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1、任务2 冷冲模零件的制造工艺,知识点 冷冲模零件分类； 冷冲模结构零件的制造工艺； 冷冲模工作零件的制造工艺。 技能点 冷冲模工作零件的制造工艺。,一任务导入,1任务要求 要求编制冷冲模多个结构零件与工作零件的工艺规程，具体实例后述。 2任务分析 冷冲模结构零件与工作零件的工作性质、技术要求、材料、热处理工艺、制造方法、工艺路线、制造设备等有许多不同点，因此在编制零件工艺规程时要区别对待。,二、知识链接,1冷冲模零件分类,2冷冲模结构零件的制造工艺,3冷冲模工作零件的制造工艺,冷冲模零件主要分为结构零件和工作零件，结构零件大部分是用来固定和定位其它零件的，并且在装配过程中，应具有很好的可调整性
2、，现在主要用45钢来制造。而工作零件不但承担着模具的主要冲击力，而且与制件表面有强烈的摩擦，所以采用材料和热处理要求部比较高，现在冷冲模工作零件主要用Cr12、GrWMn等合金工具钢经淬火处理制造。由于工作性质与材料及热处理的不同，冷冲模的工作零件与结构零件的制造工艺也是有区别的。如图5-4侧装式复合模所示，工作零件为凹模2、外形凸模10、大孔凸模11、小孔凸模12，其余均为结构零件。,1冷冲模零件分类,1模架； 2凹模； 3导料板； 4导正销； 5卸料板； 6卸料螺钉； 7凸模固定板； 8垫板； 9弹性橡胶体；10外形凸模；11大孔凸模；12小孔凸模；13活动挡料销；14弹簧； 15承料板,
3、2冷冲模结构零件的制造工艺,冷冲模结构零件包括定位部分零件（如图5-4中的3、4、13）、压料、卸料和出件部分零件（如图5-4中的5、6、15）、导向部分零件（如图5-4中的1）、支承部分零件（如图5-4中的7、8）、紧固部分零件（图5-4中未标）、其他零件（如图5-4中的9、14）。 这些零件的特点都是不直接参与冲压件的冲裁，所以不需要特别的材料和特殊的热处理，制造工艺较为简单，通常采用常规加工方法。,模具零件常规机械加工方法见表5-7。,模具结构零件制造常用工艺流程如下： 备料 热处理（退火） 粗加工或半精加工 热处理（调质或淬火） 精加工或光整加工。,2冷冲模结构零件的制造工艺,1）备料
4、,模具的结构零件的坯料一般采用型材，只有在零件尺寸差异较大时采用锻造毛坯。因为锻造不但容易得到所需要的尺寸，节约材料，减少加工余量，而且还可以细化晶粒，改善材料内部组织，提高模具材料的综合机械性能。,2）热处理（退火）,该热处理工序主要是为锻造坯料退火，防止锻造后的坯料在空气中和地面上冷却析出大量马氐体组织而局部变硬，不利于以后的机械加工。,3）粗加工或半精加工,主要任务是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段，加工精度要求不高，切削用量、切削力都比较大，所以粗加工阶段主要考虑如何提高劳动生产率，粗加工常采用车、铣、刨、钻等加工方法。半精加工阶段主要是切除粗加工
5、后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工，例如，钻孔、攻螺纹、铣键槽等。,4）热处理（调质或淬火）,调质是为调整中碳结构钢的性能，使其具有最佳强度与韧性配合而进行的金属热处理工艺。钢铁调质后硬度不太高，仍可进行切削加工。 淬火处理可以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足模具零件的使用要求。,5）精加工与光整加工,精加工主要任务是提高表面达到规定的质量要求。要求的加工精度较高，各表面的加工余量和切削用量都比较小，精加工常采用精车、磨、光整等加工方法。,【例5-1】模柄的加工工艺 图5-5是法兰垫片倒装式冲裁复合模的模柄，虽然该模柄结
6、构比较简单，但是由于大小两端直径相差悬殊，在批量生产时，毛坯可以采用锻件，这样不但可以节约钢材，而且可以节约机械加工工时。当然45钢锻造后，表面有所变硬，锻造后应该退火处理。该模柄加工的工艺流程为：备料 锻造 退火 粗车 精车 钳工。,加工工艺说明： 1）由于锻件有较大的脱模斜度，如果先夹小头车大头，夹持不可靠，车削过程中，工件容易往外滑出而发生事故。如果选择用反爪先夹大头车小头，工件夹持就比较可靠。一般情况下，由于锻件存在锻造不规则、不同轴和废边等缺陷，所以最好用四爪卡盘夹持工件，以方便调整工件的车削位置,保证切削余量均匀。,2）粗车小端，一般顺序为打中心孔，然后中心孔定位车小端面（中心部分
7、不车）、小端外圆、中间端面，最后用直径为12毫米的钻头钻孔。,3）为了保证30圆柱面与大端面的垂直度要求，可以在精车工序时增加车削中间端面（可以是局部），在车削30圆柱面时，可以用千分表以该中间端面找正后进行，一般找正精度是允许垂直度误差值的1/3。 4）如果粗车、精车在同一车床上完成，可以作为同一工序。,【例5-2】凸模固定板加工工艺 图5-6为法兰冲裁模凸模固定板的零件图，其加工工 艺流程可按生产条件的不同，分为以下几个方案。,方案一：备料 锻造 刨（铣）六方 磨六方 划线 坐标镗加工（ 30孔和2- 12孔及其它们的沉孔） 钳工（钻4-11孔和3-6.2孔） 装配时与凹模上模座一起作2-
8、8 孔。 这个方案是较传统的加工方案，质量易保证，成本不高，但需用坐标镗床。,方案二：下料 锻造 刨（铣）六方 磨六方 划线 数控铣床（或加工中心）作各孔中心锥，完成30 及沉孔） 钻4-11孔和3-6.2 配作2-8 孔。 该方案用数控铣床或加工中心代替方案一的座标镗床。但如果用刀具不足以完成30 和2-12 孔的精度时可增铰孔工序。,方案三：下料 锻造 刨（铣）六方 磨六方 划线 钻4-13孔和3-10孔达图、在其它各孔中心钻钼丝孔线切割完成30 和2-12 孔和2- 8孔 铣床完成沉孔。 该方案可用于坐标镗床和数控铣床（加工中心）等有高精度机床的场合。但其质量受线切割机床精度影响较大，所
9、以选择的线切割机床时应考虑其精度能够满足要求。 上述三方案的毛坯制造也经常采用气割板加退火的方法。退火的目的为消除45钢板在气割时的淬硬层，改善气割面的切削加工性能。,3冷冲模工作零件的制造工艺,冷冲模的工作零件的特点是直接参与冲压件的冲裁，要求工作部分硬度高、耐冲击、耐磨损，所以需要特别的材料和特殊的热处理，加工难度大，制造工艺复杂，有时需要采用特种加工方法。特别是高寿命模具，常采用Cr12、CrWMn等莱氏体钢制造。这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理均有严格的要求，因此加工工艺的编制就不容忽视。热处理变形也是加工中需认真对待的问题。 图5-4侧装式复合模的工作零件为凹模2、外形凸模10、大孔
10、凸模11、小孔凸模12。 冷冲模工作零件常见的加工流程有两种：,（1）采用特种加工方法时的加工工艺流程：,备料 锻造 热处理（退火） 粗加工或半精加工 热处理（淬火） 精磨平面 特种加工 光整加工。,1）备料,根据凸模、凹模的尺寸大小和结构形状准备合适的毛坯。,2）锻造,冷冲模工作零件根据工作性质的需要，通常采用锻造方法制造毛坯。因为锻造不但容易得到所需要的尺寸，节约材料，减少加工余量，而且还可以细化晶粒，改善材料内部组织。提高模具材料的综合机械性能。为便于加工和装夹，一般都将毛坯锻造成较规范的外形，如平行六面体等。锻造的毛坯体积应考虑锻造工序的氧化和脱碳，一般应比锻造后所需体积大23。,3）
11、热处理（退火）,模具工作零件通常采用淬火透性很好的模具钢，一般锻造后的坯料在空气中和地面上冷却也会析出大量马氐体组织而局部变硬。不利于以后的机械加工，所以必须进行退火处理，消除锻造内应力，改善加工性能。,4）粗加工或半精加工,该工序包含粗加工、钳工与半精加工。 粗加工的主要目的是去除毛坯的锻造外皮，使平面平整，为毛坯的精加工做准备。 粗加工通常是先将毛坯刨（铣）六面，加工时应注意观察两大平面的质量情况，应选择质量较好的面作为刃口平面，加工量也应大些。在走刀时，切削速度不能过快，防止高速切削引起的高温使材料变硬。 粗磨六平面的主要目的是保证后续工序的划线钻孔清淅可靠并减少淬火后平面的磨削量。磨削
12、时应保证一组直角面的垂直度，以保证划线等后续加工有较可靠的基准。,钳工划出凸模和凹模的刃口轮廓线、螺孔线、销孔线、穿丝孔等，为以后的机械加工提供依据。钳工加工螺孔、销孔、穿丝孔等，在钳工工序中，要注意打样冲眼的方法，在目视的同时要依靠手感。定位销孔的加工可以采用钻、扩、铰的工艺，由于铰孔的余量一般以0.2mm左右比较好，所以采用钻孔加扩孔提高孔的精度。一般来说，在销孔铰孔和螺孔攻丝前，孔口应该倒角加工。 半精加工加工型孔部分，当凹模较大时，为减少线切割加量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔的部分材料去除，留35mm切割余量。,4）粗加工或半精加工,5）热处
13、理（淬火）,该热处理工艺是采用淬火工艺以大幅提高模具钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足冷冲模工作零件的使用要求。在热处理时，应该考虑冷冲模工作零件的磨削余量不大，应尽量选用盐浴炉或真空炉加热，防止零件表面过多的氧化脱碳而影响刃口的淬火硬度。淬火后应该增加低温回火工序，以减少材料由于淬火而引起的内应力。,6）精磨平面,模具工作零件热处理时会产生少量变形和氧化，而钳工加工也会留下划线痕迹，常用平磨大平面加以消除，同时可以提高刃口的锐利程度。,7）特种加工,特种加工是有别于常规机械加工方法的非传统加工方法，也称电加工。特种加工直接利用电能、化学能、声能、光能等来除去工件上的多余部分
14、，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求，在冷冲模工作零件的制造中，常采用电火花成形加工、电火花线切割加工等加工技术。,8）光整加工,整加工的功能主要有： 减小和细化零件表面粗糙度，去除划痕、微观裂纹等表面缺陷，提高和改善零件表面质量； 提高零件表面物理力学性能，改善零件表面应力分布状态； 去除棱边毛刺，倒圆倒角，保证表面之间光滑过渡，提高零件的装配工艺性； 改善零件表面的光泽度和光亮程度，提高零件表面清洁程度等。 光整加工通常采用研磨、抛光等加工方法。,【例5-3】凸凹模的加工工艺 图5-7为法兰冲裁模凸凹模零件图，其加工工艺流程为： 备料 锻造 退火 刨（铣）外形 平磨 钳工 铣侧面 热处
15、理 平磨 特种加工 磨削侧面 光整加工等。 加工工艺说明： 在凸凹模的加工工艺中，工序5平磨的目的是为后续划线工序和铣削工序准备良好的工艺基准。而在工序10特种加工的线切割工序中，首先应以工件底平面为第一基准，以已铣削的一侧平面找准（第二基准），最后以待加工的中心孔预孔的中心作为线切割的基准（第三基准）进行切割。为保证各被切割对象的相对位置精度，应一次安装后完成所以线切割加工内容。在工序12光整加工中修磨各孔和外形时，应防止在刃口处塌角，所以应用平整的，硬度较高的油石。打磨时保证直线往复运动。,上述凸凹模的结构如果改成直通式，如图5-8所示，则加工工艺将大大改善。其加工工艺流程可改为： 备料
16、锻造 退火 车削 钳工 淬火 特种加工 光整加工。 其工艺过程方案简化为表5-10所示。,【例5-5】连接片凹模的加工工艺 图5-9是连接片凹模零件图，其加工工艺流程为： 备料 锻造 退火 刨（铣）外形 平磨 钳工 热处理 平磨 特种加工 光整加工等。,加工工艺说明： 在凹模的加工工艺中，有两次平面磨削，主要是为了保证刃口平面的粗糙度。工序5平磨的目的是为后续划线工序和铣削工序准备良好的工艺基准，工序8平磨的目的是消除热处理微变形影响与零件表面氧化层，为后续特种加工工序准备良好的工艺基准。 该加工工艺的主要特点是利用锥度线切割机床对型孔进行两次切割，一般可以先切割锥度漏料孔，后切割直口型孔。如果用慢走丝线切割机床加工直口型孔，精度及粗糙度可以更容易
