模具概論 第2版 蘇偉 第4章

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1、第4章模具的制造毛坯的種類及特點4.1模具的機械加工4.2模具的特種加工4.3模具的其他加工4.4快速原型制造4.5模具表面的精飾加工4.61．理解常見模具毛坯的種類和特點2．學(xué)會毛坯的選用原則3．了解模架和凸模的加工4．了解模具常見特種加工及加工特點5．了解陶瓷型鑄造成形、擠壓成形、超塑成形、激光加工、超聲波加工的加工特點6．學(xué)會常見快速成形制造方法及應(yīng)用知識目標(biāo)技能目標(biāo)1．了解各種模具的制造方法隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在模具制造中出現(xiàn)了許多先進的加工工藝方法，可以滿足各種復(fù)雜型面模具零件的加工需求。模具制造應(yīng)根據(jù)模具設(shè)計要求和現(xiàn)有設(shè)備及生產(chǎn)條件，恰當(dāng)?shù)剡x用模具的加工方法

2、。本章主要介紹常見模具毛坯的種類、加工方法，了解模具生產(chǎn)的一般原理和模具加工的一些特殊方法及特點。根據(jù)模具的設(shè)計圖樣（包括裝配圖樣和零件圖樣）中的模具構(gòu)成、零件的結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)要求，制造完成一副完整模具的工藝過程一般可分為：①毛坯外形的加工；②工作型面的加工；③模具標(biāo)準(zhǔn)零部件的再加工；④模具裝配。其完整的制造工藝過程，如圖4-1所示。圖4-1模具加工與裝配工藝過程框圖4.1毛坯的種類及特點在模具生產(chǎn)中，坯料（毛坯）的加工與制造是由原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返纳a(chǎn)過程的第一步。模具壽命的長短，質(zhì)量的好壞，在很大程度上都取決于所選擇的毛坯。因此，毛坯的種類和制造方法的選擇，需根據(jù)生產(chǎn)

3、類型和具體生產(chǎn)條件，并注意充分利用新技術(shù)、新工藝、新材料以便降低成本，提高質(zhì)量。4.1.1毛坯的種類及特點模具零件毛坯的種類及特點見表4-1。表4-1毛坯的種類及特點4.1.2選擇毛坯的原則選擇毛坯要根據(jù)下列各影響因素綜合考慮。1．零件材料的工藝性、組織和力學(xué)性能零件材料的工藝性是指材料的鑄造和鍛造等性能，所以零件的材料確定后其毛坯已大體確定。例如，當(dāng)材料具有良好的鑄造性能時，應(yīng)采用鑄件作毛坯。如模座、大型拉深模零件，其原材料常選用鑄鐵或鑄鋼，它們的毛坯制造方法也就相應(yīng)地被確定了。2．零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸零件的形狀尺寸對毛坯選擇有重要影響。例如對階梯軸，如果各臺階直徑相

4、差不大，可直接采用棒料作毛坯，使毛坯準(zhǔn)備工作簡化。如果階梯軸各臺階直徑相差較大，宜采用鍛件作毛坯，以節(jié)省材料和減少機械加工的工作量。在這里鍛造的目的在于獲得一定形狀和尺寸的毛坯。選擇毛坯應(yīng)考慮零件的生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)宜采用精度高的毛坯，并采用生產(chǎn)率比較高的毛坯制造工藝，如模鍛、壓鑄等；當(dāng)零件產(chǎn)量較小時，可選用自由鍛造毛坯。用于毛坯制造的工裝費用可通過減少毛坯材料消耗和降低機械加工費用來補償。模具生產(chǎn)屬于單件小批生產(chǎn)，可采用精度低的毛坯，如自由鍛造和手工造型鑄造的毛坯。對于大型零件可以選擇精度較低的自由鍛造毛坯，而對于中小型零件應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)模鍛毛坯。3．生產(chǎn)類型4．工廠生

5、產(chǎn)條件選擇毛坯應(yīng)考慮毛坯制造車間的工藝水平和設(shè)備情況，同時應(yīng)考慮采用先進工藝制造毛坯的可行性和經(jīng)濟性。如中小工廠其鍛壓設(shè)備能力較差，或根本沒有鍛壓設(shè)備，在不影響零件質(zhì)量及性能的情況下，盡量選用型材毛坯加工，但應(yīng)該注意提高毛坯的制造水平。4.2模具的機械加工4.2.1模架的加工模架的主要作用是用于安裝模具的其他零件，并保證模具的工作部分在工作時具有正確的相對位置，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化（GB/T2851—90、GB/T2852—90）。常見的滑動導(dǎo)向模架，如圖4-2所示，盡管其結(jié)構(gòu)各不相同，但它們的主要組成零件上模座、下模座都是平板形狀（故又稱上模板、下模板），模架的加工主要

6、是進行平面及孔系加工。圖4-2冷沖模模架1—上模座2—導(dǎo)套3—導(dǎo)柱4—下模座1．導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工圖4-3所示分別為冷沖模標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套。它們在模具中起定位和導(dǎo)向作用，保證凸、凹模在工作時具有正確的相對位置。為了保證良好的導(dǎo)向，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在裝配后應(yīng)保證模架的活動部分移動平穩(wěn)。所以在加工中除了保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合表面的尺寸和形狀精度外，還應(yīng)保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求。圖4-3導(dǎo)柱和導(dǎo)套為提高導(dǎo)柱、導(dǎo)套的硬度和耐磨性并保持較好的韌性，導(dǎo)柱和導(dǎo)套一般選用低碳鋼（20鋼）進行滲碳、淬火等熱處理，也可選用碳素工具鋼（T10A）淬火處理，淬火硬度HRC58～62。構(gòu)成導(dǎo)柱

7、和導(dǎo)套的基本表面都是回轉(zhuǎn)體表面，按照圖4-3所示的結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計要求，可以直接選用適當(dāng)尺寸的熱軋圓鋼作毛坯。導(dǎo)柱和導(dǎo)套主要是進行內(nèi)、外圓柱面加工，獲得不同精度和表面粗糙度要求的外圓柱和內(nèi)孔的加工方案很多。導(dǎo)柱加工時，外圓柱面的車削和磨削都是以兩端的中心孔定位，這樣可使外圓柱面的設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合，并使各主要工序的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，易于保證外圓柱面間的位置精度和使各磨削表面都有均勻的磨削余量。由于要用中心孔定位，所以首先應(yīng)加工中心孔，為后續(xù)工序提供可靠的定位基準(zhǔn)。中心孔的形狀精度和同軸度直接影響加工質(zhì)量，特別是加工高精度的導(dǎo)柱，保證中心孔與