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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页第2章 模具零件的机械加工机械加工方法广泛地用于模具零件的制造。根据模具设计图样中的模具零件结构要素和技术要求，制造完成一副完整模具，其工艺过程一般可分为：毛坯外形的加工，工作型面的加工；模具零部件的再加工；模具装配等。即使采用其他工艺方法（如特种加工），仍然需要采用机械加工完成模具的粗加工、半精加工，为模具的进一步加工创造条件。模具零件的机械加工方法有以下几种情况：普通精度零件用通用机床加工。例如，车削、铣削、刨削、钻削、磨削等。这些加工方法对工人的技术水平要求较高。加工完成后要进行必要的钳工修配后再装配。精度要
2、求较高的模具零件用精密机床加工；形状复杂的空间曲面，采用数控机床加工；对特殊零件可考虑其它加工方法，如挤压成型加工、超塑成型加工、快速成型技术等。用于模具机械加工的精密机床有：坐标镗床、精密平面磨床、坐标磨床等。加工模具零件常用的数控机床有：数控铣床、加工中心、数控磨床等。由于数控加工对工人的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生产率高、节省工装，工程管理容易、对设计更改的适应性强、可以实现多机床管理等一系列优点，对实现机械加工自动化，使模具生产更加合理、省力、改变模具机械加工的传统方式具有十分重要的意义、这也是今后模具发展的方向。用机械加工方法制造模具，在工艺上应充分考虑模具零件的材料、结
3、构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的要求，采用合理的加工方法和工艺路线，来保证模具的加工质量，提高生产效率、降低生产成本。尤其应注意在模具设计和制造中，不应盲目追求模具加工精度和使用寿命的提高，否则就会导致模具生产成本提高，降低企业经济效益。2.1模具导向零件的加工导向零件是各类模具中应用广泛的重要零件。这些零件制造质量的好坏，将直接影响模具的制造质量和最后成型制件的质量。因此，模具导向零件的制造技术对模具有着重要的作用。模具的导向零件是指在组成模具的零件中，能够对模具运动零件的方向和位置起着定位作用的零件。模具中设置导向零件的目的，主要是保证模具中有相对运动零件的运动方向正确。当运动零件停止
4、后，其零件之间的相对位置准确。本章以典型的标准导向零件为重点予以介绍。2.1.1模具导向零件的结构及分类1.常用模具导向零件的分类不同种类的模具，有着不同结构形状的导向零件，一般可分为滑动导向零件和滚动导向零件。导柱、导套和滑块是模具中应用最多的导向零件。所以，它的种类和结构形状也是多种多样。如冲压模具的导柱、导套按配合形式可分为滑动式和滚动式。按照装配形式又分为固定式和可拆卸式。除以上导柱外还有卸料、顶出用的杆类导向零件及小型导柱等。塑料注射模具中除了导柱、导套外，还有抽芯机构中应用的斜导柱、顶出板用的小型导柱、限位用的导柱等。各种导柱的形状、大小、用途各异，但其功能都是起导向作用。目前，对
5、冲压模具、金属压铸模具和塑料模具的导柱、导套等导向零件都已标准化，可进行批量的制造、选用时则根据不同的要求进行选择应用。斜滑块和导滑槽是在成形或抽芯机构中起导向作用，它们需根据模具的具体结构进行设计制造。图2.1.1为标准的导柱、导套；图2.1.2为模具常用的滑块和导滑形式。 图2.1.1标准的导柱、导套图2.1.2 模具常用的滑块和导滑形式2.导向零件的基本要求模具运动零件的导向，是借助导向零件之间精密的尺寸配合和相对的位置精度，来保证运动零件的相对位置和运动过程中平稳、无阻滞的运动。所以，导向零件的配合表面都必须进行精密加工，而且要有较好的耐磨性。一般导向零件配合表面的精度可达IT6，表面
6、粗糙度Ra=0.630.32m。对精密的导向零件配合表面的精度可达IT5，表面粗糙度Ra=0.160.08m。常用导向零件的材料，一般为20号钢、T8A、Tl0A等。因其配合表面要求有较好的耐磨性，表面硬度高达5660HRC。所以，导向零件都要进行热处理。当用20号钢制造的导向零件，需进行表面渗碳后再进行淬火处理才能达到硬度要求。对T8A、Tl0A等工具钢材料，进行淬火处理即可达到表面的硬度要求。 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小配合表面的粗糙度。对于配合要求高、精度高的
7、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。 虽然导向零件的形状比较简单，加工制造过程中不需要复杂的工艺、设备及特别复杂的制造技术，但其质量的好坏将直接影响模具的导向精度和成形制件的质量。所以，对模具导向零件的制造应予以充分重视。 2.1.2导柱的制造 各种模具应用的导柱其结构种类很多，但主要构成的表面为不同直径的同轴圆柱表面。因此，可根据它们的结构形状、尺寸和材料要求，直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯料。 在机械加工过程中，除保证导柱配合表面的尺寸和形状精度外，还要保证各配合表面之间的同轴度要求。导柱的配合表面是容易磨损的表面。因此，对其配合表面应有一定的硬度要求。所以
8、，在精加工之前要安排热处理工序，以达导柱要求的硬度。 1.导柱加工的工艺过程及其技术要求图2.1.3所示为一塑料注射模的导柱，其加工工艺过程如表2.1.1所示：图2.1.3塑料注射模导柱表2.1.1塑料注射模导柱加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备检验1下料按图纸尺寸：长度余量（23）锯床、砂轮切机自检2粗车外圆定位： 车端面和所有外圆面； 车锥面； 倒出45角和圆角R。 车床自检3钻、锪中心孔外圆定位：钻端面中心孔(3.64.6m锪中心锥形孔。车床自检4半精车、精车中心孔定位：半精车、精车各外圆面；精车锥面,倒锥面R角。车床专职检验员5热处理热处理：20号钢渗碳0.81.2 (或渗氮)；淬
9、火(50-55)HRC或(55-60)HRC。热处理炉(检验硬度、平直度)。6研磨中心孔外圆定位：研磨中心定位孔。车床7磨外圆中心孔定位：粗磨、精磨各段外圆； 直导柱可采用无心磨床加工磨床自检8研磨、抛光 研磨导柱导向部分外圆(固定部分不磨)； 抛光R2、10角。9检验专职检验员10入库清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库 2.导柱加工过程中的定位 导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，为后继工序提供可靠的定位基准。中心孔加工的形状
10、精度，对导柱的加工质量有着直接的影响，特别是加工精度要求高的轴类零件。保证中心定位孔与顶尖之间的良好配合是非常重要的。导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圈柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。 中心定位孔的钻削和修正，是在车床、钻床或专用机床上按图纸要求的中心定位孔的型式进行钻削加工的。中心定位孔修正时，在车床上如图2.1.4所示。加工时用车床三爪卡盘夹持锥形砂轮，在被修正的中心定位孔处加人少量煤油或机油，手持工件利用车床尾座顶尖支撑，开动机床利用车床主轴的转动进行磨削。此法效率高、质量较好。但砂轮易磨损，需经常修整。 图
11、2.1.4锥形砂轮修正中心定位孔 2.1.5硬质合金梅花棱顶尖1-三爪卡盘；2-锥形砂轮；3-工件；4-尾座顶尖如图2.1.4中的锥形砂轮如果用锥形铸铁研磨头代替，在被研磨中心定位孔表面涂以研磨剂进行研磨，可达到更高的配合精度。采用图2.1.5所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔，可得到高的效率。但质量稍差，般用于大批量生产，且要求不高的顶尖孔修正，它是将梅花棱顶尖装人车床或钻床的主轴锥孔内，利用机床尾座顶尖将工件压向梅花棱顶尖，通过硬质合金梅花棱顶尖的挤压作用，修正中心定位孔的几何误差。3.导柱的研磨导柱研磨加工的目的是为了进一步提高导柱的表面质量，即提高导柱表面的精度和降低表面粗糙度达到
12、设计的要求。为了保证导柱表面的精度和表面粗糙度Ra=0.630.l6m，所以增加了研磨工序。 在生产数量大的情况下，研磨加工可以在专用研磨机床上进行。在单件、小批量生产中，可采用研磨工具如图2.1.6所示，在普通车床上进行研磨。研磨时将工件表面涂上研磨剂，把研磨具套装在导柱被研磨表面上，利用拖板的往复运动和主轴的旋转运动进行研磨。研磨量的大小控制，可通过研磨具上调整螺钉的轴向调节，来调整研磨套直径的大小，达到精度要求。研磨套是用铸铁制造，其内径比工件的外径大0.020.04，研磨套的长度一般取工件研磨表面长度的25%50%。 图2.1.6研磨套 1-研磨架；2-研磨套；3-限位螺钉；4-调整螺
13、栓一般粗研磨时，工作压力取100200kPa；精研磨时，工作压力取10一100kPa。粗研磨时，取研磨速度3050m/min，精研磨时，取研磨速度6l5m/min。如果工件材质较软或精度要求高时研磨速度取小值。导柱的研磨余量一般为0.050.012mm。研磨剂是用氧化铝或氧化铬(磨料)与机油或煤油(磨液)混合而成。而市售的研磨膏是由磨料、粘结剂(混合脂)、润滑剂和油酸等按一定比例调制面成。使用时要加入煤油或汽油稀释。研磨料的粒度一般粗研磨和半精研磨用W2010，精研磨用W7以下。研磨前，要将工件表面和研磨工具表面用汽油或煤油洗净，并将工件边缘的毛刺去除干净。不同粒度的磨料研磨后所能达到的表面粗
14、糙度如表2.1.2所示。表2.1.2研磨后所能达到的表面粗糙度2.1.3导套的加工导套是一种典型的筒体形零件，和导柱一样导套是模具中应用最广泛的导向零件。因其应用部位不同它的结构形状也不同，但构成导套的主要表面是内、外圆柱表面。因此，可根据它们的结构形状、尺寸和材料的要求，直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯。在机械加工过程中，除保证导套配合表面的尺寸和形状精度外，还要保证内外圆柱配合表面的同轴度要求。导套的内表面和导柱的外圆柱面为配合表面，使用过程中运动频繁，必须有一定的耐磨性，因此，需要有一定的硬度要求。在精加工之前必须安排热处理工序，提高其硬度。 在不同的生产条件下，导套的制造过程所采用的加
15、工方法和设备不同，制造工艺也不同。 图2.1.7冲压模具滑动式导套材料20号钢，热处理：表面渗碳层深度0.81.2，5862HRC图2.1.8小锥度心轴安装导套1-导套；2-心轴图2.1.9导套研磨工具1-锥度心轴；2-研磨套；3-调整螺母1. 导套的典型加工的工艺过程表2.1.3为图2.1.7冲压模具滑动式导套的加工工艺过程。表2.1.3冲压模具滑动式导套的加工工艺2.导套加工工艺过程中的定位导套在磨削时，正确选择定位基准，对保证内、外圆柱面的同轴度的要求是非常重要的。在上述加工工艺过程中，工件热处理后，在万能内外圆磨床上利用三爪卡盘夹持37.5mm外圆柱面。一次装夹后，磨出38mm的外圆和25mm的内孔。这祥可以避免多次装夹而造成的误差，能保证内外圆柱配
