模具零件制造工艺编制培训
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对于一些精密模具或者结构复杂的模具，在进行毛坯 外形加工后也要安排一些热处理工序，及时消除因切削大 量金属后产生的内应力，减少零件内应力作 用不平衡的 程度，以便将零件的变形控制在最小的范围内。
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在进行毛坯的机械加工时，还应该正确选择刀具，采 用适当的切削方法。
在加工铸铁材料的毛坯时，可选用YG8、YG6、YG4等 硬质合金刀具材料；
根据被加工零件情况，在设计毛坯图时应注意两 方面问题。 1.毛坯的形状和尺寸
工艺人员在分析产品图纸后，应该对所负责设计 的工艺过程的那部分零件决定毛坯方案，
而后在编制工艺过程的同时，逐步决定毛坯尺寸 和形状，画出毛坯图。
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根据所采用的毛坯方案， 在原零件尺寸基础上 加上各表面在各工序所有的加工余量的总 和(总加工余量)，构成毛坯的初步形状，
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通常毛坯在进行机械加工前，应进行适当的热处理， 尤其是采用铸件毛坯时，若不先进行退火处理，则会因铸 造过程中产生的内应力分布不均匀造成机械加工后毛坯严 重变形从而使毛坯成为废品。
经过退火处理后，毛坯的组织均匀，硬度下降，既有 利于对材料性能的要求，又使切削加工变得容易进行。
在正常的情况下，毛坯的热处理是由毛坯的专业生产厂 来完成的，因此，在订购毛坯时应向毛坯生产厂提出这一 要求。
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2.4.3 毛坯加工
其选择主要取决于模具的使用条件和结构形式。
模具零件最常见的毛坯形式是锻件、型材、铸件等。
1 对于模具工作状态下的承载能力要求高，或者是模 具关键零件的结构形状不很复杂，采用锻造毛坯较合理。
2 模具的一些较次要的和结构形状简单的零件，采用 热轧圆钢、钢板或型材作为毛坯较合理。
加工合金钢毛坯时，可选用YT30、YT60、YT15和YG3硬 质合金刀具；
通孔，但当L/d>2时，或d<30mm时，只能做成盲孔(图2.7)。
图 2.6 锻件的拔模斜度
图 2.7 锻件纤维分布与预制孔
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(3)其他结构工艺性问题
为了加工方便而且能保证加工质量，可把两件或更多件零件组 成整图，采用整体毛坯，在圆弧部分加工完毕之后再切开。
有些小零件外形较简单，一个方向都是直母线(图2.8)，在设计 毛坯时可把若干件合成一个大毛坯，加工到合适的时候再切开。
2 毛坯的选择原则
应根据所用材料、零件结构、复杂程度、生产类型和本厂的生 产条件几个方面来决定。
此外，异型钢材、粉末冶金、工程塑料都在迅速推广，它们可 以制造小余量、无余量毛坯。有些精密铸造件，只需精加工即可成 为成品，有些根本不需要机械加工，即可直接装配在产品中使用。
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2.4.2 毛坯的结构工艺性
预制孔——为了减轻毛坯重量，减小机械加工量，带孔零 件的毛坯应制出预制孔，但小孔不便制出。
铸件的壁厚——壁厚均匀，转接处带圆角。为了便于液态 金属的流动，防止局部严重缩孔，铸件壁厚应均匀，并带圆角。
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图2.3 铸件壁厚和转接处形状
(a) 工艺性好；(b) 工艺性差 加强筋——为减轻铸件的重量，铸件结构往往有许多凹缺。但铸 铁性能较脆，所以在凹缺的地方应加上加强筋(图2.4)。
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a
b
图2.8 外形简单的小零件
为了减少工件装夹变形，对于薄壁类零件应考 虑多件合成一个毛坯，减少加工的装夹部位。
有些小型、精度较高的轴类零件，为了保证 各部分的位置精度，毛料需要加长，作为装夹用， 以免加工时调头装夹误差过大。
有些零件，如小型整体式刀具用作切削的部 位要用高速钢，刀柄部一般只用碳钢就可以了， 毛坯料应分成两部分，经对焊成一整体。
2.4 毛 坯 选 择
在编制工艺规程时，必须考虑毛坯方案，正 确选择毛坯，对降低生产成本作用较大。
2.4.1 毛坯的分类和选择原则 2.4.2 毛坯的结构工艺性 2.4.3 毛坯加工
2.4.1 毛坯的分类和选择原则
1 毛坯的分类
用以制造模具零件毛坯的有型材、型材焊接件、铸件、锻件四 类。铸造毛坯又分为砂型铸造、金属模铸造、压力铸造、精密铸造。 锻造毛坯又分为自由锻、普通模锻、精密模锻等。
3 对于单件结构复杂而不便于或不允许拆散拼装的， 或批量很大的模具，采用铸造毛坯较合理。
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模具毛坯外形的机械加工方法，通常是按照这些外形 表面的几何特征和质量要求来进行选择的。
旋转体表面，如圆柱面和圆锥面等，多在普通车床上 进行加工，平面多采用铣床和刨床加工，长而窄的平面采 用刨床加工效果更好。
在进行模具毛坯的加工时，由于外形表面粗糙不平整， 往往不便于装夹，因此，选择毛坯装夹面时，既要考虑对 加工质量的影响，又要考虑装夹的稳定性和可靠性。
毛坯加工机床的选择，主要考虑机床的生产效率、机 床动力、机床各部分的刚度和强度等。在这些条件得到满 足的情况下，机床应具备尽量高的精度等级，这是因为毛 坯外形表面加工时切除的金属量很大，而且这层被切除的 金属硬度较高。
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圆角和斜度——为了便于锻件成型，在转接处应有圆角；为便 于拔模，锻件的拔模方向表面应有斜度或锥度。一般上模部分斜度 或锥度大于下模部分斜度(图2.6)。
外形尽量简单平直，以便于制造模腔，便于锻件成型。 预制孔——锻件锻造后，金属内部的晶粒被压扁或拉长成纤维 状，增加了材料的强度。所以带孔零件最好预制孔，大孔可以制成
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图2.4 带加强筋的铸件
大型铸件上表面应尽量不采取水平位置——由于铸件上部容易 集中气孔、夹渣或充填不足等现象，大型铸件上表面面积较大，来自百度文库 好做成斜面，并把冒口放置在这一部位，以保证铸件质量(图2.5)。
a
b
图2.5 减速箱盖形状
(a) 不合理；(b) 合理
(2)锻件的结构工艺性 分模面——应放置在两个尺寸最大的，相互垂直的外廓尺寸所在 平面。因为模锻件有飞边，大都用整体(两块、最多三块)模坯，分模 面在最大外廓部位有利于拔模。
而后根据毛坯制造和零件机械加工所要求 的结构工艺性修改其形状，绘制毛坯图。
2.毛坯的结构工艺性
为了有利于毛坯成型、有利于机械加工，在设计毛坯时应 充分注意其结构工艺性。
(1)铸件的结构工艺性 分型面——一般取在制件中间部位截面较大处。由于液态 金属在冷凝过程中，缺陷、夹渣大部分都集中在上部，所以上 半部的加工余量比下半部略大些。
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在进行毛坯的机械加工时，还应该正确选择刀具，采 用适当的切削方法。
在加工铸铁材料的毛坯时，可选用YG8、YG6、YG4等 硬质合金刀具材料；
根据被加工零件情况，在设计毛坯图时应注意两 方面问题。 1.毛坯的形状和尺寸
工艺人员在分析产品图纸后，应该对所负责设计 的工艺过程的那部分零件决定毛坯方案，
而后在编制工艺过程的同时，逐步决定毛坯尺寸 和形状，画出毛坯图。
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根据所采用的毛坯方案， 在原零件尺寸基础上 加上各表面在各工序所有的加工余量的总 和(总加工余量)，构成毛坯的初步形状，
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通常毛坯在进行机械加工前，应进行适当的热处理， 尤其是采用铸件毛坯时，若不先进行退火处理，则会因铸 造过程中产生的内应力分布不均匀造成机械加工后毛坯严 重变形从而使毛坯成为废品。
经过退火处理后，毛坯的组织均匀，硬度下降，既有 利于对材料性能的要求，又使切削加工变得容易进行。
在正常的情况下，毛坯的热处理是由毛坯的专业生产厂 来完成的，因此，在订购毛坯时应向毛坯生产厂提出这一 要求。
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2.4.3 毛坯加工
其选择主要取决于模具的使用条件和结构形式。
模具零件最常见的毛坯形式是锻件、型材、铸件等。
1 对于模具工作状态下的承载能力要求高，或者是模 具关键零件的结构形状不很复杂，采用锻造毛坯较合理。
2 模具的一些较次要的和结构形状简单的零件，采用 热轧圆钢、钢板或型材作为毛坯较合理。
加工合金钢毛坯时，可选用YT30、YT60、YT15和YG3硬 质合金刀具；
通孔，但当L/d>2时，或d<30mm时，只能做成盲孔(图2.7)。
图 2.6 锻件的拔模斜度
图 2.7 锻件纤维分布与预制孔
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(3)其他结构工艺性问题
为了加工方便而且能保证加工质量，可把两件或更多件零件组 成整图，采用整体毛坯，在圆弧部分加工完毕之后再切开。
有些小零件外形较简单，一个方向都是直母线(图2.8)，在设计 毛坯时可把若干件合成一个大毛坯，加工到合适的时候再切开。
2 毛坯的选择原则
应根据所用材料、零件结构、复杂程度、生产类型和本厂的生 产条件几个方面来决定。
此外，异型钢材、粉末冶金、工程塑料都在迅速推广，它们可 以制造小余量、无余量毛坯。有些精密铸造件，只需精加工即可成 为成品，有些根本不需要机械加工，即可直接装配在产品中使用。
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2.4.2 毛坯的结构工艺性
预制孔——为了减轻毛坯重量，减小机械加工量，带孔零 件的毛坯应制出预制孔，但小孔不便制出。
铸件的壁厚——壁厚均匀，转接处带圆角。为了便于液态 金属的流动，防止局部严重缩孔，铸件壁厚应均匀，并带圆角。
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图2.3 铸件壁厚和转接处形状
(a) 工艺性好；(b) 工艺性差 加强筋——为减轻铸件的重量，铸件结构往往有许多凹缺。但铸 铁性能较脆，所以在凹缺的地方应加上加强筋(图2.4)。
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a
b
图2.8 外形简单的小零件
为了减少工件装夹变形，对于薄壁类零件应考 虑多件合成一个毛坯，减少加工的装夹部位。
有些小型、精度较高的轴类零件，为了保证 各部分的位置精度，毛料需要加长，作为装夹用， 以免加工时调头装夹误差过大。
有些零件，如小型整体式刀具用作切削的部 位要用高速钢，刀柄部一般只用碳钢就可以了， 毛坯料应分成两部分，经对焊成一整体。
2.4 毛 坯 选 择
在编制工艺规程时，必须考虑毛坯方案，正 确选择毛坯，对降低生产成本作用较大。
2.4.1 毛坯的分类和选择原则 2.4.2 毛坯的结构工艺性 2.4.3 毛坯加工
2.4.1 毛坯的分类和选择原则
1 毛坯的分类
用以制造模具零件毛坯的有型材、型材焊接件、铸件、锻件四 类。铸造毛坯又分为砂型铸造、金属模铸造、压力铸造、精密铸造。 锻造毛坯又分为自由锻、普通模锻、精密模锻等。
3 对于单件结构复杂而不便于或不允许拆散拼装的， 或批量很大的模具，采用铸造毛坯较合理。
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模具毛坯外形的机械加工方法，通常是按照这些外形 表面的几何特征和质量要求来进行选择的。
旋转体表面，如圆柱面和圆锥面等，多在普通车床上 进行加工，平面多采用铣床和刨床加工，长而窄的平面采 用刨床加工效果更好。
在进行模具毛坯的加工时，由于外形表面粗糙不平整， 往往不便于装夹，因此，选择毛坯装夹面时，既要考虑对 加工质量的影响，又要考虑装夹的稳定性和可靠性。
毛坯加工机床的选择，主要考虑机床的生产效率、机 床动力、机床各部分的刚度和强度等。在这些条件得到满 足的情况下，机床应具备尽量高的精度等级，这是因为毛 坯外形表面加工时切除的金属量很大，而且这层被切除的 金属硬度较高。
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圆角和斜度——为了便于锻件成型，在转接处应有圆角；为便 于拔模，锻件的拔模方向表面应有斜度或锥度。一般上模部分斜度 或锥度大于下模部分斜度(图2.6)。
外形尽量简单平直，以便于制造模腔，便于锻件成型。 预制孔——锻件锻造后，金属内部的晶粒被压扁或拉长成纤维 状，增加了材料的强度。所以带孔零件最好预制孔，大孔可以制成
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图2.4 带加强筋的铸件
大型铸件上表面应尽量不采取水平位置——由于铸件上部容易 集中气孔、夹渣或充填不足等现象，大型铸件上表面面积较大，来自百度文库 好做成斜面，并把冒口放置在这一部位，以保证铸件质量(图2.5)。
a
b
图2.5 减速箱盖形状
(a) 不合理；(b) 合理
(2)锻件的结构工艺性 分模面——应放置在两个尺寸最大的，相互垂直的外廓尺寸所在 平面。因为模锻件有飞边，大都用整体(两块、最多三块)模坯，分模 面在最大外廓部位有利于拔模。
而后根据毛坯制造和零件机械加工所要求 的结构工艺性修改其形状，绘制毛坯图。
2.毛坯的结构工艺性
为了有利于毛坯成型、有利于机械加工，在设计毛坯时应 充分注意其结构工艺性。
(1)铸件的结构工艺性 分型面——一般取在制件中间部位截面较大处。由于液态 金属在冷凝过程中，缺陷、夹渣大部分都集中在上部，所以上 半部的加工余量比下半部略大些。