模具零件的機(jī)械加工及其他加工

1、 3.1 3.1 概述概述3.23.2 模具零件的機(jī)械加工模具零件的機(jī)械加工3.3 3.3 模具的其他加工模具的其他加工3.1 3.1 概述概述 機(jī)械加工方法廣泛用于制造模具零件。根據(jù)模具設(shè)計(jì)圖樣中的模具構(gòu)成、零件的結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)要求，制造完成一副完整模具的工藝過(guò)程一般可分為：毛坯外形的加工；工作型面的加工；模具零部件的再加工；模具裝配。模具零件的機(jī)械加工方法有以下幾種情況普通精度零件用通用機(jī)床加工，例如，車(chē)削、銑削、刨削、鉆削、磨削等。這些加工方法對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高，具有生產(chǎn)率低，模具制造周期長(zhǎng)，成本高等特點(diǎn)。加工完成后要進(jìn)行必要的鉗工修配再裝配。精度要求較高的模具零件用精密機(jī)床加工；

2、形狀復(fù)雜的空間曲面，采用數(shù)控機(jī)床加工；對(duì)特種零件可考慮其他加工方法，如擠壓成型、超塑成型加工、快速成型等。 用于模具加工的精密機(jī)床有坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)磨床等。這些設(shè)備多用于加工固定板的凸模固定孔、模座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔、某些凸模和凹模的刃口輪廓等。 加工模具零件常用的數(shù)控機(jī)床有：三坐標(biāo)數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床等。由于數(shù)控加工對(duì)工人的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生產(chǎn)率高、節(jié)省工裝、工程管理容易、對(duì)設(shè)計(jì)更改的適應(yīng)性強(qiáng)、可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)床管理等一系列優(yōu)點(diǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)化，使模具生產(chǎn)更加合理、省力、改變模具機(jī)械加工的傳統(tǒng)方式具有十分重要的意義。這也是今后模具發(fā)展的方向。 3.23.2 模具零

3、件模具零件的機(jī)械加工的機(jī)械加工 a. 沖模模架的加工 b. 注射模架的加工 c. 沖裁凸模和凹模的加工 d. 型腔的加工 e. 模具工作零件的工藝路線3.2.1 沖模模架的加工 模架的主要作用是把模具的其它零件連接起來(lái)，并保證模具的工作部分在工作時(shí)具有正確的相對(duì)位置。一、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工 導(dǎo)柱和導(dǎo)套主要是進(jìn)行內(nèi)、外圓柱面加工，外圓柱面和孔的機(jī)械加工方法很多，為獲得不同精度和粗糙度要求的外圓柱和孔的加工方案可參考后序表格。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工要點(diǎn)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工要點(diǎn) 導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后應(yīng)保證模架的活動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)滯阻現(xiàn)象。所以，在加工中必須保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合表面的尺寸精度和形狀精度，同時(shí)還應(yīng)保證導(dǎo)

4、柱和導(dǎo)套配合面之間的同軸度。工件的定位方式工件的定位方式 導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工時(shí)能否正確選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證內(nèi)導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工時(shí)能否正確選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證內(nèi)外圓柱面的同軸度要求非常重要。外圓柱面的同軸度要求非常重要。 對(duì)軸類(lèi)零件，一般采用軸兩端中心孔作為定位基準(zhǔn)。而套類(lèi)零件加工一般采用互為基準(zhǔn)的原則。 (1) 用外圓柱表面定位裝夾 較短的軸類(lèi)零件常用三爪自定心卡盤(pán)或四爪單動(dòng)卡盤(pán)定位夾緊；較長(zhǎng)的軸類(lèi)零件則要在另一端鉆中心孔，利用后頂尖支承，以提高工件剛性。（2）用兩中心孔定位裝夾 工件以?xún)芍行目诪榛鶞?zhǔn)裝夾在車(chē)床的前、后頂尖上，用雞心夾或撥盤(pán)帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。 用中心孔定位的優(yōu)點(diǎn)是：加工過(guò)程中不僅基準(zhǔn)重合，

5、而且基準(zhǔn)統(tǒng)一，有利于保證各表面間較高的位置精度。 用中心孔定位的缺點(diǎn)是：增加了加工中心孔的工序(或工步)；頂尖孔深度不準(zhǔn)確時(shí)，不易保證軸向尺寸精度，為此可同時(shí)用中心孔及一個(gè)端面定位。 (3)用兩端孔定位裝夾 對(duì)于粗加工后的孔用有齒的頂尖(菊花頂尖)裝夾，如圖3.1所示；當(dāng)零件兩端有錐孔或預(yù)先做出了工藝錐孔，就可用錐套心軸或錐形堵頭定位裝夾。如圖3.2所示。圖3.1 軸類(lèi)零件的裝夾圖3.2 用兩端孔定位裝夾導(dǎo)柱的加工工藝過(guò)程導(dǎo)套的加工工藝過(guò)程圖33 磨中心孔1三爪自定心卡盤(pán)2砂輪 3工件 4尾頂尖圖34 多棱頂尖研磨中心孔圖35 用小錐度心軸安裝導(dǎo)套1導(dǎo)套2心軸圖3-6 導(dǎo)柱研磨工具1研磨架 2

6、研磨套 3限動(dòng)螺釘 4調(diào)整螺釘 圖3-7 導(dǎo)套研磨工具 1錐度心軸2研磨套 3、4調(diào)整螺母 研磨導(dǎo)套常出現(xiàn)的缺陷是“喇叭口”（孔的尺寸兩端大中間小）。 研磨導(dǎo)柱和導(dǎo)套用的研磨套和研磨棒一般用鑄鐵制造。研磨劑用氧化鋁或氧化鉻（磨料）與機(jī)油或煤油（磨液）混合而成。磨料粒度一般在220號(hào)-W7范圍內(nèi)選用。 按被研磨表面的尺寸大小和要求，一般導(dǎo)柱、導(dǎo)套的研磨余量為0.01-0.02mm。 *將導(dǎo)柱、導(dǎo)套的工藝過(guò)程適當(dāng)歸納，可劃分成如下加工階段： 備料（獲得一定尺寸的毛坯）階段 粗加工和半精加工（去除毛坯的大部分余量，使其接近或達(dá)到零件的最終尺寸）階段 熱處理（達(dá)到需要硬度）階段 精加工階段（工件各表面

7、精度基本滿足設(shè)計(jì)要求）。 光整加工階段（使某些表面的粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)要求）。加工方法 構(gòu)成導(dǎo)柱和導(dǎo)套的基本表面都是回轉(zhuǎn)體表面。導(dǎo)柱和導(dǎo)套主要是進(jìn)行內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面加工。內(nèi)、外圓柱面的機(jī)械加工方法很多，常用的有車(chē)削、鉆、擴(kuò)、鉸削、磨削等加工方法。(1) 車(chē)削加工 車(chē)削加工是用車(chē)刀在車(chē)床上對(duì)軸類(lèi)零件進(jìn)行加工的一種方法。車(chē)削加工粗車(chē)粗車(chē)：主要目的是在短時(shí)間內(nèi)切除工件上大部分加工余量，加工精度為IT12IT11，表面粗糙度值Ra可達(dá)50m 12.5m半精車(chē)半精車(chē)：在粗車(chē)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高加工精度和減小表面粗糙度值。加工精度為IT10IT9，表面粗糙度Ra可達(dá)6.3m 3.2m精車(chē)精車(chē)：主要目的是確保加工質(zhì)

8、量，可作為零件的終加工。加工精度可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度Ra可達(dá)1.6m 0.8m鉆削加工：鉆削加工：鉆孔和擴(kuò)孔統(tǒng)稱(chēng)為鉆削加工。鉆孔和擴(kuò)孔統(tǒng)稱(chēng)為鉆削加工。鉆孔：鉆孔：用鉆頭在工件實(shí)體部位加工孔稱(chēng)為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為IT13IT11，表面粗糙度值為Ra5012.5m。 特點(diǎn)：鉆頭容易偏斜。由于橫刃的影響定心不準(zhǔn)，切入時(shí)鉆頭容易引偏；且鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差，切削時(shí)鉆頭容易彎曲；孔徑容易擴(kuò)大。鉆削時(shí)鉆頭兩切削刃徑向力不等將引起孔徑擴(kuò)大；孔的表面質(zhì)量較差；鉆削時(shí)軸向力大。擴(kuò)孔：擴(kuò)孔：擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)

9、到的尺寸公差等級(jí)為IT11IT10, 表面粗糙度值為Ra12.56.3m，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預(yù)加工，也可作為精度不高的孔的終加工。 特點(diǎn)：剛性較好；導(dǎo)向性好；切屑條件較好。因此擴(kuò)孔與鉆孔相比，加工精度高，表面粗糙度值較低，且可在一定程度上校正鉆孔的軸線誤差。 鉸削加工是使用鉸刀從工件孔壁切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和降低表面粗糙度的方法。鉸孔：鉸孔：鉸孔是在半精加工（擴(kuò)孔或半精鏜）的基礎(chǔ)上對(duì)孔進(jìn)行的一種精加工方法。鉸孔的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT9IT6，表面粗糙度值可達(dá)Ra3.20.2m。 鉸孔的方式有機(jī)鉸和手鉸兩種。在機(jī)床上進(jìn)行鉸削稱(chēng)為機(jī)鉸；用手工進(jìn)行鉸削的稱(chēng)為手鉸鉸孔的工藝

10、范圍 鉸削適用于孔的精加工及半精加工，也可用于磨孔或研孔前的預(yù)加工。由于鉸孔時(shí)切削余量小，切削厚度薄，所以，鉸孔后公差等級(jí)一般為IT9IT7，表面粗糙度Ra為0.63m 5m，精細(xì)鉸尺寸公差最高可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra為0.32m 0.16m。 鉸削不適合加工淬火鋼和硬度太高的材料。 鉸削是定尺寸刀具，適合加工小直徑孔。 鉸削余量要適中。余量過(guò)大，會(huì)因切削熱多而導(dǎo)致鉸刀直徑增大，孔徑擴(kuò)大；余量過(guò)小，會(huì)留下底孔的刀痕，使表面粗糙度達(dá)不到要求 鉸削精度較高。鉸刀齒數(shù)較多，心部直徑大，導(dǎo)向及剛性好。鉸削余量小，且綜合了切削和擠光作用，能獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量。 鉸削時(shí)采用較低的切削速度，并且

11、要使用切削液，以免積屑瘤對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。 鉸刀適應(yīng)性很差。一把鉸刀只能加工一種尺寸、一種精度要求的孔。且直徑大于80mm的孔不適宜鉸削。 為防止鉸刀軸線與主軸軸線相互偏斜而引起的孔軸線歪斜、孔徑擴(kuò)大等現(xiàn)象，鉸刀與主軸之間應(yīng)采用浮動(dòng)連接。當(dāng)采用浮動(dòng)連接時(shí)，鉸削不能校正底孔軸線的偏斜，孔的位置精度應(yīng)由前道工序來(lái)保證。 機(jī)用鉸刀不可倒轉(zhuǎn)，以免崩刃。(3)零件的外圓磨削與內(nèi)圓磨削 外圓磨削 模具軸類(lèi)零件的磨削可采用外圓磨床進(jìn)行磨削。外圓磨削加工能切除極薄、極細(xì)的切屑；修整誤差的能力較強(qiáng)。外圓磨削可分為粗磨、精磨、細(xì)磨、超精密磨削和鏡面磨削。在磨削時(shí)，要特別注意砂輪的選用、砂輪的修整和磨削用量的

12、大小，并要減少加工時(shí)的振動(dòng)。當(dāng)磨削材料硬度較高的零件時(shí)，應(yīng)選擇較硬的砂輪。 零件的內(nèi)圓磨削方法有三種：普通內(nèi)圓磨床磨削法、行星磨削法、無(wú)心磨削法(a) 普通內(nèi)圓磨床磨削法；(b) 行星磨削法； (c) 無(wú)心磨削法3.2.2、上、下模座的加工 冷沖模的上、下模座，用來(lái)安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套，連接凸、凹模固定板等零件，其結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化表33 模座上、下平面的平行度公差 獲得不同精度的加工平面的工藝方案 模座毛坯經(jīng)過(guò)銑（或刨）削加工后，磨削平面可以提高平面度和上、下平面的平行度。再以平面作主定位基準(zhǔn)加工孔，容易保證孔的垂直度要求。 上、下模座的鏜孔工序根據(jù)加工要求和生產(chǎn)條件，可以在專(zhuān)用鏜床（批量較大時(shí)）

13、、坐標(biāo)鏜床、雙軸鏜床上進(jìn)行，也可以在銑床或搖臂鉆等機(jī)床上采用坐標(biāo)法或利用引導(dǎo)元件進(jìn)行。 為了保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔間距離一致，在鏜孔時(shí)常將上、下模座重疊在一起，一次裝夾，同時(shí)鏜出導(dǎo)套和導(dǎo)柱的安裝。表34 加工上模座的工藝過(guò)程表表3 35 5 加工下模座的工藝過(guò)程加工下模座的工藝過(guò)程模板模座的加工方法 平面的加工方法有刨削、銑削、磨削，根據(jù)模座與模板的不同精度和表面粗糙度要求選用不同的加工方法。洗削：銑削是平面加工中應(yīng)用最普遍的一種方法，是一種以銑刀的旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，工件或銑刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。利用各種銑床、銑刀和附件，可以銑削平面、溝槽、弧形面、螺旋槽、齒輪、凸輪和特形面。銑削加工特點(diǎn)1)

14、生產(chǎn)率較高 銑削加工以回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)代替了刨削加工的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有空行程。并且以多齒刀具代替單齒刨刀。因此，銑削加工的生產(chǎn)率較高。2) 適應(yīng)性好 銑刀的類(lèi)型多，銑床的附件多，特別是分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的應(yīng)用，使得銑削加工的范圍極為廣泛。3) 加工質(zhì)量中等 銑削時(shí)，每個(gè)刀齒輪流切入切出工件，斷續(xù)地進(jìn)行切削，使刀齒和工件受到周期性的沖擊，切削力發(fā)生波動(dòng)。因此，銑削總是處于振動(dòng)和不平穩(wěn)的工作狀態(tài)中，使加工質(zhì)量受到影響。4) 成本較高 銑床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，銑刀的制造和刃磨比較困難。一般來(lái)說(shuō)，銑削加工成本較高。刨削：刨削是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法，加工精度一般可達(dá)IT9IT7級(jí)，表面粗糙值為Ra

15、12.51.6m。刨削所需的機(jī)床，刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，調(diào)整容易，通用性強(qiáng)。因此在單件、小批生產(chǎn)中特別是加工狹長(zhǎng)平面時(shí)被廣泛應(yīng)用。a 牛頭刨床b 龍門(mén)刨床(1) 加工質(zhì)量中等 一般來(lái)說(shuō)，刨削加工切削速度低，有沖擊和振動(dòng)現(xiàn)象，加工質(zhì)量一般，但是，刨床通用性好，換刀方便，可以在一次裝夾中加工幾個(gè)不同的表面，用機(jī)床精度保證加工表面之間的位置精度。另外，刨削大平面時(shí)無(wú)接刀痕，表面質(zhì)量較好。但是，用寬刃細(xì)刨的加工方法，可以達(dá)到相當(dāng)高的精度和相當(dāng)好的表面質(zhì)量。(2) 生產(chǎn)率低 刨削時(shí)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不僅限制了切削速度的提高，而且空行程又顯著降低了切削效率。因此，刨削加工生產(chǎn)率較低。(3) 加工成本較

16、低 刨床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。刨刀制造、刃磨容易，因此，刨削加工成本較低。 刨削加工工藝特點(diǎn)磨削：平面磨削與其它表面磨削一樣，具有切削速度高、進(jìn)給量小、尺寸精度易于控制及能獲得較小的表面粗糙度值等特點(diǎn)，加工精度一般可達(dá)IT7IT5級(jí)，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.60.2m。平面磨削的加工質(zhì)量比刨和銑都高，而且還可以加工淬硬零件，因而多用于零件的半精加工和精加工。 特點(diǎn)：可以加工表面質(zhì)量和加工精度要求較高的零件。 缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率較低。a 圓周磨削法 b 端面磨削法3.2.3 沖裁凸模和凹模的加工 一、概述 凸模和凹模是沖裁模的工作零件，對(duì)于不同模具，其形狀、尺寸差別較大，有較高的加工要求，它們的加工質(zhì)

17、量直接影響模具的使用壽命及沖裁制件的質(zhì)量。 在凸模和凹模的加工過(guò)程中，凸模的刃口輪廓和凹模的型孔，往往是加工中難度最大的部位，花費(fèi)的勞動(dòng)量也最多。 從工藝角度考慮大致可分成 圓形刃口 異形刃口 具有圓形型孔的凹模有以下兩種情況： l）單型孔凹模 2）多型孔凹模 沖裁凸、凹模的加工原則（1）落料時(shí)，落料零件的尺寸與精度取決于凹模刃口尺寸。因此，在加工制造落料凹模時(shí)，應(yīng)使凹模尺寸與制品零件最小極限尺寸相近。凸模刃口的公稱(chēng)尺寸，則應(yīng)按凹模刃口的公稱(chēng)尺寸減小一個(gè)最小間隙值來(lái)確定。（2）沖孔時(shí)，沖孔零件的尺寸取決于凸模尺寸。因此，在制造及加工沖孔凸模時(shí)，應(yīng)使凸模尺寸與孔的最大尺寸相近，而凹模公稱(chēng)尺寸，則

18、應(yīng)按凸模刃口尺寸加上一個(gè)最小間隙值來(lái)取。（3）對(duì)于單件生產(chǎn)的沖?；驈?fù)雜形狀零件的沖模，其凸、凹模應(yīng)用配制法制作與加工。即先按圖樣尺寸加工凸模（凹模），然后以此為準(zhǔn)，配作凹模（凸模），并適當(dāng)加以間隙值。落料時(shí)，先制造凹模，凸模以凹模配制加工；沖孔時(shí)，先制造凸模，凹模以凸模配制加工。（4）由于凸模、凹模長(zhǎng)期工作受磨損而使間隙加大，因此，在制造新沖模時(shí)，應(yīng)采用最小合理間隙值。（5）在制造沖模時(shí)，同一副沖模的間隙應(yīng)在各方向力求均勻一致。（6）凸模與凹模的精度（公差值）應(yīng)隨制品零件的精度而定。一般情況下，圓形凸模與凹模應(yīng)按IT5-IT6精度加工，而非圓形凸、凹模，可取制品公差的1/4精度來(lái)加工。 沖裁凸

19、、凹模加工的技術(shù)要求如下：（1）尺寸精度凸模、凹模、凸凹模、側(cè)刃凸模加工后，其形狀、尺寸精度應(yīng)符合模具圖樣要求。配合后應(yīng)保證合理的間隙。（2）表面形狀1）凸模、凹模、凸凹模、側(cè)刃凸模的工作刃口應(yīng)尖銳、鋒利、無(wú)倒錐、裂紋，黑斑及缺口等缺陷。2）凸模、凹模刃口應(yīng)平直，（除斜刃口外）不得有反錐，但允許有向尾部增大的不大于15的錐度。3）沖裁凸模，其工作部分與配合部分的過(guò)渡圓角處，在精加工后不應(yīng)出現(xiàn)臺(tái)肩和棱角，并應(yīng)圓滑過(guò)渡，過(guò)渡圓角半徑一般為35mm。4）新制造的凸模、凹模、側(cè)刃凸模無(wú)論是刃口還是配合部分一律不允許燒焊。5）凸模、凹模、凸凹模的尖角（刃口除外）圖樣上未注明部分，允許按R0.3mm制作。

20、 圖38 凹模的壓印1凸模 2凹模 3墊塊 4角尺二、壓印銼修加工 壓印銼修是一種鉗工加工方法。留出壓印銼修是一種鉗工加工方法。留出0.2-0.8mm0.2-0.8mm（單邊）（單邊）的加工余量。的加工余量。 首次壓印深度不宜過(guò)大，應(yīng)控制在首次壓印深度不宜過(guò)大，應(yīng)控制在0.2mm0.2mm左右。左右。圖39鉆排孔三、刨模機(jī)床加工三、刨模機(jī)床加工圖310 刨模機(jī)床加工1固定立柱 2刨刀 3擺臂 4軸 5凸模6回轉(zhuǎn)盤(pán) 7手輪 8、9拖板 刨模機(jī)床主要用于加工刃口形狀由圓弧和直線組成的形狀復(fù)雜的凸模和型腔冷擠壓沖頭等零件。 加工表面的粗糙度可達(dá)Ra5-1.25m，尺寸精度可達(dá)0.02mm。 留單邊創(chuàng)

21、削余量0.2-0.3mm。 如果在刨削之前凹模已經(jīng)加工好，也可利用凹模對(duì)凸模壓印來(lái)代替鉗工劃線，更容易保證凸、凹模的刃口形狀一致。 圖311 用刨模機(jī)床加工的凸模四、成形磨削 成形磨削可以用來(lái)對(duì)凸模、凹模鑲塊、電火花加工用電極等成形表面進(jìn)行精加工，它可以加工硬質(zhì)合金和熱處理后硬度很高的模具零件，對(duì)制造高精度、長(zhǎng)壽命的模具有十分重要的意義。 根據(jù)工廠的設(shè)備條件，成形磨削可在普通平面磨床或?qū)Ｓ媚ゴ采喜捎脤?zhuān)用工具或成形砂輪進(jìn)行。 采用成形磨削加工，是將被磨削的輪廓?jiǎng)澐殖蓡我坏闹本€和圓弧段逐段進(jìn)行磨削。并使它們?cè)阢暯犹幤秸饣?，符合設(shè)計(jì)要求。圖312成形砂輪磨削法1成形砂輪磨削法圖313用擠壓輪修整成

22、形砂輪1擠壓輪 2砂輪 3擠壓輪夾具圖314 擠壓輪 圖315 修整砂輪角度的夾具1正弦規(guī)座 2滑塊 3金剛刀 4齒輪 5心軸 6平板7墊板 8正弦圓柱 9手輪 10螺母 11套簡(jiǎn) 12夾具體圖316 用金剛石修整圓弧 a）修整凸圓弧 b）修整凹圓弧 圖317 金剛石刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡平面 1砂輪 2金剛石圖圖3 31818夾具磨削圓弧面夾具磨削圓弧面2.軌跡運(yùn)動(dòng)磨削法軌跡運(yùn)動(dòng)磨削法就是將凸模裝在夾具上，利用夾具使凸模傾斜一定角度或回轉(zhuǎn)，在磨床上把凸模的斜面與弧面磨削出來(lái)。圖319 正弦精密平口鉗a）正弦精密平口鉗 b）磨削示意圖nl螺柱 2活動(dòng)鉗口 3虎鉗體 4正弦圓柱 5壓板 6底座n圖320

23、 量塊的尺寸計(jì)算na) 45 b) 45sin1Lh 圖321 測(cè)量調(diào)整器例3-1 圖3-22所示凸模，采用正弦磁力夾具磨削斜面a、b及平面c。除a、b、c面外，其余各面均已加工到設(shè)計(jì)要求。圖322 凸模磨削工藝過(guò)程如下： 將夾具置于機(jī)床工作臺(tái)上找正，使夾具的正弦圓柱軸線與機(jī)床工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)方向平行。 以d及e面為定位基準(zhǔn)磨削a面，調(diào)整夾具使a面處于水平位置，如圖3.23(a)所示。調(diào)整夾具傾斜角度的量塊尺寸： H1=150mmsin10=26.0472mm 磨削時(shí)采用比較法測(cè)量加工表面的尺寸，圖中20mm圓柱為測(cè)量基準(zhǔn)柱。按圖示的位置調(diào)整測(cè)量調(diào)整器上的量塊座，用百分表檢查，使量塊座的平面B

24、(或A)與測(cè)量基準(zhǔn)柱的上母線處于同一水平面內(nèi)，并將量塊座固定。檢測(cè)磨削尺寸的量塊按下式計(jì)算： M1=(50-10)cos10-10mm=29.392mm 加工面a的尺寸用百分表檢測(cè)，當(dāng)百分表在a面上的測(cè)量值與百分表在量塊上平面的測(cè)量示值相同時(shí)，工件尺寸即達(dá)到磨削要求。 磨削b面：調(diào)整夾具使b面處于水平位置，如圖3.23(b)所示。調(diào)整及測(cè)量方法同前。圖3-23 用正弦磁力夾具磨削凸模調(diào)整夾具的量塊尺寸： H2=150mmcos30=75mm測(cè)量加工表面尺寸的量塊尺寸： M2=(50-10)+(40-10)tan30cos30- 10mm=39.641mm注意：當(dāng)進(jìn)給至與c面的相交線近旁時(shí)停止，

25、以留下適當(dāng)磨削余量。 磨削c面：調(diào)整夾具磁力臺(tái)成水平位置，如圖3.23(c)所示。磨c面到尺寸，在兩平面交線處留適當(dāng)?shù)哪ハ饔嗔?。測(cè)量加工表面尺寸時(shí)的量塊尺寸： M3=50- (60-40)tan30+20 mm=39.641mm 磨削b、c面的交線部位：兩平面交線部位用成型砂輪磨削，為此，將夾具磁力臺(tái)調(diào)整為與水平面成30，把砂輪圓周修整出部分錐頂角為60的圓錐面，如圖3.23(d)所示。4.3.3 4.3.3 正弦分中夾具正弦分中夾具 正弦分中夾具的結(jié)構(gòu)如圖3.24所示。此夾具適于磨削具有一個(gè)回轉(zhuǎn)中心的凸圓弧面、多角體、分度槽等工件，一般工件不帶臺(tái)肩。 正弦分中夾具主要由正弦分度頭、尾架和基座

26、3部分組成。前頂針1和后頂針12分別裝在前支架8和尾座10內(nèi)，前支架固定在基座11上，而尾座可以在基座的 T形槽中移動(dòng)位置。工件裝夾在前后頂針之間，安裝工件時(shí)，先根據(jù)工件的長(zhǎng)短調(diào)好尾架的位置71 圖3.24 正弦分中夾具的結(jié)構(gòu)72 圖3-25 帶正弦規(guī)的正弦分中夾具73 例如，工件需要回轉(zhuǎn)的角度為，轉(zhuǎn)動(dòng)前正弦分度盤(pán)的位置如圖3.26(a)所示，轉(zhuǎn)過(guò)角度后正弦分度盤(pán)的位置如圖3.26(b)、(c)所示。為控制轉(zhuǎn)角墊入的量塊尺寸按下式計(jì)算： h1=h-D/2sin-d/2 或 h2=h+D/2sin-d/2在圖3.21(a)所示的情況下，如果=0，則 h0=h-d/2式中：h1、h2控制工件回轉(zhuǎn)角

27、需要墊入的量塊尺寸，mm； h夾具主軸中心至量塊支承面的距離，mm； D正弦圓柱中心所在圓的直徑，mm； 工件轉(zhuǎn)過(guò)的角度，； d正弦圓柱的直徑，mm。圖3-26 分度盤(pán)工作原理 在正弦分中夾具上，工件的裝夾通常有心軸裝夾和雙頂裝夾兩種方法：心軸裝夾法如圖3-27所示。如工件本身有內(nèi)孔，并且此孔的中心是外成形表面的回轉(zhuǎn)中心時(shí)，可在孔內(nèi)裝入心軸。如工件無(wú)內(nèi)孔，則可在工件上加工出工藝孔，用來(lái)安裝心軸。利用心軸兩端的中心孔將心軸和工件夾持在分中夾具的兩頂尖之間。夾具主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)雞心夾頭 4帶動(dòng)工件一起回轉(zhuǎn)。76 圖3-27 用心軸裝夾工件77 當(dāng)工件上沒(méi)有圓柱孔，不具備作出穿心軸的工藝孔的條件時(shí)，

28、可采用雙頂尖裝夾工件，如圖3-28所示。夾具上除前后頂尖外，還裝有一個(gè)副頂尖，與此相對(duì)應(yīng)，凸模上除兩端的主頂尖孔外還有一個(gè)副頂尖孔，主頂尖孔用來(lái)將工件正確定位。副頂尖孔連同副頂尖用來(lái)?yè)軇?dòng)工件回轉(zhuǎn)。副頂尖成彎曲狀，可以在叉形滑板的槽內(nèi)上下移動(dòng)，用螺母3調(diào)節(jié)其伸出的長(zhǎng)短并鎖緊。 圖3-28 雙頂尖裝夾工作79 圖3-29 工件圖80 圖3-30 工藝過(guò)程圖814.3.4 4.3.4 萬(wàn)能夾具萬(wàn)能夾具 萬(wàn)能夾具用于磨削直線與直線，直線與圓弧或圓弧與圓弧相接的各種形狀復(fù)雜的工件。 萬(wàn)能夾具的結(jié)構(gòu)如圖3-31所示。主要由工件裝夾、十字滑板、回轉(zhuǎn)和正弦分度等四部分組成。 工件裝夾部分有墊柱2，螺釘1和轉(zhuǎn)盤(pán)

29、18等組成，用來(lái)將被磨削的工件通過(guò)某種方法固定在夾具上。82 圖3-31 萬(wàn)能夾具結(jié)構(gòu)83 十字滑板部分由橫滑板17、絲杠16、手柄 3、縱滑板15、絲杠4等組成。旋轉(zhuǎn)絲杠16或絲杠4可使工件在2個(gè)相互垂直的方向上移動(dòng)，以調(diào)整工件的圓弧中心（或回轉(zhuǎn)中心）與夾具中心重合，當(dāng)工件移動(dòng)至所需的位置后，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄3等可將滑板鎖緊。 回轉(zhuǎn)部分由主軸5、襯套6、蝸輪7、蝸桿8 及手輪14組成。主軸的前端與縱滑板連成一體，旋轉(zhuǎn)手輪，可通過(guò)蝸桿、蝸輪、主軸帶動(dòng)十字滑板連同工件繞夾具主軸中心回轉(zhuǎn)84 圖1-32 直接用螺釘和墊柱裝夾85 1）直接用螺釘和墊柱裝夾，如圖3-32所示，在工件上預(yù)先做出工藝螺釘孔，用螺

30、釘和墊柱將工件固緊在圓盤(pán)6上，再用螺釘5和滾花螺母把圓盤(pán)固定在夾具上。螺釘2的數(shù)目一般用1-4個(gè)，視工件大小而定。墊柱的數(shù)目與螺釘數(shù)相同，其長(zhǎng)度要保證砂輪退出時(shí)不致碰壞夾具，一般取70-90mm，同時(shí)要求各墊柱的高度一致，以保證工件的安裝精度。用這種裝夾方法，一次裝夾便能磨削出工件的整個(gè)輪廓，因此適用于磨削封閉形狀的工件。86 圖3-33 精密平口鉗裝夾87 2）用精密平口鉗裝夾如圖3-33 所示，用螺釘和墊柱將精密平口鉗安裝在夾具圓盤(pán)上，便可利用平口鉗裝夾工件。用這種裝夾方法，工件的裝夾過(guò)程簡(jiǎn)單方便，但在1次裝夾中，只能磨削工件上的一部分表面。 3）用電磁吸盤(pán)裝夾如圖3-34所示，用螺釘和墊

31、柱將電磁吸盤(pán)安裝在圓盤(pán)上，工件在電磁吸盤(pán)上被吸牢裝夾。這裝夾方法方便迅速，適用于磨削扁平的工件。但在一次裝夾中，也只能磨削工件上的一部分表面。88 圖3-34 電磁吸盤(pán)裝夾89 圖3-35 萬(wàn)能夾具中心高的測(cè)定90 1）分析被磨削工件的幾何形狀，將復(fù)雜的幾何型面分解成由若干直線和圓弧組成的簡(jiǎn)單面。按這些簡(jiǎn)單型面的類(lèi)別根據(jù)表4.1幾種類(lèi)別型面的磨削次序排出每個(gè)型面的磨削次序，依次分別進(jìn)行磨削。 2）對(duì)于平面或斜面，是將被加工的平面或斜面依次轉(zhuǎn)至水平（或垂直）位置，以便用砂輪進(jìn)行磨削。對(duì)于圓弧型面，除凹圓弧半徑較小采用成形砂輪磨削外，一般圓弧中心即為回轉(zhuǎn)中心，磨削時(shí)依次調(diào)整各中心與夾具中心重合，并

32、按此中心測(cè)量各磨削面的尺寸。91 3）根據(jù)萬(wàn)能夾具磨削的工藝特點(diǎn)，首先要在工件上建立平面坐標(biāo)系。磨削斜面時(shí)，為了將被加工面轉(zhuǎn)至水平位置進(jìn)行加工，必須知道斜面對(duì)坐標(biāo)軸的傾斜角；為了以回轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)對(duì)加工的平面作比較測(cè)量，還要知道各平面與回轉(zhuǎn)中心之間的垂直距離。磨削圓弧時(shí)，為了把各回轉(zhuǎn)中心依次調(diào)至夾具中心，必須知道各回轉(zhuǎn)中心之間的坐標(biāo)；為了在磨削圓弧時(shí)不致碰壞其他表面，需要知道圓弧的包角，以便在磨削時(shí)控制夾具的回轉(zhuǎn)角度。92 圖3-36 凸模零件圖93 圖3-37 工藝尺寸計(jì)算圖94 圖3-38 成形磨削工藝尺寸圖95 圖3-36所示的凸模零件圖，在成形磨削前各成形表面已經(jīng)過(guò)刨削并留出磨削余量。經(jīng)

33、熱處理淬硬后，兩端面已磨平。由于該工件是封閉形狀，因此工件的裝夾是利用凸模端面上的螺孔，直接用螺釘和墊柱將工件裝夾在夾具的圓盤(pán)上。 根據(jù)圖3-38成形磨削工藝尺寸圖及表4.1的磨幾種類(lèi)別型面磨削次序，成形磨削的操作過(guò)程如下：96 1）調(diào)整工件的裝夾方向（見(jiàn)圖3-39）：工件裝夾在夾具圓盤(pán)上以后，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)使基準(zhǔn)面1處于水平位置，用百分表校正。轉(zhuǎn)動(dòng)夾具主軸90，用同樣方法使基準(zhǔn)面3處于水平位置。經(jīng)過(guò)以上校正，兩基準(zhǔn)面的位置已與夾具橫、縱滑板的移動(dòng)方向一致，用滾花螺母及螺釘將圓盤(pán)與夾具鎖緊。 2）調(diào)整工件回轉(zhuǎn)中心的位置（見(jiàn)圖3-40）：首先將回轉(zhuǎn)中心O1調(diào)至夾具中心上。97 圖3-39 調(diào)整工件的裝

34、夾方向98 圖3-40 調(diào)整工件回轉(zhuǎn)中心的位置99 圖3-41 磨R38.385mm凸圓弧100 圖3-42 磨平面2及R17.985mm凸圓弧101 圖3-43 磨R13.015mm凹圓弧面102 圖3-44 磨以O(shè)3為中心的凸圓弧103 圖3-45 磨以O(shè)2為中心的凸圓弧104五、坐標(biāo)磨床加工五、坐標(biāo)磨床加工 坐標(biāo)磨床和坐標(biāo)鏜床相類(lèi)似，也是按準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置對(duì)工件進(jìn)行加工（其坐標(biāo)精度可達(dá)2-3m）。 坐標(biāo)磨床的磨削機(jī)構(gòu)能完成三種運(yùn)動(dòng)： 砂輪的高速自轉(zhuǎn)砂輪的高速自轉(zhuǎn) 行星運(yùn)動(dòng)（砂輪回轉(zhuǎn)軸線的圓周運(yùn)動(dòng)）行星運(yùn)動(dòng)（砂輪回轉(zhuǎn)軸線的圓周運(yùn)動(dòng)） 砂輪沿機(jī)床主軸軸線方向的直線往復(fù)動(dòng)砂輪沿機(jī)床主軸軸線方向的

35、直線往復(fù)動(dòng) 圖346 砂輪的三種運(yùn)動(dòng)1內(nèi)孔磨削 進(jìn)行內(nèi)孔磨削時(shí)，由于砂輪直徑受孔徑限制，同時(shí)為降低磨頭的轉(zhuǎn)速，應(yīng)使砂輪直徑盡可能接近磨削的孔徑，一般可取砂輪直徑為孔徑的0.8-0.9倍。 圖347內(nèi)孔磨削圖348外圓磨削2外圓磨削 外圓磨削也是利用砂輪的高速自轉(zhuǎn)、行星運(yùn)動(dòng)和軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，如圖348所示。利用行星運(yùn)動(dòng)直徑的縮小，實(shí)現(xiàn)徑向送給。圖349 錐孔磨削3錐孔磨削 磨削錐孔，由機(jī)床上的專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)使砂輪在軸向進(jìn)結(jié)的同時(shí)，連續(xù)改變行星運(yùn)動(dòng)的半徑。錐孔的錐項(xiàng)角大小取決于兩者變化的比值，所磨雄孔的最大錐頂角為12。 磨削錐孔的砂輪，應(yīng)修出相應(yīng)的錐角。4.平面磨削 平面磨削時(shí)，砂輪僅自轉(zhuǎn)不作行星

36、運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)送進(jìn)，如圖350所示。平面磨削適合于平面輪廓的精密加工。 圖350 平面磨削圖351 鍘磨5鍘磨 這種加工方法是使用專(zhuān)門(mén)的磨槽附件進(jìn)行的，砂輪在磨槽附件上的裝夾和運(yùn)動(dòng)情況，如圖351所示。它可以對(duì)槽及帶清角的內(nèi)表面進(jìn)行加工。6.沉孔磨削 按所需的孔徑?jīng)Q定行星運(yùn)動(dòng)直徑，并固定軸線位置，在砂輪主軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)作向下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，用砂輪的底部棱邊進(jìn)行磨削。圖352 沉孔磨削圖353 磨削異型孔7.型孔磨削 將基本磨削方法綜合運(yùn)用，可以對(duì)一些復(fù)雜的型孔進(jìn)行磨削加工，如圖3-53所示。 隨著數(shù)控技術(shù)在坐標(biāo)磨床上的應(yīng)用，出現(xiàn)了點(diǎn)位控制坐標(biāo)磨床和計(jì)算機(jī)數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床，前者適于加工尺寸和位置精度

37、要求高的多型孔凹模等零件，后者特別適合于加工某些精度要求高、形狀復(fù)雜的內(nèi)外輪廓面。 我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控坐標(biāo)磨床，如我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控坐標(biāo)磨床，如MK2945MK2945和和MK2932BMK2932B的數(shù)控系的數(shù)控系統(tǒng)均可作二坐標(biāo)（統(tǒng)均可作二坐標(biāo)（x x、y y）二聯(lián)動(dòng)連續(xù)軌跡磨削。而）二聯(lián)動(dòng)連續(xù)軌跡磨削。而MK2932BMK2932B在在磨削過(guò)程中，還能同時(shí)控制砂輪軸線繞著行星運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心磨削過(guò)程中，還能同時(shí)控制砂輪軸線繞著行星運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)，并與x x、y y軸聯(lián)動(dòng)，使砂輪處在被磨削表面的法線方向，軸聯(lián)動(dòng)，使砂輪處在被磨削表面的法線方向，砂輪的工作母線始終處于磨床主軸的中心線上，而

38、且可用同一砂輪的工作母線始終處于磨床主軸的中心線上，而且可用同一穿孔帶磨削內(nèi)外輪廓。使用連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床可以提高模具的穿孔帶磨削內(nèi)外輪廓。使用連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床可以提高模具的生產(chǎn)效率。生產(chǎn)效率。 3.2.43.2.4 型腔加工型腔加工 在各類(lèi)型腔模中,型腔的作用是形成制件外形表面。其加工精度和表面質(zhì)量一般都要求較高，所消耗的勞動(dòng)量也較大。型腔加工常常需要加工各種形狀復(fù)雜的內(nèi)成形面或花紋，工藝過(guò)程復(fù)雜。 常見(jiàn)的型腔形狀，可分成： 回轉(zhuǎn)曲面 非回轉(zhuǎn)曲面 前者可用車(chē)床、內(nèi)圓磨床或坐標(biāo)磨床進(jìn)行加工，工藝過(guò)程一般都比較簡(jiǎn)單。 加工非回轉(zhuǎn)曲面的型腔要困難得多。常常需要使用專(zhuān)門(mén)的加工設(shè)備或進(jìn)行大量的鉗工加工，

39、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。生產(chǎn)中應(yīng)充分利用各種設(shè)備的加工能力和附屬裝置，盡可能減少鉗工的工作量.圖354 對(duì)拼式壓塑模型腔一、車(chē)削加工 圖355 拼塊上的工藝螺孔和導(dǎo)釘孔圖356 劃線塑壓模的車(chē)削過(guò)程見(jiàn)表39二、銑削加工 銑床種類(lèi)很多，加工范圍較廣，在模具加工中應(yīng)用最多的是立式銑床、萬(wàn)能工具銑床和仿形銑床。 1用普通銑床加工型腔 在用普通銑床加工型腔時(shí)，使用最廣的是立式銑床和萬(wàn)能工具銑床，它們對(duì)各種模具（如壓縮模、注射模、壓鑄模、鍛模等）的型腔，大都可以進(jìn)行加工。 由于模具生產(chǎn)多為單件生產(chǎn)，所以加工時(shí)常常是按模坯上劃出的型腔輪廓線，手動(dòng)操作機(jī)床工作臺(tái)（或機(jī)床附件）進(jìn)行切削加工，加工表面的粗糙度一

40、般約見(jiàn)Ra1.6m左右，所以加工時(shí)需要在被加工表面留適當(dāng)?shù)男弈?、拋光余量，由鉗工進(jìn)行修整和拋光才能成為合格的型腔。圖357 單刃指形銑刀圖358 型腔的鉆孔示意圖圖359 多型腔橡膠壓模 圖660 用圓轉(zhuǎn)臺(tái)加工多型腔模板a）工件安裝并銑一個(gè)圓弧槽 b）銑第二個(gè)圓弧槽l轉(zhuǎn)盤(pán) 2基準(zhǔn)塊 3工件 4量塊2用仿形銑床加工型腔 使用仿形銑床是按照預(yù)先制好的靠模，在模坯上加工出與靠模形狀完全相同的型腔，其自動(dòng)化程度較高，能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高銑削加工的生產(chǎn)率，可以較容易的加工出形狀復(fù)雜的型腔。 型腔加工精度可達(dá)0.05mm，表面粗糙度Ra2.5-1.5m，所以加工后一般都需要對(duì)型腔表面進(jìn)行進(jìn)一步的修整

41、。圖361XB4480型電氣立體仿型銑床 a）結(jié)構(gòu)外形圖 b）控制原理圖l下支架 2上支架 3立柱 4仿形銷(xiāo) 5仿形儀 6仿形儀座 7橫梁 8銑刀 9主軸 10主軸箱 11工作臺(tái) 12滑座 13床身 14靠模 15、17驅(qū)動(dòng)裝置 16仿形信號(hào)放大裝置 18工件圖362 仿形加工用的銑刀na）平頭端銑刀 nb）圓頭錐銑刀 nC）圓頭立銑刀 圖圖3 363 63 銑刀端部圓角銑刀端部圓角a a）R Rr r不正確不正確 b b）r rR R正確正確 圖圖3 364 64 銑刀斜度銑刀斜度a a）不正確不正確 b b）正確正確三、數(shù)控機(jī)床加工 1數(shù)控銑床 隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，在模具制造中已采用數(shù)控銑

42、床加工型腔。由于這種機(jī)床是使用數(shù)字表示的加工指令來(lái)控制機(jī)床的加工過(guò)程，和仿形銑床相比有以下特點(diǎn)： 1）不需要制造仿形靠模。 2）加工精度高，一般可達(dá)0.02-0.03mm，可對(duì)同一形狀進(jìn)行重復(fù)加工，具有可靠的再現(xiàn)性。其加工精度不是靠工人的技能來(lái)保證。 3）通過(guò)數(shù)控指令實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程自動(dòng)化，減少了停機(jī)時(shí)間，使加工的生產(chǎn)效率提高。 采用數(shù)控銑床進(jìn)行三維形狀加工的控制方式有以下幾種： 1）兩軸半加工 2）三軸加工 3）五軸加工 圖365 加工三維形狀的控制方式a）兩軸半加工 b）三軸加工 c）五軸加工 圖366 三軸加工與加五軸加工比較 a）三軸加工 b）五軸加工 由于五軸同時(shí)控制，銑刀可作兩個(gè)方向

43、的旋轉(zhuǎn)，在加工過(guò)程中可使銑刀軸線常與加工表面成直角狀態(tài)，除了可大幅度提高加工精度外，還可對(duì)加工表面的凹人部分進(jìn)行加工，如圖177所示。2.加工中心 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。國(guó)際上加工中心的品種頗多，性能各異，使用方法不盡相同，使用效果也有很大的差別。 加工中心大致可分為： 主軸垂直的立式加工中心 主軸橫置的臥式加工中心 兩者用于模具加工時(shí)各有利弊。從實(shí)際使用情況看，以立式加工中心占多數(shù)。立式加工中心按其換刀方式可分為不帶自動(dòng)換刀裝置的加工中心和帶自動(dòng)換刀裝置的加工中心。四、光整加工(型腔的拋光和

44、研磨)（A B C）n 模具型腔（型芯）經(jīng)切削加工后，在它的表面上殘留有切削的痕跡，為了去除切削加工痕跡就需對(duì)其進(jìn)行拋光。拋光的程度包括各種等級(jí)，從修去切削痕跡開(kāi)始，直到加工成鏡面狀態(tài)的研磨等。拋光和研磨在型腔中所占工時(shí)比重很大，特別是那些形狀復(fù)雜的塑料模型腔，其拋光工時(shí)可達(dá)整個(gè)加工工時(shí)的45。n 拋光工序在模具制造中非常重要，它不僅對(duì)成形制件的尺寸精度，表面質(zhì)量影響很大，也影響模具的使用壽命。n 拋光加工大致可分為手工拋光和采用拋光機(jī)具進(jìn)行拋光。n 光整加工是模具零件繼精加工之后的工序，是以降低零件表面粗糙度，提高表面形狀精度和增加表面光澤為主要目的。在模具加工中，光整加工主要用于模具的成形

45、表面，它對(duì)于提高模具壽命和形狀精度，以及保證順利成形都起著重要的作用。 1研磨和拋光的機(jī)理研磨和拋光的機(jī)理 (1) 研磨的機(jī)理 研磨是使用研具、游離磨料對(duì)被加工表面進(jìn)行微量加工的精密加工方法。在被加工表面和研具之間置以游離磨料和潤(rùn)滑劑，使被加工表面和研具之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并施以一定壓力，磨料產(chǎn)生切削、擠壓等作用，從而去除表面凸起處，使被加工表面精度提高、表面粗糙度降低。研磨加工過(guò)程如圖所示。 研磨加工過(guò)程示意圖研磨加工過(guò)程示意圖1研具2磨料3切屑4原加工變質(zhì)層5研磨加工變質(zhì)層6工件基體 在研磨過(guò)程中，被加工表面發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，其主要由微刃切削、在研磨過(guò)程中，被加工表面發(fā)生復(fù)雜的物理和化

46、學(xué)變化，其主要由微刃切削、擠壓塑性變形和化學(xué)作用共同產(chǎn)生。擠壓塑性變形和化學(xué)作用共同產(chǎn)生。(2)研磨特點(diǎn) 尺寸精度高： 可穩(wěn)定獲得高精度表面。尺寸精度可達(dá)O.025m。 形狀精度高：由于微量切削，研磨運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜，并且不受運(yùn)動(dòng)精度的影響，因此可獲得較高的形狀精度。球體圓度可達(dá)0.025m、圓柱體圓柱度可達(dá)O.1m。 表面粗糙度低：在研磨過(guò)程中，磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不重復(fù)，有利于均勻磨掉被加工表面的凸峰，從而降低表面粗糙度。表面粗糙度可達(dá)0.1m。 表面耐磨性提高：由于研磨表面質(zhì)量提高，使摩擦系數(shù)減小，并且使有效接觸表面積增大，使耐磨性提高。 耐疲勞強(qiáng)度提高：由于研磨表面存在著殘余壓應(yīng)力，這種應(yīng)力有利

47、于提高零件表面的疲勞強(qiáng)度。 不能提高各表面之間的位置精度。 多為手工作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 (3)拋光機(jī)理 拋光加工過(guò)程與研磨加工基本相同，拋光加工過(guò)程如圖所示。 拋光加工過(guò)程示意圖 1軟質(zhì)拋光器具軟質(zhì)拋光器具 2細(xì)磨粒細(xì)磨粒 3微小切屑微小切屑 4工件工件 拋光是一種比研磨更細(xì)微磨削的精密加工。研磨時(shí)研具較硬，其微切削拋光是一種比研磨更細(xì)微磨削的精密加工。研磨時(shí)研具較硬，其微切削作用和擠壓塑性變形作用較強(qiáng)，在尺寸精度和表面粗糙度兩方面都有明顯的作用和擠壓塑性變形作用較強(qiáng)，在尺寸精度和表面粗糙度兩方面都有明顯的加工效果。在拋光過(guò)程中也存在著微切削作用和化學(xué)作用。由于拋光所用研加工效果。在拋光過(guò)程中

48、也存在著微切削作用和化學(xué)作用。由于拋光所用研具較軟，還存在塑性流動(dòng)作用。這是由于拋光過(guò)程中的摩擦現(xiàn)象，使拋光接具較軟，還存在塑性流動(dòng)作用。這是由于拋光過(guò)程中的摩擦現(xiàn)象，使拋光接觸點(diǎn)溫度上升，引起熱塑性流動(dòng)。拋光的作用是進(jìn)一步降低表面粗糙度，并觸點(diǎn)溫度上升，引起熱塑性流動(dòng)。拋光的作用是進(jìn)一步降低表面粗糙度，并獲得光滑表面，但不提高表面的形狀精度和位置精度。獲得光滑表面，但不提高表面的形狀精度和位置精度。 拋光加工是在研磨之后進(jìn)行，經(jīng)拋光加工后的表面粗糙度可達(dá)拋光加工是在研磨之后進(jìn)行，經(jīng)拋光加工后的表面粗糙度可達(dá)RaRa0.4m0.4m以下。模具成型表面的最終加工，大部分都需要進(jìn)行研磨和拋光。以下

49、。模具成型表面的最終加工，大部分都需要進(jìn)行研磨和拋光。 3研磨拋光分類(lèi)研磨拋光分類(lèi) (1)按研磨拋光過(guò)程中操作者參與的程度分為： 手工作業(yè)研磨拋光：特別是型腔中窄縫、盲孔、深孔和死角部位的加工，仍然是手工研磨拋光方法占主導(dǎo)地位。 機(jī)械設(shè)備研磨拋光：主要依靠機(jī)械設(shè)備進(jìn)行的研磨拋光。它包括一般研磨拋光設(shè)備和智能自動(dòng)拋光設(shè)備，這是研磨拋光發(fā)展的主要方向。 (2)按磨料在研磨拋光過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡分為： 游離磨料研磨拋光：在研磨拋光過(guò)程中，利用研磨拋光工具系統(tǒng)給游離狀態(tài)的研磨拋光劑以一定壓力，使磨料以不重復(fù)的軌跡運(yùn)動(dòng)進(jìn)行微切削作用和微塑性擠壓變形。 固定磨料研磨拋光：是指研磨拋光工具本身含有磨料，在加工

50、過(guò)程中研磨拋光工具以一定壓力直接和被加工表面接觸，磨料和工具的運(yùn)動(dòng)軌跡一致。 (3)按研磨拋光的機(jī)理分為： 機(jī)械式研磨拋光：是利用磨料的機(jī)械能量和切削力對(duì)被加工表面進(jìn)行微切削為主的研磨拋光。 非機(jī)械式研磨拋光：主要依靠電能、化學(xué)能等非機(jī)械能形式進(jìn)行的研磨拋光。 (4)按研磨拋光劑使用的條件分為： 濕研將磨料和研磨液組成的研磨拋光劑連續(xù)加注或涂敷于研具表面，磨料在研具和被加工表面之間滾動(dòng)或滑動(dòng)，形成對(duì)被加工表面的切削運(yùn)動(dòng)。其加工效率較高，但加工表面的幾何形狀和尺寸精度不如干研。多用于粗研或半精研。 、 干研將磨料均勻地壓嵌在研具表層中，施以一定壓力使嵌砂進(jìn)行研磨加工?？色@得很高的加工精度和低的表

51、面粗糙度，但加工效率低。一般用于精研。 半干研類(lèi)似濕研，使用糊狀研磨膏。粗、精研均可。 4研磨拋光的加工要素研磨拋光的加工要素5手工研磨拋光手工研磨拋光 （1）研磨拋光劑 研磨拋光劑是由磨料和研磨拋光液組成的均勻混合劑。 磨料 磨料在機(jī)械式研磨拋光加工中對(duì)被加工表面起著微切削作用和微擠壓塑性變形作用，磨料選擇正確與否對(duì)加工質(zhì)量起著重要作用。磨料的選擇主要有磨料的種類(lèi)和粒度。 磨料粒度的選擇，主要依據(jù)研磨拋光前被加工表面的粗磨料粒度的選擇，主要依據(jù)研磨拋光前被加工表面的粗糙度情況以及研磨拋光后的質(zhì)量要求，粗加工時(shí)選擇顆粒尺糙度情況以及研磨拋光后的質(zhì)量要求，粗加工時(shí)選擇顆粒尺寸較大的粒度，精加工時(shí)

52、選擇顆粒尺寸較小的粒度。寸較大的粒度，精加工時(shí)選擇顆粒尺寸較小的粒度。 研磨拋光液 研磨拋光液有礦物油、動(dòng)物油和植物油三類(lèi)，研磨拋光液有礦物油、動(dòng)物油和植物油三類(lèi)，10#機(jī)油應(yīng)用機(jī)油應(yīng)用最普遍，煤油在粗、精加工中都可使用；豬油中含有油酸活性物最普遍，煤油在粗、精加工中都可使用；豬油中含有油酸活性物質(zhì)，在研磨拋光過(guò)程中與被加工表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，加速研拋過(guò)質(zhì)，在研磨拋光過(guò)程中與被加工表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，加速研拋過(guò)程，又增加零件表面光澤。程，又增加零件表面光澤。 6研磨拋光工藝過(guò)程研磨拋光工藝過(guò)程 (1)研拋余量 研拋余量大小取決于零件尺寸、原始表面粗糙度、精度和最終的質(zhì)量要求，原則上研拋余量要能去除

53、表面加工痕跡和變質(zhì)層即可。研拋余量過(guò)大，使加工時(shí)間增多，研拋工具和材料消耗增多、加工成本增大；研拋余量過(guò)小，加工后達(dá)不到要求的表面粗糙度和精度。 淬硬后的成形表面由Ra0.8m提高到Ra0.4m時(shí)的研拋余量為： 平面：0.0150.03mm；當(dāng)零件的尺寸公差較大時(shí)，研拋余量可以放在零件尺寸公差范圍以?xún)?nèi)。 內(nèi)圓：當(dāng)尺寸為25125mm時(shí)，取O.04O.08mm。 外圓：當(dāng)d10mm時(shí)，取0.03O.04mm。 當(dāng)d1030mm時(shí)，取O.03O.05mm。 當(dāng)d3160mm時(shí)，取O.040.06mm。 (2)研拋步驟及注意事項(xiàng)研拋步驟及注意事項(xiàng) 研磨拋光加工一般經(jīng)過(guò)粗研磨細(xì)研磨精研磨拋光四個(gè)階段，

54、四個(gè)階段中總的研拋次數(shù)依據(jù)研拋余量以及初始和最終的表面粗糙度和精度而定。磨料的粒度從粗到細(xì)，每次更換磨料都要清洗好工具和零件。 研磨拋光過(guò)程磨料的運(yùn)動(dòng)軌跡要保證被加工表面各點(diǎn)均有相同的或近似的切削條件和磨削條件。磨料的運(yùn)動(dòng)軌跡可以往復(fù)、交叉，但不應(yīng)該重復(fù)。要根據(jù)被加工表面的大小和形狀特選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡形式，可以有直線式、正弦曲線式、無(wú)規(guī)則圓環(huán)式、擺線式和橢圓線式等。 還應(yīng)該根據(jù)被加工表面形狀特點(diǎn)選擇合適的研拋器具和材料，根據(jù)整個(gè)被加工面的具體情況確定各部位的研磨順序。 7拋光方式 A.手工拋光 手工拋光有以下幾種操作方法 （1）用砂紙拋光 （2）用油石拋光 與用砂紙拋光相似，僅拋光工具是使用

55、油石。用油石主要是對(duì)型腔的平坦部位和槽的直線部分進(jìn)行拋光。拋光前應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作： l）選擇適當(dāng)種類(lèi)的磨料、粒度、形狀和尺寸大小的油石。油石的硬度可參考圖178選用。 圖367油石選用圖368 經(jīng)過(guò)修整的油石 2）當(dāng)油石形狀與加工部位的形狀不相吻合時(shí)，須用砂輪修整器對(duì)油石形狀進(jìn)行修整，圖179所示是修整后用于加工狹小部位的油石。B.機(jī)械拋光n 在拋光加工中相繼出現(xiàn)了電動(dòng)拋光、電解拋光、超聲波拋光以及機(jī)械一超聲拋光、電解拋光一機(jī)械一超聲拋光等復(fù)合工藝。n （1）圓盤(pán)式磨光機(jī) 圖669 圓盤(pán)式磨光機(jī) 圖670 手持往復(fù)式研拋頭的應(yīng)用1工件 2研磨環(huán) 3球頭桿 4軟軸（2）電動(dòng)拋光機(jī)圖371 直式

56、研拋頭的應(yīng)用C電解修磨拋光n圖372 電解修磨拋光 n 電解修磨拋光是在拋光工件和拋光工具之間施以直流電壓，利用通電后工件（陽(yáng)極）與拋光工具（陰極）在電解液中發(fā)生的陽(yáng)極溶解作用來(lái)進(jìn)行拋光的一種工藝方法，如圖372所示。 圖373 電解修磨拋光的原理圖l工具（陰極） 2電解液管 3磨粒 4電解液5工件（陽(yáng)極） 6電源 電解修磨拋光工具可采用導(dǎo)電油石制造。這種油石以樹(shù)脂作粘結(jié)劑與石墨和磨料（碳化硅或氧化鋁）混合壓制而成。為獲得較好的加工效果，應(yīng)將導(dǎo)電油石修整成與加工表面相似的形狀。電解修磨拋光有以下特點(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(duì)型腔中用一

57、般方法難以修磨的部位及形狀（如深增、窄縫及不規(guī)則圓弧等），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）修磨拋光后，模具表面粗糙度一般為Ra6.3-3.2m，對(duì)粗糙度指標(biāo)小于上述范圍的表面再采用其它方法加工較容易達(dá)到。 5）裝置簡(jiǎn)單，工作電壓低，電解液無(wú)毒，生產(chǎn)安全。 加工電源可采用全波橋式整流，晶閘管調(diào)壓，最大輸出電流10A，電壓0-24V。也可采用一般直流穩(wěn)壓電源。 電解液常采用每立升水溶入硝酸鈉（NaNO3）150g，氯酸鈉（NaCIO3）50g制成。n圖374超聲波拋光原理圖 l拋光工具 2變幅桿 3超聲換能器n4超聲發(fā)生器 5磨粒 6工作液D. 超聲波拋光 超聲波拋光是超聲

58、加工的一種形式，是利用超聲振動(dòng)的能量，通過(guò)機(jī)械裝置對(duì)型腔表面進(jìn)行拋光加工的一種工藝方法。 圖375 超聲波拋光機(jī)l超聲發(fā)生器 2腳踏開(kāi)關(guān) 3手持工具頭n 超聲拋光常采用碳化硅、碳化硼、金剛砂等做磨料，粗、中拋光用水做工作液，精細(xì)拋光一般用煤油做工作液。超聲拋光前，工件的表面粗糙度不應(yīng)大于Ra=1.25-2.5m，經(jīng)拋光后粗糙度可達(dá)Ra0.63-0.08m 或更高。拋光精度與操作者的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)熟練程度有關(guān)。n 超聲拋光的加工余量與拋光前被拋光表面的質(zhì)量及拋光后的表面質(zhì)量有關(guān)。最小拋光余量應(yīng)保證能完全消除由上道工序形成的表面的微觀幾何形狀誤差或變質(zhì)層的深度。如對(duì)于采用電火花加工成形的型腔，對(duì)應(yīng)于粗

59、、精加工規(guī)準(zhǔn)，所采用的拋光余量也不一樣。電火花中，精規(guī)準(zhǔn)加工后的拋光余量一般為0.02-0.05mm。n 超聲波拋光具有以下優(yōu)點(diǎn)：n l）拋光效率高，能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；n 2）適用于各種型腔模具，對(duì)窄縫、深槽、不規(guī)則圓弧的拋光尤為適用；n 3）適用于不同材質(zhì)的拋光。 第五節(jié) 模具工作零件的工藝路線 由于模具種類(lèi)繁多，工作零件形狀各不相同，加工要求也不完全一樣，不可能列出一個(gè)適合于任何形狀和要求的凸、凹模的工藝路線，現(xiàn)以圖376的凸模和圖170的凹模為例講述模具工作零件的工藝路線，并作簡(jiǎn)要分析。圖376 凸模圖圖3 377 77 凹模凹模 凸模和凹模，工作表面的粗糙度Ra0.4m，沖裁間隙 0.0

60、3mm。 因?yàn)闆_裁模刃口尺寸精度要求較高，配合間隙小，在缺乏成形加工設(shè)備的情況下。凹?？刹捎脡河′S修進(jìn)行加工。凹模、凸模的工藝路線見(jiàn)表312和表313 ，表312 凹模的工藝路線表313 凸模的工藝路線表表3 31212和表和表3 31313所列工藝路線可概括為以下形式：所列工藝路線可概括為以下形式： 備料一備料一毛坯外形加工一毛坯外形加工一劃線一劃線一刃口輪廓粗加工一刃口輪廓粗加工一刃刃口輪廓精加工一口輪廓精加工一螺孔和銷(xiāo)孔加工一螺孔和銷(xiāo)孔加工一熱處理一熱處理一研磨或拋研磨或拋光。光。 對(duì)同一付模具的凸模或凹模，在制造過(guò)程中由于生產(chǎn)條對(duì)同一付模具的凸?；虬寄?，在制造過(guò)程中由于生產(chǎn)條件不同，采