模具零件加工工艺分析ppt课件.ppt

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1、第六章 模具零件加工工艺分析学习目的与重点 本章以凸模、凹模、型芯、型腔等模具主要零件的加工为例，通过分析这些零件的主要加工方法、工艺路线、加工中常见的问题及解决现场工艺问题的对策，力求起到举一反三的作用。在学习时重点掌握模具典型零件的加工工艺。,第一节 冷冲模主要零件加工工艺分析一、冲裁模的加工工艺（一）冲裁模的加工特点这里主要介绍单工序冲载模、连续模、复合模这三类冲裁模的加工特点。1. 单工序冲裁模单工序冲裁模加工与制造，可根据图样要求，实行工件单独制作与配作相结合。装配时按图样要求，根据实践经验及习惯作法进行装配，只要能保证凸、凹模间的间隙均匀方可。,2. 级进模（1）级进模的制造一般采

2、用先加工凸模的方法，即先将凸模按图样要求，划线、钳工加工成形，并经淬火处理。（2）凸模制成后，可对卸料板按图样进行划线。在划线以前定要使划线表面用平面磨床磨平，且六面应相互垂直，选其一面作为划线基准面。在有坐标镗床的情况下，用坐标镗床进行划线和钻孔。在没有坐标镗床的情况下，可利用划线高度尺，在平台上按图样划线，在划线时一定要仔细，划线后按图样进行检查。（3）将划好线的卸料板由钳工粗钻型孔成形。（4）将卸料板、凸模固定板，凹模坯件相互对齐并用平形夹夹紧、钻销钉定位孔。（5）用加工好的凸模，在卸料板粗加工出的孔中，用压印的方法加工孔，每次压印深度为1mm左右，并用细锉加工，使之和凸模成相应间隙配合

3、。（6）把加工好的卸料板和凹模坯件用销钉紧固，并使其对齐。用加工好的卸料板孔作为导向，用划针在凹模表面上划线，卸下后精加工凹模各孔。（7）粗加工后的凹模坯件与卸料板再次用销钉紧固，以卸料板作为导向，用相应的凸模对凹模压印，压印深度为1mm左右，然后锉修成形，并保证凸凹模所要求的间隙值。（8）凸模固定板各孔的位置确定及加工方法，与凹模加工方法相同。,3.复合模（1）首先加工成形冲孔凸模。（2）对凸凹模进行粗加工，并按图样划线。粗加工后用冲孔凸模压印锉修成形凸凹模内形孔。（3）制作一个与冲件形状尺寸完全相同的样板，再把凸凹模与样板用环氧树脂粘合在一起或者按图样划线。（4）按样板或划线刨外形。（5）

4、经精锉修后，将凸凹模锯下一块，可作为卸料器用。（6）将加工后的凸凹模淬硬，再用压印锉修法压印凹模孔。（7）用冲孔凸模通过卸料器压印锉修凸模固定板形孔。（8）装配时，先装上模，再装下模。上述所介绍的冲裁模制造方法，只是传统的手工制模方法。当你所在工厂有先进的设备时，连续模可以先制作凹模，然后再以凹模为基准，配作凸模、凸模固定板及卸料板；而对于复合模，可首先加工凸模，并使凸模比图样要求在长度方向长一些，然后以此作为电极，用电火花加工凸凹模形孔。再作一个与凸凹模外形一样的电极，加工凹模孔。,（二）凸、凹模的结构形式1、凸模的结构形式 见表61表61 凸模结构形式p2002.凹模的结构形式 见表62。

5、凸、凹模的加工 1、技术要求 冲裁凸、凹模的技术要求如下：（1）尺寸精度凸模、凹模、凸凹模、侧刃凸模加工后，其形状、尺寸精度应符合模具图样要求。配合后应保证合理的间隙。（2）表面形状1）凸模、凹模、凸凹模、侧刃凸模的工作刃口应尖锐、锋利、无倒锥、裂纹，黑斑及缺口等缺陷。2）凸模、凹模刃口应平直，（除斜刃口外）不得有反锥，但允许有向尾部增大的不大于15的锥度。3）冲裁凸模，其工作部分与配合部分的过渡圆角处，在精加工后不应出现台肩和棱角，并应圆滑过渡，过渡圆角半径一般为35mm。4）新制造的凸模、凹模、侧刃凸模无论是刃口还是配合部分一律不允许烧焊。5）凸模、凹模、凸凹模的尖角（刃口除外）图样上未注

6、明部分，允许按R0.3mm制作。,（3）位置精度1）冲裁凸模刃口四周的相对两侧面应相互平行，但允许稍有斜度，其垂直度应不大于0.01-0.02mm，大端应位于工作部分。2）圆柱形配合的凸模、凹模、凸凹模，其配合面与支撑台肩的垂直度允差不大于0.01mm。3）圆柱形凸模、凹模工作部分直径相对配合部分直径的同轴度允差不得超过工作部分直径偏差的1/2。4）镶块凸模与凹模其结合面缝隙不得超过0.03mm。（4）表面粗糙度加工后的凸模与凹模工作表面粗糙度等级一定要符合图样要求。一般刃口部分为Ra1.6-0.8m，其余非工作部分允许Ra25-12.5m。（5）硬度1）加工后的凸模与凹模应有较高的硬度和韧性

7、，一般要求：凹模硬度：60-64HRC；凸模硬度：58-62HRC。2）凡是铆接的凸模，允许在自1/2高度处开始向配合（装配固定板部位）部分硬度逐渐降低，但最低不应小于HRC38-40。,2、冲裁凸、凹模的加工原则（1）落料时，落料零件的尺寸与精度取决于凹模刃口尺寸。因此，在加工制造落料凹模时，应使凹模尺寸与制品零件最小极限尺寸相近。凸模刃口的公称尺寸，则应按凹模刃口的公称尺寸减小一个最小间隙值来确定。（2）冲孔时，冲孔零件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，在制造及加工冲孔凸模时，应使凸模尺寸与孔的最大尺寸相近，而凹模公称尺寸，则应按凸模刃口尺寸加上一个最小间隙值来取。（3）对于单件生产的冲模或复杂

8、形状零件的冲模，其凸、凹模应用配制法制作与加工。即先按图样尺寸加工凸模（凹模），然后以此为准，配作凹模（凸模），并适当加以间隙值。落料时，先制造凹模，凸模以凹模配制加工；冲孔时，先制造凸模，凹模以凸模配制加工。（4）由于凸模、凹模长期工作受磨损而使间隙加大，因此，在制造新冲模时，应采用最小合理间隙值。（5）在制造冲模时，同一副冲模的间隙应在各方向力求均匀一致。（6）凸模与凹模的精度（公差值）应随制品零件的精度而定。一般情况下，圆形凸模与凹模应按IT5-IT6精度加工，而非圆形凸、凹模，可取制品公差的1/4精度来加工。,3、凸、凹模精加工顺序(1)选择方案 选择方法见表63。p203表63 凸、

9、凹模精加工方案选择(2)配合加工顺序的选择 凸、凹模配合加工顺序的选择见表64。p203 （3）根据机床选择凸、凹模的加工顺序 见表65。p204 4.凸模的加工方法及加工工艺（1）凸模的机械加工方法 见表66。p2051）如图5-1用仿形刨加工凸模，其加工工艺过程为：1在车床、铣床或刨床上粗加工凸模毛坯。2.将辅助面（包括垂直面）在平面磨床或外圆磨床上磨削。3.在磨平的平面上按图样划线。4.在铣床上初加工凸模轮廓，留有0.20.3mm精加工余量。5.仿形刨床加工到尺寸。6.钳工整修。7.热处理淬硬。8.钳工研磨刃口及整修。,加工时应注意的问题：1.可加工圆弧和直线组成的各种形状复杂的凸模。2

10、.凸模根部（安装部位）应设计成圆弧形，并要求与加工尺寸一致；装合部位设计成圆形或方形，可增加其刚性。3.加工精度为士0.02mm表面粗糙度可达Ra3.20.8m。4.生产效率较低，且加工后淬硬易变形，而影响凸凹模精度。,2）如图62用成形磨床加工凸模，其加工工艺过程为：凸模经机械粗加工成形经热处理淬硬后，进行磨削。.磨削 第一种方法：用成形砂轮进行磨削，利用修整砂轮装置，将砂轮修整成与制件型面相吻合的相反型面。然后利用其磨削凸模模坯。获得所需形状及尺寸的凸模；第二种方法：用轨迹运动法进行磨削，将凸模装在夹具上，利用夹具使凸模倾斜一定角度或回转，在磨床上把凸模的斜面与弧面磨削出来。如采用精密平口

11、钳，正弦分中夹具，万能夹具等。,加工时应注意的问题：1.修整任何形状的砂轮（角度、圆弧），在使用金钢笔修整前，均需碳化硅砂条式实心精碳棒粗修。精修时，进刀量要小，金刚笔自移动必须缓慢进行。2.砂轮必须经常修磨削以提高精度。3.砂轮应固定形状单独使用。4.由于淬火后修磨，故消除了碎火后变形的影响。5.加工出的凸模精度高。,如图53 用压印修锉法加工凸模，其加工工艺过程为： 1.按图样加工好凹模并热处理淬硬。 2.用12mm厚的低碳钢板，按凸模断面形 状加工一个样板。 3.用机械加工方法粗加工，并磨平端面。 4.按样板或图样划线。 5.在铣床上粗加工，并留有0.5mm压印余 量。 6.用压力将未经

12、淬硬的凸模，垂直压入淬硬 的凹模孔内则，凸模多余的金属被挤出，并出现了印痕亮面。7.钳工将多余的印痕锉修去除。8.锉去多余的金属后，再压印，再锉削直到刃口达到所要求的尺寸为止。9.样板检验合格后淬硬修光。,加工时应注意的问题：1.首次压印深度为0.2-0.3mm,以后各次可略大些。2.压印时在凸模表面上涂一层硫酸铜溶液，形成铜膜，并可将凹模刃口用油石磨出0.1mm左右的园角，以提高压印表面粗糙度(Ra0.80-0.40)以减少磨擦力。3.压印时，应始终保持压力通过凹模孔中心线，不可歪斜。凸模放在凹模孔内，四周间隙要均匀。4.锉削时不准碰伤压光表面，每次锉削后留下的余量，四周要均匀，以免再压印时

13、偏斜。5.压印锉修法适用于缺少专用设备情况下冲模的制作。,（2）凸模的加工工艺1）圆形凸模的加工工艺 见表67。p2072）非圆形凸模加工工艺 见表68。p207,（3）实例分析图64冲孔凸模的加工工艺过程。,1）工艺性分析该零件是冲孔模的凸模，工作零件的制造方法采用“配作法”。冲孔加工时，凸模是“基准件”，凸模的刃口尺寸决定制件尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造时刃口的实际尺寸为基准来配制冲裁间隙的。应此，凸模在冲孔模中是保证产品制件型孔的关键零件。冲孔凸模零件“外形表面”是矩形，尺寸为22mm32mm45mm，在零件开始加工时，首先保证“外形表面”尺寸。零件的成形表面是由R6.92-00.02

14、mm 29.84 -00.04mm 13.84 00.02mm R 5 7. 82-00.03mm组成的曲面，零件的固定部分是矩形，它和成形表面呈台阶状，该零件属于小型工作零件，成型表面在淬火前的加工方法可以采用仿形刨削或压印修锉法；淬火后的精加工可以采用坐标磨削和钳工修研的方法。采用压印修锉法加工需要制作基准件，用凹模作基准件是不合理的，如果要作基准件又要增加二级工具，在没有坐标磨床的情况下，采用仿型刨削做为淬火前的主要加工手段，在淬火中控制变形量，淬火后的精加工通过模具钳工来保证。,零件的材料是MnCrWV，热处理硬度58-62HRC，是低合金工具钢，也是低变形冷作模具钢，具有良好的综合机

15、械性能。是锰鉻钨系钢的代表性钢种。由于材料含有微量的钒，起到仰制碳化物网，增加淬透性和降低热敏感性，使晶粒细化。零件为实心零件，各部位尺寸差异不大，热处理较易控制变形，达到图样要求。2）工艺方案对复杂型面凸模的制造工艺应根据凸模形状、尺寸、技术要求并结合本单位设备情况等具体条件来进行制订，此类复杂凸模的工艺方案为：备料：根据下料尺寸的计算公式，计算出棒料的长度和直径。锻造：锻成一个长宽高、每边均含有加工余量的长方体；热处理：退火（按模具材料选取退火方法及退火工艺参数）；刨（或铣）六面，单面留余量0.2-0.25mm；平磨（或万能工具磨）磨六面至尺寸上限，基准面对角尺寸，保证相互平行垂直；钳工划

16、线（采用刻线机划线、或仿型刨划线）；粗铣外形（立式铣床或万能工具铣床）留单面余量0.3- 0.4mm；仿形刨或精铣成型表面，单面留0.02-0.03mm研磨量；检查：用放大图在投影仪上将工件放大检查其型面（适用于中小工件）；钳工粗研：单面0.01-0.015mm研磨量（或按加工余量表选择）；热处理：工作部分局部淬火及回火；钳工精研及抛光。,此类结构凸模的工艺方案不足之处就是淬火之前机械加工必须成形，这样势必带来热处理的变形、氧化、脱碳、烧蚀等问题，影响凸模的精度和质量。在选材时应采用热变形小的合金工具钢如CrWM，Cr12MoV等；采用高温盐浴炉加热、淬火后采用真空回火炉回火稳定热处理，防止过

17、烧和氧化等现象。,3）型面检验及二级工具零件成型表面形状和尺寸的检查，对于二维曲面的复杂成形表面的检查，在不便于采用通用量具进行直接检验时，在模具生产中，广泛采用型面样板法和光学投影仪上通过放大图来检验。可以采用型面样板二级工具，利用型面检验样板的透光度检验成型表面。,4）工艺过程序号 工序名称 工序主要内容1 下料 锯床下料， 40mm 43+4mm ；2 锻造 锻成37mm 27mm 50mm ；3 热处理 退火HBS229；4 立铣 铣六方32. 4mm 22mm 45. 4mm ；5 平磨 磨六方，对90；6 钳工 去毛刺，划线；7 工具铣 铣型面及台阶184,留双边余量0.4-0.5

18、mm；8 仿形刨 按线找正刨型面，留双边余量0.1-0.15mm；9 钳工 修型面留余量0. 02-0. 03mm，对样板。倒角 R4mm；10 热处理 淬火、回火58-62HRC ；11 平磨 光上下面，找正磨削尺寸18mm 32mm ；12 钳工 修研型面达图样要求。对样板。,5）型面检验样板的设计与制造冲孔凸模的型面检验样板图如图6-5所示。,5.凹模加工工艺（1）圆形凹模孔的机械加工 见表610。p209（2）非圆形凹模孔的机械加工 见表611。p210,（3）凹模图66机械加工工艺过程,其加工工艺过程如下： 1)下料 凹模坯料，多采用轧制的圆钢，按下料计算方法计算出直径和长度，在锯床

19、上切断，并留有余量。2)锻造 将坯料锻成矩形，留取双面加工余量为5mm。3)热处理 退火，消除内应力，便于加工。4)粗加工（刨） 刨六面，留取0.5mm（双面）磨削余量。5)磨 磨六面，到规定的尺寸。6)划线 划出凹模孔轮廓线及各螺孔、销孔位置。7)工作型孔粗加工 按划线去除废料，在铣床上按划线加工形孔（单边余量0.15-0.25mm）和凹模孔斜度。8)凹模孔精加工 采用压印锉修法，按凸模配作，压印锉修时，保证凸、凹模间隙值及均匀性。9)孔加工 加工各螺孔、销孔，并精铰销孔和攻丝。10)热处理 60-64HRC11)磨刃口及精修 平面磨床磨上、下平面后，钳工修整。,（4）凹模孔的其他加工工艺方

20、法1）热压法制造凹模孔1.适用范围：适用于制造相同形状的多孔冲模，如电动机转子、定子凹模形孔。2.坯件准备：坯件上、下面要求表面粗糙度在Ra0. 80以上，留有1. 2-1. 5mm加工余量，各凹模孔粗加工后的余量为0.2-0.3mm。3.制造样冲：一般制造两个样冲第一个样冲要比凹模孔尺寸每边小0.1-0.2mm;第二个样冲恰好等于凹模孔所要求的尺寸（可与凸模一起加工）。样冲应淬硬。4.用电炉将凹模加热至900C左右，然后放在压力机夹具上，使凹模工作面朝下。5.用压力机将样冲依次压人各凹模孔。6.再加热凹模，用第二个样冲再压入成形。7.取下凹模，磨平上、下面，钳工整修后经热处理淬硬后即可使用。

21、,制造时注意事项及特点：1.凹模必须是整体结构，其凹模孔的形状尽量简单，没有窄槽及尖角。2.工作效率高，但精度差，为了提高精度可增加冲制次数，每次凹模孔加大0.05-0.10mm，最后一次余量应尽量小。3.固定凹模坯件的夹具应能回转，每变化一个位置应固定一次。4.冲压时，样冲一定始终垂直于凹模工作面，不得偏斜。,2）冷压法制造凹模孔1.应用范围：适用于形状相同而且数量较多的凹模形孔的加工。2.坯料准备：将要冲的凹模孔先用机械加工法粗加工成形，周边应留余量0.2-0.3mm。3.样冲加工：材料Cr12或T10A；形状与凹模孔相同，大小尺寸应每次依次相差0.07-0.10mm，最后一个样冲应与凹模

22、孔尺寸基本相同（也可以用同凸模一样的样冲代替）。4.冲压：使样冲从小到大依次在压力机上对凹模预加工孔冲压。5.修整：冲压后的凹模，在平面磨床上磨平上、下面，经钳工修整后热处理淬硬。,制造时注意事项：1.冲制时，样冲一定要和凹模工作面垂直。2.每换一个样冲，应与凹模孔相配准，四周间隙要均匀。3.凹模与样冲要紧固牢固，冲制时不能松动。4.工艺简单、操作方便，冲制的凹模孔精度较高。,3）化学腐蚀法制造凹模孔1.应用范围：用于形状复杂，钳工无法加工的凸模与凹模孔。2.工艺过程：(1)将凹模坯料放在硫酸、硝酸、盐酸混合液中进行腐蚀，根据加工余量控制时间；(2)腐蚀后用冷水冲洗干净；(3)用砂纸打光表面的

23、氧化物。制造时注意事项：1.腐蚀前的凸、凹模预加工余量为0.12-0.2mm最好要求抛光后再腐蚀。2.根据腐蚀速度严格控制时间。3.不需腐蚀部位可涂上硝基漆保护。,（5）实例例1 分析下图57及图58所示自行车花盘复合模的凸模和凹模零件的加工工艺过程。,凸模的加工工艺过程如下：1下料：用型材棒料。计算出直径和长度后在锯床上锯断。2锻造：将棒料锻成规定尺寸的圆饼坯。3退火：以消除内应力，并改善其加工性能。4车：车外圆和端面、钻镗20mm内孔，掉头镗175mm的凹腔及底面，并车下端面。留磨量0.30.5mm。5划线：确定各孔的位置。6孔加工：加工螺孔、销孔。7粗铣齿形：在铣床上加工。8热处理：淬火

24、、回火，硬度5862HRC。9磨平面：在平磨上磨上下两端面。10磨外圆：在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。 11磨齿形：在成形磨床上用成形砂轮磨齿形，并利用分度机构进行分度。,在磨齿形之前必须做好一些准备工作：1）加工芯轴（车，磨），用于装夹凸模和电极；2）修整与齿形吻合的成形砂轮；3）加工电极毛坯（车、镗内孔、粗铣齿形磨削等）。加工时，将电极与凸模一齐穿入芯轴，用螺母锁紧，然后将芯轴安装在成形磨床上，用成形砂轮同时磨出电极和凸模的齿形。12坐标磨削：在坐标磨床上磨削凹腔及其底面，磨定位销孔。13精加工：钳工精修刃口。,2）凹模的加工工艺过程如下：1下料：用轧制的圆棒料，在计算出直径和长度后在锯床

25、上锯断。2锻造：将棒料锻成较大的圆形毛坯。3退火。以消除内应力，并改善其加工性能。4车床加工：车外圆和下端面，钻镗内孔（186. 41mm处），精镗205mm的让刀孔，然后掉头车上端面和30倒角。并留磨余量0.30.5mm ，电火花加工余量1mm。5划线：划出各孔位置，并在孔中心处用三爪中心冲冲样冲眼。6孔加工：加工各螺钉过孔和定位销的底孔。热处理：淬火、回火，检查硬度6064HRC。磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。磨外圆：在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。磨内孔：在坐标磨床上磨基准面（186. 410-0.072mm）和两个定位销孔。11电火花加工齿形：粗加工电极用石墨，精加工电极用铜制成。电

26、极加工方法与凸模齿形的磨削相同。电火花加工时，根据基准面和定位销孔找正。12精加工：手工研磨刃口。,例2 冲裁凸凹模零件的加工工艺分析：某冲裁凸凹模零件如图69所示试分析其加工工艺。,1）工艺性分析冲裁凸凹模零件是完成制件外形和两个圆柱孔的工作零件，从零件图上可以看出，该成形表面的加工，采用“配作法”，外成形表面是非基准外形，它与落料凹模的实际尺寸配制，保证双面间隙为0. 06mm；凸凹模的两个冲裁内孔也是非基准孔，与冲孔凸模的实际尺寸配间隙。该零件的外形表面尺寸是104mm 40mm50mm。成形表面是外形轮廓和两个圆孔。结构表面是用于固紧的两个M 8mm的螺纹孔。凸凹模的外成形表面是分别由

27、R14* mm,40*mm、R5* mm的五个圆弧面和五个平面组成，形状比较复杂。该零件是直通式的。外成形表面的精加工可以采用电火花线切割、成形磨削和连续轨迹坐标磨削的方法。该零件的底面还有两个M 8mm的螺纹孔，可供成形磨削夹紧固定用。凸凹模零件的两个内成形表面为圆锥形，带有15的斜度，在热处理前可以用非标准锥度铰刀铰削，在热处理后进行研磨，保证冲裁间隙。因此，应该进行二级工具锥度铰刀的设计和制造。如果具有切割斜度的线切割机床，两内孔可以在线切割机床上加工。,凸凹模零件材料为Cr6WV高强度微变形冷冲压模具钢。热处理硬度5862HRC。Cr6WV材料易于锻造，共晶碳化物数量少。有良好的切削加

28、工性能，而且淬水后变形比较均匀，几乎不受锻件质量的影响。它的淬透性和Cr12系钢相近。它的耐磨性、淬火变形均匀性不如Cr12MoV钢。零件毛坯形式应为锻件,2）工艺方案根据一般工厂的加工设备条件，可以采用两个方案： 方案一：备料一锻造一退火一铣六方一磨六面一钳工划线作孔一镗内孔及粗铣外形一热处理一研磨内孔一成形磨削外形。方案二：备料一锻造一退火一铣六方磨六面钳工作螺孔及穿丝孔电火花线切割内外形。,3）工艺过程的制定 采用第一工艺方案：序号 工序名称 工序主要内容1 下料 锯床下料，56 mm 117+4 mm；2 锻造 锻造110mm 45mm 55mm；3 热处理 退火，硬度HB241；4

29、立铣 铣六方104. 4mm 50. 4mm40. 3mm；5 平磨 磨六方，对90角；6 钳 划线，去毛刺，做螺纹孔；7 镗 镗两圆孔，保证孔距尺寸，孔径留0. 1-0. 15mm 的余量；8 钳 铰圆锥孔留研磨量，做漏料孔；9 工具铣 按线铣外形，留双边余量0. 3-0. 4mm；10 热处理 淬火、回火、58-62HRC ；11 平磨 光上下面；12 钳 研磨两圆孔，（车工配制研磨棒）与冲孔凸模实配，保证双面间隙为0. 06mm；13 成形磨 在万能夹具上，找正两圆孔磨外形，与落料凹模实配，证双面间隙为0. 06mm。成型磨削工艺尺寸图如图610。,例3 转子凹模零件如图611的加工工艺

30、过程。其加工工艺过程见表613p217。,例4 冷挤压凸模加工工艺分析：冷挤压凸模零件如图612所示。,1)艺性分析冷挤压凸模在工作时，凸模要承受很大的压力，凹模则承受很大的张力，其单位压力可达制件毛坯材料强度极限的4-6倍。由于挤压时金属在型腔内流动，使凸模和凹模的工作面都承受剧烈的摩擦。这种摩擦和金属被挤压材料的剧烈变形，将产生热量，使模具表面的瞬间温度达200300，因此要求冷挤压凸模在长期工作时不得出现折断和弯曲疲劳断裂；并要求有较高的耐磨性和抗断裂的能力。凸模材料为Cr12MoV，热处理硬度60-62HRC，Cr12MoV材料具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高的抗压强度，

31、是高碳高铬微变形高合金工具钢；缺点是原型材的共晶碳化物偏析严重，应通过充分的“改锻”才能发挥材料的性能。零件的形状为细长杆，为增加零件的刚度，在工作段之后，直径逐渐加粗，各过渡处为圆弧转接，为增强凸模的承力面，固定端呈锥形。模具工作表面较短，以减小被挤压材料和凸模的摩擦，但是，要求四周工作表面粗造度数值较小。零件毛坯形式为锻件，通过“改锻”来改善原材料中共晶碳化物偏析和网状碳化物状态，应该采用“多向镦拔法”，充分发挥材料的性能，在锻造之后进行碳化物偏析检验和晶粒度检查。为了便于加工和测量，在大端增加工艺尾柄，各直径方向外形表面尽量一次装夹或同一基准装夹加工，保证工作端和固定端有良好的平行度和垂

32、直度。各主要表面在热处理之后进行精密磨削加工和抛光，保证表面粗糙度要求。在各阶段加工中，各过渡部分要圆弧过渡，不留粗加工刀痕和磨削裂纹，以保证凸模工作寿命。综上所述解决凸模的刚度、强度、耐疲劳性和高寿命是冷挤压凸模工艺分析的重点。,2）工艺方案一般挤压凸模的工艺方案为：备料锻造等温退火车、铣淬火及回火稳定处理磨削加工成检工具磨切夹头、顶台时效处理研磨抛光。工艺流程虽简单，但各工序必须有严格的详细的施工说明，这样才有挤压模具的高质量。如锻造时应根据不同材料和要求制订及执行预热加热始锻终锻的温度、时间以及镦拔次数等技术规范；锻后还应放入干燥的石灰粉中冷却，以防冷却速度过快。冷挤压凸模材料主要是含碳

33、量较高的共析钢和过共析钢，所以锻后常采取等温球化退火，其目的是降低硬度、改善加工性能、细化组织，减少工件变形和开裂，并为最终热处理打下基础。等温球化退火比完全退火周期短、效率高。由于凸模前端面是工作面，不允许有中心孔存在，所以在车加工时应留有顶台并做中心孔。此中心孔是后续各工序的加工基准，应注意保护，直至凸模成品检验合格后，才将顶台切掉，并磨好前端面，最后检验全长尺寸和外观。,在粗车加工时对尾部带有夹紧锥体的凸模，由于后续工序需要铣削和外圆磨等，因此在其尾端应留有装夹部位，俗称留夹头并打中心孔，同样它也是在成检后切掉夹头并磨好端面。如图513。最终热处理多采用高温盐浴炉进行加热后，油介质中淬火

34、，有条件的工厂对淬火前已成形、淬火后无法再机械加工的凸模，采取真空炉加热淬火，这对防止脱碳和氧化效果更佳。在磨削精加工中要针对凸模材质选择适宜的砂轮，其硬度、粒度、磨料品种均应合理，磨削中切削用量要选择合理，冷却液应充分，切忌干磨和使用钝砂轮，应及时修整砂轮，保持其锋利。否则将在模具表面形成磨削应力，产生裂纹、烧伤、退火、脆裂及早期失效等现象。所以模具磨削后，应在260-315低温下进行去应力处理。,为提高模具寿命，研磨抛光质量也是非常重要的措施，工作表面不应有刀痕、磨痕，研磨抛光方向应与模具受力方向平行；方形六角形或其它异形凸模凡尖角处应圆滑过渡，防止应力集中。3）工艺过程序号 工序名称 工

35、序主要内容1 下料 锯床下料42mm 60+4mm；2 锻造 多向镦拔，碳化物偏析控制在1-2级，晶粒度10级；热处理 退火207-255HB；4 车 按图车削，大端加工工艺尾柄如工序草图513所示，Ra0. 8m以下表面留双边余量0. 3-0. 4mm，矩形部分车至16mm ；5 平磨 利用V形铁夹具，以工艺尾柄为基准磨削小端面；6 钳 去毛刺，在小端面划线；7 工具铣 铣削矩形部分，留双边余量0. 3-0. 4mm；8 钳 修圆角；9 热处理 淬火、回火60- 62HRC ；10 外磨 以22mm为基准，磨削工艺尾柄外圆；11 外磨 以工艺尾柄为基准磨削3-00.2mm, 10锥面，22m

36、m；12 工具磨 以工艺尾柄为基准找正22mm外圆，磨削矩形部分。13 钳 修光圆角；14 工具磨 磨削小端面槽；15 线切割 切除工艺尾柄；16 平磨 磨削大端面，保证与轴心线垂直；17 钳 研抛工作面及圆弧。,例5 图514所示级进冲裁凹模零件加工工艺过程分析。,1)艺性分析该零件是级进冲裁模的凹模，采用整体式结构，零件的外形表面尺寸是420mm 130mm 18mm,零件的成形表面尺寸是三组冲裁凹模型孔，第一组是冲定距孔和两个圆孔，第二组是冲两个长孔，第三组是一个落料型孔。这三组型孔之间有严格的孔距精度要求，它是实现正确级进和冲裁，保证产品零件各部分位置尺寸的关键。再就是各型孔的孔径尺寸

37、精度，它是保证产品零件尺寸精度的关键。这部分尺寸和精度是该零件加工的关键。结构表面包括螺纹连接孔和销钉定位孔等。该零件是这付模具装配和加工的基准件，模具的卸料板、固定板，模板上的各孔都和该零件有关，以该零件的型孔的实际尺寸为基准来加工相关零件各孔。零件材料为MnCrWV，热处理硬度60-64HRC。零件毛坯形式为锻件，金属材料的纤维方面应平行于大平面与零件长轴方向垂直。零件各型孔的成形表面加工，在进行淬火之后，采用电火花线切割加工，最后由模具钳工进行研抛加工。型孔和小孔的检查：型孔可在投影仪或工具显微镜上检查，小孔应制做二级工具光面量规进行检查。,2）工艺过程的制定序号 工序名称 工序主要内容

38、1 下料 锯床下料，100mm 194+4mm ；2 锻造 锻六方425mm 135mm 24mm ；3 热处理 退火HBS229；4 立铣 铣六方, 420mm 130mm 18. 6mm ；5 平磨 光上下面，磨两侧面，对90角；6 钳 倒角去毛刺，划线，做螺纹孔及销 钉孔；7. 工具铣 钻各型孔线切割穿丝孔，并铣漏 料孔；8 热处理 淬火、回火60-64HRC；9 平磨 磨上下面及基准面，对90角；10 线切割 找正，切割各型孔留研磨量0. 01-0. 02mm ；11 钳 研磨各型孔。,3)漏料孔的加工冲裁漏料孔是在保证型孔工作面长度基础上，减小落料件或废料与型孔的摩擦力。关于漏料孔的

39、加工主要有三种方式。首先是在零件淬火之前，在工具铣床上将漏料孔铣削完毕。这在模板厚度50mm以上的零件中，尤为重要，是漏料孔加工首先考虑的方案。其次是电火花加工法，在型孔加工完毕，利用电极从漏料孔的底部方向进行电火花加工。最后是浸蚀法利用化学溶液将漏料孔尺寸加大。,4)下料尺寸与锻压设备的确定图514所示的冲裁凹模外形表面应为：420mm 200mm 18mm ,凹模零件材料为MnCrWV 。锻件毛坯的外形尺寸为425+4mm135+4mm24+4mm。1锻件体积和重量的计算锻件体积 V锻（42513524）mm=1377cm3锻件重量 G锻=rV锻(7.851377)kg10.8kg当锻件重

40、量在20kg之内，一般需加热3-4次，锻件总损耗系数取10%。锻件毛坯的体积 V坯=1.1V锻1515（cm）3锻件毛坯重量 G坯=7.85V锻=11.9 (kg)2确定锻件毛坯尺寸理论圆棒直径 D理选取圆棒直径为100mm时，圆棒料长度可按 L1.273V/D194mm。验证锻造比Y Y=L坯/D坯194/100=1.94符合Y=1. 25-2.5的要求。则锻件下料尺寸为100mm194+4mm。3锻压设备吨位的确定。当锻件坯料重量为11.9kg,材料为MnCrWV时，应选取1000的空气锤。,例6 编制如图615所示零件的加工工艺过程。其工艺过程见表616。P223,例7 冷挤压齿轮模的凹

41、模加工工艺分析。冷挤压齿轮模的凹模零件见图616。,1)工艺性分析齿形凹模是齿形冷挤压模的成形凹模，它在模具中的位置如图617所示。 图617 凹模组件图1上凹模 2上凹模内预紧圈 3外预紧圈 4齿形凹模内预紧圈 5齿形凹模,在模具中，上凹模和齿形凹模组合成凹模体，凹模体由两套预紧圈共同组成冷挤模的凹模部分。冷挤压的产品零件是20CrMnTi材料的齿轮。20CrMnTi材料是合金结构钢，常做为渗碳零件，应用于承受高速、中或重负荷以及受冲击、摩擦的重要结构零件。20CrMnTi材料的b 1080N /mm，835N/mm，、510、45，由此可见齿形凹模在冷挤压时要承受很大的挤压力。齿形凹模采用

42、了W 18Cr4V材料，热处理硬度62 -65HRC。,高速钢圆棒料，存在着冶金缺陷，为了充分发挥高速钢的性能，改善共晶碳化物分布不均匀和网状、带状碳化物现象，零件毛坯应为锻件，采用多向镦拔法，碳化物偏析控制在1-2级。毛坯在改锻之后进行球化退火，使组织均匀、消除应力、降低硬度，为机械加工和淬火处理做好准备。在淬火时，为了提高材料的韧性，淬火温度控制在1230-1250C（比常规淬火温度了20-40C），晶粒度控制在10-11级。齿形凹模的加工，关键在齿形部分，齿形表面的粗慥度要求比较小。渐开线齿形部分的加工可以采用电火花加工或电火花线切割加工。对于渐开线齿形的研磨和抛光，在电火花加工之后，在

43、插床上进行研磨和抛光。,2）工艺过程的制定序号 工序名称 工序主要内容1 下料 锯床下料；2 锻造 多向镦拔，碳化物偏析控制在1-2级；3 热处理 球化退火，HBS241；4 车 车内外形，留双边余量0. 5mm； 5 钳 划线；6 工具铣 齿槽内钻孔，铣削留余量0. 3mm；7 钳 去毛刺；8 热处理 淬火、回火、62-65HRC，晶粒度控制在10-11 级；9 平磨 磨两端面。10 内磨 找正端面磨内孔；11 外磨 心轴装卡，磨外锥面（车工配制芯轴）；12 钳 与齿形凹模内预紧圈压合；13 电火花 电火花加工渐开线齿形及精修入槽角20、 45；14 钳 研磨抛光内齿形；15 外磨 以齿形凹

44、模内孔芯轴装卡，磨齿形凹模内预 紧圈外圆。与上凹模组件外圆一致；16 钳 与上凹模组件（上凹模压入上凹模内预紧圈）一起 压入外预紧圈；17 内磨 精磨内圆柱孔（凹模组件）使上凹模与齿形凹模的 内圆尺寸一致；,3）研磨和抛光齿形凹模的渐开线齿形表面，在电火花加工之后，利用原铸铁电极和浮动二级工具一起，作为研磨工具，在插床或钻床上进行研磨，齿形研磨工具如图518所示。研磨时研磨工具作上下往复运动，机床和杆套外圆连接，磨料为白色氧化铝粉，粗研时磨料粒度为M8,细研时磨料粒度为M5,精研时磨料粒度用M3.5。研磨液为机油或猪油。抛光加工也在插床或钻床上进行，齿形抛光工具如图519所示。抛光轮为-10m

45、m厚的羊毛毡轮叠合而成。要求羊毛毡轮的外形与齿形凹模的齿形一致。羊毛毡轮的齿形加工，利用电加工电极作冲裁凸模，齿形凹模为冲裁凹模，冲制而成。,例8如图620所示零件的加工工艺过程。其加工工艺过程如表618。P225,例9如图621所示零件的加工工艺过程。加工工艺过程如表619所示。P226,6卸料板的加工工艺卸料板的结构形式 见表620。P227卸料板的技术要求1)凸模与卸料板孔加工后应有一定的间隙值，对冲压板料厚度在3mm以下的板料，其单边间隙可取0.3mm；厚度大于3mm的板料冲压，间隙可加大到0.5mm,但不宜过大。2)卸料板孔的下面应保证锐角，否则条料易挤进间隙而影响冲压作业。3)卸料

46、孔的位置应与凹模工作孔相对应，其形状基本相同。在加工中，一般与凹模形孔配作成形。4)卸料板孔的中心轴线必须与卸料板上、下工作面相互垂直。5)卸料板的上、下工作平面应保持平行，一般要求在300mm范围内，平行度允差不超过0. 02mm。6)卸料板上、下工作表面的表面粗糙度不应大于Ra1.6m,相邻两个加工面应互为直角。(3)卸料板的加工方法卸料板多用Q235和45号钢制成，其外形基本与凹模相同。分圆形和矩形两种结构形式。坯料预加工工艺与凹模加工相似，即备料锻造热处理退火刨、铣加工平磨六面划线去除内孔多余废料。,（4）卸料板型孔加工方法1）压印加工法1.将坯料划线，利用机械加工出毛坯形孔。2.利用

47、凸模或样冲进行压印加工。3.钳工整修，保证适当的间隙值。注意的几个问题1.单面留余量为0.2-0. 5mm。2.首次压印深度为lmm,以后各次可适当增加。3.锉修时，不允许碰伤挤压出的光亮面。4.压印时的样冲或凸模应与卸料板的工作面垂直,2）利用凹模配作卸料板1.将预加工的卸料板坯件和用电加工成形的凹模用平形夹钳夹紧，并通过凹模的固定螺钉孔和销孔，配钻卸料板的螺钉过孔及销孔。2.对卸料板的螺孔进行打孔、攻螺纹，并与凹模再一次夹紧、紧固。3.按凹模形孔，在卸料板上划线。4.拆开后，再沿划线轮廓去除废料，并用插床或锉锯机及手工锉成形。5.通过加工好的凸模配合进行精锉，保证凸模与卸料板相应孔有一定的

48、间隙。6.精锉成形后，再一次与凹模夹紧在一起，并配准凸模，再钻铰销钉孔即可成形。注意：卸料板与凹模外形一定要配准并夹紧。适于经电加工后的凹模。锉削时，应经常用凸模研配，使之与凸模修锉成适当的间隙配合精度。,3）低熔点合金浇注卸料孔1.按比例配制合金 铋(Bi) 14；铅(Pb) 28.5；锡(Sb)14. 5；锑(Sn)9。低熔点合金浇注卸料孔的优点在于操作简单、易于掌握、耐磨性好，精度高可以加工出特殊形孔的卸料孔，并便于维修。按比例配制后，放在柑埚中加热熔化。2.将要浇注的卸料板预加工孔去除杂物并涂以氯化锌溶液。3.用2-3mm厚的钢板做一个垫板，其孔的大小形状与凹模相同。4.把凸模涂上一层

49、漆片或镀铜，其厚度不能超过间隙值。5.将卸料板、垫板、凹模用夹钳夹紧，将凸模置入，调好间隙及垂直度。6.浇注合金。浇注时注意搅拌。7.卸下卸料板，清除余料，放置10-12h即可使用。注意的几个问题：1.浇注时应注意各种用具、量具应干净、干燥、合金熔化时的温度不要太高。2.合金熔化过程中必须搅拌均匀，随时清除杂质。3.浇注时，卸料板、垫板、凹模贴合面应始终保持平行、凸模与其保持垂直。,4）电加工卸料孔在有电火花穿孔机或线切割机床时，可用电火花穿孔机及线切割机直接穿孔及切割。5）环氧树脂浇注卸料孔1.环氧树脂配方101环氧树脂100g；间苯二胺14.5g；600碳化硼80g；邻苯二甲酸二丁脂10g

50、。2.浇注过程：a.将按比例称好的环氧树脂及碳化硼放在玻璃器皿中，在60C恒温箱中使其熔化并不断用玻璃棒搅拌，排出气泡。然后再放人其他材料，搅拌成糊状，即可使用；b.用乙醇洗净卸料板孔壁，并在凸模的贴合面涂层二硫化铝；c.将凸模放在卸料孔内，并校正好位置，放在恒温箱中加热到80C,时间为30-40min；d.用料勺将配好的环氧树脂注入凸模与卸料板的间隙内，一直注满为止；e.将注入后的凸模与卸料板组合体放在恒温箱中，温度140C，保温2-3h后，空冷；f.卸下卸料板，修整多余溢出的废料及表面杂质、冷凝后即可使用。,注意事项及适用范围：1.适用于小型及冲裁厚度小的冲模。2.凸模安放在卸料板后，必须