1、夾具體、水平回轉(zhuǎn)副、垂直回轉(zhuǎn)副組成(圖3-11)。2)光學中心找正器：光學中心找正器由錐尾和光學系統(tǒng)兩部分組成(圖3-12)，錐尾用于插入機床主軸錐孔，使光學中心找正器軸線與機床主軸軸線重合。3)鏜孔夾頭：鏜孔夾頭由錐尾、調(diào)節(jié)機構(gòu)、刀夾組成(圖3-13),錐尾用于插入機床主軸錐孔,使夾頭軸線與機床主軸軸線重合。mjgy033Z12.TIF(2)坐標鏜床的附件

21、mjgy03二、坐標磨床加工3Z14.TIFmjgy03二、坐標磨床加工3Z15.TIFmjgy03二、坐標磨床加工圖3-16坐標磨床上的各種磨削方法a)磨外圓b)磨錐孔c)磨臺階d)插磨型槽mjgy03三、坐標尺寸換算(1)換算的目的一般工件尺寸按設計要求標注，與坐標機床加工要求不相一致，為此加工前要將設計尺寸換算成加工尺寸。(2)基準選擇(3)尺寸標注mjgy03(1)換算的目的圖3-17坐標尺寸標注mjgy03(2)基準選擇1)矩形件粗加工選角側(cè)為基準,精加工選一對精密孔建立孔基準。2)圓盤件粗精加工均以孔為基準。mjgy03(3)尺寸標注1)尺寸值標在側(cè)面。2)尺寸大小以坐標值為據(jù)。3

22、)公差范圍用小數(shù)點個數(shù)表達。mjgy03一、概述二、成形砂輪磨削法三、夾具磨削法四、成形磨削工藝尺寸的換算mjgy03一、概述圖3-18成形磨削加工示意圖a)成形砂輪磨削法b)夾具磨削法mjgy03二、成形砂輪磨削法1.砂輪修整器修整2.修整成形砂輪其他方法mjgy031.砂輪修整器修整(1)砂輪角度的修整在磨削工件斜面時采用角度砂輪。(2)圓弧砂輪的修整修整圓弧砂輪工具的結(jié)構(gòu)雖有多種，但其原理都相同。mjgy03(1)砂輪角度的修整圖3-19修整砂輪角度的夾具1正弦尺座2金剛刀3滑塊4齒條5齒輪6主軸7平板8側(cè)板9正弦圓柱10手輪11螺母12支座13底座mjgy03(2)圓弧砂輪的修整圖3-20圓弧砂輪修整器1金鋼刀2擺桿3螺桿4滑座5刻度盤6角度標7主軸8手輪9擋塊mjgy03(2)圓弧砂輪的修整圖3-21調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)的半徑墊塊規(guī)方法mjgy032.修整成形砂輪其他方法(1)成形刀擠壓法利用車刀擠壓慢速旋轉(zhuǎn)的砂輪也可修整砂輪,此法的關(guān)鍵是用電火花線切割機先加工出成形車刀,然后再用車刀對慢速旋轉(zhuǎn)的砂輪擠壓,即可修整出所需砂輪。(2)數(shù)控機床修整法將砂輪安裝在數(shù)控機床主軸上,金剛刀固定在刀架(車床)或工作臺(銑床)上,利用數(shù)控指令使金剛刀相對于砂輪