模具制造工艺学第六章模具典型零件加工工艺课件.ppt

1、第 6 章模具典型零件加工工艺 6.1 凸模、型芯类零件加工工艺 6.2 型孔、型腔类零件加工工艺 6.3 模架零件加工工艺6.1 凸模、型芯类零件加工工艺 6.1.1 概述 由于工作条件、使用要求不同,各种模具的凸模、型芯零件的形状、尺寸、精度、材料和热处理要求也有所不同.但它们都是模具的工作零件,成形表面均为外表面,它们都有较高的尺寸和形状精度要求,并且有不同程度的表面质量和表面硬度要求.这一类零件的毛坯材料一般都采用优质工具钢,加工过程中都要经过热处理.6.1.1 概述 1 塑料模凸模和型芯（1）基本结构形式6.1.1 概述 1 塑料模凸模和型芯（2）材料及热处理 塑料模凸模和型芯的常用

2、材料有T8A,T10A 等碳素工具钢和 合金工具钢。形状简单且便于热处理后精加工的凸模材料一般为T8A、T10A,热处理后的硬度为45-60.6.1.1 概述 1 塑料模凸模和型芯（3）表面粗糙度要求型 凸模和型芯零件成形表面的表面粗糙度要求一般为0.1，如果塑料流动性较差和塑件表面粗糙度值要求较小，此处的表面粗糙度则应为 0.1，以上表面都要进行研磨和抛光加工，必要时还应进行镀铬处理。6.1.1 概述 1 塑料模凸模和型芯（4）位置精度要求 凸模和型芯上的工作部分和固定部分一般都要考虑同轴度要求，在零件加工工艺上要保证这一要求。6.1.1 概述 1 塑料模凸模和型芯(5）凸模的脱模斜度 塑料

3、模凸模的成型部分都要有脱模斜度，加工时应保证图样上标明的脱模斜度要求。6.1.1 概述2 冲压模凸模（1）冲压模凸模 的基本结构形式 6.1.1 概述2 冲压模凸模（2）冲压凸模的材料及热处理 冲压凸模的基本材料主要有碳素工具钢和合金工具钢。其中Cr6WV是高强度微变形高碳中铬钢，主要用于大批量生产的冲模，模具寿命接近Cr6WOV,在小型精压模、重载冷墩凸模、中等负荷冷挤压凸模上，都有良好的效果，但用于高硅钢片冲裁模，寿命则偏低。6.1.1 概述2 冲压模凸模（3）冲压凸模零件的精度要求 冲压凸模零件具有较高的尺寸精度及形状精度要求。冲裁凸模工作段的长度方向上不应有加工中产生的锥度。6、1、2

4、 注射模型芯类零件加工工艺 1 整体式型芯零件的加工工艺6、1、2 注射模型芯类零件加工工艺 1 整体式型芯零件的加工工艺6、1、2 注射模型芯类零件加工工艺 2 组合式型芯零件的加工工艺 组合式型芯是将一个结构较复杂的型芯分解成主体结构零件和一些小型芯零件，制造时，先分别 将各零件按设计图样加工至规定要求，然后把小型芯嵌入主体结构中组合成完整的型芯。6、1、2 注射模型芯类零件加工工艺 2 组合式型 芯零件的加工工艺6.1.3 冲裁模凸模加工工艺 冲裁模是在冲床上借助冲床的冲裁力使材料相互分离的一种模具，凸模是冲裁模的主要工作零件之一。凸模零件的各表面一般分为两部分，一部分为工作表面，用于冲

5、压工件；另一部分为非工作表面，用于装配和连接等。6.1.3 冲裁模凸模加工工艺在确定凸模的加工工艺时应考虑以下几点：1）凸模在工作中承受冲击负荷的作用。为防止在 工作中产生脆性断裂，该零件应具有足够的韧 性，其毛坯一般都是采用锻造加工。因此，在 机械加工前一般都要经过下料一锻造一退火这 样一个毛坯制造工艺过程。退火的目的主要是 消除内应力，降低硬度，以改善切削加工性 能，为最终热处理作准备。6.1.3 冲裁模凸模加工工艺 在确定凸模的加工工艺时应考虑以下几点：2）考虑工件精度与模具精度间的关系，一般要求 模具精度比冲制件精度高出2-3级。另外，凸模的工作表面要求光洁，刃口要求锋利，刃 口部分的

6、表面粗糙度一般要求达0.4um，配合 表面的粗糙度达1.60.8um。按照一定的工艺 加工后，必须达到图样上给定的尺寸精度和表 面粗糙度要求。为此，凸模工作表面的机械加 工必须划分为粗加工和精加工阶段。6.1.3 冲裁模凸模加工工艺 在确定凸模的加工工艺时应考虑以下几点：3）凸模工作表面的热处理。凸模的工作表面在工 作时对被分离材料进行剪切，且在卸料或退料 的过程中与被分离材料相摩擦，因此，在工艺 过程中，需要通过淬火或局部淬火提高其工作 部分的硬度，以获得良好的耐磨性。6.1.3 冲裁模凸模加工工艺 1 凸模的加工方法1 凸模的加工方法(1）压印修锉加工 压印修锉是一种钳工加工方法。压印时，

7、把凸模垂直放置在己经加工好并己淬硬的成品凹模型孔上，在手动螺旋压力机上施以压力，通过凹模的挤压和切削作用，在凸模上产生印痕。1 凸模的加工方法(1）压印修锉加工 1 凸模的加工方法（2）仿形刨削加工 对于工作表面是由圆弧和直线组成各种复杂形状的凸模，其精加工可在仿形刨床上进行。在进行仿形刨削加工前，先在车床、铣床或刨床上对凸模毛坯进行预加工，并 将必要的辅助面磨平，然后在凸模端面上划线，并在铣床上加工凸模轮廓，留有0.20.3的单面精加工余量，最后用仿形刨床精加工。1 凸模的加工方法（3）电火花线切割加工 对于直通式凸模，如果尺寸未超过线切割机床的加工范围。可将电火花线切割作为其工作表面的最后

8、加工，以提高加工精度和提高生产率，缩短生产周期。电火花线切割加工时，应考虑工件的装夹、切割路线等。1 凸模的加工方法（4）成形磨削 如果是直通式凸模还可用成形磨削作为其工作表面的最后加工。成形磨削是将被磨削轮廓划分成单一的直线和圆弧逐段进行磨削，并使它们在衔接处平整光滑而达到设计要求的一种加工方法。成形磨削有成形砂轮磨削法和夹具成形磨削法。1 凸模的加工方法 选择基准和制定磨削程序时应考虑如下几点：1）当凸模有内成形孔时，先加工内成形孔并以其 为基准加工凸模外形。1 凸模的加工方法 选择基准和制定磨削程序时应考虑如下几点：2）选择大平面作为基准面，先磨基准面及有关平 面，以增加加工的稳定性并易

9、于测量。如无大 平面时，可添加工艺平面。1 凸模的加工方法 选择基准和制定磨削程序时应考虑如下几点：3）先磨削精度要求高的部分，后磨削精度要求低 的部位，以减少加工中的积累误差。1 凸模的加工方法 选择基准和制定磨削程序时应考虑如下几点：4）先磨平面后磨斜面及凸圆弧，先磨凹圆弧后磨 平面及凸圆弧，先磨大圆弧后磨小圆弧。用这 样的程序便于加工成形及达到精度要求。1 凸模的加工方法 选择基准和制定磨削程序时应考虑如下几点：5）最后磨去添加的工艺基准及装夹部分6.1.4 挤压模凸模加工工艺 在所有的挤压成形工艺中，对冷挤压模具的要求最高，因为冷挤压是在常温下对挤压模腔内的金属施加强大的压力，在强烈的

10、三向应力状态下使金属流动成形的一种成形方法。冷挤压凸模在工作时，凸模要承受很大的压力，凹模则承受很大的张力，其单位压力可达制件毛坯材料强度极限的46倍。6.1.4 挤压模凸模加工工艺 对冷挤压模具的工作零件一般有如下要求：1）具有高的抗压强度和韧性。2）具有高的耐磨性和硬度。3）具有足够的抗回火稳定性。4）具有良好的切削加工性。6.1.4 挤压模凸模加工工艺 1 冷挤压凸模零件的结构6.1.4 挤压模凸模加工工艺 1 冷挤压凸模零件的结构6.1.4 挤压模凸模加工工艺 2 冷挤压凸模的材料及热处理 冷挤压凸模零件毛坯形式为锻件，材料主要是含碳量较高的共析钢和过共析钢，所以锻后常采取等温球化退火

11、，其目的是降低硬度、改善加工性能细化组织，减少工件变形和开裂，并为最终热处理打下基础。6.1.4 挤压模凸模加工工艺 3 冷挤压凸模零件的加工工艺分析 冷挤压凸模工作部分的形状、尺寸参数及表面粗糙度对金属的变形、挤压力的大小、挤压件的精度都有很大的影响，制造时必须严格保证图样上规定的尺寸和形状精度以及表面粗糙度。6.1.4 挤压模凸模加工工艺 4 冷挤压模零件加工工艺实例6.1.4 挤压模凸模加工工艺 4 冷挤压模零件加工工艺实例下料锻造热处理车平磨钳 工具铣钳热处理外磨外磨工具磨钳工具磨线切割平磨钳6.2 型孔、型腔类零件加工工艺 6.2.1 概述 冲压模具的凹模以及塑料模具中动模、定模的成

12、形孔和成形腔类零件均为模具的工作零件，它们的形状、尺寸、精度和相对应的凸模、型芯、镶块等零件要求互相协调或配合一致。此外，与凹模、型孔板和型腔板相关的固定板、卸料板、推板等零件也属于型孔、型腔板类零件，它们也有较高的技术要求。6.2.1 概述 1 型孔、型腔板类零件的结构形式 从型孔、型腔的数目上看，型孔、型腔板类零件可分为单型孔板和多型孔板。人们把只有一个工作型孔或型腔的板叫单型孔板凡有多个工作型孔或型腔的板叫多型孔板6.2.1 概述 2 型孔、型腔板类零件的功能 从制造工艺上看，型孔、型腔板零件可为基准板和非基准板。1）基准板。基准板在加工的过程中是其他相关各 板加工的基准，其他相关各板与

13、基准板的实际 尺寸一致或协调。如级进冲压模的凹模、导板 模的导板、塑料模的动模和定模等。6.2.1 概述 2 型孔、型腔板类零件的功能 从制造工艺上看，型孔、型腔板零件可为基准板和非基准板。2）非基准板。与基准板实际尺寸一致或协调的其 他相关各板均为非基准板，如冲压模具的固定 板和卸料板，塑料模的固定板和推板等。6.2.1 概述 3 型孔、型腔板类零件的材料及热处理 1）基准板的材料及热外理。在型孔和型腔类零件 的基准板中，软质塑料件注射成形模的型孔和 型腔板一般采用T7A等材料，经调质处理至28 32HRC。除此以外其他模具的基准板都要求 采用性能较好的模具钢，经淬火和回火处理，硬度在HRC

14、50以上。6.2.1 概述 3 型孔、型腔板类零件的材料及热处理2）非基准板的材料及热处理。在型孔、型腔板类 零件的非基准板中，根据零件在加工中是否需 要热处理，可分为热处理件和非热处理件。6.2.2 塑料模型孔、型腔类零件加工工艺 1 塑料模型孔、型腔类零件的结构与工艺性分折 塑料模型孔板、型腔板是指塑料模具中的型腔凹模、定模型腔板、中间型腔板、动模型腔板、压制瓣合模，哈夫型腔块以及带加料室压模等等。6.2.2 塑料模型孔、型腔类零件加工工艺 1 塑料模型孔、型腔类零件的结构与工艺性分折。压缩模中的凹模注射模的中间板带有主流道的定模板动模型腔板压缩模的瓣和模显像屏玻璃模中的塑料膜6.2.2

15、塑料模型孔、型腔类零件加工工艺 2 塑料模型孔、型腔类零件加工实例 6.2.2 塑料模型孔、型腔类零件加工工艺 2 塑料模型孔、型腔类零件加工实例准备毛坯刨铣刨钳磨 钻镗磨线切割铣钳热处理钳检验 6.2.3 冲裁模凹模加工工艺 凹模加工的工艺特点与冲裁模凸模在某些方面有相同之处，主要表现在：1）在工作中承受冲击负荷的作用，要求具有足够 的韧性，毛坯采用锻造。在机械加工前也要经 过下料锻造退火这样一个毛坯制造工 艺过程。6.2.3 冲裁模凹模加工工艺 凹模加工的工艺特点与冲裁模凸模在某些方面有相同之处，主要表现在：2）型孔表面要求光洁，刃口要求锋利，刃口部分 的表面粗糙度要求达0.4um,配合表

16、面的粗糙度 达1.6 0.8um，其余部分为6.3um。工作表 面的机械加工分为粗加工和精加工阶段。6.2.3 冲裁模凹模加工工艺 凹模加工的工艺特点与冲裁模凸模在某些方面有相同之处，主要表现在：3）在粗加工（或半精加工）之后，精加工之前安 排淬火与回火工序，淬火加回火后的硬度要求 达到6064HRC。6.2.3 冲裁模凹模加工工艺 1 圆形型孔的加工(1）圆形单型孔凹模的加工 当凹模只有一个型孔且为圆形时，加工的过程比较简单。毛坯经锻造和退火后，在车床上粗加工底面、顶面及外形，并用钻或镗等加工方法对型孔进行粗加工，然后由钳工划线并在钻床上钻出所有固定用的孔，攻螺纹、饺定位销孔，经淬火与回火热

17、处理后，再磨削底面、顶面和型孔即成。1 圆形型孔的加工（2）圆孔孔系的加工 在多孔冲裁模或级进模中，凹模往往带有一系列型孔，各孔的尺寸及其相对位置都有一定的精度要求，这些孔称为孔系。当凹模上的圆孔形成孔系时，可在立式铣床上加工，也可在坐标健床或坐标磨床上加工。2 非圆形型孔的加工（1）样板锉削加工法 锉削前，先根据凹模图样制作一块凹模的型孔样板，并按照样板在凹模表面划线，然后用各种形状的锉刀加工型孔，并随时用凹模型孔样板检验，反复修锉至样板刚好能放入型孔内为止。然后用透光法观察样板周围的间隙，判断间隙是否均匀一致，锉削完毕后用各种形状的油石研磨型孔，使之达到图样要求。2 非圆形型孔的加工（2）

18、压印锉削加工法 如果凸模已加工为成品并己淬硬，可用压印修锉法加工凹模。此方法是利用已加工好的凸模对凹模进行压印的，其压印方法与凸模的压印加工基本相同。2非圆形型孔的加工（3）电火花线切割加工型孔 凹模型孔的线切割在热处理后进行。电火花线切割加工同样安排在工艺路线中的最后一道工序，热处理安排在线切割之前。其工艺路线一般为：下料锻造退火粗加工淬火与回火线切割钳修。2 非圆形型孔的加工（4）电火花加工型孔 如果刃口形状复杂的非圆凹模采用的是整体结构，用普通切削加工方法又难以加工时，还可采用电火花加工。电火花加工型孔也是在凹模热处理后进行的。所加工出的型孔表面成颗粒状麻点，有利于润滑，能提高冲件质量和

19、延长模具寿命。3 冷冲模凹模加工实例3 冷冲模凹模加工实例工艺路线准备毛坯粗刨精刨划线加工孔铣钻线穿丝孔 热处理检验磨平面电火花线切割回火配研磨内孔磨平面精研凹模刃口6.2.4 冷挤压凹模加工工艺 1 工艺要点分析1 工艺要点分析（1）锻造工艺要点 为改善模具原材料碳化物分布的不均匀性，锻造中应采用多次墩粗拔长方法，加热过程要缓慢进行，要勤翻动坯料，使加热均匀，对大于70mm以上的坯料应先在 800 900 温度预热,以后转入高温炉加热,;锻造中应根据材料选择合适的始锻和终锻温度,锻后还应在400 650 保温炉中进行保温，使之缓慢冷却。1 工艺要点分析（2）热处理及表面强化处理要点 冷挤压凹

20、模在热处理时要采用脱氧良好的盐浴炉加热，或进行真空热处理，防止烧蚀和脱碳等现象，保证硬度的均匀性。对于一些既要有高强度又要有高韧性的凹模，应采用强韧化处理新工艺，以有效防止臆断、胀裂、崩刃等早期失效问题。1 工艺要点分析（3）要经常消除使用中的工作应力 冷挤压模在使用过程中将产生工作应力，当工作应力积累到一定程度时，就会加速模具的磨损，继而产生龟裂或疲劳裂纹。因此当模具工作到一定时间后应及时卸下对其凸凹模进行消除应力处理，如低温回火、时效处理等。1 工艺要点分析（4）减少电加工所产生的表面脆硬层对模具寿命的影响 模具电加工后在表面可形成脆性大、显微裂纹多的脆硬层，对模具寿命影响极大。例如在用

21、1050us的脉宽进行电加工时，其表面的疲劳强度要比通常的机械加工方法低60左右，弯曲强度要降低40%，脆硬层的最大残留拉应力可达900MPa。2 冷挤压凹模加工实例拼合式凹模组件2 冷挤压凹模加工实例冷挤压齿形凹模2 冷挤压凹模加工实例工艺路线准备下料锻造热处理车钳工具铣钳热处理平磨内磨外磨钳电火花钳外磨钳精磨6.3 模架零件加工工艺 6.3.1 模架的结构特点及结构工艺性分析 1 冷冲模模架6.3.1 模架的结构特点及结构工艺性分析 1 冷冲模模架（1）导柱和导套的结构特点与工艺性分析6.3.1 模架的结构特点及结构工艺性分析 1 冷冲模模架（2）上、下模座结构特点及工艺性分析 冷冲模的上

22、、下模座，用来安装导柱、导套和凸、凹模等零件。其结构、尺寸已标准化。上、下模座的材料可采用灰铸铁，也可采用 45 钢或Q235-A 钢制造。分别称为铸铁模架和钢板模架。6.3.1 模架的结构特点及结构工艺性分析 2 注射模模架（1）注射模模 架的结构组成6.3.1 模架的结构特点及结构工艺性分析 2 注射模模架（2）模架的技术要求 模架是用来安装或支承成形零件和其他结构零件的基础，同时还要保证动、定模上有关零件的准确对合，避免模具零件间的干涉，因此模架组合后其安装基准面应保持平行，导柱、导套和复位杆等零件装配后要运动灵活、无阻滞现象。6.3.1 模架的结构特点及结构工艺性分析 2 注射模模架（

23、3）模架零件的加工6.3.2 导柱、导套的加工工艺 1导柱的加工 其外圆的加工有3种装夹方式：1）用两端的项尖孔定位装夹。2）用外圆柱面定位装夹。3）用外圆柱面和一端项尖孔结合定位装夹。2 导套的加工（1）滑动式导套的工艺路线 滑动式导套在工作中，其内孔与导柱直接接触并互相摩擦，为减少磨损，要求有较高的硬度和较小的表面粗糙度。所有精加工应在淬硬后进行，其内表面的加工路线一般为：钻粗锉半精锉热处理粗磨精磨研磨。2 导套的加工（2）滚珠式导套的加工其加工路线为：粗车外圆钻内孔粗镗内孔半精车外圆半精镗内孔精车外圆精镗内孔细车外圆精细镗内孔研磨抛光。6.3.3 模座的加工工艺 模座的作用是安装模架中的

24、导柱、导套以及凸、凹模固定板等零件。模座的技术要求主要有两条：一是上、下两平面应保持平行，平行度偏差应在允许的规定范围之内；另一条是上、下模座的导柱、导套安装孔的孔间距离尺寸应保证一致，而且要求孔的油心线与模座安装基准平面垂直。6.3.3 模座的加工工艺 冷冲模模座6.3.3 模座的加工工艺 加工上模座的工艺路线 备料时效刨平面 磨平面 划线铣 前部 钻孔 镗孔铣槽检验6.3.3 模座的加工工艺 加工下模座的工艺路线 备料时效刨平面 磨平面 划线铣 床加工 钻床加工 镗孔检验习题1 塑料模凸模和型芯的常用材料有哪些？形状简单且便于热处理后精加工的凸模材料与形状复杂的凸模在材料的选择及热处理方面

25、有什么不同？2 对塑料模凸模和型芯零件的成形表面，表面粗糙度一般如何要求？3 冲压凸模的常用材料有哪些？其毛坯一般采用何种形式？4 塑料模型芯类零件的成形表面为什么常要求镀铬抛光处理？习题5 为什么在锻造冲压凸模零件毛坯之后要安排一道退火工序？6 列举非圆形冲压凸模工作表面的几种加工方法，并比较各种方法的特点。7 冷挤压模具材料为什么常选用Cr12MoV？且毛坯锻后常采取等温球化退火,其目的是什么？8 在型孔和型腔类零件中,基准板与非基准板在材料的选择及热处理要求上有何不同？习题9在加工具有复杂分型面的动、定模镶块的工艺 过程中，为什么只进行调质而不采用淬火热处理？10 简述动、定模复杂分型面

26、采用电火花成形加工 时的步骤。11 在电火花机床上加工动模或定模型腔时一般按哪两个步骤进行？12 在电火花机床上为什么要采用同一电极加工动模型腔和定模型腔？习题13 冲裁模凹模的加工有何工艺特点？与凸模的加 工相比，有哪些异同点？14 对于冲裁模凹模上的圆形孔系，可在哪些机床 上加工？并说明相应的加工方法。15 简述冲裁模非圆形型孔凹模的几种加工方法及 其特点。16 采用电火花加工冲裁模凹模的非圆形型孔有哪 些好处？其缺点是什么？习题17 级进冲裁模凹模加工的关键是什么？工艺中应 如何使其得到保证？18 锻造级进冲裁模凹模零件毛坯时,为什么要使金 属材料的纤维方向平行于大平面且与零件长轴 方向垂直？19 冲裁模凹模漏料孔有哪几种加工方法？其中应 首先考虑哪一种？20 叙述冷挤压凹模在加工和使用过程中的工艺要 点。21 导柱、导套采用的材料有哪些？对不同的材 料，热处理的方法有何不同？习题22 在导柱、导套零件毛坯的准备工作阶段中为什么要安排 一道校直的工序？校直的方法有哪两种？其中哪一种效 果比较好？23 在加工过程中为什么要反复修磨导柱两端的中心孔？24 在模座的加工过程中，平面和孔之间的加工顺序为什么 总是先面后孔?25 在注射模模架支承零件的加工过程中，要特别注意哪些 问题？工艺中应如何采取相应的措施？26 导套内孔的加工为什么常在车床上而不在钻床上进行？