启动电机壳体冷冲压工艺及模具设计
电机罩盖冲压工艺及模具设计
＋３８ ｍｍ，高度 １２ ｍｍ，其 高径 比也 较大 ，拉深 成形 时金 小 圆筒 ——拉深 大 圆筒 （共 拉 深 ２次 ）—— 压 凹坑并
属 流动较 困难 ，这也 增加 了小 圆筒 成形 的难度 。
冲孔— —切边 。
为确定该零件各部分圆筒 的拉深工艺过程 ，针对
第 ４种方案 ：先 拉 深大 圆筒 再胀 形形 成 小 圆筒 凸
其 加工工 艺过程是 ：落料——大 圆筒第一次拉 深 ，同时 对 小 圆筒 预胀形 ——大 圆筒 第二 次拉 深 ，同时整形 成 小 圆筒—— 压 凹坑并 冲孑Ｌ——切 边。
２ 成形工艺方案分析
显然 ，第 １、２种 工艺 方案 中小 圆筒 的拉 深 是采 用 拉深 成 图 ２的工序加 工方 式 ，这种 加工 方案 的最大 问 题是 工序数 目太多 ，故不 宜选用 。
图２ 小 圈简 的 拉深
第 ３种 方案 的胀 形纯属平板胀 形 。胀形 时坯料 的 塑性变形仅 局 限在一 个 固定 的 变形范 围 （ｄ＝３８＋６× ２＝５０ ｍｍ）内 ，由于坯料外 径 Ｄ丰＝２３５ ｍｍ，凹模孑Ｌ径 ｄ＝５０ ｍｍ，坯料 外 径 Ｄ丰与 凹模 孑Ｌ径 ｄ的 比值 Ｄ毛／ｄ ＝ ２３５／５０＝４．７＞３，毛坯外缘 离胀 形部位太 远 ，毛坯 外 缘 的金属材料 流入 凹模 的变 形阻 力很 大 ，从而使 其 参 与胀 形变形变 得很 困难 ，此时 ，毛坯外 环发生切 向收缩 所必 须 的径 向拉应力 的数值增大 ，成 为相对 的强 区 ，而 在冲头端面直接作用下的直径为 ｄ：５０ ｍｍ的圆面积 以内的金属 ，则成 为弱 区 ，小 圆筒 凸台所 发生 的塑性 变 形也就局限于 ｄ＝５０ ｍｍ范围内，从而使该部位的金 属材料 既不能 向变形 区转移 ，外 部材 料也 无法 进 入胀 形 变形 区内 ，在毛坯 中间部位形成 的凸起 ，主要靠 中间
《冷冲压工艺及模具设计》教案
《冷冲压工艺及模具设计》教案一、教学目标1. 了解冷冲压工艺的基本概念、特点和应用范围。
2. 掌握冷冲压模具的分类、结构及工作原理。
3. 学会分析冲压工艺过程，选择合适的模具和工艺参数。
4. 能够设计简单的冷冲压模具，并了解其制造和维修过程。
二、教学内容1. 冷冲压工艺的基本概念、特点和应用范围。
2. 冷冲压模具的分类、结构及工作原理。
3. 冲压工艺过程的分析方法及步骤。
4. 模具设计的基本原则和方法。
5. 冷冲压模具的制造和维修过程。
三、教学方法1. 讲授：讲解冷冲压工艺及模具设计的基本概念、原理和方法。
2. 案例分析：分析实际生产中的冷冲压工艺问题和解决方案。
3. 课堂讨论：引导学生探讨冷冲压模具设计的优化方法和技巧。
4. 实践操作：安排工厂实习或实训，让学生亲身参与冷冲压工艺操作和模具制造。
四、教学安排1. 第1-2课时：讲解冷冲压工艺的基本概念、特点和应用范围。
2. 第3-4课时：介绍冷冲压模具的分类、结构及工作原理。
3. 第5-6课时：学习冲压工艺过程的分析方法及步骤。
4. 第7-8课时：讲解模具设计的基本原则和方法。
5. 第9-10课时：学习冷冲压模具的制造和维修过程。
五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂讨论中的表现，包括提问、回答问题和分享观点等。
2. 课后作业：评估学生完成的课后作业，包括练习题和案例分析报告。
3. 实践操作：评估学生在工厂实习或实训中的表现，包括操作技能和解决问题能力。
4. 期末考试：设计一份涵盖所有教学内容的期末考试，评估学生的综合理解和应用能力。
六、教学资源1. 教材：《冷冲压工艺及模具设计》教材。
2. 课件：制作详细的课件，包括图文并茂的讲解和实例。
3. 视频资料：收集相关的冷冲压工艺和模具制造的视频资料，用于直观展示工艺过程。
4. 实践基地：确保有工厂或实验室供学生进行实习或实训。
七、教学注意事项1. 强调安全：在实践操作环节，确保学生遵守工厂或实验室的安全规定，防止意外事故发生。
《冷冲压工艺及模具设计》教案
《冷冲压工艺及模具设计》教案一、教学目标1. 了解冷冲压工艺的基本概念、特点和应用范围。
2. 掌握模具的分类、作用以及基本结构。
3. 学会计算模具的闭合高度、压力和冲裁力。
4. 能够根据产品要求设计简单的模具。
二、教学内容1. 冷冲压工艺概述冷冲压的定义冷冲压的特点冷冲压的应用范围2. 模具分类及作用模具的分类模具的作用模具的基本结构3. 模具设计基础模具设计原则模具设计步骤模具设计注意事项4. 模具尺寸计算模具闭合高度的计算模具压力的计算冲裁力的计算5. 模具设计实例简单模具设计流程模具设计案例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解冷冲压工艺及模具设计的基本概念、原理和步骤。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解模具设计的过程和方法。
3. 互动教学法：提问、讨论，提高学生的参与度和积极性。
四、教学准备1. 教材：《冷冲压工艺及模具设计》教材。
2. 课件：相关章节的教学课件。
3. 案例素材：相关模具设计案例。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对冷冲压工艺及模具设计的基本概念的理解。
2. 练习题：巩固学生对模具设计计算方法的掌握。
3. 课程设计：评估学生运用所学知识设计模具的能力。
六、模具设计软件应用1. 了解模具设计软件的基本功能和操作界面。
2. 学会使用模具设计软件进行模具设计。
3. 掌握模具设计软件的仿真分析和优化功能。
七、模具制造与加工技术1. 了解模具制造的基本工艺流程。
2. 掌握模具加工方法及其选择原则。
3. 学会对模具进行装配、调试和维护。
八、冲压设备及安全防护1. 了解冲压设备的基本结构和工作原理。
2. 掌握冲压设备的选择和操作要点。
3. 了解冲压作业的安全防护措施。
九、冷冲压工艺参数优化1. 掌握冲压工艺参数的影响因素。
2. 学会如何优化冲压工艺参数。
3. 能够根据产品要求调整冲压工艺参数。
十、模具改进与创新设计1. 了解模具改进与创新设计的重要性。
2. 掌握模具改进与创新设计的方法。
冷冲压工艺与模具设计
第四章 模具设计CAD
正装式复合模
▪ 冲孔废料由上模向下推出，落在 下模表面，需要及时清除，操作 不如倒装式复合模方便，且不太 安全。在冲裁过程中，板料被凸 凹模与下模的弹性顶件器压紧， 故冲出的制件较平整，尺寸精度 也高，适合于薄料冲裁。
▪ 本模具结构紧凑，也较简单。凹 模2被螺钉紧固后，凸模5通过凸 模固定板3也被紧固，这样易保证 同轴度。靠弹性卸料板6卸料。冲 孔废料由推杆8推出，上模通过模 柄9固定在压力机滑块上。
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▪ 该模具采用后侧导柱模架，条料 由右向左送入，操作方便，安装 调试也简便。
凸凹模 落料凹模
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冲孔凸模
第五章 课堂小结
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第五章 课堂小结
重点与难点 冷冲压特点、冲压基本工序和内容、模具的分类
作业 列举常用的模具设计软件，并简述其用途和功能。 冲裁模的基本组成部分。 从日常生活中找到一个冲压件，并简述其工艺过程（1-3个工艺）。 学习方法 学习时不但要注意系统学好本学科的基础理论知识，而且要密切联系生产实 际，认真参加实验、实训、课程设计等实践性教学环节，同时还要注意沟通与基 础学科和相关学科知识间的联系，培养综合运用知识分析解决实际问题的能力。
生产条件； 生产批量等
综合分析
分析比较 确定
各因素影响
冲压工艺方案
产品质量 生产效率 模具寿命
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2.3 冲压工艺方案的确定
电机壳体冲压工艺分析与模具设计
姓名：专业：材料成型及控制工程
设计（论文）题目：电机壳体冲压工艺分析与模具设计
设计方案及参数：按照用户提供的电机壳体产品设计模具，该零件初步估计需
要就个工艺步骤，根据要求完成整个工艺设计计算和某工艺
步骤的模具结构设计
产品图形及参数如下图所示
产品说明：
该产品为电机外壳，为冲压件，尺寸如图所示，壁薄，形状较复杂；材料：Fe P05。
设计内容
1．冲压零件结构工艺性分析和冲压工艺方案的确定；
2．用DYNAFORM软件对后续拉深成形工艺可行性进行分析；
3．完成2个正拉伸和2个反拉深工序的模具结构设计和计算；
4．完成全套模具装配图和零件图；
5．采用Pro/E软件完成模具的3D设计和装配；
7．编写设计说明书。
指导教师：
系、部主任：
教学院长：。
冷冲压工艺与模具设计
多工位级进模是一种高效率的冲模，可在一 副模具上完成多个工件的加工。设计时需考 虑工件的排列方式、送料方式、定位精度等 因素，确保生产效率和产品质量。
典型复合模和多工位级进模结构分析
典型复合模结构分析
以落料、冲孔复合模为例，其结构包括上模 、下模和导柱导套等部分。上模装有冲孔凸 模和落料凹模，下模装有卸料板、导料板和 定位销等。工作时，上模下行完成冲孔和落 料工序，废料从卸料板排出。
冷冲压工艺与模具设计
contents
目录
• 冷冲压工艺概述 • 冷冲压模具设计基础 • 冲裁工艺与模具设计 • 弯曲工艺与模具设计 • 拉深工艺与模具设计 • 其他冷冲压工艺与模具设计
01 冷冲压工艺概述
冷冲压定义及特点
冷冲压定义
冷冲压是在常温下利用冲模在压力机 上对材料施加压力，使其产生分离或 变形，从而获得一定形状、尺寸和性 能的产品零件的加工方法。
工序的冲裁模。生产效率高，但结构复杂，制造难度较大，适用于形状
复杂、精度要求高的零件生产。
Байду номын сангаас
04 弯曲工艺与模具设计
弯曲变形过程分析
01
02
03
弹性变形阶段
凸模开始接触坯料并下压， 坯料发生弹性压缩和弯曲。
塑性变形阶段
随着凸模继续下压，坯料 产生塑性变形，弯曲程度 逐渐增大。
校正阶段
弯曲变形完成后，凸模回 程，弯曲件在弹性恢复作 用下得到校正。
复合式拉深模
03
结合多种模具结构的特点，实现多工位连续拉深，提高生产效
率和产品质量。
06 其他冷冲压工艺与模具设 计
成形工艺原理及分类
成形工艺原理
冷冲压成形工艺是利用模具使金属板 材在室温下产生塑性变形，从而获得 所需形状、尺寸和性能的零件的加工 方法。
《冷冲压工艺及模具设计》教案
《冷冲压工艺及模具设计》教案第一章：冷冲压工艺概述1.1 冷冲压的定义与特点1.2 冷冲压材料的选用1.3 冷冲压工艺的应用范围1.4 冷冲压工艺的基本工序第二章：模具设计基础2.1 模具的分类与作用2.2 模具设计的基本原则2.3 模具设计的主要参数2.4 模具结构设计的一般步骤第三章：冲压模具设计3.1 冲压模具的分类与结构3.2 冲压模具设计的基本要求3.3 冲压模具设计的关键环节3.4 冲压模具设计的注意事项第四章：成形模具设计4.1 成形模具的分类与结构4.2 成形模具设计的基本要求4.3 成形模具设计的关键环节4.4 成形模具设计的注意事项第五章：冷冲压工艺参数计算5.1 冲压力的计算5.2 模具工作零件尺寸的计算5.3 冲压力的估算5.4 模具强度校核第六章：冲压设备及选用6.1 冲压设备的类型与性能6.2 冲压设备的选择原则6.3 冲压设备的使用与维护6.4 冲压设备的安全操作规程第七章：冷冲压工艺参数优化7.1 冲压工艺参数的影响因素7.2 冲压工艺参数的优化方法7.3 冲压工艺参数的实验研究7.4 冲压工艺参数优化的应用实例第八章：模具制造与维护8.1 模具制造工艺流程8.2 模具制造的材料选择8.3 模具制造的注意事项8.4 模具的维护与保养第九章：冷冲压工艺质量控制9.1 冲压质量问题及原因分析9.2 冲压质量控制方法9.3 冲压质量的检测与评估9.4 提高冲压质量的途径第十章：冷冲压工艺应用实例10.1 汽车覆盖件的冲压工艺10.2 家用电器的冲压工艺10.3 金属结构件的冲压工艺10.4 其他行业冲压工艺应用案例重点和难点解析一、冷冲压工艺概述补充说明：冷冲压材料的选用对于冲压成品的质量、模具寿命和生产效率具有重要影响。
需要根据成品的要求，选择合适的材料牌号和状态。
冷冲压工艺的基本工序包括剪切、弯曲、拉伸、成形等，了解各工序的特点和适用范围对于合理选择模具和工艺参数至关重要。
冷冲压工艺及模具
1、 1、 公称压力
•
公称压力是指压力机曲柄旋转到离下止点前某一
特定角度 αa（称为公称压力角，一般小于300）时
，滑块上所容许的最大工作压力。
•
在冲压生产中，必须使冲压工序工艺力—行程曲
线不超出压力机的许用压力曲线，如左图所示。
2、滑块行程 滑块行程是指滑块从上死点到下死点所经过的距离。
对于曲柄压力机，其值即为曲柄半径的两倍。
2）工作台 是压力机的工作平台，用来安装下 模
3）工作空间 位于滑块下底面和工作台上表面 之间，是安装模具和进行工作的主要空间。
4）打料机构 由横杆和止动杆组成。是冲压的 辅助机构，和模具配合进行工作。
1.2.3.2 连杆滑块结构的调整 连杆滑块机构剖面如下图所示：
1）连杆由连杆体和调节螺杆组成，通过调整调节螺杆可改变 连杆的长度，进而改变压力机的工作空间。
2）一般不适于单件、小批量零件生； 3）工作环境有待改善提高。 1.1.3.2 冷冲压工艺的应用 冷冲压工艺具有许多突出的优点，在机械制造、电子 电器等各行各业中都得到了广泛的应用，尤其在汽车、拖 拉机、电机、电器、仪器、仪表、电子产品和日用品的生 产中占据十分重要的地位，有的产品其冲压件的数量约占 工件总数的70～80%以上。
装有打料装置，在滑块的矩形横向孔中，放有横杆。 当滑块回程，横杆与床身上的止动杆相碰时，即可通 过上模中的推杆和推件块将工件或废料从上模中推下 。调节止动杆的长度，便可控制打料行程。
1.2.4 曲柄压力机的主要技术参数
压力机的主要技术参数是反映一台压力机的工艺
能力，所能加工零件的尺寸范围和生产率等指标，也 是模具设计中选择冲压设备、确定模具结构的重要依 据。
、缩口、扩口、旋压、校形等。
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摘要综合应用模具设计、冷冲压模具工艺、模具加工工艺学、工程图学等相关课程知识，对启动电机壳体采用多副模的工艺进行模具设计。
本文在已完成开题报告的基础上，着重对复合模工作零件、定位零件、卸料推件零件及模架等主要零件的设计进行说明。
在模具的设计中，按照小批量生产类型，对制件的冲压工艺进行分析，确定工艺方案，拟定排样方法，计算冲裁力，确定压力中心，计算凹凸模刃口尺寸及结构尺寸，得出模具闭合高度，选用标准件进行装配，最终画出模具总装图、三维模型及装配和主要零件加工工艺规程卡片。
模具采用倒装结构，后侧导柱导套模架，导料销导料，弹顶式档料销档料，凸缘模柄，刚性推件及弹性卸料，在保证生产率的同时，尽可能的是模具、方便，且满足冲裁的要求。
关键词：启动电机壳体；冲压工艺；排样；模具结构；IAbstractComprehensive application of mold design, cold stamping mold process, mold processing technology, engineering, graphics and other related courses knowledge, start the motor housing using a plurality of mold process for mold design. In this paper, on the basis of complete opening report on the design of the main parts of the composite mold parts, positioning parts, discharge push parts and moldbase instructions. In mold design, in accordance with the type of small batch production parts stamping process analysis, to determine the process plan, intended nesting method to calculate the punching power, to determine the center of pressure, calculated the bump Edge size and structure size may the mold shut height, the choice of standard parts for assembly, and ultimately draw card of the mold assembly chart, the three-dimensional model and assembly and main parts process planning. Mold flip structure, the rear side of the guide pins and bushings mold, the stock guide pin guide material, playing the top-of-file material off of file material, the flange of the handle, rigid push pieces and elastic unloading, ensuring the productivity, although possible mold, convenient, and satisfying the requirements of the punched.Key words:Start the motor housing; stamping process; nesting; guide pins and bushings；mold structure；目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2课题国内外研究概况 (1)1.2.1 国外模具发展概况 (1)1.2.2国内模具发展概况 (2)1.3课题研究的主要内容 (2)2 冲压工艺设计 (4)2.1冲压件简介 (4)2.2冲压件的工艺性分析 (7)2.3冲压工艺方案的确定 (8)2.4冲压工艺计算 (9)2.4.1 工件的毛坯尺寸计算 (9)2.4.2 工序分析 (10)2.4.3 拉深尺寸计算 (10)2.4.5 整形 (15)2.4.5 工序汇总 (16)2.4.6 各工序尺寸公差的确定 (16)2.5产品所需模具 (16)3 落料拉深模设计 (20)3.1模具结构 (20)3.2确定其搭边值 (20)3.3确定排样图 (21)3.4材料利用率计算 (23)3.5凸、凹模刃口尺寸的确定 (24)3.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定 (24)3.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 (25)3.6落料拉深复合模冲压力 (26)3.6.1 落料部分冲压力 (26)3.6.2 拉深部分冲压力 (27)3.6.3 落料拉深复合模总冲压力 (28)3.7压力机选用 (28)3.8压力中心计算 (30)3.9落料拉深模主要零部件的结构设计 (30)3.9.2 落料凸模的结构设计 (32)3.9.3 落料卸料板设计 (33)3.9.4 凸凹模（落料凸模）固定板设计 (35)3.9.5 凸凹模（落料凸模）垫板设计 (35)3.9.6 拉深凹模的结构设计 (36)3.9.7 拉深凸模设计 (37)3.9.8 落料凹模垫板设计 (38)3.9.9 压边圈设计 (39)3.9.10 推件块设计 (40)3.10标准件确定 (41)3.10.1 模架确定 (41)3.10.2 弹顶器的确定 (41)3.10.3 上模螺钉确定 (42)3.10.4 上模销确定 (42)3.10.5 下模螺钉确定 (42)3.10.6 下模销确定 (43)3.10.7 模柄确定 (43)3.10.8 模柄上固定螺钉的确定 (43)3.10.9 推杆确定 (43)3.10.10 拉深凸模上固定螺钉的确定 (43)3.10.11 下模推杆的确定 (43)3.10.12 条料定位零件的设计 (44)3.11模具闭合高度、校验压力机 (44)4 切边模设计 (45)4.1模具结构 (45)4.2切边凸、凹模刃口尺寸的计算 (45)4.3切边模冲压力 (47)4.4压力机选用 (47)4.5压力中心计算 (48)4.6切边模主要零部件的结构设计 (48)4.6.1 切边凹模的结构设计 (48)4.6.2 切边凸模的结构设计 (50)4.6.3 切边凸模固定板设计 (50)4.6.4 切边凸模垫板设计 (51)4.6.5 定位柱设计 (52)4.6.6 推件块设计 (53)4.7标准件确定 (53)4.7.2 上模螺钉确定 (54)4.7.3 上模销确定 (54)4.7.4 下模螺钉确定 (54)4.7.5 下模销确定 (54)4.7.6 模柄确定 (54)4.7.7 圆废料切刀确定 (55)4.7.8 推杆确定 (55)4.7.9 模柄紧定螺钉的确定 (56)4.8模具闭合高度、校验压力机 (56)5 结论与展望 (57)5.1结论 (57)5.2不足之处及未来展望 (57)致谢 (58)参考文献 (59)1 绪论1.1 课题研究的目的和意义本课题研究的内容是冲压模具标准件参数化绘图系统研究—中间导柱参数化绘图尽管各类冲压模具的结构形式和复杂程度不同，组成模具的零件有多有少，但组成冲压模具的零部件仍主要包括二类零件：1、一类是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；2、一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对冲压模具完成工艺过程起保证作用，或对冲压模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。
而且无论是工艺零件还是结构零件，在其相同类别的零件中，它们的结构形态相似度很高，故许多企业在长期的生产过程中，经过经验总结，针对某一类零件，创建了冲压模具的标准件。
标准件的确立，为标准件参数化绘图提供了一个模板，在现实生产中发挥着重大的作用。
所谓冲压模具标准件的参数化绘图是指在冲压模具标准件的基础上的一种二次开发，它的主要工作原理是，将标准件的绘制过程录制并编辑成程序，同时建立相应的人机程序界面，然后在生产实践中修改标准件的参数，通过所编辑的程序形成所需要的零件。
冲压模具标准件参数化绘图系统的应用可使企业在生产过程中省略繁琐的绘图过程，节省大量的劳动时间，明显缩短产品的生产周期，提高工作效率，为提高企业的产品竞争力做出巨大贡献。
1.2 课题国内外研究概况1.2.1 国外模具发展概况高新技术在欧美模具企业得到广泛应用，欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。
将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。
1、CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。
在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。
在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%～89%。
PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。
应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。
应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。
数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。
30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。
经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。
CAE技术在欧美已经逐渐成熟。
在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。
CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE 技术后，试模时间减少了50%以上。
2、为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。
目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在 1.5万～3万r/min。
采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。
经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。