典型模具模具制造工艺

第一节模架制造冷冲模的模架一般由上模座、导套、导柱、下模座等零件组成。模架的作用有两个:连接和导向。连接作用是指把冲模的工作零件及辅助零件连接起来，以构成一副完整的冲模结构;导向作用是指通过导柱和导套的配合保证凸模和凹模相对运动时具有正确的位置。1冷冲模模架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、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。1.模架的技术要求模座上、下表面应保持平行，即上表面对下表面的平行度误差在400mm的长度上不得大于0.057mm模座上安排导柱、导套的孔，其位置应该一致。而且导柱轴心线对下模座下平面的垂直度在160mm以内，误差不大于0.018mm；同样导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度误差不大于0.018mm2.模座的加工技术介绍多选用灰铸铁HT200铸造成毛坯，也有用铸钢ZG310-570铸成毛坯的。按照切削加工先面后孔、先粗后精、先加工基准面后加工其他表面的原则，选择加工技术方案冷冲模制造的技术要求模具在设计、制造、使用过程中的特殊要求：冷冲模零件应具有较高的强度、刚度、耐磨性、耐冲击性、淬透性和较好的切削加工性冷冲模零件的形状、尺寸精度要求高，表面粗糙度数值要求低。一般模具成型部分的精度在IT6级左右，模具的形状位置精度在4～5级左右。成型表面的粗糙度小于0.2微米，连接表面的粗糙度小于0.8微米冷冲模零件的标准化冷冲模凸、凹之间应具有合理的间隙模具工作表面的制造工艺过程圆柱面的加工：车、磨削、研磨平面加工：车、铣、刨、磨、拉孔加工钻孔：车床或钻床，粗加工工序扩孔：用扩孔钻加工，以提高孔的精度，可达IT10铰孔：对未淬硬孔的半精加工和精加工，IT6~10镗孔：车床、铣床、镗床或数控机床，IT7~10内圆磨削：内圆磨床或万能外圆磨床，IT6~7珩模：用装有磨条（油石）的珩模头对孔进行加工，IT5~6冷冲模结构的工艺性冲裁件的精度等级一般可达IT10~12，冲孔比落料的精度约高一级。冷冲模结构的工艺性冲裁件的形状尽量简单，最好由规则的几何形状构成，避免过长的悬臂与凹槽，其宽度大于厚度的1.5~2倍冲裁件的外形和内孔应避免尖角冲孔时，受凸模强度限制，孔的尺寸不宜过小，例如，对硬钢，直径d1.3t孔之间的距离及孔与零件边缘的距离大于2倍厚度弯曲件或拉伸件冲孔时，孔壁与工件直壁的距离不宜过小模座的加工工艺模座的作用是安装模架中的导柱、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，而且要求孔的轴心线与模座安装基准平面垂直。模座的加工工艺冷冲模模座模座的加工工艺加工模座的工艺路线备料（铸坯）→时效退火→刨平面→钻孔→磨平面→镗孔→二、导柱、导柱加工导柱，导柱安装在下模座上，导套安装在上模座上，导柱与导套滑动配合，以保证凸模、凹模工作时具有正确位置。为了保证良好的导向作用，导柱与导套的配合间隙要求小于凸模、凹模之间的间隙。导柱与导套的间隙一般采用H7/h6,精度要求很高时为H6/h5。导套与上模座采用H7/r6过盈配合，导柱与下模座也采用H7/r6过盈配合。2.导柱和导套（1）导柱和导套的结构特点与工艺性分析导柱、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。滚珠式导套对于薄材料(厚度约为0.1mm)的冲裁模或硬质合金模、精密冲裁模、高速冲模等要求无间隙导向、要求高精度和高寿命时，常采用滚动导向模架。滚动导向模架的导柱与导套之间装有钢球和保持圈，导套、导柱和钢球之间采用0.010~0.020mm的过盈配合。钢球在保持圈内滚动的轨迹互不重合，以减少磨损。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。8.1.3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，用于冲压工件；另一部分为非工作表面，用于装配和连接等。8.1.3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。8.1.3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，刃口部分的表面粗糙度一般要求达0.4um，配合表面的粗糙度达1.6～0.8um。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。8.1.3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。8.1.3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，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0.2～0.3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8.2.3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。8.2.3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,配合表面的粗糙度达1.6–0.8um，其余部分为8.3um。工作表面的机械加工分为粗加工和精加工阶段。8.2.3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60～64HRC。8.2.3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）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，能提高冲件质量和延长模具寿命。8.2塑料模零件的制造工艺back3.4.1塑料模的结构和制造特点3.4.2凸模与型芯零件的加工3.4.3型腔零件的加工3.4.4结构零件的加工工艺本节主要内容：塑料模的结构back凸模加工工艺（材料：T10A）工序号工序名称工序内容1下料圆钢55mm×65mm2热处理正火，球化退火25～30HRC3车削按工序图车削4磨削磨外圆至405铣削在40处加专用弹性套，用数控铣床按零件图要求铣削曲面6钳工用专用弹性套修整、抛光曲面达图要求7检验8热处理真空炉加热，淬火45～50HRC9钳工用专用弹性套修整抛光back型腔加工方法的选择①圆形型腔当型腔形状不大时，可采用车削加工。采用立式铣床配合回转式夹具进行铣削加工。采用数控铣削或加工中心进行铣削加工。可以在内圆磨床上完成精加工。back型腔加工方法的选择②矩形型腔如圆角R能用铣刀直接加工，可采用普通铣床将整个型腔直接铣出。如果圆角为直角或R无法用铣刀直接加工出来时，可先采用铣削，将型腔大部分加工出来，再使用电火花机床，用电极将4个直角或小R加工出来。有时考虑到有明显的脱模斜度和底部圆角，直接用数控机床加工。back型腔加工方法的选择③异形复杂形状型腔此时