大学精品课件：第6讲典型模具制造工艺.ppt

1、第五讲 典型模具制造工艺,模架制造,冷冲模制造,结束语,塑料模制造,模架制造,模架(模具的主体结构)是标准件，其作用： 连接作用 导向作用,模架一般由导柱、导套和上模座、下模座等零件组成，其制造过程包括零件加工、模架装配和检测等,一、导柱、导套的加工,滑动式导柱、导套的加工 技术要求 加工工艺 工艺路线 加工方法 滚动式导柱、导套的加工 制造关键在于保证导柱、导套和模座的加工与装配精度，其次是钢球保持圈的加工 钢球是外购件，其尺寸需经严格挑选，直径公差应小于0.002mm，圆度误差小于0.0015mm 保持圈（黄铜、硬铝或塑料）的加工：车削套筒、钻孔（分度头分度、孔径比钢球直径大0.20.3m

2、m、控制钻孔深度）,保持圈的装卡,保持圈钢球孔收孔及工具,二、模座的加工,上、下模座用于安装导柱、导套以及凸、凹模固定板等零件，对其技术要求为 上、下两面应保持平行，平行度偏差不应超过规定的数值 安装导柱、导套的孔，位置应一致，且要求孔与底面垂直 加工方法 毛坯：铸铁或铸钢（HT200、QT400-18或ZG310-570） 先在铣（刨）床粗加工上、下两平面，再在平面磨床上精磨到符合图纸要求 孔的加工 加工设备：坐标镗床、铣床或摇臂钻床 保证上、下模座的孔位一致（见图）,三、模架的装配技术要求,组成模架的各零件均符合相应的技术标准和技术条件（尤其是每对导柱、导套的配合间隙） 三项技术指标（上模

3、座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套轴心线对上模座上平面的垂直度）符合相应精度等级的要求 装配后的模架，上模座沿导柱上、下移动应平稳且无阻滞现象 压入上、下模座的导柱、导套离其安装表面应有12mm的距离，压入后应牢固、不可松动 装配成套的模架，各零件工作表面不应有碰伤、裂纹以及其他机械损伤。,用帽形垫块放在导套上，将导套压入上模座一部分 取走模座及导柱，仍用帽形垫块将导套全部压入上模座,利用压力机，将导柱压入下模座。压导柱时将压块顶在导柱中心孔上。在压入过程中，测量与校正导柱的垂直度,四、模架的装配,1 压入导柱,2 装导套,3 压入导套,4 检 验,将上、下

4、模座对合，中间垫以垫块，测量模架平行度,将上模座反置套在导套，用千分表检查压配部分内外圆的同轴度，并将其最大偏差放在两导套中心连线的垂直位置，可减少由不同轴而引起的中心距变化,返回,导柱套的磨削加工 a)一次加工内外圆 b)以内孔定位磨外圆,返回,导柱、导套的工艺路线,返回,车削加工(内外圆配合部分留磨量0.2mm0.3mm),内外圆磨削,精磨到要求尺寸毛坯(棒料),热处理(淬火或渗碳淬火),研磨,毛坯(棒料),冷冲模制造,冷冲模包括冲裁模、弯曲模、成形模和冷挤压模等。现以冲裁模为例介绍。,冲裁模制造的技术要求,制造冲裁模的主要技术要求 冲裁模凸模和凹模的主要技术要求 尺寸精度 表面形状和位置

5、精度 表面形状： 侧壁应平行或稍有斜度（决不允许有反向斜度）,位置精度： 圆形凸模的工作部分对装合部分的同轴读误差不超过其公差的一半； 凸模的端面应与中心线垂直； 级进模、复合模和冲裁模的多孔凹模，都有位置精度。 表面光洁、刃口锋利 要求刃口部分Ra0.4，装合表面Ra0.8，其余Ra6.3 硬度（凹模6064HRC，凸模5862HRC）,模具工作表面的加工,凸模（非圆形）工作表面的加工 用凹模压印后锉修成形 用仿形刨床加工 电火花线切割加工 成形磨削 凹模型孔的加工 型孔为圆形 钻孔、镗孔、磨孔、铰孔、抛光 型孔为一系列圆孔 立式铣床加工 坐标镗床或坐标磨床加工 型孔为非圆形 中心余量去除方

6、法 沿洞口轮廓钻孔 用带锯机切除废料 精密加工方法,1）锉削加工 2）压印加工 3）电火花线切割加工 4）电火花加工,冷冲模结构的工艺性,冷冲模设计与制造工艺的紧密联系 为了提高模具结构工艺性，设计模具的原则 钳工压印锉修成形或仿形刨床等机械加工方法制造模具镶拼结构 电火花加工凹模的特点 电火花线切割加工模具应注意的问题,冷冲模的装配,主要组件的装配 模柄的装配（模柄与上模座的配合H7/m6） 凸模的装配（凸模与固定板的配合H7/m6） 弹压卸料板的装配 总装配 原则 无导柱模具，上下模可分别进行装配 凹模装在下模座的导柱模，一般先装配下模 导柱复合模，一般先装配上模,返回,冲模零件的固定方法

7、,紧固件法：销钉定位，螺钉紧固,压入固定法：凸模利用端部台阶轴向固定，与固定板按H7/m6或H7/n6配合,挤紧法（反铆法）：,焊接法：用于硬质合金模具及精度要求不高的大型凸模的固定,热套法：利用热胀冷缩的原理将硬质合金凸模或凹模模块固定在模套中,低熔点合金浇注法：用于中小型模具，用于固定凸模、凹模、导柱、导套等零件及导向板和卸料板型孔,冷冲模的装配,凸凹模间隙的调整 （1）透光法 （2）切纸法：带有检测和精确调整的方法，一般用于冲裁间隙小于0.1mm的冲模或在透光法后作精确调整的补充。 （3）垫片法 （4）镀铜法：对于形状复杂而凸模数量多的冲裁模，在控制间隙困难的情况下，在凸模刃口部分810

8、mm长的表面镀一层铜，镀层厚度为单边间隙值。 （5）酸腐蚀法：将凸、凹模做成相同尺寸，装配后用酸将凸模均匀的腐蚀掉一层，以达到间隙要求。 （6）工艺定位器法 （7）工艺定位孔法,返回,示例（动态）,塑料模的制造,塑料模制造技术要求 成型部位及分型面 浇注系统 抽芯、顶出系统 导向系统 加热、冷却及气动、液压系统 外形尺寸及安装尺寸 在生产条件下进行试模,塑料模的制造,塑料模型腔的加工和抛光 塑料模型腔的加工 .通用机床加工 .仿形铣床加工 .采用各种型腔加工新工艺 （）型腔冷挤压：开式挤压、闭式挤压 （）电加工：电火花成形加工、电火花线切割、电铸加工 （）精密铸造,塑料模的制造,型腔的抛光 （

9、）研磨抛光：机理、特点 （）电化学抛光：基本原理、特点 （）超声波抛光：原理、特点（机械撞击、抛磨，工作液空化）,研磨抛光：是一种微量磨削，在研磨过程中被加工表面发生复杂的物理和化学变化。主要作用如下： 微切削作用：研具和被加工表面作研磨运动时，在一定压力下，对被加工表面进行微量切削。 挤压塑性变形：钝化了的磨粒在研磨压力作用下挤压被加工表面的粗糙凸峰，在塑性变形和流动中使凸峰趋向平稳和光滑，使被加工表面产生微挤压塑性变形。 化学作用：当采用氧化铬、硬脂酸等研磨剂时，研磨剂与加工表面产生化学作用，形成氧化膜，这层氧化膜很容易被磨掉而不损伤基体材料。,电化学抛光：被抛光零件接直流电源的阳极，耐腐

10、蚀材料不锈钢或铝材作为工具接直流电源的阴极，将零件和工具放入电解液槽后，零件、工具和电解液中有电流通过，阳极在电化学作用下产生溶解现象，其表面材料被一层层蚀除。随着阳极表面发生电化学溶解，有氧化物生成，以薄膜形式覆盖在阳极表面，这种氧化物薄膜黏度很高电阻大。由于工件表面凹凸不平，薄膜厚度各部位不等，在凸起处较薄，凸起处电流密度较大，首先被溶解。,塑料模的制造,塑料模具的装配 装配顺序（分两种情况）： 一、动、定模在合模后有正确配合要求，互相间易于对中，以主要工作零件（型芯、型腔和镶件）为装配基准，在动、定模对中后才加工导柱、导套。 二、塑料件结构形状使型芯、型腔在合模后很难找正相对位置，或模具

11、设有斜滑块机构，通常先装好导柱、导套作为模具装配基准。 装配内容包括： 组件装配：（）成型零件的装配 （）推出机构的装配；（）抽芯机构的装配 塑料模的总装：,返回,成型零件的装配,成型零件的装配：包括型芯（凸模）的装配（型芯与固定板的装配）、型腔（凹模）与动、定模板的装配及过盈配合件的装配。 根据型芯结构不同，其在固定板上的固定形式不一样。,型腔一般采用镶拼式。装配时采取措施如下： 型腔压入端不设压入斜度，压入斜度设在模板孔上。 对有方向性要求的型腔，先压入一小部分后，借型腔平面部分用百分表进行位置校正，经校正合格后再压人模板。 装配拼块型腔时，拼块的拼合面热处理后进行磨削，保证拼合后紧密无缝

12、隙。,返回,推出机构装配,推出机构一般由推板、推杆及其固定板、导柱 和复位杆组成。,装配顺序： 先将导柱垂直压人动模垫板，并将端面与支承板一起磨平。 将装有导套的推杆固定板套装在导柱上，并将推杆，复位杆装入推杆固定板、动模垫板和型腔的配合孔中，盖上推板用螺钉拧紧。 修磨推杆和复位杆长度,返回,抽芯机构装配,抽芯机构的作用是在开模后将侧向型芯先行抽出。常用抽芯机构为斜导柱抽芯机构。 抽芯机构的装配主要是侧向型芯的装配和缩紧位置的确定，装配技术要求为：闭模后，滑块上的平面与定模底面必须留有0.20.8mm的间隙，斜导柱外侧与滑块斜导柱孔留有0.20.5mm的间隙。,返回,返回,制造冲裁模的作用技术

13、要求,模具在生产的条件下进行试验，冲出的零件应符合图样要求,返回,模柄的轴心线对上模座上平面的垂直度公差，在全长范围内不大于0.05mm,装配好的冲裁模，其封闭高度应符合图样规定的要求,模架的上模沿导柱上、下移动应平稳、无阻滞现象,模架的三项技术指标：上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套轴心线对上模座上平面的垂直度均应达到规定的精度等级要求,组成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和热处理等应符合图样的要求,凸模和凹模之间的配合间隙符合图样要求，周围的间隙应均匀一致,凸模和凹模的尺寸是根据冲件尺寸和公差、凸模和凹模的间隙及制造公差计算而得，其

14、计算公式如下,冲孔（工件尺寸由凸模 决定）,落料（工件尺寸由凹模 决定）,当凸模和凹模分别加工，应该注意（保证模具的间隙合理）：,返回,用凹模压印后锉修成形,加工步骤 预加工凸模毛坯面（车床、刨床），划工作表面的轮廓线 按照划线加工工作表面（立式铣床），留锉削余量 用凹模压印，首次压印深度0.20.5mm（以后各次印深可大一些），在凸模上留下凹模的印痕 钳工根据印痕锉削，锉削后留下的余量要均匀 反复进行压印、锉削，直至压印深度达到要求为止 压印完毕，根据图样规定的间隙，再锉小凸模，留研磨余量 热处理后进行研磨 注意事项 压印深度直接影响凸模的表面粗糙度 用油石将凹模刃口磨出约0.1mm的圆角，

15、在凸模表面涂硫酸铜溶液，以减少摩擦 压印法特别适合加工无间隙冲模,返回,用仿形刨床加工,加工范围(由圆弧和直线组成的形状复杂的凸模、效率低) 加工步骤 预加工凸模毛坯面(车床、刨床或铣床)，划线，铣削凸模轮廓,留精加工余量 用仿形刨床精加工(加工圆弧必须使凸模圆弧中心与卡盘中心重合）,将加工好的凸模与凹模培修 热处理，研磨和抛光 注意事项 凸模的根部应设计成圆弧形，并要求与加工尺寸一致 凸模的装合部分设计成圆形或方形 生产率低，凸模的精度受热处理变形的影响,返回,电火花线切割加工,为了便于电火花线切割加工，一般应将凸模设计成直通式，且其尺寸不超过电火花线切割机床的加工范围,毛坯准备。用圆形棒料

16、锻成方形，退火。 刨六个面 钻穿丝孔 加工螺纹 热处理：淬火、回火，并检查硬度 磨上下平面 电火花线切割凸模。应考虑工件的装夹、切割路线等,线切割加工凸模,返回,左图所示的凸模加工工艺：,成形磨削,先平面后斜面，先凹弧后平面及凸弧，先大弧后小弧,步骤 了解机床的特性，有效利用各种工夹具和成形砂轮 根据凸模的形状选择基准面和工艺孔基准，进行工艺尺寸换算 制定磨削程序 选择基准和制定程序应考虑：,为了便于成形磨削，凸模一般设计成直通式；对于半封闭式的凸模设计成镶拼结构,先高后低,先大平面后小平面,当凸模有内形孔，先内后外,最后磨去添加的工艺基准及装夹部分,成形磨削（续）,左凸所示的带内形孔的凸模（

17、称为凸凹模），加工程序： 毛坯准备。用圆形棒料锻成方形，退火。 刨六个面 磨上下平面及角尺面 钳工划线，加工固定凸模的螺纹孔 加工内形孔的预制孔，铣削毛坯外形 钳工锉修非圆形孔到要求 热处理：淬火、回火，并检查硬度 磨上下平面 钳工研磨内孔 成形磨削。按磨削程序磨凸模外形,1 2 3 凸模的成形磨削 1.毛坯外形和螺纹孔加工 2.铣外形、镗型孔 3.磨削外形,返回,电火花线切割加工型孔,特点 型孔在热处理后加工，模具尺寸精度高、质量好，制造周期短 被加工工件的尺寸受机床的限制 型孔孔壁呈条纹状，需由钳工进行抛光 加工过程,返回,电火花加工型孔,特点 型孔在热处理后加工，型孔表面成颗粒状麻点，有

18、利于润滑，能提高冲件质量和延长模具寿命 电火花加工使型孔产生斜度，此斜度可作为冲裁模的落料斜度 加工方法及其选择 加工方法 直接法 间接法 混合法 二次电极法 加工方法的选择（主要根据凸、凹模的间隙而定）,返回,二次电极法,返回,加工方法的选择,注：-尚可 -最适合,返回,设计模具的原则,在保证模具使用性能的前提下，尽可能减少不必要的零件，使模具结构趋于简单 在结构中应设置必要的补偿环节，如易损零件的调节或更换 尽可能采用标准化零部件 模具零件，特别是凸模和凹模应具有良好的工艺性，如尽量选用加工性能好的材料，合理确定零件的加工精度和表面粗糙度，使零件便于加工，有利于提高模具的精度和寿命等 模具

19、应便于装配,返回,镶拼结构的优点,便于加工 既可避免整体模热处理变形，又节约了贵重钢材 便于更换易磨损的部分,电火花加工模具不适宜采用镶拼结构，此时中小型模具整体结构比镶拼结构更有利,返回,电火花加工凹模的特点,采用整体模具结构 可减薄模板厚度 电火花加工避免了热处理变形的影响，原来考虑为了减少变形而增加的厚度已无必要 电火花加工后的模具刃口平直，间隙均匀，耐磨性提高，模具寿命较长，减少了刃磨次数 减薄模板厚度可减少模具的加工工时，缩短制造周期 型孔尖角改用小圆角 刃口及落料斜度小 标出凸模的名义尺寸和公差 刃口表面粗糙度要求可适当加大,返回,返回,模柄的装配,凸模和弹压卸料板的装配,返回,返回,电火花线切割加工模具应注意的问题,应注意模具材料的选用（应选用淬透性能良好的合金工具钢Cr12、CrWMn、Cr12MoV或硬质合金） 对于精密细小、形状复杂的模具，不必采用镶拼结构 电火花线切割加工所具有的结构特点：若机床不带切割斜度的功能，则切割出的凸、凹模不带斜度 凸模或凸凹模与固定板的配合要紧 凹模的刃口厚度要薄,返回,结束语,了解模架导柱、导套和模坐加工方法和模架制造的技术要求、装配方法。 了解冷冲模凸、凹模的加工工艺，掌握制定一般零件加工工艺规程的初步能力以及分析模具结构工艺性的能力，重点了解冷冲模装配和调整的方法。 其它内容视情况作一般讲述或让学生自学。,退出,