17-模具典型零件制造工艺

模具制造基础第17讲模具典型零件制造工艺（1）塑料模零件的制作特点：注射模具是模具中结构最复杂、制造难度最大、制造周期最长、涉及加工方法与设备最多、加工精度要求最高的一类模具。注射模具的加工难点主要体现在成型零件的结构复杂、形状不规则、大多为三维曲面，而且尺寸与形状精度和表面粗糙度要求高，很难用较少的几道工序或简单的加工方法完成。模具实现的基本流程——塑料模具设计流程1.产品的工程分析.模具实现的基本流程——塑料模具2.模具方案的检讨（组装图）模具实现的基本流程——塑料模具3.3D拆模.模具实现的基本流程——塑料模具4.零件图点检.模具实现的基本流程——塑料模具根据设计输出、生产要求、生产条件等，确定工艺规程，编制工艺文件根据工艺文件进行生产准备零件的加工和热处理（工艺路线）检验装配（合格零件）试模验收，交付使用售后服务模具生产流程：模具实现的基本流程——塑料模具完成工艺文件工艺卡、工序卡等实例零件的加工检验模具实现的基本流程——塑料模具模具实现的基本流程——塑料模具制造内容主要包括：模架的制造成型零件的制造其他辅助机构的制造模具零件的制作要点——塑料模具模架的制作在注射模具中，模架是整体模架的基础部件，对模架的总体质量和使用寿命具有非常重要的作用。模架的制造分为两种情况：自制模架模架主要由模板、定位导向与紧固件组成模板加工主要是面、孔和槽的加工定位导向件主要控制加工的尺寸、形状精度及表面质量采用标准模架，进行局部的二次加工主要是针对不同模具的补充加工，如镶嵌成型零件的槽或孔、定位件的槽或孔、顶杆孔、冷却水道及其他辅助零件的安装固定表面的加工。加工前应将标准模架拆开，检测各模板的尺寸和基准的精度模具零件的制作要点——塑料模具成型零件的加工注射模具成型零件主要是指型腔、型芯、镶块、侧向型芯等直接参与制品成型的零件。成型零件加工过程中，应保证基准统一、定位准确、尽量减少装夹变形和切削应力引起的变形。成型表面和配合表面回转体非回转体流道加工冷却水道加工紧固部分的加工模具零件的制作要点——塑料模具模具辅助结构件的加工注射模具的辅助零件主要包括各类控制模具开合顺序的限位零件，侧向抽芯的滑动、锁紧零件，精定位机构零件以及定位圈、浇口套等。这类零件一般形状规整、结构简单、加工方法以车、铣、磨为主。※浇口套是一种特殊零件，虽不参与成型，却接触塑料熔体，负责将来自成型机料筒的塑料熔体引入模具。其材料的选择与成型零件相似，可根据模具精度和使用寿命的要求确定。模具零件的制作要点——塑料模具模具常用零件是指模具中的导向机构、侧抽机构、脱模机构、模板类等零件，是模具各种功能实现的基础，是模具的重要组成部分，其质量高低直接影响着整个模具的制造质量。模具常用零件制造工艺导向机构零件的制造模具导向机构零件是指在组成模具的零件中，能够对模具零件的运动方向和位置起着导向和定位作用的零件，是借助导向机构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的平稳性。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导向机构零件的制造技术要求※模具导柱、导套的装配精度要求严格，相对误差一般在±0.01以内，装配后应保证开合模运动灵活。装配前一般进行配合间隙的分组选配。※导向机构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。一般导向机构零件配合表面的精度可达IT6，表面粗糙度Ra0.4~0.8μm。对精密的导向机构零件配合表面的精度可达IT5，表面粗糙度Ra0.08～0.16μm。开、合模时有相对运动，成型过程中要承受一定的压力或偏载负荷。因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韧性。目前如GCr15、SUJ2、T8A、T10A等材料较为常用，使用时硬度58～62HRC。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导向机构零件的加工方法※虽然导向机构零件的形状比较简单，但也需采取合理的加工方法和工艺方案，才能保证导向零件的制造质量，提高模具的制造精度。同时导向机构零件的加工工艺对杆类、套类零件具有借鉴作用。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工圆柱类车削加工磨削加工研磨加工套筒类外圆与端面与圆柱类零件加工方法相同孔部分热处理前，多用钻孔、扩孔和镗孔加工热处理后则多采用磨削和研磨加工一些特殊形状也可通过线切割等特殊工艺加工※热处理工序的判定及热处理前后的检验制定加工工艺规程的步骤（内容和顺序）（1）设计输出的研究与工艺分析；制订模具加工工艺规程依据设计输出生产要求现场加工设备生产条件（2）确定毛坯的种类；（3）设计工艺过程，拟定工艺路线；（4）工序设计；（5）填写工艺文件。形状最大轮廓尺寸加工余量选择各加工表面加工方法加工方案划分加工阶段确定加工顺序工序数量设计加工工序合理选择定位基准明确各加工表面的技术要求选择保证要求的最终加工方法确定工步数量和工步加工方法选择加工表面加工方法正确地确定从毛坯到最终成形的加工路线选择加工表面加工方案——安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。制订模具加工工艺规程选择各加工表面加工方法加工方案划分加工阶段确定加工顺序工序数量设计加工工序合理选择定位基准加工工序的设计内容为每一工序选择机床和工艺装备确定加工余量、工序尺寸和公差确定工时定额、工人技术等级等确定切削用量——正确选择正确选择切削用量保证加工精度，提高生产率和降低刀具的损耗模具企业，许多工艺因素变化较大，在工艺文件上不直接规定出具体的切削用量；在流水线或自动线的大批量生产中，必须合理地确定每一工序的切削用量。制订模具加工工艺规程导向机构零件的加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工然后再进行热处理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，减小粗糙度对于配合要求精度高的导向机构零件，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。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工其余导柱——典型模具零件例图导柱材料为20钢，硬度要求为55-60HRC导柱的加工导柱是各类模具中应用最广泛的导向机构零件之一。（1）设计输出(零件图)的研究与工艺分析○功用及技术要求导柱与导套一起构成导向运动副，应当保证运动平稳、准确。通常为标准配件，生产类型为批量生产。在机械加工的过程中，除保证导柱配合表面的尺寸和形状精度外，还要保证各段台阶轴的配合表面之间的同轴度、圆柱度要求。导柱的配合表面是容易磨损的表面。所以，在精加工之前要安排热处理工序，以达到要求的硬度。对精度要求高的导柱，终加工可以采用研磨工序。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导柱的加工（1）设计输出(零件图)的研究与工艺分析○示例此次生产类型单件生产尺寸精度、配合表面之间的同轴度要求表面粗糙度要求材质及硬度要求导套材料为20钢，硬度要求为55-60HRC，属于低碳钢，强度低，韧性、塑性和焊接性均好，为了提高零件表面硬度和耐磨性，心部有较高的韧性，热处理为渗碳、淬火、低温回火。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导柱的加工（2）确定毛坯的种类生产类型为单件生产，零件直径尺寸相差不大，选择圆棒料毛坯尺寸为40×94模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导柱的加工（3）设计工艺过程，拟定工艺路线在导柱加工过程中工序的划分及采用工艺方法和设备应根据生产类型、零件的形状、尺寸大小、结构工艺及工厂设备状况等条件决定。选择各个加工表面的加工方法和加工方案、划分加工阶段、确定加工顺序以及工序数量。划分加工阶段的目的是保证加工质量、合理使用设备、便于安排热处理工序。热处理安排在精磨之前进行。加工过程可以归纳为：•备料•粗加工和半精加工阶段•热处理•精加工阶段模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导柱的加工（4）工序设计导柱加工时能否正确选择定位基准，对保证内外圆柱面的同轴度要求十分重要。在加工导柱的过程中，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。※中心孔的形状精度，对导柱的加工质量有着直接影响，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。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导柱的加工（4）工序设计导柱中心定位孔在热处理后应进行修正，目的是消除热处理过程中可能产生的变形和其他缺陷，使磨削外圆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。在车削时以外圆柱面定位，一次装夹加工出Φ25和Φ35外圆。保证了这两个重要表面的同轴度要求，为精加工提供了良好的质量准备。精加工在万能外圆磨床上，利用三爪自定心卡盘夹持Φ40外圆柱面，一次装夹磨出Φ25和Φ35外圆，可以避免由于多次装夹带来的误差。容易保证内外圆柱面的同轴度要求。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工序号工序工艺要求10下料切割40×94棒料20车车端面至长度92，钻中心孔，掉头车端面、长度至90，钻中心孔30车车外圆40×6至尺寸要求；粗车外圆25×58、35×26留磨量，并倒角，切槽，10°角等40检验50热热处理HRC55-6060车研中心孔，调头研另一中心孔70磨磨35、25至尺寸要求80检验导柱加工工艺过程（5）填写工艺文件其余导套——典型模具零件例图导套材料为20钢，硬度要求为55-60HRC导套的加工同导柱一样，是模具中应用最广泛的导向零件之一。（1）设计输出(零件图)的研究与工艺分析○功用及技术要求导柱与导套一起构成导向运动副，应当保证运动平稳、准确。通常为标准配件，生产类型为批量生产。因其应用部分不同，其结构形状也不同，但构成导套的主要是内外圆柱表面，根据它们的结构形式、尺寸和材料的要求，可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尺寸和形状精度外，还要保证内外圆柱配合面的同轴度要求。导套装配在模板上，以减少导柱和导向孔滑动部分的磨损。导套内圆柱面为配合表面，是容易磨损的表面，应当具有很好的耐磨性。所以，在精加工之前要安排热处理工序，根据不同的材料采取淬火或渗碳，以达到要求的硬度。对精度要求高的导柱，终加工可以采用研磨工序模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导套的加工（1）设计输出(零件图)的研究与工艺分析○示例此次为小批量生产尺寸精度、配合表面之间的同轴度要求表面粗糙度要求材质及硬度要求导套材料为20钢，硬度要求为55-60HRC，属于低碳钢，强度低，韧性、塑性和焊接性均好，为了提高零件表面硬度和耐磨性，心部有较高的韧性，热处理为渗碳、淬火、低温回火。模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导套的加工（2）确定毛坯的种类生产类型为批量生产时，零件直径尺寸相差不大，选择圆棒料毛坯尺寸为45模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导套的加工（3）设计工艺过程，拟定工艺路线在导套加工过程中工序的划分及采用工艺方法和设备应根据生产类型、零件的形状、尺寸大小、结构工艺及工厂设备状况等条件决定。选择各个加工表面的加工方法和加工方案、划分加工阶段、确定加工顺序以及工序数量。划分加工阶段的目的是保证加工质量、合理使用设备、便于安排热处理工序。热处理安排在精磨之前进行。加工过程可以归纳为：备料粗加工和半精加工阶段热处理精加工阶段模具常用零件制造工艺——回转类零件的加工导套的加工（4）工序设计导套加工时能否正确选择定位基准，对保证内外圆柱面的同轴度要求十分重要。在加工过程中，内、外圆柱面互为基准。加工内孔时，以非配合的外圆柱面作为定位基准；加工配合外圆时，以内孔作为定位基准，这样既符合基准重合原则，又符合基准统一原则。中心定位孔在热处理后应进行修正，目的是消除热处理过程中可能产生的变形和其他缺陷，使磨削外圆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。套类零件，有孔，在切除大量的金属后会引起内应力的重新分布而产生变形，因此在安排工序时应将粗、精加工分开。模具常用零