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模具设计与制造第3篇模具制造工艺第10章模具制造概述10.1模具制造过程及生产特点10.2模具制造工艺规程的编制10.3模具零件毛坯选择10.4试模鉴定[本章教学目的及要求]1）掌握模具制造的基本概念，掌握模具制造的特点。2）了解模具的技术要求、模具制造的一般工作过程。3）了解模具制造工艺规程编制的一般工作内容及编制过程、熟悉模具制造工艺规程的格式。4）掌握模具毛坯种类、尺寸及形状的确定方法。5）了解模具试模鉴定的工作内容及一般验收技术要求。模具制造概念在一定的制造装备和制造工艺条件下，直接对模具零件材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其形状、尺寸、相对位置和性质，使之成为符合要求的零件，再将这些零件经配合、定位、连接与固定装配成为模具的过程，称为模具制造。通俗的说：模具制造=模具加工+模具装配产品要求品设计模具结构图机械加工模具零件组装调试加工出合格产品（1）模具零件有较高的强度、刚度、耐磨性、耐冲击性、淬透性及较好的切削加工性。根据模具零件的工作环境选择质量好的材料（2）模具零件的形状、尺寸精度要求高，表面粗糙度数值低。成形部分精度在IT6级左右10.1模具制造过程及生产特点10.1.1模具的技术要求间隙值／㎜垂直度公差等级单凸模多凸模薄料、无间隙（≤0.02）56＞0.02～0.0667＞0.0678表10.1凸模垂直度公差等级检测项目被测尺寸／㎜模架精度等级0Ⅰ级Ⅰ级0Ⅱ级Ⅱ级公差等级上模座上平面对下模座下平面的平行度≤40056＞40067导柱轴心线对下模座下平面的垂直度≤40045＞40056表10.2模架形位公差等级表10.3塑料模具精度分级指标检测项目主尺寸／㎜精度分级ⅠⅡⅢ公差等级定模座板上平面对动模座板下平面的平行度周界≤400567＞400～900678模板导柱孔的垂直度厚度≤200456（3）模具零件标准化，缩短制造周期、降低模具成本、互换性好。（4）模具间隙合理，间隙合适是保证模具正常工作的必要条件，若间隙偏大或偏小或不均匀，均会使模具无法正常工作，甚至损坏模具。包含的主要内容有：（1）技术准备过程；（图纸、工艺、材料定额、价格估算等）（2）材料准备；（铸、锻、冲、锯、割等）（3）模具零、组件的加工过程；（机加工、特种加工、焊接、热处理等）（4）模具的装配、调试过程；（部装、总装、试模和油封等）（5）试模鉴定。标准化、专业化才能提高生产效率。10.1.2模具制造过程技术准备备料零、组件加工装配试用鉴定设计模具图模具工艺工件制定工时定额机械加工特种加工光整加工热处理表面强化试模调整合格后入库试模总装组件装配下料锻造热处理模具的生产过程示意图（1）模具属于非定型性产品，每一副模具均有不同的技术要求及加工方法（2）模具任务来源的随机性强，计划性差，具有明显的社会属性。模具属于订单型产品，没有订单，便不能生产（3）模具零件属于单件小批量生产，就工艺过程来讲具有以下特点：制造工艺上尽量采用通用的机床、刀具、量具和仪器10.1.3模具制造特点（4）模具加工精度高。模具的加工精度主要体现在两方面：一是模具零件本身的加工精度要求高，二是相互关联的零件其配合精度要求高。（5）模具零件需反复修配、调整。模具在试模后，根据试模情况，需重新调整模具的形状及尺寸。（6）考虑模具在工作过程中的磨损及热胀冷缩的影响，模具零件加工中，常常有意识控制模具零件的取值方向。（1）编制工艺文件（模具零件加工工艺规程、模具装配工艺要点或规程、原材料清单、外购件清单、外协件清单等（2）二类工具的设计和工艺编制（电极、靠模、检验用样板等）（3）处理加工现场技术问题（4）参加试模和鉴定工作10.2模具制造工艺规程的编制10.2.1模具制造工作内容（1）工艺规程的内容和作用工艺规程是描述由毛坯加工成为模具零件的过程的工艺文件。它规定了模具零件的加工顺序、选用的机床、所用工具和加工方法，技术条件和检验手段等内容。工艺规程通常以文字和简图形式表述，用以指导和规范模具零件生产。（2）制定工艺规程的原则在一定的生产条件下，以最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合图纸和技术要求的零件。体现在：1）技术上的先进性；2）经济上的合理性；3）有良好的劳动条件。10.2.2模具制造工艺规程编制（3）制定工艺规程的基本步骤1）总装图和零件图的研究分析和工艺审查2）确定生产类型；（工作零件—单件生产，标准件—成批生产）3）确定毛坯的种类和尺寸；4）选择定位基准和主要表面的加工方法，拟定加工路线5）确定工序尺寸、公差和技术要求6）确定加工机床、工艺装备（二类工具）、切削用量和时间定额7）填写工艺文件制定工艺规程的步骤零件图的研究与工艺审查确定生产类型确定毛坯的种类和尺寸选择定位基准和主要表面的加工方法，拟订零件的加工工艺路线确定机床、工艺装备（二类工具）、切削用量及时间定额填写工艺文件确定工序尺寸、公差及其技术要求工艺过程卡片零件名称模具编号零件编号材料名称毛坯尺寸件数工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造人检验等级工艺员年月日零件质量等级表10.4模具加工用工艺规程毛坯的种类1）铸件2）锻造毛坯3）型材毛坯10.3模具零件毛坯选择（1）毛坯种类的确定毛坯种类的选择选择毛坯种类时，主要考虑下列因素：1）模具图纸的规定2）模具零件的结构形状和几何尺寸3）生产批量4）模具零件的材料及对材料组织和力学性能的要求1）毛坯尺寸=模具零件尺寸+加工余量表10.5铸件的加工表面最小机械加工余量材料铸造加工表面位置铸件最大尺寸/mm≤500500~10001000~15001500~25002500~3150铸钢顶面底面、侧面5~74~57~95~79~126~812~148~1014~1610~12铸铁顶面底面、侧面4~53~45~74~66~85~78~107~910~149~12注：1.模板上的导柱导套孔，原则上不铸出，当孔径大于100mm时，可酌情铸出。2.大型拉深模铸件曲面部分采用机械加工成形时，其曲面加工余量可比表中增大2~3mm。（2）毛坯尺寸的确定表10.6矩形锻件表面最小加工余量表10.7圆形锻件表面最小加工余量毛坯形状由模具零件形状决定，尽可能与模具零件形状一致，但为了加工时工件的装夹方便，有时工件需有工艺搭子。工艺搭子2）毛坯形状的确定为了提高机械加工生产率，提高材料的利用率，减少材料消耗，有些小零件的毛坯常做成一坯多件。一坯多件为了降低加工难度，有些模具零件在准备毛坯时，人为增加一部分，待加工后再去除。形状特殊的零件试模：将模具安装在相应的设备上进行试生产主要验证：1.产品成型工艺是否合理；2.模具结构设计是否合理；3.模具制造质量的高低；4.模具是否能顺利的成型出产品；5.成型出的产品是否合格，满足使用要求；6.模具采用的标准是否合理10.4试模鉴定序号验收项目说明（验收方法、引用标准及要求等1几何形状、尺寸与尺寸精度、形状公差（1）主要根据产品图上标注和注明的尺寸与尺寸公差、形状位置偏差以及其他技术要求。（2）根据有关冲压件、塑料件等行业或国家模具技术标准表面粗糙度表面装饰性冲压件毛刺与断面质量2凸模与凹模质量标准、零部件质量、其他辅助零件质量（1）冲模零件及技术条件（GB2857-GB2870)；模架（GB/T2851-GB/T2861)；冲模模架精度检查（GB/T12447）（2）塑料注射模零件及技术条件（GB4169-GB4170)；塑料注射模模架（GB/T12555、GB/T12556)3模具装配与试模技术要求模具整体尺寸与形状位置精度（1）冲模技术条件（GB/T12445)。（2）塑料注射模技术条件（GB/T12554)。（3）检查制件是对模具质量的综合检验，即制件须符合用户产品零件图样上的所有要求。（4）外观须符合用户和标准规定。模具导向精度间隙及其均匀形使用性能和寿命制件检查模具外观检查4标记、包装、运输按GB/T12445、GB/T12554、GB8848、JB/T5831、JB/T5785标准规定的内容验收表10.8模具验收技术条件第11章模具成形表面的机械加工11.1车削加工11.2铣削加工11.3磨削加工11.4模具制造工艺实训[本章教学目的及要求]1）了解模具加工中机械加工的作用及地位。2）了解模具车削加工时常用的车床附件及模具零件的装夹及加工工艺方法。3）了解模具铣削加工常用的机床及附件，掌握模具圆弧面的加工方法。4）了解模具磨削加工常用的机床及附件，掌握普通及成形磨削的各种工艺方法，了解坐标磨削的工艺特点及方法。5）掌握模具零件加工工艺编制的一般过程及方法。内外旋转表面、螺旋面、端面、钻孔、镗孔、铰孔及滚花等尺寸精度可达IT7～IT9，表面粗糙度为Ra值可达3.2μm；精车可达IT6～IT8，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.8μm11.1车削加工普通车削可加工：具有回转体表面的凸模、凹模、导柱、导套、顶杆、模柄等对于一般模具零件，车削加工可以作为最终工序；而对于需要淬火的模具零件来说，一般是作为中间工序卧式车床的通用性好，应用最为广泛卧式车床普通车削采用三爪卡盘装夹工件特点：自动定心，装卸工件较方便，生产效率较高三爪卡盘11.1.1普通车削装夹较大且形状不规则的零件特点：夹紧力大，但装卸比较麻烦，而且每个工件都必须单独校正四爪单动卡盘1、2、3、4—卡爪；5—丝杠1．采用四爪单动卡盘装夹铸铁大圆盘装夹形状复杂和不规则的零件花盘2．采用花盘装夹采用花盘或花盘和角铁装夹的方法花盘和角铁装夹装夹时常用的附件a）b）c）d）e）f）花盘安装工件常用附件形状复杂的回转体表面，常常根据工件加工表面的形状、尺寸可以采用成形车刀进行切削加工11.1.2用成形车刀的仿形车削a）b）成形车刀车削机械加工中常用的工艺方法之一加工平面、沟槽、轮齿、螺纹、花键轴和比较复杂的型面，是模具成形（型）表面的主要加工方法之一铣削加工的精度可达IT8～IT10，表面粗糙度Ra可达1.6～0.4μm当型腔或型面的精度要求高时，铣削加工仅作为中间工序，铣削后需用成形磨削或电火花加工等方法进行精加工11.2铣削加工模具加工中，常用的铣床包括立式铣床和万能工具铣床立式铣床万能工具铣床普通立铣：加工中小型模具零件的外形、较为规则的型腔及型面加工万能工具铣床：加工较复杂的型腔及型面，精度较高模具外表面或斜面的加工经常采用端铣刀在立铣上进行，如图所示。一般模具的侧面是划线和后续加工的基准，所以铣削加工时，要求模具的一相邻二侧面相互垂直平面加工11.2.1平面或斜面的加工借助铣床附件回转工作台可以进行各种圆弧面的加工。回转工作台的机构如图所示回转工作台1—底座2—转台3—轴4—手轮5—手柄6—螺钉7—偏心套插销11.2.1圆弧面的加工利用回转工作台进行立铣加工圆弧的方式如图所示圆弧面加工11.3磨削加工适用范围：加工平面、内外圆、成形表面等，可以磨削淬硬钢、硬质合金等高硬度材料和普通材料表面质量：磨削加工的加工精度可达IT4~IT6，表面粗糙度值Ra1.6~0.2μm11.3磨削加工磨削是用高速旋转的砂轮，对工件进行微小厚度切削的加工方法，是机械加工中常用的工艺方法之一。磨削加工分类：（1）普通磨削：平面磨削、外圆磨削、内圆磨削万能外圆磨床、内圆磨床、平面磨床等，适合加工形状简单的零件（如导柱、导套的内外圆面和模具零件的接触面等）（2）成形磨削成形磨床、光学曲线磨床、坐标磨床和数控磨床等，适合加工模具的异形工作面和精度要求较高的零件（如高速冲模的工作零件）普通磨削：在普通磨床上的平面磨削、外圆磨削、内圆磨削1)平面磨削平面磨削采用平面磨床，工件装夹在电磁吸盘上平面磨削2)外圆磨削（导柱、导套、凸模、推杆等）普通外圆磨床万能外圆磨床普通外圆磨床磨削外圆柱面的精度可达IT5-IT6，表面粗糙度Ra可达0.8-0.2μm。3)内圆磨削加工对象：导套内圆、拉深凹模的内孔等表面质量：磨削内圆柱面的精度可达IT6-IT7，其表面粗糙度Ra值可达1.6-0.4μm内圆磨床或万能外圆磨床上进行的，其加工原理与外圆磨削大致相同将零件的轮廓线分解成若干直线与圆弧，然后按照一定