《模具设计与制造 第2版 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 杨占尧 第10章 冲压模具制与装配》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具设计与制造 第2版 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 杨占尧 第10章 冲压模具制与装配（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10章 冲压模具制造与装配,学习目的及要求 熟悉模具各类零件的加工特点 掌握冲裁模凸、凹模常用的加工方法 掌握模具零件的常用连接方法 熟悉模具间隙及位置的控制 了解弯曲模和拉深模凸、凹模常用的加工 方法 了解模具调试中容易出现的主要问题及解 决方法,10.1 概述,冲压模具是由工作零件和结构零件组成的能实现指定功能的一个有机装配体,不同的零件在模具中的功能和作用不同,其材料和热处理、精度(尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等)、装配等技术要求必然不同。常用冲压模具零件的公差配合要求和表面粗糙度要求如表10-1和表10-2所示。有关冲模零件技术要求详情可查阅GB/T14662-2006冲模技术条件
2、等标准。显然,零件形状结构和技术要求不同,其制造方法必然不同。,表10-1 冲压模具零件的公差配合要求,返回,表10-2 冲压模具零件的表面粗糙度要求,返回,在制定模具零件加工工艺方案时,必须根据具体加工对象,结合企业实际生产条件进行制定,以保证技术上先进和经济上合理。从制造观点看,按照模具零件结构和加工工艺过程的相似性,可将各种模具零件大致分为工作型面零件、板类零件、轴类零件、套类零件等,其加工特点分别为：,1.轴、套类零件,轴、套类零件主要指导柱和导套等导向零件,它们一般是由内、外圆柱表面组成。其加工精度要求主要体现在内、外圆柱表面的表面粗糙度及尺寸精度和各配合圆柱表面的同轴度等。导向零件
3、的形状比较简单,加工工艺不复杂,加工方法一般在车床进行粗加工和半精加工,有时需要钻、扩和镗孔后,再进行热处理,最后在内、外圆磨床上进行精加工,对于配合要求高、精度高的导向零件,还要对配合表面进行研磨。,2.板类零件,板类零件是指模座、凹模板、固定板、垫板、卸料板等平板类零件,是由平面和孔系组成,一般遵循先面后孔的原则,即先刨、铣、平磨等加工平面,然后用钻、铣、镗等加工孔,对于复杂异型孔可以采用线切割加工。孔的精加工可采用坐标磨等。,3.工作型面零件,工作型面零件形状、尺寸差别较大,有较高的加工要求。凸模的加工主要是外形加工；凹模的加工主要是孔(系)、型腔加工,而外形加工比较简单。一般遵循先粗后
4、精,先基准后其他,先平面后轴孔,且工序要适当集中的原则。加工方法主要有机械加工和机械加工再辅以电加工等方法。,10.2 冲裁模的制造与装配,10.2.1 凸、凹模技术要求与加工特点 冲裁属于分离工序,冲裁模凸、凹模要求带有锋利刃口,凸、凹模之间的间隙要合理,其加工具有如下特点: 1.材料好、硬度高 凸、凹模材质一般是工具钢或合金工具钢,热处理后的硬度一般为58 62 HRC ,凹模比凸模稍硬一些；,2.精度要求高 凸、凹模精度主要根据冲裁件精度决定,一般尺寸精度在IT6IT9 ,工作表面粗糙度在Ra值为1.6 0.4m； 3.刃口锋利、间隙合理 凸、凹模工作端带有锋利刃口,刃口平直(斜刃除外)
5、,安装固定部分要符合配合要求；凸、凹模装配后应保证均匀的最小合理间隙； 凸模的加工主要是外形加工,凹模的加工主要是孔(系)加工。凹模型孔加工和直通式凸模加工常用线切割方法。,10.2.2 凸、凹模加工,凸模和凹模的加工方案根据其设计计算方案的不同,一般有分开加工和配合加工两种,其加工特点和适用范围见表10-3。 凸模和凹模的加工方法主要根据凸模和凹模的形状和结构特点,并结合企业实际生产条件来决定。,表10-3 凸模和凹模两种加工方案比较,返回,1.凸模的加工方法,（1） 圆形凸模的加工方法 各种圆形凸模的加工方法基本相同，即车削加工毛坯,淬火后,精磨,最后工件表面抛光及刃磨。 （2）非圆形凸模
6、的加工方法 非圆形凸模的加工方法分两种情况： 1） 台肩式凸模 对于无间隙模或设备条件较差的工厂，一般采用压印修锉法进行，即车、铣或刨削加工毛坯,磨削安装面和基准面,划线铣轮廓,留0.2 0.3 mm单边余量,凹模(已加工好)压印后修锉轮廓,淬硬后抛光、磨刃口；对于一般要求的凸模采用仿形刨削方法加工，即粗加工轮廓,留0.2 0.3 mm单边余量,用凹模(已加工好)压印后仿形精刨,最后淬火、抛光、磨刃口。,2） 直通式凸模 对于形状较复杂或较小、精度较高的凸模，一般采用线切割方法加工，即粗加工毛坯,磨安装面和基准面,划线加工安装孔、穿丝孔,淬硬后磨安装面和基准面,切割成形、抛光、磨刃口；对于形状
7、不太复杂、精度较高的凸模或镶块，一般采用成形磨削方法加工，即粗加工毛坯,磨安装面和基准面,划线加工安装孔,加工轮廓,留0.2 0.3mm单边余量,淬硬后磨安装面,再成形磨削轮廓。 凸模、型芯的形状是多种多样的,加工要求不完全相同,各工厂的生产条件又各有差异。这里仅以图10-1所示的凸模为例说明其加工工艺过程。,例10-1：图10-1所示凸模的主要技术要求有:材料为CrWMn,表面粗糙度为Ra =0.63m，硬度为HRC58 62 ,与凹模双面配合间隙为0.03mm 。该凸模加工的特点是凸、凹模配合间隙小,精度要求高,在缺乏成型加工设备的条件下,可采用压印锉修进行加工。其工艺过程如下: （1）
8、下料 采用热轧圆钢,按所需直径和长度用锯床切断； （2） 锻造 将毛坯锻造成矩形；,图10-1 凸模零件图,返回,（3） 热处理 进行退火处理； （4） 粗加工 刨削6个平面,留单面余量0 .4 0 .5 mm ； （5） 磨削平面 磨削6个平面,保证垂直度,上、下平面留单面余量0 .2 0 .3 mm ； （6） 钳工划线 划出凸模轮廓线及螺孔中心位置线； （7） 工作型面粗加工 按划线刨削刃口形状,留单面余量0 .2 mm ； （8） 钳工修整 修锉圆弧部分,使余量均匀一致； （9） 工作型面精加工 用已经加工好的凹模进行压印后,进行钳工修锉凸模,沿刃口轮廓留热处理后的研磨余量；,（10）
9、 螺孔加工 钻孔、攻丝； （11） 热处理 淬火、低温回火,保证硬度为HRC58 62 ； （12） 磨削端面 磨削上、下平面,消除热处理变形以便于精修； （13） 研磨 研磨刃口侧面,保证配合间隙。 综合以上所列工艺过程,本例凸模工艺可概括为:备料毛坯外形加工划线刃口轮廓粗加工刃口轮廓精加工螺孔加工热处理研磨或抛光。,在上述工艺过程中,刃口轮廓精加工可以采用锉削加工、压印锉修加工、仿形刨削加工、铣削加工等方法。如果用磨削加工,其精加工工序应安排在热处理工序之后,以消除热处理变形,这对制造高精度的模具零件尤其重要。,2.凹模的加工方法,冲裁凹模一般根据型孔的形式采用不同的加工方法。 （1） 圆
10、形孔 当孔径小于5 mm时采用钻铰法：车削加工毛坯上、下底面及外圆,钻、铰工作型孔,淬硬后磨上、下底面和工作型孔、抛光；当孔径较大时采用磨削法：车削加工毛坯上、下底面,钻、镗工作型孔,划线加工安装孔,淬硬后磨上、下底面和工作型孔、抛光 孔较大的凹模。,（2）圆形孔系 对于位置精度要求高的凹模采用坐标镗削：粗、精加工毛坯上、下底面和凹模外形,磨上、下底面和定位基面,划线、坐标镗削型孔系列,加工固定孔,淬火后研磨抛光型孔。对于位置精度要求一般的凹模采用立铣加工：坯粗、精加工与坐标镗削方法相同,不同之处为孔系加工用坐标法在立铣机床上加工,后续加工与坐标镗削方法相同。,（3）非圆形孔 设备条件较差的工
11、厂加工形状简单的凹模采用锉削法：毛坯粗加工后按样板轮廓线,切除中心余料后按样板修锉,淬火后研磨抛光型孔；形状不太复杂,精度不太高,过渡圆角较大的凹模采用仿形铣：凹模型孔精加工在仿形铣床或立铣床上靠模加工(要求铣刀半径小于型孔圆角半径),钳工锉斜度,淬火后研磨抛光型孔；尺寸不太大、形状不复杂的凹模采用压印加工：,毛坯粗加工后,用加工好的凸模或样冲压印后修锉,再淬火研磨抛光型孔；各种形状、精度高的凹模采用线切割加工：毛坯外形加工好后,划线加工安装孔,淬火,磨安装基面,割型孔；镶拼凹模采用成形磨削方法加工：毛坯按镶拼结构加工好,划线粗加工轮廓,淬火后磨安装面,成形磨削轮廓,研磨抛光；形状复杂,精度高
12、的整体凹模采用电火花加工：毛坯外形加工好后,划线加工安装孔,淬火,磨安装基面,作电极或用凸模打凹模型孔,最后研磨抛光。,例10-2：落料冲孔复合模的落料凹模如图10-2所示,材料为T10A，硬度为60 64HRC ,表面粗糙度为Ra =0.63m，与凹模双面配合间隙为0.04mm，制定其加工工艺路线。 基于企业具备模具生产的一般条件,但不具有电加工设备的特点，制定落料凹模的加工工艺过程如表10-4所示。,图10-2 落料凹模,返回,表10-4 落料凹模的加工工艺过程,返回,3.凸、凹模加工的典型工艺路线,凸、凹模加工的典型工艺路线主要有以下几种形式: （1） 下料锻造退火毛坯外形加工(包括外形
13、粗加工、精加工、基面磨削)划线刃口轮廓粗加工刃口轮廓精加工螺孔、销孔加工淬火与回火研磨或抛光。此工艺路线钳工工作量大,技术要求高,适用于形状简单、热处理变形小的零件。,（2） 下料锻造退火毛坯外形加工(包括外形粗加工、精加工、基面磨削)划线刃口轮廓粗加工螺孔、销孔加工淬火与回火采用成形磨削进行刃口轮廓精加工研磨或抛光。此工艺路线能消除热处理变形对模具精度的影响,使凸、凹模的加工精度容易保证,可用于热处理变形大的零件。 （3） 下料锻造退火毛坯外形加工螺孔、销孔、穿丝孔加工淬火与回火磨削加工上下面及基准面线切割加工钳工修整。此工艺路线主要用于以线切割加工为主要工艺的凸、凹模加工,尤其适用形状复杂
14、、热处理变形大的直通式凸模、凹模零件。,10.2.3 其他零件加工,模具零件除工作型面零件外,还有模座、导柱、导套、固定板、卸料板等其他模具零件,它们主要是板类零件、轴类零件和套类零件等。其他模具零件的加工相对于工作型面零件要容易些,下面介绍这些零件的常用加工方法。,1. 模座的常用加工方法,模座是组成模架的主要零件之一,属于板类零件,一般都是由平面和孔系组成。其加工精度要求主要体现在模座的上、下平面的平行度,上、下模座的导套、导柱安装孔中心距应保持一致,模座的导柱、导套安装孔的轴线与模座的上、下平面的垂直度,以及表面粗糙度和尺寸精度。,模座的加工主要是平面加工和孔系的加工。在加工过程中为了保
15、证技术要求和加工方便,一般遵循先面后孔的加工原则,即先加工平面,再以平面定位加工孔系。模座的毛坯经过刨削或铣削加工后,对平面进行磨削可以提高模座平面的平面度和上下平面的平行度,同时,容易保证孔的垂直度要求。孔系的加工可以采用钻、镗削加工,对于复杂异型孔可以采用线切割加工。为了保证导柱、导套安装孔的间距一致,在镗孔时经常将上、下模座重叠在一起,一次装夹同时镗出导柱和导套的安装孔。,2.导柱、导套的常用加工方法,滑动式导柱和导套属于轴类和套类零件,一般是由内、外圆柱表面组成。其加工精度要求主要体现在内、外圆柱表面的表面粗糙度及尺寸精度;各配合圆柱表面的同轴度等。导向零件的配合表面都必须进行精密加工
16、,而且要有较好的耐磨性。,导向零件的形状比较简单。加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后再进行热处理,最后用磨床进行精加工,消除热处理引起的变形,提高配合表面的尺寸精度和减少配合表面的粗糙度。对于配合要求高、精度高的导向零件,还要对配合表面进行研磨,才能达到要求的精度和表面粗糙度。导向零件的加工工艺路线一般是:备料粗加工半精加工热处理精加工光整加工。,例10-3：如图10-3所示的后侧导柱标准冲模座的加工工艺过程如表10-5所示,下模座的加工基本同上模座。,（a）上模座 （b）下模座 图10-3 冲模模座,表10-5 加工上模座的工艺过程,返回,表10-5 加工上模座的工艺过程(续）,例10-4：如图10-4所示的冲压模滑动式导套，材料20钢，表面渗碳深度0.8 1.2mm，热处理硬度58 62HRC，确定其制造的工艺过程。,图10-4 冲压模具滑动式导套,导套和导柱一样,是模具中应用最广泛的导向零件。尽管其结构
