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1、第七章模具典型零件加工工艺分析第一节模具工作零件加工概述模具的工作零件（或成型零件）一般比较复杂，而且有较高的加工精度要求 ，其加工质量 直接影响到产品的质量与模具的使用寿命。模具工作零件工作型面的形状多种多样 ，但归纳 起来不外乎两类：一就是外工作型面，包括型芯与凸模等工作型面 ；二就是内工作型面，如各 种凹模的工作型面，按照工作型面的特征又可分为型孔与型腔两种。、模具工作零件的加工方法工作零件的加工方法根据加工条件与工艺方法可分为三大类，即通用机床加工、数控机床加工与采用特种工艺加工。通用机床加工模具零件，主要依靠工人的熟练技术，利用铳床、车床等进行粗加工、半精加工，然后由钳工修正、研磨、
2、抛光。这种工艺方案 ，生产效率低、周期长、质量也不易 保证。但设备投资较少，机床通用性强，作为精密加工、电加工之前的粗加工与半精加工又不 可少，因此仍被广泛采用。数控机床加工就是指采用数控铳、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、精加工以及采用高精度的成形磨床、坐标磨床等进行热处理后的精加工，并采用三坐标测量仪进行检测。这种工艺降低了对熟练工人的依赖程度，生产效率高，特别就是对一些复杂成型 零件，采用通用机床加工很困难，不易加工出合格的产品，采用数控机床加工显然就是很理想 的。但就是一次性投资大。所谓特种工艺，主要就是指电火花加工、电解加工、挤压、精密铸造、电铸等成形方法。 模具常用加
3、工方法能达到的加工精度、表面粗糙度与所需的加工余量见表7-1。表7-1模具常用加工方法的加工余量、加工精度、表面粗糙度制造方法本道工序经济加工余量（单面）/mm经济加工精度表面粗糙度Ra/ m刨削半精刨0、8-1、5IT10 126、3 12、5精刨0、2-0、5IT8 93、 26、 3划线铳1-31、6mm1、66、3铳削靠模铳1-30、04mm1、66、3粗铳1-2、5IT10 113、2 12、5精铳0、5IT7 91、63、2仿形雕刻1-30、1mm1、63、2车削靠模车0、610、24mm1、63、2成形车0、610、1mm1、63、2粗车1IT11 126、3 12、5半精车0、
4、6IT8 101、66、3精车0、4IT6 70、8-1、6精细车、金刚车0、15IT5 60、1-0、8钻一IT11 146、3 12、5扩粗扩1-2IT126、3 12、5细扩0、1-0、5IT9 101、66、3较粗较0、1-0、15IT93、 26、 3精较0、050、1IT7 80、8细较0、020、05IT6 70、2-0、4锢无导向物一IT11 123、2 12、5有导向物一IT9 111、63、2世肖粗镇1IT11 126、3 12、5半精镇0、5IT8 101、66、3高速镇0、050、1IT80、4-0、8精镇0、10、2IT6 70、8-1、6精细卷金刚镶0、050、1I
5、T60、2-0、8磨削粗磨0、25-0、5IT7 83、2 6、3半精磨0、1-0、2IT70、8-1、6精磨0、05-0、1IT6 70、2-0、8细磨、超精磨0、005-0、05IT5 60、025-0、1仿形磨0、10、30、01mm0、2-0、8成形磨0、10、30、01mm0、2-0、8坐标键0、10、30、01mm0、2-0、8防磨0、005-0、03IT60、05-0、4钳工划线一0、25-0、5mm钳工研磨0、002-0、015IT5 60、025-0、05钳工抛光粗抛0、050、15一0、2-0、8细抛、镜面抛0、005-0、01一0、001-0、1电火花成形加工一0、05-
6、0、1mm1、25 2、5电火花线切割一0、0050、01mm1、25 2、5电解成形加工一0、050、2mm0、 83、 2电解抛光0、10、15一0、025-0、8电解磨削0、10、15IT6 70、025-0、8照相腐蚀0、10、4一0、1-0、8超声抛光0、020、1一0、010、1磨料流动抛光0、020、1一0、010、1冷挤压一IT7 80、08-0、32注:经济加工余量就是指本道工序的比较合理、经济的加工余量。本道工序加工余量要视加工基本尺寸、工件材料、热处理状况、前道工序的加工结果等具体情况而定。二、模具工作零件的制造过程模具工作零件的制造过程与一般机械零件的加工过程相类似，可
7、分为毛坯准备、毛坯加工、零件加工、装配与修整等几个过程。1 .毛坯准备 主要内容为工作零件毛坯的锻造、铸造、切割、退火或正火等。2 .毛坯加工 主要内容为进行毛坯粗加工，切除加工表面上的大部分余量。工种有 锯、包1J、铳、粗磨等。3 .零件加工 主要内容为进行模具零件的半精加工与精加工，使零件各主要表面达到图样要求的尺寸精度与表面粗糙度。工种有划线、钻、车、铳、镇、仿刨、插、热处理、磨、 电火花加工等。4 . 光整加工主要对精度与表面粗糙度要求很高的表面进行光整加工, 工种有研磨、抛光等。5 . 装配与修正 主要包括工作零件的钳工修配及镶拼零件的装配加工等。在零件加工过程中 , 需要涉及到机加
8、工的顺序安排与热处理工序安排。安排机加工的顺序应考虑到 : 先粗后精、先主后次、基面先行、 先面后孔的原则。零件的热处理加工 , 包括预先热处理与最终热处理, 预先热处理的目的就是改善切削加工性能, 其工序位置多在粗加工前后 , 最终热处理的目的就是提高零件材料的硬度与耐磨性 , 常安排在精加工前后。在零件的加工中 , 工序的划分及采用的工艺方法与设备就是要根据零件的形状、尺寸大小、 结构工艺及工厂设备技术状况等条件决定的。 不同的生产条件采用的设备及工序划分也不同。 所以零件具体的加工方法与工序应根据零件要求与所在单位的技术与设备来综合考虑制定。第二节 凸模与型芯零件加工凸模、型芯类模具零件
9、就是用来成型制件内表面的。由于成型制件的形状各异、尺寸差别较大 , 所以凸模与型芯类模具零件的品种也就是多种多样的。 按凸模与型芯断面形状, 大致可以分为圆形与异形两类。圆形凸模、 型芯加工比较容易 , 一般可采用车削、 铣削、 磨削等进行粗加工与半精加工。经热处理后在外圆磨床上精加工, 再经研磨、抛光即可达到设计要求。异型凸模与型芯在制造上较圆形凸模与型芯要复杂得多。本节主要讨论异型凸模与型芯模具零件的加工。一、非圆形凸模加工工艺分析例 1 某冲孔的凸模如图 7-1 所示。(一) 工艺性分析该零件就是冲孔模的凸模 , 工作零件的制造方法采用“实配法”。冲孔加工时, 凸模就是“基准件” , 凸
10、模的刃口尺寸决定制件尺寸, 凹模型孔加工就是以凸模制造时刃口的实际尺寸为基准来配制冲裁间隙的 , 凹模就是“基准件”。因此凸模在冲孔模中就是保证产品制件型孔的关键零件。冲孔凸模零件外形表面就是矩形，尺寸为22 mmX 32 mmX 45 mm,在0零件开始加工时，首先保证“外形表面”尺寸。零件的“成形表面”就是由R& 92 0.02 m m000X29、84 0.04 mmX 13、84 0.02 mmX R5X 7、82 0.03 mm组成的曲面，零件的固定部分就是矩形 , 它与成型表面呈台阶状, 该零件属于小型工作零件, 成型表面在淬火前的加工方法采用仿形刨削或压印法; 淬火后的精密加工可
11、以采用坐标磨削与钳工修研的方法。零件的材料就是Mn Cr WV热处理硬度5862HRC,就是低合金工具钢，也就是低变形冷作模具钢 ,具有良好的综合性能,就是锰铬钨系钢的代表钢种。 由于材料含有微量的钒,能抑制碳化物网,增加淬透性与降低热敏感性,使晶粒细化。零件为实心零件,各部位尺寸差异不大,热处理较易控制变形,达到图样要求。(二 )工艺方案对复杂型面凸模的制造工艺应根据凸模形状、 尺寸、 技术要求并结合本单位设备情况等具体条件来制订, 此类复杂凸模的工艺方案为 :(1) 备料 : 弓形锯床(2)锻造：锻成一个长X宽X高、每边均含有加工余量的长方体；(3) 热处理 : 退火 ( 按模具材料选取退
12、火方法及退火工艺参数 );(4)包I(或铳)六面，单面留余量0、20、25mm ；(5)平磨 (或万能工具磨)六面至尺寸上限,基准面对角尺,保证相互平行垂直;(6)钳工划线(或采用刻线机划线、或仿形刨划线);(7)粗铳外形(立式铳床或万能工具铳床)留单面余量0、30、4mm ；(8)仿形刨或精铳成型表面，单面留0、020、03mm研磨量；(9)检查 :用放大图在投影仪上将工件放大检查其型面(适用于中小工件);(10)钳工粗研：单面0、010、015mm研磨量(或按加工余量表选择)；(11)热处理：工作部分局部淬火及回火；(12)钳工精研及抛光。此类结构凸模的工艺方案不足之处就就是淬火之前机械加
13、工成形，这样势必带来热处理的变形、氧化、脱碳、烧蚀等问题，影响凸模的精度与质量。在选材时应采用热变形小的合金工具钢如C r WM n ,C r 12M。V等;采用高温盐浴炉加热、淬火后采用真空回火稳定处理 防止过烧与氧化等现象产生。38 总总博存网册 rH 余 Kb6- 3用面蝙也G 3军何将祥r冲扎四黑材MiXrWV图71冲孔模凸模、冲裁凸凹模零件加工工艺分析例2冲裁凸凹模零件如图 7 2所示。曹内者 /1 /S ( if *-52HRL：庭寸，凸汉育尺寸段41用”匕M孙寸凸:M就第的学尺寸图7-2冲裁凸凹模(一)工艺性分析 冲裁凸凹模零件就是完成制件外形与两个圆柱孔的工作零件，从零件图上可
14、以瞧出，该成形表面的加工，采用“实配法”，外成形表面就是非基准外形，它与落料凹模的实际尺寸配制，保证双面间隙为 0、06mm ；凸凹模的两个冲裁内孔也就是非基准孔，与冲孔凸模的实际尺寸配间隙。该零件的外形表面尺寸就是104mm X 40mm X 50mm。成形表面就是外形轮廓与两个用孔。结构表中就是用于中紧的两个M8mm的螺纹孔。凸凹模的外成形表面就是分别由R14mm、40 mm、R5 m m的五个圆弧面与五个平面组成，形状比较复杂。该零件就是直通式的。 外成形表面的精加工可以采用电火花线切割、 成形磨削与连续轨迹坐标磨削的方法。该零件的底面还有两个M8mmi螺纹孔，可供成形磨削夹紧固定用。凸凹模零件的两个内成形表面为圆锥形，带有15的斜度，在热处理前可以用非标准锥度镀刀钱削，在热处理后进行研磨 , 保证冲裁间隙。 因此 , 应该进行二级工具锥度铰刀的设计与制造。 如果具有切割斜度的
