1、課題一課題一 機械加工成形工藝機械加工成形工藝四川航天職業技術學院四川航天職業技術學院第八單元第八單元 模具制造加工技術模具制造加工技術一、成形車削一、成形車削 1.通用零件車削加工 車床主要用于加工車床主要用于加工各種回轉表面各種回轉表面，還可進行鉆孔、，還可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花等加工。擴孔、鉸孔、滾花等加工。車床的種類很多，其中臥式車床的通用性好，應用最為廣泛。在模具制造中臥式車床主要用于加工凸模、凹模、導柱、導套、頂桿、型芯和模柄等零件。 工件的加工通常經過粗車、半精車和精車等工序而工件的加工通常經過粗車、半精車和精車等工序而達到要求。達到要求。模具零件常用的車削加工方法模具零件常

2、用的車削加工方法 2.成形零件車削加工 （1 1）雙手控制法雙手控制法車削加工車削加工 （2 2）樣板刀法車削加工）樣板刀法車削加工 （3 3）專用工具車削法）專用工具車削法 （4 4）仿形車削）仿形車削CA6136CA6136型車床型車床 二、成形刨削二、成形刨削 （1 1）刨削加工刨削加工 刨削刨削主要用于模具零件外形的加工。主要用于模具零件外形的加工。中小型零件廣泛采用牛頭刨床加工；而大型零件則需用龍門刨床。模具零件的刨削加工模具零件的刨削加工 牛頭刨床牛頭刨床a)粗刨 b)切槽 c)刨斜面 d)用樣板刀精刨刨V形槽 對于工件的內斜面，一般采用傾斜刀架的方法進行刨削，下圖所示為V形槽的刨

3、削加工過程。 （2 2）插削加工插削加工 插床的結構與牛頭刨床相似。不同之處在于插床插床的結構與牛頭刨床相似。不同之處在于插床的滑枕是沿垂直方向作往復運動的。的滑枕是沿垂直方向作往復運動的。在模具制造中插床主要用于成形內孔的粗加工，有時也用于大工件的外形加工。插床加工時有沖擊現象，宜采用較小的切削用量。因此，其生產率和加工表面粗糙度都不高，加工精度可達IT10，表面粗糙度為Ra1.6m。 插床的加工方法主要是根據劃線形狀，利用插床插床的加工方法主要是根據劃線形狀，利用插床的縱橫滑板和回轉工作臺插出工件的成形孔或外形。的縱橫滑板和回轉工作臺插出工件的成形孔或外形。所加工的內孔一般都留有加工余量，

4、供后續工序精加工用。 三、成形銑削加工三、成形銑削加工 銑削加工銑削加工是在銑床上利用銑刀旋轉對工件進行切削加是在銑床上利用銑刀旋轉對工件進行切削加工的方法。工的方法。銑刀是旋轉的多刃具，所以銑削是多刃刀具加工，可使用較大的切削速度，生產效率高。 在模具零件的銑削加工中，應用最廣的是立式銑床和在模具零件的銑削加工中，應用最廣的是立式銑床和萬能工具銑床的立銑加工萬能工具銑床的立銑加工，主要加工對象是各種模具的型腔和型面，其加工精度可達IT10，表面粗糙度為Ra1.6m。若選用高速、小用量銑削，則工件精度可達IT8，表面粗糙度為Ra0.8m。銑削時，留0.05mm的修光余量，經鉗工修光即可得到所要

5、求的型腔。當型腔或型面的精度要求高時，當型腔或型面的精度要求高時，銑削加工僅作為中間工序，銑削后需用成形磨削或電火花銑削加工僅作為中間工序，銑削后需用成形磨削或電火花加工等方法進行精加工。加工等方法進行精加工。 X6132X6132銑床銑床基本結構：基本結構：圖1 X6132外形結構（1）底座 （2）床身 （3）懸梁 （4）主軸 （5）刀桿支架 （6）工作臺 （7） 回轉臺 （8）床鞍 （9）升降臺 （一）銑削的工藝特點及應用（一）銑削的工藝特點及應用 1.銑刀是多齒刀具，銑削過程中多個刀齒同時參加切削，無空行程。 2.銑削加工范圍很廣。 3.銑削力變動較大，易產生振動，切削不平穩。 4.銑床

6、、銑刀比刨床、刨刀結構復雜，且銑刀的制造與刃磨比刨刀困難，所以銑削成本比刨削高。 5.銑削與刨削的加工質量大致相當，經粗、精加工后都可達到中等精度。 模具零件的模具零件的銑削加工銑削加工 模具零件的銑削，使用立銑的方式最模具零件的銑削，使用立銑的方式最多。多。 （一）平面或斜面的加工（一）平面或斜面的加工 在立銑床上使用端銑刀加工平面或斜面時，生產效率高。因此，這種加工方法在模具零件的平面或斜面加工中得到廣泛的應用。 （二）圓弧面的加工（二）圓弧面的加工 圓轉臺是立銑加工中常用的附件，利用它可進行各種圓弧面的加工。 利用圓轉臺進行立銑加工圓弧面的方式如下表所示。 方式方式簡圖簡圖說明說明主軸中

7、心不需對準圓轉臺中心 將工件R圓弧中心與圓轉臺中心重合。轉動圓轉臺，由立銑刀加工R圓弧側面，由于任意轉動圓轉臺都不致使銑刀切入非加工部位，因此主軸中心不需對準圓轉臺回轉中心主軸中心需落在圓轉臺軸線上 使工件R圓弧中心與圓轉臺中心重合。并使主軸中心對準圓轉臺中心軸線之一，見圖a。如主軸中心不對準圓轉臺中心軸線，則按圓轉臺刻度轉動90時，立銑刀將切入工件非加工部位見圖b主軸中心需對準圓轉臺中心 先使主軸中心對準圓轉臺中心，然后安裝工件，使R圓弧中心與圓轉臺中心重合。 移動工作臺(移動距離為R)轉動圓轉臺進行加工，控制圓轉臺回轉角度利用圓轉臺進行立銑加工圓弧面的方式 （三）復雜型腔或型面的加工（三）

8、復雜型腔或型面的加工 對于不規則的型腔或型面，可采用坐標法加工，對于不規則的型腔或型面，可采用坐標法加工，即根據被加工點的位置，控制工作臺的縱橫即根據被加工點的位置，控制工作臺的縱橫(X(X、Y)Y)向向移動以及主軸頭的升降移動以及主軸頭的升降(Z)(Z)進行立銑加工。進行立銑加工。例如，圖8所示的不規則型面，其輪廓一般是按極坐標方法設計的，所以在加工前可按工件的極坐標半徑、夾角和加工用銑刀直徑計算出銑刀中心在各位置的縱橫向坐標尺寸，然后逐點銑削。當立銑加工的對象為復雜的空間曲面時，亦可采用坐標法，但需控制X、Y、Z三個坐標方向的移動。 坐標法加工后的型腔或型面的精度較低，需經鉗坐標法加工后的

9、型腔或型面的精度較低，需經鉗工修整才能獲得比較平滑的表面。工修整才能獲得比較平滑的表面。 不規則型面的立銑加工不規則型面的立銑加工 （四）坐標孔的加工（四）坐標孔的加工 利用立銑工作臺縱向和橫向移動，可加工工件上的坐標孔。但因驅動工作臺移動的絲桿和螺母之間存在間隙，故孔距的加工精度不高。當孔距精度要求較高時，可當孔距精度要求較高時，可用坐標銑床。用坐標銑床。這種銑床是以孔加工和立銑加工為主要對象的，在機床上裝有光電式或數字式讀數裝置，其加工精度比立式銑床高。 坐標銑床 四、四、成形成形磨削磨削 磨削加工磨削加工是零件精加工的主要方法。是零件精加工的主要方法。磨削時可采用砂輪、油石、磨頭、砂帶等

10、作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘結劑做成的砂輪。通常磨削能達到的精度為IT7IT5，表面粗糙度Ra值一般為0.80.2m。從本質上來說，磨削加工是一種切削加工，但和通常的車削、銑削、刨削等相比卻有以下的特點特點： （一）磨削屬多刃、微刃切削（一）磨削屬多刃、微刃切削 砂輪上每一磨粒相當于一個切削刃，而且切削刃的形狀及分布處于隨機狀態，每個磨粒的切削角度、切削條件均不相同。 （二）加工精度高（二）加工精度高 磨削屬于微刃切削，切削厚度極薄，每一磨粒切削厚度可小到數微米，故可獲得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。 （三）磨削速度大（三）磨削速度大 一般砂輪的圓周速度達20003000m/min，

11、目前的高速磨削砂輪線速度已達到60250m/s。故磨削時溫度很高，磨削區的瞬時高溫可達8001000，因此磨削時必須使用切削液。 （四）加工范圍廣（四）加工范圍廣 磨粒硬度很高，因此磨削不但可以加工碳鋼、鑄鐵等常用金屬材料，還能加工一般刀具難以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火鋼、硬質合金等。磨削運動與磨削原理磨削運動與磨削原理 （一）磨削運動（一）磨削運動 磨削時砂輪與工件的切削運動也分為主運動和進磨削時砂輪與工件的切削運動也分為主運動和進給運動，主運動是砂輪的高速旋轉；給運動，主運動是砂輪的高速旋轉；進給運動一般為圓周進給運動（即工件的旋轉運動）、縱向進給運動（即工作臺帶動工件所作的縱向直線

12、往復運動）和徑向進給運動（即砂輪沿工件徑向的移動）。 （二）磨削原理與磨削過程（二）磨削原理與磨削過程 一顆磨粒磨削經歷了滑擦（彈性變形）、耕犁（塑性變形）及切削（形成切屑，沿磨粒前面流出）的過程，使工件表面形成熱應力與變形應力。模具零件的磨削加工模具零件的磨削加工 為了達到模具的尺寸精度和表面粗糙度等要求，有為了達到模具的尺寸精度和表面粗糙度等要求，有許多模具零件必須經過磨削加工。許多模具零件必須經過磨削加工。例如，模具的型腔、型面，導柱的外圓，導套的內外圓表面以及模具零件之間的接觸面等。在模具制造中，形狀簡單(如平面、內圓和外圓)的零件可使用一般磨削加工，而形狀復雜的零件則需使用各種精密磨

13、床進行成形磨削。一般磨削加工是在平面磨床、內圓磨床或外圓磨床上進行的，其磨削工藝如下： （一）（一）平面磨削平面磨削 用平面磨床加工模具零件時，要求分型面與模具的用平面磨床加工模具零件時，要求分型面與模具的上下面平行，同時，還應保證分型面與有關平面之間的上下面平行，同時，還應保證分型面與有關平面之間的垂直度。垂直度。工藝內容及簡圖工藝內容及簡圖工藝要點工藝要點砂輪磨淬硬鋼選用R3ZR1磨不淬硬鋼選用R3ZR2砂輪粒度一般在36#60#，常用46#周面磨削用量1砂輪圓周速度 鋼工件；粗磨2225m/s、精磨2530m/s2縱向進給量一般選用112m/min3砂輪垂直進給量 粗磨0.0150.05

14、mm、精磨0.0050.01mm1磨削時橫向進給量與砂輪垂直進給量應相互協調2在精磨前應修整砂輪3精磨后應在無垂直進給下繼續光磨1或2次平行平面磨削1一般工件磨削順序粗磨去除2/3余量修整砂輪精磨光磨1或2次翻轉工件粗精磨第二面2薄工件磨削 墊彈性墊片。在工件與磁力臺間墊一層約0.5mm厚的橡皮或海綿，工件吸緊后磨削，并使工件兩平面反復交替磨削，最后直接吸在磁力臺上磨平 墊紙法。在工件空音處間隙內墊入電工紙后，反復交替磨削1若工件左右方向平行度有誤差，則工件翻轉磨第二面時應左右翻。若工件前后方向有誤差時，則在磨第二面時應前后翻2帶孔工件端平面的磨削，要注意選準定位基面，以保證孔與平面的垂直度。

15、在一般情況下前道工序應對基面做上標記3要提高兩平面的平行度，須反復交替磨削兩平面平面磨削工藝要點 垂直平面垂直平面磨削磨削用精密平口鉗裝夾工件，磨削垂直面 1用磨削平行面的方法磨好上下兩大平面2用精密平口鉗裝夾工件，磨好相鄰兩垂直面3以相鄰兩垂直側面為基面，用磨削平行面的方法磨出其余兩相鄰垂直面用精密角尺圓柱或精密角尺找正、磨垂直面。找正時用光隙法，借墊紙調整位置后，在磁力臺上磨削。該法能夠獲得比精密平口鉗裝夾更高的垂直度1磨好兩平行平面2用精密平口鉗裝夾磨相鄰兩垂直，作為粗基準3用光隙法找正，置于磁力臺上磨出垂直面4再以找正后磨出的垂直面為基面，磨出另外兩垂直面垂直平面垂直平面磨削磨削用精密

16、角鐵2和平行夾頭裝夾工件1。適于磨削較大尺寸平面工件的側垂直面 1磨好兩平行大平面2工件裝夾在精密角鐵上，用百分表找正后磨削出垂直面3用磨出的面為基面，在磁力臺上磨對稱平行面4需要六面對角尺的工件，其余兩垂直平面的磨削采用精密角尺找正的方法，在精密角鐵上裝夾后磨出垂直平面垂直平面磨削磨削用導磁角鐵1和墊鐵3裝夾工件2磨垂直面。它適用于磨削比較狹長的工件 1裝夾時應將工件上面積較大的平面作為定位基面，并使其緊貼于導磁角鐵面2磨削順序磨出一平面用導磁角鐵磨出垂直面以相互垂直的兩平面作基面，磨出對稱平行面用精密V形鐵1和夾緊爪2裝夾臺肩或不帶臺肩的圓柱形工件3，磨削端面 在螺釘夾緊工件圓柱面處墊入銅

17、皮，保護已加工表面 ( (二二) )內圓磨削內圓磨削 在內圓磨床上磨孔的尺寸精度可達IT6IT7級，表面粗糙度為Ra0.80.2m。若采用高精度磨削工藝，尺寸精度可控制在0.005mm之內，表面粗糙度為Ra0.10.025m。在內圓磨床上加工內孔和內錐孔的磨削工藝要點見表3。 內圓磨削工藝要點工藝內容及簡圖工藝內容及簡圖工藝要點工藝要點砂砂輪輪1砂輪直徑一般取0.50.9的工件孔徑。工件孔徑小時取較大值，反之取較小值2砂輪寬度一般取0.8孔深3砂輪硬度和粒度 磨削非淬硬鋼，選用棕剛玉ZR2Z2，46#60#磨削淬硬鋼，選用棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉，ZR1ZR2，46#80# 1表面粗糙度要求R

18、a1.60.8m時，推薦采用46#砂輪，要求Ra0.4m時，46# 80#砂輪2磨削熱導率低的滲碳淬火鋼時，采用硬度較低的砂輪內內圓圓磨磨削削用用量量1砂輪圓周速度一般為2025m/s2工件圓周速度一般為2025m/min，要求表面粗糙度小時取較低值，粗磨時取較高值3磨削深度即工作臺往復一次的橫向進給量，粗磨淬火鋼時取0.0050.02mm，精磨淬火鋼時0.0020.01mm4縱向進給速度，粗磨時取1.52.5 m/min，精磨時取0.51.5m/min 內孔精磨時的光磨行程次數應多一些，可使由剛性差的的砂輪接長軸所引起的彈性變形逐漸消除，提高孔的加工精度和減少表面粗糙度工工件件裝裝夾夾方方法

19、法1三爪自定心卡盤一般用于裝夾較短的套筒類工件，如凹模套、凹模等2四爪單動卡盤適宜于裝夾矩形凹模孔和動、定模板型孔3用卡盤和中心架裝夾工件，適宜于較長軸孔的磨削加工4以工件端面定位，在法蘭盤上用壓板裝夾工件，適用于磨削大型模板上的型孔、導柱、導套孔等1找正方法按先端面后內孔的原則2對于薄壁工件，夾緊力不宜過大，必要時可采用彈性圈在卡盤上裝夾工件通通孔孔磨磨削削采用縱向磨削法，砂輪超越工件孔口長度一般為1/21/3砂輪寬度 若砂輪超赿工件孔口長度太小，孔容易產生中凹。若超越長度太大，孔口形成喇叭形間間斷斷表表面面孔孔磨磨削削 對非光滑內孔的磨削，如型孔的磨削，一般采用縱向磨削法。磨削時，應盡可能

20、增大砂輪直徑，減小砂輪寬度并盡量增大砂輪接長軸剛度 若要求加工精度高和表面粗糙度小時，可在型腔凹槽中嵌入硬木等，變為連續內表面磨削 磨削時選用硬度較低的砂輪以及較小的磨削深度和縱向進給量臺臺階階孔孔磨磨削削 磨削時通常先用縱磨法磨內孔表面，留余量0.010.02mm。磨好臺階端面后，再精磨內孔。凸凹模臺階孔的磨削方法如圖所示1磨削臺階孔的砂輪應修成凹形，并要求清角，這對磨削不設退刀槽的臺階孔極為重要2對淺臺階孔或平底孔的磨削，在采用縱磨法時應選用寬度較小的砂輪，防止造成喇叭口3對淺臺階孔、平底面和孔口端面的磨削，也可采用橫向切入磨削法，要求接長軸有良好的剛性小小直直徑徑深深孔孔磨磨削削 對長徑

21、比810的小直徑深孔磨削，一般采用CrWMn或W18Cr4V材料制成接長軸，并經淬硬，以提高接長軸剛性。磨削時選用金剛石砂輪和較小的縱向進給量，并在磨削前用標準樣棒將頭架軸線與工作臺縱行程方向的平行度校正好1嚴格控制深孔的磨削余量2在磨削過程中，砂輪應在孔中間部位多幾次縱磨行程，以消除砂輪讓刀而產生的孔中凸缺陷內內錐錐面面磨磨削削1轉動頭架磨內錐面，適于磨較大錐度的內錐孔2轉動工作臺磨內錐面，適于磨削錐度不大的內錐孔 磨削內錐孔時，一般要經數次調整才能獲得準確的錐度，試磨時應從余量較大的一端開始 ( (三三) )外圓磨削外圓磨削 外圓磨床主要用于各種零件的外圓加工，如圓形凸外圓磨床主要用于各種

22、零件的外圓加工，如圓形凸模、導柱、和導套、頂桿等零件的外圓磨削。模、導柱、和導套、頂桿等零件的外圓磨削。其加工方式是以高速旋轉的砂輪和低速旋轉的工件進行磨削，工件相對于砂輪作縱向往復運動。外圓磨削的尺寸精度可達IT5IT6，表面粗糙度為Ra0.80.2m，若采用高光潔磨削工藝，表面粗糙度可達Ra0.025m。在外圓磨床上加工外圓、臺階端面和外圓錐面的磨削工藝要點見表4。 外圓磨削工藝要點工藝內容工藝內容工藝要點工藝要點砂砂輪輪磨非淬硬鋼：棕剛玉，46#60#，Z1Z2磨淬硬鋼：HRC50棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉，46#60#，ZR2Z2 半精磨時(Ra1.60.8m)，建議采用粒度36#46#

23、砂輪 精磨時(Ra0.40.2m)，采用粒度46#60#砂輪外外圓圓磨磨削削用用量量砂輪圓周速度陶瓷結合劑砂輪的磨削速度35m/s樹脂結合劑砂輪的磨削速度50m/s工件圓周速度一般取1320 m/min，磨淬硬鋼26 m/min磨削深度粗磨時取0.020.05mm，精磨時取0.0050.015mm縱向進給量粗磨時取0.50.8砂輪寬度精磨時取0.20.3砂輪寬度1當被磨工件剛性差時，應將工件轉速降低，以免產生振動，影響磨削質量2當要求工件表面粗糙度小和精度高時，在精磨后，在不進刀情況下再光磨幾次工工件件裝裝夾夾方方法法1前后頂尖裝夾，具有裝夾方便、加工精度高的特點，適用于裝夾長徑比大的工件2用

24、三爪自定心或四爪單動卡盤裝夾，適用于裝夾長徑比小的工件，如凸模、頂塊、型芯等3用卡盤和頂尖裝夾較長的工件4用反頂尖裝夾，磨削細長小尺寸軸夾工件，如小型芯、小凸模等5配用芯軸裝夾，磨削有內外圓同軸度要求的薄壁套類工件，如凹模鑲件、凸凹模等1淬硬件的中心孔必須準確刮研，并使用硬質合金頂尖和適當的頂緊力2用卡盤裝夾的工件，一般采用工藝夾頭裝夾，能在一次裝夾中磨出各段臺階外圓，保證同軸度3由于模具制造的單件性，通常采用帶工藝夾頭的芯軸，并按工件孔徑配磨，作一次性使用。芯軸定位面錐度一般取1：50001：7000一一般般外外圓圓面面磨磨削削1.縱向磨削法工件與砂輪同向轉動，工件相對砂輪作縱向運動。當一次

25、縱行程后，砂輪橫向進給一次磨削深度。磨削深度小，切削力小，容易保證加工精度，適于磨削長而細的工件1臺階軸如凸模的磨削，在精磨時要減少磨削深度，并多用光磨行程，有利于提高各段外圓面的同軸度2磨臺階軸時，可先用橫磨法沿臺階切入，留0.030.04mm余量，然后用縱磨法精磨2.橫向磨削法(切入法)工件與砂輪同向轉動，并作橫向進給連續切除余量。磨削效率高，但磨削熱大，容易燒傷工件，適于磨較短的外圓面和短臺階軸，如凸模、圓型芯等 為消除磨削重復痕跡，減少磨削表面粗糙度和提高精度，應在終磨前使工件作短距離手動縱向往復磨削3.階段磨削法是橫磨法與縱向磨法的綜合應用，先用橫磨法去除大部分余量，留有0.010.03mm作為縱磨余量，適于磨削余量大、剛度高的工件 在磨削余量大的情況下，可提高磨削效率臺臺階階端端面面磨磨削削軸上帶退刀槽的臺階端面磨削先用縱磨法磨外圓面，再將工件靠向砂輪端面2.軸上帶圓角的臺階端面磨削先用橫磨法磨外圓面，并留小于0.05mm的余量，再縱向移動工件(工作臺)，磨削端面1磨退刀槽臺階端面的砂輪，端面應修成內凹形磨帶圓角的臺階端面，則修成圓弧形2為保證臺階端面的磨削質量，在磨至無火花后，還需光磨一些時間外外圓圓錐錐面面磨磨削