模具加工方法.docx

1、模具加工方法工程标准课培训系列讲义模具常见加工方法 锻造 锯割 钻孔 铣削加工 磨削加工 线切割 电火花加工模具常见加工方法 由于模具 零件加工通常有工艺过程长,工序类别多和单件生产的特点.所以,对模具零件的 加工中,需要采用多种加工方法才能达到所需要求,同时,模具零件的精度和表面粗糙度要求都较高,常采用线割和磨削来保证. 1，锻造 模具零件毛坯锻造的作用可使材料组织致密,碳化物分布均匀和纤维流线分布合理,从而达到改善热处理性能和提高使用寿命. 先预热锤头和锤砧,轻击去除氧化皮,按工艺要求锻造.镦粗时先铆锻和倒角,后镦粗.当出现轴向弯曲要及时校正,以防折迭造成废品.拔长时每锤进给量以3040m

2、m为宜,拔长过程发现边角产生裂纹,则剔除后再锻.锻件拔长一般小于3倍坯料长度. 2，锯割 较大尺寸模板,镶块等可用锯割成形,对内轮廓的挖料可以大大节省铣削加工量. 锯割遵循下列原则: 1.按锯割材料种类,厚度和锯割要求选用锯带种类和齿距.锯割薄料时,至少有两个锯齿同时接触材料. 2.曲线锯割时,按圆弧最小半径选用锯带宽度. 3.按锯割材料厚度选用锯带,并确定锯割线速度. 4.按锯割材料种类和厚度选用冷却方式.大用量锯割钢材时,采用液体冷却,锯割铸铁和薄钢件时采用雾冷或风冷. 3，坐标镗削加工 坐标镗床主要技术规格 加工工艺 一 基准找正 在坐标镗削加工中,根据工件形状特点的定位基准主要有以下几

3、种:1.工件表面上的画线; 2.圆形件上已加工的外圆或孔;3.矩形件或不规则外形件的已加工孔;4.矩形件或不规则外形件已加工的互相垂直的面.坐标镗削加工 二 孔系加工 在坐标镗削加工中,为了保证孔的位置精度,通常要进行坐标转换计算.平面孔系孔距尺寸换算三角函数关系进行.空间孔系加工利用万能转台加工轴线与孔系轴线不平行进行镗削来实现. 坐标镗削加工孔的精度和表面粗糙度都较高.一般来说,孔距精度可达0.0040.008mm,孔径精度等级达IT7,表面粗糙度Ra3.21.6. 画线和冲中心孔 4，铣削加工 立铣,万能工具铣加工工艺 模具制造中,在立式铣床,万能工具铣床上加工成形的经济精度IT10,表

4、面粗糙度Ra3.2.若采用高速小用量铣削,则可达加工精度IT8,表面粗糙度Ra1.6,作为模具零件的最终精加工. (1) 平面加工 (2) 圆弧面加工 (3) 孔系加工 (4) 复杂型面加工 (5) 复杂空间曲面加工铣削加工 乙乔B-6V型铣床主要加工参数 1. 主轴转速80-3800转。 2. X.Y.Z轴最大加工行程620*330*340mm 3. 最高加工精度0.02mm。 快捷型铣床主要加工参数 1. 主轴转速VS60-3600转,VA75-3600转. 16段 2. X.Y.Z轴最大加工行程650*350*360mm。 3. 最高加工精度0.02mm。 铣削加工 各部位名称及用途 1

5、. 主轴主轴是带锥孔的轴,最大可夹持32刀柄的铣刀.主轴变速机构标 有L和H字样,L表示低速(80-520rpm),H表示高速(600-380RPM),旋转此旋钮就可达到想要的速度档次,当高低速换档时,必须停机进行. 2. 剎车装置 3. 数字显示器 4. 铣床操纵板 5. 工作台(X轴)纵向工作台定用来安装夹具和工件并纵向移动 6. 横向工作台(Y轴)横向工作台在纵向工作台下面用来带动工作台的横向移动。 7. 升降台升降台安装在床身前侧垂直导轨上,借助升降丝杆可支持工作 台,并带动工作台作上下移动. 8.床身和底座铣削加工（铣削作业） 加工前： 1，图面分析 2，领取加工材料 3，材料整理

6、4，机台及工量夹具准备 加工中：1， 工件装夹和找正 2，程序编辑（CNC铣床专有） 3，切削过程 加工后：1，依加工要求执行工件检测，并填写检测单2， 拆下刀具，移动工作台到便于装卸工件的位置3， 松开铣床压板或平口钳，所有夹具擦拭干净后定点归位4， 擦拭工件，按作业要求清除批锋毛刺，孔位积水积屑放到指定位置，填好加工单后交投单者签收。5， 清洁整理铣床工作台6， 关闭分总电源 铣削速度控制 1.钻头及铰刀转速同 1) 钻孔的切削用量: (a) 普通高速钢钻头转速:5mm13mm n=5000/D(1125288)转/分13mm以上转速适当降低,以不烧坏钻头为宜.b)硬质合金钻头转速:6mm

7、以下 n=15002200转/分(可采用铣床加工)6mm以上 n=1500500(1485498)转/分 c.转速选择原则:刀具直径越大,转速相应减少,刀具直径越小,转速相应增大.脆性材料转速相应减少,塑性材料转速相应增大. 2) 攻牙的转速 n=32100转/分 3) 铰孔的切削用量(普通铰刀)a.转速n=4280转/分 b.切削深度 t=0.20.3毫米2.普通高速钢铣刀:1) 4mm6mm=22001500转/分; 2) 6mm32mm=1500 180转/分; 3) 转速选用原则: a.刀具直径越大,转速相应减少; b.刀具直径越小,转速相应增大; c.根据工件材质相宜变动转速,脆性材

8、料转速相应减少,塑性材料 转速相应增大.3. 钨钢铣刀:转速都在1000转/分以上,且大于普通铣刀之1030%. 铣削工艺: 1顺铣: 1)刀具旋转方向与工件进给方向一致时为顺铣,由于切削量倾向把工件拉向刀具的方向,如果切削黑皮工件,将造成刀具破裂,工件损伤,所以若是工件表面不良,应使用逆铣. 2) 刀具初接触工件时的切削最厚,慢慢至离开工件时的切削厚度薄, 若采用较薄的加工余量0.05-0.15mm,光洁度较高. 2逆铣: 1)刀具旋转方向与工件进给方向相反时为逆铣,刀具初接触工件时的切削厚度为零,慢慢至离开工件时最厚,故与顺铣比较,工件表面光洁度较差.2) 切削量倾向于顶住虎钳夹具方向,

9、使机台产生较少震动及工作台平稳,适合于加工量大,工件表面较硬,黑皮表面的工件,这样可以延长刀具的寿命.铣床挖槽基本加工: 1. 大型工件挖槽时,工件一定要装夹紧,一般需三个或四个压板. 2.装镶块或折块的槽,精度一般要求较高,所以一般分粗加工或精加工,在粗加工时,一般是单边多留点余量,先走出外形,然后再走里面. 3. 精加工时一般是单边余量只留下0.10.3mm,在加工时不要一刀就把余量全部加工完,至少要分两次加工,最后一刀只留下0.05mm走顺刀,这样光洁度好,而且能较好的保证垂直度. 4. 如果四个角(R形)需清角,可以在四个角各钻一个孔让位.铣床钻孔加工 1 细小孔钻削加工要点:1)机器

10、主轴转速要快,进给量要少,进给要平稳.2)加工中不允许有振动.3)使用切削液或润滑油冷却,并频繁退钻,以利于排屑和冷却钻头尖部.4)细钻头钻孔时,不能使用自动进给. 2 深孔钻削加工要点 1) 要保证钻头和主轴的同轴度. 2) 要保证切削液的压力和流量. 3) 要注意排屑,防止夹钻嘴. 4) 即将钻通孔时,多退刀,少进给量,后慢慢钻通. 5) 在加工过程中,要停机时,定要将钻嘴退出工件后才能停机,防第二次开机时扭断钻嘴.铣床的铰削加工1， 铰孔的质量要高（包括位置精度，尺寸精度，形状精度和表面质量）2， 铰孔余量1） 铰孔的余量0.10.3 MM2） 根据要铰的孔径大小而定，孔小时的取小值，孔

11、大时取大值。3， 刀装夹前要检查起直线度，装夹后要开动机床，检查绞刀与机床的同轴度，观察其是否摇摆。4， 铰削的切屑一般很小，容易粘附在刀刃上，甚至夹在孔壁与绞刀刀刃之间，将已加工好的表面刮花，因此，铰削加工时要用流动性较好的切削液以冲去切屑，并带走绞刀和孔壁刮削所产生的热量。5， 绞刀是精密加工的刀具，用完后要擦干铁屑，并涂油，再用塑料盒装好，防止刀刃受损及生锈。磨 削 加 工一 砂轮及进给量选择原则. 1.粗加工. a.选用较粗粒度的砂轮.b.较大的进给量. 2.精加工. a.选用较细粒度的砂轮.b.较小的进给量. 3.淬火钢及碳钢等工件材料选用氧化铝系列砂轮. 4.硬度合金工件材料选择碳

12、化硅系列砂轮. 二 砂轮代号包括：磨料、粒度、结合度、集中度（ 钻石砂轮用）、组织、结 合剂、改变型等内容1. 磨料 为各类砂轮代码的第一位置，分为氧化铝(A)、碳化硒(GC)、碳化硼(CBN)、 钻石(D.SD)等。 2. 粒度 为各类砂轮代码的第二位置，从砂轮规格 24 500，号越大、颗粒越细。3.结合剂 为各类砂轮代号的第五位置，分为瓷质(V)、橡胶(R)、树脂(B)、虫漆(E)、水玻璃(S)、金属(M)钻石砂轮用）等。三 加工条件设定六要素 六要素包括：材料及硬度、光制度与磨除量、干磨与湿磨、轮磨接触面积、轮磨作业苛刻度、磨床马力等。 四 研磨平面1 修整砂轮 研磨中低硬度钢材砂轮(

13、如:氧化铝砂轮)选用钻石修刀修整底面,研磨高 硬度钢材砂轮(如:金刚石砂轮)选用钼块.铜块.软钢做修刀修整底面.修整 修刀的摆放如图 2 修平台(1).对刀-对刀时应小心谨慎, 应选平台的最边沿为对刀面,以免伤到平台的工作部分; (2).粗磨-将砂轮转速调至2000 2400RPM，按0.0010.005进刀量粗修一次平台(吸磁) (3).精磨-将砂轮转速调至1800-2400RPM每次进刀量0.001mm或不进刀,左右走刀要连续勿撞击,前后走刀应慢且均匀，砂轮不得在平台上停留，可加上润滑油研磨平台,这样更能使平台修整时减少磨擦热量。 (4) .确认平台是否修好-在平台表面划上奇异笔迹,砂轮不

14、进刀空走一次看是否 均匀擦去奇异笔迹(在冷却状态下).或以量表检验平台表面。 3 平面的加工(1).加工时区分粗磨和精磨，按设定的加工条件选择恰当的转速及进刀量。粗磨过程中一定要适时测量,以求掌握工件的实际状况,变形量多大,平面度多大(最高点与最低点差值 ),根据实际情况预留余量,一般情况下,粗磨余量留0.02-0.10mm(磨薄片除外);精磨时,切勿使工件发热,走刀要均匀,工件翻面至少两次以上。最后一刀应在工件表面涂上奇异笔,空走一刀,看奇异笔墨迹是否均匀.(2).研磨时因挤压.磨擦发热易产生变形,加工时应保持砂轮锋利,以减少变形的产生。(3).变形的修除方法:A.半吸.全吸法:适用于余量足

15、够修除变形的情况。B. 敲击法:适用于变形大,而余量少的情况。 C. 垫实法:适用于工件余量充足,但其变形量易被磁力吸平的情况. D. 整压法:适用于变形量过大的模板类工件五 研磨直角 1. 利用杠杆千分表或MAHR表抓直角(1).原理 以量表测量抓直角,以量表确认六面体中两平行面的所处状态,找出所需研磨的部位及研磨量来研磨, 直到量表测量时值相同(测量差值为0). 因为如图,两边量表测值同,表明ABC=DCB 又由于 ABDC 所以ABC=DCE=ABC=90(度) (2) 研磨量(BN)的计算: AE+CF为量表读数最大差值. 假设为a值.而E=CF 那么AE=a/2 .又因BNC与AEB

16、相似, 所以:AE/BN=BE/CN,BN=AE*CN/BE 由于CN.BE已知(可用量具直接测出), 即计算出(研磨量) BN. (3) 研磨方法. 首先磨出六面体六个面保证其平面度和平行度,再以六面体两大面为测量面用量表测出差值,算出研磨量, 在基面磨去(如图2所示),然后测量,若读数相等,则以基面为定位面磨平对面,再翻面磨平, 再测量若仍有差值,则重复上述过程,直到其差值达到设定标准, 即研磨直角度OK。*一个六面体必须加工三次,即三对平行面相互之间各加工一次。 2. 利用精密平口虎钳研磨直角 (1) 对于正角要求较低之工件或粗磨六面体时利用平口虎钳(麦司)直接研磨正角,以提高加工效率,

17、但需注意工件毛刺去净.摆放整齐,且夹紧可靠。 (2) 研磨的方法如用正角器相同. 3. 用正角器研磨正角.(1). 选择工件两较大面为基面(A面)精磨好,保证其平面度.平行度.光洁度. (2). 将工件毛刺去干净,如图装夹于正角器的两定位面上,若多件装夹,则应摆放整齐。 (3). 调整螺钉,使压板保持水平,以保证夹紧力方 向垂直于定位平面并将压板头置于正角器该定位面的中间锁紧螺钉。 注意螺钉与压板头下面都需垫上垫片,以保护正角器和工件不被压伤.(4). 最后用电子高度规检验A面是否装平,若不平,重新装夹。(5).在粗磨时,为防止切削力过大而导致工件打飞或松动,应如图放置,将被夹紧的面放置于砂轮

18、旋转之反方向,加强工件研磨的钢性和稳定。(6).先粗磨A面,再粗磨B面;然后精磨B面,最后精磨A面.这样,以防工件粗磨时因切削力过大而导致工件位置变动,使加工工件正角不正,采用ABA的方法。 (7).在工件未拆下之前,检查A.B贰面,若与正角器面平行,则正角已磨好,否则须重新研磨。六 研磨直槽 1. 修砂轮侧面 (1).用单面修刀修砂轮的侧面. 其修整方法有两种. A.上下修整法:利用钻石尖逐步切削砂轮以达到修整砂轮的目的。粗修 时进刀量一般为0.1-0.3mm,精修时进刀量一般为0.001-0.02mm,粗修时尽量快,一般若砂 轮厚度0.6mm则双边余量为0.05-0.10mm，进入精修用有

19、锋利锐角的 钻石，注意修刀的摆放应斜对着砂轮旋转的逆方向.利用修刀在砂轮侧由下至上逐步去除余量的方法, 适用于较薄或较深砂轮的修整 B. 左右修整:利用修刀在砂轮侧一适当高度,对砂轮整面去除余量的方法, *适用于较宽.较浅成型砂轮(宽2mm. 高10mm)的修整. 2.用双面修刀修整砂轮侧面 要求两修刀尖点必须对齐,而且锐利度相同,在修整前先用一只修刀对刀,将数显归零,再用另一只修刀对刀且记下数值,摇至此数值一半时,即可开始修整砂轮。 2. 对刀 (1). 修靠板 (2). 装夹 (3). 前后方向对刀 A. 靠板对刀法 B. 工件直接对刀法 C. 试切对刀 (4). 上下方向对刀 A. 工件

20、上直接对刀法 B. 平台上对刀法 C. 试刀块对刀法 3. 加工通常在研磨加工中将直槽分为两种，如图 所示通常称为台阶或断差。A.加工断差时，只需修砂轮一个侧面和底部,根据断差余量多少拟定加工工艺.B.通常先粗切留0.020.10余量，再精修砂轮以进刀量0.0010.005mm为宜,加工底面时由里往外精磨出来,使工件尺寸到位.C. 对于靠肩尺寸精度要求较高的,精加工断差时可留0.01mm余量试切, 取下测量其侧面是否有喇叭口，如有，则再次修整砂轮侧面,如没有喇叭口则测 得有多少余量就按数显进多少 U型槽成型方法: A. 槽宽较大时，其成型方法有两种: 工件成型一边后,再将工件调头成型另一边;先

21、将工件成型一边后,测出砂轮厚度,算出其相对应距离,再将砂轮移过来,成型另一边。 B. 槽宽小时可修成型砂轮直接成型;但加工时应注意工件.砂轮发热对成型尺寸的影响, 如槽宽尺寸精度要求很高也可根据实际情况采取两刀加工。C. 对槽位尺寸精度要求很高的工件,如对刀无法保证尺寸,可将外型.槽边距余留,槽磨到位后，修外型保证槽位尺寸.七 成型斜面的加工 斜面的加工(1) 第一种斜面的加工A. 修成型砂轮直接成型斜面。 B. 利用正弦台成型此斜面 第二种斜面的加工A. 当图中10 mm时，修磨成型砂轮后，对刀后直接成型。B. 当图中10 mm 时，因砂轮宽度不够，分两刀成型，第一刀成型斜面尺寸到位，然后在

22、如图所示部位涂上奇异笔液，第二刀成型时轻轻擦掉奇异笔迹接平即可，两次成型必须为同一斜面；若斜面很大，则须先把第一刀成型到位后,再采用正弦台成型。(注意砂轮消耗要及时修整) 第三种斜面的加工(图 6.5.4-7) A. 当图中10 mm 时，修成型砂轮后，对刀直接成型。 B. 当图中10 mm 时，修成型砂轮,分两刀成型;若斜面很大先成型两边, 中间部份可利用正弦台成型。 线切割一 线切割有关参数 :放电脉冲时间（ 在极间施加电压时间 ），数值越大，能量越大。 :放电脉冲休止时间（ 在极间不施加电压时间 ），数值越大，能量越小。 : 设定电流波形的最高值。一脉冲的能量，基本上可由与决定。 :辅助

23、电源回路。若值大于16时，则功能为:：高电压电路的择.: 在不稳定加工时，为输出放电脉冲时间的选择，故其设定值不应比的设定条件大，其设定范围一般为; 若值小于时，则功能为:：高压电路的选择，：此值未使用。 MA: 脉冲休止调整.当IP16时,M为设定加工状态是否稳定的输出电压,A为不稳定时,设定的输出脉冲时间,当IP15时,M为休止脉冲倍率的输出电压,A为不稳定时脉冲休止时间的延长倍率. V:主电源电压,粗加工:3,精加工及细切割线:02 S F:伺服速度 极间电容回路 决定加工条件的要素 1 材料 : 由于不同的材质其导电性不同, 电腐蚀难易度不同,故其加工条件也有所不同 . 2 厚度 :

24、工件越厚，其所需能量越大，故、T、S等增大，则相应的、等减小。A-300机型则应将放电、电压、线速、 张力、电容等加大,而休止等则减小。Charmills机型一般需增大 、，减小.3 线径 : 常用线径：0.15、0.20、0.25、0.30 线径越大其所需能量也加大，故加工条件、增大，、F减小.4 精度及光洁度要求 工件的光洁度精度要求越高，其走刀次数增加，粗加工应设定较大的加工条件，精加工时则用较小的加工条件.5 装夹方式(1) 当贴面加工时，可将、等增大，相应、等减小。 当有断差或真空现象出现时，应将、减小，将、等增大。6 水质: 水质的好坏对加工间隙影饷也很大,通常Sodick水质保持

25、在310X104cm, Robofil在155us之间。打孔电极之选择:1.电极的选择:1) WC超硬度合金应选用红铜电极 2) SKD11等一般材料选用黄铜电极。2.根据蓝图所需孔之大小,选用不同直径的电极。 1) 0.5以下的孔选用0.2的电极加工。2) 0.50.8以下的孔选用0.3的电极 3) 0.8-1.5孔选用0.5的电极。 4) 1.5以上之孔选用0.8以上的电极。 5) 较厚工件(40mm以上)或超出行程的模板类工件,可选择小一级的电极。 6) 非圆孔工件以打孔部位最小尺寸按圆孔标准选择电极。 2.加工前准备 1) 直径2.0以下孔之预孔加工需将导头垂直校正至0,005mm以内

26、,工件平面10mm/0.01mm以内,平行度0.005mm以内。 2) 直径2.0以上孔预孔加工需将导头校正至0.02mm以内,工件平面度在10mm/0.05mm 以内即可 3.下料工件的排样: 1) 料头方向朝着切割时装夹部位,或料板未切割过之部位。 2) 应持着节约用料及工件不变形之原则进行合理排样,一般工件之间搭边为2- 3mm。入孔加工 入孔加工就是在一块料板上依工件实际形状与大小割一个定位孔,将工件塞入其中,使之定位的一种方法: 适用于位置公差正负0.002mm以内,形状较小,或件数5件以上. 实测工件外形尺寸大小; 入孔材质不可过硬,割入孔之料板厚度要合适,应稍超过工件厚度。 确认

27、u.v轴是否在零点,注意排料。 工件与入孔之配合公差为双边5um-7um之间,间隙不可过紧或过松。 工件塞入不可用力过猛,损伤成型面,并注意基准点方向。 BUSH INSERT的切割加工 1 本类工件一般下料与成型一次完成以保证位置要求,粗加工时应贴面加工。 2 对于下道工序容易变形的大沟槽,可以对此部分进行切割,并单边预留0.05- 0.10mm 3 当工件将切断时应在程序中加注M00指令,以防电极线损伤工件。 4 对于多于四件的成型的工件加工,如圆Pin字模孔应采用入块的形式加工。 模板的切割加工 1，对于模板的切割加工一般U，V轴应归零找正模板的基准平面进行切割，平面应是每200MM在0

28、.01MM以内零点设定时应尽量以导正孔来作基准，保证模具装配精度。无导正孔时，应以螺丝孔抓中心定零点。 2，抓孔确定位置时，孔类选择顺序依次是： 导柱孔，销孔，冲孔（已成型孔）或弹黄孔，螺丝孔。 3，模板在寻找位置时，两孔相差的距离应平均分布，若相差太多，重新扫平。对刀尽可能减少两孔之间的距离所做的内孔尽可能与冲子或圆柱销相配做。 4，制作公母模时，应注意确认斜度参数的设定补正方向正斜 ，倒斜关系是否正确，加工过程中，必需对称塞铜片。 5，内外脱加工时，应确认程序补正方向是否正确，加工过程中，必须对称塞铜片。 清角:1 入孔加工时,非圆形入孔须清角. 2 抽芽孔字模孔不可以做清角 3 模板的导

29、柱孔.销孔直径在10mm以上(包括 10mm)应做清角.4 下模入块,模板DIE刀口部位不得清角. 5其它需清角的地方,应依据客户要求作清角. 提高加工精度的途径: 1 高精度孔内径位值决定法: 某种工件形状单体精度很高时,若相对基准位置的精度不好,高精度将失去意义。 解是决的方法先把导向装置或AWT管子内的油份、水份用气枪吹干净,切割线不运转,这时张力为零,但反张力最大,用0145程序找圆的中心位置,一但确定位置,改变 轴坐标后再进行,并比较坐标间数值,根据初始孔精度,通常如果误差在3m 以内即可以。 2 改变加工条件提高凹模精度: 30mm以下的工件加工时,凹形模、凸形模有可能都采用同一加

30、工条件加工,但是40mm以上时,往往由于中部开放,切割线被顶开,或中央部分的液处理恶化不易加工,即会产生工件内鼓形失真现象。通常解决办法是增大伺服电压 12级。 3 减少拐角R 为进行精加工,必须尽力减小一次切割的拐角R。 1). 使用停机时间 G04 X2000 2). 提高张力 1200g(0.2)1400g降低液压 13kg/c5-7kg/c 3). 进行拐角处拉出来形式,即回转形式。 4). 控制加工速度。 4. 用一次切割的精度加工 通常光是一次切割时,加工精度为0.015mm (SKD11 T=40mm),真圆度0.0150.020mm即达极限为进行光是快速切割的高精度加工,在使用防止拐角滞后的加工 条件及加工对策时,把上下喷嘴分开2mm左右。因为喷流状态恶化,所以必须改变加工条件,(平均加工电压为25-