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1、项目目标,1、了解模具零件的电火花成形加工。 2、了解模具零件的数控加工。 3、了解简单模具的装配工艺。 4、能拟定简单模具零件的加工工艺路线。,项目九 动模型芯零件加工,动模型芯零件的结构尺寸如图(a)所示，零件的3D图如(b)所示。材料：H13（4Cr5MoSiV1）；热处理：4852HRC；成形型芯的表面粗糙度Ra0.2，其余表面粗糙度Ra1.6。尺寸 与其固定的动模板采用H7/m6的过渡配合，其表面粗糙度为Ra0.8。2个 的孔为不通孔，深度为10mm，注意这两个小孔相对于中心不是对称的，相当于中心的尺寸分别为和。 该动模型芯零件外形为规则的圆柱形，底端台阶有两处削平的平面，由于该零件
2、与动模板装配时有方向要求，所以台阶处的两个平面在装配时可以确认方向，并防止动模型芯零件转动。,项目介绍,项目九 动模型芯零件加工,项目九 动模型芯零件加工,(a),(b),动模型芯零件,项目九 动模型芯零件加工,一、电火花成形加工 电火花加工又称放电加工是一种利用脉冲放电产生的热能进行加工的方法。其加工过程为：使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属熔解、气化而蚀除材料。放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。 1、电火花加工原理 电火花成形加工的基本原理是基于工具电极和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形
3、状及表面质量预定的加工要求，电火花成形加工原理如图所示。,项目九 动模型芯零件加工,电火花成形加工原理图 1工件 2脉冲电源 3自动进给调节装置 4工具电极 5工作液 6过滤器 7泵,项目九 动模型芯零件加工,2 、电火花加工的物理本质 脉冲电源输出的电压加在液体介质中的工件和工具电极(以下简称电极)上。当电压升高到间隙中介质的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。电火花放电加工的物理过程是非常短暂而又复杂的，每次脉冲放电的过程可大概分为介质击穿和通道形成、能量转换和传递、电蚀屑的抛出、极间介质销电离等几个阶段。
4、（1）放电通道形成 （2）能量的转换和传递 （3）电蚀屑的抛出 (4) 间隙介质的消电离,项目九 动模型芯零件加工,电火花瞬间放电示意图 (a) 电火花瞬间放电示意图 (b) 电火花加工后的表面 1-阳极 2-阳极表面熔化区 3-熔化后抛出的金属颗粒 4-工作液 5-工作液中凝固的金属颗粒 6-阴极表面熔化区 7-阴极 8-放电通道 9-气泡,项目九 动模型芯零件加工,3、电火花加工的特点,适合于难切削材料的加工 可以加工特殊及复杂形状的零件 易于实现加工过程自动化 可以改进结构设计，改善结构的工艺性,电火花加工虽然具有较好的优点，但是也有其一定的局限性，具体是： 只能用于加工金属等导电材料
5、加工速度一般较慢 存在电极损耗 最小角部半径有限制 加工表面有变质层甚至微裂纹,4、电极 电极材料必须是导电性能良好，损耗小，造型容易，并具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。常用电极材料有紫铜、石墨、黄铜、铜钨合金和钢、铸铁等。,项目九 动模型芯零件加工,（1）纯铜电极 （2）石墨电极 （3）黄铜电极 （4）铸铁电极 （5）钢电极 （6）铜钨合金与银钨合金电极,二、数控加工,数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，是现代化工业生产中一门新型的、发展十分迅速的高新技术。它是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一
6、体化加工设备。数控加工则是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序，输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和刀具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。概括起来，数控加工有如下特点。,项目九 动模型芯零件加工,1、数控加工原理 金属切削机床加工零件，是操作者依据工程图样的要求，不断改变刀具与工件之间相对运动的参数(位置、速度等)，使刀具对工件进行切削加工，最终得到所需要的合格零件。数控机床的加工，是把刀具与工件的运动坐标分割成一些最小的单位量，即最小位移量，由数控系统按照零件程序的要求，使坐标移动若干个最小位移量(即控制刀具运动轨迹)，从而实现刀具与工件的相对运动，完成对零
7、件加工。这个最小位移量常称为“脉冲当量”或“分辨率”。 与传统的加工方式不同，数控加工的本质实际上是以微小的直线段去逼近曲线，只不过逼近误差(弦高差)要小于工件所要求的形位公差。生成这些微小直线段的过程即是对轨迹起点和终点之间的数据“密化”过程，这个过程称为插补。使用步进电机或伺服电机的脉冲控制方式(或称为位置控制方式)驱动时，采用脉冲增量插补方法(例如逐点比较法和DDA方法)；使用伺服电机的模拟量控制方式(或称为速度控制方式)驱动时，采用时间分割插补方法(或称为数据采样插补方法)。,项目九 动模型芯零件加工,2、数控铣削加工 模具零件的加工中，应用较多的数控工艺是数控铣削加工。数控铣床是在普
8、通铣床基础上发展起来的一种数控机床，两者加工工艺基本相同，机床结构也有些相似。但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，它除了能铣削普通铣床所能加工的各种零件表面外，还能铣削各种复杂的平面类、变斜角类和曲面类零件，如凸轮、叶片、螺旋桨等。数控铣床至少有三个控制轴，即X、Y、Z轴，通过两轴联动可加工零件的平面轮廓，通过两轴半、三轴或多轴联动可加工零件的空间曲面。同时，数控铣床还可用做数控钻床或数控镗床，完成镗、钻、扩、铰等工艺内容。数控铣床有立式、卧式、立卧两用和龙门式数控铣床等。,数控铣床加工对象与数控车床相同，采用数控铣削加工时，要选择合适的加工对象以兼顾加工质量、效率和成本。适合于数控铣削加工
9、的零件有如下几大类。,项目九 动模型芯零件加工,平面类零件,变斜角类零件,项目九 动模型芯零件加工,3) 曲面类(立体类)零件 曲面类零件即加工面为空间曲面的零件，加工需采用球头刀，加工面与铣刀始终为点接触，一般采用三轴联动数控铣床加工，常用的加工方法主要有下列两种。 采用两轴半联动行切法加工。行切法是在加工时只有两个坐标轴联动，另一个坐标按一定行距周期进给。这种方法常用于不太复杂的空间曲面的加工。 采用三轴联动方法加工。所用的铣床必须具有X、Y、Z三轴联动加工功能，可进行空间直线插补。这种方法常用于较复杂空间曲面的加工。,（3）加工中心加工 数控加工中心是在一般的数控镗、铣床上加装刀库和自动
10、换刀装置，工件在一次装夹后通过自动更换刀具，连续地对其各加工面自动地完成铣、镗、钻、锪、铰、攻螺纹等多种工序加工。加工中心机床按照主轴所处的方位分为立式加工中心和卧式加工中心两种。加工中心与普通数控铣床的区别就是，加工中心具有刀库和自动换刀系统。在模具加工中，立式加工中心应用较多。,项目九 动模型芯零件加工,加工中心具有自动换刀装置的计算机数控(CNC)镗、铣床，采用了软件固定型计算机控制的数控系统，适用于多种复杂模具零件的加工。机床的刀库可安装多把刀具，根据加工需要通过机械手换用，换刀时间仅为几秒种。 采用加工中心加工模具零件，具有一般机床或数控机床所不可比拟的优越性。例如，用自动编程装置和
11、CAD/CAM提供的三维曲面信息，即可进行三维曲面加工，并从粗加工到精加工都可按预定的刀具和切削条件连续地进行多型面或多孔加工，可以在一次装夹中自动连续地完成，加工中心机床可以按照程序自动加工，加工中不需要人工操作，加工质量稳定、加工速度快、生产效率高。 在模具制造中，数控加工中心逐渐成为机械加工的重要设备，目前我国的许多模具制造企业都采用了这种先进的设备。但目前数控加工中心的价格昂贵，在实际应用中应充分考虑其经济效果。,项目九 动模型芯零件加工,三、模具装配 1、模具装配的概念 模具是由若干个具有不同几何形状和结构功能的零件或部件组成的，模具的装配，就是按照模具设计装配图给定的装配关系及其技
12、术要求，通过配合、定位、联接、固定、调整、修研和检测等操作，将加工、检验合格的零、部件及标准件组合在一起的工艺过程。模具装配是模具制造工艺全过程的最后与关键阶段，是对模具结构设计和零件加工精度与质量的总检验。通过装配可以发现模具设计和制造中存在的问题或缺陷，以便在模具正式投产前予以改正。模具的最终质量需由装配工艺和技术来保证，只有加工精度高的零件，而没有高质量的装配工艺，也难以获得高质量的模具。但零件加工质量仍是保证模具整体质量的重要基础。高质量的装配工艺与调试，可以实现在经济加工精度的零件、部件基础上，装配出高质量的模具。因此，模具装配的工艺是保证模具质量的关键环节。,项目九 动模型芯零件加
13、工,2、冲压模具的装配 冲压模具的装配就是要把已加工好的模具零件按设计装配图的结构关系与技术要求组装、修整成一套完整、合格的模具。它是冲压模具制造过程中的关键环节，也是最后的工序。冲压模具装配的精度与质量将直接影响到制件的成形质量及冲压模的工作性能和使用寿命。因此，冲压模装配人员必须充分了解模具的结构类型与特点及相关技术要求，认真研究模具总装图纸，精心装配与调试，确保模具装配的质量。冲压模具装配的工艺过程主要是根据冲压模具的类型、结构特点和冲压制件的质量要求来确定，其装配的要点见表所示。,项目九 动模型芯零件加工,冲压模具的装配要点表,项目九 动模型芯零件加工,冲压模装配的重点是要保证凸、凹模
14、间隙的均匀性。因此，装配前必须合理地选择上、下模及其零件的装配顺序，否则装配后可能出现间隙不均匀又不易调整的麻烦。冲压模的装配顺序就是以基准件为依据来确定其它零件的组装次序。装配顺序的选择与模具结构有关，其选择方法见表所示。,项目九 动模型芯零件加工,3、注塑模具装配 塑料模具种类较多，结构差异很大，装配时的具体内容与技术要求各不相同。即使是同一类模具，由于成形塑料品种及塑件结构和尺寸精度要求的差异，其装配方法也不尽相同。因此，模具组装前应根据不同类型模具的工作特点，仔细分析研究总装图和零件图的结构关系，了解各零件的功能、作用、特点及其技术要求，正确建立装配基准。通过合理装配，最终达到成形制品
15、的各项质量指标、模具动作精度和使用过程中的各项技术要求。 注塑模具的结构关系复杂，组成零件数量多，装配精度要求高。装配时基准的选择是保证模具装配质量的关键环节。装配基准的选择，依据零件加工方法与加工设备及工艺技术水平的不同，一般可分为两种情况。 以型腔、型芯为装配基准 以模具动、定模板(A、B板)两个互相垂直的相邻侧面为基准,项目九 动模型芯零件加工,装配时的修研原则与工艺要点 模具零件加工后都有一定的公差或加工余量，钳工装配时需进行相应的修整、研配、刮削及抛光等操作，具体修研时应注意以下几点： 脱模斜度的修研 圆角与倒角 垂直分型面和水平分型面的修研 型腔沿口处研修 浇注系统的修研 侧向抽芯
16、滑道和锁紧块的修研 导柱、导套的装配 推杆与推件板的装配 限位机构的装配,项目九 动模型芯零件加工,项目实施,零件的技术要求为：材料：H13（4Cr5MoSiV1），热处理：4852HRC；成形型芯的表面粗糙度Ra0.2，其余表面粗糙度Ra1.6。尺寸37.6与其固定的动模板采用H7/m6的过渡配合，其表面粗糙度为Ra0.8。2个3的孔为不通孔，孔深为10mm，相当于中心的尺寸分别为和 13.6。动模型芯零件底端台阶有两处削平的平面，由于该零件与动模板装配时有方向要求，所以台阶处的两个平面在装配时可以确认方向，并防止动模型芯零件转动。 零件外形比较规则，坯料可以采用圆柱的棒料先进行车削粗加工，留余量后进行热处理，然后再进行磨削等精加工工艺，由于动模型芯零件的成形面上具有小孔等细小的结构特征，这些结构特征采用普通的加工方法时，其制造工艺比较困难，同时也很难保证其加工的精度，所以考虑采用电火花成形加工，该加工工艺可以设置在零件热处理
