第2章 模具零件的常规切削加工
普通机床零件切削加工及应用PPT课件教材讲义
7.4 刀具材料
7.4.2 高速钢
➢高速钢是加入了钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等 合金元素的高合金工具钢。它具有较高的硬度（62～67HRC）和 耐热性（550～6000C），较高的强度和韧性，抗冲击、振动的 能力较强。适用于制造各种形状复杂的刀具（如钻头、丝锥、 成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）。常用的通用型高速钢牌号为 W6M05Cr4V2和W18Cr4V。 高速钢按其用途和性能可分为通用高速钢、高性能高速钢两类。 1.通用高速钢 是指加工一般金属材料用的高速钢。 2.高性能高速钢 是在通用高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐 热性和耐磨性。
7.5 金属切削过程
7.5.4 第Ⅲ变形区
第Ⅲ变形区在刀具后刀面和已加工表面接触的区域上。
前面在分析第 、第 变形区的情况时，假设刀具的切削刃是 绝对锋利的，实际上任何刀具的切削刃口都很难磨得绝对锋利。 金属被切削时经过切削刃钝圆部分的作用，又受到后刀面磨损 棱带VB的挤压和摩擦后沿刀具后面流出，这样已加工表面会产 生变形，金属晶粒被拉伸的更长更细，其纤维方向平行于已加 工表面，使表层的金属具有不同和基本组织不同的性质，所以 称之为变质层，其表面粗糙度及内部应力、金相组织决定了已 加工表面质量。
7.1 加工质量
7.1.2 表面质量 1.表面粗糙度 一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能 越好，寿命越长，但零件的制造成本也会相应增加。 常见加工方法一般能达到的表面粗糙度见表7-1。
2.表面层材质变化 零件加工后表面层的力学、物理及化学性能会与基体 材料不同，表现为加工硬化、残余应力产生、疲劳强 度变化及耐腐蚀性下降等，这些将直接影响零件的使 用性能。
第二章 模具基本表面的机械加工方法第一节 切削加工方法及其选择第二节 圆柱面的加工第三节 平面加工第四节
第一节 切削加工方法及其选择
从而在模具零件上加工出与靠模相同的型面。仿形加工是对各 种模具型腔或型面进行机械加工的重要方法之一。常用的仿形加工 有仿形车削、仿形刨削、仿形铣削和仿形磨削等。 (7)坐标镗床加工 坐标镗床是一种高精度孔加工的精密机床， 主要用于加工零件各面上有精确位置精度要求的孔。所加工的孔不 仅具有很高的尺寸精度和几何精度，而且具有极高的孔距精度。孔 的尺寸精度可达IT6～IT7，表面粗糙度则取决于加工方法，一般可 达到Ra=0.8µm，孔距精度可达0.005～0.01µm。 (8)坐标磨床加工 坐标磨床与坐标镗床相似，也是利用准确 的坐标定位实现孔的精密加工，但它不是用钻头或键刀，
上一页 下一页 返回Fra bibliotek第一节 切削加工方法及其选择
(5)磨削加工 为了达到模具的尺寸精度和表面粗糙度等要求， 有许多模具零件必须经过磨削加工。例如，模具的型腔、型面，导 柱的外圆表面，导套的内、外圆表面以及模具零件之间的接触面等 都必须经过磨削加工。在模具制造中，形状简单(如平面、内圆和外 圆表面)的零件可用一般磨削加工，而形状复杂的零件则需使用各种 精密磨床进行成形磨削。一般磨削加工是在平面磨床、内外圆磨床、 工具磨床上进行的。 (6)仿形加工 仿形加工以事先制成的靠模为依据，加工时触 头对靠模表面施加一定的压力，并沿其表面上移动，通过仿形机构 使刀具作同步仿形动作，
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第一节 切削加工方法及其选择
(1)车削加工 车削用于加工内、外回转表面、螺旋面、端面、 钻孔、镗孔、铰孔及滚花等。工件的加工通常经过粗车、半精车和 精车等工序来达到设计要求。根据模具零件的精度要求，车削一般 是外旋转表面加工的中间工序，或作为最终工序。精车的尺寸精度 可达IT6～IT8，表面粗糙度为Ra=1.6～0.8µm。 (2)铣削加工 在模具零件的铣削加工中，应用最广的是立式 铣床和万能工具铣床的立铣加工，其主要加工对象是各种模具的型 腔和型面，加工精度可达ITl0，表面粗糙度为Ra=1.6µm。若选用高 速、小切削用量的铣削方法，则工件精度可达IT8，表面粗糙度为 Ra=0.8µm。对模具成型零件，采用铣削时应留0.05mm的修光余量，
模具的常规加工方法课件
水切割的切割效果较好，可以 获得较为平滑的切割面。
速度较慢
水切割的切割速度相对较慢， 需要较高的加工成本。
需要处理废液
水切割加工会产生废液，需要 进行处理。
超声波加工
加工精度高
超声波加工的精度较高，可以达到0.1mm以 内。
加工速度较慢
超声波加工的加工速度较慢，需要较高的加 工成本。
适合小规模生产
优点
数控铣削加工具有高精度、高效 率、高柔性和高自动化程度等优 点，能够实现复杂形状和结构的
加工。
缺点
数控铣削加工的成本较高，需要 专业的技术人员操作和维护，同
时对设备的依赖程度较高。
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线切割加工
线切割加工的基本原理
电火花线切割加工（Wire Electrical Discharge Machining，简称WEDM）是利用电火花放电产生的热能将工 件切割成预定形状的特种加工方法。
电火花加工的主要工艺参数
• 电火花加工的主要工艺参数包括脉冲宽度、脉冲间隔、极间距 离、工作液压力和加工速度等。这些参数需要根据加工要求和 材料特性进行合理选择和调整。
电火花加工的应用范围和优缺点
• 电火花加工被广泛应用于模具制造中，可以用于加工各种复杂形状的模具零件，如型腔、型芯、电极等。其优点包括加工 精度高、表面质量好、可加工硬材料等。但是，电火花加工也存在一些缺点，如加工速度较慢、电极损耗较大、工作液处 理困难等。
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3. 毛坯制备
通过锻造、铸造等方法制备模具 毛坯。
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5. 装配
将各部件组装在一起，进行配合 调整，确保模具的精度和稳定性 。
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电火花加工
电火花加工的基本原理
切削加工基本知识
1 切削加工基本知识1.1 概述切削加工是利用切削工具从毛坯或半成品上切除掉多余的材料，以获得形状、尺寸以及表面粗糙度等各方面都符合图纸要求的机械零件。
切削加工是机械制造过程中的重要环节，零件的加工，特别是精度和表面质量要求较高的零件都必须经过切削加工。
切削加工分为机械加工和钳工。
机械加工是由工人操作机床对工件进行切削加工，钳工一般由工人手持工具对工件进行切削加工。
零件的加工制造一般是在常温状态下进行的，不需要加热，故称为冷加工。
切削加工是冷加工的主要方式，冲压加工和特种加工也属于冷加工。
1. 2切削运动分析及切削用量1.2.1零件典型表面的种类及形成零件都是由一个表面（如球面）或多个不同性质的典型表面组成的。
因此，我们可以将各种各样的零件简化为数量有限的几个不同性质的典型表面的组合。
绝大多数的零件由以下两大类表面组成：1.2.1.1基本表面（1）回转体表面是以直线为母线，以圆为运动轨迹，且母线与回转轴线在同一平面内（互相平行或相交）作旋转运动所形成的表面，如内、外圆柱面，内、外圆锥面。
若母线为折线或曲线，则形成回转体成形表面。
这类表面一般在车床、钻床、镗床、磨床等机床上加工。
（2）平面是以直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动时所形成的表面。
若母线为折线或曲线，则形成纵向成形表面，如燕尾槽、齿条。
这类表面一般在铣床、刨床、插床和磨床等机床上完成。
1.2.1.2型面这是以曲线为母线，运动轨迹也为曲线或圆，作旋转或平移时所形成的表面，如各种造型模具的型腔、气轮机叶片。
这类表面一般在数控铣床、加工中心、电火花机床等机床上完成的。
1.2.2切削运动切削加工是靠切削运动实现的。
所谓切削运动是指刀具与工件之间的相对运动。
切削运动按其在切削加工中的作用，可分为主运动和进给运动。
1.2.1.1主运动主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。
在切削加工中主运动必须有，但只能有一个。
模具零件的机加工
工硬度很高的材料，如淬硬的钢、硬质合金等; 磨削速度很高，磨床刚度好;采用液压传动，因此磨削能经济
地获得高的加工精度和小的表面粗糙度; 由于剧烈的摩擦，而使磨削区温度很高; 磨削时的径向力很大。
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第二节 零件外圆柱面的机加工
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第二节 零件外圆柱面的机加工
四爪单动卡盘的四只卡爪能逐个单独沿径向移动，它的夹紧 力较大，但校正零件位置较麻烦、费时，适于装夹在单件、 小批量生产中的非圆柱形零件。
(2)顶尖装夹对于较长的轴类零件的装夹，特别是在多工序加 工中，重复定位精度要求较高的场合，一般采用两顶尖装夹， 如图3-4所示，前顶尖插入主轴锥孔，后顶尖插入尾座套筒锥 孔，零件由安装在主轴上的拨盘通过鸡心夹头带动旋转。这 种装夹方法由于顶尖工作部位细小，支承面积较小，装夹不 够牢靠，所以加工时不宜采用大的切削用量。
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第二节 零件外圆柱面的机加工
1.车床和车刀 车床有很多种，比如卧式车床、立式车床、六角车床、转塔车床、
多刀半自动车床、数控车床等。其中卧式车床的通用性较好，应 用最为广泛。图3-1所示为常用卧式车床的外形图。 外圆车刀主要有直头车刀、弯头车刀、90°偏刀等，如图3-2所示。 2.零件在车床上的装夹方法 (1)卡盘装夹卡盘分为三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，如图3-3所 示。三爪自定心卡盘的三只卡爪能同步沿径向移动，对零件夹紧 或松开，并能实现自动定心，装夹方便而迅速。它的夹紧力较小， 适于装夹中小型圆柱形、正三边形和正六边形零件。
外圆柱面的磨削是在外圆磨床上用砂轮对零件进行加工，其 主运动是砂轮的旋转。磨削精度可达IT6~IT4，表面粗糙度 Ra可达1. 25~0. 01μm，甚至可达0. 1~0. 008μm
模具制造技术课后习题及答案(共9单元)第2章 模具零件的机械加工
第2章模具零件的机械加工思考题与习题l.在模具加工中，制定模具零件工艺规程的主要依据是什么?答：根据模具零件的几何形状、尺寸和模具零件的技术要求，结合现有加工技术和设备情况下，能以最经济、最安全加工出高质量的模具零件作为依据。
2.在导柱的加工过程中,为什么粗(半精)、精加工都采用中心孔作定位基准?答：导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。
对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。
所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，为后继工序提供可靠的定位基准。
3.导柱在磨削外圆柱面之前,为什么要先修正中心孔？答：磨削前对导柱进行了热处理，导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中中心孔可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圆柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。
4.拟出图2.1所示导柱的工艺路线，并选出相应的机加工设备。
图2.1可卸导柱导柱加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备检验1 备料Φ36mm（20号钢）2 下料按图纸尺寸考虑切削余量Φ36m m×195㎜锯床自检车床自检3 粗车外圆定位：①车端面打中心孔；车外圆到Φ34mm；②调头车端面（到尺寸190mm），打中心孔，车外圆到Φ34mm。
4 精车中心孔定位：车床专职检验员①精车外圆面到尺寸（留磨削余量0.2mm），精车R3；5 精车调头外圆定位：①车锥面到尺寸，倒角C1.5；②在端面钻M8螺纹底孔，前端按图扩孔到Φ8.4，攻丝M8，端面锪孔到尺寸。
车床6 热处理①20号钢渗碳0.8～1.2㎜；②淬火HRC58～62。
热处理炉(检验硬度、平直度)。
7 研磨中心孔外圆定位：研磨中心定位孔。
车床8 磨外圆中心孔定位：粗磨、精磨外圆、锥面磨床自检9 研磨①研磨导柱导向部分外圆10 检验专职检验员11 入库清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库5.导套加工时，怎样保证配合表面间的位置精度要求?答：由于构成导套的主要表面是内、外圆柱表面，一般采用一次装夹后，完成对有位置精度要求的内、外圆柱表面的车削和热处理后的磨削加工就能保证配合表面间的位置精度要求。
切削加工基本知识
切削加工基本知识第一节概述一、切削加工切削加工是用工具去除毛坯上多余的材料，以获得具有所需要的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度的零件的加工方法。
切削加工通常分为机械加工（简称机加工）和钳工两大类。
机械加工是通过操纵机床对工件进行的切削加工，如车、铣、刨、磨、镗、钻、拉、插及齿形加工等。
由于现代机械产品的精度和性能要求越来越高，对零件的加工质量也提出了更高的要求。
目前除少数零件采用精铸、精锻或粉末冶金直接获得外，绝大部分零件都需经过切削加工才能保证其精度。
因此，掌握切削加工的基本规律，正确地组织生产，对于实现优质、高产、低耗有着十分重要的意义。
钳工一般是指手持工具进行的装配、维修或切削加工，如划线、錾、锯、锉、刮研、攻螺纹和套螺纹等。
虽然钳工使用的工具简单，操作灵活，加工方法多种多样，但生产率低，劳动强度大，因而只有在装配和维修时，才比较经济和方便。
随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，钳工工具和操作方法也在不断改进和发展。
要实现切削过程，必须具备以下3个条件：（1）工件与刀具之间要有相对切削运动；（2）刀具材料必须具有一定的切削性能；（3）刀具必须具有合理的切削角度。
二、切削运动和切削用量（一）切削运动切削加工是靠刀具和工件之间作一定的相对运动来实现的，这个相对运动称为切削运动，它包括主运动和进给运动。
1．主运动形成机床切削速度或消耗主要动力的运动叫主运动。
没有这个运动，切削加工就无法进行。
它可以是旋转运动，也可以是往复直线运动，如车削时工件的旋转，钻、铣、磨削时刀具的旋转，刨削时（牛头刨）刨刀的往复直线运动等都是主运动。
2．进给运动使工件多余的材料不断投入切削的运动叫进给运动。
没有这个运动，就不能进行连续切削。
它可以是直线运动、旋转运动或两者的组合，如车削和钻削时刀具的移动，铣、刨（牛头刨）时工件的移动，磨外圆时工件的旋转和轴向移动等。
无论那种切削加工，都必须有主运动和进给运动，但主运动只有一个，而进给运动可以有多个。
2-1第二章 模具的机械加工
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采用镶拼结构的凹模
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二、坐标磨床加工
1、坐标磨床简介： 坐标磨床的三个主要运动：砂轮的转动（自转）、主轴
的行星回转（公转）、主轴的上下往复运动.
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2、坐标磨削的基本方法
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坐标磨削的基本方法（续）
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刨V形槽
插削：与刨削相似（孔类、垂直面）
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第二节 模具的 仿形加工
一、仿形加工的控制方式和工作原理 1、控制方式： 机械式：触头和刀具刚性连接；传力大、
易变形、精度低（》0.1mm）
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机械式仿形原理图：
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电气仿形铣
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电气仿形铣工作原理图：
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二、仿形加工工艺
1、制作靠模：平面靠模、立体靠模
要求：精度高、不变形、耐磨
材料：钢板、塑料板；木材、树脂、石膏 或它们的混合物；铜合金、铝合金、锌基 合金、低熔点合金等
制作：数控铣、线切割、铸造、电铸成型、 喷镀等等
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（3）多型腔模具的加工
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二、铣削加工
1、平面或斜面的加工（铣端面）
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2、圆弧面的加工（圆转台） 3、复杂型腔或型面的加工
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模具零件加工工艺规程的基本内容和步骤
㈠模具零件加工工艺规程的制订步骤1.在制订模具零件工艺规程前,应详细分析模具零件图,技术条件,结构特点以及该零件在模具中的作用等。
2.选择模具零件坯料制造方法。
3.初拟订工艺水平路线,注意粗,精加工基准的选择,确定热处理工序,划分加工阶段.在拟订工艺过程中,应正确选择加工设备,工具,夹具和量具。
4.根据工艺路线确定各加工阶段的工序尺寸及公关,确定半成品的尺寸。
5.根据坯料的材料及性能,计算或查表确定切削用量。
㈡填写模具零件加工工艺规程卡完成模具零件加工工艺方案的分析和确定各种加工数据后,填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片.工序卡上绘制的工序图可适当缩小或放大.工序图可以简化,但必须画出轮廓线,被加工表面及定位,夹紧部位.被加工表面必须用粗实线或其他不同颜色的线条表示.定位用符号表示,其中3表示被限制的自由度数;辅助支承用符号表示;夹紧力及方向用符号表示.工序图上表示的零件位置必须是本工序零件在机床上加工位置。
模具制造是模具设计过程的延续,它以模具设计图样为依据,通过对原材料的加工和装配,使其成为具有使用功能的特殊工艺装备.主要进行模具工作零件的加工;标准件的补充加工;模具的装配与试模.其中编制模具零件加工工艺规程是模具制造的前期工作,模具零件加工工艺规程是指导模具加工的工艺文件。
四、冲压模具制造的基本内容和步骤㈠审核模具设计图及模具加工工艺规程1.仔细审核模具设计图，分析模具零件加工工艺规程2.根据模具结构特点制订装配工艺⑴研究分析被装配模具图样和装配时应满足的技术要求。
⑵对装配尺寸链分析与计算，进一步确定保证产品装配精度的装配方法。
⑶对模具结构进行装配工艺性分析，明确各种零部件的装配关系。
⑷确定各工序中的装配质量要求，确定检测项目、检测方法和工具。
⑸选择确定所需装配工具、夹具和设备。
㈡模具零件加工过程1.全面清理和初检已准备好的标准件、原材料毛坯等。
2.选择和准备在加工过程中将使用的刀具、夹具等其他工具。
模具零件普通机加工课整设计
模具零件普通机加工课整设计本文将介绍模具零件普通机加工课整设计的概念、目的、流程、技术、注意事项等方面，以帮助读者更好地了解和掌握该项技术。
一、概念模具零件普通机加工课整设计，简称模具加工设计，是指对待加工的工件，采用模具零件的零件模板进行整体设计，包括零件的尺寸、形状、索具的数量、定位、以及成型工艺等，以满足工件加工的需要，实现精确、高质量、高效率的加工目标。
二、目的模具加工设计的目的在于设计和制作出尺寸精确、形状准确、表面光洁、加工效率高的模具零件，以减少生产过程中的浪费和损失，提高制造效率和产品质量。
三、流程模具零件普通机加工课整设计的流程包括如下步骤：1.确定加工要求：根据产品的要求，确定所需加工的零件尺寸、形状、材料、加工精度、表面光洁度以及加工工艺等要素。
2.设计模板：根据零件的要求和加工过程的需要，设计合适的模板，涵盖各种关键尺寸、标记、索具和定位等。
3.加工精度控制：确定加工精度控制要点，如测量方法、公差设计、尺寸需求等，确保加工精度符合要求。
4.编制工艺文件：根据设计要求，编制加工工艺文件，包括工序、加工设备、刀具选择、切割参数、生产要求等。
5.实施加工：按照工艺文件中的参数和要求，对零件进行加工。
6.检验：对加工好的零件进行检验，确认是否符合要求。
7.调整和修正：如发现零件不符合加工要求，需要及时调整和修正设计方案，以保证最终产品符合要求。
四、技术模具零件普通机加工课整设计所需掌握的技术主要有以下几方面：1. CNC加工技术：掌握数控机床操作和编程技巧，熟练应用CAD/CAM软件进行设计和加工。
2. 刀具选择和切割参数：根据不同加工材料的性质和零件要求，选择合适的刀具和切割参数。
3. 加工精度控制：掌握测量技术和公差设计方法，确保加工精度符合要求。
4. 模板设计：根据零件的需求和生产要求，设计合适的模板，包括索具、定位、标记等。
5. 加工工艺编制：编制合适的加工工艺文件，包括切割参数、零件位置选择、加工顺序等。
第二章冲压成形工艺及模具
第⼆章冲压成形⼯艺及模具第⼆章冲压成形⼯艺及模具第⼀节冲压模具基础知识⼀、冲压技术的发展概况在⽣产中，常见的⾦属加⼯⽅法包括铸造、焊接、热处理、⾦属切削加⼯、⾦属塑性加⼯、特种加⼯等。
冲压加⼯⼜称板料冲压，是⾦属塑性加⼯⽅法中的⼀种，指在室温下，利⽤安装在压⼒机上的模具对材料施加压⼒，使其产⽣分离或塑性变形，从⽽获得所需零件的加⼯⽅法。
冲压加⼯的历史可以追溯到两千多年以前。
那时，我国已开始采⽤冲压模具制造铜器。
⼆⼗世纪⼆⼗年代，⾦属制品、玩具及⼩五⾦⾏业开始采⽤冲床、压机等简易机械设备及落料、冲孔⽤的“⼑⼝模⼦”和⽤于⾦属拉伸的“坞⼯模⼦”等模具加⼯产品⽑坯及某些零部件。
当时的模具除使⽤少量简陋的通⽤设备外，仍以⼿⼯加⼯为主，故精度不⾼、损坏率⼤，各⼚所使⽤的冲压设备功率较⼩，多处于⼿扳脚踏阶段。
五⼗年代初期，长春第⼀汽车制造⼚建⽴了国内第⼀个冲模车间，并于1958年开始制造汽车覆盖件模具。
从六⼗年代开始，冲压模具已经从原来的单落料模具和单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。
随着冲压模架及模具标准件的出现，热处理技术的进步及检测⼿段的⽇趋完善，冲压模具的使⽤寿命⽐从前提⾼了5～7倍。
在这⼀时期，成型磨削、电⽕花及线切割机床相继应⽤于模具制造业，使得冲压模具的制作⼯艺有了新的发展和飞跃。
七⼗年代以后，斜度线切割机的出现取代了冲压模具传统的制作⼯艺，降低了模具的表⾯粗糙度，将模具的加⼯精度提⾼的0.01mm左右。
近年来，我国冲压模具技术⽔平突飞猛进。
当前，⼀些⼚家可以⽣产单套重量达50吨以上的⼤型冲压模具。
精度达到1～2µm，寿命超过2亿次的多⼯位级进模也有多家企业能够⽣产。
表⾯粗糙度达到Ra1.5µm的精冲模、直径超过300mm的⼤尺⼨精冲模及中厚板精冲模在国内也已达到相当⾼的⽔平。
迄今为⽌，我国的冲压技术已经⼴泛应⽤于军⼯、机械、农机、电⼦、信息、铁道、邮电、交通、化⼯、医疗器具、家⽤电器及轻⼯、航空航天等领域。
模具制造工艺学习题集答案
第1章模具制造工艺规程的基础知识一、填空题1．生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化的分类，包括单件生产、批量生产、大量生产三种类型。
（1-1）2．工艺规程是指规定产品和零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。
（1-1）3．在制订零件的机械加工工艺规程时，必须保证质量、生产率、经济性三个方面的基本要求。
（1-1）4．制订工艺规程的最基本原始资料是零件图。
（1-1）5．工艺过程是指改变生产对象的形状，尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品、半成品的生产过程（1-1）6．工序是指一个或一组工人，在一个固定的工作地点（如机床或钳工台等），对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。
（1-1）7．划分工序的依据是工作地（设备）、加工对象是否变动、加工是否连续完成。
（1-1）8．工序是机械加工工艺过程的基本组成部分。
（1-1）9．安装是工件在机床上正确地定位和夹紧。
（1-1）10．工位是指工件在一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。
（1-1）11．铰孔适用于中小尺寸的孔的精加工，而镗孔适用大尺寸的孔的加工。
（1-2）12．铰孔、拉孔适用于直径较小的孔的精加工，淬硬的孔只能用磨削进行加工。
13．模具制造中，通常按照零件结构和工艺过程的相似性，将各种零件大致分为轴类零件、套类零件、盘环类零件、板类零件以及腔类零件等。
（1-2）14．模具零件常用的毛坯主要有锻件、铸件、半成品件、焊接件、各种型材及板料等（1-2）15．铸件毛坯适用于形状复杂的零件，锻件毛坯适用于强度要求较高，而形状比较简单的零件。
（1-2）16．对阶梯式圆凸模，如果各台阶直径相差不大，可直接采用棒料作毛坯，使毛坯准备工作简化（1-2）17．大型凸缘式模柄零件，宜采用锻件作毛坯，以节省材料和减少机械加工的工作量。
（1-2）18．在加工时，为了保证工件相对于机床和刀具之间的正确位置（即将工件定位）所使用的基准称为定位基准。
模具零件的车削加工
面向对象的设计
• 面向对象的设计（Object Oriented Design， OOD），是根据OOA中确定的类和对象，设计 软件系统，以作为面向对象的编程的基础。整 个设计过程分为系统设计和对象设计。
• 系统设计过程包括：
– 系统分解 – 确定并发性 – 设计人机交互子系统 – 设计任务管理子系统 – 设计数据管理子系统
多态
• 多态性（polymorphism）是指同名的方法可在 不同的类中具有不同的运动规律。在父类演绎 为子类时，类的运动规律也同样可以演绎，演 绎使子类的同名运动规律或运动形式更具体， 甚至子类可以有不同于父类的运动规律或运动 形式。不同的子类可以演绎出不同的运动规律 。
• 实现多态，有两种方式：覆盖、重载。
面向对象的分析
• 面向对象的分析（Object Oriented Analysis, OOA），是在一个系统的开发过程中进行了系 统业务调查以后，按照面向对象的思想来分析 问题。四个基本步骤：
– 第一步，获取功能需求。 – 第二步，根据功能和参与者确定系统的对象和类。 – 第三步，确定类的结构、主题、属性和方法。 – 第四步，建造对象模型。
对象模型
• 对象模型使表示了静态的、结构化的系统 数据性质，描绘了系统的静态结构，它是 从客观世界实体的对象关系角度来描绘的 ，表现了对象的相互关系。在该模型中包 括以下几方面的元素。
第2章 模具零件的常规切削加工
3．复杂型腔或型面的铣削 对于不规则的型腔或型面，可采用坐标法加工，即根据被加工点的位置， 控制工作台的纵横(X、Y)向移动以及主轴头的升降(Z)进行立铣加工。例如， 图2-9所示的不规则型面，其轮廓一般是按极坐标方法设计的，所以在加工 前可按工件的极坐标半径、夹角和加工用铣刀直径计算出铣刀中心在各位置 的纵横向坐标尺寸，然后逐点铣削。当立铣加工的对象为复杂的空间曲面时， 亦可采用坐标法，但需控制X、Y、Z三个坐标方向的移动。
难点：
• 模具工作零件加工的成型磨削加工方法及应用。
结构件（导柱、导套、模座、滑块、顶杆等）
（按其功用） 联结件（螺栓、螺母、定位销等）。
模具零件
大部分是标准件
工作件（凸模、凹模、型腔、型芯等）
工作件是整套模具中的主要零件也是核心零件，形状最复 杂，要求最高，制造难度最大。在模具的开发、设计和制 造工艺中都把工作件作为主要对象进行研究。
二、夹具磨削法 夹具磨削法：是将工件装夹在专用夹具上，利用专用夹具使工件处于正确的空间 位置，或者使工件在磨削过程中获得所需的进给运动，以满足磨削加工条件，从而磨 削出模具工作件的成型表面。
成 形 磨 削 的 夹 具
正弦精密平口钳 正弦磁力台
加工
加工
平面、斜面
正弦分度夹具 万能夹具
加工
平面、斜面、园弧面
d H P L sin 2
模具制造工艺复习题
《模具制造工艺》复习题第一章概论1.模具制造有哪些技术要求？有何特点？答：模具的技术要求（1）模具零件应具有较高的强度、刚度、耐磨性、韧性淬透性和切削加工性（2）模具零件精度高、表面粗糙度低（3）模具零件的标准化程度高（4）模具凹凸模具有合理间隙模具制造的特点（1）模具变化多，技术要求高，对技术人员要求高（2）模具车间规模较小，对外协作程度高（3）单件生产（4）加工精度高，加工周期长（5）模具通常需要反复修配、调整才能达到要求2.模具制造过程的包括哪几个阶段？答：模具的制造过程包括五个阶段：技术准备、材料准备、模具零件及组件加工、装配调试、试模鉴定。
3.模具制造的基本工艺路线包括哪些内容？模具制造的基本工艺路线：分析估算－模具设计－零件加工－装配调整－试模－成品。
第二章模具的机械加工1.解释名词：夹具磨削法，计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM。
夹具磨削法：指将工件至于成形夹具上，利用夹具调整工件的位置，使工件在磨削过程中作定量移动或转动，由此获得所需形状的加工方法。
计算机辅助设计CAD：利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
计算机辅助制造CAM：在机械制造业中，利用电子数字计算机通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程。
2.模具机械加工的主要方法有那几种？答：车削加工、铣削加工、磨削加工、镗削加工、钻削加工、刨削和插削加工等3.了解车削加工、铣削加工、刨削和插削加工、磨削加工用于模具加工的主要加工对象以及正常条件所能达到的技术要求？车削加工：对象：圆盘类、轴类零件的加工。
如导柱、导套、顶杆、模柄等，技术要求：加工精度达IT6－IT8，粗糙度Ra=1.6-0.8μm。
铣削加工：对象：利用不同类型的铣刀和附件（分度头、回转台）以及工装夹具可加工各种平面、斜面、沟槽、台肩、型腔和孔。
加工精度可达IT10-IT8，Ra＝1.6-0.4μm刨削加工：主要加工对象为模具零件的外形。
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将刀具的刃口磨得与零件被加工部分的型面曲线相同，但凸凹的方向相反，使车 削出来的型面符合图纸要求。型面的精度主要靠刀具刃磨的准确程度来保证。样板刀 适用于零件上的大圆角、圆弧槽以及变化范围较小但又比较复杂的型面。样板刀的选 择见表2－1所示。
(2)样板刀
(3)靠模（仿形）法
表2－1 样板刀的选择
示 意 图 结构特点 刀具材料 刀具角度
a ) 图4－37
b ) 正弦砂轮角度修整器
•原理：砂轮按一定的转速旋转，角度修整器上的金刚石刀相对于砂轮轴线 倾斜一 定的角度，并往复移动对砂轮进行修整，直到修出满足要求的锥面 （按正弦原理设计）。 • 具体操作：图4－37 a是砂轮角度修整器示意图）操作手轮可以使正弦尺座 带着金刚刀和正弦圆柱绕着主轴转动，改变块规高度H的大小，即可改变砂轮 的修整角度α 。图4－37 b所示是当砂轮的修整角度α ＜450时修整器的位置示 意图。块规高度H是由若干量块叠放成的，其大小是通过砂轮角度α 计算得出 的。 当砂轮的修整角度00≤α ≤450时：
1．局部圆弧面的加工 如图2－2所示带局部圆弧面的零件，在凸模加工中时有出现。为了 保证模具准确对合，必须保证对合面圆弧半径的尺寸精度。加工时可在 花盘上找正工件和用百分表控制精度，见图2－3所示。有时也采用先加 工一个完整圆盘，再用电火花线切割等方法取出一个或几个模块。
a） b） 图2－2 带局部圆弧的工件 a）外圆弧 b）内圆弧
本章主要介绍模具工作零件的加工方法
模 具 工 作 零 件 的 机 械 加 工
普 通 机 床 加 工
车削 铣削 加工的形状较为简单，效率不高，对回 刨削 特点 转面和平面的加工很实用，尤其在圆轴 磨削 类、圆盘类、板类以及直槽类型面的加 钻削 工中得到广泛使用。 插削
2.1 车削加工
车削加工设备：车床 卧式车床 通用性最好，应用广泛
• 用途：平面、斜面 • 倾斜角度控制：垫入的块规高度 • 垫入的块规高度计算：
H L sin
式中 H——需要垫入的块规高度； L——两正弦圆柱间的中心距；
2．正弦磁力台 正弦磁力台如图2－22所示，工作原理与正弦精密平口钳相似，其区别仅仅在 于用电磁吸盘代替平口钳装夹工件。这种夹具用于磨削工件的斜面，尤其适合于 装夹不好夹持的扁平工件。最大倾斜角度也是450。 上述两种磨削斜面的夹具，如果配合成型砂轮使用，还可磨削由直线与圆 弧组成的复杂成形表面。如下图。
H=P－R
（4－3）
a） b） 图4－40 调节修整砂轮圆弧半径的块规值的计算方法
2．砂轮修整的其它方法简介
（1）靠模修整法 这是一种修整非圆弧曲线轮廓砂轮的方法， 修整前需事先按照工件的形状设计并制作出靠模（又称曲线样 板）。修整时，控制金刚刀始终紧贴靠模的样板曲线移动，并 保证金刚刀的刀尖（垂直）通过砂轮的中心，刀尖就能修整出 需要的砂轮轮廓。 （2）成形刀挤压法 通过车刀对慢速转动的砂轮进行挤压也 可以修整砂轮，此方法的关键是事先加工出成型车刀，然后用 此车刀对砂轮进行挤压，即可加工出与成型车刀的刃形相同的 砂轮轮廓。 （3）数控机床修整法 这是一种用金刚刀对砂轮进行数控加 工的方法，利用数控指令可以修整出各种形状的砂轮轮廓。 （4）电镀法 这种方法是先按照所要磨削的工件型面设计并 加工出钢制的砂轮轮坯，再用电镀的方法在轮坯表面镀一层金 刚砂。即可得到各种不同的砂轮轮廓。
• 2.2 铣削加工 • 铣削加工在模具制造业中应用非常广泛。在目前 常见的模具中，如冲模、锻模、塑料模、粉末冶金压 型模、精铸模等，除内腔有尖锐棱角等铣刀无法加工 的部位外，一般情况下均可在普通铣床上进行加工。 因此铣削加工在模具制造中占有很重要的地位。特别 复杂的型腔（或型芯）型面要通过特种加工、数控加 工或者仿形加工。 • 铣削加工的设备是铣床。铣床的种类很多，加工 范围极广。在模具制造中，立式铣床和万能工具铣床 应用最为广泛，主要是对各种模具的型面和型腔进行 加工。对于大型模具则较多地采用仿形铣床加工型腔 和不规则的成形部分。复杂型面则采用数控铣床或者 加工中心加工。
a） b） 图2－12 成形磨削加工示意图 a ) 成型砂轮磨削法 b ) 夹具磨削法
砂 轮 修 整 法
砂轮圆弧的修整
1．砂轮修整器修整 （1）砂轮角度的修整 如图4－36所示 • 用途：磨削工件斜面。 • 结构：图4－37 a 图4－36 角度砂轮
a－正弦砂轮角度修整器示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
b－当α＜450时修整器的位置示意图
难点：
• 模具工作零件加工的成型磨削加工方法及应用。
结构件（导柱、导套、模座、滑块、顶杆等）
（按其功用） 联结件（螺栓、螺母、定位销等）。
模具零件
大部分是标准件
工作件（凸模、凹模、型腔、型芯等）
工作件是整套模具中的主要零件也是核心零件，形状最复 杂，要求最高，制造难度最大。在模具的开发、设计和制 造工艺中都把工作件作为主要对象进行研究。
图2－4 较大尺寸的回转面
图2－7 对拼式塑压模型腔
图2－5 大尺寸回转曲面的仿形加工 1—工件 2—板架 3—刀架 4—靠模 5—靠模支架
图2－6 小尺寸回转面的成型刀加工 1—花盘 2—工件 3—刀具
举例 图2－7所示为对拼式塑压模型腔，在外形尺寸不大的情况下，都 在车床上加工φ44.7mm圆球面以及φ21.71mm锥孔。为了保证型腔尺寸能够 准确对合，通常应预先将各镶件间的结合面磨平，两板间用销钉定位，并用 螺钉将其固定成一个整体才最后车削成形。 车削加工的基本过程见表2－2。
1．平面或斜面的铣削 在铣床上选用不同（形状、类型）的铣刀，配以附件（如分度头、回转台、 平口钳等），可以加工各种平面、斜面、沟槽、型腔，在模具工作零件的加工 中应用很广。如图2-8所示。
2．圆弧面的铣削 圆转台是立铣加工中常用的附件，利用它可进行各种圆弧面的加工。 圆转台安装在立式铣床的工作台上，而工件则安装在圆转台上。安装工件时， 必须使被加工圆弧中心与圆转台的回转中心重合，并根据工件形状来确定铣 床主轴中心是否需要与圆转台中心重合。利用圆转台进行立铣加工圆弧面的 方式如表2-3所示。
图4－39 不同形状的圆弧砂轮
•用途：修整凸、凹圆弧砂轮
修整凸、凹圆弧砂轮时，块规值计算方法：
①修整凸圆弧砂轮时，如图4－40 a所示，金刚刀尖高于工具中心， 其块规值为： H= P+R ②修整凹圆弧砂轮时，如图4－40 b所示，金刚刀尖低于工具中心， 其块规值为： H=P－R 式中 H——应垫块规值；P——工具的中心高； R——砂轮圆弧的修整半径。
凸 模 或 型 芯 表 面 的 组 成
平面 斜面
图2－10 凸模和型芯的常见轮廓 直线 圆弧
圆弧面
成形磨削原理：把零件的轮廓分成若干直线和圆弧，然后按照一定 工艺顺序逐段磨削，使之达到产品的设计要求。
磨 削 机 床 特点：
平面磨床
成形磨削
成形磨床
凸 成型砂轮磨削法（成型砂轮） 模 和 型 夹具磨削法（夹具） 芯
二、夹具磨削法 夹具磨削法：是将工件装夹在专用夹具上，利用专用夹具使工件处于正确的空间 位置，或者使工件在磨削过程中获得所需的进给运动，以满足磨削加工条件，从而磨 削出模具工作件的成型表面。
成 形 磨 削 的 夹 具
正弦精密平口钳 正弦磁力台
加工
加工
平面、斜面
正弦分度夹具 万能夹具
加工
平面、斜面、园弧面
平面、斜面、不同心园弧面
1．正弦精密平口钳 • 结构原理：正弦精密平口钳按正弦原理构成，主要由带有精密平口钳的正弦尺和底 座组成，如图2－21所示。工件3装夹在平口钳2上在正弦圆柱4和底座1的定位面之间 垫入一定尺寸的块规组，使工件倾斜所需的角度，即可磨出工件上的斜面。这种夹具 最大的倾斜角度为450。
型面变化小且 比较简单
YT15 YT14
工件材料为合金结 构钢 前角：15°～18° 后角：5°～8°
型面变化范围 较大
W18Cr4V
工件材料为合金结 构钢。 刀具前面沿型面曲 线磨出R3～R5的圆 弧，深0.5～1.5。 后角：7°～9°
3．回转曲面的加工 加工如图2－4、图2－7所示工件的回转曲面。若图2－4所示工件的碗 状回转曲面尺寸较大时，可采用如图2－5所示的仿形（靠模）法进行加工； 当其尺寸较小时，则采用图2－6所示的成型刀加工。
3．复杂型腔或型面的铣削 对于不规则的型腔或型面，可采用坐标法加工，即根据被加工点的位置， 控制工作台的纵横(X、Y)向移动以及主轴头的升降(Z)进行立铣加工。例如， 图2-9所示的不规则型面，其轮廓一般是按极坐标方法设计的，所以在加工 前可按工件的极坐标半径、夹角和加工用铣刀直径计算出铣刀中心在各位置 的纵横向坐标尺寸，然后逐点铣削。当立铣加工的对象为复杂的空间曲面时， 亦可采用坐标法，但需控制X、Y、Z三个坐标方向的移动。
车床的种类
其他车床
轴类、圆盘类零件指模具工作件中外 形较为规则的凸模、凹模、型芯和型腔等， 通常这些零件的回转表面采用车削完成粗、 精加工，精度可达IT6～IT8，表面粗糙度 Ra为1.6～0.8μm，经济实用，如图2－1 所示。对要求较高的工作面与配合面需要 磨削加工。
图2－1 轴类、圆盘类零件加工
第2章 模具零件的常规切削加工
本章的学习目的与要求：
• • •
掌握模具工作零件的机械加工方法(车削、铣削
等 )；
了解模具工作零件加工的成型磨削加工方法及应用； 了解坐标镗床和坐标磨床的加工。
重点：
• • • 模具工作零件的机械加工方法(车削、铣削)； 模具工作零件的成型磨削加工方法。 模具工作零件的坐标镗床和坐标磨床的加工
4．坐标孔的铣削 利用立铣工作台纵向和横向移动，可加工工件上的坐标孔。但因驱动工 作台移动的丝杆和螺母之间存在间隙，故孔距的加工精度不高。当孔距精度 要求较高时，可用坐标铣床。这种铣床是以孔加工和立铣加工为主要对象的， 在机床上装有光电式或数字式读数装置，其加工精度比立式铣床高。