第2章模具零件的常规切削加工
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1、 掌握掌握模具工作零件的机械模具工作零件的机械加工方法加工方法( (车削、铣削车削、铣削等等)；了解了解模具工作零件模具工作零件加工的成型加工的成型磨削加工方法及应用磨削加工方法及应用；了解了解坐标镗床和坐标磨床的加工。坐标镗床和坐标磨床的加工。本章的学习目的与要求：本章的学习目的与要求：重点：重点：模具工作零件的机械加工方法模具工作零件的机械加工方法( (车削、铣削车削、铣削) )；模具工作零件模具工作零件的成型的成型磨削加工方法。磨削加工方法。模具工作零件模具工作零件的的坐标镗床和坐标磨床的加坐标镗床和坐标磨床的加工工模具工作零件模具工作零件加工的成型加工的成型磨削加工方法及应用。磨削加工
2、方法及应用。本章主要介绍模具工作零件的加工方法本章主要介绍模具工作零件的加工方法 模具零件（按其功用）结构件结构件（导柱、导套、模座、滑块、顶杆等） 大部分是标准件联结件联结件（螺栓、螺母、定位销等）。工作件工作件（凸模、凹模、型腔、型芯等）工作件是整套模具中的主要零件也是核心零件，形状最复杂，要求最高，制造难度最大。在模具的开发、设计和制造工艺中都把工作件作为主要对象进行研究。加工的形状较为简单，效率不高，对回转面和平面的加工很实用，尤其在圆轴类、圆盘类、板类以及直槽类型面的加工中得到广泛使用。2.1 车削加工车削加工模具工作零件的机械加工普通机床加工车削铣削刨削磨削钻削插削特点车床的种类卧
3、式车床 通用性最好，应用广泛其他车床车削加工设备：车床 轴类、圆盘类零件指模具工作件中外轴类、圆盘类零件指模具工作件中外形较为规则的凸模、凹模、型芯和型腔等，形较为规则的凸模、凹模、型芯和型腔等，通常这些零件的回转表面采用车削完成粗、通常这些零件的回转表面采用车削完成粗、精加工，精度可达精加工，精度可达IT6IT8，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为1.60.8m，经济实用，如图，经济实用，如图21所示。对要求较高的工作面与配合面需要所示。对要求较高的工作面与配合面需要磨削加工。磨削加工。 图21 轴类、圆盘类零件加工 1局部圆弧面的加工局部圆弧面的加工a） b） a） b） 图22 带局部圆弧的
4、工件 图23 局部圆弧面的车削加工 a）外圆弧 b）内圆弧 a）车外圆弧 b）车内圆弧 如图如图22所示带局部圆弧面的零件，在凸模加工中时有出现。为了所示带局部圆弧面的零件，在凸模加工中时有出现。为了保证模具准确对合，必须保证对合面圆弧半径的尺寸精度。加工时可在保证模具准确对合，必须保证对合面圆弧半径的尺寸精度。加工时可在花盘上找正工件和用百分表控制精度，见图花盘上找正工件和用百分表控制精度，见图23所示。有时也采用先加所示。有时也采用先加工一个完整圆盘，再用电火花线切割等方法取出一个或几个模块。工一个完整圆盘，再用电火花线切割等方法取出一个或几个模块。2型面的加工型面的加工 在普通车床上加工
5、型面有两种原理：一是改变刀具切削刃的形状，使之与型面的母线形状吻合；二是改变刀具的运动轨迹，使刀具的运动轨迹与型面的母线一致。其具体方法有双手控制法、样板刀、靠模（仿形）法。 (1)双手控制法 双手控制法是用左、右手同时操作刀架的纵向和横向移动进行成型加工。精度要求不高或型面比较简单的零件可用此方法加工，并用卡尺和标准圆弧样板进行检测。精度要求较高、型面较复杂的零件可将整个复杂的型面分成几个简单的型面，依此进行车削，零件的外形用分型样板和整形样板检测。双手控制法用于中小型零件的单件小批生产。示 意 图结构特点结构特点刀具材料刀具材料刀具角度刀具角度型面变化小且型面变化小且比较简单比较简单YT1
6、5YT15YT14YT14工件材料为合金结工件材料为合金结构钢构钢前角：前角：15151818后角：后角：5 58 8型面变化范围型面变化范围较大较大W18Cr4VW18Cr4V工件材料为合金结工件材料为合金结构钢。构钢。刀具前面沿型面曲刀具前面沿型面曲线磨出线磨出R3R3R5R5的圆的圆弧，深弧，深0.50.51.51.5。后角：后角：7 79 9表21 样板刀的选择(2)样板刀样板刀 将刀具的刃口磨得与零件被加工部分的型面曲线相同，但凸凹的方向相反，使车削出来的型面符合图纸要求。型面的精度主要靠刀具刃磨的准确程度来保证。样板刀适用于零件上的大圆角、圆弧槽以及变化范围较小但又比较复杂的型面。
7、样板刀的选择见表21所示。 (3)靠模（仿形）法靠模（仿形）法3回转曲面的加工回转曲面的加工 加工如图24、图27所示工件的回转曲面。若图24所示工件的碗状回转曲面尺寸较大时，可采用如图25所示的仿形（靠模）法进行加工；当其尺寸较小时，则采用图26所示的成型刀加工。图24 较大尺寸的回转面 图27 对拼式塑压模型腔图25 大尺寸回转曲面的仿形加工 图26 小尺寸回转面的成型刀加工 1工件 2板架 3刀架 1花盘 2工件 3刀具 4靠模 5靠模支架 举例 图27所示为对拼式塑压模型腔，在外形尺寸不大的情况下，都在车床上加工44.7mm圆球面以及21.71mm锥孔。为了保证型腔尺寸能够准确对合，通
8、常应预先将各镶件间的结合面磨平，两板间用销钉定位，并用螺钉将其固定成一个整体才最后车削成形。车削加工的基本过程见表22。 2.2 铣削加工铣削加工 铣削加工在模具制造业中应用非常广泛。在目前常见的模具中，如冲模、锻模、塑料模、粉末冶金压型模、精铸模等，除内腔有尖锐棱角等铣刀无法加工的部位外，一般情况下均可在普通铣床上进行加工。因此铣削加工在模具制造中占有很重要的地位。特别复杂的型腔（或型芯）型面要通过特种加工、数控加工或者仿形加工。 铣削加工的设备是铣床。铣床的种类很多，加工范围极广。在模具制造中，立式铣床和万能工具铣床应用最为广泛，主要是对各种模具的型面和型腔进行加工。对于大型模具则较多地采
9、用仿形铣床加工型腔和不规则的成形部分。复杂型面则采用数控铣床或者加工中心加工。1平面或斜面的铣削平面或斜面的铣削 在铣床上选用不同（形状、类型）的铣刀，配以附件（如分度头、回转台、在铣床上选用不同（形状、类型）的铣刀，配以附件（如分度头、回转台、平口钳等），可以加工各种平面、斜面、沟槽、型腔，在模具工作零件的加工平口钳等），可以加工各种平面、斜面、沟槽、型腔，在模具工作零件的加工中应用很广。如图中应用很广。如图2-8所示。所示。2圆弧面的铣削圆弧面的铣削 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。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。圆转台安装在立式铣床
10、的工作台上，而工件则安装在圆转台上。安装工件时，圆转台安装在立式铣床的工作台上，而工件则安装在圆转台上。安装工件时，必须使被加工圆弧中心与圆转台的回转中心重合，并根据工件形状来确定铣必须使被加工圆弧中心与圆转台的回转中心重合，并根据工件形状来确定铣床主轴中心是否需要与圆转台中心重合。利用圆转台进行立铣加工圆弧面的床主轴中心是否需要与圆转台中心重合。利用圆转台进行立铣加工圆弧面的方式如表方式如表2-3所示。所示。 3复杂型腔或型面的铣削复杂型腔或型面的铣削 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，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
11、纵横控制工作台的纵横(X、Y)向移动以及主轴头的升降向移动以及主轴头的升降(Z)进行立铣加工。例如，进行立铣加工。例如，图图2-9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，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，但需控制亦可采用坐标法，但需控制X、Y、Z三个坐标方向的移动。三个
