第1章 模具制造概述

一、尽可能采用标准化设计
（1）模具的结构形式、外形尺寸应尽可能选用标准设计。
（2）模具零件（导柱、导套、模 柄、模座、推杆、浇口
套等）及模具中应使用标准的连接螺钉、销钉。 （3）同一副模具中尽量使用同一规格的标准件（如螺钉、 销钉等）。
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二、便于在机床上定位、装夹
1.2
模具制造工艺规程的编制
模具制造的工作内容
1.2.1
（1）编制工艺文件（模具零件加工工艺规程、模具装配工 艺要点或规程、原材料清单、外购件清单、外协件清 单等）。
（2）二类工具的设计和工艺编制（电极、靠模、检验用样 板等）。
（3）处理加工现场技术问题。 （4）参加试模和鉴定工作。
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图1.4
形状特殊的零件
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1.4
试模鉴定
试模——将模具安装在相应的设备上进行试生产。 主要验证：
（1）产品成形工艺是否合理。 （2）模具结构设计是否合理。 （3）模具制造质量的高低。 （4）模具是否能顺利地成形出产品。 （5）成形出的产品是否合格、满足使用要求。 （6）模具采用的标准是否合理。
图1.16 长方形凹模 1-凹模套；2-镶块 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
（1）凸模或型芯外圆表面加工时，要求其外形一次磨出，以 保证其同轴度要求，加工时采用顶尖、拨盘和卡箍装夹。
图1.5
凸模的加工工艺性
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（2）图示为一端部带圆角的异形凸模。图（a）所示的结构 无法在铣床上安装；在不影响凸模使用要求的情况下， 在凸模两侧开设两条沟槽，如图（b）所示。
表1.7
圆形锻件表面最小加工余量
注：（1）表列加工余量均不包括锻件之凸面及圆弧。 （2）表列长度方向之余量及公差，不适合锻后再切断的坯料。
1.3.3
毛坯形状的确定
图1.2
工艺搭子
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图1.3
一件多坯
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人为增加一部分，待加工后再去除。
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（2）避免采用角部是直角的封闭型腔。
图1.9
封闭型腔的结构 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
（3）变型腔内形加工为外形加工。
(a) 图1.10
(b) 变内形加工为外形加工 图11 狭小凹模
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（4）采用共用安装沉孔。
3
4
标记、包装、运输
按GB/T 14662、GB/T 12554标准规定的内容验收 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
1.5
模具零件的结构工艺性
结构工艺性—— 指模具的结构、形状是否便于制造、装配和维修等。
1.5.1
模具设计时应考虑的问题
一、模具设计必须满足使用要求，结构尽可能简单 二、合理设计模具的精度 三、综合考虑模具的结构工艺性，分清主次 四、必须考虑生产条件
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1.3.2
毛坯尺寸的确定
毛坯尺寸 = 模具零件尺寸 + 加工余量
表1.5 常见铸件加工表面最小加工余量 铸 件 最 大 尺 寸 / mm
材料
铸钢
铸造加工 表面位置 顶面 底面、侧面 顶面 底面、侧面
≤500
5~7 4~5 4~5 3~4
500~1000
7~9 5~7 5~7 4~6
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（4）模具形状复杂，制造质量要求高。模具工作部分一 般都是二维或三维复杂曲面。
（5）模具零件加工过程复杂，加工周期长。
（6）模具零件需要反复修配、调整。 （7）考虑模具磨损及热胀冷缩的影响，加工时常常有意
控制模具零件的取值方向。
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(a) 图1.6 异形凸模的安装
(b)
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三、零件应有足够的刚度
(a)
图1.7 细长凸模
(b)
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四、减少加工困难
（1）钻头切入或切出的表面应与孔轴线垂直，否则钻孔 时钻头易钻偏甚至折断。
(a) 图1.8 钻头进出表面的结构
(b)
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图1.1
模具的生产过程示意图
1.1.3
模具制造的特点
（ 1 ）模具属于非定型产品，每一副模具均有不同的技术 要求及加工方法。 （ 2 ）模具任务来源的随机性强，计划性差，具有明显的 社会属性。模具属于订单型产品，没有订单便不能生
产。
（ 3 ）模具零件属于单件小批量生产，制造时尽量采用通 用的机床、刀具、量具和仪器。
（2）模具零件的形状、尺寸精度要求高，表面粗糙 度数值低。成形部分精度在IT6级左右，其他 指标见表1.1～表1.3。
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表1.1 间隙值／㎜ 薄料、无间隙（≤0.02） ＞0.02～0.06 ＞0.06
凸模垂直度公差等级 垂直度公差等级 单凸模 多凸模 5 6 6 7 7 8
并具有良好的互换性。 （4）合理的间隙是保证模具正常工作的必要条件，若间 隙偏大、偏小或不均匀，均会使模具无法正常工作， 甚至损坏模具。
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1.1.2
模具的制造过程
包含的主要内容有： （1）技术准备（图样、工艺、材料定额、价格估算等）。 （2）材料准备（铸、锻、冲、锯、割等）。 （3）模具零、组件的加工（机加工、特种加工、焊接、 热处理等）。 （4）装配调试（组装、总装、油封等）。 （5）试模鉴定。
图1.12
共用安装沉孔
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五、采用镶拼结构
1.简化模具结构形状
图1.13
镶拼凸模
图1.14 镶拼凹模 1—凹模套；2—镶块 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
2.改善加工条件
图1.15
镶拼型腔
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六、减少和避免热处理变形和开裂
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表1.4
模具加工工艺规程
工艺过程卡片
零件名称
模具编号
零件编号
材料名称
工序 机号
毛坯尺寸
工种 施工简要说明 定额工时
件
数
制造人 检验 等级
实做工时
工艺员
年 月 日
零件质量等级
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1.3
1.3.1
1.铸件
模具零件的毛坯选择
毛坯的种类及选择
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表1.8 模具验收技术条件
序号 验收项目 几何形状、尺寸与尺寸精度、形状 公差 1 表面粗糙度 表面装饰性 冲压件毛刺与断面质量 （1）冲模零件及技术条件（GB/T 14662)；模架（JB/T 凸模与凹模质量标准、零部件质量、 8050)；冲模模架精度检查（JB/T 8071) 其他辅助零件质量 （2）塑料注射模零件及技术条件（GB/T 12554）；塑料注射 模模架（GB/T 12555、GB/T 12556) （1）主要根据产品图上标注和注明的尺寸与尺寸公差、形状 位置偏差以及其他技术要求 （2）根据有关冲压件、塑料件等行业或国家模具技术标准 说明（验收方法、引用标准及要求等)
一、毛坯的种类
2.锻造毛坯
3.型材毛坯
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二、毛坯种类的选择
选择毛坯种类时，主要考虑下列因素：
1.模具图样的规定
2.模具零件的结构形状和几何尺寸 3.生产批量 4.模具零件的材料及对材料组织和力学性能的要求
增大2~3mm。
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表1.6
矩形锻件表面最小加工余量
注：（1）表列加工余量及公差均不包括锻件的凸面及圆弧。 （2）应按H或B的最大截面尺寸选择余量，例如：H=50mm、B=120mm、 L=160mm的工件，其H的最小加工余量应按120mm取5mm，而不是按 50mm取4mm。
2
模具整体尺寸与形状位置精 度
模具 装配 与试 模技 术要 求 模具导向精度 间隙及其均匀性 使用性能和寿命 制件检查 模具外观检查 （1）冲模技术条件（GB/T 14662) （2）塑料注射模技术条件（GB/T 12554) （3）检查制件是对模具质量的综合检验，即制件须符合用户 产品零件图样上的所有要求 （4）外观须符合用户和标准规定
1.2.2
模具制造工艺规程编制
工艺规程是描述由毛坯加工成为模具零件的过程的工艺 文件。它规定了模具零件的加工顺序、选用的机床、所用工 具和加工方法、技术条件和检验手段等内容。工艺规程通常 以文字和简图形式表述，用以指导和规范模具零件生产。
在一定的生产条件下，以最少的劳动量和最低的费用， 可靠地加工出符合图样和技术要求的零件。体现在： （1）技术上的先进性； （2）经济上的合理性； （3）有良好的劳动条件。
第 1章
模具制造概述
本章教学目的及要求
（1）掌握模具制造的基本概念，掌握模具制造的特点。 （2）了解模具的技术要求，了解模具制造的一般工作过
程。 （3）了解模具制造工艺规程编制的一般工作内容及编制 过程， 熟悉模具制造工艺规程的格式。 （4）掌握模具毛坯种类、尺寸及形状的确定方法。 （5）了解模具试模鉴定的工作内容及一般验收技术要求。 （6）了解模具设计时结构工艺性的一般要求。
（7）填写工艺文件。
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工艺文件的格式及其应用 （1）工艺过程综合卡片。列出整个零件加工的工艺路线，
是编制其他工艺文件、生产技术准备、编制作业计 划和组织生产的依据。
（2）工艺卡片。以工序为单位，详细描述整个工艺过程 的工艺文件。 （3）工序卡片。指导工人进行操作的一种工艺文件，大 批量生产中被广泛采用。
1.1
模具制造过程及生产特点
1.2 1.3 1.4 1.5
模具制造工艺规程的编制 模具零件的毛坯选择 试模鉴定 模具零件的结构工艺性
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1.1
1.1.1
模具制造过程及生产特点
模具的技术要求
（1）模具零件应有较高的强度、刚度、耐磨性、耐 冲击性、淬透性及较好的切削加工性。应根据 模具零件的工作环境选择适合的材料。
模具制造概念
在一定的制造装备和制造工艺条件下，直接对模
具零件材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其 形状、尺寸、相对位置和性质，使之成为符合要求的 零件，再将这些零件经配合、定位、连接与固定装配 成为模具的过程。 通俗地说：模具制造=模具加工+模具装配
设计模具结构图 机械加工模具零件 组装调试
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表1.2
模架几何公差等级 模架精度等级 0Ⅰ级、 0Ⅱ级、 Ⅰ级 Ⅱ级 公差等级 5 6 6 7 4 5 5 6
检测项目
被测尺寸／㎜ ≤400 ＞400 ≤400 ＞400
上模座上平面对下模 座下平面的平行度
导柱轴心线对下模 座下平面的垂直度
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1000~1500 1500~2500
9~12 6~8 6~8 5~7 12~14 8~10 8~10 7~9
2500~3150
14~16 10~12 10~14 9~12
铸铁
注：（1）模板上的导柱导套孔，原则上不铸出，当孔径大于100mm时，可酌情铸出。 （2）大型拉深模铸件曲面部分采用机械加工成形时，其曲面加工余量可比表中
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制定工艺规程的基本步骤 （1）总装图和零件图的研究分析和工艺审查。
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（2）确定生产类型；（工作零件—单件生产，标准件— 成批生产）。
（3）确定毛坯的种类和尺寸。
（4）选择定位基准和主要表面的加工方法，拟定加工路 线。
（5）确定工序尺寸、公差和技术要求。
（6）确定加工机床、工艺装备（二类工具）、切削用量 和时间定额。
表1.3
塑料模具精度分级指标 精度分级 Ⅱ 公差等级 6
检测项目
主尺寸／㎜ ≤400 ＞400～ 900 ≤200
Ⅰ 5
Ⅲ 7
定模座板上平面对动模 周界 座板下平面的平行度 模板导柱孔的垂直度 厚度
6
4
7
5
8
6
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（3）模具零件标准化，可缩短制造周期、降低模具成本，
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1.5.2
模具结构工艺性举例
一、尽可能采用标准化设计 二、便于在机床上定位、装夹 三、零件应有足够的刚度 四、减少加工困难 五、采用镶拼结构 六、减少和避免热处理变形和开裂 七、便于装配 八、便于刃磨、维修、调整和更换易损件
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