第二章 模具零件的機械加工

第二章模具零件的機械加工第一節(jié)模具結(jié)構(gòu)零件的機械加工一、導(dǎo)柱的加工1．導(dǎo)柱加工方案的選擇導(dǎo)柱的加工表面主要是外圓柱面和端面。其基本加工方案如下：備料→粗車→半精車→精車→熱處理→磨削→研磨。2．導(dǎo)柱的加工工藝過程3．導(dǎo)柱加工過程中的定位在導(dǎo)柱的加工過程中，為了保證各外圓柱面之間位置精度和均勻的磨削余量，對外圓柱面進行車削和磨削時，一般采用與設(shè)計基準(zhǔn)重合的兩端中心孔定位。所以，在車削前需先加工中心孔，以便為后續(xù)工序提供可靠的定位基準(zhǔn)。4．導(dǎo)柱的研磨在生產(chǎn)批量大的情況下，研磨加工可在研磨機上進行。在單件、小批量生產(chǎn)中，則可采用下圖所示的導(dǎo)柱研磨工具在普通車床上進行研磨。研磨時，在工件表面涂上研磨劑，將研磨工具套裝在導(dǎo)柱被研磨表面上，利用車床床鞍的往復(fù)運動和主軸的旋轉(zhuǎn)運動進行研磨。二、導(dǎo)套的加工1．導(dǎo)套加工方案的選擇基本加工方案為備料→粗加工→半精加工→熱處理→精加工→光整加工。2．導(dǎo)套的加工工藝過程3．導(dǎo)套加工過程中的定位對于單件、小批量生產(chǎn)的導(dǎo)套，熱處理后可在萬能外圓磨床上利用三爪自定心卡盤夾持?37.5mm外圓柱面，一次裝夾后，磨出?38r6的外圓柱面和?25H6的內(nèi)孔，可避免因多次裝夾而造成的誤差。當(dāng)大批量生產(chǎn)同一尺寸的導(dǎo)套時，則可先磨好內(nèi)孔，再將導(dǎo)套套裝在專用的小錐度磨削心軸上，如下圖所示。以心軸兩端的中心孔定位，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。借助心軸和導(dǎo)套內(nèi)表面之間的摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)，磨削導(dǎo)套的外圓柱面，可獲得較高的同軸度精度。4．導(dǎo)套的研磨對于大批量生產(chǎn)的導(dǎo)套，可在專用研磨機床上進行研磨。在單件、小批量生產(chǎn)時，則可采用研磨工具進行研磨。三、模板類零件的加工四、沖壓模模座的加工３．沖壓模模座的加工工藝方案沖壓模上模座和下模座的結(jié)構(gòu)形式較多，不同結(jié)構(gòu)形式、不同技術(shù)要求的模座可采用不同的機械加工方法，其加工工藝方案不同，獲得的加工精度也不同。具體方案的選擇應(yīng)根據(jù)模座的技術(shù)要求，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)條件等具體情況進行。五、模板孔系的坐標(biāo)鏜削加工坐標(biāo)鏜削前的準(zhǔn)備工作（１）模板的放置（２）模板的預(yù)加工（３）模板的定位裝夾（４）確定原始點位置（５）坐標(biāo)值的換算２．坐標(biāo)鏜削加工（１）孔中心定位（２）鉆中心孔（３）鉆孔（４）鏜孔（５）切削用量的選擇（６）鏜削輔助工具六、模板零件的坐標(biāo)磨削坐標(biāo)磨削是一種高精度的加工方法，主要用于淬火或高硬度工件的精加工，對消除工件熱處理變形及提高加工精度尤為重要。下圖所示為坐標(biāo)磨床。１．工件的找正與定位（1）百分表找正（2）開口型端面規(guī)找正（3）Ｌ形端面規(guī)找正（4）中心顯微鏡找正（5）心棒、百分表找正２．坐標(biāo)磨削加工坐標(biāo)磨床的磨削能完成三種基本動作，即砂輪的高速自轉(zhuǎn)運動、行星運動（砂輪回轉(zhuǎn)軸線的圓周運動）及砂輪沿機床主軸軸線方向的往復(fù)直線運動，如下圖所示。（１）內(nèi)孔磨削（２）外圓磨削（３）錐孔磨削（４）直線磨削（５）側(cè)磨（６）綜合磨削七、滑塊和導(dǎo)滑槽的加工滑塊和斜滑塊多為平面與圓柱面的組合。斜面、斜導(dǎo)柱孔和成形表面的形狀精度、位置精度和配合要求較高。在加工過程中，除保證尺寸精度、形狀精度外，還要保證位置精度；對于成形表面，還需保證較低的表面粗糙度值。滑塊和斜滑塊的成形表面與導(dǎo)向表面要求有較高的硬度和耐磨性。一般選用的材料為碳素工具鋼或合金工具鋼，鍛制毛坯在精加工前要安排熱處理，以達到硬度要求?；瑝K加工方案的選擇滑塊定位基準(zhǔn)的選擇滑塊的加工工藝過程導(dǎo)滑槽的加工以下圖所示的組合式滑塊為例。第二節(jié)凸模和型芯的機械加工一、凸模和型芯的機械加工工藝過程以下圖所示的凸模為例，說明其加工工藝過程。１．下料、鍛造。２．退火。３．粗加工。４．磨削。５．鉗工劃線。６．半精加工。７．加工螺孔。８．熱處理。９．精加工。二、凸模的刨削加工１．用牛頭刨床刨削凸模牛頭刨床是通用的金屬切削加工設(shè)備，廣泛用于加工模具零件的外形表面。２．用靠模刨削凸?？稍谂ｎ^刨床上采用靠模裝置進行刨削加工。刨削時，將牛頭刨床工作臺的垂直絲桿和床身底座上的平行導(dǎo)軌拆掉。換上靠模，用滾輪支撐在靠模上，并使其能沿著靠模滾動。當(dāng)工作臺橫向進給與凸模平行移動時，滾輪沿靠模滾動，即帶動工作臺和凸模相對刨刀做曲線運動，刨削出與靠模曲線形狀相反的型面。３．用刨模機床加工凸模三、凸模、型芯的成形磨削成形磨削是在成形磨床或平面磨床上對模具成形表面進行精加工的方法。它具有高精度和高效率的優(yōu)點。在模具制造中，成形磨削主要應(yīng)用于凸模、型芯、凹模拼塊、型腔拼塊等模具成形零件的精加工。形狀復(fù)雜的凸模、型芯的輪廓一般是由若干直線段和圓弧段組成，如下圖所示。１．成形砂輪磨削法成形砂輪磨削法是指將砂輪修整成與工件被磨削表面完全吻合的形狀，對工件進行磨削加工，以獲得所需要的成形表面的形狀的磨削加工方法。２．夾具成形磨削法夾具成形磨削簡稱夾具磨削法，是將工件裝夾在專用夾具上，利用專用夾具使工件的被磨削表面處于所需要的空間位置上，或者使工件在磨削過程中獲得所需的進給運動，從而磨削出模具零件成形表面的方法。（１）正弦精密平口鉗正弦精密平口鉗主要由帶正弦尺的精密平口鉗和底座組成。墊入量塊的尺寸按下式計算：（２）正弦磁力臺正弦磁力臺的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用與正弦精密平口鉗相同。它們的區(qū)別僅僅在于用電磁力替代平口鉗的夾緊力。（３）正弦分度夾具正弦分度夾具又稱正弦分中夾具，主要用于磨削凸模、型芯等具有同一軸線的不同圓弧面、平面及等分槽等。（４）萬能夾具萬能夾具是從正弦分度夾具發(fā)展起來的更為完美的成形磨削夾具，屬成形磨床的主要附件，也可在平面磨床或萬能工具磨床上使用。1）結(jié)構(gòu)組成及各部分的作用２）工件裝夾方法３）成形磨削工藝尺寸的換算由于凸模、型芯在設(shè)計圖樣上的尺寸是按設(shè)計基準(zhǔn)標(biāo)注的，而成形磨削過程中所選定的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)很難一致。因此，成形磨削前應(yīng)根據(jù)成形磨削和測量的需要，用設(shè)計尺寸換算出所需要的工藝尺寸，如各回轉(zhuǎn)中心之間的坐標(biāo)、平面對坐標(biāo)軸的傾斜角度和距離、圓弧的大小等，并繪制出成形磨削的工藝尺寸圖和磨削工序圖，以利于成形磨削的順利進行。３．成形磨削的基本原則四、數(shù)控成形磨削１．?dāng)?shù)控成形磨床的主要功能（１）用程序控制砂輪的進給運動（２）用程序控制工作臺的進給運動（３）用程序控制砂輪進行自動修整（４）用程序控制對角度進行自動分度２．?dāng)?shù)控成形磨床的磨削方式（１）成形砂輪磨削（２）仿形磨削（３）復(fù)合磨削第三節(jié)型孔的加工一、型孔的電火花加工型孔的電火花加工主要是對各種模具零件型孔的加工。通常當(dāng)型孔為不通孔時，采用電火花加工；當(dāng)型孔為通孔時，采用電火花線切割加工。型孔一般是指模具中成形制件的內(nèi)、外表面輪廓的通孔。二、鑲拼型孔的加工１．型孔的鑲拼方法及分段型孔的鑲拼方法一般有拼接法和鑲嵌法兩種。拼接法是將型孔分成若干段，對各段分別進行加工后拼接起來。鑲嵌法則是在型孔形狀復(fù)雜或狹小、細(xì)長的部分另做一個鑲件嵌入型孔體內(nèi)。２．拼塊的制造過程由于制件的形狀多種多樣，所以鑲拼型孔的形狀很多，其制造方法與制造過程也不盡相同?，F(xiàn)以定子槽型孔拼塊和用平面磨床加工等距槽型孔拼塊為例分別說明其制造過程。（１）光學(xué)曲線磨床投影放大原理光學(xué)曲線磨床是按放大樣板或放大圖對成形表面進行磨削加工的，主要用于磨削尺寸較小的型孔拼塊、凸模和型芯等。（２）定子槽拼塊的制造過程１）鍛造毛坯２）熱處理３）毛坯外形加工。４）坯料檢驗５）熱處理６）平面磨削７）磨削外徑８）細(xì)磨平面９）磨削刃口部位10）磨削端面11）檢驗。３．等距槽型孔拼塊的磨削工藝在修整砂輪圓弧后，用平面磨床進行成形磨削的工藝如下：（１）坯料準(zhǔn)備（２）磨削平面（３）拼塊的裝夾（４）粗磨第一型槽（５）調(diào)整拼塊位置，粗磨第二型槽（６）調(diào)整拼塊位置，磨削其他型槽（７）精磨型槽（８）檢驗第四節(jié)型腔的加工一、回轉(zhuǎn)曲面型腔的車削１．型腔車削的特種刀具（１）車刀式樣板刀（２）成形樣板車刀（３）彈簧式樣板車刀（４）型腔條紋刀具１）直線滾花刀２）條紋拉刀２．型腔車削的專用工具（1）球面車削工具（2）曲面車削工具（３）不通孔內(nèi)螺紋自動退刀工具塑料模具中螺紋型腔的精度高，表面粗糙度低，螺紋退刀部分的長度和表面粗糙度同樣有較高的要求。為了保證加工質(zhì)量，對型腔中的螺紋部分可采用不通孔內(nèi)螺紋自動退刀工具進行加工。二、非回轉(zhuǎn)曲面型腔的銑削１．非回轉(zhuǎn)曲面型腔的加工工藝（１）用通用機械切削加工配合鉗工修整進行制造。（２）用仿形、電火花、超聲波、電化學(xué)加工及化學(xué)加工等專用設(shè)備進行加工。（３）用數(shù)控加工或計算機輔助模具設(shè)計和制造（即模具CAD／CAM）技術(shù)。２．普通銑削加工型腔（1）型腔銑削的常用刀具1）單刃指形銑刀2）雙刃指形銑刀3）多刃指形銑刀（2）型腔的銑削用銑床加工型腔一般都是手動操作，勞動強度大，對工人的操作技能要求較高。為了提高銑削效率，對于銑削余量較大的型腔，在銑削前應(yīng)進行粗加工去除大部分材料，并留有較均勻的精加工余量，再用指形銑刀進行精加工。最后由鉗工修磨、拋光制得合格的型腔。３．仿形銑削加工型腔仿形銑削是利用仿形銑床和靠模裝置自動地將毛坯加工成與靠模形狀相同的型腔型面的加工方法。（１）仿形銑削的工作原理（２）仿形銑削的加工方式１）平面輪廓仿形２）立體輪廓仿形（３）仿形銑刀與仿形銷1）仿形銑刀２）仿形銷一般，仿形銷的