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1、项目4 模具的制造,项目4 模具的制造,学习目标,(1) 理解常见模具毛坯的种类和特点。 (2) 学会毛坯的选用原则。 (3) 了解模架和凸模的加工。 (4) 了解模具常见特种加工及加工特点。 (5) 了解陶瓷型铸造成形、挤压成形、超塑成形、激光加工、超声波加工的加工特点。 (6) 学会常见快速成形制造方法及应用。 (7) 了解各种模具的制造方法。,项目4 模具的制造,图4-1 模具加工与装配工艺过程框图,任务4.1 毛坯的种类及特点,4.1.1 毛坯的种类及特点,表4-1 毛坯的种类及特点,任务4.1 毛坯的种类及特点,4.1.1 毛坯的种类及特点,表4-1 毛坯的种类及特点,任务4.1 毛
2、坯的种类及特点,4.1.2 选择毛坯的原则,任务4.2 模具的机械加工,4.2.1 模架的加工,图4-2 冷冲模模架 1上模座；2导套；3导柱；4下模座,任务4.2 模具的机械加工,4.2.1 模架的加工,图4-3 导柱和导套,4.2.1.1 导柱和导套的加工,任务4.2 模具的机械加工,4.2.1 模架的加工,图4-4 小锥度心轴上的导套安装 1导套；2心轴,4.2.1.1 导柱和导套的加工,任务4.2 模具的机械加工,4.2.1 模架的加工,图4-5 导柱研磨工具 1研磨架；2研磨套； 3止动螺钉；4调整螺钉,4.2.1.1 导柱和导套的加工,任务4.2 模具的机械加工,4.2.1 模架的
3、加工,图4-6 导套研磨工具 1锥度心轴；2研磨套； 3、4调整(锁紧)螺母,4.2.1.1 导柱和导套的加工,任务4.2 模具的机械加工,4.2.1 模架的加工,图4-7 模板的装夹 1模板；2镗杆； 3工作台；4等高垫铁,4.2.1.2 模座和模板的加工,任务4.2 模具的机械加工,4.2.2 凸模的加工,4.2.2.1 凸模加工工艺过程,(2) 非圆凸模加工。非圆凸模加工过程为： 下料锻造退火粗加工粗磨基准面划线工作型面半精加工淬火、回火磨削修研。,(1) 圆形凸模加工。圆形凸模加工比较简单，热处理前毛坯经车削加工，配合面留适当磨削余量；热处理后，经外圆磨削即可达到技术要求。,任务4.2
4、 模具的机械加工,4.2.2 凸模的加工,4.2.2.2 凹模加工工艺过程,(1) 圆形凹模加工。单孔凹模加工比较简单，热处理前可采用钻、铰(镗)等方法进行粗加工和半精加工。,(2) 非圆形凹模加工，非圆形凹模的加工过程为： 下料锻造退火粗加工六面粗磨基准面划线型孔半精加工(型孔精加工)淬火、回火精磨(研磨)。,任务4.2 模具的机械加工,4.2.2 凸模的加工,4.2.2.3 凸、凹模工作型面的机械加工方法,(1) 成形磨削法。,(2) 坐标磨削。,(3) 模具的数控加工。,任务4.2 模具的机械加工,4.2.2 凸模的加工,4.2.2.3 凸、凹模工作型面的机械加工方法,图4-8 凸模型芯
5、的刃口形状,任务4.2 模具的机械加工,4.2.2 凸模的加工,4.2.2.3 凸、凹模工作型面的机械加工方法,图4-9 成形砂轮磨削法,任务4.3 模具的特种加工,4.3.1 电火花加工,图4-10 电火花成形加工机床 1机床本体；2液压油箱；3工作液槽； 4进给装置；5立柱； 6工作液循环过滤系统；7脉冲电源,任务4.3 模具的特种加工,4.3.2 电火花线切割加工,图4-11 电火花线切割加工示意图 1绝缘底板；2工件；3脉冲电源； 4钼丝；5导向轮；6支架；7储丝筒,任务4.3 模具的特种加工,4.3.2 电火花线切割加工,图4-12 快速走丝数控电火花线切割机床 1床身；2工作台；3
6、丝架；4储丝筒； 5走丝电动机；6数控箱；71作液循环系统,任务4.3 模具的特种加工,4.3.2 电火花线切割加工,图4-13 慢速走丝数控电火花线切割机床 1工作液流量计；2画图工作台；3数控箱； 4电参数设定面板；5走丝系统；6放电电容箱； 7上丝架；8下丝架；9工作台；10床身,任务4.3 模具的特种加工,4.3.3 化学与电化学加工,图4-14 照相腐蚀工艺过程框图,4.3.3.1 化学腐蚀加工,任务4.3 模具的特种加工,4.3.3 化学与电化学加工,4.3.3.2 电铸加工,电铸加工是指将一定形状和尺寸的母模(或称胎模)放人电解液内，利用电镀的原理在母模上沉积适当厚度的金属层(镍
7、层或铜层)，然后将这层金属沉积层从母模上脱离下来，形成所需要的模具型腔或型面的一种加工方法。,任务4.3 模具的特种加工,4.3.3 化学与电化学加工,4.3.3.3 电解加工,图4-15 电解加工装置示意图,任务4.3 模具的特种加工,4.3.3 化学与电化学加工,4.3.3.3 电解加工,图4-16 立柱式电解加工机床 1立柱；2主轴箱；3工作箱；4操作台；5床身,任务4.3 模具的特种加工,4.3.3 化学与电化学加工,4.3.3.4 电解磨削加工,图4-17 电解磨削原理 1工件；2喷嘴；3绝缘层；4碳刷； 5导电磨轮；6电解间隙；,任务4.3 模具的特种加工,4.3.3 化学与电化学
8、加工,4.3.3.4 电解磨削加工,图4-18 电解磨床结构图 1集电环；2碳刷；3磨轮；4喷嘴；51件； 61作台；7泵；8电解液箱；9绝缘主轴；10直漉电源,任务4.4 模具的其他加工,4.4.1 陶瓷型铸造成形,图4-19 陶瓷型铸造工艺过程 1砂箱；2、4排气孔木模；3水玻璃砂； 5粗母模；6定位销；7平板；8通气针；9精母模；10陶瓷浆层,任务4.4 模具的其他加工,4.4.2 挤压成形,图4-20 挤压成形示意图 1导向套；2模套；3垫板；4压力机上座； 5挤压凸模；6坯料；7压力机下座,任务4.4 模具的其他加工,4.4.3 超塑成形,模具型腔超塑成形的基本原理,利用成形凸模(工
9、艺凸模)慢慢挤压具有超塑性的模具坯料，并保持一定温度，便可在不大的压力下获得与凸模工作表面吻合很好的型腔。,任务4.4 模具的其他加工,4.4.4 激光加工,任务4.4 模具的其他加工,4.4.4 激光加工,任务4.4 模具的其他加工,4.4.4 激光加工,任务4.4 模具的其他加工,4.4.5 超声波加工,超声波加工(USM，Ultrasonic Machining)是指利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，以及利用超声振动使工件相互结合的加工方法。,任务4.4 模具的其他加工,4.4.5 超声波加工,4.4.5.1
10、超声波加工的基本原理,超声波加工时，高频电源连接超声换能器，将电振荡转换为同一频率、垂直于工件表面的超声机械振动，其振幅仅0.0050.01mm，再经变幅杆放大至0.050.1mm，以驱动工具端面作超声振动。,任务4.4 模具的其他加工,4.4.5 超声波加工,4.4.5.2 超声加工应用,(1) 成形加工。,(2) 切割加工。,(3) 焊接加工。,(4) 超声清洗。,任务4.5 快速原型制造,4.5.1 快速原型制造,(1) 立体印刷(Stereo Lithography Apparatus，SLA)。,图4-21 SLA方法原理 1激光束；2扫描镜；3z轴升降；4树脂槽； 5托盘；6光敏树
11、脂；7零件原型,任务4.5 快速原型制造,4.5.1 快速原型制造,(2) 分层实体制造(Laminated Object Manufacturing，LOM)。,图4-22 LOM方法原理 1x-y扫描系统；2光路系统；3激光器； 4加热器；5纸料；6滚筒；7工作平台；8边角料；9零件原型,任务4.5 快速原型制造,4.5.1 快速原型制造,(3) 选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)。,图4-23 SLS方法原理 1扫描镜；2透镜；3激光器；4压平辊子； 5零件原型；6激光束,任务4.5 快速原型制造,4.5.1 快速原型制造,(4) 熔融沉积成型(
12、Fused Deposition Modeling，FDM)。,图4-24 FDM方法原理 1加热装置；2丝材；3z向送丝； 4x-y驱动；5零件原型,任务4.5 快速原型制造,4.5.1 快速原型制造,(5) 三维打印(Three-Dimensional Printing，3D-P)。,图4-25 3D-P方法原理,任务4.5 快速原型制造,4.5.1 快速原型制造,(6) 固基光敏液相(Solid Ground Curing，SGC)。,图4-26 固基光敏液相(SGC)方法原理 1加工面；2均匀施加光敏液材料； 3掩膜紫外光曝光；4清除未固化原料；5填蜡；6磨平；7成形件；8蜡；9零件,
13、任务4.5 快速原型制造,4.5.2 快速模具原型制造,图4-27 快速原型模具制造框图,任务4.6 模具表面的精饰加工,研磨与抛光的目的如下。,(1) 提高塑料模具模腔的表面质量，以满足塑件质量的要求。,(2) 提高塑料模具浇注系统的表面质量，以降低注射的流动阻力。,任务4.6 模具表面的精饰加工,研磨与抛光的目的如下。,(3) 使塑件易于脱膜。,(4) 提高模具接合面精度，防止树脂渗漏。,任务4.6 模具表面的精饰加工,研磨与抛光的目的如下。,(5) 在金属塑性成形加工中，防止出现粘黏，提高成形性能，并使模具工作零件型面与工件之间的摩擦和润滑状态良好。,(6) 去除电加工时所形成的熔融再凝
14、固层和微裂纹，以防止在生产过程中此层脱落而影响模具精度和使用寿命。,任务4.6 模具表面的精饰加工,研磨与抛光的目的如下。,(7) 减少由于局部过载而产生的裂纹或脱落，提高模具工作零件的表面强度和模具寿命。同时还可防止产生锈蚀。,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.1 研磨,(1) 研磨的工作原理。,研磨加工时，在研具和工件表面间存在着分散的磨料或研磨剂，在两者之间施加一定的压力，并使其产生复杂的相对运动，这样经过磨粒的切削作用和研磨剂的化学和物理作用，在工件表面上即可去掉极薄的一层，获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6
15、.1 研磨与抛光,4.6.1.1 研磨,(2) 研磨的分类。,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.2 抛光,图4-28 湿研磨与干研磨,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.2 抛光,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.2 抛光,图4-29 电解接触抛光装置 1阀门；2手柄；3磨头；4电源；5电阻； 61作槽；7磁铁；8工件；9电解液箱； 10回液管； 11电解液；12隔板；13离心式水泵,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.2 抛光,图4-30 电解接触抛光原理 1工
16、具(阴极)；2磨料；3电解液管； 4电解液；51件(阳极)； 6电源,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.2 抛光,图4-31 超声波抛光装置 1固定架；2工具；3换能器； 4超声波发生器；5变幅杆,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.1 研磨与抛光,4.6.1.2 抛光,图4-32 超声波抛光机 1超声波发生器；2脚踏开关；3手持工具,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.2 照相腐蚀,图4-33 照相腐蚀文稿,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.2 照相腐蚀,4.6.2.1 特点及其对模具工作零件的要求,1照相腐蚀的特点,(1) 用照相腐蚀加工的图文精度高，图案仿真性强，腐蚀深度均匀，保证加工的塑件具有良好的外观质量。,(2) 用照相腐蚀法加工模具的图文可在零件淬火、抛光后进行，不会因淬火、热处理使零件变形。,(3) 可以加工模具工作零件的曲面型腔。对于大型模具零件型面可采用滴加腐蚀液进行局部腐蚀，而不影响整个已加工好的表面。,任务4.6 模具表面的精饰加工,4.6.2 照相腐蚀,4.6.2.1 特点
