典型模具的制造工艺

第八章典型模具的制造工艺第一节模架的加工一、冷冲模模架（1）作用：模具是用来安装模具的工作零件和其它结构零件，并保证模具的工作部分在工作时间具有正确的相对位置。（2）组成：上、下模座，导柱、导套滑动导向的标准冷冲模模架结构如图2-1。图2-1冷冲模模架a)对角导柱模架b)中间导柱模架c)后侧导柱模架d)四导柱模架1—上模座2—导套3—导套4—下模座1、导柱和导套的加工（1）在模具中起导向作用，并保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置；保证模架的活动部分运动平稳、无阻滞现象。冷冲模标准导柱和导套如图2-2。图2—2导柱和导套a)导柱b)导套（2）基本构成：回转体表面（3）材料：热轧圆钢（4）加工工艺路线1)导柱的加工导柱的加工工艺路线工序号工序名称工序内容设备1下料按尺寸￠35mm×215mm切断锯床2车端面钻中心孔车端面保证长度212.5mm钻中心孔调头车端面保证210mm钻中心孔卧式车床3车外圆车外圆至￠32.4mm切10mm×0.5mm槽到尺寸车端部调头车外圆至￠32.4mm车端部卧式车床4检验5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，表面硬度58~62HRC6研中心孔研中心孔调头研另一端中心孔卧式车床7磨外圆磨￠32h6外圆留研磨量0.01mm调头磨￠32r4外圆到尺寸外圆磨8研磨研磨外圆￠32h6达要求抛光圆角卧式车床9检验导柱加工，外圆柱面的车削和磨削以两端的中心孔定位，使设计基准与工艺基准重合。若中心孔有较大的同轴度误差，将使中心孔和顶尖不能良好接触，影响加工精度，如图2-3所示。图2-3中心孔的圆度误差使工件产生圆度误差修正中心孔可采用磨、研磨和挤压如下：①车床磨削方法修正中心孔如图2-4。图2-4磨中心孔1-三爪自定心卡盘2-砂轮3-工件4-尾顶尖②挤压中心孔的硬质合金多棱顶尖如图2-5。图2-5多棱顶尖导柱在热处理后修正中心孔，在于消除中心孔在热处理过程中可能产生的变形和其它缺陷。2）导套的加工导套的加工工艺路线2）导套的加工导套的加工工艺路线导套加工时应正确选择定位基准，以保证内外圆柱面的同轴度要求：①单件生产时：采用一次装夹磨出内外圆，可避免由于多次装夹带来的误差。但每磨一件需重新调整机床。②批量加工时：可先磨内孔，再把导套装在专门设计的锥度（1/1000-1/5000，60HRC以上）心轴上，以心轴两端的中心孔定位，磨削外圆柱面，如图2-6。图2-6用小锥度心轴安装导套1—导套2—心轴3）导柱和导套研磨加工目的：进一步提高被加工表面的质量，以达图纸要求。①导柱研磨工具②导套研磨工具图2-8导套研磨工具1-锥度心轴2-研磨套3、4-调整螺母③磨削和研磨导套时常见的缺陷：“喇叭口”如图2-9。图2-9磨孔时“喇叭口”的产生2．上、下模座的加工（1）标准铸铁模座a)上模座b)下模座保证模架的装配要求，使模架工作时上模座沿导柱上、下运动平稳，无滞阻现象，保证模具能正常工作。（2）模座上、下平面的平行度公差，表2-3表2-3模座上、下平面的平行度公差公差等级公差等级4545基本尺寸/mm公差值基本尺寸/mm公差值40~630.0080.012250~4000.0200.03063~1000.0100.015400~6300.0250.040100~1600.0120.020630~10000.0300.050160~2500.0150.0251000~16000.0400.060（3）上、下模座的加工工艺路线表2-4加工上模座的工艺路线工序号工序名称工序内容及要求1备料铸造毛坯2刨（铣）平面刨（铣）上、下平面，保证尺寸50.8mm3磨平面磨上、下平面达尺寸50mm；保证平面度要求4划线划前部及导套安装孔线5铣前部按线铣前部6钻孔按线钻导套安装孔至尺寸Φ43mm7镗孔和下模座重叠镗孔达尺寸Φ45H7，保证垂直度8铣槽铣R2.5mm圆弧槽9检验表2-5加工下模座的工艺路线工序号工序名称工序内容及要求1备料铸造毛坯2刨（铣）平面刨（铣）上、下平面，保证尺寸50.8mm3磨平面磨上、下平面达尺寸50mm；保证平面度要求4划线划前部，导柱孔线及螺纹孔线5铣床加工按线铣前部，铣两侧压紧面达尺寸6钻床加工钻导柱孔至尺寸Φ30mm，钻螺纹底孔，攻螺纹7镗孔和上模座重叠镗孔达尺寸Φ32R7，保证垂直度8检验二、注射模模架的加工1．注射模的结构组成图2-11为注射模模架的结构形式。注射模的结构有多种形式，其组成零件也不完全相同，但根据模具各零（部）件与塑料的接触情况，可以将模具的组成分为成形零件和结构零件两大类。a)普通标准模架注射模1-定位圈2-导柱3-凹模4-导套5-型芯固定板6-支承板7-垫块8-复位杆9-动模座板10-推杆固定板11-推板12-推杆导柱13-推板导套14-限位钉15-螺钉16-定位销17-推杆18-拉料杆19-型芯20-浇口套b)侧型芯式注射模21-弹簧22-楔紧块23-侧型芯滑块24-斜销c)拼块式注射模25-斜滑块26-限位螺钉d)三板式注射模27-定距拉板28-定距拉杆（1）成型零件与塑料接触并构成模腔的那些零件，它们决定着塑料制品的几何形状和尺寸。（2）结构零件除成型零件以外的模具零件，这些零件具有支承、导向、排气、顶出制品、侧向抽芯、侧向分型、温度调节、引导塑料熔体向模腔流动等功能运动。在结构零件中，合模导向装置与支撑零部件组成构成注射模模架，如图所示。图注射模模架1-定模座板2-定模板3-动模板4-导套5-支撑板6-导柱7-垫块8-动模座板9-推板导套10-导柱11-推杆固定板12-推板2．模架的技术要求模架组合后其安装基准面应保持平行，其平行度公差等级见下表：表：中小型注射模模架分级指标精度分级ⅠⅡⅢ项目序号检查项目主参数/mm公差等级≤4005671定模座板的上平面对动模座板的下平面的平行度周界400~9006782模板导柱孔的垂直度厚度≤200456导柱、导套和复位杆等零件装配后要运动灵活、无阻滞现象。模具主要分型面闭合时的贴合间隙值应符合模架精度要求。Ⅰ级精度模架为0.02mmⅡ级精度模架为0.03mmⅢ级精度模架为0.04mm3．模架零件的加工模架的基本组成零件有：导柱、导套及各种模板（平板状零件）。导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面加工，在冷冲模架的加工中已经讲到。支承零件（各种模板、支承板）都是平板状零件，在制造过程中主要进行平面加工和孔系加工。对模板进行镗孔加工时，应在模板平面精加工后以模板的大平面及两相邻侧面作定位基准，将模板放置在机床工作台的等高垫铁上，如图下所示：图2-13模板的装夹a)模板单个镗孔b)定模同时镗孔1-模板2-镗杆3-工作台4-等高垫铁4．其它结构零件的加工（1）浇口套的加工1）结构：如图下所示：2）材料：T8A；3）热处理：57HRC4）加工工艺路线见下表：工序号工序名称工艺说明1备料按零件结构及尺寸大小选用热轧圆钢或锻件作毛坯保证直径和长度方向上有足够的加工余量若浇口套凸肩部分长度不能可靠夹持，应将毛坯长度适当加长2车削加工车外圆d及端面留磨削余量车退刀槽达设计要求钻孔加工锥孔达设计要求调头车D1外圆达设计要求车外圆D留磨量车端面保证尺寸Lb车球面凹坑达设计要求3检验4热处理5磨削加工以锥孔定位磨外圆d及D达设计要求6检验（2）侧型芯滑块的加工1）结构：如图下所示：2）侧型芯滑块与滑槽的常见结构：3）滑块与滑槽配合：H8/g7或H8/h8。4）滑块材料：45钢或碳素工具钢。5）热处理：40~45HRC。6）侧型芯滑块结构：7）侧型芯滑块的加工路线见下表：工序号工序名称工艺路线1备料将毛坯锻成平行六面体，保证各面有足够加工余量2铣削加工铣六面3钳工划线4铣削加工铣滑导部，留磨削余量铣各斜面达设计要求5钳工划线去毛刺、倒钝锐边加工螺纹孔6热处理7磨削加工磨滑块导滑面达设计要求8镗型心固定孔将滑块装入滑槽内按型腔上侧型芯孔的位置确定侧滑块上型芯固定孔的位置尺寸按上述位置尺寸镗滑块上的型芯固定孔9镗斜导柱孔动模板、定模板组成，契紧块将侧型芯滑块锁紧将组成的动、定模板装夹在卧式镗床的工作台上按斜导柱孔的斜角偏转工作台，镗孔第二节模具工作零件的加工一、冲裁凸模的加工1．圆形凸模的加工（1）结构：如下图所示图：圆形凸模（2）加工工艺路线：毛坯—车削加工（留磨削余量）—热处理—磨削2．非圆形凸模的加工凸模的非圆形工作型面，分为平面结构和非平面结构。（1）平面构成的凸模型面加工1）刨削加工。如下图：图：平面结构凸模的刨削加工2）铣削加工倾斜平面的方法：工件斜置；刀具斜置；将刀具作成一定的锥度对斜面进行加工，这种方法一般少用。（2）非平面结构的凸模加工1）结构如图2-23所示。图2-23非平面结构的凸模2）加工方法仿形铣床加工：靠仿形销和靠模控制铣刀进行加工。数控铣床加工：加工精度比仿形铣削高。普通铣床加工：采用划线法进行加工。3．成形磨削（1）成形砂轮磨削法将砂轮修整成与工件被磨削表面完全吻合的形状，进行磨削加工，以获所需要的成形表面，如图2-24所示。图2-24成形砂轮磨削法（2）夹具磨削法1）正弦精密平口钳如图2-32所示。量块尺寸：2）正弦磁力夹具如图2-33所示。sin1Lh被磨削表面的尺寸常采用测量调整器、量块和百分表进行比较测量。测量调整器如图2-34所示。例2-1图2-35所示凸模，采用正弦磁力夹具在平面磨床上磨削斜面a、b及平面c。除a、b、c面外，其余各面均已加工到设计要求。图2-35凸模磨削工艺过程：1）将夹具置于机床工作台上，找正。2）以d及e面为定位基准磨削a面：调整夹具使a面处于水平位置，如图2-26a所示。调整夹具的量块尺寸：检测磨削尺寸的量块尺寸：mmmmH0472.2610sin1501mmmmM392.29]1010cos)1050[(13）磨削b面：调整夹具使b面处于水平位置，如图2-26b所示。调整夹具的量块尺寸：检测磨削尺寸的量块尺寸：4）磨削c面：调整夹具磁力台成水平位置，如图2-26c所示。检测磨削尺寸的量块尺寸：mmmmH7530sin1501mmmmM641.39}1030cos]30tan)1040()1050{[(1mmmmM453.18]}2030tan)4060[(50{15）磨削b、c面的交线部位：用成形砂轮磨削，调整夹具磁力台与水平面成30°，砂轮圆周修整出部分锥角为60°的圆锥面，如图2-26d所示。砂轮的外圆柱面与处于水平位置的b面部分微微接触，再使砂轮慢速横向进给，直到c面也出现微小的火花，加工结束。如图2-26e所示。（3）仿形磨削1）原理：在具有放缩尺的曲面磨床或光学曲面磨床上，按放大样板或放大图对成形表面进行磨削加工。2）被加工零件尺寸：主要用于磨削尺寸较小的凸模和凹模拼块。3）被加工零件精度：±0.01mm，Ra0.63~0.32μm。4）光学曲面磨床：如下图所示。图2-59光学曲线磨床1-床身2-坐标工作台3-砂轮架4-光屏砂轮架用来安装砂轮，它能作纵向和横向送进（手动），可绕垂直轴旋转一定角度以便将砂轮斜置进行磨削，如图2-60所示。图2-60磨削曲线轮廓的侧边数控成形磨削的三种方式：1）利用数控装置控制安装在工作台上的砂轮修整装置，修整出需要的成形砂轮，用此砂轮磨削工件，磨削过程和一般的成形砂轮磨削法相同。2）仿形法磨削如图2-63所示。3）复合磨削如图2-64所示。成形磨削时，凸模不能带凸肩，如图2-65所示。当凸模形状复杂，某些表面因砂轮不能进入无法直接磨削时，可考虑将凸模改成镶拼结构，如图2-66所示。二、凹模型孔加工1．圆形型孔（1）单型孔凹模毛坯－锻造－退火－车削、铣削－钻、镗型孔－划线－钻固定孔－攻螺纹、铰销孔－淬火、回火－磨削上、下平面及型孔。（2）多型孔凹模常采用坐标法进行加工。1）镶入式凹模如图2-67所示。在坐标镗床上按