第三章 機械加工

1、第三章 模具機械加工第一節(jié) 一般機械加工第二節(jié) 模具的仿形加工第三節(jié) 模具的精密加工第一節(jié) 一般機械加工模具制造的模具制造的生產(chǎn)成本生產(chǎn)成本由哪些部分組成：由哪些部分組成：粗略地說，成本的分布情況如下：粗略地說，成本的分布情況如下： 切削：切削： 65 工件材料：工件材料：20 熱處理：熱處理： 5 裝配調(diào)整：裝配調(diào)整：10 這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優(yōu)良的總這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優(yōu)良的總體切削解決方案對模具的經(jīng)濟生產(chǎn)的重要性。體切削解決方案對模具的經(jīng)濟生產(chǎn)的重要性。第一節(jié) 一般機械加工 一般機械加工包括：車、銑、刨、插、磨。一般機械加工包括：車、銑、刨、插、磨

2、。一、車削加工一、車削加工車削加工的制造的主要模具零件：車削加工的制造的主要模具零件：凸模、凹模、導柱、導套、頂桿、型芯和模柄等零件。凸模、凹模、導柱、導套、頂桿、型芯和模柄等零件。車削加工的對象：車削加工的對象： 內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面、螺旋面、端面、鉆孔、鏜孔、鉸孔等。內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面、螺旋面、端面、鉆孔、鏜孔、鉸孔等。車削加工的精度：車削加工的精度：精車精度可達精車精度可達IT6IT8，表面粗糙度可達，表面粗糙度可達Ra1.60.8。 第一節(jié) 一般機械加工( (一一) )對拼式型腔加工對拼式型腔加工適用于注射模、吹適用于注射模、吹塑模、壓鑄模、玻璃塑模、壓鑄模、玻璃模等。模等。 第一節(jié) 一般機械加工（

3、二）多型腔模具加工（二）多型腔模具加工第一節(jié) 一般機械加工二、銑削加工二、銑削加工 銑削加工的對象：銑削加工的對象：各種模具的型腔和型面。各種模具的型腔和型面。 銑削加工的精度：銑削加工的精度：加工精度可達加工精度可達IT10，表面粗糙度可達，表面粗糙度可達Ra1.6，高速小，高速小進給銑削，加工精度可達進給銑削，加工精度可達IT8，表面粗糙度可達，表面粗糙度可達Ra0.8 ，銑削過后一般要經(jīng)過成型磨削和電火花加工。銑削過后一般要經(jīng)過成型磨削和電火花加工。第一節(jié) 一般機械加工立式銑削的分類：立式銑削的分類： 平面或斜面的加工，圓弧面的加工，復雜型腔和型平面或斜面的加工，圓弧面的加工，復雜型腔和

4、型面的加工。面的加工。( (一一) )平面或斜面的加工平面或斜面的加工第一節(jié) 一般機械加工（二）圓弧面的加工（二）圓弧面的加工第一節(jié) 一般機械加工（三）坐標孔的加工（三）坐標孔的加工 利用立銑工作臺的縱向和橫向移動來加工坐標孔。利用立銑工作臺的縱向和橫向移動來加工坐標孔。第一節(jié) 一般機械加工三、刨削和插削加工三、刨削和插削加工( (一一) )刨削加工刨削加工：用于模具零件外形加工，中小型用牛頭刨，大型用用于模具零件外形加工，中小型用牛頭刨，大型用龍門刨。龍門刨。刨削加工的精度：刨削加工的精度：加工精度可達加工精度可達IT10，表面粗糙度可達，表面粗糙度可達Ra1.6。 1.平面的加工平面的加工

5、 2.斜面的加工斜面的加工第一節(jié) 一般機械加工( (二二) )插削加工插削加工用于成形內(nèi)孔的粗加工，大工件外形加工。用于成形內(nèi)孔的粗加工，大工件外形加工。插插削加工的精度：削加工的精度：加工精度可達加工精度可達IT10，表面粗糙度可達，表面粗糙度可達Ra1.6。第一節(jié) 一般機械加工四四. .磨削加工磨削加工一般磨削加工：一般磨削加工：包括平面磨削、內(nèi)圓磨削、外圓磨削。包括平面磨削、內(nèi)圓磨削、外圓磨削。( (一一) )平面磨削平面磨削： 兩平面平行度小于兩平面平行度小于0.01：100； 精度可達精度可達IT5IT6； 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.40.2。第一節(jié) 一般機械加工（二）內(nèi)圓磨削：（

6、二）內(nèi)圓磨削： 精度可達精度可達IT6IT7；表面粗糙度；表面粗糙度Ra0.80.2。第一節(jié) 一般機械加工（三）外圓磨削：（三）外圓磨削： 精度可達精度可達IT5IT6； 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.80.2。第二節(jié) 模具的仿形加工 以靠模為依據(jù)，在模具零件上加工出與靠模相同的型面以靠模為依據(jù)，在模具零件上加工出與靠模相同的型面叫仿形加叫仿形加工。一、仿形加工的控制方式和工作原理 1.1.機械式機械式 2. 2.液壓式液壓式 3. 3.電氣式電氣式第二節(jié) 模具的仿形加工二、仿形加工工藝（仿形銑）仿形加工的特點仿形加工的特點3 3： 仿形銑粗加工效率高，是電火花的仿形銑粗加工效率高，是電火花的4

7、050倍；倍； 尺寸精度可達尺寸精度可達0.05mm，表面粗糙度可達，表面粗糙度可達Ra3.26.3； 不能加工出內(nèi)清角和窄縫；不能加工出內(nèi)清角和窄縫；第二節(jié) 模具的仿形加工( (一一) )靠模：靠模：1.1.仿形靠模的種類仿形靠模的種類2 2（1）平面靠模：用于平面輪廓的仿形（放大圖，樣板）；）平面靠模：用于平面輪廓的仿形（放大圖，樣板）；（2）立體靠模：用于三維復雜表面仿形。）立體靠模：用于三維復雜表面仿形。2.2.制造仿形靠模的材料制造仿形靠模的材料（1）樣板常用）樣板常用0.51mm薄鋼板或塑料板；薄鋼板或塑料板；（2）立體靠模：（非金屬材料、黑色金屬材料、有色金屬）立體靠模：（非金屬

8、材料、黑色金屬材料、有色金屬材料）。材料）。3.3.制造仿形靠模的工藝方法制造仿形靠模的工藝方法 電火花線切割、數(shù)控銑、電鑄、噴涂。電火花線切割、數(shù)控銑、電鑄、噴涂。第二節(jié) 模具的仿形加工（二）仿形觸頭：（二）仿形觸頭：（1)1)仿形觸頭的形狀仿形觸頭的形狀3 31）圓柱形：以圓柱面為仿形基準面，用于平面輪廓和型腔）圓柱形：以圓柱面為仿形基準面，用于平面輪廓和型腔底部清根；底部清根；2）球頭：用于三維型腔表面加工；）球頭：用于三維型腔表面加工；3）錐形球頭：用于曲率半徑小的深腔、復雜型面。）錐形球頭：用于曲率半徑小的深腔、復雜型面。第二節(jié) 模具的仿形加工（二）仿形觸頭：（二）仿形觸頭：（2)2

9、)仿形觸頭的選擇仿形觸頭的選擇第二節(jié) 模具的仿形加工（三）銑刀（三）銑刀5 5（1)1)圓柱立銑刀圓柱立銑刀( (用于型腔粗加工及型腔用于型腔粗加工及型腔底部清根，仿形銑中最常用；底部清根，仿形銑中最常用；) （2)2)圓柱球頭銑刀圓柱球頭銑刀(用于底面與側(cè)壁有圓弧用于底面與側(cè)壁有圓弧過渡的型腔加工，半精及精加工過渡的型腔加工，半精及精加工 )（3)3)錐形球頭銑刀錐形球頭銑刀(用于曲率半用于曲率半徑小的深腔、復雜型面徑小的深腔、復雜型面 )（4)4)小型錐指銑刀小型錐指銑刀(用于特別細小的花紋用于特別細小的花紋)（5)5)雙刃硬質(zhì)合金銑刀雙刃硬質(zhì)合金銑刀(用于用于鑄鐵工件的粗精仿形加工鑄鐵工

10、件的粗精仿形加工)第二節(jié) 模具的仿形加工（四）仿形加工（四）仿形加工的基本形式的基本形式 垂直二維仿形、水平二維仿形和立體仿形。垂直二維仿形、水平二維仿形和立體仿形。（1）垂直二維仿形）垂直二維仿形銑刀在銑刀在X-Z或或Y-Z斷面上作斷面上作Z方向的仿形方向的仿形第二節(jié) 模具的仿形加工（2 2）水平二維仿形）水平二維仿形X/Y方向的運動同時受控，但在方向的運動同時受控，但在Z方向上作周期性的進給方向上作周期性的進給第二節(jié) 模具的仿形加工（3 3）立體仿形）立體仿形X、Y、Z方向的運動同時受控。方向的運動同時受控。第二節(jié) 模具的仿形加工三、三、雕刻加工雕刻加工 雕刻機是用來加工各種文字、數(shù)字、刻

11、度及各種凸凹花雕刻機是用來加工各種文字、數(shù)字、刻度及各種凸凹花紋圖案的專用機床，也可用于小型型腔的加工。紋圖案的專用機床，也可用于小型型腔的加工。第二節(jié) 模具的仿形加工( (一一) )縮放尺縮放尺 靠模與被加工對象之間的縮放裝置靠模與被加工對象之間的縮放裝置.第二節(jié) 模具的仿形加工（二）雕刻機的靠模和觸頭（二）雕刻機的靠模和觸頭靠模常用金屬和樹脂制造，雕刻刀常常是單刃、淬硬?？磕３Ｓ媒饘俸蜆渲圃欤窨痰冻３Ｊ菃稳?、淬硬。第三節(jié) 模具的精密加工 要實現(xiàn)模具的精密加工要注意以下幾點要實現(xiàn)模具的精密加工要注意以下幾點6 6： 使模具結(jié)構(gòu)和加工方法相適應；使模具結(jié)構(gòu)和加工方法相適應； 使用高精度和高

12、剛度的機床；使用高精度和高剛度的機床； 使用高精度、高耐磨的刀具；使用高精度、高耐磨的刀具； 要創(chuàng)造以溫度控制為中心的良好環(huán)境；要創(chuàng)造以溫度控制為中心的良好環(huán)境； 加工過程中及時與設計部門溝通；加工過程中及時與設計部門溝通； 加強操作人員的教育、培訓。加強操作人員的教育、培訓。第三節(jié) 模具的精密加工一、坐標鏜床加工一、坐標鏜床加工( (用于精密孔的加工用于精密孔的加工) )坐標鏜床的特點坐標鏜床的特點4 4 主要用于加工零件各面上有精確孔距要求的孔。主要用于加工零件各面上有精確孔距要求的孔。 孔的尺寸精度可達孔的尺寸精度可達IT6IT7，表面粗糙度一般可達，表面粗糙度一般可達Ra0.8um，孔

13、距精度可達，孔距精度可達0.0050.01mm 坐標鏜床還可用于精確的刻線和成品的檢驗等。坐標鏜床還可用于精確的刻線和成品的檢驗等。 坐標鏜床應安裝在特別干燥和清潔的廠房，恒溫恒濕。坐標鏜床應安裝在特別干燥和清潔的廠房，恒溫恒濕。第三節(jié) 模具的精密加工( (一一) )坐標鏜床組成與結(jié)構(gòu)坐標鏜床組成與結(jié)構(gòu)第三節(jié) 模具的精密加工（二）坐標鏜床的主要附件（二）坐標鏜床的主要附件1.1.萬能轉(zhuǎn)臺萬能轉(zhuǎn)臺 萬能轉(zhuǎn)臺可方便的裝夾工件，實現(xiàn)各個方位的定位萬能轉(zhuǎn)臺可方便的裝夾工件，實現(xiàn)各個方位的定位第三節(jié) 模具的精密加工2.2.光學中心測定器光學中心測定器 用于確定主軸中心。用于確定主軸中心。第三節(jié) 模具的精

14、密加工3.3.鏜孔夾頭和鏜刀鏜孔夾頭和鏜刀 鏜孔夾頭用來固定鏜刀，是鏜孔夾頭用來固定鏜刀，是坐標鏜床最重要的附件之一坐標鏜床最重要的附件之一第三節(jié) 模具的精密加工（三）加工工藝（三）加工工藝1.1.工件的定位工件的定位（1）以劃線為定位基準）以劃線為定位基準 第三節(jié) 模具的精密加工（2）以外圓或內(nèi)孔為定位基準）以外圓或內(nèi)孔為定位基準第三節(jié) 模具的精密加工(3)(3)以相互垂直的兩側(cè)面為定位基準以相互垂直的兩側(cè)面為定位基準1) 用定位角鐵和光學中心測定器找正用定位角鐵和光學中心測定器找正2) 用千分表和專用工具找正用千分表和專用工具找正第三節(jié) 模具的精密加工3) 用芯軸定位棒找正用芯軸定位棒找正

15、 主軸中心與工件基準面之主軸中心與工件基準面之間的距離間的距離X按下式確定：按下式確定：X=D/2+Z 第三節(jié) 模具的精密加工2. 2. 孔的加工孔的加工 坐標鏜床上進行孔加工的方法與被加工孔的孔徑大坐標鏜床上進行孔加工的方法與被加工孔的孔徑大小及尺寸精度、孔距精度要求等有關(guān)?？椎募庸し椒ㄖ餍〖俺叽缇?、孔距精度要求等有關(guān)。孔的加工方法主要有：要有：(1)(1)用精孔鉆加工用精孔鉆加工 小孔加工小孔加工第三節(jié) 模具的精密加工（2 2）鏜孔加工）鏜孔加工對于直徑較大的孔，要進行加工的孔的大小不同，加對于直徑較大的孔，要進行加工的孔的大小不同，加工的工藝也不同，按直徑不同將孔分成以下兩類：工的工藝

16、也不同，按直徑不同將孔分成以下兩類：直徑大于直徑大于3mm，小于，小于20mm的孔的孔:直徑大于直徑大于20mm的孔的孔:打中心眼鉆中心孔鉆頭擴孔精鏜銑/車鏜孔第三節(jié) 模具的精密加工（3 3）鉸孔加工）鉸孔加工 為了降低孔的表面粗糙度和提高孔的幾何形狀精度，為了降低孔的表面粗糙度和提高孔的幾何形狀精度，主要用于加工銷釘孔。主要用于加工銷釘孔。 鉸孔適應于直徑小于鉸孔適應于直徑小于20mm的孔的孔 鉸孔尺寸精度鉸孔尺寸精度IT7， 表面粗糙度可達表面粗糙度可達Ra0.80.2 不能糾正孔的位置誤差不能糾正孔的位置誤差第三節(jié) 模具的精密加工例：鑲拼結(jié)構(gòu)凹模加工工藝例：鑲拼結(jié)構(gòu)凹模加工工藝淬火后磨削

17、固定板鏜后不淬火淬火磨削后壓入固定板第三節(jié) 模具的精密加工二、坐標磨床加工 利用準確的坐標定位實現(xiàn)孔的精密加工，用高速旋轉(zhuǎn)利用準確的坐標定位實現(xiàn)孔的精密加工，用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪對已淬火的工件的內(nèi)孔進行磨削加工。的砂輪對已淬火的工件的內(nèi)孔進行磨削加工。 加工精度很高，可達加工精度很高，可達5um左右左右 表面粗糙度可達表面粗糙度可達Ra0.2um以上以上 可磨削的孔徑為可磨削的孔徑為0.8200mm。 磨削余量通常為單邊磨削余量通常為單邊0.050.2mm. 對于精密模具，常把坐標鏜床的加工作為孔加工的預對于精密模具，常把坐標鏜床的加工作為孔加工的預備工序，最后用坐標磨床進行精加工。備工序，最后用

18、坐標磨床進行精加工。第三節(jié) 模具的精密加工（一）坐標磨床簡介（一）坐標磨床簡介坐標磨床有三個主要的運動：坐標磨床有三個主要的運動： 砂輪的轉(zhuǎn)動（自轉(zhuǎn)）砂輪的轉(zhuǎn)動（自轉(zhuǎn)）; 主軸的行星回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）主軸的行星回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)） 上下往復運動上下往復運動第三節(jié) 模具的精密加工（二）基本磨削方法（二）基本磨削方法直線磨削直線磨削第三節(jié) 模具的精密加工外圓磨削外圓磨削第三節(jié) 模具的精密加工內(nèi)孔磨削內(nèi)孔磨削第三節(jié) 模具的精密加工錐孔磨削錐孔磨削第三節(jié) 模具的精密加工側(cè)磨側(cè)磨第三節(jié) 模具的精密加工基本磨削綜合運用，可對復雜形狀的型孔進行磨削加工基本磨削綜合運用，可對復雜形狀的型孔進行磨削加工 第三節(jié) 模具的精密加

19、工三、成形磨削 ( (一一) )概述概述 把零件的輪廓分成若干直線與圓弧，然后，按照一定把零件的輪廓分成若干直線與圓弧，然后，按照一定的順序逐段磨削，使之達到圖樣上的技術(shù)要求。的順序逐段磨削，使之達到圖樣上的技術(shù)要求。 成形磨削是成形表面精加工的一種方法，具有高精度、成形磨削是成形表面精加工的一種方法，具有高精度、高效率的優(yōu)點。主要適用于加工下列對象高效率的優(yōu)點。主要適用于加工下列對象3 精加工凸模；精加工凸模； 精加工拼塊凹模；精加工拼塊凹模； 電火花加工用的電極等零件。電火花加工用的電極等零件。 第三節(jié) 模具的精密加工成形磨削按加工原理可分為以下兩種磨削方法：成形磨削按加工原理可分為以下兩

20、種磨削方法：（1）成形砂輪磨削法成形砂輪磨削法（2）夾具磨削法夾具磨削法：將工件按一定的條件裝夾在專用的夾：將工件按一定的條件裝夾在專用的夾具上，在加工過程中通過夾具的調(diào)節(jié)使工件固定或不斷改具上，在加工過程中通過夾具的調(diào)節(jié)使工件固定或不斷改變位置，從而獲得所需的形狀。變位置，從而獲得所需的形狀。第三節(jié) 模具的精密加工（二）成型砂輪磨削法（二）成型砂輪磨削法1 1、砂輪的選擇、砂輪的選擇 砂輪的磨削性能隨組成砂輪的磨料粒度、硬度、組織和結(jié)合砂輪的磨削性能隨組成砂輪的磨料粒度、硬度、組織和結(jié)合劑等參數(shù)的不同而異。劑等參數(shù)的不同而異。 （1）粗磨粗磨磨削余量大選磨削余量大選粒度大粒度大的砂輪，的砂輪

21、，精磨精磨時，選時，選粒度小粒度小的砂輪；的砂輪；（2）平面磨削平面磨削比外圓磨削所使用的砂輪粒度要比外圓磨削所使用的砂輪粒度要大大，端面磨削端面磨削要比要比用砂輪圓周面磨削所選的粒度也要用砂輪圓周面磨削所選的粒度也要大大一些。一些。（3）磨有色金屬和）磨有色金屬和軟金屬軟金屬要選粒度要選粒度大大的砂輪，以免過早淤實。的砂輪，以免過早淤實。（4）要）要保持砂輪外形保持砂輪外形的時間長，應選用的時間長，應選用粒度小粒度小的砂輪的砂輪（5）磨削）磨削薄壁薄壁或或?qū)岵顚岵畹膽x擇的應選擇粒度小粒度小的砂輪。的砂輪。（6）磨削）磨削軟材料軟材料應選較應選較硬硬的砂輪，磨削的砂輪，磨削硬材料硬材料應

22、選較應選較軟軟的砂輪。的砂輪。第三節(jié) 模具的精密加工2 2、砂輪的修整、砂輪的修整（1 1）砂輪角度的修整）砂輪角度的修整第三節(jié) 模具的精密加工2 2、砂輪的修整、砂輪的修整（1 1）砂輪角度的修整）砂輪角度的修整第三節(jié) 模具的精密加工（2 2）砂輪圓弧的修整）砂輪圓弧的修整第三節(jié) 模具的精密加工（3 3）非圓弧曲面砂輪的修整）非圓弧曲面砂輪的修整 當被磨削工件的形狀復雜，其輪廓線不是圓弧形時，當被磨削工件的形狀復雜，其輪廓線不是圓弧形時，可用專門的靠模工具修整砂輪?？捎脤ｉT的靠模工具修整砂輪。 第三節(jié) 模具的精密加工( (三三) )夾具磨削法夾具磨削法1.1.正弦精密平口鉗正弦精密平口鉗第三節(jié) 模具的精密加工2.2.正弦磁力臺正弦磁力臺第三節(jié) 模具的精密加工3.3.正弦分中夾