模具制造工藝張榮清

1、模具就是利用自身特定形狀去除成型具有一定形狀和尺寸制品的工具。2模具制造基本要求模具零件應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、剛度、耐磨性、耐沖擊性、淬透性和較好的切削加工性。2、模具零件的形狀、尺寸精度 要求高，表面粗糙度數(shù)值要求低。3模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化4模具凸凹模之間應(yīng)具有合理的間隙3模具制造的特點(diǎn)模具屬于非定型產(chǎn)品，每一副模具均有其不同的技術(shù)要求及加工方法。2模具一般根據(jù)用戶的合同或生產(chǎn)產(chǎn)品的需要來 組織生產(chǎn)，其任務(wù)來源的隨機(jī)性強(qiáng)，計(jì)劃性差3模具零件的加工屈于單件小批量生產(chǎn)4模具形狀復(fù)雜、加工精度高5 模具零件加工過程復(fù)雜，加工周期長6模具零件需要反復(fù)修配、調(diào)整7考慮模具在工作過程屮磨損及熱脹冷縮的影響, 在

2、模具零件加工中常常有有意識(shí)的控制模具零件的取值方向4模具工小批量藝過程的特點(diǎn)不用或少用專用工具，盡量采用通用工具、夾具2原則上采用通用刀具，盡可能避免非標(biāo)準(zhǔn)刀具3盡可能采用通用的 量具檢驗(yàn)4模具加工大都使用通用機(jī)床，而很少使用專用機(jī)床5模具制造過程的五個(gè)階段模具制造過程的五個(gè)階段包括：技術(shù)準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備、模具零、組件加工、裝配調(diào)試和試模鑒定6模具常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、各種型材及焊接件等7模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題模具設(shè)計(jì)必須滿足使用要求，結(jié)構(gòu)盡可能簡單2合理設(shè)計(jì)模具的精度3綜合考慮模具的結(jié)構(gòu)工藝性、分清主次4考慮 生產(chǎn)條件優(yōu)點(diǎn)：1模具型面不需要精加工2制模速度快3節(jié)省材料4復(fù)雜形狀型面的精度

3、高缺點(diǎn)：壓制后的模具淬火吋會(huì)變形鑄造優(yōu)點(diǎn)：1流動(dòng)性好2容易鑄出形狀3可鑄造復(fù)雜的型件缺點(diǎn)：耐磨度差、精度差焊接優(yōu)點(diǎn)：1加工簡單2快速3省料缺點(diǎn)：1精度難以保證2殘留熱應(yīng)力3承受沖擊能力差選擇毛坯考慮因素：a模具圖紙的規(guī)定b模具零件的結(jié)構(gòu)形狀和幾何尺寸c生產(chǎn)批量d模具零件的材料及對(duì)材料組織和 力學(xué)性能的要求精車的尺寸精度可達(dá)到it8it6,表面粗糙度為rai.60.8仿形車削：采用仿形裝置使車到在縱向走刀的同時(shí)，又按預(yù)定的軌跡橫向走刀，通過縱向走刀和橫向走刀的復(fù)合運(yùn)動(dòng), 完成，模具零件的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)曲面的內(nèi)外形加工仿形洗削：根據(jù)預(yù)先加工好的樣板模型為仿形依據(jù)，加工吋觸頭在樣板上移動(dòng)，刀具做同步運(yùn)動(dòng)，

4、洗削出于樣板一樣 的模具形狀洗削加工的精度可達(dá)到it10it8,表面粗糙度rai.6-0.40利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行立銃加工圓弧時(shí)，先使銃床主軸屮心對(duì)正回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的屮心，然后安裝工作，使圓弧中心與回轉(zhuǎn) 工作臺(tái)的中心重合，移動(dòng)工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)冋轉(zhuǎn)工作臺(tái)即可進(jìn)行加工仿形加工方式：平面輪廓仿形，立體輪廓仿形平面輪廓仿形：洗削時(shí)仿形銷沿著靠模的外形運(yùn)動(dòng)，不做軸向運(yùn)動(dòng)，主要加工輪廓仿形復(fù)雜，深度不變的型腔立體輪廓仿形：按照銃刀切削的運(yùn)動(dòng)路線可分為水平分行和垂直分行a水平分形：工工作臺(tái)做水平移動(dòng)，銃刀進(jìn)行切 削，切削到型腔端頭時(shí)主軸箱在垂直方向作一緊給運(yùn)動(dòng)，然后工作臺(tái)再做反向水平進(jìn)給，反復(fù)直至加工出所需型腔表 面

5、b垂直分形：切削吋機(jī)床主軸做連續(xù)的垂直進(jìn)給，到達(dá)型腔端部吋機(jī)床工作臺(tái)在水平反向做一次水平橫向進(jìn)給， 然后主軸在做反向進(jìn)給靠模：仿形加工前預(yù)先準(zhǔn)備好靠模，靠模是仿形加工中的重要組成部分，它的形狀，尺寸，位置精度及表面強(qiáng)度和硬 度都直接影響仿形加工質(zhì)量仿形銷的重量盡可能輕，過重容易引起機(jī)床的隨動(dòng)系統(tǒng)失常，因此一般使用碩鋁，黃銅，塑料或木材等磨削加工能磨淬硬鋼，硬質(zhì)合金等 精度可達(dá)到it6it4表面粗糙度rai.6-0.2成型磨削：成型磨削是把復(fù)雜的零件的輪廓分為若干個(gè)線段和圓弧，然后逐段磨削。當(dāng)精加工模具中凸模，型芯，鑲 拼凹模型腔等具有復(fù)雜截面形狀時(shí)，采用成型磨削成型砂輪磨削法：利用工具將砂輪修

6、整成與工件型面完全吻合的相反面，以此磨削工件，從而獲得所需形狀的加工方 法成型夾具磨削法：將工件置于成型夾具上，利用夾具調(diào)整工件位置，使工件在磨削過程中作定量移動(dòng)，由此獲得所需 形狀的加工方法（正弦精密平口鉗，正弦磁力臺(tái)，正弦分中夾具，萬能夾具）萬能夾具在進(jìn)行磨削時(shí)，由于零件的設(shè)計(jì)尺寸不能直接利用于萬能夾具十字托板帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)中心移動(dòng)，也不能直接 用于回轉(zhuǎn)尺寸和角度的測量，因此需將工件的設(shè)計(jì)尺寸換為工藝尺寸利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行立銃加工圓弧時(shí)，先使銃床主軸中心對(duì)正回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的中心，然后安裝工作，使圓弧中心與回轉(zhuǎn) 工作臺(tái)的中心重合，移動(dòng)工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)即可進(jìn)行加工坐標(biāo)磨床三運(yùn)動(dòng)：砂輪自轉(zhuǎn)，主軸

7、行星運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)磨床是一種精度高的加工方法，主要用于淬火后的工件和高硬度的孔和孔系以及成型表面的磨削坐標(biāo)錘床利用精密的坐標(biāo)測量裝置來確定工作臺(tái)、主軸的位移距離，以實(shí)現(xiàn)工件和刀具的精確定位。坐標(biāo)鎮(zhèn)削加工是 在坐標(biāo)鋰床上對(duì)高精度孔及孔系零件的加工。孔德加工精度可達(dá)it6it5,孔距精度可達(dá)0.005-0.01 mm,表面粗糙度可 達(dá) ral.250.63um,甚至可達(dá) ra0.4um模具零件深孔主要有兩類：一類為冷卻水道孔和加熱器孔，一類為推桿孔深孔加工方法有：a在加工中小型塑料模具的冷卻水道孔和加熱器孔時(shí)，可用加長鉆頭在立式鉆床或搖臂床上進(jìn)行b 對(duì)于屮大型模具的深孔加工，為降低加工成本，可

8、采用搖臂鉆床或?qū)Ｓ蒙羁足@床來完成c若深孔較長且精度要求較低, 可釆用先劃線后兩面對(duì)鉆的加工方法電火花加工：又稱放電加工，是指在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極間脈沖放電吋的腐竹作用對(duì)工件加工的一 種工藝方法電火花成型加工的基本條件：a脈沖電源b足夠的放電能量c絕緣介質(zhì)d間隙電規(guī)準(zhǔn)：電火花加工過程屮脈寬、間隙、峰值電壓、峰值電流等一系列參數(shù)電火花加工的加工過程可分為介質(zhì)擊穿和通道的形成，能量轉(zhuǎn)換，分布和傳遞，電極產(chǎn)物的拋出及間隙介質(zhì)消電離等 工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)的作用是使一定壓力的工作液流經(jīng)放電間隙，將電蝕產(chǎn)物排出，并對(duì)使用過的工作液進(jìn)行過濾和 凈化，有沖油式和抽油式兩種沖油：排屑效果好，精度不

9、太好（表面粗糙度不太好）抽油：精度好，排屑不太好電火花加工的加工質(zhì)量指標(biāo)有，加工速度，加工精度，加工表面質(zhì)量以及對(duì)電極相對(duì)損耗影響電火花加工速度有：電規(guī)準(zhǔn)，極性效應(yīng)，工件材料的熱學(xué)性質(zhì)，工作液，排屑等工作液的作用：a介質(zhì)作用，既形成火花擊穿放電通道，并在放電結(jié)朿后迅速恢復(fù)間隙絕緣狀態(tài)b壓縮放電通道，提高 火花放電能量密度c幫助拋出和排除電蝕產(chǎn)物d冷卻作用影響加工密度的主要因素：a尺寸精度b形狀精度影響加工表面質(zhì)量的主要因素：a表面粗糙度b表面變質(zhì)層c顯微裂紋減小電極損耗的措施：a正確選擇加工極性b利用吸附效應(yīng)建立炭黑保護(hù)層c選用合適的材料做電極采用脈沖精加工時(shí)選用正極加工，而較長脈沖進(jìn)行粗中加

10、工時(shí)采用負(fù)極加工型腔模電火花加工方法主要有：單電極平動(dòng)加工法，多電極更換加工法及分解電極加工法由于極性不同而發(fā)生電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。產(chǎn)生原因：在放電過程中，因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量和慣性均較小，容易獲得很高的加攻速和速度，在擊穿放電的初始階段就 有大量的電子流向正極，病轟擊正極表血而蝕除金屬；正離子則因質(zhì)量和慣性較大，啟動(dòng)較慢，在擊穿放電初期，大 量的正離子尚來不及到達(dá)負(fù)極表面，所以傳遞給負(fù)極的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正極的能量。因而在用短脈沖加工時(shí)，電子的轟 擊作用要大于正離子的轟擊作用，正極的蝕除速度必然大于負(fù)極的蝕除速度；當(dāng)用長脈沖加工時(shí)，因?yàn)檎x子的質(zhì)量 和慣性大，對(duì)負(fù)極表面的轟擊破壞作用將人大

11、超過電子對(duì)正極表而的轟擊作用，此時(shí)負(fù)極的蝕除速度必然要大于正極 的蝕除速度。型腔模電火花成形加工的特點(diǎn)：1要求電極損耗小，以保證型腔模的成形精度2加工過程蝕除量大，要求加工速度快, 牛產(chǎn)效率高3型腔側(cè)面較難進(jìn)行修光，必須更換精加工電極或利用平動(dòng)頭進(jìn)行側(cè)面修光4工作也循環(huán)不流暢，排屑休| 難凸模類零件加工特點(diǎn)：（1）一般模具中，凸模都有兩部分組成，即工作不分和配合部分；（2）凸模加工一般是外形加工；（3）當(dāng)加工有強(qiáng)度要求的凸模時(shí)，凸模表面不允許出現(xiàn)影響強(qiáng)度的溝槽，各連接部分應(yīng)采用圓弧過渡；（4）塑料模具中，為了使塑件容易從凸模上脫下，凸模往往帶有一定的脫模斜度（0.251）。凹模類零件加工特點(diǎn)：

12、（1）凹模加工一般是內(nèi)型加工，加工難度大；（2）凹模淬火前，其上所有的螺釘孔.銷釘孔以及其他非內(nèi)腔加工部分均應(yīng)先加工好，否則會(huì)增加加工成本甚至無法加工；（3）為了降低加工難度，減少熱處理的變形，防止淬火開裂，凹模類零件經(jīng)常采用鑲拼結(jié)構(gòu)；（4）若凹模內(nèi)腔最終不由機(jī)械加工方法獲得，在淬火前也應(yīng)由機(jī)械加工方法出內(nèi)腔的大致形狀，以保證熱處理零件的 淬透性，減少精加工工作量；（5）加工塑料膜一類的模具吋，由于模架已預(yù)先加工好，加工內(nèi)腔吋，必須保證內(nèi)腔中心與導(dǎo)柱或?qū)卓滓约跋鄬?duì)位 置一致，否則模具無法和模。異形凸模由于其形狀要求特殊，加工難度大，常用電火花線切割加工與成形磨削加工。異形凹模加工更為復(fù)雜，難

13、度更大，最常用的加工方法是銃削或電加工。模架加工：（1）概述：為了保證模具工作時(shí)凸凹模之間的正確定位.導(dǎo)向及配合間隙，常常使用標(biāo)準(zhǔn)模架。使用標(biāo)準(zhǔn)模架，可以保 證模具的正常工作，還可以縮短模具的制造周期，降低成本，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，延長模具的使用壽命。（2）種類：一般都是由模座及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組合而成。（3）模架的技術(shù)要求：模架上下模座間的平行度要求0.05:300；導(dǎo)柱導(dǎo)套對(duì)上下模板間的垂直度要求0.01:100；模 座上下表面ral.60.4um,導(dǎo)柱導(dǎo)套配合面ra0.40.lum;模具裝備就是將模具零件組合在一起，形成模具的過程。模具裝備的內(nèi)容包括：選擇裝備基準(zhǔn)；組建的裝備。調(diào)整； 零部件的修配調(diào)整

14、；檢驗(yàn)和試模等。模具裝備的精度要求：（1）相關(guān)零件的位置精度，如定位銷孔與型孔的位置精度，上下模之間及動(dòng)定模之間的位置精 度，型腔.型孔與型芯z間的位置精度等。（2）相關(guān)零件的運(yùn)動(dòng)精度，如導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合狀態(tài)，送料裝置的送料精度 等。（3）相關(guān)零件的配合精度，如間隙配合.過度配合的實(shí)際狀態(tài)等。（4）相關(guān)零件的接觸精度，如分型面的接觸狀態(tài), 彎曲模和拉深模上下成形表面的一致性。（5）標(biāo)準(zhǔn)件的互換。模具裝備的工藝方法：（1）互換法（2）修配法（3）調(diào)整發(fā)模具零件的緊固方法緊固件固定法：通常由定位銷和螺釘將零件連接（2）壓入法：特點(diǎn)是連接牢固可靠，用于卸料力較大的沖載凸模的裝 配。（3）釧接法：在凸

15、模上沿外輪廓開一條槽，槽深可視模具工作情況而定，然后將模具裝入固定板，最后環(huán)繞凸模 用固定板材料擠緊凸模。（4）熱套法：模套與凹模塊的配合采用較大的過盈量。當(dāng)過盈配合的連接只起到固定作用吋, 過益量應(yīng)小些當(dāng)連接有增加預(yù)應(yīng)力是，過盈量應(yīng)大些。（5）焊接法：主要用于硬質(zhì)合金凸凹模的裝備，焊料為黃銅， 焊后緩冷。（6）低熔點(diǎn)合金法：低熔點(diǎn)合金是在冷凝時(shí)體積膨脹，利用這一特性來固定零件。（7）環(huán)氧樹脂粘結(jié)法： 硬化后對(duì)金屬和非金屬有很強(qiáng)的粘結(jié)力，連接強(qiáng)度高化學(xué)穩(wěn)定好，收縮率小粘結(jié)方法簡單。但硬度低不耐髙溫，一般 低于100度。（8）無機(jī)粘結(jié)法：有氫氧化鋁的磷酸溶液于氧化銅粉末定量混合制成，粘結(jié)強(qiáng)度較高

16、良好的耐磨性但收 沖擊能力差，不耐酸堿。模具間隙的控制方法（1）墊片法（2）鍍銅法（3）透光法（4）涂層法（5）測量法.精度最高（6）工藝尺寸法（7）工藝定位器法：適 合復(fù)合模（8）工藝定位孔法冷沖模裝配的技術(shù)要求：（1）裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（2）模柄（浮動(dòng)模柄除外）裝入上模座后, 其軸心線對(duì)上模座上平僧的垂直度誤差在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm。（3）凸凹模的配合間隙應(yīng)符合技術(shù)要求，沿整個(gè) 刃口輪廓應(yīng)均勻一致。（4）定位裝置要保證定位正確可靠。（5）卸料及推件裝置活動(dòng)靈活正確，出料孔暢通無阻，保 證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。（6）模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。彎曲模的裝備要 點(diǎn)：一般情況下，彎曲模的裝配精度要低于沖載模，但彎曲時(shí)彎曲件因