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1、课题一 机械加工成形工艺,四川航天职业技术学院,第八单元 模具制造加工技术,一、成形车削,1.通用零件车削加工 车床主要用于加工各种回转表面，还可进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花等加工。车床的种类很多，其中卧式车床的通用性好，应用最为广泛。在模具制造中卧式车床主要用于加工凸模、凹模、导柱、导套、顶杆、型芯和模柄等零件。工件的加工通常经过粗车、半精车和精车等工序而达到要求。,模具零件常用的车削加工方法,2.成形零件车削加工（1）双手控制法车削加工（2）样板刀法车削加工（3）专用工具车削法（4）仿形车削,CA6136型车床,二、成形刨削（1）刨削加工 刨削主要用于模具零件外形的加工。中小型零件广泛采用牛
2、头刨床加工；而大型零件则需用龙门刨床。,模具零件的刨削加工 牛头刨床,a)粗刨 b)切槽 c)刨斜面 d)用样板刀精刨刨V形槽,对于工件的内斜面，一般采用倾斜刀架的方法进行刨削，下图所示为V形槽的刨削加工过程。,（2）插削加工 插床的结构与牛头刨床相似。不同之处在于插床的滑枕是沿垂直方向作往复运动的。在模具制造中插床主要用于成形内孔的粗加工，有时也用于大工件的外形加工。插床加工时有冲击现象，宜采用较小的切削用量。因此，其生产率和加工表面粗糙度都不高，加工精度可达IT10，表面粗糙度为Ra1.6m。插床的加工方法主要是根据划线形状，利用插床的纵横滑板和回转工作台插出工件的成形孔或外形。所加工的内
3、孔一般都留有加工余量，供后续工序精加工用。,三、成形铣削加工 铣削加工是在铣床上利用铣刀旋转对工件进行切削加工的方法。铣刀是旋转的多刃具，所以铣削是多刃刀具加工，可使用较大的切削速度，生产效率高。在模具零件的铣削加工中，应用最广的是立式铣床和万能工具铣床的立铣加工，主要加工对象是各种模具的型腔和型面，其加工精度可达IT10，表面粗糙度为Ra1.6m。若选用高速、小用量铣削，则工件精度可达IT8，表面粗糙度为Ra0.8m。铣削时，留0.05mm的修光余量，经钳工修光即可得到所要求的型腔。当型腔或型面的精度要求高时，铣削加工仅作为中间工序，铣削后需用成形磨削或电火花加工等方法进行精加工。,X613
4、2铣床基本结构：,图1 X6132外形结构（1）底座（2）床身（3）悬梁（4）主轴（5）刀杆支架（6）工作台（7）回转台（8）床鞍（9）升降台,（一）铣削的工艺特点及应用 1.铣刀是多齿刀具，铣削过程中多个刀齿同时参加切削，无空行程。2.铣削加工范围很广。3.铣削力变动较大，易产生振动，切削不平稳。4.铣床、铣刀比刨床、刨刀结构复杂，且铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣削成本比刨削高。5.铣削与刨削的加工质量大致相当，经粗、精加工后都可达到中等精度。,模具零件的铣削加工 模具零件的铣削，使用立铣的方式最多。（一）平面或斜面的加工 在立铣床上使用端铣刀加工平面或斜面时，生产效率高。因此，这种加工
5、方法在模具零件的平面或斜面加工中得到广泛的应用。（二）圆弧面的加工 圆转台是立铣加工中常用的附件，利用它可进行各种圆弧面的加工。利用圆转台进行立铣加工圆弧面的方式如下表所示。,利用圆转台进行立铣加工圆弧面的方式,（三）复杂型腔或型面的加工 对于不规则的型腔或型面，可采用坐标法加工，即根据被加工点的位置，控制工作台的纵横(X、Y)向移动以及主轴头的升降(Z)进行立铣加工。例如，图8所示的不规则型面，其轮廓一般是按极坐标方法设计的，所以在加工前可按工件的极坐标半径、夹角和加工用铣刀直径计算出铣刀中心在各位置的纵横向坐标尺寸，然后逐点铣削。当立铣加工的对象为复杂的空间曲面时，亦可采用坐标法，但需控制
6、X、Y、Z三个坐标方向的移动。坐标法加工后的型腔或型面的精度较低，需经钳工修整才能获得比较平滑的表面。,不规则型面的立铣加工,（四）坐标孔的加工 利用立铣工作台纵向和横向移动，可加工工件上的坐标孔。但因驱动工作台移动的丝杆和螺母之间存在间隙，故孔距的加工精度不高。当孔距精度要求较高时，可用坐标铣床。这种铣床是以孔加工和立铣加工为主要对象的，在机床上装有光电式或数字式读数装置，其加工精度比立式铣床高。,坐标铣床,四、成形磨削 磨削加工是零件精加工的主要方法。磨削时可采用砂轮、油石、磨头、砂带等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘结剂做成的砂轮。通常磨削能达到的精度为IT7IT5，表面粗糙度Ra值一
7、般为0.80.2m。从本质上来说，磨削加工是一种切削加工，但和通常的车削、铣削、刨削等相比却有以下的特点：（一）磨削属多刃、微刃切削 砂轮上每一磨粒相当于一个切削刃，而且切削刃的形状及分布处于随机状态，每个磨粒的切削角度、切削条件均不相同。,（二）加工精度高 磨削属于微刃切削，切削厚度极薄，每一磨粒切削厚度可小到数微米，故可获得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。（三）磨削速度大 一般砂轮的圆周速度达20003000m/min，目前的高速磨削砂轮线速度已达到60250m/s。故磨削时温度很高，磨削区的瞬时高温可达8001000，因此磨削时必须使用切削液。（四）加工范围广 磨粒硬度很高，因此磨削不
8、但可以加工碳钢、铸铁等常用金属材料，还能加工一般刀具难以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火钢、硬质合金等。,磨削运动与磨削原理（一）磨削运动 磨削时砂轮与工件的切削运动也分为主运动和进给运动，主运动是砂轮的高速旋转；进给运动一般为圆周进给运动（即工件的旋转运动）、纵向进给运动（即工作台带动工件所作的纵向直线往复运动）和径向进给运动（即砂轮沿工件径向的移动）。（二）磨削原理与磨削过程 一颗磨粒磨削经历了滑擦（弹性变形）、耕犁（塑性变形）及切削（形成切屑，沿磨粒前面流出）的过程，使工件表面形成热应力与变形应力。,模具零件的磨削加工 为了达到模具的尺寸精度和表面粗糙度等要求，有许多模具零件必须经过磨削
9、加工。例如，模具的型腔、型面，导柱的外圆，导套的内外圆表面以及模具零件之间的接触面等。在模具制造中，形状简单(如平面、内圆和外圆)的零件可使用一般磨削加工，而形状复杂的零件则需使用各种精密磨床进行成形磨削。一般磨削加工是在平面磨床、内圆磨床或外圆磨床上进行的，其磨削工艺如下：（一）平面磨削 用平面磨床加工模具零件时，要求分型面与模具的上下面平行，同时，还应保证分型面与有关平面之间的垂直度。,平面磨削工艺要点,(二)内圆磨削 在内圆磨床上磨孔的尺寸精度可达IT6IT7级，表面粗糙度为Ra0.80.2m。若采用高精度磨削工艺，尺寸精度可控制在0.005mm之内，表面粗糙度为Ra0.10.025m。
10、在内圆磨床上加工内孔和内锥孔的磨削工艺要点见表3。,内圆磨削工艺要点,(三)外圆磨削 外圆磨床主要用于各种零件的外圆加工，如圆形凸模、导柱、和导套、顶杆等零件的外圆磨削。其加工方式是以高速旋转的砂轮和低速旋转的工件进行磨削，工件相对于砂轮作纵向往复运动。外圆磨削的尺寸精度可达IT5IT6，表面粗糙度为Ra0.80.2m，若采用高光洁磨削工艺，表面粗糙度可达Ra0.025m。在外圆磨床上加工外圆、台阶端面和外圆锥面的磨削工艺要点见表4。,外圆磨削工艺要点,五、仿形加工 仿形加工以事先制成的靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加一定的压力，并沿其表面上移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在
11、模具零件上加工出与靠模相同的型面。仿形加工是对各种模具型腔或型面进行机械加工的主要方法之一。常用的仿形加工有仿形车削、仿形刨削、仿形铣削和仿形磨削等。（一）仿形加工的控制方式及工作原理 实现仿形加工的方法很多，根据触头传输信息的形式和机床进给传动控制方式的不同，可分为机械式、液压式、电控式、电液式和光电式等。,机械式仿形的触头与刀具之间刚性连接，或通过其他机构如缩放仪及杠杆等连接，以实现同步仿形加工。例如，下图为机械式仿形铣床的原理图。仿形触头5始终与靠模4的工作表面接触，并作相对运动，通过中间装置3把运动信息传递给铣刀1对工件2进行加工。平面轮廓仿形(图a)时，需要两个方向的进给，其中s1为
12、主进给运动；s2随靠模的形状不断改变，称为随动进给。立体仿形(图b)时，需要三个方向的进给运动互相配合，其中s1、s3为主进给运动，s2为随动进给运动。这类机床多数用手动或手动与机动进给配合等多种方式实现仿形。,a)平面轮廓仿形 b)立体仿形机械式仿形工作原理,采用机械式仿形机床加工时，由于靠模与仿形触头之间的压力较大(约1050N)，工作面容易磨损，而且在加工过程中，仿形触头以及起刚性连接的中间装置需要传递很大的力，会引起一定的弹性变形，故其仿形加工精度较低(加工误差大于0.1mm)。,单头仿形铣床,双头仿形铣床,Thank You!,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
