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第4章 模具典型零件的加工工藝,4.1 外圓柱面的加工方法,模架的主要作用是安裝模具的工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件，并保證模具的工作部分在工作時(shí)間內(nèi)具有正確的相對(duì)位置。模架一般由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件組成。,目前沖壓模模架大都為標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)模架按照導(dǎo)向裝置的不同可以分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架。 滑動(dòng)導(dǎo)向模架按照導(dǎo)柱在模座上的固定位置不同，又可分為對(duì)角導(dǎo)柱模架、 中間導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架,4.1.1 沖壓模模架的加工,4.1 模架的加工,1．上、下模座的加工,（1）上、下模座的技術(shù)要求 1）上、下模座的鑄件毛坯上的氣孔、砂眼、縮孔、裂紋等缺陷必須去除，并進(jìn)行時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力。 2）模座上、下平面的平行度公差必須符合表4－1的規(guī)定。,3）上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的孔距應(yīng)一致，導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線與模座上、下平面的垂直度公差不超過(guò)100：0.01。 4）模座上、下平面及導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的表面粗糙度Ra為1.60～0.40μm，其余面為6.3～3.2μm。,在上、下模座的加工述工藝路線中，模座毛坯經(jīng)過(guò)刨（或銑）削加工后，為了保證模座上、下表面的平面度和表面粗糙度，必須在平面磨床上磨削模座上、下平面。以磨好的平面為基準(zhǔn)，進(jìn)行導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的加工，這樣才能保證孔與模座上、下平面的垂直度。,鏜孔工序可以在專用鏜床、坐標(biāo)鏜床、雙軸鏜床上進(jìn)行，為了保證上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔距一致，在鏜孔時(shí)可以將上、下模座重疊在一起，一次裝夾，同時(shí)鏜出導(dǎo)柱、導(dǎo)套的安裝孔。,2．導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工,（1）導(dǎo)柱、導(dǎo)套的技術(shù)要求 1）為了保證良好的導(dǎo)向作用，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)小于凸、凹模之間的間隙，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙一般采用H7/h6，精度要求很高時(shí)為H6/h5。導(dǎo)柱與下模座孔，導(dǎo)套與上模座孔采用H7/r6的過(guò)盈配合。,2）導(dǎo)柱和導(dǎo)套的工作部分的圓度公差應(yīng)滿足： 當(dāng)直徑d≤30mm時(shí)，圓度公差不大于0.003mm；當(dāng)直徑d＞30～60mm時(shí)，圓度公差不大于0.005mm；當(dāng)直徑d≥60mm時(shí)，圓度公差不大于0.008mm。,（2）導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工工藝路線 1）導(dǎo)柱的加工工藝路線 對(duì)于圖4－3（a）所示的導(dǎo)柱，采用如表4－4所示的加工工藝路線。 導(dǎo)柱的心部要求韌性好，材料一般選用20號(hào)低碳鋼。 在導(dǎo)柱加工過(guò)程中，外圓柱面的車(chē)削和磨削以兩端的中心孔定位，使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合。,2）導(dǎo)套的加工工藝路線 對(duì)于圖4－3（b）所示的導(dǎo)套，采用如表4－5所示的加工工藝路線。 熱處理后磨削導(dǎo)套時(shí)可采用以下方法： 單件生產(chǎn)中，在萬(wàn)能外圓磨床上，利用三爪卡盤(pán)夾持零件的外圓柱面，一次裝夾后磨出零件的內(nèi)、外圓柱面。 批量生產(chǎn)中，可先磨內(nèi)孔，再把導(dǎo)套裝在專門(mén)設(shè)計(jì)的錐度心軸上，借助心軸和導(dǎo)套間的摩擦力帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，來(lái)磨削外圓柱面。,注射模模架也可以選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，如大型注射模模架（GB/T12555－1990）、中小型注射模模架（GB/T12556－1990）。,4.1.2 注射模模架的加工,1．注射模的結(jié)構(gòu)組成,根據(jù)注射模各組成零件與塑料的接觸情況，可以將其分為成形零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。 （1）成型零件 成型零件是指與塑料接觸并構(gòu)成模腔的模具零件。 （2）結(jié)構(gòu)零件 結(jié)構(gòu)零件是指除了成型零件以外的模具零件。,2．注射模模架的加工,（1）模架的技術(shù)要求 模架組合后其安裝基準(zhǔn)面應(yīng)保持平行. 導(dǎo)柱、導(dǎo)套和復(fù)位桿等零件裝配后要運(yùn)動(dòng)靈活、無(wú)阻滯現(xiàn)象。 模具主要分型面閉合時(shí)的貼合間隙值應(yīng)符合模架精度要求： Ⅰ級(jí)精度模架為0.02mm；Ⅱ級(jí)精度模架為0.03mm；Ⅲ級(jí)精度模架為0.04mm。,（2）模架零件的加工 模架的基本組成零件有：導(dǎo)柱、導(dǎo)套和各種模板。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，與冷沖模架的導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工相類似。 各種模板主要是平面加工和孔系加工。對(duì)模板進(jìn)行平面加工時(shí)，應(yīng)特別注意防止變形，保證裝配時(shí)有關(guān)結(jié)合平面的平面度、平行度和垂直度要求。,動(dòng)、定模板上導(dǎo)柱、導(dǎo)套的安裝孔，精度要求較高時(shí)，可采用坐標(biāo)鏜床、雙軸鏜床或數(shù)控坐標(biāo)鏜床進(jìn)行加工，如果精度要求較低且無(wú)上述設(shè)備時(shí)，也可在臥式鏜床或銑床上，將動(dòng)、定模板重疊在一起，一次裝夾，同時(shí)鏜出導(dǎo)柱、導(dǎo)套的安裝孔。,3、其它結(jié)構(gòu)零件的加工 （1）澆口套的加工 澆口套一般采用碳素工具鋼T8A制造，局部熱處理，硬度在HRC57左右。 澆口套的錐孔小，其小端直徑一般為3～8mm，加工較困難。同時(shí)還應(yīng)保證澆口套錐孔與外圓柱面同軸，以便在模具安裝時(shí)使?jié)部谔着c注射機(jī)的噴嘴對(duì)準(zhǔn)。,（2）側(cè)型芯滑塊的加工 當(dāng)注射成型帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑料制品時(shí)，模具必須帶有側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 側(cè)型芯滑塊的材料常采用45鋼或碳素工具鋼，導(dǎo)滑部分可以局部或全部淬硬，硬度為HRC40～45。,凸模和凹模是沖裁模的主要工作零件，凸模的刃口輪廓和凹模的型孔，有著較高的加工要求。,圓形凸模結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，圓形凸模的加工比較簡(jiǎn)單，其工藝路線一般為：毛坯→車(chē)削加工（留磨削余量）→熱處理→磨削。,4.2.1 沖裁凸模的加工,1．圓形凸模的加工,2．非圓形凸模的加工,（1）壓印銼修 壓印銼修是一種鉗工加工方法。壓印時(shí)，在壓力機(jī)上將粗加工后的凸模毛坯垂直壓入已淬硬的凹模型孔內(nèi)。通過(guò)凹模型孔的擠壓和切削作用，凸模毛坯上多余的金屬被擠出，并在凸模毛坯上留下了凹模的印痕，鉗工按照印痕銼去毛坯上多余的金屬，然后再壓印，再銼修，反復(fù)進(jìn)行，直到凸模刃口尺寸達(dá)到圖樣要求為止。,（2）仿形刨床切削加工。 仿形刨床主要用于加工刃口輪廓由圓弧和直線組成的形狀復(fù)雜的帶有臺(tái)肩的凸模和型腔冷擠壓沖頭。加工表面粗糙度Ra＝1.6～0.8μm，尺寸精度可達(dá)0.02mm。刨削前，毛坯各表面先在普通機(jī)床上加工，然后在端面上劃出刃口輪廓線，按線銑削加工，留單邊刨削余量0.2～0.3mm，在仿形刨床上精加工，并留研磨余量0.01～0.02mm。,（3）電火花線切割加工 如圖4－21所示的凸模的電火花線切割工藝過(guò)程如下： 1）準(zhǔn)備毛坯，將圓形棒料鍛造成六面體，并進(jìn)行退火處理。 2）在刨床或銑床上加工六面體的六個(gè)面。 3）鉆穿絲孔。 4）鉆孔、攻螺紋，加工出固定凸模用的兩個(gè)螺釘孔。,5）將工件進(jìn)行淬火、回火處理，要求表面硬度達(dá)到HRC 58～HRC 62。 6）磨削上、下兩平面，表面粗糙度Ra＜0.8μm 。 7）去除穿絲孔內(nèi)雜質(zhì)，并進(jìn)行退磁處理。 8）線切割加工凸模。 9）研磨。線切割加工后，鉗工研磨凸模工作部分，使工作表面粗糙度降低。,（4）成形磨削 成形磨削是目前常用的加工凸模的最有效方法。用萬(wàn)能夾具成形磨削凸模的工藝要點(diǎn)是： 1）應(yīng)選擇合適的直角坐標(biāo)系，一般取零件的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系為工藝坐標(biāo)系。 2）將形狀復(fù)雜的凸模刃口輪廓?jiǎng)澐殖蓴?shù)個(gè)直線段和圓弧段，然后依次磨削。,3）成形磨削時(shí)，凸模不能帶凸肩。當(dāng)凸模形狀復(fù)雜，某些表面因砂輪不能進(jìn)入無(wú)法直接磨削時(shí)，可考慮將凸模改成鑲拼結(jié)構(gòu)。 4）選擇回轉(zhuǎn)中心，依次調(diào)整回轉(zhuǎn)中心與夾具中心重合。,（1）在多孔沖裁?；蚣?jí)進(jìn)模中，凹模上孔系的位置精度通常要求在（0.01～0.02）mm以上，加工較困難。 （2）凹模在鏜孔時(shí)，孔與外形有一定的位置精度要求，加工時(shí)要求準(zhǔn)確確定孔的中心位置，這給加工帶料很大難度。,4.2.2 沖裁凹模的加工,1．沖裁凹模的工藝特點(diǎn),（3）凹模型孔加工的尺寸往往直接取決于刀具的尺寸，因此刀具的尺寸精度、剛度及磨損將直接影響內(nèi)孔的加工精度。 （4）凹模型孔加工時(shí)，切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑、散熱條件差，加工精度和表面質(zhì)量不容易控制。,2．沖裁凹模的加工方法,凹模型孔為單個(gè)圓孔或一系列圓孔（孔系）時(shí)，加工方法在第二章已經(jīng)敘述，這里不再重復(fù)。下面主要介紹凹模非圓形型孔的加工方法。 非圓形型孔的加工比較復(fù)雜，首先要去除非圓形型孔中心的廢料，然后進(jìn)行精加工。非圓形型孔的凹模通常是將毛坯鍛造成矩形，加工各平面后進(jìn)行劃線，再將型孔中心的余料去除而成的。,當(dāng)凹模尺寸較大時(shí)，也可以用氧－乙炔火焰氣割的方法去除型孔內(nèi)部的廢料。切割時(shí)型孔應(yīng)留足加工余量。切割后的模坯應(yīng)進(jìn)行退火處理，以便進(jìn)行后續(xù)加工。 去除余料后，生產(chǎn)中常用的型孔精加工加工方法有壓印銼修、仿形銑削、電火花線切割和電火花加工。,4.3 塑料模型腔的加工,塑料模型腔作用是形成制件外形表面，要求尺寸精度高，表面粗糙度小，而且一般形狀也比較復(fù)雜，因此型腔的加工是制造的難點(diǎn)。,型腔的加工方法有以下六種： 1、采用通用機(jī)床加工 2、采用仿形銑床加工 3、采用電火花加工 4、采用電火花線切割加工 5、采用冷擠壓法加工 6、精密鑄造法,4.3.1 型腔的加工,模具型腔在機(jī)械加工后表面會(huì)留下刀痕，或經(jīng)過(guò)電火花加工后表面會(huì)留下一層硬化層。型腔表面的刀痕或硬化層需要拋光去除。拋光加工的質(zhì)量不僅影響模具的使用壽命，而且影響制件表面光澤、尺寸精度。,4.3.2 型腔的拋光,（1）手工拋光 1）用砂紙拋光 2）用油石拋光 （2）機(jī)械拋光 1）圓盤(pán)式磨光機(jī) 2）電動(dòng)拋光機(jī) （3）電解修磨拋光 （4）超聲波拋光,