中职机械加工技能大赛总结
机械加工专业技能大赛总结
为了调动同学们的学习积极性，提高同学们的专业技能及专业知识，且能更好的把专业知识应用到实际中去，我专业于201*年5月16日在实训楼开展了机械加工专业车工、焊工、钳工、电工技能大赛。
活动由第二专业室主办，大赛主要针对的是11级和12级学生。12级学生主要由笔试组成，11级学生主要是实操。活动开展过程中，大家遵守考场纪律，秩序良好，每位同学都认真操作，监考老师监督安全，整个活动历时10个小时，进行的井然有序，有条不紊。
本次活动提供了平台，展示了才华，选拔人才，技能大赛效果显著。举办大赛，就是要锻炼和发现技艺精湛的选手，同时也为广大选手营造一个开阔视野、展示才能、提高技艺的平台，这次技能大赛，参赛选手整体精神面貌较好，比赛成绩比较好，涌现出了一批动手能力强，心理素质较好的选手，为我们下一步的全市乃至全自治区大赛确定了选手范围。但是，也有个别选手成绩不理想，这说明个别选手实际动手能力及应变能力较弱。总体来看大家的积极性都很高，通过这次活动，大家对专业技能必定将有一个全新的认识，以后会更加努力的学习专业知识，我们工作人员也从这次活动中积累了更多的经验，也为以后更好的开展工作打下了坚实的基础。
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2.1零件常用的传统机械加工方法机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况：(1)用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工修配，装配成各种模具。(2)精度要求高的模具零件，只用普通机床加工难以保证高的加工精度，因而需要采用精密机床进行加工。(3)为了使模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趋自动化，减少钳工修配的工作量，需采用数控机床(如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备)加工模具零件。2.1.1车削加工1．车削加工的特点及应用车削加工是在车床上利用车刀对工件的旋转表面进行切削加工的方法。它主要用来加工各种轴类、套筒类及盘类零件上的旋转表面和螺旋面，其中包括：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外，还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。车削加工精度一般为IT8～IT7，表面粗糙度为Ra6.3～1.6μm；精车时，加工精度可达IT6～IT5，粗糙度可达Ra0.4～0.1μm。车削加工的特点是:加工范围广，适应性强，不但可以加工钢、铸铁及其合金，还可以加工铜、铝等有色金属和某些非金属材料，不但可以加工单一轴线的零件，也可以加工曲轴、偏心轮或盘形凸轮等多轴线的零件；生产率高；刀具简单，其制造、刃磨和安装都比较方便。由于上述特点，车削加工无论在单件、小批，还是大批大量生产以及在机械的维护修理方面，都占有重要的地位。2．车床车床(Lathe)的种类很多，按结构和用途可分为卧式车床、立式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动车床、仪表车床和数控车床等。其中卧式车床应用最广，是其他各类车床的基础。常用的卧式车床有C6132A，C6136，C6140等几种。2.1.2铣削加工1．铣削加工的范围及其特点1)铣削加工的范围铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工，用成型铣刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般可达IT9～IT7，表面粗糙度为Ra6.3～1.6μm。概括而言，可以铣削平面、台阶面、成型曲面、螺旋面、键槽、T形槽、燕尾槽、螺纹、齿形等。2)铣削加工的特点铣削加工的特点具体如下：(1)生产率较高(2)铣削过程不平稳(3)刀齿散热较好因此，铣削时，若采用切削液对刀具进行冷却，则必须连续浇注，以免产生较大的热应力。2．铣床1）卧式铣床卧式铣床的主轴是水平的，2）立式铣床立式铣床的主轴与工作台台面垂直。2.1.3刨削加工1．刨削加工的范围及其特点刨削是使用刨刀在刨床上进行切削加工的方法，主要用来加工各种平面、沟槽和齿条、直齿轮、花键等母线是直线的成型面。刨削比铣削平稳，但加工精度较低，其加工精度一般为IT10～IT8，表面粗糙度为Ra6.3～1.6μm。刨削加工的特点：生产率较低；刨削为间断切削，刀具在切入和切出工件时受到冲击和振动，容易损坏。因此，在大批量生产中应用较少，常被生产率较高的铣削、拉削加工代替。２．刨床1）牛头刨床牛头刨床主要刨削中、小型零件的各种平面及沟槽，适用于单件、小批生产的工厂及维修车间。2）龙门刨床龙门刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各种平面、沟槽以及各种导轨面，也可在工作台上一次装夹多个零件同时进行加工。2.1.4钻削和镗削加工钻削和镗削都是加工孔的方法。钻削包括钻孔、扩孔、铰孔和锪孔。其中，钻孔、扩孔和铰孔分别属于孔的粗加工、半精加工和精加工，俗称“钻扩铰”。钻孔精度较低，为了提高精度和表面质量，钻孔后还要继续进行扩孔和铰孔。钻削加工是在钻床上进行的。镗削是利用镗刀在镗床上对工件上的预制孔进行后续加工的一种切削加工方法。一、钻削加工1.钻削加工的特点1)钻孔钻孔(Driling)是用钻头在实体工件上钻出孔的方法，常用的钻头是麻花钻。钻孔时，首先根据孔径大小选择钻头。一般，当孔径小于30mm时，可一次钻出；大于30mm时，应先钻出一小孔，然后再用扩孔钻将其扩大。2)扩孔对已有孔进行扩大的加工方法称为扩孔(CoreDriuing)，仅为了扩大孔的直径的扩孔可用麻花钻，在扩大孔的直径的同时提高孔形位精度的扩孔采用专门的扩孔钻其加工精度一般为IT10～IT8，表面粗糙度为Ra6.3～3.2μm。扩孔可作为要求不高孔的最终加工，也可作为精加工(如铰孔)前的预加工3)铰孔铰孔(Reaming)是用铰刀在扩孔或半精镗后的孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和减小表面粗糙度值的一种精加工方法。加工精度可达IT7～IT6，表面粗糙度为Ra0.8～0.4μm。铰刀有手用铰刀和机用铰刀两种，手用铰刀工作部分较长，机用铰刀工作部分较短4)锪孔锪孔是指在已加工孔上加工圆锥形沉头孔、圆柱形沉头孔和端面凸台的方法。锪孔用的刀具统称为锪钻。2.钻床工厂中常用的钻床(DrillingMachine)有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。1)台式钻床台钻结构简单，操作方便，适于加工小型零件上直径小于等于13mm的孔。2)立式钻床立式钻床简称立钻(DrillVertical)。它常用于加工单件、小批生产中的中、小型工件。3)摇臂钻床摇臂钻床(BeamDrill)适用于加工笨重和多孔的工件。二、镗削加工1.镗削加工的特点镗削可以对工件上的通孔和盲孔进行粗加工、半精加工和精加工。适宜加工箱体、机架等结构复杂和尺寸较大的工件上的孔及孔系。优点是用一种镗刀可以加工一定范围内各种不同直径的孔，特别是大直径孔，几乎是可供选择的惟一方法。2.镗床镗床有卧式镗床、立式镗床、深孔镗床和坐标镗床之分，应用最广的是卧式镗床。2.1.5磨削加工1．磨削加工的范围及其特点(1)加工精度高。磨削加工精度一般可达IT6～IT4，表面粗糙度为Ra0.8～0.1μm，当采用高精度磨床时，粗糙度可达Ra0.1～0.08μm。(2)工件的硬度高。(3)磨削温度高。磨削时要有充足的冷却液，同时冷却液还可以起到排屑和润滑作用。磨削加工主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成型面(如花键、螺纹、齿轮等)的精加工，以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。２．磨床磨床(Grinders)是指用磨具（如砂轮）或磨料加工工件表面的机床，广泛应用于工件的精加工，尤其是淬硬钢件及其他高硬度特殊材料的精加工。床的类型很多，主要有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床、工具磨床及各种专门化磨床(曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床、导轨磨床)等。常用的是平面磨床和外圆磨床。2.1.6加工方法的选择一、回转面加工方法的选择每一种回转面都有很多加工方法，具体选择时应根据零件的材料、毛胚种类、结构形状、尺寸、加工精度、粗糙度、技术要求、生产类型及工厂的生产条件等因素来决定，以确保加工质量和降低生产成本。1．外圆表面加工1）外圆表面加工技术的要求外圆表面的技术要求包括：尺寸与形状精度；位置精度；表面质量。2）外圆表面加工方案的分析各种加工要求的外圆表面的加工方案件，供选用时参考。①精车→半精车→磨②精车→半精车→粗磨→精磨→研磨或超级光磨③精车→半精车→精车→细精车→研磨（1）一般最终工序采用车加工方案的，适用于各种金属（淬火钢除外）。（2）最终工序采用磨加工方案的，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，但不宜加工强度低、韧性大的有色金属。磨削前的车削精度无需很高，否则对车削不经济，对磨削也无意义。（3）最终工序采用精细车或研磨方案的，适用于有色金属的精加工。（4）研磨、超级光磨和高精度小粗糙值磨削前的外圆精度和粗糙度对生产率和加工质量影响极大，所以在研磨或高精度磨削前一般都要进行精磨。（5）对尺寸精度要求不高，而粗糙度值要求而光亮的外圆，可通过抛光达到要求。2．孔加工1）孔加工的技术要求零件上的孔多种多样，常见的有；螺栓螺钉孔、油孔、套筒、齿轮、端盖上的轴向孔；箱体上的轴承孔；深孔（深径比L／D>5~10）。2)孔加工方案的分析常用的各种孔的加工方案，供选用时参考。①钻→铰②钻→扩→粗铰→精铰→研磨或手铰③钻→粗镗→（半精镗）→粗磨→精磨→研磨④钻→粗镗→半精镗→磨⑤钻→粗镗→半精镗→精镗→精细镗钻孔适用于各种批量生产中，对各类零件和各种材料（淬火钢除外）的实体进行孔加工。（1）加工公差等级IT9的孔，如孔径小于10mm时，可采用钻铰方案；孔径小于30mm的孔，可采用钻模钻孔，或采用钻孔后扩孔；孔径大于30mm的孔，一般采用钻孔后镗孔，镗孔常用于单件小批生产。（2）加工公差等级IT8的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻孔后铰孔；若孔径大于20mm，可视具体情况，采用钻一扩（或镗）一铰，此方案适用于加工除淬火钢以外的各种金属，但孔径应在∮20mm~∮80mm范围内。此外，也可采用最终工序为精镗或拉的方案。淬火钢可采用磨削加工。（3）加工公差等级IT7的孔，当孔径小于12mm时，一般采用钻孔后进行两次铰孔的方案；孔径大于12mm时，可采用钻一扩（或镗）一粗铰一精铰的方案，或采用最终工序为精拉或精磨的方案。精拉适用于一批大量的生产，精磨适于加工淬火钢、不淬火钢和铸铁，但不宜加工硬度底、韧性大的有色金属。（4）加工公差等级IT6的孔，起最终工序要视具体情况进行选择。例如韧性较大的有色金属不宜采用珩磨，可采用研磨或精细镗；研磨对大孔、小孔均可加工，而珩磨适于加工较大的孔。（5）对于已经铸出或锻出的孔，（一般为中、大尺寸的孔），可直接进行扩孔或镗孔，直径在100mm以上的孔，用镗孔比较方便。（6）加工盘套类零件中间部位的孔，为保证孔与外圆、端面的位置精度，一般是在车床上将孔与外圆、端面一次装夹加工出来。在成批生产或深径比较大时，应采用钻一扩一铰方案；若零件需要淬火，则应在半精加工后安排淬火再进行磨削。二、平面加工方法的选择１．平面加工的技术要求面加工的技术要求主要包括：形状精度；位置精度、尺寸精度以及平行度、垂直度等；表面质量等。２．平面加工方案的分析常用的平面加工方案如下，可供参考。①粗刨（粗铣）→拉削。②粗刨（粗铣）→精刨→刮削（高速精铣）。③粗刨（粗铣）→刮削（高速精铣）→精磨→研磨。④粗刨（粗铣）→粗磨→精磨→研磨。⑤粗车→半精车→精车⑥粗车→半精车→精磨→研磨(1)最终工序采用刮起削时，用于要求直线度高、粗糙度值小且不淬硬的平面。当批量较大时，可采用宽刃细刨代替刮削，以提高生产率和减轻劳动强度。尤其是加工狭长的精密平面（如导轨面），或缺少导轨磨床时，常采用宽刃细刨。(2)最终工序采用高速精铣时，适于加工精度要求高的有色金属工件。若采用高精度高速铣床和金刚石刀具，铣削表面粗糙度Ｒa值可达0.008um以下。(3)最终工序采用磨削时，适于加工要求直线度高、粗糙度值小的淬硬工件和薄片工件，也用于不淬硬的钢件或铸件上较大平面的精加工。但不宜精加工塑性大的有色金属。(4)精车主要用于加工轴、套、盘等回转体零件的端面；大型盘类零件的端面，一般在立式车床上加工。车床上加工端面易保证端面与轴线的垂直度要求。(5)拉削平面加工精度高、生产率高、拉刀寿命长，是一种先进的加工方法。适于大批大量生产中加工质量要求较高而面积不太大的平面。(6)研磨适于加工高精度、小粗糙度值表面，例如块规等精度零件的工作面。对于精度要求不高，仅要求光亮和美观的零件，可采用抛光加工。2.2冷冲模模架的加工模架的主要作用：把模具的其它零件连接起来，并保证模具的工作部分在工作时具有正确的相对位置。模架的结构分析：a上模座，下模座都是平板类零件，在工艺上主要是进行平面和孔系的加工。b模架中的导柱导套是机械加工中常见的轴类和套类零件，主要进行内外圆柱表面的加工。2.2.1导柱和导套的加工冷冲模标准导柱和导套。这两种零件在模具中起导向作用，以保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置。为了保证良好的导向，导柱和导套装配后应保证模架的活动部分移动平稳，无滞阻现象。所以，在加工中除了保证导柱、导套配合表面的尺寸和形状精度外，还应保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。图2.2导柱和导套(a)导柱；(b)导套构成导柱和导套的基本表面都是回转体表面，按照图示的结构尺寸和设计要求，可以直接选用适当尺寸的热轧圆钢作毛坯。为获得所要求的精度和表面粗糙度，外圆柱面和孔的加工方案可参考表2-1和表2-2。导柱、导套的加工工艺路线：在导柱的加工过程中，外圆柱面的车削和磨削都是以两端的中心孔定位的，由于要用中心孔定位，因此在外圆柱面进行车削和磨削之前总是先加工中心孔，以便为后续工序提供可靠的定位基准。中心孔的形状精度和同轴度对加工质量有直接影响，导柱在热处理后修正中心孔，以保证外圆柱面的形状和位置精度要求。修正中心孔可以采用磨、研磨和挤压等方法，可以在车床、钻床或专用机床上进行。用研磨法修整中心孔，是用锥形的铸铁研磨头代替锥形砂轮，在被研磨的中心孔表面加研磨剂进行研磨的。图2.5所示是挤压中心孔的硬质合金多棱顶尖。挤压时多棱顶尖装在车床主轴的锥孔内，其操作和磨顶尖孔相类似，利用车床的尾顶尖将工件压向多棱顶尖，通过多棱顶尖的挤压作用来修正中心孔的几何误差。此法生产率极高(只需几秒钟)，但质量稍差，一般用于修正精度要求不高的顶尖孔。磨削导套时正确选择定位基准，对保证内、外圆柱面的同轴度要求是十分重要的。图2.5多棱顶尖图2.6用小锥度心轴安装导套导柱和导套的研磨加工，其目的在于进一步提高被加工表面的质量，以达到设计要求。在生产数量大的情况下(如专门从事模架生产)，可以在专用研磨机床上研磨；单件小批生产，可以采用简单的研磨工具(如图2.7和图2.8所示)，在普通车床上进行研磨。研磨时将导柱安装在车床上，由主轴带动旋转，在导柱表面均匀涂上一层研磨剂，然后套上研磨工具并用手将其握住，作轴线方向的往复直线运动。研磨导套与研磨导柱相类似，由主轴带动研磨工具旋转，手握套在研具上的导套，作轴线方向的往复直线运动。调节研具上的调整螺钉和螺帽，可以调整研磨套的直径，以控制研磨量的大小。详细内容见后续光整加工部分。1－研磨架；2－研磨套；3－限动螺钉；4－调整螺钉图2.7导柱研磨工具1－锥度心轴；2－研磨套；3、4－调整螺母图2.8导套研磨工具磨削和研磨导套孔时常见的缺陷是“喇叭口”(孔的尺寸两端大中间小)。造成这种缺陷的原因来自以下两方面：(1)磨削内孔时，若砂轮完全处在孔内，砂轮与孔壁的轴向接触长度最大，磨杆所受的径向推力也最大，径向弯曲位移使磨削深度减小，孔径相应变小。当砂轮沿轴向往复运动到两端孔口部位时，砂轮必将超越两端口，使孔径增大。避免方法：要减小“喇叭口”，就要合理控制砂轮相对孔口端面的超越距离，以便使孔的加工精度达到规定的技术要求。图2.9磨孔时“喇叭口”的产生(2)研磨时工件的往复运动使磨料在孔口处堆积，在孔口处切削作用增强所致。避免方法：在研磨过程中应及时清除堆积在孔口处的研磨剂，以防止和减轻这种缺陷的产生。按被研磨表面的尺寸大小和要求，一般导柱、导套的研磨余量为0.01～0.02mm。将导柱、导套的工艺过程适当归纳，大致可划分成如下几个加工阶段：备料(获得一定尺寸的毛坯)阶段→粗加工和半精加工(去除毛坯的大部分余量，使其接近或达到零件的最终尺寸)阶段→热处理(达到需要硬度)阶段→精加工阶段→光整加工阶段(使某些表面的粗糙度达到设计要求)注意：在各加工阶段中应划分多少工序，零件在加工中应采用什么工艺方法和设备等，应根据生产类型、零件的形状、尺寸大小、零件的结构工艺性以及工厂的设备技术状况等条件综合考虑。在不同的生产条件下，对同一零件加工所采用的加工设备、工序的划分也不一定相同。2.2.2上、下模座的加工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。冷冲模的上、下模座用来安装导柱、导套，连接凸、凹模固定板等零件，其结构、尺寸已标准化。上、下模座上导柱、导套安装孔的孔间距离尺寸应保持一致；孔的轴心线应与模座的上、下平面垂直，对安装滑动导柱的模座，其垂直度公差不超过100∶0.01模座加工主要是平面加工和孔系加工。为了加工方便和易于保证加工技术要求，在各工艺阶段应先加工平面，再以平面定位加工孔系(先面后孔)。2.3注射模模架的加工2.3.1注射模的结构组成注射模的结构根据各零(部)件与塑料的接触情况，可以将模具的组成零件分为以下两类：(1)成型零件：指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，如凸模(型芯)形成制件的内形，而凹模(型腔)形成制件的外形。(2)结构零件：指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。2.3.2模架组成零件的加工1．模架的技术要求模具主要分型面闭合时的贴合间隙值应符合下列要求：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0.04mm。2．模架零件的加工若从零件结构和制造工艺考虑，模架的基本组成零件有三种类型：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，适应加工不同精度要求的内、外圆柱面的各种工艺方法、工艺方案及基准选择等支承零件(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，在平面加工中要特别注意防止变形，保证装配时有关结合平面的平面度和平行度要求。1）若需要精度更高的平面，应采用刮研方法加工。2）为了保证动、定模板上导柱、导套安装孔的位置精度，根据实际加工条件，可采用坐标镗床、双轴坐标镗床或数控坐标镗床进行加工。3）若无上述设备且精度要求较低，也可在卧式镗床或铣床上，将动、定模板重叠在一起，一次装夹，同时镗出相应的导柱和导套的安装孔。图2.12模板的装夹(a)模板单个镗孔；(b)定、动模板同时镗孔2.3.3其它结构零件的加工1．浇口套的加工常见的浇口套有两种类型，如图2.13所示的A型和B型。一般采用碳素工具钢T8A制造，局部热处理，硬度HRC57左右。与一般套类零件相比，浇口套锥孔小(其小端直径一般为3～8mm)，加工较难，同时还应保证浇口套锥孔与外圆同轴，以便在模具安装时通过定位环使浇口套与注射机的喷嘴对准。图2.13浇口套2．侧型芯滑块的加工当注射成型带有侧凹或侧孔的塑料制品时，模具必须带有侧向分型或侧向抽芯机构，如图2.10(c)、(b)所示。在侧型芯滑块上装有侧向型芯或成型镶块。侧型芯滑块与滑槽可采用不同的结构组合，如图2.15所示。图2.14斜导柱抽芯机构(a)合模状态；(b)开模状态表2-10加工浇口套的工艺过程工序号1工序名称备料工艺说明①按零件结构及尺寸大小选用热轧圆钢或锻件作毛坯；②保证直径和长度方向上足够的加工余量；③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①②③④⑤⑥⑦⑧以锥孔定位，磨外圆d及D达设计要求车外圆d及端面，留磨削余量；车退刀槽达设计要求；钻孔；用锥度绞刀加工锥孔达设计要求；调头车D1外圆达设计要求；车外圆D，留磨削余量；车端面保证尺寸Lb；车球面凹坑达设计要求2车削加工3456检验热处理磨削加工检验图2.15侧型芯滑块与滑槽的常见结构结构分析：侧型芯滑块是侧向抽芯机构的重要组成零件，注射成型和抽芯的可靠性需要它的运动精度保证。滑块与滑槽的配合特性常选用H8/g7或H8/h8，其余部分应留有较大的间隙，两者配合面的粗糙度Ra＜0.63～1.25μm。滑块材料常采用45钢或碳素工具钢，导滑部分可局部或全部淬硬，硬度HRC40～45。图2.16所示为侧型芯滑块，其工艺路线见表2-11。图2.16侧型芯滑块表2-11加工侧型芯滑块的工艺路线工序号12345678工序名称备料铣削加工钳工划线铣削加工钳工加工热处理磨削加工镗型芯固定孔工序说明将毛坯锻成平行六面体，保证各面有足够加工余量铣六面①铣滑导部，Ra＝0.8m及以上，表面留磨削余量；②铣各斜面达设计要求去毛刺、倒钝锐边加工螺纹孔磨滑块导滑面达设计要求①将滑块装入滑槽内；②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；③按上述位置尺寸镗滑块上的型芯固定孔①动模板、定模板组合，楔紧块将侧型芯滑块锁紧(在分型面上用0.02mm金属片垫实)；②将组合的动、定模板装夹在卧式镗床的工作台上；③按斜销孔的斜角偏转工作台，镗孔9镗斜导柱孔2.4冲裁凸模的加工2.4.1圆形凸模的加工图2.17是圆形凸模的典型结构。这种凸模加工比较简单，热处理前毛坯经车削加工，表面粗糙度在Ra＝0.8μm及其以上，表面留适当磨削余量；热处理后，经磨削加工即可获得较理想的工作型面及配合表面。图2.17圆形凸模2.4.2非圆形凸模的加工凸模的非圆形工作型面，大致分为平面结构和非平面结构两种。加工以平面构成的凸模型面(或主要是平面)比较容易，可采用铣削或刨削方法对各表面逐次进行加工，如图2.18所示。图2.18平面结构凸模的刨削加工凸模；(b)刨四面；(c)刨两端面；(d)刨小平面；(e)刨30°斜面；(f)刨10°斜面采用铣削方法加工平面结构的凸模时，多采用立铣和万能工具铣床进行加工。对于这类模具中某些倾斜平面的加工方法有：(1)工件斜置：装夹工件时使被加工斜面处于水平位置进行加工，如图2.19所示。(2)刀具斜置：使刀具相对于工件倾斜一定的角度对被加工表面进行加工，如图2.20所示。图2.19工件斜置铣削图2.20刀具斜置铣削(3)将刀具制成一定的锥度对斜面进行加工，这种方法一般少用。加工非平面结构的凸模(如图1-21所示)时，可根据凸模形状、结构特点和尺寸大小采用车床、仿形铣床、数控铣床或通用铣(刨)床等进行加工。图2.21非平面结构的凸模采用仿形铣床或数控铣床加工，可以减轻劳动强度，容易获得所要求的形状尺寸。。在普通铣床上加工凸模是采用划线法进行加工的。当采用铣、刨削方法加工凸模的工作型面时，由于结构原因而不能用一种方法加工出全部型面(如凹入的尖角和小圆弧)时，应考虑采用其它加工方法对这些部位进行补充加工。在某些情况下，为便于机械加工而将凸模做成组合结构。2.4.3成形磨削1．成形砂轮磨削法这种方法是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，以获得所需要的成形表面。特点：一次所能磨削的表面宽度不能太大。为获得一定形状的成形砂轮，可将金刚石固定在专门设计的修整夹具上对砂轮进行修整。图2.22成形砂轮磨削法2．夹具磨削法夹具磨削法是借助于夹具，使工件的被加工表面处在所要求的空间位置上(如图2.24(b)所示)，或使工件在磨削过程中获得所需的进给运动，从而磨削出成形表面工件除作纵向进给(由机床提供)外，还可以借助夹具使工件作断续的圆周进给，这种磨削圆弧的方法叫回转法。图2.23用夹具磨削圆弧面常见的成形磨削夹具有：(1)正弦精密平口钳。在正弦圆柱和底座间垫入适当尺寸的量块，可使虎钳倾斜成所需要的角度，以磨削工件上的倾斜表面，如图2.24(b)所示。量块尺寸按下式计算：h1＝Lsinα式中：h1垫入的量块尺寸，单位为mm；L正弦圆柱的中心距，单位为mm；α工件需要倾斜的角度，单位为(°)。正弦精密平口钳的最大倾斜角度为45°。为了保证磨削精度，应使工件在夹具内正确定位，工件的定位基面应预先磨平并保证垂直。图2.24正弦精密平口钳(a)正弦精密平口钳；(b)磨削示意图(2)正弦磁力夹具。正弦磁力夹具的结构和应用情况与正弦精密平口钳相似，两者的区别在于正弦磁力夹具是用磁力代替平口钳夹紧工件，如图2.25所示。电磁吸盘能倾斜的最大角度也是45°。以上磨削夹具若配合成形砂轮，也能磨削平面与圆弧面组成的形状复杂的成形表面。进行成形磨削时，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。测量调整器的结构如图2.26所示。图2.26测量调整器2.5凹模型孔加工2.5.1圆形型孔具有圆形型孔的凹模有以下两种情况：(1)单型孔凹模。这类凹模制造工艺比较简单，毛坯经锻造、退火后进行车削(或铣削)及钻、镗型孔，并在上、下平面和型孔处留适当磨削余量；再由钳工划线、钻所有固定用孔、攻螺纹、铰销孔，然后进行淬火、回火；热处理后磨削上、下平面及型孔即成。(2)多型孔凹模。冲裁模中的连续模和复合模，凹模有一系列圆孔，各孔尺寸及相互位置有较高的精度要求，这些孔称为孔系。为保持各孔的相互位置精度要求，常采用坐标法进行加工。图2.27镶入式凹模镶入结构的凹模如图2.27所示。固定板上的镶件孔可在坐标镗床上加工。立式双柱坐标镗床：作台能在纵、横移动方向上作精确调整，大多数工作台移动量的读数值最小单位为0.001mm；定位精度一般可达±0.002～0.0025mm。工作台移动值的读取方法可采用光学式或数字显示式。在坐标镗床上按坐标法镗孔，是将各孔间的尺寸转化为直角坐标尺寸，如图所示。找正方法：图2.30所示是用定位角铁和光学中心测定器进行找正。图2.30用定位角铁和光学中心测定器找正图2.31定位角铁刻线在显微镜中的位置加工分布在同一圆周上的孔，可以使用坐标镗床的机床附件万能回转工作台，如图2.32所示。对具有镶件结构的多型孔凹模加工，在缺少坐标镗床的情况下，也可在立式铣床上用坐标法加工孔系。为此，可在铣床工作台的纵、横运动方向上附加量块、百分表测量装置来调整工作台的移动距离，以控制孔间的坐标尺寸，其距离精度一般可达0.02mm。整体结构的多型孔凹模，一般以碳素工具钢或合金工具钢为原材料，热处理后其硬度常在HRC60以上。制造时毛坯经锻造退火，对各平面进行粗加工和半精加工，钻、镗型孔。在上、下平面及型孔处留适当磨削余量，然后进行淬火、回火。热处理后，磨削上、下平面，以平面定位在坐标磨床上对型孔进行精加工。型孔的单边磨削余量通常不超过0.2mm。在对型孔进行镗孔加工时，必须使孔系的位置尺寸达到一定的精度要求，否则会给坐标磨床加工造成困难。最理想的方法是用加工中心进行加工，它不仅能保证各型孔相互间的位置尺寸精度要求，而且凹模上的所有螺纹孔、定位销孔的加工都可在一次安装中全部完成，极大地简化了操作，有利于劳动生产率的提高。2.5.2非圆形型孔非圆形型孔的凹模如图2.33所示，机械加工比较困难。由于数控线切割加工技术的发展及其在模具制造中的广泛应用，许多传统的型孔加工方法都被该技术所取代。机械加工主要用于线切割加工受到尺寸大小限制或缺少线切割加工设备的情况下。图2.33非圆形型孔凹模非圆形型孔的凹模通常是将毛坯锻造成矩形，加工各平面后进行划线，再将型孔中心的余料去除而成的。图2.34所示是沿型孔轮廓线内侧顺次钻孔后，将孔两边的连接部凿断，去除余料。如果工厂有带锯机，可先在型孔的转折处钻孔后，用带锯机沿型孔轮廓线将余料切除，并按后续工序要求沿型孔轮廓线留适当加工余量。用带锯机去除余料生产效率高。当凹模尺寸较大时，也可用气(氧-乙炔焰)割方法去除型孔内部的余料。切割时型孔应留有足够的加工余量。切割后的模坯应进行退火处理，以便进行后续加工。图2.34型孔轮廓线钻孔切除余料后，可采用以下方法对型孔进行进一步加工：仿形铣削：在仿形铣床上采用平面轮廓仿形，对型孔进行半精加工或精加工，其加工精度可达0.05mm，表面粗糙度Ra＝2.5～1.5μm。仿形铣削加工容易获得形状复杂的型孔，可减轻操作者的劳动强度，但需要制造靠模，使生产周期增长。靠模通常都用容易加工的木材制造，因受温度、湿度的影响极易变形，影响加工精度。数控加工：用数控铣床加工型孔，容易获得比仿形铣削更高的加工精度。不需要制造靠模，通过数控指令使加工过程实现自动化，可降低对操作工人的技能要求，而且使生产效率提高。此外，还可采用加工中心对凹模进行加工。在加工中心上经一次装夹不仅能加工非圆形型孔，还能同时加工固定螺孔和销孔。在无仿形铣床和数控铣床时也可在立铣或万能工具铣床上加工型孔。铣削时按型孔轮廓线手动操作铣床工作台纵、横运动进行加工。对操作者的技术水平要求高，劳动强度大，加工精度低，生产效率低，加工后钳工修正工作量大。2.5.3坐标磨床加工坐标磨床的作用：主要用于对淬火后的模具零件进行精加工，不仅能加工圆孔，也能对非圆形型孔进行加工；不仅能加工内成形表面，也能加工外成形表面。它是在淬火后进行孔加工的机床中精度最高的一种。坐标磨床和坐标镗床相类似，也是用坐标法对孔系进行加工，其坐标精度可达±0.002～0.003mm，只是坐标磨床用砂轮作切削工具。机床的磨削机构能完成三种运动：砂轮的高速自转(主运动)、行星运动(砂轮回转轴线的圆周运动)及砂轮沿机床主轴轴线方向的直线往复运动，如图2.35所示。图2.35砂轮的三种运动1．内孔磨削进行内孔磨削时，一般可取砂轮直径为孔径的0.8～0.9倍。砂轮高速回转(主运动)的线速度，一般比普通磨削的线速度低。行星运动(圆周进给)的速度大约是主运动线速度的0.15倍左右。慢的行星运动速度将减小磨削量，但对表面加工质量有好处。砂轮的轴向往复运动(轴向进给)的速度与磨削的精度有关：粗磨时，往复运动速度可在0.5～0.8mm/min范围内选取；精磨时，往复运动速度可在0.05～0.25mm/min范围内选取。尤其在精加工结束时，要用很低的行程速度。图2.36内孔磨削2．外圆磨削外圆磨削也是利用砂轮的高速自转、行星运动和轴向往复运动实现的，如图2.37所示。利用行星运动直径的缩小，实现径向进给。3．锥孔磨削磨削锥孔则是由机床上的专门机构使砂轮在轴向进给的同时，连续改变行星运动的半径。锥孔的锥顶角大小取决于两者变化的比值，所磨锥孔的最大锥顶角为12°。磨削锥孔的砂轮应修出相应的锥角，如图2.38所示。图2.37外圆磨削图2.38锥孔磨削4．平面磨削平面磨削时，砂轮仅自转而不作行星运动，工作台进给，如图2.39所示。平面磨削适合于平面轮廓的精密加工。图2.39平面磨削5．铡磨这种加工方法是使用专门的磨槽附件进行的，砂轮在磨槽附件上的装夹和运动情况，如图2.40所示。该方法可以对槽及带清角的内表面进行加工。图2.40铡磨复杂型孔的磨削加工：如图2.41所示。磨削该凹模型孔时，可先将平转台固定在机床工作台上，用平转台装夹工件，经找正使工件的对称中心与转台回转中心重合。调整机床使孔O1的轴线与主轴线重合，用内孔磨削方法磨出O1的圆弧段。再调整工作台使工件上的O2与主轴中心重合，磨削该圆弧到要求尺寸。利用圆形转台将工件回转180°，磨削O3的圆弧到要求尺寸。图2.41磨削异型孔随着数控技术在坐标磨床上的应用，出现了点位控制坐标磨床和计算机数控连续轨迹坐标磨床，前者适于加工尺寸和位置精度要求高的多型孔凹模等零件，后者特别适合于加工某些精度要求高、形状复杂的内外轮廓面。当型孔形状复杂，使用机械加工方法无法实现时，凹模可采用镶拼结构，这时可将内表面加工转变成外表面加工。凹模采用镶拼结构时，应尽可能将拼合面选在对称线上(如图2.42所示)，以便一次同时加工几个镶块；凹模的圆形刃口部位应尽可能保持完整的圆形。例如，图2.43(a)比图2.43(b)的拼合方式容易获得高的圆度精度。图2.42拼合面在对称线上图2.43圆形刃口的拼合2.6型腔加工在各类型腔中，型腔的作用是成型制件外形表面，加工精度和表面质量一般都要求较高。常见的型腔大致可以分为回转曲面和非回转曲面两种。回转曲面可用车、内圆磨床和坐标磨床进行加工。而非回转曲面常常需要使用专门的加工设备或进行大量的钳工加工，生产率较低。2.6.1车削加工型腔车削加工法主要用于加工回转曲面的型腔或型腔的回转曲面部分。如图2.44所示是对拼式压塑模型腔，可用车削方法加工44.7mm的圆球面和21.71mm的圆锥面。保证对拼式压模上两拼块的型腔相互对准是十分重要的。为此在车削前对坯料应预先完成下列加工，并为车削加工准备可靠的工艺基准：(1)将坯料加工为平行六面体，5°斜面暂不加工。(2)在拼块上加工出导钉孔和工艺螺孔(见图2.45)，为车削时装夹用。(3)将分型面磨平，在两拼块上装导钉，一端与拼块A过盈配合，一端与拼块B间隙配合。(4)将两拼块拼合后磨平四侧面及一端面，保证垂直度(用90°角尺检查)，要求两拼块厚度保持一致。图2.44对拼式压塑模型腔(5)在分型面上以球心为圆心、44.7mm为直径划线，保证H1＝H2，如图2.46所示。对拼式压塑模型腔的车削过程见表2-12。表2-12对拼式压塑模型腔的车削过程顺序工艺内容简图说明1装夹①将工件压在花盘上，按44.7mm的线找正后，再用百分表检查两侧面，使H1、H2保持一致；②靠紧工件的一对垂直面压上两块定位块，以备车另一件时定位2车球面①粗车球面；②使用弹簧刀杆和成形车刀精车球面3装夹工件①用花盘和角铁装夹工件；②用百分表按外形找正工件后，将工件和角铁压紧(在工件与花盘之间垫一薄纸的作用是便于卸开拼块)4车锥孔①钻、镗孔至?21.71mm(松开压板，卸下拼块B检查尺寸)；②车削锥度(同样卸下拼块B观察及检查)2.6.2铣削加工型腔1．用普通铣床加工型腔在用普通铣床加工型腔时，使用最广的是立式铣床和万能工具铣床。加工时常常是按模坯上划出的型腔轮廓线，手动操作机床工作台进行切削加工。加工型腔时，常常因为铣刀加长，当进给至型腔的转角处时，由于切削力波动导致刀具倾斜造成误差。应选比型腔圆角半径小的铣刀加工。图2.47型腔圆角的加工图2.61多型腔橡胶压模为了能加工出各种特殊形状的表面，必须准备各种不同形状和尺寸的铣刀。图2.61所示为多型腔橡胶压模，采用普通铣床加工型腔。2．用仿形铣床加工型腔仿形铣床可以加工各种结构形状的型腔，特别适合于加工具有曲面结构的大尺寸型腔。使用仿形铣床是按照预先制好的靠模，在模坯上加工出与靠模形状完全相同的型腔，能减轻工人的劳动强度，提高铣削加工的生产率，可以较容易地加工出形状较为复杂的型腔。型腔加工精度可达0.05mm，表面粗糙度Ra＝2.6～1.5μm，被加工表面并不十分平滑，有刀痕，型腔的窄槽和某些转角部位尚需钳工加以修整。所以，加工后一般都需要对型腔表面进行进一步的修整。目前，除了一些大的锻模尚用此方法加工外，其余均由数控加工中心完成。2.6.3数控机床加工数控(NC)是指通过用数字表示的指令来控制机床的动作。它把所需要的工具信息按照一定的规则在指令带上打孔加以储存，数控机床上的控制装置读取指令带并全部自动加工1．数控铣床加工它具有数控与仿形相结合的功能，其主要优点在于：(1)能自动进行仿形加工。(2)能将仿形控制与计算机数控相结合，收集仿形动作及仿形条件的资料并进行储存，据此可以进行数控加工。(3)能将仿形加工和数控加工相结合，即形状可用仿形加工，孔可以用数控加工，从而提高了加工效率。2．数控磨床加工1)数控普通磨床平面磨床、外圆磨床加上数控装置后，可以改造成数控磨床。这种磨床主要适用于冲模零件的标准化生产及标准件加工，现已普遍应用到生产之中。2)数控成形磨床利用数控成形磨床加工模具零件，其所需的操作过程完全是以数值控制。在加工中，只要制作出数控带和规定加工程序，即可进行自动成形加工。3．连续轨迹坐标磨床连续轨迹坐标磨床可以连续进行高精度的轮廓加工4．加工中心机床加工中心机床是把许多相关工序集中在一起，形成了一个以工件为中心的多工序自动加工机床，它本身相当于一条自动线，被应用在模具专业厂中。2.6.4光整加工光整加工是生产中常用的精密加工法，一般是在精车、精镗、精铰和精磨的基础上进行加工。光整加工后可获得比普通磨削更高的精度（公差等级为IT6~IT5或更高）和更小的粗糙度值（Ra值为了0.1~0.008μm）。常用的光整加工主要有以下几种：:研磨、衍磨、超级光磨、抛光。珩磨是研磨的发展，也是磨削的特殊形式。超级光磨也称超精加工，是在良好冷却润滑条件下，用极细粒度磨条在很低恒定的压力下（0.1-0.3MPa），以快而短的往复振动（600-1800dstr/min，振幅为2-6mm），对旋转工件表面（10-150m/min）进行修磨。超级光磨应用很广，常用于加工外圆柱面，也可加工圆锥面、孔、平面和球面等。在这里，就简单的介绍一下研磨和抛光。1．研磨和抛光的机理1)研磨的机理研磨是使用研具、游离磨料对被加工表面进行微量加工的精密加工方法。在被加工表面和研具之间置以游离磨料和润滑剂，使被加工表面和研具之间产生相对运动并施以一定压力，磨料产生切削、挤压等作用，从而去除表面凸起处，使被加工表面精度提高、表面粗糙度降低。2)研磨特点(1)尺寸精度高。(2)形状精度高。(3)表面粗糙度低。(4)表面耐磨性提高。(5)耐疲劳强度提高。(6)不能提高各表面之间的位置精度。(7)多为手工作业，劳动强度大。3)抛光机理抛光加工过程与研磨加工基本相同。抛光是一种比研磨更细微磨削的精密加工。研磨时研具较硬，其微切削作用和挤压塑性变形作用较强，在尺寸精度和表面粗糙度两方面都有明显的加工效果。抛光的作用是进一步降低表面粗糙度，并获得光滑表面，但不提高表面的形状精度和位置精度，而研磨却能提高零件的尺寸、位置精度及表面质量。2．光整加工在模具中的作用研磨抛光加工也是实现高精度的重要一环。冲压模具、塑料模具和金属压铸模具的成形表面多数成型表面和高精度表面都需要研磨抛光加工，而且大部分需要模具钳工手工作业完成。模具成型表面的粗糙度对模具寿命和制件质量都有较大影响。中小型冷冲压模和型腔模的型腔、型孔成形表面的精加工手段，主要为电火花成形加工和电火花线切割加工方法，在后成形表面变质层变质层多数情况需要依靠研磨抛光来去除变质层，以保证成形表面的精度和表面粗糙度要求。3．研磨抛光分类(1)按研磨抛光过程中操作者参与的程度分为：①手工作业研磨抛光②机械设备研磨抛光：主要依靠机械设备进行的研磨抛光。(2)按磨料在研磨抛光过程中运动轨迹分为：①游离磨料研磨抛光②固定磨料研磨抛光(3)按研磨抛光的机理分为：①机械式研磨抛光②非机械式研磨抛光(4)按研磨抛光剂使用的条件分为：①湿研：②干研③半干研4．研磨抛光的加工要素项目加工方式驱动方式运动形式加工面数材料表面状态形状材料粒度材质种类作用相对运动压力时间温度净化内容手动、机动、数字控制回转、往复单面、双面硬质(淬火钢、铸铁)，软质(木材、塑料)平滑、沟槽、孔穴平面、圆柱面、球面、成形面金属氧化物、金属碳化物、氮化物、硼化物数十微米～0.01μm硬度、韧性油性、水性冷却、润滑、活性化学作用1～100m/min0.001～3.0MPa视加工条件而定视加工要求而定，超精密型(20±1)℃视加工要求而定，超精密型(净化间1000～100级)研具磨料研磨液加工参数环境5．手工研磨抛光1)研磨抛光剂(1)磨料。表2-18常用磨料的主要物理机械性能磨料氧化铝碳化硅碳化硼立体氮化硼天然金刚石人造显微硬度/HV1800～24503100～34004150～90007300～90008600～10600抗弯强度/MPa87.2155300300210～490抗压强度/MPa75715001800800～1000201*热稳定性/℃1201*300～1400700～8001250～1350700～800300(2)研磨抛光液。表2-21常用研磨抛光液及其用途工件材料粗研精研铸铁铜淬火钢，不锈钢硬质合金研磨抛光液煤油3份、全损耗系统用油1份，透平油或锭子油少量、轻质矿物油适量全损耗系统用油煤油动物油(熟油与磨料拌成糊状，后加30倍煤油)、适量锭子油和植物油植物油、透平油或乳化油航空汽油钢(3)研磨抛光膏。研磨抛光膏是由磨料和研磨抛光液组成的研磨抛光剂。研磨抛光膏分硬磨料研磨抛光膏和软磨料研磨抛光膏两类。2)研磨抛光工具(1)研具材料。(2)普通油石。(3)研磨平板。(4)外圆研磨环。(5)内圆研磨芯棒。6．机械抛光(1)圆盘式磨光机。(2)电动抛光机①手持往复研抛头②手持直式旋转研抛头7．研磨抛光工艺过程1)研抛余量淬硬后的成形表面由Ra＝0.8μm提高到Ra＝0.4μm时的研抛余量为：平面：0.015～0.03mm。当零件的尺寸公差较大时，研抛余量可以放在零件尺寸公差范围以内。内圆：当尺寸为25～125mm时，取0.04～0.08mm。外圆：当d≤10mm时，取0.03～0.04mm；当d≥10～30mm时，取0.03～0.05mm；当d≥31～60mm时，取0.04～0.06mm。2)研抛步骤及注意事项研磨抛光加工一般要经过粗研磨→细研磨→精研磨→抛光四个阶段。四个阶段中总的研抛次数应依据研抛余量以及初始和最终的表面粗糙度和精度而定。磨料的粒度从粗到细，每次更换磨料都要清洗工具和零件。2.7模具制造工艺过程及分析模具制造工艺是把模具设计转化为模具产品的过程。模具制造工艺的任务就是研究探讨模具制造的可能性和如何制造的问题，进而研究怎样以低成本、短周期制造高质量模具的问题。如图2.58所示是一套典型冷冲压模具结构图和一套典型的注塑成形模具结构图。下面先了解这两种模具的结构组成。图2.58模具结构图(a)落料冲孔复合模；(b)注塑成形模2.7.1模具制造工艺路线1．模具制造工艺路线的类别工艺路线是指进行产品开发、研制、生产所涉及的各个环节，模具制造是该系统工程各个环节中的一环。然而，一套模具，从其使用性质来看是服务于上述产品的开发、研制、生产过程的一套工具装置，但模具制造过程完全独立于产品开发、研制、生产的过程，使其成为另外的一项系统工程模具制造工程。所以，工艺路线应分为产品开发、研制、生产工艺路线和模具制造工艺路线。2．模具零件加工的工艺分析模具的零件图是制订加工工艺最主要的原始资料之一，在制订加工工艺时，必须首先对其加以认真分析。为了更深刻地理解零件结构上的特征和主要技术要求，通常还要研究模具的总装图、部件装配图及验收标准，从中了解零件的功用和相关零件的装配关系，以及主要技术要求制订的依据等。1)零件的结构分析A在研究具体零件的结构特点时，要分析该零件是由哪些表面组成的，因为表面形状是选择加工方法的基本因素。B根据零件结构的特点，在认真分析了零件主要表面的技术要求之后，对零件的加工工艺即有了初步的认识。根据零件主要表面的精度和表面质量的要求，可初步确定为达到这些要求所需的加工方法，再确定相应的中间工序及粗加工工序所需的加工方法。C要分析加工表面之间的相对位置关系，包括表面之间的尺寸联系和相对位置精度。可初步确定各加工表面的加工顺序。D零件的热处理要求影响到加工方法和加工余量的选择，同时对零件加工工艺路线的安排也有很大的影响。E在研究零件图时，如发现图样上的视图、尺寸标注、技术要求有错误或遗漏，或零件的结构工艺性不好时，应提出修改意见。3．模具零件加工的工艺过程模具由各种零件组成，其制造过程包括零件的加工、钳工装配以及模具的试模和调整。毛坯经过车、铣、刨、磨、热处理和钳工等加工，改变其形状、尺寸和材料性能，使之变为符合图样要求的零件的过程，称为工艺过程。对于同一个零件可以有几种不同的工艺过程。在制定工艺过程时，应根据零件图样的要求和工厂的实际生产条件制定。若将其内容以一定的格式写成文件，用于指导生产，则此文件称为该零件的工艺规程。模具制造属于单件或小批生产。模具零件的工艺规程一般都定得比较简单，而且往往与零件的工艺路线卡合在一起，以表格的形式写在卡片上，此卡片称为工艺卡。卡片的格式和内容根据各工厂的具体情况而定。模具零件工艺卡的内容大致包括工种、施工说明及工时定额等，但通常将加工(或装配)内容及要求简要地编写在工艺卡片的该工序上。必须指出的是，工艺规程并不是一成不变的，随着模具制造技术的发展和提高，它也必须作相应的修改，以把新的技术成果反映到工艺规程中，使其不断完善。4．模具制造工艺路线的编制在模具制造过程中有必要编制如下有关工艺文件：模具制造的基本工艺路线、模具零件制造的工艺路线和模具制造工艺规程等。1)模具制造的基本工艺路线模具制造的基本工艺路线如图2.59所示，是在接受模具制造的委托时，首先根据制品零件图样或实物，分析研究后确定模具制造过程中所需要涉及到的相关部门及其所承担的任务。图2.59模具制造的基本工艺路线2)模具零件制造的工艺路线模具零件制造的工艺路线是指根据模具零件设计要求，确定模具零件在加工过程中所需要的加工工序、使用的设备及所需协作的相关部门。模具零件制造的工艺路线是指导模具零件加工流程的工艺文件，一般用卡片形式标明模具零件加工过程中所需要的每一道工序、顺序及完成的加工内容。不同模具零件在制造过程中，因模具零件形状、技术要求、加工手段等不同，而具有不同的工艺路线。图2.70所示为落料凹模。图2.70落料凹模其工艺路线如下：方案一：①备料→②外形加工→③平磨、磨基准平面→④钳工：划线、钻孔、攻螺纹→⑤粗、精铣/车/镗加工型孔→⑥热处理→⑦平磨→⑧钳修。方案二：①备料→②外形加工→③平磨、磨基准平面→④钳工：划线、钻孔、攻螺纹→⑤粗铣/车/镗加工型孔→⑥热处理→⑦平磨、磨基准平面→⑧精磨销孔、修磨型孔。方案三：①备料→②外形加工→③平磨、磨基准平面→④钳工：划线、钻孔、攻螺纹→⑤热处理→⑥平磨、磨基准平面→⑦线切割型孔、销孔→⑧修磨型孔、销孔。从上面的工艺路线方案中可以看到：(1)因模具型孔形状不同，则所采用加工手段也不同。方案一、二的方孔采用铣削加工，圆孔则可以采用车床镗孔或铣床镗孔。(2)采用加工手段不同，则工艺路线不同。(3)方案一的型孔避免不了热处理造成的变形，所以只适用于要求不高的小型模具。(4)方案二、三的型孔、销孔的加工均在热处理之后，避免了热处理造成的变形，使模具能获得较高的加工精度。方案二获得的模具质量最高；方案三的加工工艺最为简单，而且适用于任何形状的冲裁模，这是目前采用最多的工艺方案。由上可知，编制模具零件加工工艺路线必须考虑如下因素：(1)模具的种类不同，其制造工艺不同。(2)模具结构复杂程度及模型的形状。(3)模具的精度。(4)模具的使用要求。(5)模具的加工条件。(6)模具材料。3)模具制造工艺规程模具制造工艺规程是指导在模具制造过程中每一道工序如何保证模具制造质量的工艺文件。一般配有工艺简图，并详细说明该工序的每个工步的加工(或装配)内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。模具制造工艺规程通常包括模具零件加工工艺规程、模具热处理工艺规程、模具装配调试工艺规程等文件。模具制造工艺规程多用于大批量生产和成批生产中的重要零件。2.7.2冷冲压模制造工艺1．冲裁模的主要技术要求(1)组成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和热处理等均应符合相应图样的要求。(2)模架的三项技术指标(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和导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度)均应达到规定的精度等级要求。(3)模架的上模沿导柱的上、下移动应平稳且无阻滞现象。(4)装配好的冲裁模的封闭高度应符合图样规定的要求。(5)模柄的轴心线对上模座上平面的垂直度要符合图样规定的要求。(6)凸模和凹模之间的配合间隙应符合图样要求，周围的间隙应均匀一致。(7)模具应在生产的条件下进行检验，冲出的零件应符合图样规定的要求。2．冲裁模的凸模和凹模的主要技术要求(1)尺寸精度。凸模和凹模的尺寸是根据冲件尺寸和公差的大小、凸模与凹模之间的间隙及制造公差计算而得。(2)表面形状和位置精度。对凸模和凹模的表面形状的要求是：侧壁应该平行或稍有斜度。对凸模和凹模的位置精度要求是：圆形凸模的工作部分对装合部分的同轴度误差不得超过工作部分公差的一半；凸模的端面应与中心线垂直；级进模、复合模和冲裁模的多孔凹模都有位置精度要求，其公差的大小根据冲件的位置精度而定。见图2.71所示模具的工作零件。图2.71模具的工作零件(a)、(b)凸模；(c)、(d)凹模(3)表面光洁、刃口锋利。要求刃口部分的表面粗糙度小于Ra＝0.4μm，装配表面的粗糙度小于Ra＝0.8μm，其余为Ra＝6.3μm。刃口部分表面光洁有利于获得锋利的刃口，并且可以提高冲件质量。如果刃口不锋利，则冲件就会产生毛刺，甚至可能发生显著的弯曲。(4)硬度。为了使冲压工作顺利进行，凸模和凹模的工作部分应具有较高的硬度和较强的耐磨性以及良好的韧性，通常要求凹模工作部分的热处理硬度在HRC60以上，凸模的热处理硬度在HRC58以上。3．零件加工的工艺过程凸模和凹模是冷冲模的主要零件，其技术要求较高，制造时应注意保证质量。由于凸模和凹模的形状是多种多样的且各工厂的生产条件也各不相同，因此不可能列出适合于任何形状的凸模和凹模的工艺过程。现以图2.58所示的落料冲孔复合模的凹模、凸凹模和凸模为例，说明其制造的工艺过程。图2.72凹模1)凹模的工艺过程凹模的零件尺寸如图2.72所示。(1)备料：材料为Gr12，毛坯尺寸为105mm×105mm×35mm。a.下料：将轧制的棒料在锯床上切断，其尺寸为：毛坯尺寸(折重量)＋7％烧损量。b.锻造：锻造到毛坯尺寸。锻造后应进行退火处理以消除内应力。(2)铣削六面：铣周边，保证四角垂直。两平面留磨余量，取0.3～0.5mm。(3)平磨：磨削两平面并将其磨光。(4)钳工：划线、钻6－M8底孔、攻螺纹；钻、铰2－8mm销孔和型腔线切割穿丝孔(5mm)。(5)铣削：按划线铣出打料板肩台的支承型孔，尺寸要符合图样。(6)热处理：淬火、回火，保证硬度在HRC58～62。说明：对于模具的热处理，有其专门的热处理工艺规程，使用的加热设备与热处理工艺中的有所不同。但为了充分消除模具淬火应力，回火次数必须在两次以上。(7)平磨：平磨两面符合图样；平磨四周，保证四角垂直(定位基准、精密模具加工时采用)。(8)线切割：线切割型孔符合图样。说明：线切割机有快走丝线切割机和慢走丝线切割机两种，根据零件要求的精度和表面要求，选择适合的线切割机种。(9)精加工：手工精研刃口。说明：对于快走丝切割的表面，要通过研磨才能达到使用要求；对于慢走丝线切割的表面，虽然能达到使用要求，但研磨能去除加工表面的变质层，有利于提高模具的使用寿命。(10)检验：检验工件尺寸，对工件进行防锈处理，入库。2)凸凹模的工艺过程凸凹模的零件尺寸如图2.73所示。图2.73凸凹模(1)备料：材料为Gr12，毛坯尺寸为50mm×50mm×65mm。a．下料：将轧制的棒料在锯床上切断，其尺寸为：毛坯尺寸(重量)＋7％烧损量。b．锻造：锻造到毛坯尺寸，应进行退火处理，以消除锻造后的内应力。(2)铣削：铣削六面。每面留磨削余量，取0.2mm，(3)平磨：磨削六面，两端面磨光，其余面要符合图样尺寸，保证六面垂直。(4)划线：按图样划线。(5)铣削：a．以四周边为基准，钻￠10mm型孔到￠9.5mm；钻￠11mm漏料孔符合图样要求。b．粗铣型面，周边留磨削余量，取0.2mm，肩台圆弧面铣至尺寸。(6)热处理：淬火、回火，保证硬度HRC58～62。(7)平磨：平磨两端面符合图样要求。(8)用坐标磨床磨孔：以￠9.5mm为基准找正，磨孔，磨孔尺寸要符合图样要求。说明：￠10mm型孔也可以用内孔磨床磨削，以￠9.5mm为基准找正、找平端面，磨孔至符合图样要求为止。(9)平磨：以￠10mm型孔为基准，磨削三个型面和三个配合平面，磨合至符合图样要求。(10)工具磨：以￠10mm型孔为基准，磨削圆弧型面和配合圆弧面，磨合至符合图样要求。(11)检验：检验工件尺寸，对工件进行防锈处理，入库。3)凸模的工艺过程凸模的零件尺寸如图2.74所示。(1)备料：材料为Gr12，毛坯尺寸为20×55mm。将轧制的圆棒在锯床上切断。(2)车削：粗车，留磨削余量，取0.5mm，如图2.75所示。图2.74凸模图2.75凸模粗加工工艺图(3)热处理：淬火、回火，保证硬度在HRC58～60。(4)磨外圆：用顶尖顶两端磨外圆，刃口端磨光并保留工艺顶针凸台，其余磨合至符合图样要求。(5)去除工艺顶针凸台：去除工艺顶针凸台并磨平，保证总长度符合图样要求。(6)检验：检验工件尺寸，对工件进行防锈处理，入库。2.7.3注塑模制造工艺1．注塑模的主要技术要求模具精度是影响塑料成形件精度的重要因素之一。为了保证模具精度，制造时应达到如下主要技术要求：(1)组成注塑模具的所有零件在材料、加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。(2)组成模架的零件应达到规定的加工要求(见表2-22)，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度等要求。①浇口板上平面对底板下平面的平行度为0.05/300。②导柱、导套的轴线对模板的垂直度为0.02/100。③分型面闭合时的贴合间隙小于0.03mm。表2-22模架零件的加工要求零件名称加工部位厚度条件平行度垂直度孔径公差孔距公差精磨精磨无弯曲变形淬火、回火磨削加工磨削加工同轴度淬火、回火要求0.02/300以内0.02/300以内H7±0.02mmk6f70.02/100HRC55以上k6H70.01mmHRC55以上动、定模板基准面导柱孔导柱孔压入部分直径导柱滑动部分直径直线度硬度外径内径内、外径关系硬度导套(3)模具的功能必须达到设计要求。①抽芯滑块和推出装置的动作要正常。②加热和温度调节部分能正常工作。③冷却水路畅通且无漏水现象。(4)为了检验模具塑料成形件的质量，装配好的模具必须在生产条件下(或用试模机)试模，并根据试模存在的问题进行修整，直至试出合格的成形件为止。2．注塑模成形零件的主要技术要求(1)尺寸精度。注塑模成形零件的工作尺寸是根据塑件尺寸和公差大小、制造公差计算而得。模具在加工过程中必须保证加工尺寸符合图样要求，有些要求高的尺寸，待试模后还应予以调整。(2)表面形状和位置精度。，型腔或型芯侧边的工作表面均应设有脱模斜度，以防出现倒扣现象。(3)表面粗糙度。模具表面粗糙度必须要高于塑件表面粗糙度1～2级。(4)硬度。提高模具成形零件的硬度能提高模具的耐磨性，能有效地提高模具的使用寿命。模具成形零件的硬度根据其使用要求，通常分为调质模(硬度HRC28～35)和硬模(硬度HRC50～62)两种。(5)排气。分型面和型腔深处或塑料流最后充满处，必须设置有排气槽。3．塑料模型腔零件加工的工艺分析如图2.76所示是某结构件模具的动模块和定模块。模具加工根据条件不同有不同的加工工艺。下面，根据如图2.76所示模具的动模块和定模块进行加工工艺分析。(1)模具的使用硬度。调质模可以在热处理调质后进行车、刨、钻、铣、磨等切削加工；而硬模，一般先进行车、刨、钻、铣、攻螺纹等切削粗加工后热处理，热处理后一般只能进行磨削、电火花、研磨等精加工(现代高速加工除外)。(2)模具的加工条件。①传统的加工。传统的加工是指用传统的一般机床加工，最后用钳工修合型腔的方法。②电火花加工。由于电火花加工精度的提高和电火花加工的普及，模具的型腔加工及有些难以切削加工的配合面都使用了电火花加工。③数控加工。数控加工是一种先进的模具加工方法，它可以高质量地自动完成各种复杂曲线轮廓或复杂曲面的加工。图2.76模具动模块和定模块的加工图4．型腔零件加工的工艺过程1)调质模的加工工艺(1)备料：a．定模块：165mm×165mm×107mm；b．动模块：165mm×165mm×87mm。(2)铣毛坯：a．定模块：160.5mm×160.5mm×101.5mm；b．动模块：160.5mm×160.5mm×81.5mm。技术要求：六面间垂直度误差＜0.1mm。(3)热处理：淬火、回火，保证硬度HRC30～35。说明：目前，大部分进口模具钢在出厂前已经过锻造加工和调质热处理，通常热处理硬度为HRC33左右，使用此类模具钢，可以免除此热处理工序。(4)平磨：平磨六面符合图样尺寸，六面间垂直度误差＜0.03mm。(5)钳工：a．动、定模块组合，配钻铰2×8mm定位工艺销孔及动、定模块各4×M10固定螺钉孔。b．将动、定模块用2×8mm销钉组合在一起，划线。(6)铣：将动、定模块用2×8mm销钉组合在一起，钻、镗、铣加工3×9mm孔和3×SR9mm球面。(7)车：a．车削抽芯2孔63mm及SR31.5球面(将动、定模块用2×8mm销钉组合在一起)。b．车削抽芯1孔?54mm和62.3mm。c．将动、定模块分开，车削定模块孔1(26mm)和锥孔2(2°的35.2mm锥孔)。(8)铣：将动、定模块用2×8mm销钉组合在一起，铣削抽芯1型孔符合尺寸。六个R10mm过渡圆弧按划线加工，留余量钳修。(9)铣：将动、定模块分开，分别粗铣加工坑槽3、4。铣削3、4坑槽可以用坐标法分级铣削，其加工余量留给电火花加工。(10)电火花：用粗、精电极分别粗、精加工坑槽3、4。说明：由于坑槽3、4形状相同，反向对称，因此动、定模块装夹时，同向摆放，这样电极一次装夹即可分别完成动、定模块的加工，提高加工精度。(11)钳工：a．根据样板，修磨抽芯1R10mm各处过渡圆弧，并保证与抽芯滑块滑配，配合间隙小于0.02mm。b．修磨型腔各面交接处的过渡圆弧。c．抛光型腔各面。注意：抛光型腔时，应保护型腔面与分型面的相交尖角，不能有任何倒圆痕迹(除标明有倒圆角之外)。(12)保管：清洁型腔，油封并用物件遮盖保护型腔，入库。2)硬模的加工工艺(1)备料：a．定模块：165mm×165mm×107mm；b．动模块：165mm×165mm×87mm。(2)铣毛坯：a．定模块：160.5mm×160.5mm×101.5mm；b．动模块：160.5mm×160.5mm×81.5mm。技术要求：六面间垂直度误差＜0.1mm。(3)平磨：平磨六面见光，六面间垂直度误差＜0.02mm。(4)钳工：a．动、定模块组合，配钻铰2×8mm定位工艺销孔及动、定模块各4×M10固定螺钉孔；b．将动、定模块用2×8mm销钉组合在一起划线。(5)铣：a．钻、铣削抽芯2孔63mm，用成形钻头钻铣SR31.5mm球面，单边留加工余量0.5mm(将动、定模块用2×8mm销钉组合在一起)；b．钻、铣削抽芯1孔54mm和62.3mm，单边留加工余量0.5mm；c．铣加工3×9mm孔和3×SR9mm球面，单边留加工余量0.5mm；d．铣削抽芯1型孔和六个R10mm过渡圆弧，单边留加工余量0.5mm；e．将动、定模块分开，分别粗铣加工坑槽3、4。铣削3、4坑槽可以用坐标法分级铣削，留余量给电火花加工。(6)钳工：将动、定模块分开，钻定模块孔1(26mm)为24mm、锥孔2(2°的35.2mm锥孔)为34mm、型芯肩台沉孔?31。(7)热处理：淬火、回火。保证硬度HRC50～55(有些模具热处理硬度可达HRC58～62)。技术要求：回火至少两次。(8)平磨：平磨六面符合图样尺寸，六面间垂直度误差＜0.02mm。(9)电火花：a．用粗、精电极分别粗、精加工坑槽3、4及孔?62.3mm和SR31.5mm球面。说明：由于坑槽3、4形状相同，反向对称，因此动、定模块装夹时，同向摆放，这样电极一次装夹即可分别完成动、定模块的加工，提高加工精度。b．用粗、精电极分别粗、精加工抽芯1方向配合面及异形型腔(最好采用侧向组合平动加工)。c．用粗、精电极分别粗、精加工2°锥孔2。(10)坐标磨：a．将动、定模块合并一起装夹，修磨抽芯2孔配合。b．将动、定模块合并一起装夹，修磨抽芯1孔配合面。c．磨合26mm符合图样要求。(11)钳工：a．修合型腔各面交接处的过渡圆弧。b．抛光型腔各面。注意：抛光型腔时，应保护型腔面与分型面的相交尖角，不能有任何倒圆痕迹(除标明有倒圆角之外)。(12)保管：清洁型腔，油封并用物件遮盖保护型腔，入库。
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