模具制造工艺复习资料

一掌握模具普通加工工艺 A 加工阶段的划分 （1） 粗加工阶段： 主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量， 使毛坯 在形状和尺寸上尽量接近成品。 因此，在此阶段中应采取措施尽可能提高生产率。 （ 2）半精 加工阶段 任务是使主要表面消除粗加工留下的误差，达到一定的精度及留有精加工余量， 为精加工做好准备，并完成一些次要表面 （如钻孔、铣槽等 ）的加工。（3）精加工阶段 主要 是去除半精加工所留的加工余量， 使工件各主要表面达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度 （4）光整加工阶段 对于精度和表面粗糙度要求很高 （如 IT6 级及 IT7 级以上的精度， 表面粗糙 度 Ra 值小于或等于 0.4um）的零件可采用光整加工。但光整加工一般不用于纠正几何形状和 相互位置误差。 B机械加工顺序安排原则：1）先粗后精：当零件需要分阶段进行加工时，先安排各表面的粗 加工， 中间安排半精加工， 最后安排主要表面的精加工和光整加工。 由于次要表面的精度要 求不高，一般经粗、 半精加工即可完成； 对于那些与主要表面相对位置关系密切的表面，通 常置于主要表面精加工之后进行加工 2）先主后次 零件上的装配基面和主要工作表面等先 安排加工。 而键槽、紧固用的光孔和螺孔等， 由于加工面小， 又和主要表面有相互位置要求， 一般应安排在主要表面达到一定精度之后 （如半精加工之后 ）进行加工，但应在最后精加工之 前进行加工。 3）基面先加工 每一加工阶段总是应先安排基面加工工序。 4）先面后孔 对 于模座、凸凹模固定板、型腔固定板、推板等一般模具零件，因平面所占轮廓尺寸较大，用 平面定位比较稳定可靠。 因此， 其工艺过程总是选择平面作为定位精基面， 先加工平面再加 工孔。 5）热处理工序的安排 :预先热处理 ; 预先热处理包括退火、正火、时效和调质等。这 类热处理的目的是改善加工性能， 消除内应力， 为最终热处理做组织准备， 其工序位置多在 粗加工前后。 6）辅助工序的安排 :辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗和涂防锈油等。 其中检验工序是主要的辅助工序， 它对保证零件质量有着极为重要的作用。 检验工序应安排 在：粗加工全部结束后，精加工之前； 零件从一个车间转向另一个车间前后； 重要工 序加工前后；特种性能检验 （磁力探伤、密封性检验等）前；零件加工完毕，进入装配和 成品库时。 C 凹模的工艺过程（1）备料 材料为 Gr12，毛坯尺寸为 105mm x 105mm x 35mm。1）下料 将轧制的板料在锯床上切断，其尺寸为：毛坯尺寸（折重量） +7%烧损量。 2）锻造 锻造应 符合毛坯尺寸。应进行锻造后退火处理以消除内应力。 （ 2）铣削六面 铣周边，保证四角垂 直。两平面留磨余量取 0.30.5mm。（3）平磨磨削两平面并将其磨光。 （4）钳工戈 U 线、 钻 6X M8 底孔、攻螺纹。钻 2X f 8 +0.012 销孔的穿丝孔和型腔线切割穿丝孔 （f 5mm ）。（ 5） 铣削 按戈线铣出打料板肩台的支承型孔，尺寸要符合图样。 （ 6）热处理 淬火、回火，保证 硬度在 5862HRC 说明：对于模具的热处理，有其专门的热处理工艺规程，使用的加热设 备与热处理工艺中的有所不同。但为了充分消除模具淬火应力，回火次数必须在两次以上。 （ 7）平磨 平磨两面符合图样； 平磨四周， 保证四角垂直 （定位基准， 精密模具加工时采用） 。 （8）线切割 线切割型孔和两销孔符合图样。 说明： 线切割机有快走丝线切割机和慢走丝线 切割机两种，根据零件要求的精度和表面要求，选择适合的线切割机种。 （9）精加工 手工 精研刃口。 （ 10）检验工件尺寸、对工件进行防锈处理、入库。说明：对于快走丝切割的表 面，要通过研磨才能达到使用要求。 而对于慢走线切割的表面，虽然能达到使用要求， 但研 磨能去除加工表面的变质层，有利于提高模具的使用寿命。 D.凸凹模的工艺过程（1）备料 材料为 Gr12，毛坯尺寸为 50 mm x 50 mm x 65mm。 1）下 料:用轧制的板料在锯床上切断，其尺寸为：毛坯尺寸（重量） +7%烧损量。 2）锻造 :符合 毛坯尺寸。应进行退火处理，以消除锻造后的内应力。 （ 2）铣削 :铣削六面。每面留磨余 量取 0.2mm 。（3 ）平磨:磨削六面， 两端面磨光， 其余面要符合图样尺寸， 保证六面垂直。 （4） 划线 :按图样划线。 （5）铣削 1）以四周边为基准， 钻 f 10mm 型孔到 f 9.5mm ；钻 f 11 mm 漏料孔符合图样要求。 2）粗铣型面，周边留磨量取 0.2mm ，肩台圆弧面铣合尺寸。 （6） 热处理：淬火、回火，保证硬度 5862HRC （7）平磨:平磨两端面要符合图样。 （8）用 坐标磨床磨孔：以 f 9.5mm 为基准找正，磨孔，磨孔尺寸要符合图样要求。 说明：f 10mm 型 孔，也可以用内孔磨床磨削：以 f 9.5mm 为基准找正、找平端面，磨孔至符合图样要求为 止。 （9）平磨 以 f 10mm 型孔为基准，磨削三个型面和三个配合平面，磨合至符合图样 要求。（10）工具磨 以 f 10mm 型孔为基准，磨削圆弧型面和配合圆弧面，磨合至符合图样 要求。（11）检验工件尺寸、对工件防锈处理、入库。 二.初步掌握模具装配工艺 （一）组件装配 1 .将压入式模柄 15 装配于上模座 14 内，并磨平端面。 2.将凸模 11 装入凸 模固定板 18 内，为凸模组件。 3.将凸凹模 4 装入凸凹模固定板 3 内，为凸凹模组件。 （二） 确定装配基准件： 落料冲孔复合模应以凸凹模为装配基准件， 首先确定凸凹模在模架中的位 置。安装凸凹模组件，加工下模座漏料孔。确定凸凹模组件在下模座上的位置，然后用平行 夹板将凸凹模组件和下模座夹紧，在下模座上划出漏料孔线。 （三）安装上模部分（ 1）检查 上模各个零件尺寸是否能满足装配技术条件要求， 如推板 9 顶出端面应凸出落料凹模端面等。 打料系统各零件尺寸是否合适，动作是否灵活等。 （2）安装上模、调整冲裁间隙。将上模系 统各零件分别装于上模座 14 和模柄 15 孔内。 用平行夹板将落料凹模 8、空心垫板 10、凸模 组件、垫板 12 和上模座 14 轻轻夹紧，然后调整凸模组件和凸凹模 4 冲孔凹模的冲裁间隙， 以及调整落料凹模 8 和凸凹模 4 落料凸模的冲裁间隙。 可以采用垫片法调整， 并对纸片进行 手动试冲，直至内、外形冲裁间隙均匀。再通过平行夹板将上模各板夹紧夹牢。 （四 ）安装弹 压卸料部分 :安装弹压卸料板 ,将弹压卸料板套在凸凹模上 ,弹压卸料板和凸凹模组件端面垫 上平行垫板 ,保证弹压卸料板上端面与凸凹模上平面的装配位置尺寸，用平行夹板将弹压卸 料板和下模夹紧。 然后在钻床上同钻卸料螺钉孔， 拆掉平行夹板。 最后将下模各板卸料螺钉 孔加工到规定尺寸。 安装卸料橡皮和定位钉， 在凸凹模组件上和弹压卸料板上分别安装卸料 橡皮 5 和定位钉 7，拧紧卸料螺钉 22。（五）自检 :按冲模技术条件进行总装配检查。 （六） 检验 （七） 试冲 三.初步掌握模具数控加工工艺 A拉延模的制造工艺:1.模型 2铸件 3铳型面（附录）：（1粗铳底面（2粗铳、半精铳、精铳 4.研修型面 1）凸模： 检查凸模是否加工到位，焊补掉刀等缺陷；并弄清精修是否留刀痕或 抛光抛掉刀痕，凹 R圆角清根（比凹模对应凸 R 小 0.51） 2）压料圈： 检查压料型面、筋 槽、坎是否加工到位，焊补缺陷 ；压料面精修，不允许有棱角、高低台阶，压料面从里向 外平缓过渡，压料筋外高差 0-0.2mm。与毛坯边沿做成 5 X 45。或 R3;拉延筋精修，凸 筋一般为R5,高 5mm，要清根，R 过渡圆滑平整不允许有凸棱缺陷，端头过渡为零；凹筋 深度比凸筋深 0.5mm，间隙0.2mm ;两口部 R3 随面平直圆；拉延坎精修，一般深 6mm , 宽 15-20mm， R3 制作凹角处必须清根， 20mm 平面处平滑无凸凹现象。 3）凹模 检查压料 面、型面是否加工到位、可用补焊消除缺陷 ：压料筋修清根。型腔凹 R 参照凸模凸 R 大小 进行清根处理，凹 R 比凸 R 小 0.5-1mm 即可。交叉打磨刀花，留微量刀谷即可。平面与 侧面倒 5 X 45。角。5 装配 1凸模:钻6 排气孔，装铜（塑料）排气弯管；2.2 上下模板：倒角 5 X 45 ，并沿长度方向要平直、美观；导向安装 ： 检查导板安装面尺寸是否加工到位。必 要时打磨安装面去刀痕。导板支承面为 5mm-18mm ;加垫w 2 片垂直度 0.03mm/150mm ; 检查导板导向面尺寸， 表面不允许有缺陷。 导板面下半部允许适当打磨， 导向口处为 R5-10， 导向面及达以上，垂直度同上 （图 10）: 钻导板安装孔：导板孔用标准模板引钻，并先用 3 钻头钻底孔，再扩到所需尺寸后才攻丝； 装导向板。 6 合模 （1 压料圈与凸模合模 ：要 求无干涉、合模到底间隙均匀：单边W 3mm，配钻 4-M16 工艺安装孔。（2 上、下模合模，注 意基准件防护，轻落、观察防止干涉损坏基准件，随时按图检查 （3 导向间隙检查 :涂红丹 粉。过紧时允许打磨研配。要求接触面均匀、无坑洼，不接触面积 5%、深度1mm。导向 间隙W 0.1mm。7研合（1 研合准备:在基准件上均匀涂红丹粉，不可涂过厚、过稀，并保持干 净。合模时上下模应垫平空开，防止凹模清角未到位压伤基准件 （必要时，在基准件表面贴 胶布保护 ）。 （2 研合凹模压料面 : 先垫 2mm 垫块， 根据着色情况进行打磨， 着色率达 95% 以上，筋槽外可过渡 00.2mm。 带料厚研配，将板料正反面均匀涂红丹粉，压力机加 压研合，根据着色点情况进行修磨，达到研合均匀，压料筋内用油石蹭光，保证研合率达 100%。 8 精修 （1 检查基准件是否压伤， R 圆按产品要求精修到位，并圆滑光顺，用 360# 砂布精蹭达 以上。（2 精修凹模压料筋槽，打磨光顺；凹筋上口 R 做到 R3,压料面边缘 倒角；型腔内凸台、棱线确保平直、圆滑光顺，按产品 R 作到位，凸台和反成形部分蹭光 达；9 .调试 B.修边模的制造工艺 1.底板、顶出器加工、镶 块加工 2.钳工拼装凸、 凹模 3.一次精铣 4.淬火、 钳工再拼装， 修刃口 5 侧销孔加工 6 钳工装 配 7.钳工调试 8 检查、顾客验收 9.清洗、油漆、待发交 C 拉延模数控加工实例：1准备工作阶段。了解设备、刀具、毛坯情况。了解图纸要求。检 查 CAD 模型。压缩与制造无关的特征 2步骤：分析零件图纸（二维、三维） ；确定工艺过程； 数值计算（手工、自动） ;编写程序单（手工、自动）选择、修改、编制后置处理程序 3.加 工方案设计 :（1 确定加工工序。 （2 确定使用刀具 （3 工序间加工余量。 （4 拟定加工方法。 （1） 走刀方式（ 2）确定各种参数。 4.加工方案设计原则 1）按 所 用刀具划分工序。为了减少换 刀次数和空程时间， 可以采用刀具集中的原则划分工序。 在一次装夹中用一把刀完成可以加 工的全部加工部位， 然后再换第二把刀， 加工其它部位。 在专用数控机床或加工中心上大多 采用这种方法。 2）.按 粗 、精加工划分工序。对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加 工精度、变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。 3）按 加 工部 位划分工序。 这种方法一般适应加工内容不多的工件， 主要是将加工部位分为几个部分， 每 道工序加工其中一部分。 如加工外形时，以内腔夹紧 :加工内腔时， 以外形夹紧。 5.确定加工 工序（: 1.轮廓铣（2.粗铣（3.半精铣（4.精铣（5.清根（6.确定使用刀具原则 （1.选取 刀 具 时， 要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。 生产中， 平面轮廓的加工， 常采用立铣刀 ； 铣削平面时，应选镶硬质合金刀片面铣刀 ；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金 刀片的铣刀 ；（2.对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥 形铣刀和梯形铣刀等。 在进行曲面加工时， 应选用球头刀具， 并且球头刀具半径应小于曲面 的最小曲率半径 .由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一 般取得很密 （3.平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证 精度的前提下， （4.无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀 （5 一把刀具装夹 后，应完成其所能进行的所有加工部位 :（6 粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规 格的刀具 :（7 先面后孔 ；7.凸模加工方案设计 （1 确定使用刀具 :1）.轮廓 D30； 2）.大面积的低曲 率平滑表面 粗铣 R15； 3）.大面积的低曲率平滑表面 半精铣 R10； 4）.狭窄面积的低曲率 部位（如侧肋）粗铳 R15;5）狭窄面积的低曲率部位 （如侧肋）半精铳 R10;6）.圆角部位（清根） R8,R6,R5,R4 （2 确定工序间余量 :粗铣 0.7；半精铣；精铣；泡沫（3 拟定加工方法。 1）走刀方式 2） 确定各种参数 （4 确定走刀路线原则 （1）.走 刀 路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。 为保证工件轮廓表面加工的表面粗糙度要求， 最终轮廓表面应安排最后一次走刀连续加工出 来;（2）.应 尽 量使加工路线最短， 减少空行程时间， 以提高加工效率 ;（3）合 理 选用铣削加工 中的顺铣或逆铣方式。一般来说，数控机床采用滚珠丝杠，运动间隙很小，因此，顺铣优点 多于逆铣。 （4）.选 择工 件加工变形小的加工路线。在一次安装加工多道工序中，先安排对 工件刚性破坏较小的工序。 （5）.使 数 值计算最简单和减少程序段，以减少编程工作量 .（6）. 根 据工 件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。 （7）. 合 理 设 计刀具的切入与切出的方向。 采用单向趋近定位方法， 避免传动系统反向间隙而产生 的定位误差。刀具的进退方向及路线要认真考虑，以尽量减少接刀痕迹。 （8）. 在 切 削过程 中，刀具不能与工件轮廓发生干涉。 走刀路线原则其他介绍： ：a 在 数 控铣床上铣削 外轮廓零件时， 为了保证轮廓表面质量的要求， 减少接刀的痕迹， 应设计合理的刀具切入和 切出时的进、 退刀位置。 一般采用立铣刀侧刃切削， 设计进给路线时应沿外轮廓的沿长线切 向切入， 尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿， 尽量不要在连续的轮廓中安排切入 和切出或换刀及停顿， 以免因切削力突然变化而造成弹性变形， 致使光滑连续轮廓上产生表 面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病 b 铣 削 封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切 出时的运动轨迹。 为了提高加工精度和减少表面粗糙度， 在铣削封闭的内轮廓时， 因刀具切 入、切出不允许外延， 此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或 者以圆弧切向进刀。 c 行切法加工凹槽，其加工路线最短，但表面粗糙度差，适用于对表面 粗糙度要求不太高的粗加工或半精加工。 d 环切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路 线最长。 f 综合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最终轮廓用环切法再沿轮廓切削一周 进行精加工， 使凹槽轮廓表面光整， 易保证凹槽侧面达到所要求的表面质量。 而其加工路线 介于前两者之间， 加工路线方案最为合理。 粗铣工艺目标 1 提高加工效率 2 降低加工成本 3 留量均匀，便于半精加工和精加工 四了解模具特种加工工艺 a 电火花成形加工应用范围 :大多用于模具不穿透的、复杂形状的 型腔和型芯沟槽加工， 以及切削加工无法完成的尖角、 窄槽加工 （也有用于尺寸精度要求不 高的穿孔加工） b 电火花线切割加工应用范围 :1 主要用于穿透的孔面和模芯外形轮廓面的加 工;2 快走丝和慢走丝的区别 五.初步了解模具先进制造技术 对大多数工件材料而言， 高速切削指高于常规切削速度五倍乃至几十倍条件下所进行的切削。 高速切削在实际 生产中 切削:铝合金的速度范围 为 1500m/min5500m/min; 铸铁 为 750m/min2500m/min; 普 通 钢 为 600m/minl200m/min 。 切 削 进 给 速 度 已 高 达 20m/min40m/min 1 高速切削技术的概念 a 高速切削的核心是速度与精度，由于刀具材 料、工件材料和加工工艺的多样性， 对高速切削不可能用一个确定的速度指标来定义。 对于 铣刀等回转刀具， 通常以刀具或主轴的转速作为衡量标准， 根据不同的刀具直径， 现阶段一 般把转速 10000r/min 以上视为高速切削。 b 在切削速度达到一个临界值时 ,切削温度达到最 大值 ,在这个临界值之后的一个范围内 ,切削速度增加 ,则切削温度下降。 2.高速加工遵循以下 基本前提 1）高速加工采用非常快的主轴转速和进给率，切削深度就非常浅。切削深度和 / 或宽度较浅，切削速度则较快。 2）在“高速加工”切削模式下，不存在任何尖角。刀轨越光 顺，机床运转得就越快，同时又保持精确而光顺的曲面精加工。 3.使用高速加工的优点 a 高 速加工可以通过减少加工步骤而更改加工工艺。 例如，高速加工通常无需进行 EDM 和抛光。 高速加工减少了加工时间。 高速加工生产高质量的部件。 高速加工减少了手工抛光。 b“Nurbs 输出”会将样条定义直接发送给 CNC 控件，可使该控件更快地切削复杂轮廓，同时生成机 器光顺的表面。 c 高速加工可生产薄壁部件。 NX CAM 功能强大， 足以处理极小的公差 （例 如.00004 inch/.001 mm ）和非常小的步距（将生成非常大的刀轨） d 高速加工的必备要素:a 机床通信：需要高速通信来容纳 ptp文件，这些文件最多可达 100 MB。b控制技术：控件 必须能处理包含许多超高速小幅移动的大型程序。有些控件还使用 NURBS 插补法。c 机床 设计：高速机床是依照重型部件高速运动时所需的驱动、加速和减速进行设计的。 d 平衡精 度切削刀具和夹持器： 主轴 RPM 较高时需要特殊加工， 以将振动减至最小程度并保持刚度。 e 加工技术：高速加工不仅仅是速度更快。为了成功实现高速加工，必须更改切削策略。 f 刀轨生成 CAM 系统： CAM 系统的设计目的是处理高速加工。 5.高速加工的切削策略 （1）对 于轮廓铣，将步距和 / 或“切削深度”设小一些。 (2)在“拐角和进给率控制”对话框中将拐 角倒圆。“圆角”选项用于设置圆角的半径。 (3)使所有“进刀” 、“退刀”、“步进”和“非切 削”移动都光顺。 使用“自动进刀和退刀”参数使进刀和退刀都光顺。 也可以使用“圆弧 进刀和退刀” 。 步进是通过在拐角控制中对“所有刀路”倒圆来光顺的。添加此项可对上面 的拐角倒圆。在非切削移动中，将移刀模式设为光顺，并将相切弧选项之一用于进刀。