模具制造工艺—第6章—典型模具零件制造工艺

模具零件工艺过程制定的步骤：工艺分析毛坯选择表面加工方案确定工艺路线制定确定工序余量、尺寸制定零件工艺过程1、冷冲模模架（1）作用：模架是用来安装模具的工作零件和其它结构零件，并保证模具的工作部分在工作时间具有正确的相对位置。（2）组成：上、下模座，导柱、导套第一节模架零件的加工二、导柱的加工种类（一）零件工艺性分析1、导向作用，与导套无阻滞，耐磨；2、圆度3、同轴度ABC（二）、毛坯的选择材料：热轧圆钢（三）、主要表面加工方案￠32r6Ra0.4µm粗车—半精车—粗磨—精磨￠32h6Ra0.1µm粗车—半精车—磨削—精磨—研磨（四）零件工艺路线方案一双顶尖法下料—车端面、打中心孔—车外圆—热处理—研中心孔—磨削—研磨方案二工艺夹头法下料—车端面—车外圆—热处理—研中心孔—磨削—研磨—线切割两方案择优选一（五）工序余量及尺寸下料车削磨削研磨外圆单边余量2~4mm长度余量3~5mm单边余量0.25mm单边余量0.01mm工序号工序名称工序内容设备1下料按尺寸￠35mm×215mm切断锯床车端面保证长度212.5mm钻中心孔调头车端面保证210mm钻中心孔车外圆至￠32.4mm切10mm×0.5mm槽到尺寸车端部调头车外圆至￠32.4mm车端部4检验5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，表面硬度58~62HRC研中心孔调头研另一端中心孔磨￠32h6外圆留研磨0.01mm调头磨￠32r4外圆到尺寸研磨外圆￠32h6达要求抛光圆角9检验2车端面钻中心孔卧式车床3车外圆卧式车床8研磨卧式车床6研中心孔卧式车床7磨外圆外圆磨（六）工艺过程若中心孔有较大的同轴度误差，将使中心孔和顶尖不能良好接触，影响加工精度。热处理后会产生变形和缺陷。(七)导柱中心孔的研磨修正中心孔可采用磨、研磨和挤压如下：①车床用磨削方法修正中心孔锥形砂轮煤油/机油锥形铸铁研磨剂②挤压中心孔的硬质合金多棱顶尖同轴度0.002mm1-三爪自定心卡盘；2-锥型砂轮；3-工件；4-尾顶尖（八）导柱的研磨2.在单件或小批量生产中，可采用研磨工具在普通车床上进行研磨。研磨时将工件表面涂上研磨剂，把研磨工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，可通过研磨工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。1.研磨前，先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。加工要求：1、导向作用，与导柱无阻滞，耐磨2、圆度3、同轴度三、导套的加工（一）零件工艺性分析（二）毛坯的选择材料：热轧圆钢（三）主要表面加工方案￠45r6Ra0.4µm外圆粗车—半精车—粗磨—精磨￠32h7Ra0.2µm内孔钻—粗镗—精镗—粗磨—精磨—研磨下料—车端面、内外圆—热处理—磨内、外圆—研内圆（四）零件工艺路线（六）工艺过程工序工序名称工序内容设备1下料按尺￠52mm×115mm切断锯床2车外圆及内孔车端面保证长度113mm卧式车床钻￠32mm孔至￠30mm车￠45mm外圆至￠45.4mm倒角车3×1退刀槽至尺寸镗￠32mm孔至￠31.6mm镗油槽镗￠32mm孔至尺寸,倒角3车外圆车￠48mm的外圆至尺寸卧式车床倒角车端面保证长度110mm倒内外圆角4检验5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，硬度58~62HRC6磨内外圆磨45mm外圆达图样要求万能外圆磨床磨32mm内孔，留研磨量0.01mm8检验研磨￠32mm孔达图样要求(五)导套的研磨1、车床上研磨2、研磨机保证模架的装配要求，使模架工作时上模座沿导柱上、下运动平稳，无滞阻现象，保证模具正常工作材料:HT200/452、上、下模座的加工1、上、下面平行度2、导柱、导套安装孔的孔距尺寸一致3、垂直度小于0.01/100（一）零件工艺性分析（二）毛坯的选择HT200铸件（三）主要表面加工方案孔2×¢45H7Ra1.6钻—粗镗—半精镗—精镗平面Ra1.6粗刨/铣—半精刨/铣—粗磨（四）零件工艺路线备料—刨/铣平面—磨平面—划线—钻孔—镗孔先面后孔（六）工艺过程一、圆形凸模第二节冷冲模的凸模加工（一）零件工艺性分析1、轴类零件同轴度2、台肩厚度3mm3、与固定板配合处D:0.02mm(IT7)Ra0.8µm4、工作部分d:0.02mm(IT7)Ra0.4µm（二）、毛坯的选择锻件（性能？）（三）、主要表面加工方案D:粗车—半精车—磨削d:粗车—半精车—磨削—精磨（四）、零件工艺路线方案一双顶尖法备料—锻造—热处理—车端面、外圆—热处理—研中心孔—磨削—线切割方案二工艺夹头法备料—锻造—热处理—车端面、外圆—热处理—磨削—去除夹头注：车端面时留夹头的余量（六）、工艺过程（1）备料（2）锻：锻成φ28×38（3）热处理：退火（4）车：车端面及中心孔；双顶尖装夹，车D、d面留单面磨削余量0.3mm（5）检验（6）热处理：淬硬HRC58~62（7）研磨：中心孔（8）磨：磨外圆D及d至尺寸（9）线切割：两端顶尖孔处二、非圆形凸模的加工加工方法（一）压印锉修以加工好凹模配作凸模（1）压印锉修压印前，先在车床或刨床上预加工凸模各表面，钳工划线凸模形状轮廓，铣床上加工凸模工作表面，留压印后的锉修余量0.15~0.25mm。压印时，将凸模坯垂直压入已淬硬的凹模型孔内，通过型孔的挤压和切削作用，凸模坯上多余的金属被挤出，并留有印痕，钳工锉修，如此反复，直至达到图样要求为止。压印要点：①分多次压印，首次压印深度为0.2~0.5mm，以后各次深度可大些；②为改善表面粗糙度，可将凹模刃口磨出小圆角，在凸模表面涂上润滑剂，以减少摩擦。③压印后锉修时，不允许碰到已压光的表面。适用：无间隙模或设备较差的工厂。缺点：生产效率低，工人操作水平要求高；模具精度受热处理影响（三）刨削加工仿形刨削加工1、仿形刨床用于加工由直线和圆弧组成的表面。车床预加工→磨床磨端面或辅助面→端面划线轮廓→铣床加工凸模轮廓→仿形刨床精加工→热处理→研磨加工圆弧时，必须使凸模上的圆弧中心与卡盘中心重合；加工平面时，必须旋转卡盘将刨削平面调整到与工作台进给运动相平行的方向。缺点：生产率低，精度低，受热处理影响。用于精加工1、成形砂轮法（1）角度修整（2）圆弧修整注：角度、圆弧修整均用金刚石笔（3）用挤压轮修整（四）成形磨削磨削工艺过程：1）将夹具置于机床工作台上，找正。2）以d及e面为定位基准磨削a面：调整夹具使a面处于水平位置.调整夹具的量块尺寸3）磨削b面：调整夹具使b面处于水平位置，如图2-26b所示。调整夹具的量块尺寸：4）磨削c面：调整夹具磁力台成水平位置，如图所示5）磨削b、c面的交线部位：用成形砂轮磨削，调整夹具磁力台与水平面成30°，砂轮圆周修整出部分锥角为60°的圆锥面。砂轮的外圆柱面与处于水平位置的b面部分微微接触，再使砂轮慢速横向进给，直到c面也出现微小的火花，加工结束。进行成形磨削时要进行工艺尺寸换算，将复杂的凸模分解成单一的直线和圆弧，分别进行磨削。工艺尺寸换算步骤：①计算工件各工艺中心的坐标尺寸，运算结果要精确到0.01mm。②确定各平面至对应中心的垂直距离，选定回转轴的倾斜角度。③计算工件不能自由回转的圆孤面的圆心角，画出工件尺寸计算图3、仿形磨削1）原理：是在具有放缩尺的曲面磨床或光学曲面磨床上，按放大样板或放大图对成形表面进行磨削加工。2）被加工零件尺寸：主要用于磨削尺寸较小的凸模和凹模拼块。3）被加工零件精度：±0.01mmRa0.63~0.32μm工艺分析：如图凸凹模间隙Z=0.06mm外形刃口加工Ra0.4/Ra0.8内形（孔)Ra0.4漏料孔、螺纹孔加工热处理58~64HRC例材料：CrWMn热处理58~64HRC毛坯选择：锻件主要表面加工方案：外形：粗铣—精铣—磨削内形：粗镗—半精镗—精镗—研磨（磨削）内、外形还可以采用线切割加工，再研磨工艺路线（方案）：方案一：下料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔/漏料孔—镗内孔—铣外形—热处理—研内孔—成形磨外形方案二：下料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔/漏料孔/穿丝孔—热处理—线切割内外形—研磨内外形注：经比较优先选择方案二工艺过程1、下料：φ56×1172、锻造：锻成110×45×553、热处理：退火。4、铣削：铣六面留单面余量0.4mm5、磨削：上/下平面及相邻两侧。6、钳工：划线、钻/攻螺纹孔，钻穿丝孔、漏料孔。7、热处理：淬火、低温回火8、磨削：平面磨上、下面及相邻两侧面9、线切割：割内、外刃口面10、研磨：研内、外刃口面11、检验凹模型孔一般是指模具中成形制件内外表面轮廓的通孔，形状多样，可分为圆形凹模型孔和异形凹模型孔两种。凹模型孔常用的加工方法主要有：钻、铰、镗、铣和坐标磨削，另外还常使用电火花成形加工、数控线切割和数控铣加工，使用研磨和抛光作为光整加工。第三节凹模型孔的制造工艺一、圆形型孔凹模的加工（1）单型孔凹模毛坯——锻造——退火——车削、铣削——划线——钻、镗型孔——钻固定孔——攻螺纹、铰销孔——淬火、回火——磨削上、下平面及型孔。（2）多型孔凹模常采用坐标法进行加工1）镶入式凹模在坐标镗床上按坐标法镗孔，是将各型孔间的尺寸转化为直角坐标尺寸，然后用下图方式定位：2）整体式凹模1、用百分表找正a、b与工作台平行2、用光学中心测量器找正基准a、b加工分布在同一圆周上的孔，可以使用坐标镗床的机床附件——万能回转工作台(3）整体式凹模一般工艺①材料：碳素工具钢或合金工具钢。②热处理：60HRC③加工工艺路线毛坯锻造——退火——粗加工——半精加工——钻、镗型孔——淬火、回火——磨削上、下平面，型孔二．非圆形型孔凹模的加工非圆形型孔的凹模，通常将毛坯锻造成矩形，加工各平面后进行划线，再将型孔中心的余料去除。图示是沿型孔轮廓线钻孔。凹模尺寸较大时，也可用锯机或气割方法去除。废料切除后，进行精加工，方法有：锉削、压印锉修、电火花线切割、电火花加工。（1）锉削加工毛坯—锻造—划线—型孔中心的余料去除（钻孔、铣轮廓）—钳工锉削型孔—热处理—油石研磨型孔（2）压印锉修利用已加工好的凸模对凹模进行压印，压印方法与凸模的压印加工基本相同，压印时，首次压印深度为0.2~0.5mm，以后各次的压印深度可大些，每次压印后都要锉去多余的金属，直至压印深度达到图样的要求为止。优点：型孔尺寸精度高，表面光洁度好；3、非圆形型孔精加工热处理后加工型孔，模具尺寸精度高，质量好，但加工尺寸受限制，孔壁呈条纹状，加工过程如下：毛坯准备→刨六面→磨六面→划线，加工销、螺纹孔→铣型孔内废料，钻穿丝孔→热处理→磨上下面角尺面→线切割型孔→稳定性回火→研磨凹模型孔→磨销孔→磨凹模角尺面及外形尺寸→精研凹模刃口（3）电火花线切割型孔表面成颗粒状麻点，有利于润滑，但电极损耗型孔产生斜度，加工过程如下：毛坯准备→刨六面→磨上下面角尺面→划线，划型孔轮廓及螺孔→切除中心余料→加工螺孔销孔→热处理→磨上下面→退磁处理→电火花加工型孔型孔电火花加工的方法：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（4）电火花加工电火花加工的示意图3．坐标磨床加工（1）机床的磨削运动(2）磨削加工的基本方法1）内孔磨削2）外圆磨削3）锥孔磨削4）平面磨削5）侧磨上述基本磨削综合运用，可对复杂形状的型孔进行磨削加工例、典型冲裁凹模工艺过程凹模（一）工艺分析：外形Ra0.8µm内形（孔)Ra0.4µm漏料孔、销孔及固定孔加工凹模的选材、毛坯种类、热处理58~62HRC（二）材料及毛坯选择：材料：CrWMn锻件凹模—高耐磨性、基体有较高强度和硬度、淬透性好。淬火、低温回火。组织细密，高硬度和耐磨性，足够的强度和韧性（三）、主要表面加工方案：外形：粗铣—精铣—磨削内形：粗铣—精铣—粗磨—精磨凹模刃口还可以采用线切割加工，再研磨。（四）、工艺路线（方案）：方案一：备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹及销孔—铰孔—铣型孔/修漏料孔—热处理—磨六面—坐标磨型孔特点：传统加工方法，普通铣削，型孔位置较难保