模具加工方法-學生作品10課件

模具加工方法

一、模具的機械加工

二、模具的特種加工三、模具的快速成形加工一、模具的機械加工方法

機械加工是一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)﹐分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工,并且不引起工件的化學或物相變化﹐稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工﹐會引起工件的化學或物相變化﹐稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見有熱處理﹐煅造﹐鑄造和焊接。模具機械加工工藝一、模具的鉆削、鏜削加工和鉗工工藝二、模具的車削加工工藝三、模具的切削加工工藝四、模具的銑削加工工藝磨削加工

磨削加工的范圍及其特點(1)加工精度高。磨削加工精度一般可達IT6～IT4，表面粗糙度為Ra0.8～0.1μm，當采用高精度磨床時，粗糙度可達Ra0.1～0.08μm。(2)工件的硬度高。(3)磨削溫度高。

磨削加工主要用于零件的內外圓柱面、內外圓錐面、平面和成型的精加工，以獲得較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度。

磨床的類型很多，主要有平面磨床、外圓磨床、內圓磨床、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。

外圓磨削

外圓磨削也是利用砂輪的高速自轉、行星運動和軸向往復運動實現(xiàn)的。利用行星運動直徑的縮小，實現(xiàn)徑向進給。錐孔磨削

磨削錐孔則是由機床上的專門機構使砂輪在軸向進給的同時，連續(xù)改變行星運動的半徑。錐孔的錐頂角大小取決于兩者變化的比值，所磨錐孔的最大錐頂角為12°。

磨削錐孔的砂輪應修出相應的錐角。

平面磨削

平面磨削時，砂輪僅自轉而不作行星運動，工作臺進給，平面磨削適合于平面輪廓的精密加工。坐標磨床加工

坐標磨床的作用：主要用于對淬火后的模具零件進行精加工，不僅能加工圓孔，也能對非圓形型孔進行加工；不僅能加工內成形表面，也能加工外成形表面。它是在淬火后進行孔加工的機床中精度最高的一種。坐標磨床和坐標鏜床相類似，也是用坐標法對孔系進行加工，其坐標精度可達±0.002～0.003mm，只是坐標磨床用砂輪作切削工具。機床的磨削機構能完成三種運動：砂輪的高速自轉(主運動)、行星運動(砂輪回轉軸線的圓周運動)及砂輪沿機床主軸軸線方向的直線往復運動?？准庸?/p>

1）孔加工的技術要求

零件上的孔多種多樣，常見的有；螺栓螺釘孔、油孔、套筒、齒輪、端蓋上的軸向孔；箱體上的軸承孔；深孔（深徑比L／D>5~10）。

鉆孔適用于各種批量生產中，對各類零件和各種材料（淬火鋼除外）的實體進行孔加工。

2）平面加工的技術要求

平面加工的技術要求主要包括：形狀精度；位置精度、尺寸精度以及平行度、垂直度等；表面質量等。

內孔磨削

進行內孔磨削時，一般可取砂輪直徑為孔徑的0.8～0.9倍。砂輪高速回轉(主運動)的線速度，一般比普通磨削的線速度低。行星運動(圓周進給)的速度大約是主運動線速度的0.15倍左右。慢的行星運動速度將減小磨削量，但對表面加工質量有好處。砂輪的軸向往復運動(軸向進給)的速度與磨削的精度有關：粗磨時，往復運動速度可在0.5～0.8mm/min范圍內選??；精磨時，往復運動速度可在0.05～0.25mm/min范圍內選取。尤其在精加工結束時，要用很低的行程速度。復雜型孔的磨削加工

隨著數控技術在坐標磨床上的應用，出現(xiàn)了點位控制坐標磨床和計算機數控連續(xù)軌跡坐標磨床，前者適于加工尺寸和位置精度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、形狀復雜的內外輪廓面。

當型孔形狀復雜，使用機械加工方法無法實現(xiàn)時，凹模可采用鑲拼結構，這時可將內表面加工轉變成外表面加工。加工方法的選擇

一、回轉面加工方法的選擇每一種回轉面都有很多加工方法，具體選擇時應根據零件的材料、毛胚種類、結構形狀、尺寸、加工精度、粗糙度、技術要求、生產類型及工廠的生產條件等因素來決定，以確保加工質量和降低生產成本。1．外圓表面加工1）外圓表面加工技術的要求外圓表面的技術要求包括：尺寸與形狀精度；位置精度；表面質量。

。二、模具的特種加工工藝

電化學加工技術電火花加工工藝電解加工工藝

激光加工工藝離子束加工工藝電子束加工工藝超聲加工工藝

復合加工工藝模具的特種加工方法1電火花線切割加工

電火花加工中的細微電火花加工已得到廣泛的應用。WEDG技術的出現(xiàn)，圓滿地解決了微細電極的制作與安裝問題，使微細電火花加工進入了使用化階。（一）慢走絲線切割新技術不斷涌現(xiàn)

慢走絲線切割加工是近年來的主要發(fā)展熱點。隨著無電解脈沖電源、優(yōu)化能量脈沖電源、去離子水對離子的控制以及一系列精密加工技術的開發(fā)應用，使慢走絲線切割加工的發(fā)展達到了一個新的階段。（二）快走絲線切割新技術不斷涌現(xiàn)快走絲機床采用精密滾珠絲桿，精密滾動導軌，先進的結構設計和優(yōu)化材質選配，充分保證機床的高精度、好剛性、長久耐用等特點。

機床控制系統(tǒng)采用了當前最先進的軟件控制模式，可實現(xiàn)控制、編程同時進行，三維四軸連動加工、自動找中心、靠邊定位、加工結束停機、短路回退、斷絲停機、停電記憶恢復加工、圖形跟蹤顯示、ISO、3B代碼兼容等四十余種功能，整機自動化程度高，能高效率廣泛實現(xiàn)五金沖壓模、塑膠成型模和機械零部件的加工制造。

其他熱特種加工

其他熱特種加工是指用電子束、激光束、等離子束產生熱量來融蝕金屬而達到加工的目的。主要有電子束、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等加工方法。

三、模具的快速成型加工快速成型(RapidPrototyping)是上世紀80年代末及90年代初發(fā)展起來的高新制造技術，是由三維CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維實體的總稱。它集成了CAD技術、數控技術、激光技術和材料技術等現(xiàn)代科技成果，是先進制造技術的重要組成部分。與傳統(tǒng)制造方法不同，快速成型從零件的CAD幾何模型出發(fā)，通過軟件分層離散和數控成型系統(tǒng)，用激光束或其他方法將材料堆積而形成實體零件。通過與數控加工、鑄造、金屬冷噴涂、硅膠模等制造手段相結合，已成為現(xiàn)代模型、模具和零件制造的強有力手段，在航空航天、汽車摩托車、家電等領域得到了廣泛應用。

快速成型技術采用離散/堆積成型原理，根據三維CAD模型，對于不同的工藝要求，按一定厚度進行分層，將三維數字模型變成厚度很薄的二維平面模型。再將數據進行一定的處理，加入加工參數，產生數控代碼，在數控系統(tǒng)控制下以平面加工方式連續(xù)加工出每個薄層，并使之粘結而成形。實際上就是基于“生長”或“添加”材料原理一層一層地離散疊加，從底至頂完成零件的制作過程。立體光固化成型法

光固化法(SL)是目前最為成熟和廣泛應用的一種快速成型制造工藝，這種工藝以液態(tài)光敏樹脂為原材料，在計算機控制下的紫外激光按預定零件各分層截面的輪廓軌跡對液態(tài)樹脂逐點掃描，使被掃描區(qū)的樹脂薄層產生光聚合(固化)反應，從而形成零件的一個薄層截面。

立體光固化成型法原理

SL工藝的優(yōu)點是精度較高，一般尺寸精度可控制在0.01mm;表面質量好;原材料利用率接近100%;能制造形狀特別復雜、精細的零件;設備市場占有率很高。該工藝適合比較復雜的中小型零件的制作。選擇性激光燒結法

選擇性激光燒結法(SLS)是在工作臺上均勻鋪上一層很薄(100μ-200μ)的作金屬(或金屬)粉末，激光束在計算機控制下按照零件分層截面輪廓逐點地進行掃描、燒結，使粉末固化成截面形狀。選擇性激光燒結法原理

SLS工藝的優(yōu)點是原型件機械性能好，強度高;無須設計和構建支撐;可選材料種類多且利用率高(100%)。缺點是制件表面粗糙，疏松多孔，需要進行后處理;制造成本高。

熔融沉積成型法

這種工藝是通過將絲狀材料如熱塑性塑料、蠟或金屬的熔絲從加熱的噴嘴擠出，按照零件每一層的預定軌跡，以固定的速率進行熔體沉積。每完成一層，工作臺下降一個層厚進行迭加沉積新的一層，如此反復最終實現(xiàn)零件的沉積成型。FDM工藝的關鍵是保持半流動成型材料的溫度剛好在熔點之上(比熔點高1℃左右)。其每一層片的厚度由擠出絲的的直徑決定，通常是0.25~0.50mm。

三維印刷法

三維印刷法是利用噴墨打印頭逐點噴射粘合劑來粘結粉末材料的方法制造原型。3DP的成型過程與SLS相似，只是將SLS中的激光變成噴墨打印機噴射結合劑三維印刷法原理該技術制造致密的陶瓷部件具有較大的難度，但在制造多孔的陶瓷部件（如金屬陶瓷復合材多孔坯體或陶瓷模具等）方面具有較大的優(yōu)越性。分層實體制造

LOM工藝是將單面涂有熱溶膠的紙片通過加熱輥加熱粘接在一起，位于上方的激光切割器按照CAD分層模型所獲數據，用激光束將紙切割成所制零件的內外輪廓，然后新的一層紙再疊加在上面，通過熱壓裝置和下面已切割層粘合在一起，激光束再次切割，如此反復逐層切割、粘合、切割……直至整個模型制作完成。

快速成型的工藝

快速模具制造方法有兩種:一種為間接制模,間接制模是以快速原型為模型采用某種工藝制造模具;另一種為直接制模,直接制模是在快速原型制造設備上直接制造模具,即根據制品形狀設計了模具的三維實體模型或將零件模型轉換為型腔模型,選擇專用材料,

利用快速成型技術制造模具用快速原型制

母模,澆注蠟、硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚氨脂等軟材料,可構成軟模具。(一)硅橡膠制模(二)電弧噴涂快速制模(三)樹脂型復合模具制模(四)硅膠-陶瓷型橡膠模制?？焖俪尚偷幕驹?/p>

快速成型的工藝過程如下:(1)三維模型的構造(2)三維模型的離散處理成型精度和質量問題目前快速成型制件的精度和表面質量大多不能滿足工程使用要求，只能作為概念造型和功能測試的原型使用，必須改進成型工藝和快速成型軟件。美國Stanford大學的Prints采用逐層累加與五坐標數控加工結合的方法，用激光將金屬直接燒結成型，可獲得與數控加工相近的精度。FDM快速原型技術的優(yōu)點是：

1、制造系統(tǒng)可用