冲压模具设计与制造-模具制造工艺

《冲压模具设计与制造》
第十章
模具制造工艺
§10.1 模架制造工艺
第一节
模架制造工艺
一.导套类零件加工工艺
§10.1 模架制造工艺 1.结构工艺性分析
该零件是典型的套类零件，其特点是主要的构成表面为内外表
为具有同轴度要求的回转表面，长度一般大于直径，零件的壁厚 较薄，加工中容易变形。主要加工方法为钻、镗、车、磨。
(4) 技术关键及其采取的措施
a. 外圆柱对内孔径向跳动要求高，以非配合外圆柱面定位夹紧，
一次装夹磨削内孔、外圆柱。但此方法调整机床频繁，辅助时间 长，生产效率低，仅适用于单件生产。 b. 利用内圆柱面采用锥度心轴限位，以心轴两端中心孔定位磨 削外圆柱面。此方法操作简便，生产效率高，质量稳定可靠，但
§10.2 凸、凹模零件的加工
二.凹模加工工艺
§10.2 凸、凹模零件的加工 1.工艺路线
备料(锻造)→铣削六方→磨两平面→钳工：划线、加工螺纹孔、 钻销孔和型孔的穿丝孔→热处理→精磨六面→线切割销孔、型孔 (电火花穿孔成形加工)→研磨刃口→检验、防锈、入库
2.凹模的工艺过程
(1) 备料 材料为Gr12，毛坯尺寸为105mm×105mm×35mm。 a. 下料 将轧制的板料在锯床上切断 b. 锻造 应进行锻造后退火处理以消除内应力。
3.技术要求分析
(1) 加工方案
粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨。
(2) 定位基准的选择
工件的中心孔作为定位基准，符合基准重合和基准统一原则
(3) 工件的热处理
粗加工→半精加工→渗碳→淬火→低温回火→精加工。
§10.1 模架制造工艺
工序号 0 工序名称 下料 车 下料 215×φ35 1：车端面打中心孔 2：粗车外圆φ33mm 3：车另一端,打中心孔,保证总长 4：粗车外圆φ33mm 外圆表面 车床 工序内容 定位基准 设备
(7) 线切割 线切割型孔和两销孔，符合图样。 (8) 研磨 手工精研刃口。 (9) 检验工件尺寸、对工件进行防锈处理、入库。
§10.2 凸、凹模零件的加工
三.凸凹模加工工艺
1.凸凹模的工艺路线
备料(锻造)→铣削六方→平磨→钳工划线→粗铣型面→钻 孔→热处理→磨端面、磨型孔、磨型面→检验、入库
§10.2 凸、凹模零件的加工 2.凸凹模的工艺过程
§10.1 模架制造工艺
(3) 光整加工
a. 研磨 在研磨工具与被研磨表面之间加入研磨剂，并施加一 定压力，对加工表面进微量磨削，从而加工出形状和尺寸精度较
高表面粗糙度值较低的表面。可分为湿研、干研和抛光。
b. 高精度磨削 表面粗糙度Ra<0.16。使用的砂轮的硬度特别的 软，且磨削量小；可以修正上一道工序留下的形状误差和位置误
(1) 备料 材料为Gr12，毛坯尺寸为50mm×50mm×68mm。 a. 下料 用轧制的板料在锯床上切断
b. 锻造 应进行退火处理，以消除锻造后的内应力。
(2) 铣削 铣削六面。每面留磨削余量0.2mm。
(3) 平磨 磨削六面，两端面磨光，保证六面垂直。
(4) 划线 按图样划线。 (5) 铣削 a. 以周边为基准，钻φ9.5mm；钻φ12mm。 b. 粗铣型面，周边留磨削余量0.2mm，铣台阶圆弧面到尺寸。
加工的加工方法，通常在外圆磨床上完成，尺寸精度IT6～IT7： 表面粗糙度Ra(0.08～0.1)。 b.无心磨削 一种生产率极高的磨削加工方法，工件加工时的定 位方法是采用自为基准的原则，也就是利用外圆表面本身作为定
位基准。
c. 砂带磨削削 用涂满砂料的环形带状布作为切削工具的一种加 工方法，加工效率高,，加工精度低。
需要制造专用机床夹具，适用于成批生产。
§10.1 模架制造工艺
工序号 0
工序名称 生产准备 车削
工 序 内
容
定位基准
设备 卧式车床
下料φ52×118 mm
1：车端面 2：车φ48和φ45外圆表面 3：钻孔φ15mm 4：切总长为114 mm 1：车另一端面保证总长为113mm 2：车内孔φ30H7 3：半精车内孔φ32H7 渗碳层深：1.15-1.55mm 1：车端面，切除1.5 mm厚度 2：车外圆φ48 3：车内槽R1.5×0.8,倒圆. 1：车另一端面,保持总长 110 mm 2：粗、半精车φ45r6 3：切槽3x1 4：倒角3°，车内孔φ33，倒内角1×45 ° 外圆 外圆
(5) 锪孔
在已加工的孔的基础上加工出圆柱形和锥形沉头孔以及端面凸
台。
§10.1 模架制造工艺
(6) 铰孔
主要用于中小孔的精加工和半精加工，加工精度IT6~IT9，Ra
值(3.2~0.2)。
(7) 内圆磨削加工 (8) 镗孔 (9) 珩磨、研磨、滚压内圆 (10) 一般精度的孔系加工
常用的加工方法是坐标镗削加工，同轴度(0.008~0.006)， 孔距 极限偏差(0.008~0.004)，定位精度(0.012~0.002)。
§10.1 模架制造工艺
(11) 高精度系列圆孔的加工
加工机床一般采用数控坐标磨床。
(12) 矩形孔的加工
对于不通的盲孔：粗加工采用铣削加工，精加工采用电火花精
修，或成型磨削加工。
对于通孔，可采用线切割直接成型，或采用铣削加工成型，精 加工采用磨削加工方法。
(13) 异形孔加工方法
通孔采用线切割加工成形，对于盲孔一般采用电火花加工或铣
c. 精车 加工余量约 (0.5~0.8), 尺寸精度IT7~IT8；表面粗糙度 Ra(1.6~3.2)。 d. 精细车 加工余量小于0.3, 尺寸精度IT6~IT7；表面粗糙度 Ra(0.32~1.25)。
§10.1 模架制造工艺
(2) 磨削加工
a. 中心磨削 用圆柱形零件的中心孔作为定位基准进行外圆磨削
削加工成形。
§10.1 模架制造工艺
§10.1 模架制造工艺
3.结构工艺性分析
主要的加工表面是平面和孔的加工。平面的加工可以用刨削、
铣削和磨削，孔的加工方法可以采用钻、镗或扩、铰或铣、磨等
4.技术要求分析
(1) 加工方案
上下平面：粗刨(或粗铣)→精刨(或精铣)→平面磨削。 孔：钻→粗镗→半精镗→精镗。 如果孔间的位置精度要求不高，采用钻→扩→铰的加工方案。
§10.1 模架制造工艺 2.模板类零件的加工方法
(1) 刨削加工
刨削加工一般用于单件或小批量生产，加工精度IT9~IT7，表 面粗糙度值Ra(12.5~1.6)，故一般用于粗加工，生产率低。
(2) 铣削加工
由铣刀作圆周旋转运动，工件随工作台作直线进给运动，二者 协调配合，完成铣削加工。加工精度IT6~IT8，Ra(12.5~0.63)，可 以用作半精加工和精加工工序，生产率较高。
(3) 平面磨削加工
§10.1 模架制造工艺
(3) 钻孔
加工精度IT10~12；粗糙度Ra(50~12.5)，由于加工精度不高，
故主要用于加工要求不高的孔或精加工孔的预孔。
(4) 扩孔
对已有的孔进行再加工扩大孔径，精度IT9~IT10，粗糙度 Ra(12.5~6.5)。扩孔通常作为铰孔前的预加工工序或者精度要求 不高的孔的最终加工工序。
上下平面互为基准 立式铣床 上下平面互为基准 平面磨床 立式铣床
去毛刺;锉侧面,圆弧过度;划孔位线 （φ32，φ45孔） 1：先钻孔φ15 2：粗镗,半精镗,精镗孔φ32,φ45 铣上模座半圆弧横槽R2.5深2.5 上下平面及侧面 上下平面及侧面 坐标镗床
40
45 50
钳工
检验 表面清理油封
去毛刺；钳工加工4-M14孔
差，生产率高；机床的精度高。
c. 超精加工 工件作低速的旋转运动，磨头在作轴向进给的同 时还作高频的往复振动。 d. 滚压加工 采用高硬度滚压工具对工件表面施加一定的压力， 使表层金属产生塑性变形，改变表层的物理力学性能。
§10.1 模架制造工艺源自§10.1 模架制造工艺 2.结构工艺性分析
主要表面为两段圆柱表面、沟槽，加工方法为车削和磨削。
§10.2 凸、凹模零件的加工
第二节
一.凸模加工工艺
凸、凹模零件的加工
1.工艺路线
备料→粗车→热处理→磨外圆、磨端面→检验、入库。
§10.2 凸、凹模零件的加工 2.凸模的工艺过程
(1) 备料 材料为Gr12，φ15×75mm，将轧制的圆棒在锯床上切断 。 (2) 车削 粗车，加工顶尖孔，留磨削余量0.5mm。 (3) 热处理 淬火、回火，保证硬度在58～62HRC。 (4) 磨外圆 用顶尖顶两端磨外圆，刃口端磨光并保留工艺顶针凸 台，其余磨至图样要求。 (5) 磨端面去除工艺顶尖孔并磨平，保证总长度符合图样要求。 (6) 检验工件尺寸、对工件进行防锈处理、入库。
(2) 定位基准的选择
选用上(或下)表面作为主要的定位表面，外加两侧面定位。
§10.1 模架制造工艺
(3) 工件的热处理
为了防止加工后工件变形，应采用时效处理，以消除内应力。
(4) 关键技术及主要措施
a. 为了保证上下平面之间的平行度要求，定位基准采用互为基 准的原则，磨削加工来保证； b. 为了保证孔与平面之间的垂直度，采用平面定位，利用坐标 镗床镗孔或专用镗床加工； 将上下模座重叠在一起，采用一次装夹同时镗孔，或采用加工中
§10.1 模架制造工艺
二.导柱类零件加工工艺
1.圆柱形零件的加工方法
(1) 车削加工
a. 粗车 去除工件上大部份加工余量和表层硬皮，加工余量约 (1.5~2)，加工后的尺寸精度IT11~IT13，表面粗糙度Ra(50~12.5) b. 半精车 进一步减少加工余量，减小表面粗糙度，加工余量
约 (1.5~0.8)，加工尺寸精度IT8~IT10；表面粗糙度Ra(6.3~3.2) 。
c. 为了保证上下模座孔的同轴度要求以及孔间的位置精度要求，