模架的加工.docx

任务2.1 模架的加工【任务描述】在整套模具中，模架的主要作用是安装模具的工作零件和其它结构零件，组成模架的各种零件的复杂程度及精度要求各不相同，所采用的加工方法也不同。一般精度要求的模具零件仍采用车床、铣床、刨床、磨床、钻床等通用机床来加工，然后经过钳工进行必要的修配后再装配成各种模具。较高或高精度要求的模具零件往往采用坐标镗床、坐标磨床、成形磨床等精密机床进行加工。形状复杂的曲面则必须采用数控机床等其它特殊加工。【任务分析】如图2-1所示是中间导柱的标准模座，多用铸铁或铸钢制造。为保证模架的装配要求，使模架工作时上模座沿导柱上、下移动平稳，无滞阻现象，加工后应保证相应的平行度，垂直度等技术要求。分析后需制订出上模座、下模座各自的加工工艺路线。图2-1 冷冲模座【知识准备】 常规机械加工（即传统的切削与磨削加工）是模具制造中不可缺少的一种重要加工方法。即使是用其它加工方法制造模具，也需要采用切削或磨削加工来完成某些工作。例如模架加工、模胚加工、模具型面加工以及孔类加工等。常规机械加工的明显特点是加工精度高、生产效率高，而且用相同的机床和工具可以加工出各种形状和尺寸的工件。但是，用常规机械加工方法加工复杂的形状时，其加工速度很慢，硬的材料也难于加工；材料的利用率不高；而且还要求有熟练的操作工人。尽管如此，在模具制造过程中常规机械加工仍然是主要的加工手段。1、模架知识（1）模架的组成及作用模架主要由模座、下模座导柱、导套、顶杆、型芯等零件的组成。模架的作用有两方面：一是连接，指把冲模的工作零件及辅助零件连接起来，从而构成一副完整的冲模结构；二是导向，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。（2）模架的分类标准模架 标准模架是指专业模具厂按照模架国家标准生产的模架，模架的结构和尺寸都已标准化。目前冲压模模架大都为标准件。标准模架按照导向装置的不同可以分为滑动导向模架和滚动导向模架。滑动导向模架按照导柱在模座上固定位置的不同，又可以分为对角导柱模架、中间导柱模架、后侧导柱模架、四角导柱模架等。非标准模架 非标准模架是指企业内部根据设计要求自己生产的模架。（3）模架的技术要求及装配模架的技术要求 组成模架的各零件必须符合相应的标准和技术要求，导柱和导套的配合也应符合相应的要求，具体表现为：a装配成套的模架，上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱的轴线对下模座下平面的垂直度和导套孔的轴线对上模座上平面的垂直度应符合相应的要求。b装配后的模架，上模座在导柱上的滑动应平面和无阻滞现象。c模架的工作表面不应有碰伤、凹痕及其他机械损伤。模架分级技术指标见表2-1.表2-1 模架分级技术指标项目检查项目被测尺寸/mm模架精度等级0，级0，级公差等级A上模座上平面对下模座下平面的平行度5667B导柱的轴线对下模座下平面的垂直度4556C导套孔的轴线对上模座上平面的垂直度4556注：1、被测尺寸是指：A上模座的最大长度或最大宽度尺寸；B下模座上平面的导柱高度；C导套孔的延长芯棒的高度。2、公差等级按GB/T 11841996 形状和位置公差未注公差的规定。模架的装配 模架的装配方法主要由压入法、粘接法、低熔点合金浇铸法等。注射模模架a注射模的结构组成 注射模的结构与塑料种类、制品的结构形状、制品的产量、注射工艺条件、注射机的种类等多项因素有关，因此其结构可以有多种变化。但无论各种注射模结构之间差异多大，在基本结构组成方面都有许多共同的特点。b注射模零件的分类 在如图2-2所示的注射模中，根据各组成零（部）件与塑料的接触情况，可以将模具的组成零件分为以下两类：成形零件 指与塑料接触并构成模腔的那些模具零件。它们决定着塑料制品的几何形状和尺寸，如凸模（型芯）形成制件的内形，而凹模（型腔）形成制件的外形。结构零件 指除成形零件以外的模具零件。这些零件具有支承、导向、排气、顶出制品、侧向抽芯、侧向分型、温度调节、引导塑料熔体向模腔流动等功能。图2-2 不同结构形式的注射模注射模模架大多可以选用标准结构，如图2-3所示，如大型注射模模架（GB/T125551990）、中小型注射模模架（GB/T125561990）。图2-3 注射模模架2、模具零件外圆柱面的加工在组成模具模架的零件，例如导柱、导套、顶杆、型芯等，它们在结构上都具有外圆柱面，在加工过程中，不仅要保证外圆柱面的尺寸精度，还要保证各相关表面的同轴度、垂直度等要求。外圆柱面一般需要通过车削来完成其粗加工和半精加工，再通过外圆磨削进行精加工。精度要求更高的外圆柱面，则需要再研磨模。（1）车削加工车削概述 车削是在车床上用车刀对工件进行切削加工的方法。车削加工在模具加工中一般应用于原盘类、局部圆弧面的加工、回转曲面的粗加工或半精加工等。车削加工的尺寸精度一般为IT7IT8，表面粗糙度为Ra0.81.6m，精车时可达到IT5IT6，Ra0.40.1m。车床的种类很多，有卧式车床、立式车床、六角车床、转塔车床、多刀半自动车床、数控车床等，见图2-4所示。（a）C6136B-5普通卧式车床 （b）立式车床（c）小型精密车床LY-9818A （d）CNC、CJK6132系列数控车床图2-4 常见车床局部圆弧面的车床加工和回转曲面的车削加工分别见图2-5和图2-6。图2-5局部圆弧面的车床加工外圆车刀主要有直头车刀、弯头车刀、90偏刀等。零件在车床上的装夹方法a卡盘装夹 三抓自定心卡盘适于装夹中小型圆柱形、正三边形、正六边形零件。四爪单动卡盘适于装夹在单件、小批量生产中的非圆柱形零件。（a）仿形加工法 （b）成形刀加工法 （c）对拼型腔在车床上的加工 图2-6 回转曲面的车削加工1工件；2板架；3刀架；4靠模；5靠模支架b顶尖装夹 对于较长的轴类零件的装夹，特别是在多工序加工中，重复定位精度要求较高的场合，一般采用两顶尖装夹。c心轴装夹 对于内、外圆同轴度和端面对轴线垂直度要求较高的套类零件，如导套等，可采用心轴装夹。d中心架、跟刀架辅助支承 在加工特别细长的轴类零件时，为了增加零件的刚度，防止零件在加工中弯曲变形，常使用中心架或跟刀架作辅助支承。（2）磨削加工磨削概述 外圆柱面的磨削是在外圆磨床上用砂轮对零件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。磨削加工的特点为：它是零件淬火后的主要加工方法之一，精度高、表面质量好。磨削加工适用于的表面类型有平面、外圆、内圆。磨削加工的尺寸精度可达IT4IT7，表面粗糙度Ra1.250.01m，甚至可达Ra0.10.008m。常见磨床见图2-7，各种磨削加工见图2-8。磨削外圆的方法 在外圆磨床上磨床上磨外圆的方法有纵向磨削法和横向磨削法。a纵向磨削法 砂轮高速回转作主运动，零件低速回转作圆周进给运动，工作台作纵向往复进给运动，直到达到所需的磨削深度。纵向磨削法的磨削质量高，在生产中应用广泛，但生产效率低。b横向磨削法 磨削时由于砂轮厚度大于零件被磨削外圆的长度，零件无纵向进给运动。砂轮高速回转作主运动，同时砂轮以很慢的速度连续或间断地向零件横向进给切入磨削，直到磨去全部余量。横向磨削方法的生产效率高，但加工精度低，一般只适用于磨削长度较短的外圆表面以及不能用纵向进给的场合，如磨削有阶台的轴颈。零件在磨床上的装夹方法 磨外圆时零件常用的装夹方法有：两顶尖装夹、三爪自定心卡盘装夹和四爪单动卡盘装夹。其中两顶尖装夹零件的方法，使用方便，定位精度高，应用最为普遍。3.模具零件平面的加工模具零件上最多的一种表面形式就是平面。在加工平面的过程中，除了要保证平面的尺寸精度和平面度以外，还要保证各相关平面的平行度、垂直度要求。平面的加工一般是采用牛头刨床、龙门刨床和铣床进行洗削和刨削加工，去除毛坯上的大部分加工余量，然后再通过平面磨削进行精加工，以达到设计要求。（1） 铣削加工（a）万能工具磨床 （b）平面磨床（c）外圆磨床 （d）内圆磨床图2-7 常见磨床（a）磨外圆 （b）磨平面 （c）磨孔图2-8 各种磨削加工 铣削概述 铣削加工在模具加工中主要应用于成形面、加工各种带圆弧的型面与型槽、加工带孔间尺寸要求的孔等。铣床加工的主要内容：平面、侧面、台阶、斜面、沟槽、型腔，各种铣削加工如图2-9所示。铣削加工的尺寸精度可达IT8IT10，表面粗糙度Ra0.81.6m。 铣床的种类及应用a 立式升降台铣床，用于结构表面的加工。（a）铣平面 （b）铣槽 （c） 铣型腔 （d）铣型槽图2-9 各种铣削加工示意图b 卧式升降台铣床，用于模具零件外形表面的加工。c 龙门铣床用于大型零件表面的加工。d 工具铣床铣床用于螺旋、圆弧、齿条、齿轮、花键等类零件的加工。e 各种专门铣床等。各种铣床如图2-10所示。（a）万能工具铣床 （b）仿形铣床 （c）数控立式铣床图2-10 各种铣床