模具制造技术复习资料.docx

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模具制造技术复习资料

Ø模具制造的特点：

制造质量要求高，形状复杂，材料硬度高，单件生产；

Ø模具加工方法：

机械加工（车铣刨钻磨），电加工（电火花成型，电火花线切割，电解），化学腐蚀加工，铸造法，塑性挤压法，快速原型和快速制模；

Ø车削：

在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动进行切削加工的方法；用于加工回转面及端面、切断、切槽、车螺纹、钻孔、铰孔、镗孔；精度IT6~IT8，Ra1.6~0.8um.

Ø铣削：

在铣床上利用旋转刀具对工件切削加工的方法；用于加工平面、台阶面、沟槽、成形表面；精度IT8~IT10,Ra1.6~0.8um；铣斜面：

倾斜工件铣斜面，倾斜铣刀铣斜面，角度铣刀铣斜面；铣圆弧面：

需要使用圆转台，让被加工件圆弧中心与圆转台回转中心重合；铣床坐标法加工：

据被加工点位置，控制工作台横纵向移动及主轴头的升降进行立铣加工（精度低，需休整）；

Ø刨削：

主运动和进给运动均为直线，主要用于加工平面、沟槽、曲面；精度IT9~IT8,Ra6.3~1.6um；加工斜面时可在工件底部垫斜块或倾斜滑枕；

Ø磨削加工：

在磨床上利用磨具对工件进行切削，使其形状精度表面质量满足要求的加工方法；精度IT5~6，Ra0.4~0.2；内圆磨削：

主轴悬臂工作，刚性差.精度IT6~7,Ra0.8~0.2；通孔磨削：

采用纵向磨削法；外圆磨削：

热处理后进行，分为粗磨、精磨、精细磨.精度IT5~IT6，Ra0.8~0.2;方法：

纵向磨削法（细长工件相对砂磨纵向运动）横向磨削法（横向连续切除余量）阶段磨削法（横纵磨综合作用）；

Ø装夹方法：

三爪自定心卡盘，四爪单动卡盘，卡盘和中心架夹装，以工件端面定位在法兰盘上用压板夹装；

Ø坐标镗床：

有精确孔距要求的孔加工，IT6~7，孔距精度0.005~0.01.构成：

万能转台（用于加工与工件轴成角度的斜孔）、光学中心测定器、镗孔夹头（按孔径调节镗刀刀尖与轴线距离）、弹簧中心冲（划线和打中心眼）；

Ø坐标磨床：

与坐镗相似，用高速砂轮对淬火工件内孔（0.8~200mm）磨削，有三个主运动：

砂轮旋转、主轴的行心回转、上下往复；孔距精度0.005，Ra0.2um；

Ø成形磨削：

用于形状复杂零件，IT5，Ra0.1;方法：

成形砂轮磨削法、夹具磨削法；

Ø模架：

由上下模座、导柱套等组成，用来安装模具工作零件和其他零件，保证模具工作的相对位置；

Ø上下模座技术要求（先面后孔）：

模座上下面平面度、平行度，导柱套轴线与基准面垂直度，表面粗糙度

Ø导柱套工艺要求：

配合面尺寸、形状、同轴度精度，表硬里韧；

Ø热处理后研磨中心孔目的：

消除中心孔热处理时可能产生的形变，保障磨削外圆时能精确定位，保证外圆柱面形状精度；

Ø“喇叭口”原因：

a魔杆部刚度不够产生变形，在孔内接触长度最大受力最大变形最大使孔径变小，在孔口接触长度小磨杆变形回弹使孔变大,b磨削时磨料在孔口堆积，孔口出切削作用增加所致；

⏹金属除蚀速度的影响因素：

电参数，材料热学性能，工作液等；

Ø脉冲电源要求：

脉冲电压波形前后沿陡，单向脉冲，脉冲主要参数调节范围宽，工作稳定可靠；

Ø脉冲宽度：

加到工具和工件上放电间隙两端电压脉冲持续时间；

Ø工作液作用：

压缩放电通道提高蚀除效果，加速极间介质的消电离过程防止持续电弧放电，减少工具电极损耗，加剧放电时液体流动利于材料抛出，极间流动利于加速蚀除产物排出；过滤方法：

介质过滤法、自然沉淀法、离心过滤法、静电过滤法；

Ø电火花型孔加工方法：

直接法（加长得凸模作电极加工凹模），混合法（凸模加长部分用不同材料，作为电极，加工完凹模后在将该部分去除），修配凸模法（凹凸模分别加工，在凸模留修配余量，按凹模型孔修配），二次电极法（用一次电极制造出二次电极，用他们分别加工出凹凸模）

Ø正负极加工：

工件接电源正极为正极性加工，反之为负极性加工；

Ø二次放电：

已加工表面由于电蚀物的介入而再次进行非正常放电。

电规准：

电火花加工中选用的一组电脉冲参数。

（粗、中、精逐个转换）

Ø电极结构：

整体式，组合式，镶拼式；

Ø型腔加工方法：

单电极法（一个电极加工出型腔），多电极法（多个电极加工同一型腔），分解电极法（单、多电极混合加工）

Ø线切割常采用正极性加工原因：

脉冲脉宽窄，脉冲能量、电流小；

Ø加工速度：

保证切割面粗糙度时电极丝单位时间切割工件的面积；

Ø蚀除速度：

单位时间蚀除工件体积；

Ø表面粗糙度影响因素：

脉冲参数，电极丝，加工进给速度，工件厚度，工作液；

Ø电极丝选择：

良好导电性和抗电蚀性，抗拉强度高，材质均匀；

Ø3B格式程序编程:

BxByB投影累加G终点方向L（1234）/（SN）R

Ø程序字包括：

顺序号字，准备功能字，尺寸字，辅助功能字；

Ø准备功能（G功能、G指令）G00~G99，100种：

G00点定位、快速进给，G01直线插补，G02顺时针圆弧插补，G03逆时针圆弧插补，G04暂停指令，G43刀具长度正补偿，G44刀具长度负补偿，G49取消刀具长度补偿；G90绝对值输入，G91增量值输入，G92设定工作坐标系；辅助功能（M功能M指令）：

M00程序停止，M01计划停止，M02程序结束，M03主轴顺时针方向旋转，M04主轴逆时针方向旋转，M06换刀，M08切削液开，M09切削液关；刀具补偿功能代码H，主轴功能代码S，进给功能代码F，刀具功能代码T；

Ø模具装配：

按模具设计要求，把模具零件连接固定，达到装配要求并保证加工出合格制件；

Ø模具的装配工作主要包括：

装配、调整、检验和试模；

Ø非圆凸模电火花线切割加工工艺:

6.钻孔-钻穿丝孔，在线切割加工起点处钻出直径为2~3mm电极丝穿丝孔

螺钉孔加工-将固定凸模用的两个螺丝孔加工出来

热处理-将工件淬火、会火，并检查其表面硬度

磨削-磨上下平面

线切割加工-线切割加工凸模，使其接近尺寸

研磨-对凸模工作部分进行研磨，使其表面光洁；

非圆形凸模电火花线切割加工工艺二

6划线-划出凸模轮廓线及各螺孔位置

工作形面初加工-按划线刨或铣出凸模轮廓

磨-磨出两斜面

钻孔、攻螺纹、钻底孔、攻螺纹

热处理-淬火、回火

工作型面精加工-电火花线切割凸模，使其接近尺寸

研磨-对凸模工作部分进行研磨，保证与凹模的配合间隙

非圆形型孔倒装式精冲凹模加工工艺

6划线、加工孔-划线，加工四个小导柱孔，螺孔和埋头孔

铣削-铣型孔后部、扩孔及钻线切割用的穿丝孔

热处理-淬火、回火，并检查其表面硬度

磨削-磨上、下两个平面及角尺面

线切割加工-电火花线切割型孔

热处理-将切割好的凹模进行稳定回火

研磨-用油石研磨凹模型孔，凹模与凸模相配保证配合间隙值

坐标磨床磨削-用坐标磨床磨小导柱孔

研磨-研磨小导柱孔并配上小导柱，要保证配合要求

磨削-磨凹模的角尺面及外形尺寸

精磨-精磨凹模刃口，改善凹模刃口表面粗糙度并达到间隙要求

凹模型孔电火花加工工艺

6划线-划出型孔轮廓及螺孔、销孔位置

切除中心余料-先在型孔适当位置钻孔，然后用带锯机去除中心余量

孔加工-加工四个螺孔和两个销钉孔

热处理-淬火、回火，并检查硬度

磨削-磨上、下两平面

电火花加工-电火花加工型孔。

用加长的凸模加工型孔，保证凸、凹模间间隙

Ø电火花加工：

是利用两极间脉冲性火花放电的电腐蚀现象对材料加工；电腐蚀原理：

火花放电时火花通道瞬时产生大量热使电极表面金属局部融化或汽化而被除去；基本条件：

工具工件电极保持一定间隙，必须在绝缘介质中进行，放电点功率足够高，放电时瞬时脉冲放电，两次脉冲有足够停歇时间；特点：

加工性能与力学性能无关便于加工强硬件，无机械切削力，易于数字控制，适用性广，特定条件下才能加工半导体和非导电体材料，效率较低；机理：

电极间介质的击穿与放电，能量转换分布传递，电极材料抛出，极间介质消电离；

Ø线切割原理：

利用移动的细金属导线做电极（正极性加工），对工件进行脉冲火花放电时的电腐蚀作用对工件加工的方法；特点：

不需要制造特定形状的电极，利用数字控制便于加工复杂表面；

⏹电化学加工：

利用电极在电解液中发生电化学作用对金属材料进行成型加工；分类：

电解（利用金属在电解液中产生阳极（工件）溶解的原理实现金属零件的成形加工；特点：

以直线运动一次加工出复杂型腔，能加工难切削金属材料，加工过程不产生内应力和变形，阴极基本无损耗），电铸（利用金属在阴极沉积进行镀覆加工利用电铸液中金属正离子在电场作用下镀覆沉积在阴极上的过程；特点：

准确精密复制复杂型面，获得精度高质量好的复制品，应用广，生产周期长），电化学复合加工；

Ø超声加工：

利用工具端面做超声频振动，通过悬浮状磨料对工件进行加工的方法；特点:

适用于加工硬脆、不导电的非金属材料，工具材料要求低，工具运动简单，工件表面粗糙度好，适用范围广；用于：

超声型孔、型腔等加工，超声抛光，超声清洗；

Ø激光加工：

激光聚焦点温度瞬时将材料融化和汽化，并爆炸性的高速喷射出来，同时产生方向性强冲击波，实现对工件的加工；特点：

不需要加工工具、适合自动化加工,可加工任何材料,加工效率高，适用于加工深而小的孔和窄缝，适合于一些特殊环境工作；

Ø快速原型：

借助现代化手段，将CAD和CAM集成于一体，根据计算机三维模型，在很短时间直接制造产品样品而无传统的机械加工和模具的先进制造技术；特点：

效率高、周期短、推动产品更新；

Ø超塑性加工：

以超塑性材料为型腔坯料，在超塑性状态下将工艺凸模压入坯料内部以实现成形加工方法；应用：

超声型孔、型腔的加工，超声抛光，超声清洗；

⏹装配工艺要求：

闭合高度符合设计，模柄轴与上下模座垂直度，导柱套装配后与上下模座垂直度，上模座的上平面与下模座下平面平行度，导柱套间隙值，上模座沿导柱上下移动平稳无阻滞现象，固定端面与下模座下平面距离1~2mm,凹凸模配合间隙，定位可靠，卸料及顶件灵活，冲出合格制件；

Ø总装技术要求：

凸凹模组合及模架连接精确可靠，凸凹模间隙及公差满足要求，模柄中心与压力重心重合、与安装地面垂直；

计算编程

1、3B格式程序编程

五指令3B程序格式BxByBJBGZ

2、直线的编程

把直线的起点作为坐标原点，

把直线的终点坐标作为X、Y均取绝对值

计数长度J、取x、y轴上的投影，以um为单位，

加工指令终点或线走向分为L1、L2、L3、L4分别对应+x、+y、—x、—y方向

3、圆弧的编程

（1）把圆弧的圆心作坐标原点

（2）圆弧的起点坐标作为x、y，均取绝对值单位为um

（3）计数长度J取x轴线或y轴上各个象限投影值的累加

（4）计数方向取圆弧终点走向较平行的轴作为计数方向

（5）SR顺圆、NR逆圆

4、电火花加工电极尺寸的计算

在设计电极时必须合理选择电极材料和确定电极尺寸

（1）电极横截面积尺寸的确定

a、按凹模型孔尺寸和公差确定电极横截面积尺寸，电极轮廓应比型孔均匀缩小一放电间隙

基本公式a=A—2δb=B+2δc=c

r1=R1+δr2=R2—δ

A、B、C、R1、R2型孔基本尺寸mm单位

a、b、c、r1、r2、电极基本尺寸

δ————单边放电间隙

b、按凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸，则随凸模、凹模配合间隙Z（双面）的不同，分三种情况

配合间隙等于放电间隙（Z=2δ）时，电极与凸模截面积基本尺寸完全相同；

配合间隙小于放电间隙时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀缩小一数值，但形状相似；

配合间隙小于放电间隙时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀放大一数值，但形状相似。

若δ=0.3A=20求电极尺寸

20—0.3*2=19.4电极取19.4*19.4mm

若有0.1mm误差电极则取19.2*19.2mm

电极单边缩小或放大数值用公式a1=

|Z-2δ|/2

电极横截面的尺寸公差

一般取模具刃口相应尺寸公差的1/2~2/3

（2）电极水平尺寸电极在垂直于主轴进给方向上的尺寸称水平尺寸

水平尺寸均匀缩小量按一下公式计算

A=A+/-Kb

a——电极水平方向上基本尺寸，mm

A——型腔基本尺寸

K——与型腔尺寸标注有关系数

b——电极单边缩放量，mm

b=e+δ-re——平动量，一般取0.5~0.6mm

δ——精加工最后一档规准单边放电间隙。

一般为0.02~0.03mm

“+/-”号及K值确定原则

与型腔凸出部分相对应的电极凹入的尺寸应放大，取“+”，反之取“—”。

若蚀除方向相反，取K=2,若想同，取K=0,当型腔尺寸以中心线或非加工面为基准，取K=1，凡与型腔中心线之间的位置尺寸以及角度尺寸对应的电极尺寸不放缩，取K=0。

5、零件工艺编程

例1落料ψ=200t=2mm圆，制造公差0.2mm。

原则：

落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，见孔要做大，见轴要做小。

落料以凹模为基准，间隙在凸模上

凹模越做越大，需要做小一点

凹凸模间隙为2*0.1=0.2mm

所以，Dd=（D—xΔ）

=（200-2/3*0.2）

=199.85

Dp=（Dd—z

）

=（199.85-0.2）

=199.65

6、凹凸模工艺流程

非圆凸模电火花线切割加工工艺一

工序号

工序名称

工艺说明

1

备料

凸模的毛坯，根据图样要求采用圆形棒料

2

锻造

将毛坯锻成矩形及要求的形状

3

热处理

退火，消除内应力，改善加工性能

4

刨或铣

在刨床或铣床上加工锻坯的六面

5

钻孔

钻穿丝孔，在线切割加工起点处钻出直径为2~3mm电极丝穿丝孔

6

螺钉孔加工

将固定凸模用的两个螺丝孔加工出来

7

热处理

将工件淬火、会火，并检查其表面硬度

8

磨削

磨上下平面

9

线切割加工

线切割加工凸模，使其接近尺寸

10

研磨

对凸模工作部分进行研磨，使其表面光洁

非圆形凸模电火花线切割加工工艺二

1备料凸模的毛坯，一般用轧制的圆钢，根据图样要求换算长度，锯断

2锻造将毛坯锻成矩形及要求的形状

3热处理退火，以消除内应力，改善加工性能

4刨在牛头刨床上刨削

5平模平模到尺寸

6划线划出凸模轮廓线及各螺孔位置

7工作形面初加工按划线刨或铣出凸模轮廓

8磨磨出两斜面

9钻孔、攻螺纹钻底孔、攻螺纹

10热处理淬火、回火

11工作型面精加工电火花线切割凸模，使其接近尺寸

12研磨对凸模工作部分进行研磨，保证与凹模的配合间隙

非圆形型孔倒装式精冲凹模加工工艺

1备料用圆形棒料锻成方形毛坯

2热处理退火处理，消除内应力，改善加工性能

3刨六面在刨床将毛坯刨成六面体

4磨削磨六个面

5划线、加工孔划线，加工四个小导柱孔，螺孔和埋头孔

6铣削铣型孔后部、扩孔及钻线切割用的穿丝孔

7热处理淬火、回火，并检查其表面硬度

8磨削磨上、下两个平面及角尺面

9线切割加工电火花线切割型孔

10热处理将切割好的凹模进行稳定回火

11研磨用油石研磨凹模型孔，凹模与凸模相配保证配合间隙值

12坐标磨床磨削用坐标磨床磨小导柱孔

13研磨研磨小导柱孔并配上小导柱，要保证配合要求

14磨削磨凹模的角尺面及外形尺寸

15精磨精磨凹模刃口，改善凹模刃口表面粗糙度并达到间隙要求

凹模型孔电火花加工工艺

1备料用圆形棒料锻成方形毛坯

2热处理退火处理，消除内应力，改善加工性能

3刨六面在刨床将毛坯刨成六面体

4磨削磨上、下两平面及角尺寸

5划线划出型孔轮廓及螺孔、销孔位置

6切除中心余料先在型孔适当位置钻孔，然后用带锯机去除中心余量

7孔加工加工四个螺孔和两个销钉孔

8热处理淬火、回火，并检查硬度

9磨削磨上、下两平面

10电火花加工电火花加工型孔。

用加长的凸模加工型孔，保证凸、凹模间间隙