模具制造工艺.doc

1、模具的生产过程由技术准备材料准备模具零，组件的加工、装配调试、试模鉴定组成。模具：是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。模具的技术要求1模具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。2模具零件的形状、尺寸精度要求高，表面粗糙度数值要求低。3模具零件的标准化。4模具凸、凹模之间应具有合理的间隙。模具制造特点1模具属于非定型产品，每一副模具均有其不同的技术要求及加工方法。2模具一般根据用户的合同或生产产品的需要来组织生产，其任务来源的随机性强，计划性差。3模具零件加工属于单件小批生产4模具加工大都使用通用机床，而很少使用专用机床。6模具零件需反复修配、调整。7考虑模具在工作过程中磨损及热胀冷缩的影响，在模具零件加工中常常有意识地控制模具零件的取值方向。模具制造的工作内容1编制工艺文件2二类工具的设计和工艺编制3处理加工现场技术问题4参加试模和鉴定工作模具制造的工艺规程编制的过程为1分析模具工艺性2确定毛坯形式3进行二类工具的设计和工艺编制4填写工艺规程内容毛坯种类：铸件、锻件、各类型材及焊接件等。模具设计时应考虑的问题1模具设计必须满足使用要求，结构尽可能简单2合理设计模具精度3综合考虑模具的结构工艺性4考虑生产条件.模具设计时，应1尽可能采用标准化设计2便于在机床上定位、装夹3零件应有足够的刚度4减少加工困难5采用镶拼结构6减少和避免热处理变形和开裂7便于装配8便于刃磨、维修、调整和更换损件。模具加工方法有：机械加工、特种加工、塑性加工、铸造、焊接机械加工优点：生产率高，加工精度高，缺点：复杂形状工件加工速度慢，硬材料难加工。特种加工：加工情况与材料硬度无关2工具与工件不接触，不施加机械力3可加工各种形状复杂的零件4易于实现过程自动化。塑性加工：优点：模具型面不需精加工，制模速度快，省料，复杂形状型面形状准确。缺点：压制后的模具淬火时会变形。铸造优点：易铸造出复杂的零件缺点：耐磨性差，精度差。普通车削装夹方法1采用四爪单动卡盘装夹2采用花盘装夹（角铁、方头螺栓、V形铁、平压板、平垫铁、平衡铁）成形车削方法1球面的车削2成形车刀车削3仿形车削利用回转工作台进行立铣加工圆弧的加工方式：加工时，先将铣床主轴中心对正回转工作台的中心，然后安装工件，使圆弧中心与回转工作台的中心重合。移动工作台，转动回转工作台即可进行加工。加工时注意回转工作台的转动角度。（三轴合一）仿形铣床加工过程：加工时，仿形销始终和靠模表面接触。由于靠模表面的形状作用，就会使仿形销产生轴线运动，并通过机床随动系统来驱动机床的驱动装置，使铣刀跟随仿形销作相应的轴向移动，从而使铣刀加工出和靠模表面一致的成形表面。（靠模、触头、铣刀）加工方式1平面轮廓仿形2立体轮廓仿形（水平分行、垂直分行）仿形销的尺寸应稍大于铣刀尺寸，仿形销材料:硬铝、黄铜、塑料或木材等靠模材料：石膏、木材、塑料、铝合金、铸铁、铜板等磨削加工成形磨削的方法1成形砂轮、2成形夹具（正弦精密平口钳、正弦磁力台、正弦分中夹具、万能夹具）3数控磨床、光学曲线磨床垂直平面的磨削a精密平口钳装夹工件，通过精密平口钳自身精度保证垂直度要求b用精密角铁和平行夹头装夹工件，用百分表找正后磨出该垂直面，适用于磨削尺寸较大的垂直面，c用导磁角铁和平行垫铁装夹工件，以工件上面积较大的平面为基准面，并使其紧贴导磁角铁面，磨出垂直面，适用于狭长工件的加工d用精密V形铁和夹爪装夹工件，适用于圆形工件的端面磨削。数控成形磨的方法1用成形砂轮磨削2仿形磨削3复合磨削坐标磨床3个运动1主轴行星运动2砂轮自转3往复运动坐标磨削方法1内孔、外圆、锥孔、其他线面、异形孔第一章1模具：它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型2模具制造： 在一定的制造装备和制造工艺条件下，直接对模具零件草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3模具的技术要求：a 模具零件具有较高的强度，刚度，耐磨性，耐冲击性，淬透性和较好的切削加工性b 模具零件的形状，尺寸精度要求高，表面粗糙度数值要求低c模具零件的标准化d模具凸凹模之间应具有合理的间隙4 模具的制造特点：a 模具属于非定型产品，每副模具均有其不同的技术要求及加工方法 b模具一般根据用户的合同或生产产品的需要来组织生产，其任务来源的随机性强，计划性差c 模具零件加工属于单件小批量生产d 模具形状复杂，加工精度高 e模具零件加工过程复杂，加工周期长f模具零件需反复修配，调整 g 考虑模具在工作过程中的磨损及热胀冷缩的影响，在模具零件加工中常常有意识的控制模具零件的取值方向5就加工工艺过程将，模具加工具有以下特点：a不用或少用专用工具，尽量采用通用，夹具b原则上采用通用刀具 c尽可能采用通用量具检验 d模具加工大都使用通用机床，而很少使用专用机床6模具制造工艺规程编制的过程为：a分析模具的工艺性b确定毛坯形式 c 进行二类工具的设计和工艺编制d填写工艺规程内容7模具的特点：a制造精度高b制造周期短c使用寿命长d模具成本低8模具主要加工方法：机械加工，特种加工，塑性加工，铸造，焊接9毛坯的种类：铸件，锻件，各种型材及焊接件10选择毛坯考虑因素：a模具图纸的规定b模具零件的结构形状和几何尺寸c生产批量d模具零件的材料及对材料组织和力学性能的要求第二章1精车的尺寸精度可达到IT8IT6，表面粗糙度为Ra1.60.82仿形车削：采用仿形装置使车到在纵向走刀的同时，又按预定的轨迹横向走刀，通过纵向走刀和横向走刀的复合运动，完成，模具零件的复杂旋转曲面的内外形加工3洗削加工的精度可达到IT10IT8，表面粗糙度Ra1.60.40仿形洗削：根据预先加工好的样板模型为仿形依据，加工时触头在样板上移动，刀具做同步运动，洗削出于样板一样的模具形状4仿形加工方式：平面轮廓仿形，立体轮廓仿形5平面轮廓仿形：洗削时仿形销沿着靠模的外形运动，不做轴向运动，主要加工轮廓仿形复杂，深度不变的型腔6立体轮廓仿形：按照铣刀切削的运动路线可分为水平分行和垂直分行a水平分形：工工作台做水平移动，铣刀进行切削，切削到型腔端头时主轴箱在垂直方向作一紧给运动，然后工作台再做反向水平进给，反复直至加工出所需型腔表面 b 垂直分形：切削时机床主轴做连续的垂直进给，到达型腔端部时 机床工作台在水平反向做一次水平横向进给，然后主轴在做反向进给7靠模：仿形加工前预先准备好靠模，靠模是仿形加工中的重要组成部分，它的形状，尺寸，位置精度及表面强度和硬度都直接影响仿形加工质量8仿形销的重量尽可能轻，过重容易引起机床的随动系统失常，因此一般使用硬铝，黄铜，塑料或木材等9磨削加工能磨淬硬钢，硬质合金等 精度可达到IT6IT4 表面粗糙度Ra1.60.210成型磨削：成型磨削是把复杂的零件的轮廓分为若干个线段和圆弧，然后逐段磨削。当精加工模具中凸模，型芯，镶拼凹模型腔等具有复杂截面形状时，采用成型磨削11成型砂轮磨削法：利用工具将砂轮修整成与工件型面完全吻合的相反面，以此磨削工件，从而获得所需形状的加工方法12成型夹具磨削法：将工件置于成型夹具上，利用夹具调整工件位置，使工件在磨削过程中作定量移动，由此获得所需形状的加工方法(正弦精密平口钳，正弦磁力台，正弦分中夹具，万能夹具)13万能夹具在进行磨削时，由于零件的设计尺寸不能直接利用于万能夹具十字托板带动工件回转中心移动，也不能直接用于回转尺寸和角度的测量，因此需将工件的设计尺寸换为工艺尺寸14坐标磨床三运动：砂轮自转，主轴行星运动，往复运动15坐标磨床是一种精度高的加工方法，主要用于淬火后的工件和高硬度的孔和孔系以及成型表面的磨削16模具零件深孔主要由两类：一类为冷却水道孔和加热器孔，一类为推杆孔17深孔加工方法有：a在加工中小型塑料模具的冷却水道孔和加热器孔时，可用加长钻头在立式钻床或摇臂床上进行b对于中大型模具的深孔加工，为降低加工成本，可采用摇臂钻床或专用深孔钻床来完成c若深孔较长且精度要求较低，可采用先划线后两面对钻的加工方法第三章1电火花加工：又称放电加工，是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极间脉冲放电时的腐竹作用对工件加工的一种工艺方法2电火花成型加工的基本条件：a脉冲电源b足够的放电能量c绝缘介质d间隙3 电火花加工的加工过程可分为介质击穿和通道的形成，能量转换，分布和传递，电极产物的抛出及间隙介质消电离等4工作液循环过滤系统的作用是使一定压力的工作液流经放电间隙，将电蚀产物排出，并对使用过的工作液进行过滤和净化，有冲油式和抽油式两种5电火花加工的加工质量指标有，加工速度，加工精度，加工表面质量以及对电极相对损耗6影响电火花加工速度有：电规准，极性效应，工件材料的热学性质，工作液，排屑等7工作液的作用：a介质作用，既形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙绝缘状态b压缩放电通道，提高火花放电能量密度c帮助抛出和排除电蚀产物d冷却作用8影响加工密度的主要因素：a尺寸精度 b形状精度9影响加工表面质量的主要因素：a表面粗糙度b表面变质层c显微裂纹10减小电极损耗的措施：a正确选择加工极性b利用吸附效应建立炭黑保护层c选用合适的材料做电极11采用脉冲精加工时选用正极加工，而较长脉冲进行粗中加工时采用负极加工12 型腔模电火花加工方法主要有 ：单电极平动加工法，多电极更换加工法及分解电极加工法13 脉冲电源直接影响电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和电极损耗等工艺14 单电极平动法只需一个成形电极，一次装夹定位，但对于棱角要求高的型腔，其加工精度难以保证。15 多电极更换加工法仿形精度高，尤其适用于尖角、窄缝多的型腔模的加工，但这种工艺方法对电极重复制造精度要求高，电极更换时装夹及重复定位精度也难以保证，因此一般只用于精密型腔的加工。16分解电极加工法可根据主、副型腔不同的加工条件选择不同的加工规准，从而提高加工速度和改善加工表面质量；同时还可以简化电极制造，便于电极修整，缺点主型腔的副型腔间的精确定位较难解决。线切割与电火花相比有1不需制造专用电极，可降低模具成本，缩短生产周期，2能用很细的丝电极加工出复杂、细小的通孔和外表面3加工过程中，电极损耗小（一般可忽略），可获得较高的加工精度。4由于丝电极直径很小，蚀除量少，对于贵重金属的加工更有意义。5自动化程度高，操作使用简便，工件加工周期短成本低。6可以一模两用加工工件作为凹模，切割下来的坯料作为凸模。1.凸模类零件加工特点： (1)一般模具中，凸模都有两部分组成，即工作部分和配合部分； (2)凸模加工一般是外形加工； (3)当加工有强度要求的凸模时，凸模表面不允许出现影响强度的沟槽，各连接部分应采用圆弧过渡； (4)塑料模具中，为了使塑件容易从凸模上脱下，凸模往往带有一定的脱模斜度(0.251)。2.凹模类零件加工特点： (1)凹模加工一般是内型加工，加工难度大； (2)凹模淬火前，其上所有的螺钉孔.销钉孔以及其他非内腔加工部分均应先加工好，否则会增加加工成本甚至无法加工； (3)为了降低加工难度，减少热处理的变形，防止淬火开裂，凹模类零件经常采用镶拼结构； (4)若凹模内腔最终不由机械加工方法获得，在淬火前也应由机械加工方法出内腔的大致形状，以保证热处理零件的淬透性，减少精加工工作量； (5)加工塑料膜一类的模具时，由于模架已预先加工好，加工内腔时，必须保证内腔中心与导柱或导套孔以及相对位置一致，否则模具无法和模。3.异形凸模由于其形状要求特殊，加工难度大，常用电火花线切割加工与成形磨削加工。4.异形凹模加工更为复杂，难度更大，最常用的加工方法是铣削或电加工。5.模架加工： (1)概述：为了保证模具工作时凸凹模之间的正确定位.导向及配合间隙，常常使用标准模架。使用标准模架，可以保证模具的正常工作，还可以缩短模具的制造周期，降低成本，减少劳动强度，延长模具的使用寿命。 (2)种类：一般都是由模座及导向机构组合而成。 (3)模架的技术要求：模架上下模座间的平行度要求0.05:300；导柱导套对上下模板间的垂直度要求0.01:100；模座上下表面Ra1.60.4um，导柱导套配合面Ra0.40.1um;6.1 模具装备就是将模具零件组合在一起，形成模具的过程。模具装备的内容包括：选择装备基准；组建的装备。调整；零部件的修配调整；检验和试模等。模具装备的精度要求：（1）相关零件的位置精度，如定位销孔与型孔的位置精度，上下模之间及动定模之间的位置精度，型腔.型孔与型芯之间的位置精度等。（2）相关零件的运动精度，如导柱和导套的配合状态，送料装置的送料精度等。（3）相关零件的配合精度，如间隙配合.过度配合的实际状态等。（4）相关零件的接触精度，如分型面的接触状态，弯曲模和拉深模上下成形表面的一致性。（5）标准件的互换。模具装备的工艺方法：（1）互换法（2）修配法（3）调整发6.2 模具零件的紧固方法（1）紧固件固定法：通常由定位销和螺钉将零件连接（2）压入法：特点是连接牢固可靠，用于卸料力较大的冲载凸模的装配。（3）铆接法：在凸模上沿外轮廓开一条槽，槽深可视模具工作情况而定，然后将模具装入固定板，最后环绕凸模用固定板材料挤紧凸模。（4）热套法：模套与凹模块的配合采用较大的过盈量。当过盁配合的连接只起到固定作用时，过盁量应小些 当连接有增加预应力是，过盈量应大些。（5）焊接法：主要用于硬质合金凸凹模的装备，焊料为黄铜，焊后缓冷。（6）低熔点合金法：低熔点合金是在冷凝时体积膨胀，利用这一特性来固定零件。（7）环氧树脂粘结法：硬化后对金属和非金属有很强的粘结力，连接强度高化学稳定好，收缩率小粘结方法简单。但硬度低不耐高温，一般低于100度。（8）无机粘结法