第三章 机械加工

第三章模具机械加工第一节一般机械加工第二节模具的仿形加工第三节模具的精密加工第一节一般机械加工模具制造的生产成本由哪些部分组成：粗略地说，成本的分布情况如下：切削：65％工件材料：20％热处理：

5％装配调整：10％这也非常清楚地表明了良好的金属切削性能和优良的总体切削解决方案对模具的经济生产的重要性。第一节一般机械加工

一般机械加工包括：车、铣、刨、插、磨。一、车削加工车削加工的制造的主要模具零件：凸模、凹模、导柱、导套、顶杆、型芯和模柄等零件。车削加工的对象：内外旋转表面、螺旋面、端面、钻孔、镗孔、铰孔等。车削加工的精度：精车精度可达IT6～IT8，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8。

第一节一般机械加工(一)对拼式型腔加工

适用于注射模、吹塑模、压铸模、玻璃模等。

第一节一般机械加工（二）多型腔模具加工

第一节一般机械加工二、铣削加工铣削加工的对象：

各种模具的型腔和型面。铣削加工的精度：

加工精度可达IT10，表面粗糙度可达Ra1.6，高速小进给铣削，加工精度可达IT8，表面粗糙度可达Ra0.8，铣削过后一般要经过成型磨削和电火花加工。第一节一般机械加工立式铣削的分类：

平面或斜面的加工，圆弧面的加工，复杂型腔和型面的加工。(一)平面或斜面的加工第一节一般机械加工（二）圆弧面的加工第一节一般机械加工（三）坐标孔的加工

利用立铣工作台的纵向和横向移动来加工坐标孔。第一节一般机械加工三、刨削和插削加工(一)刨削加工：

用于模具零件外形加工，中小型用牛头刨，大型用龙门刨。刨削加工的精度：

加工精度可达IT10，表面粗糙度可达Ra1.6。

1.平面的加工2.斜面的加工第一节一般机械加工(二)插削加工

用于成形内孔的粗加工，大工件外形加工。插削加工的精度：

加工精度可达IT10，表面粗糙度可达Ra1.6。第一节一般机械加工四.磨削加工一般磨削加工：

包括平面磨削、内圆磨削、外圆磨削。(一)平面磨削：

两平面平行度小于0.01：100；精度可达IT5～IT6；表面粗糙度Ra0.4～0.2。第一节一般机械加工（二）内圆磨削：

精度可达IT6～IT7；表面粗糙度Ra0.8～0.2。第一节一般机械加工（三）外圆磨削：精度可达IT5～IT6；表面粗糙度Ra0.8～0.2。第二节模具的仿形加工

以靠模为依据，在模具零件上加工出与靠模相同的型面叫仿形加工。一、仿形加工的控制方式和工作原理

1.机械式

2.液压式

3.电气式第二节模具的仿形加工二、仿形加工工艺（仿形铣）仿形加工的特点3：

仿形铣粗加工效率高，是电火花的40～50倍；尺寸精度可达0.05mm，表面粗糙度可达Ra3.2～6.3；不能加工出内清角和窄缝；第二节模具的仿形加工(一)靠模：1.仿形靠模的种类2（1）平面靠模：用于平面轮廓的仿形（放大图，样板）；（2）立体靠模：用于三维复杂表面仿形。2.制造仿形靠模的材料（1）样板常用0.5～1mm薄钢板或塑料板；（2）立体靠模：（非金属材料、黑色金属材料、有色金属材料）。3.制造仿形靠模的工艺方法电火花线切割、数控铣、电铸、喷涂。第二节模具的仿形加工（二）仿形触头：（1)仿形触头的形状31）圆柱形：以圆柱面为仿形基准面，用于平面轮廓和型腔底部清根；2）球头：用于三维型腔表面加工；3）锥形球头：用于曲率半径小的深腔、复杂型面。第二节模具的仿形加工（二）仿形触头：（2)仿形触头的选择第二节模具的仿形加工（三）铣刀5（1)圆柱立铣刀(用于型腔粗加工及型腔底部清根，仿形铣中最常用；)

（2)圆柱球头铣刀(用于底面与侧壁有圆弧过渡的型腔加工，半精及精加工

)（3)锥形球头铣刀(用于曲率半径小的深腔、复杂型面)（4)小型锥指铣刀(用于特别细小的花纹)（5)双刃硬质合金铣刀(用于铸铁工件的粗精仿形加工)第二节模具的仿形加工（四）仿形加工的基本形式垂直二维仿形、水平二维仿形和立体仿形。（1）垂直二维仿形铣刀在X-Z或Y-Z断面上作Z方向的仿形第二节模具的仿形加工（2）水平二维仿形X/Y方向的运动同时受控，但在Z方向上作周期性的进给第二节模具的仿形加工（3）立体仿形X、Y、Z方向的运动同时受控。第二节模具的仿形加工三、雕刻加工

雕刻机是用来加工各种文字、数字、刻度及各种凸凹花纹图案的专用机床，也可用于小型型腔的加工。第二节模具的仿形加工(一)缩放尺

靠模与被加工对象之间的缩放装置.第二节模具的仿形加工（二）雕刻机的靠模和触头靠模常用金属和树脂制造，雕刻刀常常是单刃、淬硬。第三节模具的精密加工

要实现模具的精密加工要注意以下几点6：

使模具结构和加工方法相适应；使用高精度和高刚度的机床；使用高精度、高耐磨的刀具；要创造以温度控制为中心的良好环境；加工过程中及时与设计部门沟通；加强操作人员的教育、培训。第三节模具的精密加工一、坐标镗床加工(用于精密孔的加工)坐标镗床的特点4

主要用于加工零件各面上有精确孔距要求的孔。孔的尺寸精度可达IT6～IT7，表面粗糙度一般可达Ra0.8um，孔距精度可达0.005～0.01mm坐标镗床还可用于精确的刻线和成品的检验等。坐标镗床应安装在特别干燥和清洁的厂房，恒温恒湿。第三节模具的精密加工(一)坐标镗床组成与结构第三节模具的精密加工（二）坐标镗床的主要附件1.万能转台

万能转台可方便的装夹工件，实现各个方位的定位第三节模具的精密加工2.光学中心测定器用于确定主轴中心。第三节模具的精密加工3.镗孔夹头和镗刀

镗孔夹头用来固定镗刀，是坐标镗床最重要的附件之一第三节模具的精密加工（三）加工工艺1.工件的定位

（1）以划线为定位基准第三节模具的精密加工（2）以外圆或内孔为定位基准第三节模具的精密加工(3)以相互垂直的两侧面为定位基准

1)用定位角铁和光学中心测定器找正

2)用千分表和专用工具找正第三节模具的精密加工3)用芯轴定位棒找正主轴中心与工件基准面之间的距离X按下式确定：X=D/2+Z

第三节模具的精密加工2.孔的加工坐标镗床上进行孔加工的方法与被加工孔的孔径大小及尺寸精度、孔距精度要求等有关。孔的加工方法主要有：(1)用精孔钻加工小孔加工第三节模具的精密加工（2）镗孔加工

对于直径较大的孔，要进行加工的孔的大小不同，加工的工艺也不同，按直径不同将孔分成以下两类：直径大于3mm，小于20mm的孔:直径大于20mm的孔:打中心眼钻中心孔钻头扩孔精镗铣/车镗孔第三节模具的精密加工（3）铰孔加工

为了降低孔的表面粗糙度和提高孔的几何形状精度，主要用于加工销钉孔。铰孔适应于直径小于20mm的孔铰孔尺寸精度IT7，表面粗糙度可达Ra0.8~0.2不能纠正孔的位置误差第三节模具的精密加工例：镶拼结构凹模加工工艺淬火后磨削固定板镗后不淬火淬火磨削后压入固定板第三节模具的精密加工二、坐标磨床加工

利用准确的坐标定位实现孔的精密加工，用高速旋转的砂轮对已淬火的工件的内孔进行磨削加工。加工精度很高，可达5um左右表面粗糙度可达Ra0.2um以上可磨削的孔径为0.8～200mm。磨削余量通常为单边0.05~0.2mm.对于精密模具，常把坐标镗床的加工作为孔加工的预备工序，最后用坐标磨床进行精加工。第三节模具的精密加工（一）坐标磨床简介

坐标磨床有三个主要的运动：砂轮的转动（自转）;主轴的行星回转（公转）上下往复运动第三节模具的精密加工（二）基本磨削方法直线磨削第三节模具的精密加工外圆磨削第三节模具的精密加工内孔磨削第三节模具的精密加工锥孔磨削第三节模具的精密加工侧磨第三节模具的精密加工基本磨削综合运用，可对复杂形状的型孔进行磨削加工

第三节模具的精密加工三、成形磨削

(一)概述

把零件的轮廓分成若干直线与圆弧，然后，按照一定的顺序逐段磨削，使之达到图样上的技术要求。成形磨削是成形表面精加工的一种方法，具有高精度、高效率的优点。主要适用于加工下列对象3

精加工凸模；精加工拼块凹模；电火花加工用的电极等零件。

第三节模具的精密加工成形磨削按加工原理可分为以下两种磨削方法：

（1）成形砂轮磨削法

（2）夹具磨削法：将工件按一定的条件装夹在专用的夹具上，在加工过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位置，从而获得所需的形状。第三节模具的精密加工（二）成型砂轮磨削法1、砂轮的选择砂轮的磨削性能随组成砂轮的磨料粒度、硬度、组织和结合剂等参数的不同而异。（1）粗磨磨削余量大选粒度大的砂轮，精磨时，选粒度小的砂轮；（2）平面磨削比外圆磨削所使用的砂轮粒度要大，端面磨削要比用砂轮圆周面磨削所选的粒度也要大一些。（3）磨有色金属和软金属要选粒度大的砂轮，以免过早淤实。（4）要保持砂轮外形的时间长，应选用粒度小的砂轮（5）磨削薄壁或导热差的应选择粒度小的砂轮。（6）磨削软材料应选较硬的砂轮，磨削硬材料应选较软的砂轮。第三节模具的精密加工2、砂轮的修整（1）砂轮角度的修整第三节模具的精密加工2、砂轮的修整（1）砂轮角度的修整第三节模具的精密加工（2）砂轮圆弧的修整第三节模具的精密加工（3）非圆弧曲面砂轮的修整当被磨削工件的形状复杂，其轮廓线不是圆弧形时，可用专门的靠模工具修整砂轮。

第三节模具的精密加工(三)夹具磨削法

1.正弦精密平口钳第三节模具的精密加工2.正弦磁力台第三节模具的精密加工3.正弦分中夹具第三节模具的精密加工转角与应垫块规的高度的计算第三节模具的精密加工正弦分中夹具上工件的安装方法：（1）心轴装夹第三节模具的精密加工正弦分中夹具上工件的安装方法：（2）双顶尖装夹第三节模具的精密加工被磨削表面尺寸的测量用测量调整器、块规和百分表作比较测量第三节模具的精密加工4.万能夹具结构第三节模具的精密加工5.成型磨削工艺尺寸换算首先确定工艺中心，通常工件的各圆弧中