模具零件機(jī)械加工及其他成形方法

模具制造技術(shù)模具零件機(jī)械加工及其他成形方法機(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，車削、銑削、刨削、鉆削、磨削等。這些加工方法對工人的技術(shù)水平要求較高，具有生產(chǎn)率低，模具制造周期長，成本高等特點。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；形狀復(fù)雜的空間曲面，采用數(shù)控機(jī)床加工；對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、對設(shè)計更改的適應(yīng)性強(qiáng)、可以實現(xiàn)多機(jī)床管理等一系列優(yōu)點，對實現(xiàn)機(jī)械加工自動化，使模具生產(chǎn)更加合理機(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。第一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)ξ3.1機(jī)械加工

一、車削加工1、車削加工工藝范圍車削能形成的工件型面有內(nèi)表面和外表面的圓柱面、端面、圓錐面、球面、橢圓柱面、溝槽、螺旋面和其它特殊型面，如表1所示。車削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT11～I(xiàn)T12，也可達(dá)IT6。經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度Ra值為12.5～6.3μm。模架中的導(dǎo)柱和導(dǎo)套是典型的軸類和套類零件。圖3.2所示為冷沖模的一種標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套。它們在模具中起導(dǎo)向作用，保證凸模和凹模在工作時具有正確的相對位置。

第二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)為了保證良好的導(dǎo)向性，導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后應(yīng)保證模架的活動部分運(yùn)動平穩(wěn)、無滯阻現(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，同時還應(yīng)保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合面之間的同軸度。第三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

2、工件的定位方式對軸類零件，一般采用軸兩端中心孔作為定位基準(zhǔn)。因為軸類零件的各外圓、錐孔、螺紋等表面的設(shè)計基準(zhǔn)一般都是中心線，選擇兩端中心裝夾方便。套類零件加工一般采用互為基準(zhǔn)的原則，即加工內(nèi)圓表面以外圓為基準(zhǔn)，加工外圓表面以內(nèi)圓為基準(zhǔn)。(1)用兩中心孔定位裝夾工件以兩中心孔為基準(zhǔn)裝夾在車床的前、后頂尖上，用雞心夾或撥盤帶動工件轉(zhuǎn)動。用中心孔定位的優(yōu)點是：加工過程中不僅基準(zhǔn)重合，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，不易保證軸向尺寸精度，為此可同時用中心孔及一個端面定位。(2)用外圓柱表面定位裝夾較短的軸類零件常用三爪自定心卡盤或四爪單動卡盤定位夾緊；較長的軸類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。

第五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

(3)用兩端孔定位裝夾對于粗加工后的孔用有齒的頂尖(菊花頂尖)裝夾，如圖3.3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3.4所示。第六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

3、加工工藝過程冷沖模模架的軸套零件如圖3.2所示，選用適當(dāng)尺寸的熱軋圓鋼20號鋼作毛坯，單件小批生產(chǎn)。其加工工藝過程如表3.1和表3.2所示。第七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

注：表中的工序簡圖是為了直觀地表示零件的加工部位繪制的，除專業(yè)模具廠外，一般模具生產(chǎn)屬于單件小批生產(chǎn)，工藝文件多采用工藝過程卡片，不繪制工序圖。第八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)4.工藝分析導(dǎo)套加工時能否正確選擇定位基準(zhǔn)，對保證內(nèi)外圓柱面的同軸度要求十分重要。表3.2所列的導(dǎo)套的加工工藝過程，在車削時以外圓柱面定位，一次裝夾加工出Φ32H7內(nèi)孔和Φ45r6外圓。保證了這兩個重要表面的同軸度要求，為精加工提供了良好的質(zhì)量準(zhǔn)備。精加工在萬能外圓磨床上，利用三爪自定心卡盤夾持Φ48mm外圓柱面，一次裝夾磨出Φ32H7內(nèi)孔和Φ45r6外圓，可以避免由于多次裝夾帶來的誤差。容易保證內(nèi)外圓柱面的同軸度要求。但每磨一件都要重新調(diào)整機(jī)床，所以這種方法只適宜單件小批生產(chǎn)。如果加工數(shù)量較多的同一尺寸的導(dǎo)套，可以先磨內(nèi)孔，再把導(dǎo)套裝在專門設(shè)計的錐度心軸上，如圖3.5所示，以心軸兩端的中心孔定位，借心軸和導(dǎo)套間的摩擦力帶動工件轉(zhuǎn)動，磨削外圓柱面，也能獲得較高的同軸度要求，并可使操作過程簡化，生產(chǎn)率提高。第十頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第十一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

圖3.6所示是在車床上用磨削方法修正中心孔。在被磨削的中心孔處，加入少量的煤油或全損耗系統(tǒng)用油(即機(jī)油)，手持工件進(jìn)行磨削。這種修正方法效率高，質(zhì)量較好。但砂輪磨損較快，需經(jīng)常修整。第十二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

導(dǎo)柱和導(dǎo)套的研磨加工，其目的在于進(jìn)一步提高被加工表面的質(zhì)量，以達(dá)到設(shè)計要求。在單件小批量生產(chǎn)中可以采用簡單的研磨工具，如圖3.7和圖3.8所示。在普通車床上進(jìn)行研磨。研磨時將導(dǎo)柱安裝在車床上，由主軸帶動旋轉(zhuǎn)，在導(dǎo)柱表面均勻涂上研磨劑，然后套上研磨工具并用手將其握住，作軸線方向的往復(fù)運(yùn)動。研磨導(dǎo)套和研磨導(dǎo)柱類似，由主軸帶動研磨工具旋轉(zhuǎn)，手握在研具上的導(dǎo)套，作軸線方向的往復(fù)直線運(yùn)動。通過調(diào)節(jié)研具上的調(diào)整螺釘和螺母，可以調(diào)整研磨套的直徑，以控制研磨量的大小。第十三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

導(dǎo)柱和導(dǎo)套的工藝過程可以歸納為：備料－－粗加工和半精加工階段－－熱處理－－精加工階段－－光整加工階段－－按工藝過程劃分加工階段的目的是保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備、便于安排熱處理工序。第十四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

二、銑削加工

1、銑削加工工藝范圍

銑削能形成的工件型面有平面、槽、成形面、螺旋槽、齒輪和其他特殊型面。銑削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9～I(xiàn)T7，也可達(dá)IT6。經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度Ra值為6.2～1.6μm。2、工件的定位方式模板加工常用三個相互垂直的平面作定位基準(zhǔn)，還有利于保證孔系和各平面間的相互位置精度，定位準(zhǔn)確可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝卸方便，在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。3、工藝過程銑削加工主要是平面加工，以上模座的機(jī)械加工為例。如表3.3。第十五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

表3.3上模座的機(jī)械加工工藝過程

第十六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)4.工藝分析模具中的各種模板、支承板等零件，都是平板類零件，在制造過程中主要進(jìn)行平面加工和孔系加工。根據(jù)模架的技術(shù)要求，在加工過程中要特別注意保證模板平面的平面度和平行度以及導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的尺寸精度、孔與模板平面的垂直度要求。在平面加工中要特別注意防止彎曲變形。在粗加工后若模板有彎曲變形，在磨削中電磁吸盤會把這種變形矯正過來，磨削后加工表面的這種形狀誤差又會恢復(fù)。為此，在加工前，應(yīng)在電磁吸盤與模板間墊入適當(dāng)厚度的墊片，再進(jìn)行磨削。上下兩面用同樣的方法交替磨削，可獲得較高的平面度。若需要更高精度的平面時，應(yīng)采用刮研的方法加工。為了保證模板上導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的位置精度，根據(jù)實際加工條件，可采用坐標(biāo)鏜床或數(shù)控坐標(biāo)鏜床進(jìn)行加工。若加工精度要求低或現(xiàn)場沒有此設(shè)備的情況下，可在臥式銑鏜床或銑床上，將動、定模板重疊在一起，一次裝夾，同時鏜出相應(yīng)的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝孔。如果單件生產(chǎn)，可以用劃線的方法，找正孔的加工位置，進(jìn)行加工。第十七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

在對模板進(jìn)行鏜孔加工時，應(yīng)在模板平面精加工后以模板的大平面及兩相鄰側(cè)面作定位基準(zhǔn)，將模板放置在機(jī)床工作臺的等高墊鐵上。各等高墊鐵的高度應(yīng)保持一致。對于精密模板，等高墊鐵的高度差應(yīng)小于3μm。工作臺和墊鐵應(yīng)用凈布擦拭，徹底清除鐵屑粉末。在使模板大致達(dá)到平行后，輕輕夾住，然后以長度方向的前側(cè)面為基準(zhǔn)，用百分表找正后將其壓緊，最后將工作臺再移動一次，進(jìn)行檢驗并加以確認(rèn)。模板用螺栓加墊圈緊固，壓板著力點不應(yīng)偏離等高墊鐵中心以免模板變形。如圖3.9所示。第十八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

三、刨削加工

1、銑削加工工藝范圍

刨削是以刨刀相對工件的往復(fù)直線運(yùn)動與工作臺(或刀架)的間歇進(jìn)給運(yùn)動實現(xiàn)切削加工的。刨削主要用于加工平面、斜面、溝槽或成形表面。刨削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9～I(xiàn)T7，也可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra值一般為6.3～1.6μm，也可達(dá)0.8μm。

2、加工工藝特點（1）加工質(zhì)量中等；（2）生產(chǎn)率低；（3）加工成本較低。

第十九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

四、鉆削及絞削加工

1、鉆削加工

鉆削加工在切削加工中應(yīng)用很廣，主要有鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、攻絲和套絲等。銑削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT11～I(xiàn)T12。經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm。2、絞削加工

絞削加工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。由于絞削的切削余量小、切削厚度薄，所以絞削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9～I(xiàn)T7。經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度Ra值為0.65～5μm。

第二十頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

五、磨削加工

1、磨削加工范圍

零件經(jīng)刨、銑及淬硬后，均需經(jīng)過平面磨床磨削平面。磨削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT6～I(xiàn)T5。經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度Ra值為1.25－0.32μm。2、磨削加工工藝如圖3.10平面磨削方法和表3.4平面磨削方法。

第二十一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第二十二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

如圖3.11內(nèi)圓磨削方法。

圖3.11內(nèi)圓磨削方法(a)普通內(nèi)圓磨床磨削法；(b)行星磨削法；(c)無心磨削法第二十三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

如表3.5內(nèi)圓磨削方法。

第二十四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

ξ3.2零件配作

一、壓印銼修壓印銼修是利用經(jīng)淬硬并已加工完成的凸模、凹?；蛄硗庵圃斓墓に嚊_頭(又稱樣沖)作為壓印基準(zhǔn)件，垂直放置在未經(jīng)淬硬(或硬度較低)并留有一定壓印銼修余量的對應(yīng)刃口或工件上，施以壓力，經(jīng)壓印基準(zhǔn)件的切削與擠壓作用，在工件上壓出印痕，鉗工再按此印痕修整而作出刃口或工件，如圖3.12所示。1、壓印方法包括如下幾種：（1）單型孔壓印挫修壓印前，工件(凸模的外形或凹模的型孔)需經(jīng)加工基本成型并留單面余量0.2mm~0.8mm，當(dāng)與基準(zhǔn)件位置找正后即可在壓床上進(jìn)行第一次壓印，鉗工按此印痕將多余的金屬挫修除去并使余量減少而均勻后，再次壓印、再次挫修，如此反復(fù)，直至達(dá)到要求為止。

第二十五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第二十六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

首次壓印深度一般控制在0.2mm左右，以后各次的壓印深度可適當(dāng)增大一些。壓印過程中用角尺或用精密方鐵校正壓印凸模垂直度。如圖3.12(b)所示。（2）多型孔壓印挫修多型孔壓印的基本方法與單型孔壓印方法相同，但需控制各成型孔之間的距離，并保證各零件之間(如凹模與固定板之間)的成型孔相對位置。

用精密方箱夾具進(jìn)行多型孔壓印各型孔之間的距離用精密方箱夾具及量塊來保證。精密方箱夾具的結(jié)構(gòu)及使用方法如圖3.13所示。精密方箱夾具由角尺板2、9和底板8組成。角尺板2具有一對相互垂直的經(jīng)研光的基準(zhǔn)面。工件7的一對垂直基準(zhǔn)面靠住角尺板2的基準(zhǔn)面，并用螺釘緊固。根據(jù)型孔至工件基準(zhǔn)面之間的距離要求，墊相應(yīng)尺寸的量塊組3、4，將凸?？可狭繅K，并用螺釘通過墊塊5、6限制凸模，使凸模能上下滑動。在壓印機(jī)上對凸模進(jìn)行加壓而完成壓印。然后取下工件(凹模)進(jìn)行修正，此后對此型孔反復(fù)地壓印與修正，可根據(jù)印痕而不在夾具內(nèi)進(jìn)行，在修正過程中應(yīng)該用測量工具測量孔的距離。同一工件上的其他各孔的壓印與修正可按這一方法同樣進(jìn)行。第二十七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第二十八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)當(dāng)所需壓印的成型孔與工件外形傾斜成一角度時仍可利用精密方箱夾具，配備斜度墊鐵后壓印，如圖3.14所示。第二十九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)此時成型孔基面至夾具基準(zhǔn)點O之間的垂直距離A與B可由計算得出。斜度墊鐵基準(zhǔn)面至基準(zhǔn)點之間的距離A'與B'均為已知，則所墊量塊高度為：H1=A-A'H2=B+B'計算壓印坐標(biāo)尺寸時需要將凸模間隙考慮進(jìn)去。

配壓印用精密方箱夾具或按工藝孔可分別對凹模、卸料板、凸模固定板、塑壓模?？虻冗M(jìn)行壓印。為了保證有關(guān)各板間相對位置的一致性，生產(chǎn)中往往利用已經(jīng)制成的多型孔凹模(或卸料板)作為導(dǎo)向件，對其他各板進(jìn)行壓印。如圖3.15所示。利用已制成的多型孔凹模作為導(dǎo)向件對固定板進(jìn)行壓印。此時，將凹模與固定板用平行夾固定其相對位置，然后分別第三十頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)壓印后的修正，應(yīng)注意將相距最大的孔先進(jìn)行修正(圖3.15)中的A、B兩孔)，然后修正其他各孔。這樣容易保證各孔的位置精度，避免工件外形錯位。第三十一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)圖3.16用定位銷釘(或?qū)е?將凹模與固定板定位后，通過凹模型孔對固定板進(jìn)行壓印。第三十二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)另一種方法是：多型孔凹模在壓印修正成型孔后暫不擴(kuò)大間隙，用這種未經(jīng)擴(kuò)大間隙和淬硬的凹模作導(dǎo)向壓印固定板，在固定板加工完畢后再擴(kuò)大凹模的間隙并淬硬。但這樣做。可能會便凹模淬硬后各型孔孔距變形，影響與固定板孔距的一致。

配合間隙對壓印方法的影響當(dāng)凹模、凸模間隙較小時，可直接以淬硬凹模為導(dǎo)向?qū)潭ò暹M(jìn)行壓印。由于凸、凹模間隙較小，凹?？啄芎芎玫貙?dǎo)向凸模，因此凹模與固定板成型孔的孔距一致性好。當(dāng)凸、凹模間隙較大，單面間隙在0.03mm~0.05mm時，可在凸模一端(壓印端)鍍銅或涂漆，鍍(涂)到略小于凹?？壮叽?成間隙配合)，然后通過凹?？讓潭ò鍓河?。第三十三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)單面間隙大于0.05mm時，壓印時在凸凹模間隙內(nèi)墊銅片或磷片，如圖3.17所示。④用卸料板做導(dǎo)向壓印凹模及固定板對于正確導(dǎo)向凹模的卸料板，各型孔間距離同樣需要與凹模孔及固定板一致?？梢杂镁芊较鋳A具對卸料板進(jìn)行壓印修正，然后用圖3.50所示類似的方法，以卸料板作為導(dǎo)向分別對凹模及固定板進(jìn)行壓印修正。第三十四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)ξ3.3模具零件成形磨削

一、概述成型磨削用來對模具的工作零件進(jìn)行精加工，不僅用于加工凸模，也可以加工鑲拼式凹模的工作型面，還可以加工硬質(zhì)合金和熱處理后硬度很高的模具零件。采用成型磨削加工零件可以獲得高精度的尺寸和形狀。根據(jù)工廠的設(shè)備條件，成型磨削可以在平面磨床上采用成型砂輪或利用專用夾具。二、成形砂輪磨削法（仿行法）成型砂輪磨削法是將砂輪修整成與工件被磨削表面完全吻合的形狀，進(jìn)行磨削加工，以獲得所需要的成型表面，如圖3.18所示。此法一次磨削的表面寬度不能太大。用成型砂輪磨削法進(jìn)行磨削，其首要任務(wù)是把砂輪修整成所需要的形狀，并保證必要的精度。第三十五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)

二、軌跡運(yùn)動磨削法(范成法)軌跡法是利用刀具或工件作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動來進(jìn)行加工的方法。圖3.19所示是用夾具磨削圓弧面的加工示意圖。工件除了靠機(jī)床做縱向進(jìn)給運(yùn)動外，還可以借助于夾具使工件作斷續(xù)的圓周進(jìn)給，完成要加工的表面的運(yùn)動軌跡，這種磨削圓弧的方法叫軌跡法。常見的成型磨削夾具有以下幾種。1、正弦精密平口鉗如圖3.20(a)所示，夾具由帶正弦規(guī)的虎鉗和底座6組成。正弦圓柱4被固定在虎鉗體3的底面，用壓板5使其緊貼在底座6的定位面上。在正弦圓柱和底座間墊入適當(dāng)尺寸的量塊，可使虎鉗傾斜成所需要的角度，以磨削工件上的傾斜面，如圖3.20(b)所示。量塊尺寸按下式計算：第三十六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第三十七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)式中：h1——墊入的量塊尺寸，mm；L——正弦圓柱的中心距，mm；

α——工件需要傾斜的角度，°。正弦精密平口鉗的最大傾斜角度為45°。為了保證磨削精度，應(yīng)使工件在夾具內(nèi)正確定位，工件的定位基面應(yīng)預(yù)先磨平并保證垂直。2、正弦磁力夾具正弦磁力夾具的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用情況與正弦精密平口鉗相似，兩者的區(qū)別在于正弦磁力夾具是用磁力代替平口鉗夾緊工件，如圖3.21所示。電磁吸盤能傾斜的最大角度也是45°。第三十八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)圖3.21正弦磁力夾具1—電磁吸盤；2—電源線；3—正弦圓柱；4—底座；5—鎖緊手輪第三十九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)以上磨削夾具，若配合成型砂輪也能磨削平面與圓弧面組成的形狀復(fù)雜的成型表面。進(jìn)行成型磨削時，被磨削表面的尺寸常采用測量調(diào)整器、量塊和百分表進(jìn)行比較測量。測量調(diào)整器的結(jié)構(gòu)如圖3.22所示。量塊座2能在三角架1的斜面上沿V形槽上、下移動，當(dāng)移動到適當(dāng)位置后，用滾花螺母3和螺釘4固定。為了保證測量精度，要求量塊座沿斜面移到任何位置時，量塊支承面A、B應(yīng)分別與測量調(diào)整器的安裝基面D、C保持平行，其誤差不大于0.005mm。第四十頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第四十一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)例3-1圖3.23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)計要求。第四十二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)磨削工藝過程如下：①將夾具置于機(jī)床工作臺上找正，使夾具的正弦圓柱軸線與機(jī)床工作臺的縱向運(yùn)動方向平行。②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3.24(a)所示。調(diào)整夾具傾斜角度的量塊尺寸：H1=150mm×sin10°=26.0472mm磨削時采用比較法測量加工表面的尺寸，圖中Φ20mm圓柱為測量基準(zhǔn)柱。按圖示的位置調(diào)整測量調(diào)整器上的量塊座，用百分表檢查，使量塊座的平面B(或A)與測量基準(zhǔn)柱的上母線處于同一水平面內(nèi)，并將量塊座固定。檢測磨削尺寸的量塊按下式計算：M1=[(50-10)×cos10°-10]mm=29.392mm加工面a的尺寸用百分表檢測，當(dāng)百分表在a面上的測量值與百分表在量塊上平面的測量示值相同時，工件尺寸即達(dá)到磨削要求。③磨削b面：調(diào)整夾具使b面處于水平位置，如圖3.24(b)所示。調(diào)整及測量方法同前。第四十三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第四十四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)調(diào)整夾具的量塊尺寸：H2=150mm×sin30°=75mm測量加工表面尺寸的量塊尺寸：M2={[(50-10)+(40-10)×tan30°]×cos30°-10}mm=39.641mm

注意：當(dāng)進(jìn)給至與c面的相交線近旁時停止，以留下適當(dāng)磨削余量。④ 磨削c面：調(diào)整夾具磁力臺成水平位置，如圖3.24(c)所示。磨c面到尺寸，在兩平面交線處留適當(dāng)?shù)哪ハ饔嗔俊y量加工表面尺寸時的量塊尺寸：M3={50-[(60-40)×tan30°+20]}mm=18.45mm⑤ 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3.24(d)所示。第四十五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)用成型砂輪磨削b、c面的交線部位，如圖3.24(e)所示。使砂輪的外圓柱面與處于水平位置的b面部分微微接觸(出現(xiàn)極微小的火花)，再使砂輪慢速橫向進(jìn)給，直到c面也出現(xiàn)極微小的火花，加工結(jié)束。3、正弦分中夾具正弦分中夾具主要用來磨削凸模上具有同一軸線的不同圓弧面、等分槽及平面，夾具結(jié)構(gòu)如圖3.25所示。工件支承在頂尖7和6上，頂尖座4可沿底座上的T形槽移動，用螺釘3固定，旋轉(zhuǎn)手輪5能使尾頂尖6移動，用以調(diào)節(jié)工件和頂尖間的松緊程度。頂尖7裝在主軸的錐孔內(nèi)。轉(zhuǎn)動手輪(圖中未顯示)，通過蝸桿13、蝸輪9傳動，帶動主軸和通過雞心夾頭裝夾的工件及裝在主軸后端的分度盤11一起轉(zhuǎn)動。使工件實現(xiàn)圓周進(jìn)給，磨出圓弧面。分度盤的作用是控制工件的回轉(zhuǎn)角度，其工作原理如圖3.26所示。分度盤上有四個正弦圓柱，其中心均處于直徑為D的圓周上，并將所在圓周四等分。磨削時，如果工件回轉(zhuǎn)角度的精度要求不高，則轉(zhuǎn)角可直接由分度盤外圓面上的刻度和讀數(shù)指示器10讀出(見圖3.25)。若回轉(zhuǎn)角的精度要求較高，可在量塊墊板14和正弦圓柱12之間墊入適當(dāng)尺寸的量塊進(jìn)行控制。第四十六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第四十七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)例如，工件需要回轉(zhuǎn)的角度為α，轉(zhuǎn)動前正弦分度盤的位置如圖3.26(a)所示，轉(zhuǎn)過角度α后正弦分度盤的位置如圖3.26(b)、(c)所示。為控制轉(zhuǎn)角墊入的量塊尺寸按下式計算：h1=h-D/2sinα-d/2或

h2=h+D/2sinα-d/2在圖3.21(a)所示的情況下，如果α=0，則h0=h-d/2式中：h1、h2——控制工件回轉(zhuǎn)角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；

α——工件轉(zhuǎn)過的角度，°；

d——正弦圓柱的直徑，mm。第四十八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)工件在正弦分中夾具上的裝夾方法有兩種。（1）心軸裝夾法如果是帶圓柱孔的工件，且孔的軸線正好與被磨削圓弧面的軸線重合，可在該孔中插入心軸，利用心軸兩端的頂尖孔定位，將工件支承在正弦分中夾具的兩頂尖之間進(jìn)行磨削，如圖3.27所示。夾具主軸回轉(zhuǎn)時，通過雞心夾頭5和撥盤帶動工件一起轉(zhuǎn)動。若工件上沒有圓柱孔，在技術(shù)要求允許的情況下，也可在工件上作出穿心軸用的工藝孔。第四十九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第五十頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)（2）雙頂尖裝夾法當(dāng)工件上沒有圓柱孔，不具備作出穿心軸的工藝孔的條件時，可采用雙頂尖裝夾工件。夾具上除前后頂尖外，還裝有一個副頂尖，與此相對應(yīng)，凸模上除兩端的主頂尖孔外還有一個副頂尖孔，主頂尖孔用來將工件正確定位。副頂尖孔連同副頂尖用來撥動工件回轉(zhuǎn)。副頂尖成彎曲狀，可以在叉形滑板的槽內(nèi)上下移動，用螺母3調(diào)節(jié)其伸出的長短并鎖緊。因此它有較大的適應(yīng)范圍。采用雙頂尖裝夾工件，要求各頂尖與頂尖孔配合良好，不能有軸向竄動；要防止主頂尖孔與頂尖配合過松，副頂尖對工件的軸向推力過大，使工件產(chǎn)生歪斜，影響加工精度。使用正弦分中夾具進(jìn)行成型磨削，被磨削表面的尺寸，用測量調(diào)整器、量塊和百分表進(jìn)行比較測量。為了能對高于或低于夾具回轉(zhuǎn)中心線的表面都能進(jìn)行測量，一般將量塊支承面的位置調(diào)整到低于夾具回轉(zhuǎn)中心線50mm處。為此，在夾具兩頂尖間裝一根直徑為d的標(biāo)準(zhǔn)圓柱，如圖3.25所示。在測量調(diào)整器的量塊支承面上放置尺寸為(50+d/2)的量塊后，調(diào)整量塊座的位置，并用百分表進(jìn)行測量。使量塊上平面與標(biāo)準(zhǔn)圓柱面的最高點等高后，將量塊座固定。第五十一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)當(dāng)工件上被測量表面的位置高于夾具回轉(zhuǎn)中心線h'(若被測量表面為凸圓弧面，則h'為圓弧半徑)時，只要在量塊支承面上放置尺寸為(50+h')的量塊，用百分表檢測量塊上平面與被測量表面的等高性，當(dāng)兩者讀數(shù)相同時，表明工件已加工到所要求的尺寸。若被測量表面低于夾具的回轉(zhuǎn)中心h'，則量塊支承面上放置的量塊尺寸為(50-h')。測量方法與上述相同。若被測表面是凹圓弧面，則測量圓弧的最低點。例3-2圖3.28所示凸模，在平面磨床上用正弦分中夾具磨削刃口的輪廓形狀。各面所留磨削余量為0.15mm~0.2mm。磨削過程如下：① 將正弦分中夾具置于機(jī)床的工作臺上校正。裝夾工件，檢查各面是否有足夠的磨削余量，檢查方法如圖3.29(a)所示。② 磨平面1、2，調(diào)整平面1到水平位置，磨削該平面到要求尺寸，如圖3.27(b)所示。檢查平面尺寸的量塊為(50+16.988)mm。將工件回轉(zhuǎn)180°，磨削平面2到要求尺寸，其操作過程與平面1相同。③磨削斜面3和4。將工件回轉(zhuǎn)40°，使斜面3處于水平位置，如圖3.29(c)所示。磨削斜面3到尺寸，在砂輪橫向進(jìn)給到距圓弧與斜面的切點1mm~2mm處停止進(jìn)給，以免切入凹圓弧?？刂乒ぜ剞D(zhuǎn)角度的量塊尺寸為：h1=h-D/2sin40°-d/2第五十二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第五十三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)設(shè)分中夾具的h=70mm，D=50mm，d=20mm代入上式得：h1=27.86mm檢測斜面3的量塊尺寸為h1=50mm。將工件回轉(zhuǎn)100°，使斜面4處于水平位置。磨削斜面4到要求尺寸，其操作過程和磨削斜面3相同。④ 磨削R35mm的圓弧面。將工件回轉(zhuǎn)130°，使R35mm的圓弧面處于磨削位置，如圖3.29(d)所示。通過分中夾具使工件作圓周進(jìn)給，磨削圓弧到尺寸。檢測該圓弧半徑的量塊尺寸為(50+34.985)mm。磨削時工件可以自由回轉(zhuǎn)，因此不必控制工件的回轉(zhuǎn)角度。⑤ 磨削R15mm的圓弧面。要求將工件回轉(zhuǎn)180°使R15圓弧面處于磨削位置，如圖3.29(e)所示。用回轉(zhuǎn)法磨削該圓弧到要求尺寸，檢測圓弧半徑的量塊尺寸為(50+14.985)mm。為防止砂輪切入斜面3、4，在順時針旋轉(zhuǎn)磨削時，應(yīng)控制砂輪左側(cè)寬度b=1mm~2mm左右，磨到距兩圓弧切點1mm~2mm處停止進(jìn)給。按上述控制方法，逆時針回轉(zhuǎn)磨出另一半圓弧面。第五十四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)⑥ 磨削R2mm圓弧面。R2mm的圓弧面用成型砂輪磨削。為此，應(yīng)將砂輪兩側(cè)修整出R2mm的凸圓弧，如圖3.27(f)、(g)所示。將工件回轉(zhuǎn)140°使斜面3(或4)處于水平位置。調(diào)整機(jī)床使砂輪圓周和斜面微微接觸，如圖3.29(f)所示。再將工件逆時針轉(zhuǎn)過一適當(dāng)角度，砂輪橫向進(jìn)給(或手動)使其側(cè)面與R15mm的圓弧面微微接觸，如圖3.29(g)所示。順時針回轉(zhuǎn)工件，磨凹圓弧到砂輪圓周與斜面微微接觸為止。

用同樣的方法磨出另一個R2mm圓弧面。在磨削過程中，檢測被磨削表面尺寸的量塊，均按被磨削表面的平均尺寸計算。從以上磨削實例來看，用正弦分中夾具配合成型砂輪，也可以磨出某些帶凹圓弧的成型表面。第五十五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第五十六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)4、萬能夾具萬能夾具是成型磨床的主要部件，也可在平面磨床或萬能工具磨床上使用。萬能夾具的結(jié)構(gòu)如圖3.30所示。它由十字滑板、回轉(zhuǎn)部分、分度裝置和工件的裝夾部分組成。第五十七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第五十八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)十字滑板由固定在主軸5上的滑板座4、中滑板11和小滑板2組成。轉(zhuǎn)動絲桿3能使中滑板11沿滑板4上的導(dǎo)軌上下移動。轉(zhuǎn)動絲桿10能使小滑板2沿中滑板11上的導(dǎo)軌移動。兩個移動方向互相垂直，用以將安裝在轉(zhuǎn)盤上的工件調(diào)整到適當(dāng)位置?；剞D(zhuǎn)部分由蝸桿(圖中未畫出)及蝸輪6和主軸5組成。用手輪12轉(zhuǎn)動蝸桿，通過蝸輪6帶動主軸、分度盤8、十字滑板和工件一起轉(zhuǎn)動。分度裝置用來控制工件的回轉(zhuǎn)角度，由分度盤8來實現(xiàn)。夾具裝夾部分用來裝夾工件，根據(jù)不同的加工對象，可以采用以下幾種裝夾方法。（1）用螺釘與墊柱裝夾工件如圖3.31所示，利用凸模端面上的螺孔，通過螺釘3、墊柱2將工件拉緊在夾具的轉(zhuǎn)盤1上。墊柱和螺釘?shù)拈L度要保證砂輪在磨削中超越工件的定位面時，不至和夾具相碰。為了保證定位精度，要求墊柱高度一致，以免工件產(chǎn)生偏斜。轉(zhuǎn)盤1裝在萬能夾具的小滑板上，可繞軸線O—O旋轉(zhuǎn)，便于調(diào)整工件在圓周方向上的相對位置。螺母5和螺釘6用來將轉(zhuǎn)盤壓緊在小滑板上。這種裝夾方法，可以在一次裝夾后將凸模的刃口輪廓全部磨出。第五十九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第六十頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)（2）用精密平口鉗裝夾工件利用精密平口鉗端部(或側(cè)面)上的螺孔，用螺釘和墊柱將精密平口鉗拉緊在夾具的轉(zhuǎn)盤上，如圖3.32所示，再用平口鉗夾持工件。這種裝夾方法，操作簡單、方便，但一次裝夾只能磨出工件上的部分表面。第六十一頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)（3）用電磁臺裝夾工件利用小型電磁臺端部(或側(cè)面)上的螺孔，用螺釘和墊柱將其拉緊在轉(zhuǎn)盤上，如圖3.33所示，用電磁力吸住工件。這種方法，裝夾迅速、方便。但工件必須以平面定位，一次裝夾也只能磨削工件上的部分表面。第六十二頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)萬能夾具能磨削刃口由直線和凸、凹圓弧組成的形狀復(fù)雜的凹模。磨削平面時可利用夾具將被加工表面調(diào)整到水平(或垂直)位置，用砂輪的圓周(或端面)進(jìn)行磨削；磨削圓弧時可以利用十字滑板將圓弧的圓心調(diào)整到夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線上，用回轉(zhuǎn)法進(jìn)行磨削。萬能夾具中心高度用測量調(diào)整器來測量，如圖3.34所示。測量調(diào)整器的使用方法是利用測量平臺基面至夾具中心的固定距離(該距離在測量平臺位置不變時為定值)，根據(jù)工件被測表面位于夾具中心的上方或下方，來增減被測尺寸的量塊值，并用百分表對工件磨削面與量塊面比較，直至讀數(shù)相等。在夾具上用精密平口鉗夾持一個尺寸為100mm的量塊組，并校正到水平位置，如圖3.34(a)所示。用百分表測量量塊A面，記下讀數(shù)。將主軸回轉(zhuǎn)180°，測量量塊B面，與A面讀數(shù)比較，利用萬能夾具十字滑板調(diào)整量塊位置，使A、B面對稱于夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線。再按圖3.34(c)調(diào)整量塊支承座的位置第六十三頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)第六十四頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)當(dāng)使用萬能夾具進(jìn)行成型磨削時，由于模具零件的設(shè)計圖樣上給出的尺寸是按設(shè)計基準(zhǔn)標(biāo)注的，成型磨削過程中所選定的工藝基準(zhǔn)往往與設(shè)計基準(zhǔn)不一致，因此，在進(jìn)行磨削之前，需要根據(jù)零件的設(shè)計尺寸換算出所需的工藝尺寸，并按計算結(jié)果繪制成型磨削工序圖，以便進(jìn)行加工和測量。成型磨削的工藝尺寸換算，應(yīng)按照加工中調(diào)整和測量的需要確定。加工中為了進(jìn)行磨削和測量，工件需要繞著某些回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動。工件繞著轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)中心稱為成型磨削的工藝中心。一般情況下工件上有幾段用回轉(zhuǎn)法磨削的圓弧，就有幾個工藝中心(同心圓弧例外)。對那些半徑很小不適宜用回轉(zhuǎn)法磨削的圓弧面，常采用成型砂輪進(jìn)行磨削，它們的圓心不作為工藝中心。采用回轉(zhuǎn)法磨削圓弧面時，為了把磨削圓弧的工藝中心調(diào)整到夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線上，就需要計算出各工藝中心的坐標(biāo)。同時在回轉(zhuǎn)磨削過程中，為了不使砂輪超越被磨削的圓弧長度而切入相鄰表面，還要計算出被磨削圓弧的圓心角，以便在磨削時控制工件的回轉(zhuǎn)角度。第六十五頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)磨削平面時，為了將被磨削的平面轉(zhuǎn)到水平(或垂直)位置進(jìn)行磨削，需要知道這些平面對坐標(biāo)軸的傾斜角度。為了對被磨削平面進(jìn)行測量，還應(yīng)計算出被磨削平面與工藝中心之間的距離。總之，用萬能夾具進(jìn)行成型磨削，按工藝要求應(yīng)進(jìn)行下列計算：各工藝中心的坐標(biāo)尺寸；各平面至對應(yīng)工藝中心的垂直距離；各平面對所選定坐標(biāo)軸的傾斜角度；某些圓弧面的圓心角；為了提高計算的精確度，在計算過程中，三角函數(shù)及一般數(shù)值計算應(yīng)精確到小數(shù)點后六位，運(yùn)算的最終結(jié)果精確到小數(shù)點后二位或三位。第六十六頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)ξ3.6模具零件的其他成形方法

一、冷擠壓成型（一）冷擠壓的特點和應(yīng)用冷擠壓加工是在常溫條件下，將淬硬的工藝凸模在高壓下緩慢地0.1～10mm/min）壓入模坯，使坯料產(chǎn)生塑性變形，以獲得與工藝凸模工作表面形狀相同的內(nèi)成型表面。冷擠壓方法適于以有色金屬、低碳鋼、中碳鋼、部分有一定塑性的工具鋼為材料的塑料模型腔、壓鑄模型腔、鍛模型腔和粉末冶金壓模的型腔。型腔冷擠壓的工藝具有以下特點：(1)可以加工形狀復(fù)雜的型腔，尤其適合于加工某些難于切削加工的形狀復(fù)雜的型腔。(2)擠壓過程簡單迅速，生產(chǎn)率高；一個工藝凸?？梢远啻问褂?。對于多型腔凸模采用這種方法，生產(chǎn)效率的提高更明顯。(3)加工精度高(可達(dá)到IT7或更高)，表面粗糙度小(Ra=0.16μm左右)。(4)冷擠壓的型腔，材料纖維未被切斷，金屬組織更為緊密，型腔強(qiáng)度。第六十七頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)(二)成型原理及擠壓方式(1)冷擠壓成型原理冷擠壓是利用金屬塑性變形的原理來加工模具型腔的。這種方法是利用淬硬的沖頭，在沖壓機(jī)的高壓下緩慢地擠入具有一定塑性的坯料中，獲得與沖頭形狀相同、凹凸相反的型腔。冷擠壓加工是一種沒有切屑的加工方法。(2)冷擠壓方式型腔的冷擠壓方式分為閉式擠壓和開式擠壓。①閉式擠壓閉式擠壓是將坯料放在冷擠壓模套內(nèi)進(jìn)行擠壓加工。在將工藝凸模壓入坯料的過程中，由于坯料的變形受到模套的限制，金屬只能朝著工藝凸模壓入的相反方向產(chǎn)生塑性流動，迫使變形金屬與工藝凸模緊密貼合，提高了型腔的成型精度。由于金屬的塑性變形受到限制，所以需要的擠壓力較大。閉式擠壓適用于精度要求較高、深度較大、坯料體積較小的型腔，如：注射模、壓縮模、壓鑄模的型腔等。由于閉式擠壓是將工藝凸模和坯料約束在導(dǎo)向套與模套內(nèi)進(jìn)行擠壓，除使工藝凸模獲得良好的導(dǎo)向外，還能防止凸模斷裂或坯料開裂飛出。第六十八頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)② 開式擠壓開式擠壓在擠壓型腔毛坯外面不加模套，如圖3.75所示。這種方式在擠壓前，其準(zhǔn)備工作比閉式擠壓簡單。被擠壓金屬的塑性流動，不但沿工藝凸模的軸線方向，也沿半徑方向流動。因此開式擠壓只適用于形狀簡單的加工精度要求不高的鍛模型腔，并在模坯厚度和型腔深度之比較大的情況下使用。否則坯料將向外脹大或產(chǎn)生很大翹曲，使型腔的精度降低甚至使坯料開裂報廢。第六十九頁，共七十四頁。模具制造技術(shù)(三)擠壓設(shè)備的選擇

(1)擠壓力的計算型腔冷擠壓所需的力，與冷擠壓方式、坯料材料及其性能、擠壓時的潤滑情況等許多因素有關(guān)，其計算公式為：F=Ap式中：F——冷擠壓所需壓力，N；A——型腔投影面積，mm2；p——單位擠壓力，MPa。單位擠壓力見表3.7所示。

(2)設(shè)備的選擇由于型腔冷擠壓所需的工作運(yùn)動簡單、行程短、擠壓工具和坯料體積小、單位擠壓力大、擠壓速度低，所以冷擠壓一般選用構(gòu)造不太復(fù)雜的小型專用油壓機(jī)作為擠壓設(shè)備。要求油壓機(jī)剛性好、活塞運(yùn)動時導(dǎo)向準(zhǔn)確；工作平穩(wěn)，能方便觀察擠壓情況和反映擠入深度。第七十頁，共七十