模具零件的机械加工.doc

第二章 模具零件的机械加工 模具零件的形状多种多样，精度要求通常比较高。在加工过程中需要使用各种机械加工方法。所谓机械加工方法就是指由机床带动刀具及工件做切削运动，从而切除材料，最终获得所需要的形状和尺寸的方法。机械加工法的主要特点是使用刀具去除材料，被切除的材料则变成切屑。 机械加工方法主要包括车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削等加工手段，这些加工手段中广泛地应用了数控技术，本章着重介绍普通机床的切削加工，数控机床的加工将在后面章节中介绍。 根据模具设计的结构要求不同和工厂的设备条件，普通机床进行的模具的机械加工大致有以下几种情况： (1) 普通机床切削加工机床+钳工修配：用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工修配，装配成各种模具。这种加工方式，工件上被加工表面的形状、尺寸多由钳工划线来保证，对工人的技术水平要求较高，劳动强度大，生产效率低，模具制造周期长，成本高。一般在设备条件较差、模具精度要求低的情况下采用；也可能在从事模具加工的小作坊采用。 (2) 普通机床切削加工机床+精密切削机床：孔位精度要求高的模具零件，只用普通机床加工难以保证高的孔位精度，因而需要采用精密机床进行加工孔，用普通机床加工其他表面。用于模具加工的精密机床有坐标镗床、坐标磨床等，这些设备多用于加工固定板上的凸模固定孔，模座上的导柱和导套孔，某些凸模和凹模的刃口轮廓。 (3) 普通机床切削加工机床+数控机床：对于模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工，为了使加工更趋自动化，减少钳工修配的工作量，需采用数控机床(如数控铣床、加工中心、数控磨床、电火花成形、电火花线切割机床等设备)加工模具零件的工作表面，而使用普通机床加工其他表面。由于数控加工对工人的操作技能要求低，成品率高，加工精度高，生产率高，节省工装，工程管理容易，对设计更改的适应性强，可以实现多机床管理等一系列优点，因此，对实现机械加工自动化，使模具生产更加合理、省力，改变模具机械加工的传统方式具有十分重要的意义，是今后模具加工的必然发展方向。 用机械加工方法制造模具，在工艺上要充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的不同要求，采用合理的加工方法和工艺路线，尽可能通过加工设备来保证模具的加工质量，提高生产效率和降低成本。要特别注意，在设计和制造模具时，不能盲目追求模具的加工精度和使用寿命，应根据模具所加工制件的质量要求和产量，确定合理的模具精度和寿命，否则就会使制造费用增加，经济效益下降。 2.1 车削加工 1．车削加工的特点及应用 车削加工是在车床上利用车刀对工件的旋转表面进行切削加工的方法。车削加工时，，，，IT6～IT8，Ra1.6～0.8μm; 精车时，IT6～IT5，Ra0.4～0.1 μm。 车削加工的特点是：加工范围广，适应性强，不但可以加工钢、铸铁及其合金，还可以加工铜、铝等有色金属和某些非金属材料，不但可以加工单一轴线的零件，采用四爪卡盘或花盘等装置改变工件的安装位置，也可以加偏心件; 生产率高；刀具简单，其制造、刃磨和安装都比较方便。由于上述特点，车削加工无论在单件、小批，还是大批大量生产以及在机械的维护修理方面， 车床(Lathe)的种类很多，按结构和用途可分为卧式车床、立式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动车床、仪表车床和数控车床等。其中卧式车床应用最广，是其他各类车床的基础。常用的卧式车床有C6132A，C6136，C6140等几种。 3、加工案例 如图2-1所示的冲压凸模，材料为T8，热处理要求为淬火、回火，硬度58～62HRC 图2-1 该零件的加工过程如下： （1）下料：锯床上锯断 （2）锻：锻成φ28× 38 （3）热处理：退火 （4）车：车端面及中心孔；双顶尖装夹，车D、d面留单面磨削余量0.3mm （5）检验 （6）热处理：淬硬HRC58~62 （7）研磨：中心孔 （8）磨：磨外圆D及d至尺寸 （9）线切割：两端顶尖孔处 （10）检验 由于该零件形状属回转体形，其加工手段以车削加工为主，辅以其他精加工手段。 2.2 铣削加工 1．铣削加工的范围及其特点 1) 铣削加工的范围 铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工，IT9～IT7，Ra6.3～1.6μm。 由于铣削方式、铣刀类型和形状的多样性，“分度头”、“圆形工作台”等附件，，， 铣削加工的特点具体如下： (1) 生产率较高:铣刀为多齿刀具，在铣削时，由于同时参加切削的切削刃数量较多，切削刃作用的总长度长，因而铣削的生产率较高，有利于切削速度的提高。 (2) 铣削过程不平稳：由于铣刀刀齿的切入和切出，使同时参加工作的切削刃数量发生变化，致使切削面积变化较大，切削力产生较大的波动，容易使