《模具制造工藝》-模塊四

模塊四模具零件的制造工藝任務(wù)一掌握模架的制造工藝任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝任務(wù)四確定簡易模具制造工藝知識鏈接上一頁上一頁任務(wù)一掌握模架的制造工藝一、模架的結(jié)構(gòu)特點及結(jié)構(gòu)工藝性1.冷沖模模架在冷沖模中，模架用于安裝模具的工作零件和其他零件，并保證模具的工作部分在工作時具有正確的相對位置。圖4-1是常見的滑動導(dǎo)向的冷沖模模架。盡管這些模架的結(jié)構(gòu)各不相同，但它們的主要組成零件——上模座和下模座都是平板狀零件，在工藝上主要是進行平面和孔系的加工，而導(dǎo)柱和導(dǎo)套是常見的軸類和套類零件，在工藝上主要是進行內(nèi)外圓柱表面的加工。（1）導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)特點與工藝性分析圖4-2所示分別為冷沖模常見的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其中圖4-2（a）所示為導(dǎo)柱、圖4-2（b）所示為導(dǎo)套。下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝它們是依靠相互間的配合面，對上模和下模的相對運動過程起導(dǎo)向作用，并保證凸模和凹模在工作時具有正確的相對位置。配合面間的配合精度會影響到模具的運動精度，為保證良好的導(dǎo)向，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在裝配后，應(yīng)使模架能平穩(wěn)地相對運動，無滯阻現(xiàn)象。因此，在加工導(dǎo)柱和導(dǎo)套零件過程中，就必須滿足其尺寸公差以及形狀和位置公差要求。導(dǎo)柱和導(dǎo)套在安排加工前有一個毛坯的準(zhǔn)備工作階段。它們之間的配合面都是回轉(zhuǎn)體表面，可以直接選用合適尺寸的熱軋圓鋼作毛坯。準(zhǔn)備工作階段主要包括圓鋼的校直、切斷、端面和頂尖孔的加工等。校直的目的在于降低毛坯的彎曲度，它分冷校直和熱校直兩種方法：①冷校直可在壓力機上進行，細長的棒料用專用的校直機完成。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝對于導(dǎo)向精度要求高的零件，因毛坯冷校直后，內(nèi)部存在的內(nèi)應(yīng)力會造成在加工過程中產(chǎn)生新的變形，所以一般不允許采用。②熱校直屬于熱加工，校直后再切斷。由于導(dǎo)柱和導(dǎo)套在工作時有相對運動，它們之間的配合面應(yīng)具有良好的耐磨性，而芯部則要求有良好的韌性，因此在加工過程中要經(jīng)過表面熱處理，達到一定的硬度（一般硬度為58～62HRC）。常選用20、45、T8A和T10A鋼等作為毛坯材料。當(dāng)選用20鋼時，必須要進行滲碳淬火，滲碳層深度為08～12mm。當(dāng)選用45、T8A和T10A鋼時，則應(yīng)進行表面淬火或整體淬火處理，以滿足使用要求。導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合面要求有較高的精度和表面粗糙度，常采用磨削精加工。磨削精加工工序安排在熱處理之后。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝為實現(xiàn)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合原則和各主要工序的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，在加工導(dǎo)柱的外圓柱面過程中，均以兩端的中心孔定位，以保證各外圓柱面之間位置精度和均勻的磨削余量。所以，在車削之前需先加工中心孔，以便為后續(xù)工作提供可靠的定位基準(zhǔn)。中心孔加工的形狀精度對導(dǎo)柱的加工質(zhì)量有直接的影響，特別是精度要求高的零件，保證中心孔與頂尖之間的良好配合是非常重要的。因此，中心孔在熱處理之后和磨削之前均需進行修正，以消除熱處理過程中產(chǎn)生的變形和其他缺陷，使磨削外圓柱面時獲得精確定位，保證外圓柱面的形狀和位置精度。中心孔的鉆削和修正是在車床、鉆床或?qū)Ｓ脵C床上，按圖紙要求的中心定位孔的形式進行的。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝圖4-3所示為在車床上用錐形砂輪修正中心孔的示意圖。用三爪卡盤夾持錐形砂輪，在被修正中心孔處加入少許煤油或機油，手持工件，利用車床尾座頂尖支撐，通過車床主軸的轉(zhuǎn)動進行磨削。此方法效率高，質(zhì)量較好，但砂輪易磨損，需經(jīng)常修整。如果用錐形鑄鐵研磨頭代替錐形砂輪，加研磨劑進行研磨，則可達到更高的精度。采用圖4-4所示的硬質(zhì)合金梅花棱頂尖修正中心定位的方法，效率高，但質(zhì)量稍差，一般用于大批量生產(chǎn)且要求不高的頂尖孔的修正。它是將梅花棱頂尖裝入車床或鉆床的主軸孔內(nèi)，利用機床尾座頂尖將工件壓向梅花棱頂尖，通過硬質(zhì)合金梅花棱頂尖的擠壓作用，修正中心定位孔的幾何誤差。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝為進一步提高導(dǎo)柱和導(dǎo)套的表面質(zhì)量，以達到設(shè)計目的，在生產(chǎn)批量大的情況下，使用專用研磨機床進行研磨工序。單件或小批量生產(chǎn)可在普通車床上采用簡單的研磨工具研磨，具體要求為：①研磨余量一般為0.005～0.012mm。②研磨時的工作壓力，一般粗研磨時取100～200kPa，精研磨時取10～100kPa。③一般粗研磨時，研磨速度取30～50m/min，精研磨時取6～15m/min。④工件材質(zhì)較軟或精度要求高時，研磨速度取小值。⑤導(dǎo)套的內(nèi)孔研磨余量一般為001～002mm。⑥研磨套的長度應(yīng)為工件長度的2～4倍。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝對于研磨前的準(zhǔn)備工作和研磨速度等，均可參見導(dǎo)柱的研磨。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工工藝過程大致可劃分為：毛坯準(zhǔn)備→粗加工和半精加工階段→熱處理階段→精加工階段→光整加工階段。在各加工階段應(yīng)劃分多少工序、零件在加工中采用什么工藝方案和設(shè)備，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的形狀及尺寸大小、結(jié)構(gòu)工藝性以及加工設(shè)備技術(shù)狀況等條件綜合考慮。（2）上、下模座結(jié)構(gòu)特點及工藝性分析冷沖模的上、下模座用來安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套、凸模和凹模等零件，其結(jié)構(gòu)形式、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。材料可采用灰鑄鐵（HT200），也可采用45鋼或Q235-A鋼。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝為保證模架的裝配要求，使模座工作時沿導(dǎo)柱上下平穩(wěn)、無滯阻移動，模座上、下平面應(yīng)保持平行，上、下模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的孔間距應(yīng)保持一致，孔的軸心線與模座的上、下平面要垂直，其垂直度公差不超過0.01/100。在模座的加工過程中，為保證加工方便和技術(shù)要求，一般應(yīng)遵循“先孔后面”的原則。模座的毛坯經(jīng)過刨削或銑削加工后，再對平面進行磨削，以提高其平面度和上、下平面間的平行度，同時也容易保證孔的垂直度要求。根據(jù)加工要求和生產(chǎn)條件，上、下模座的鏜孔工序可以在專用鏜床（批量較大時）、坐標(biāo)鏜床、雙軸鏜床上進行，也可以在銑床或搖臂鉆等機床上用坐標(biāo)法或利用引導(dǎo)元件進行。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝為保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔間距一致，鏜孔時常將上、下模座重疊一起，一次裝夾，同時鏜出導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝孔。2注射模模架（1）注射模模架的結(jié)構(gòu)組成注射模模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機地聯(lián)系成一個整體，也可以說注射模的模架起裝配、定位和安裝作用。注射模模架的結(jié)構(gòu)取決于塑料的種類、制品的產(chǎn)量、注射工藝條件、注射機的型號等多種因素，因此其結(jié)構(gòu)上有很大差異，但基本結(jié)構(gòu)與組成有許多共同的特點。圖4-5所示為注射模的幾種典型結(jié)構(gòu)。根據(jù)零件與塑料的接觸情況，可將注射模中的組成零件分為兩類：上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝①成形零件，由凸模（型芯）、凹模（型腔）以及嵌件和鑲塊等組成，它是決定塑件內(nèi)外表面幾何形狀和尺寸的零件，是模具的重要組成部分。②結(jié)構(gòu)零件，除成形零件以外的其他模具零件均為結(jié)構(gòu)零件。這些零件具有支撐、導(dǎo)向、排氣、頂出制品、側(cè)向分型抽芯、溫度調(diào)節(jié)、引導(dǎo)塑料熔體流向型腔等作用。在結(jié)構(gòu)零件中，合模導(dǎo)向裝置與支撐零部件的組合構(gòu)成注射模模架，如圖4-6所示。以這種模具為基本單元，再增加成形零件和其他功能的結(jié)構(gòu)零件可組合成任何一種注射模。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝（2）模架的技術(shù)要求模架用于安裝或支撐成形零件和其他結(jié)構(gòu)零件的基礎(chǔ)，并保證動、定模上的零件在工作時具有正確的相對位置，避免模具零件間的干涉，因此模架組合后其安裝基準(zhǔn)面應(yīng)保證平行，平行度公差等級如表4-1所示。導(dǎo)柱、導(dǎo)套和復(fù)位桿等零件裝配后要運動靈活、無滯阻現(xiàn)象。模具主要分型面閉合時的貼合間隙應(yīng)符合表4-2中的要求。（3）模架零件的加工從零件結(jié)構(gòu)和制造工藝考慮，圖4-6所示模架的基本組成零件有兩種：一類是導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；另一類是模板等平板零件。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面的加工，加工中采用的各種方法和工藝路線與冷沖模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套基本相同。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝平板類零件的加工主要是平面的加工和孔系加工，各種加工方法及工藝方案也與冷沖模的上、下模座基本相同。模架中的支撐零件（各種模板、支撐板）都是平板類零件，在制造過程中主要進行平面的加工和孔系加工。根據(jù)模架的技術(shù)要求，在加工過程中要特別注意以下事項：①要保證模板平面的平面度和平行度誤差以及導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔與模板平面的垂直度誤差要求。②在平面加工過程中要特別注意防止出現(xiàn)彎曲變形。粗加工后若出現(xiàn)彎曲變形，在磨削加工時電磁吸盤會把這種變形矯正過來，但磨削后加工表面的形狀誤差并不會得到矯正，為此，應(yīng)在電磁吸盤未接通電流的情況下，用適當(dāng)厚度的墊片墊入模板與電磁吸盤間的間隙中，再進行磨削。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝上、下兩面用同樣的方法交替進行磨削，可獲得0.02mm/300mm以下的平面度。若需精度更高的平面，則應(yīng)采用刮研方法加工。③在加工動、定模板上導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔時，為保證位置精度，根據(jù)實際加工條件，可采用坐標(biāo)鏜床、雙軸坐標(biāo)鏜床或數(shù)控坐標(biāo)鏜床進行鏜孔。如無上述設(shè)備且精度要求較低，也可在臥式鏜床或銑床上，將動、定模板重疊一起，一次裝夾，同時鏜出相應(yīng)的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝孔。④對模板進行鏜孔加工時，應(yīng)在模板平面精加工后以模板的大平面及兩相鄰側(cè)面做定位基準(zhǔn)，將模板放置在機床工作臺的等高墊鐵上。各等高墊鐵的高度應(yīng)保持一致。對于精密模板，等高墊鐵的高差應(yīng)小于3

m。加工中要特別注意防止模板產(chǎn)生變形。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝⑤對于有斜銷的側(cè)抽芯式注塑模，模板上有斜銷安裝孔。根據(jù)實際加工條件，可將模板裝夾在坐標(biāo)鏜床的萬能轉(zhuǎn)臺上進行鏜削加工，或者將模板裝夾在臥式鏜床的工作臺上，將工作臺偏轉(zhuǎn)一定的角度進行加工。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝二、上、下模座的加工工藝模座的作用是安裝模架上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、凸模及凹模固定板等零件。1.模座的技術(shù)要求上、下兩平面應(yīng)保證平行，平行度偏差應(yīng)在允許的規(guī)定范圍內(nèi)（見表4-3）。②上、下模座上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的間距尺寸應(yīng)保證一致，而且要求孔的軸心線與模座安裝基準(zhǔn)面垂直，對安裝滑動導(dǎo)柱或?qū)椎哪Ｗ浯怪倍裙畈怀^0.01/100。圖4-7是后側(cè)導(dǎo)柱的標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵模架。模座通常用鑄鐵或鑄鋼作毛坯，材料一般都是HT200、QT400-17和ZG45等，有的模座也可用45鋼或Q235鋼等鋼板制作。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝3.模座的加工工藝要求①鑄造的模座毛坯在加工前應(yīng)進行時效處理，以消除其內(nèi)應(yīng)力。②加工時，首先粗銑或粗刨上、下兩平面，留一定余量到精加工階段磨削。③為保證導(dǎo)柱孔或?qū)卓纵S心線相對于模座的平面垂直，導(dǎo)柱孔或?qū)卓椎募庸ぞ鶓?yīng)安排在模座的基面磨削之后。④為保證孔位一致，上、下模座導(dǎo)柱或?qū)装惭b孔通常在搖臂鉆床、坐標(biāo)鏜床或銑床上加工。如果在雙軸鏜床上加工兩模座上的孔，則更容易保證孔間距的一致性。圖4-7所示的上、下模座的加工工藝路線可參見表4-4和表4-5。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝三、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工工藝1.導(dǎo)柱的加工導(dǎo)柱的加工屬軸類零件的加工，構(gòu)成導(dǎo)柱表面的基本面都是外圓柱面，是主要加工面。導(dǎo)柱在加工過程中，常以軸線為定位基準(zhǔn)，通過外圓柱面或兩端的頂尖孔為定位基面來實現(xiàn)。（1）外圓加工的三種裝夾方式①用兩端的頂尖孔定位裝夾：用兩端的頂尖孔定位裝夾符合基準(zhǔn)重合原則，且頂尖孔還可以在外圓表面各階段的加工中重復(fù)使用，又符合基準(zhǔn)重合原則，因此，用兩端的頂尖孔定位可有效消除加工誤差。這種方式在加工中應(yīng)用非常普遍。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝②用外圓柱面定位裝夾：通過三爪卡盤用外圓柱面定位裝夾用于加工較短的導(dǎo)柱零件，加工出的回轉(zhuǎn)表面與被夾持的表面易出現(xiàn)同軸度誤差。③用外圓柱面和一端頂尖孔結(jié)合定位裝夾：外圓柱面和一端頂尖孔結(jié)合定位裝夾的方式用于加工直徑與長度較大的導(dǎo)柱零件，這種方式可提高導(dǎo)柱在加工過程中的剛性，但在加工出的回轉(zhuǎn)表面與被夾持的表面也會產(chǎn)生同軸度誤差。④如果在后續(xù)的加工中是以頂尖孔定位裝夾，導(dǎo)柱毛坯在切斷后應(yīng)先加工好兩端面再鉆頂尖孔，并保證其幾何形狀達到一定的精度，以免頂尖孔在使用過程中出現(xiàn)的磨損，造成定位不穩(wěn)定。此外，還必須保證兩端頂尖孔的同軸度要求，以滿足其定位精度以及減小導(dǎo)柱加工的誤差。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝（2）導(dǎo)柱的加工工藝方案①導(dǎo)柱兩端面的加工在少量生產(chǎn)時一般經(jīng)過粗車→半精車→精車幾個加工階段。精車后的精度可達IT8~IT7，表面粗糙度

Ra值達3.2~0.8

m。在較大批量生產(chǎn)時，則需在精車后安排一次多件集中精磨，其精度可達IT7~IT6，表面粗糙度

Ra值達0.8~0.4

m。②導(dǎo)柱的主要表面是與導(dǎo)套內(nèi)孔的配合面，其形狀為外圓柱面，加工要求較高，一般制造過程為：備料→粗車→半精車→熱處理→粗磨→精磨。精磨后精度可達IT7~IT6，表面粗糙度

Ra值達0.4~0.05

m。如需更高的精度，須在精加工后進行研磨，其精度提高不明顯，但表面粗糙度

Ra值可達0.2~0.025

m。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝③導(dǎo)柱上非配合圓柱面的加工一般制造過程為：粗車→半精車→精車幾個加工階段，最終的加工在熱處理前完成。如加工精度要求更低時，終加工只需半精車。若導(dǎo)柱在熱處理后變形較大，則終加工在熱處理后進行。導(dǎo)柱（如圖4-8所示）的加工方案為：下料→粗車→鉆中心孔→車→檢驗→熱處理→研磨中心孔→磨削→研磨外圓。綜上所述，導(dǎo)柱的加工工藝見表4-6。2導(dǎo)套的加工導(dǎo)套和導(dǎo)柱一樣，是模具中應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向零件。盡管其結(jié)構(gòu)形狀因應(yīng)用部位不同而有所差異，但構(gòu)成導(dǎo)套的主要表面是內(nèi)、外圓柱表面，所以可根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和材料的要求，直接選用適當(dāng)尺寸的熱軋圓鋼為毛坯，加工時同樣有一個車削毛坯的準(zhǔn)備工作階段。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝（1）滑動式導(dǎo)套的工藝路線滑動式導(dǎo)套（如圖4-9所示）在工作中，其內(nèi)孔與導(dǎo)柱直接接觸并相對運動，為減少磨損，要求有較高的硬度和較小值的表面粗糙度，最終的加工一般以精磨后的研磨結(jié)束。研磨后的精度可達IT6級，表面粗糙度Ra為02～00125

m。所有精加工應(yīng)在淬硬后進行，其內(nèi)表面的加工路線一般為：鉆→粗鏜→半精鏜→熱處理→粗磨→精磨→研磨。導(dǎo)套的外圓柱面由配合面和非配合面組成。配合面是指與上模座孔相互配合的表面，其加工方法與導(dǎo)柱基本相同，但加工中的定位和裝夾方式有所不同。為保證內(nèi)、外圓柱面的同軸度要求，應(yīng)考慮內(nèi)孔和外孔互為基準(zhǔn)。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝在選擇導(dǎo)套內(nèi)圓柱面各階段的加工方法時，應(yīng)盡量與外圓柱面加工在同一機床上完成，以保證加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一與重合，減少加工誤差。①對于加工精度要求不高的孔加工，可按上述加工路線選擇將精磨作為其終加工而不需研磨，精度可達IT7~IT6級，表面粗糙度Ra為0.8~0.2

m。②導(dǎo)套內(nèi)孔的鉆削、粗鏜和半精鏜一般安排在車床上進行。③由于內(nèi)孔的尺寸較大，壁厚較薄，且與外圓表面的同軸度要求較高，因此導(dǎo)套不宜在鉆床上加工，鏜孔可安排在鏜床和銑床上進行。④在車床上鏜孔，工件由三爪卡盤夾持，隨主軸一起旋轉(zhuǎn)。刀具作進給運動，其特點是孔的中心線和導(dǎo)套旋轉(zhuǎn)軸線一致。刀具的進給方向不影響其內(nèi)外圓的同軸度。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝⑤導(dǎo)套的內(nèi)外圓柱面與其端面過渡處在全部精磨完成后，用油石修磨成光滑圓弧，消除磨削后留下的棱帶。滑動導(dǎo)套加工的工藝路線一般為：下料→（熱軋圓鋼棒料）→校直→切斷→粗車端面→半精車端面→精車端面→鉆孔→粗鏜→粗車外圓→半精鏜→半精車外圓→淬火或滲碳淬火→粗磨外圓→精磨內(nèi)孔→研磨內(nèi)孔。綜上所述，導(dǎo)套的加工工藝見表4-7。（2）滾珠（或滾柱）式導(dǎo)套的加工在要求模架精度高、壽命長的高速精密級進模或硬質(zhì)合金沖壓模中，導(dǎo)套內(nèi)還須增加鋼球（或滾柱）保持圈。與保持圈配合的內(nèi)、外圓柱面的最終加工需精加工或光整加工，一般采用精細車或精細鏜作為終加工。加工路線為：上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握模架的制造工藝粗車外圓→鉆內(nèi)孔→粗鏜內(nèi)孔→半精車外圓→半精鏜內(nèi)孔→精車外圓→精鏜內(nèi)孔→細車外圓→精細（車）鏜內(nèi)孔→研磨拋光。在粗加工和半精加工階段，內(nèi)孔的鏜削應(yīng)盡量與加工外圓相同的機床，以便于外圓一次加工成形。在精加工階段則考慮用鏜床對內(nèi)孔進行精細鏜削。加工要求特別高時，可在精細鏜后用橡皮輪、毛氈輪或滌綸織物進行研磨，以便消除表面的加工痕跡。上一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝一、凸模、型芯類零件的結(jié)構(gòu)特點及結(jié)構(gòu)工藝性由于工作條件、使用要求不同，各類模具的凸模、型芯零件的形狀、尺寸、精度、材料及熱處理要求也不相同。作為模具的工作零件，它們的成形表面均為外表面，在尺寸和形狀上都有相應(yīng)的精度要求、表面硬度要求。這類零件的毛坯材料都選用優(yōu)質(zhì)工具鋼，加工過程中表面安排熱處理工藝。1塑料模型芯（1）基本結(jié)構(gòu)形式型芯是指塑料成形模中成形塑件較大內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵址Q主型芯。型芯有整體式和組合兩大類，圖4-10所示為塑料模凸模與型芯的基本結(jié)構(gòu)形式。下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝①圖4-10（a）所示為整體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)牢固，成形的塑件質(zhì)量較好，但機械加工不便，鋼材消耗量較大。此種型芯主要用于小型模具上的形狀簡單的小型凸模（型芯）。為了節(jié)約貴重鋼材和便于加工，將凸模（型芯）單獨加工后，再鑲?cè)肽０逯小＂趫D4-10（b）所示為通孔臺肩式，凸模用臺肩和模板相連，再用墊板螺釘緊固，連接比較牢固，結(jié)構(gòu)可靠，在中小型塑料模中應(yīng)用普遍。③圖4-10（c）所示凸模端面與模板間用圓柱銷定位、螺釘連接，它適用于較大截面和形狀比較復(fù)雜的凸模，型面的加工便于采用磨削和電火花線切割加工。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝④圖4-10（d）所示為拼塊式凸模，由多塊凸模相拼合組成，主要用于形狀比較復(fù)雜、加工困難的情況。通過凸模的分解可分別單獨加工，使加工工藝大大簡化，使加工變得容易，但要注意拼合后要保證尺寸精度，避免出現(xiàn)累積誤差。⑤圖4-10（e）所示為組合式凸模。形狀復(fù)雜的大型凸模（型芯），為了便于機械加工，可采用組合式的結(jié)構(gòu)。設(shè)計和制造這種型芯時，必須注意結(jié)構(gòu)合理，應(yīng)保證型芯和鑲塊的強度，防止熱處理變形且應(yīng)避免尖角與壁厚突變。⑥圖4-10（f）所示為小直徑型芯的基本結(jié)構(gòu)形式。（2）材料及熱處理塑料模的型芯常用的材料有T8A、T10A等碳素工具鋼，9Mn2V、Cr6WV、CrWMn和5CrMnMo、5CrNiMo等合金工具鋼。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝形狀簡單且便于熱處理后精加工的型芯材料一般為T8A、T10A，熱處理后的硬度為45～60HRC。形狀復(fù)雜的型芯材料一般為9Mn2V、Cr6WV、CrWMn和5CrMnMo、5CrNiMo，熱處理后的硬度為40～50HRC。（3）表面粗糙度要求型芯零件成形表面的粗糙度Ra一般要求為0.1

m。如果塑料流動性較差和塑件表面粗糙度值較小，此處的表面粗糙度

Ra為0.1～0.025

m，型芯與加料室接觸部分的表面粗糙度Ra為1.6～0.2

m。以上表面都要進行研磨和拋光加工，必要時還應(yīng)進行鍍鉻處理。鍍鉻層厚度為0.015～0.02mm，在鍍鉻前后各表面都應(yīng)進行拋光。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝（4）位置精度要求型芯上的工作零件和固定部分一般都要考慮同軸度要求，在零件加工工藝上保證這一要求。（5）型芯的脫模斜度塑料模的凸模、型芯、型腔、型孔的成形部分都有脫模斜度，在圖樣上脫模斜度的部位及長度、脫模斜度的大小，都應(yīng)該有明確的標(biāo)示，目前，脫模斜度的表示有以下幾種形式：①表示方法如圖4-10（f）所示，在

L長度內(nèi)有15′的脫模斜度。②表示方法如圖4-11所示。圖4-11（a）和（b）表示型腔，尺寸

B為型腔或型孔的最大極限尺寸，在

L長度內(nèi)，向左具有1:30或2°的脫模斜度。圖4-11（c）和（d）表示型芯的最大極限尺寸，在

L長度內(nèi)，向左具有1:30或2°的脫模斜度。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝2沖壓模凸模（1）凸模的基本結(jié)構(gòu)形式凸模的基本結(jié)構(gòu)形式如圖4-12所示。①圖4-12（a）和（b）所示分別為圓形長凸模和圓形短凸模，主要用于圓形沖裁模具，該零件的臺階尾部沒有采用推刀槽結(jié)構(gòu)，用小圓弧過渡，是考慮到加工和裝配時強度和剛度要求，其結(jié)構(gòu)尺寸如表4-8所示，配合公差等級為H7/m6。②圖4-12（c）所示為圓形快換凸模的一種，不同直徑之間以60°的圓錐形過渡，配合公差等級為H7/m6。③圖4-12（d）和（e）所示凸模的固定部分均為圓錐面配合。圖4-12（d）多用于冷擠壓模具；圖4-12（e）用于沖裁模，模具更換方便。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝④圖4-12（f）所示凸模截面形狀多為簡單幾何形狀，淬火后磨削容易，固定部分的尺寸能保證凸模的強度和剛度。⑤圖4-12（g）所示為直通式凸模，便于電火花切割和成形磨削加工，是復(fù)雜形狀凸模的主要結(jié)構(gòu)形式。⑥圖4-12（h）、（i）、（j）、（k）、（l）所示凸模均采用緊固件方式與固定板連接，圖4-12（h）為凸緣凸模，在沖裁模、彎曲模和拉伸模中普遍采用；圖4-12（i）主要用于彎曲模；圖4-12（j）用于大截面凸模，在凸模大端面直接作螺釘孔、銷釘孔或銷釘襯套孔；圖4-12（k）用于復(fù)雜截面的拼塊式凸模，各拼塊之間以結(jié)構(gòu)要素定位，螺釘緊固，拼塊磨削精度要求高；圖4-12（l）凸模為鑄造結(jié)構(gòu)，用于大型覆蓋件拉伸模。⑦圖4-12（m）所示為軟凸模，材料為聚氨酯橡膠。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝（2）凸模零件的材料及熱處理①沖壓凸模的基本材料主要有T8A、T10A等碳素工具鋼，9Mn2V、Cr6WV、Cr12和Cr12MoV等合金工具鋼。其中Cr6WV是高強度微變形高碳中鉻鋼，主要用于大批量生產(chǎn)的沖模，模具壽命接近Cr12MoV，在小型精壓模、重載冷鐓模、中等負荷擠壓凸模上，也有良好的效果，若用于高硅鋼片沖裁，則壽命偏低。常用的凸模材料還有65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）、軸承鋼GCr15、高速鋼等。②凸模材料都要求進行淬火和回火處理，熱處理后工作部分的硬度大于55HRC。凸模零件毛坯材料為鍛件，尤其是高碳高鉻工具鋼和高速鋼，必須進行充分的“改鍛”，以發(fā)揮材料的性能。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝對于大型覆蓋件拉伸模，毛坯為鑄件，常用的材料有合金鑄鐵，如N1Cr鑄鐵、Mo-Cr鑄鐵和Mo-V鑄鐵。這種凸模材料通過對工作表面進行火焰淬火、空氣冷卻，淬火后的硬度因材料而有所不同。N1Cr鑄鐵硬度為40～45HRC，Mo-Cr鑄鐵硬度為55～60HRC，Mo-V鑄鐵硬度為47～52HRC。對于軟凸模，材料為聚氨酯橡膠，主要用于薄材料的沖裁和成形凸模。在沖裁工序時，要求其硬度為邵氏硬度95A；在成形工序時，要求其硬度為邵氏硬度65～80A。（3）凸模零件的精度要求凸模零件應(yīng)具有較高的尺寸精度和形狀、位置精度要求。①工作段的長度方向上不應(yīng)有加工中產(chǎn)生的錐度，即使出現(xiàn)錐度，也應(yīng)在直徑尺寸公差范圍內(nèi)。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝②在圖4-12（a）中，圖樣標(biāo)明要求工作部分相對固定部分的同軸度誤差<

0.02mm，這條要求也同樣適用于圖4-12（b）、（c）、（d）和（e）凸模。③一般在加工時，通過一次裝夾磨削或采用同一安裝定位基準(zhǔn)加工的工藝措施來保證精度要求。④對于圖4-12（f）凸模，一方面在加工時，嚴格控制工作部分和固定部分的位置精度，另一方面將固定部分由H7/m6配合，調(diào)整為粘接式或冷脹式固定。⑤對于圖4-12（h）、（i）、（j）和（l）凸模，沒有位置精度問題。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝二、塑料模型芯零件的加工工藝1整體式型芯零件的加工工藝（1）工藝性分析如圖4-13所示為圓形型芯零件。從該零件形狀上分析，該零件主要由回轉(zhuǎn)面組成，截面為圓形，長度與直徑的比值超過5:1，屬于細長桿零件。在車削和磨削時應(yīng)解決加工裝夾問題，在粗加工車削時毛坯為多零件毛坯，裝夾方便。在精加工磨削外圓時，該零件的裝夾方式有三種，如圖4-14所示。圖4-14（a）所示為反頂尖結(jié)構(gòu)，適用于外圓直徑小、長度較大的細長桿凸模、型芯類零件。d<5mm時，兩端做成60°的錐形頂尖，在零件加工完畢后，再切除反頂尖部分。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝圖4-14（b）所示為輔助頂尖孔結(jié)構(gòu)，其兩端頂尖孔按GB145-1985要求加工，適用于外圓直徑較大的情況。d≥5mm時，工作端的頂尖孔根據(jù)零件使用情況決定是否加長。零件不允許保留圖4-14所示的細長軸裝夾基本形式頂尖孔時，加工完畢后需切除附加長度和頂尖孔。圖4-14（c）所示為加長段在大端的加工方法，適用于細長比不太大的情況。該零件是細長軸，從零件形狀和尺寸精度要求，需進行淬火處理，加工方式主要為車削和外圓磨削。零件工作時在型腔內(nèi)要承受熔融狀塑料的沖擊，要求有一定的韌性，長期工作中不會發(fā)生脆性斷裂和早期塑性變形。因此選用的毛坯材料為CrWMn，并要求進行淬火處理，熱處理硬度為45～50HRC。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝CrWMn材料屬于錳鉻鎢系低變形合金工具鋼，有較好的淬硬性（HRC≥60）和淬透性（油淬，30～50HRC）；淬硬層為15～3mm。該材料有較好的強韌性，淬火時不易淬裂，并且變形傾向小，有較好的耐磨性。作為細長軸類零件。在熱處理時，不得有過大的彎曲變形，彎曲翹曲控制在0.1mm之內(nèi)。表面要求耐磨耐腐蝕，成形表面的粗糙度能長期保持不變，在250℃工作時，表面不氧化，并保證塑件表面質(zhì)量要求和便于脫模。因此，要求淬硬，成形表面的粗糙度Ra為0.1

m，并進行鍍鉻拋光處理。磨削時使表面粗糙度達到

Ra為0.4

m，在此基礎(chǔ)上進行拋光，待模具試壓后再進行鍍鉻拋光處理。零件毛坯采用圓棒形材料，經(jīng)下料后直接進行機加工。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝（2）工藝方案一般中小型凸模、型芯加工的方案為：備料→粗車（普通車床）→熱處理（淬火、回火）→檢驗（硬度、彎曲度）→研中心孔或反頂尖孔（車床、鉆床）→磨外圓→（外圓磨床、工具磨床）→檢驗→切頂臺或頂尖（萬能工具磨床、電火花線切割機床）→研端面（鉗工）→檢驗。（3）工藝過程材料：CrWMn，零件總數(shù)量：24件，其中備件4件。毛坯形式為圓棒形材料，8個零件為一件毛坯。塑料模型芯加工工藝過程見表4-9。2.組合式型芯零件的加工工藝組合式型芯是將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的型芯分解成主體結(jié)構(gòu)零件和一些小型零件。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝制造時，先分別將各零件按圖樣加工至規(guī)定要求，然后把小型芯嵌入主體結(jié)構(gòu)組合成完整的型芯。其中，小型芯的加工表面僅僅是外表面，包括其成形表面和配合面。主體結(jié)構(gòu)的加工面包括成形部分表面和小型芯配合的內(nèi)表面，各零件外表面的加工工藝過程與整體式型芯工藝相似。主體結(jié)構(gòu)和小型芯配合的部分一般都是內(nèi)圓柱面，可采用鉆、鉸、鏜等方法加工。如圖4-15所示的是定模型芯，分析其加工工藝過程：組合式型芯由型芯

A、型芯B和型芯C

組成。如果該模具設(shè)計為一次成形兩個塑件，則有兩組定模型芯。加工時，可將每個型芯成對加工，然后再分割開進行精加工。3個型芯的材料均為CrWMn，硬度要求為50～55HRC。該實模型芯的加工工藝過程見表4-10～表4-12。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝三、沖裁凸模加工工藝沖裁模是安裝在壓力機上，借助壓力機的沖壓力使材料相互分離的一種工藝裝備，凸模是沖模的主要工作零件之一。零件的各表面一般分為兩部分，一部分為工作表面，另一部分為非工作表面。工作表面的加工是凸模加工工藝過程中的重點，非工作表面一般可采用普通機械加工方法，如車、刨、鉆、銑、磨、鉗等。在制訂凸模的加工工藝時應(yīng)考慮以下因素：①凸模在工作中承受沖擊載荷，為防止在工作時產(chǎn)生脆性斷裂，零件應(yīng)有足夠的韌性，其毛坯可采用鍛造加工。在機械加工前一般經(jīng)過：下料→鍛造→退火這一毛坯制造工藝過程。退火的目的主要是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能，為最終熱處理作準(zhǔn)備。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝②一般要求模具精度比沖件精度高出2～3級，凸模的工作表面要求光潔，刃口鋒利，表面粗糙度Ra一般要求達到0.4

m，配合面的表面粗糙度

Ra達到1.6~0.8

m，加工后必須達到圖樣上規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求。因此，凸模表面的加工分為粗加工和精加工階段。③凸模表面的熱處理。凸模在工作時對沖壓材料進行剪切，同時與沖壓材料之間相互摩擦，因此，其表面需通過淬火或局部淬火來提高硬度，以獲得良好的耐磨性。淬火后的硬度一般要求達到58～62HRC，淬火加回火工序一般安排在粗加工（或半精加工）之后，精加工之前。若采用電火花或線切割加工，淬火加回火工序也在精加工之前。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝1.凸模的加工方法凸模表面的加工方法與其形狀有關(guān)。圖4-16所示為典型結(jié)構(gòu)的圓形凸模，其加工比較簡單，一般可在車床上按圖樣加工毛坯，經(jīng)熱處理淬硬，然后在外圓磨床上精磨，最后由鉗工將其拋光及刃口修磨整成形，達到技術(shù)要求。1）立銑加工非圓形凸模可在立式銑床上按照劃線加工。將凸模毛坯安裝在銑床的工作臺上，用手操縱工作臺的縱向、橫向移動手柄，使銑刀沿毛坯上的劃線輪廓加工，從而銑削凸模的工作型面。銑削后留有015～03mm的余量，以備鉗工修整。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝如圖4-17所示凸模，可先將毛坯車削成階梯形，再根據(jù)圖樣要求劃線，然后將毛坯安裝在立式銑床的回轉(zhuǎn)工作臺上，用圓柱立銑刀沿劃線軌跡銑削，最后由鉗工打磨修整成形。2）成形磨削法成形磨削可以在普通平面磨床、工具磨床或?qū)Ｓ媚ゴ采喜捎脤ｉT工具或成形砂輪進行，能對凸模鑲塊、凹模鑲塊、電火花用電極等零件的成形表面進行精加工，也能加工硬質(zhì)合金和熱處理后的高硬度模具零件。成形磨削對制造精度高、壽命長的模具具有十分重要的意義。形狀復(fù)雜的凸模和凹模刃口，一般都是由一些圓弧和直線組成的。成形磨削加工是將被磨削輪廓劃分成單一的直線和圓弧段逐段進行磨削，并使它們在銜接處平整光滑，達到設(shè)計要求。成形磨削的方法有以下幾種：上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝（1）成形砂輪磨削法圖4-18所示為成形砂輪磨削法。這種方法是將砂輪修整成與工件表面的形狀完全吻合，磨削加工后獲得所需要的成形表面。用成形砂輪磨削法加工，首要任務(wù)是將砂輪修整成所需形狀，并保證必要的精度。修整砂輪的方法有兩種：用擠壓輪修整成形砂輪和用金剛石修整成形。（2）夾具成形磨削法夾具成形磨削法是借助于夾具，使工件的被加工面處在所要求的空間位置上進行磨削。（3）數(shù)控成形磨削法目前，國內(nèi)外已研制出數(shù)控成形磨床，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中效果良好。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝上述成形磨削方法一般都采用手動操作，其加工精度依賴于操作技巧，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。采用了數(shù)控成形磨床后，能夠解決成形磨削加工中的不足。數(shù)控成形磨削的三種方式見表4-13。①利用數(shù)控裝置控制安裝在工作臺上的砂輪修整裝置，自動修整出需要的成形砂輪，然后利用成形砂輪磨削工件。②利用數(shù)控裝置將砂輪修整成圓弧或雙料邊圓弧形，然后由數(shù)控裝置控制機床的垂直和橫向進給運動，完成磨削加工。③前兩種方式組合，即磨削前用數(shù)控裝置將砂輪修整成工件形狀的一部分，并控制砂輪依次磨削工件的不同部位，這種方法適用于磨削具有多處相同型面的工件。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝成形磨削前，首先確定采用哪一種方法進行加工，以便于有效地利用各種工夾具和成形砂輪，再根據(jù)凸模的形狀選擇合理的基準(zhǔn)面及工藝孔基準(zhǔn)，并進行必要的工藝尺寸換算。最好制訂相應(yīng)的磨削程序，先加工內(nèi)成形并以其為基準(zhǔn)加工凸模外形。選擇大平面作為基準(zhǔn)，先磨基準(zhǔn)面及相關(guān)平面，以增加加工的穩(wěn)定性并易于測量。若無大平面，可增加工藝平面。磨削時，先磨削精度要求高的平面，再磨削精度要求低的部分，以減少加工中的累積誤差；先磨平面后斜面以及圓弧面，先磨凹圓弧后磨凸圓弧，先磨大圓弧后磨小圓弧；最后磨去添加的工藝基準(zhǔn)及裝夾部分。2.非圓形凸模加工工藝沖孔凸模如圖4-19所示。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝（1）工藝性分析該零件是沖孔凸模，其制造方法采用“實配法”。零件加工時，凸模是“基準(zhǔn)件”，凸模的刃口尺寸決定制件尺寸，凹模型孔加工以凸模制造時的刃口實際尺寸為基準(zhǔn)來配制沖裁間隙。因此，凸模在沖孔模中是保證產(chǎn)品制件的關(guān)鍵零件。凸模“外形輪廓”是矩形，尺寸為22mm×32mm×45mm。零件的工作表面是由R6920-002mm×29840-004mm×13840-002mm×R5×7820-003mm組成的曲面，零件的固定部分是矩形。該零件的工作表面在淬火前的加工方法可以采用仿形刨削或壓印法；淬火后的精密加工可以采用坐標(biāo)磨削和鉗工修研的方法。采用仿形刨削作為淬火前的主要加工手段，在淬火中控制熱處理變形量，淬火后的精加工通過模具鉗工的加工來保證。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝零件的材料是低合金工具鋼MnCrWV，也是低變形冷作模具鋼，熱處理硬度為58～62HRC，具有良好的綜合性能，是錳鉻鎢系鋼的代表性鋼種。由于材料含有微量的釩，可以抑制網(wǎng)狀碳化物，增加淬透性和降低熱敏感性，使晶粒細化。零件為實心結(jié)構(gòu)，各部分尺寸相差不大，熱處理較易控制變形，滿足圖樣要求。（2）工藝方案對復(fù)雜型面凸模的制造工藝應(yīng)根據(jù)凸模形狀、尺寸、技術(shù)要求并結(jié)合現(xiàn)場加工設(shè)備等條件具體制訂，其工藝方案為：備料→鍛造→熱處理（退火）→刨（或銑）六面→平磨（或萬能工具磨）六面至尺寸上限→鉗工劃線→粗銑外形→仿形刨或精銑成形表面→檢查→鉗工粗研→熱處理→鉗工精研及拋光。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝此類工藝方案不足之處在于淬火前必須完成機械加工成形，這樣會造成熱處理后工件的變形、氧化、脫碳、燒蝕等問題，影響凸模的精度和質(zhì)量。在選擇凸模材料時，應(yīng)采用熱變形小的合金工具鋼，如CrWMn、Cr12MoV等。需采用高溫鹽浴爐加熱，淬火后采用真空回火爐回火穩(wěn)定處理，防止過燒和氧化等現(xiàn)象產(chǎn)生。（3）型面檢驗及工具在模具生產(chǎn)中檢查二維復(fù)雜的曲面的形狀和尺寸時，廣泛采用型面樣板法和在光學(xué)投影儀上通過放大圖來檢驗，以及利用型面檢驗樣板的透光度檢驗成形表面。（4）工藝過程沖孔凸模加工工藝過程見表4-14。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝（5）型面檢驗樣板的設(shè)計與制造沖孔凸模的型面檢驗樣板如圖4-20所示。3.沖裁凸凹模零件的加工工藝沖裁凸凹模零件如圖4-21所示。（1）工藝性分析沖裁凸凹模零件是完成制件外形和兩個圓柱孔的工作零件。從零件圖上可以看出，該成形表面的加工采用“配作法”。外成形表面是非基準(zhǔn)面，它與落料凹模的實際尺寸配制，保證雙面間隙為006mm。凸凹模的兩個沖裁內(nèi)孔也是非基準(zhǔn)面，與沖孔凸模的實際尺寸配制，保證雙面間隙。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝該零件的外形尺寸是104mm×40mm×50mm。成形表面的外形輪廓和兩個圓柱孔，分別是由

R14﹡mm、14﹡mm、R5﹡mm的5段圓弧面和5個平面組成，結(jié)構(gòu)表面上有兩個M8的螺紋孔。該零件外形比較復(fù)雜，沖裁內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)是直通的形式。外成形表面的精加工可以采用電火花線切割、成形磨削和連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨削的工藝，底面上的兩個M8的螺紋孔可供成形磨削時夾緊固定用。兩個沖裁內(nèi)孔成形表面為圓錐形，帶有15′的斜度。在熱處理前可以用非標(biāo)準(zhǔn)錐度鉸刀鉸制，在熱處理后進行研磨，保證沖裁間隙。因此，應(yīng)該進行二級工具錐度鉸刀的設(shè)計和制造。如果配備具有切割斜度的線切割機床，則兩內(nèi)孔可以在線切割機床上加工。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝沖裁凸凹模零件材料為Cr6WV高強度微變形冷沖壓模具鋼，熱處理硬度為58～62HRC。凸凹模成形磨削工藝尺寸如圖4-22所示。Cr6WV材料易于鍛造，共晶碳化物數(shù)量少，有良好的切削加工性能，淬火后變形比較均勻，基本上不受鍛件質(zhì)量的影響。它的淬透性和Cr12系列鋼相近，耐磨性、淬火變形性、均勻性不如Cr12MoV鋼。零件毛坯形式為鍛件。（2）工藝方案根據(jù)一般工廠的加工設(shè)備條件，可以采用兩個方案。方案一：備料→鍛造→熱處理（退火）→銑六方→磨六面→鉗工劃線鉆螺紋孔底孔及穿絲孔、攻螺紋→鏜內(nèi)孔及粗銑外形→熱處理→研磨內(nèi)孔→成形磨削外形。上一頁下一頁返回任務(wù)二熟悉凸模、型芯類零件加工工藝方案二：備料→鍛造→熱處理（退火）→銑六方→磨六面→鉗工劃線鉆螺紋孔底孔及穿絲孔、攻螺紋→鏜內(nèi)孔及粗銑外形→熱處理→電火花線切割內(nèi)外形。（3）工藝過程的制訂（表4-15，采用方案一）若在萬能夾具上，找正兩圓孔磨外形，與落料凹模實配，保證雙面間隙為009mm。成形磨削工藝尺寸圖如圖4-22所示。上一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝一、型孔、型腔板類零件的結(jié)構(gòu)沖壓模具的凹模以及塑料模具的動模、定模的型孔板和型腔板是模具的工作零件，它們的形狀、尺寸、精度和相對應(yīng)的凸模、型芯、鑲塊等零件要求相互協(xié)調(diào)或配合一致。此外，和凹模、型孔板和型腔板相關(guān)的固定板、卸料板、推板等零件也屬于型孔、型腔板類零件，也有較高的技術(shù)要求。這類零件統(tǒng)稱為型孔和型腔板類零件。1.型孔、型腔板類零件的結(jié)構(gòu)形式從型孔、型腔的數(shù)目上看，型孔、型腔板類零件可以分為單型孔板和多型孔板。下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝（1）單型孔板單型孔板是只有一個工作型孔或型腔的板，如單工序沖壓模具的凹模、單一型腔或型孔的塑料模的動模和定模。這類型孔、型腔板只有型孔或型腔的尺寸精度要求，沒有多型孔的孔距及位置精度要求，制造比較簡單。（2）多型孔板多型孔板是具有多個工作型孔或型腔的板，如級進沖壓模的凹模、多型腔或型孔的塑料模的動模和定模。這類多型腔板零件除型孔、型腔有較高的尺寸精度要求外，還有孔距及位置精度要求，以及與相關(guān)零件之間的孔距一致性要求等。2.型孔、型腔板類零件的功能上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝從制造工藝及功能上看，型孔、型腔板類零件可以分為基準(zhǔn)板和非基準(zhǔn)板。（1）基準(zhǔn)板在加工過程中，幾個相關(guān)的板，以某一件板為基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)板。其他相關(guān)各板與基準(zhǔn)板的實際尺寸一致或協(xié)調(diào)，如級進沖壓模的凹模、導(dǎo)板，塑料模的動模和定模。（2）非基準(zhǔn)板非基準(zhǔn)板是與基準(zhǔn)板的實際尺寸一致或協(xié)調(diào)的各板，如沖壓模的固定板和卸料板，塑料模的固定板和推板等。3型孔、型腔板類零件的材料及熱處理（1）基準(zhǔn)板的材料及熱處理上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝在型孔、型腔板類零件的基準(zhǔn)板中，軟質(zhì)塑料件注射成形模的型孔和型腔板一般采用40Cr、T7A、12CrNi3A等材料，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理至28～32HRC。除此以外，其他模具的基準(zhǔn)板都要求采用性能較好的模具鋼，經(jīng)淬火和回火處理，硬度在50HRC以上。（2）非基準(zhǔn)板的材料及熱處理在型孔、型腔板類零件的非基準(zhǔn)板中，根據(jù)零件在加工中是否需要熱處理，可分為熱處理件和非熱處理件。在熱處理中，有的成形表面的精加工安排在熱處理之前進行，則熱處理產(chǎn)生的變形就成為加工中存在的主要問題。如果成形表面的精加工安排在熱處理之后，通過機械加工和特種加工，可以保證型孔、型腔的尺寸和形狀精度，則強度和硬度就往往成為加工中的主要問題。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝非熱處理件的材料大部分為普通結(jié)構(gòu)鋼，一般不進行熱處理，它們的型孔、型腔多以基準(zhǔn)件的孔為基準(zhǔn)進行加工，采用引鉆法和同鏜法較多。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝二、塑料模型孔、型腔類零件加工工藝1.塑料模型孔、型腔類零件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析塑料模型孔板、型腔板是指塑料模具中的型腔凹模、定模（型腔）板、中間（型腔）板、動模（型腔）板、壓注瓣合模、哈夫型腔塊以及帶加料室壓模等，圖4-23為塑料模型孔板、型腔板的各種結(jié)構(gòu)圖。由于塑料件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、成形方式各不相同，塑料模型孔、型腔類零件的結(jié)構(gòu)和形狀也不盡相同，這類零件的制造工藝因此有所不同。但共同之處為都具有工作型腔、分型面和定位安裝的配合面，并有較高的尺寸精度、形狀精度和位置精度，以及表面粗糙度等技術(shù)要求，是工藝分析的重點。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝但共同之處為都具有工作型腔、分型面和定位安裝的配合面，并有較高的尺寸精度、形狀精度和位置精度，以及表面粗糙度等技術(shù)要求，是工藝分析的重點。①圖4-23（a）所示為一壓縮模中的凹模，其工藝方案為：備料→車削→調(diào)質(zhì)→平磨→鏜導(dǎo)柱孔→鉗工制各螺孔或銷孔。如要求淬火，則車削、鏜孔均應(yīng)留磨削加工余量，鉗工后再安排：淬火和回火→萬能磨孔、外圓及端面→平磨下端面→坐標(biāo)磨導(dǎo)柱孔及中心孔→機械拋光型腔→鉗工研磨拋光→試模→氮化（后兩工序根據(jù)需要確定）。②圖4-23（b）所示為注射模的中間板，其工藝方案為：上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝備料→鍛造→退火→刨六面→鉗鉆吊裝螺孔→調(diào)質(zhì)→平磨→劃線→鏜銑型腔及澆口→鉗工預(yù)裝（定模板、動模板）→配鏜上、下導(dǎo)柱孔→鉗工拆分→電火花加工型腔（如果沒有大型電火花機床可在鏜銑和鉗工兩工序中完成）→鉗工研磨拋光。③圖4-23（c）所示為帶主流道的定模板，其工藝路線為：鍛→刨→平磨→劃線后進行車制型腔及主流道→電火花加工型腔（或銑制鉗修型腔）→鉗工預(yù)裝→鏜導(dǎo)柱孔→鉗工拆分、配研、拋光。④圖4-23（d）所示為動模型腔板，它的工藝路線為：在劃線后立銑粗加工型腔及側(cè)芯平面→精銑（或插床插削）型腔孔→鉗工預(yù)裝→鏜導(dǎo)柱孔→鉗工拆分→鉆頂桿孔→鉗工研磨拋光。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝對于大型型腔板，采用鋸床下料，坯料可直接從鍛軋廠提供的退火狀態(tài)的模具鋼獲得，簡化了鍛刨等工序，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。一些形狀復(fù)雜的型腔板采用立式數(shù)控仿形銑床加工后，使模具精度得到較大提高，勞動生產(chǎn)率和工作環(huán)境得到明顯改善。在塑料模具中具有側(cè)抽芯機構(gòu)的型腔加工工藝比較典型，如壓注模中的瓣合模，注射模中的哈夫型腔塊等。⑤圖4-23（e）所示為壓注模中的瓣合模，其工藝方案見表4-16。⑥圖4-23（f）所示為顯像屏玻璃模中的凹模，結(jié)構(gòu)類似于箱體零件，因此，一些大型型腔模常采用鑄造毛坯，其工藝方案為：制木模→鑄造→清砂→去除澆口→完全退火→二次清砂→修補缺陷并修整表面→鉗工劃線并加工起吊螺釘→刨工粗加工→時效處理→精加工→鉗工→電火花型腔→鉗工研磨拋光型腔。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝由于鑄造工序較長，加之鑄造缺陷修補有時不理想，因此，一般中型型腔模和拉伸模應(yīng)盡可能采用鍛造毛坯加工或鑲拼工藝加工。在編制工藝時，為確保型腔模制造過程中型孔尺寸和截面形狀的控制檢驗，工藝員應(yīng)設(shè)計一些必需的檢具（二類工具），如槽寬樣板、深度量規(guī)、R型板等。2塑料模型孔、型腔類零件加工實例如圖4-24所示零件為一對哈夫型腔零件，材料為3Cr2W8V，經(jīng)氮化處理，表面硬度為50～55HRC，該零件的加工工藝過程見表4-17。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝三、沖裁模凹模加工工藝凹模是沖裁模上主要的工作零件之一。凹模零件的各表面可分為沖制工件的工作表面和用于裝配的非工作表面兩部分。工作表面的加工是凹模加工工藝過程中的重點，非工作表面一般可采用普通機械加工方法，如車、刨、鉆、銑、磨、鉗等。凹模加工的工藝特點與沖裁凸模在某些方面有相同之處，主要表現(xiàn)在：①凹模在工作中承受沖擊載荷，為防止在工作時產(chǎn)生脆性斷裂，零件應(yīng)有足夠的韌性，其毛坯可采用鍛造加工。在機械加工前一般經(jīng)過：下料→鍛造→退火這一毛坯制造工藝過程。退火的目的主要是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能，為最終熱處理作準(zhǔn)備。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝②型孔表面要求光潔、刃口鋒利，其表面粗糙度Ra為04μm，配合面的表面粗糙度

Ra為08～16μm，其余部分為63μm。加工方式分為粗加工和精加工階段。③在粗加工（或半精加工）之后、精加工之前安排淬火與回火工序，其硬度要求為60～64HRC。圖4-25所示為幾種典型的沖裁凹模的結(jié)構(gòu)圖。這些沖裁凹模的工作內(nèi)表面，適用于成形制件的外形，都有鋒利刃口將制件從條料切離下來，此外還有用于安裝的基準(zhǔn)面，定位用的銷釘孔和緊固用的螺釘孔，以及用于安裝其他零部件用的孔、槽等。因此，在工藝上如何保證刃口的質(zhì)量和尺寸、形狀位置精度是非常重要的內(nèi)容。沖裁凹模按其結(jié)構(gòu)可分為整體式［圖4-25（a）］和大型鑲拼式［圖4-25（c）］；按型孔的形狀可分為圓形型孔［圖4-25（a）］和非圓形型孔［圖4-25（b）、（c）］。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝在選擇凹模加工中所采用的工藝方法時，除考慮與凸模相似的問題以外，還要考慮凹模的結(jié)構(gòu)及型孔的形狀尺寸。如圖4-25（c）所示為大型鑲拼式組合凹模，常用于汽車等大型覆蓋件的沖裁，其尺寸較大（在800mm×800mm以上），如制造廠沒有大型加工設(shè)備（如鍛壓機、加熱爐、機床），可將模具分成若干部分加工，再進行組裝，用現(xiàn)有的中小型設(shè)備就可以制造。1圓形型孔的加工（1）單型孔凹模凹模只有一個型孔且為圓形，這類凹模制造工藝比較簡單。毛坯經(jīng)鍛造、退火后，進行車削（或銑削）、鉆及鏜型孔，并在上、下平面和型孔處留適當(dāng)磨削余量；再由鉗工劃線、鉆所有固定用孔，攻絲、鉸銷孔；然后進行淬火、回火；熱處理后磨削上、下平面及型孔即成。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝（2）多型孔凹模沖裁模中的凹模有一系列圓孔，各孔尺寸及相互位置有較高的精度要求，這些孔稱為孔系。為保持各孔的相互位置精度要求，常采用坐標(biāo)法進行加工。（3）鑲塊結(jié)構(gòu)的凹模對于鑲塊結(jié)構(gòu)的凹模，如圖4-26所示。固定板1不進行淬火處理。凹模鑲件經(jīng)淬火、回火和磨削后分別壓入固定板的相應(yīng)孔內(nèi)。固定板上的鑲件固定孔可在坐標(biāo)鏜床上進行加工。坐標(biāo)鏜床的工作臺能在縱、橫移動方向上作精確調(diào)整。大多數(shù)機床工作臺移動量的讀數(shù)值，最小單位為0.001mm。機床定位精度一般可達0.002～0.0025mm。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝工作臺移動值的讀取方法可采用光學(xué)式或數(shù)字顯示式。在坐標(biāo)鏜床上按坐標(biāo)法鏜孔，即將各孔間的尺寸轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)尺寸。如圖4-27所示，加工時將工件置于機床的工作臺上，用百分表找正相互垂直的基準(zhǔn)面

A、B，使其分別和工作臺的縱、橫運動方向平行后夾緊。然后使基準(zhǔn)A與機床主軸的軸線對準(zhǔn)，將工作臺縱向移動x1，再使基準(zhǔn)

B與機床主軸的軸線對準(zhǔn)，將工作臺橫向移動y1。此時，主軸軸線與孔1的軸線重合，可將孔加工到所要求的尺寸。加工完孔1后，按坐標(biāo)尺寸x2、y2、x3、y3

調(diào)整工作臺，使孔2及孔3的軸線依次和機床主軸的軸線重合，鏜出孔2及孔3。對具有鑲塊結(jié)構(gòu)的多型孔凹模加工，在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下，也可在立式銑床上用坐標(biāo)法加工孔系。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝為此，可在銑床工作臺的縱橫運動方向上，附加量塊、百分表測量裝置來調(diào)整工作臺的移動距離，以控制孔間的坐標(biāo)尺寸，其距離精度一般可達0.02mm。（4）整體結(jié)構(gòu)的多型孔凹模整體結(jié)構(gòu)的多型孔凹模一般以碳素工具鋼或合金工具鋼為原材料，熱處理后其硬度常在60HRC以上。整體結(jié)構(gòu)的多型孔凹模制造時，毛坯經(jīng)鍛造退火后，對各平面進行粗加工和半精加工，鉆、鏜型孔，在上、下平面及型孔處留適當(dāng)磨削余量，然后進行淬火、回火。熱處理后，磨削上、下平面，以平面定位在坐標(biāo)磨床上對型孔進行精加工，型孔的單邊磨削量通常不超過0.02mm。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝在對型孔進行鏜削加工時，必須使孔系的位置尺寸達到一定的精度要求，否則會給坐標(biāo)磨床加工造成困難。最理想的方法是用加工中心進行加工，它不僅能保證各型孔相互間的位置尺寸精度要求，而且凹模上所有的螺紋孔、定位銷孔的加工都可在一次安裝中全部完成，極大地簡化了操作，有利于提高勞動生產(chǎn)率。在工件的安裝調(diào)整過程中，為使工件上的基準(zhǔn)面

a或b與主軸的軸線對準(zhǔn)，可以采用多種方法。圖4-28所示是用定位角鐵和光學(xué)中心定測器進行找正。中心定測器2以其錐柄定位，安裝在鏜床上軸的錐孔內(nèi)，在目鏡3的視場內(nèi)有兩對十字線。定位角鐵的兩個工作表面互成90°，在它的上平面上固定著一個直徑約7mm的鍍鉻鈕，鈕上有一條與角鐵垂直工作面重合的刻線。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝使用時將角鐵的垂直工作面緊靠工件4的基準(zhǔn)面（a面或b面），移動工作臺從目鏡觀察，使鍍鉻鈕上的刻線恰好落在目鏡現(xiàn)場內(nèi)的兩對十字線之間，如圖4-29所示。此時，工件的基準(zhǔn)面已對準(zhǔn)機床主軸的軸線。2非圓形型孔的加工如果凹模的型孔為非圓形，型孔的一般加工工藝過程為：下料→鍛造→退火→粗加工六面→粗磨基準(zhǔn)面→劃線→半精加工→精加工→淬火和回火→精磨→研磨。非圓形型孔凹模（如圖4-30）的機械加工比較困難。由于數(shù)控線切割加工技術(shù)的發(fā)展和在模具制造中的廣泛應(yīng)用，許多傳統(tǒng)的型孔加工方法都為其所取代，機械加工主要用于線切割加工受到尺寸大小限制或缺少線切割設(shè)備的情況下。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝通常將非圓形型孔凹模的毛坯鍛造成矩形，加工各平面后進行劃線，再將型孔中心的余料去除。圖4-31所示是沿型孔輪廓線內(nèi)側(cè)順次鉆孔后，用帶鋸機沿型孔輪廓線將余料切除，并按后續(xù)工序要求沿型孔輪廓線留適當(dāng)加工余量。用帶鋸機去除余料生產(chǎn)效率高，勞動強度低。當(dāng)凹模尺寸較大時，也可用氣割方法去除型孔內(nèi)部的余料。切割時型孔應(yīng)留不小于2mm的單邊加工余量。切割后的模坯應(yīng)進行退火處理，以便后續(xù)加工。切除余料后，可采用以下方法對型孔進行進一步的加工：（1）仿形銑削在仿形銑床上采用平面輪廓仿形，對型孔進行半精加工或精加工，其加工精度可達0.05mm，表面粗糙度為

Ra16~25

m。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝仿形銑削加工容易獲得形狀復(fù)雜的型孔，可減輕操作者的勞動強度，但是需要制造靠模，使生產(chǎn)周期增長。靠模通常都用容易加工的木材制造，因受溫度、濕度的影響極易變形，影響加工精度。（2）數(shù)控加工用數(shù)控銑床加工型孔，容易獲得比仿形銑削更高的加工精度。不需要制造靠模，通過數(shù)控指令使加工過程實現(xiàn)自動化，可降低對操作工人的技能要求，而且使生產(chǎn)效率提高。此外，還可采用加工中心對凹模進行加工。在加工中心上經(jīng)一次裝夾，不僅能加工非圓形型孔，還能同時加工固定螺孔和銷孔。（3）立銑或萬能工具銑加工可在無仿形銑床、數(shù)控銑床、立銑或萬能工具銑床上加工型孔。銑削時按型孔輪廓線，手動操作銑床工作臺做縱、橫向運動進行加工。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝對操作者的技術(shù)水平要求高、勞動強度大、加工精度低、生產(chǎn)率低、加工后鉗工修正的工作量大。用銑削方法加工型孔時，銑刀半徑應(yīng)小于型孔轉(zhuǎn)角處的圓弧半徑才能將型孔加工出來，對于轉(zhuǎn)角半徑特別小的部分或尖角部位，只能用其他加工方法或鉗工進行修整來獲得。型孔加工完畢后再加工落料斜度。（4）電火花加工電花火加工是直接利用電能對金屬材料加工成形的一種工藝方法。它在沖模制造中主要用于加工普通切削加工方法難以加工的凹模型孔。形狀復(fù)雜的凹模采用電火花加工時，不用鑲拼結(jié)構(gòu)而采用整體結(jié)構(gòu)，節(jié)約模具設(shè)計和制造的工時，還能提高凹模強度。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝另外，采用電火花加工的沖模，容易獲得均勻的配合間隙和所需的落料斜度，刃口平直耐磨，可以提高沖件質(zhì)量和模具壽命。但是，沖模零件加工中也有不足之處，例如：加工中電極的損耗影響加工精度，難以達到較小的表面粗糙度值，要獲得小的棱邊和尖角也比較困難等。由于電火花線切割加工的廣泛應(yīng)用，一般沖模工作零件的電火花加工已逐漸被線切割加工所替代。沖模工作零件的電火花加工主要用于多凹（凸）模的加工，以保證凸模、凹模的均勻間隙。3.級進沖裁凹模的加工級進沖裁凹模如圖4-32所示。（1）工藝分析上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝該模具采用整體式結(jié)構(gòu)，零件的外形尺寸為120mm×80mm×18mm，零件成形表面是由三組沖裁凹模型孔組成。第一組是沖定距孔和兩個圓孔，第二組是沖兩個長孔，第三組是沖一個落料型孔。這三組型孔之間有嚴格的孔距精度要求，它是實現(xiàn)連續(xù)沖裁、保證零件尺寸精度的關(guān)鍵因素。結(jié)構(gòu)表面包括螺紋連接孔和銷釘孔等。該凹模零件是模具裝配和加工的基準(zhǔn)件，模具上的卸料板、固定板、模板上的各孔都和該零件有關(guān)，以其型孔的實際尺寸為基準(zhǔn)來加工相關(guān)零件上的各孔。該零件材料為MnCrWV，熱處理硬度為60～64HRC，毛坯為鍛件，金屬材料的纖維方向應(yīng)平行于大平面且與零件長軸方向垂直。上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝零件各型孔的成形表面加工，在淬火后采用電火花線切割加工，最后由鉗工進行研磨加工。型孔可在投影儀或工具顯微鏡上檢查，小孔應(yīng)制成二級，使用“光面量規(guī)”進行檢查。（2）工藝方案級進沖裁凹模的加工工藝方案為：下料→鍛造→熱處理→銑六方→平磨→鉗（給螺紋孔及銷釘孔劃線）→工具銑→熱處理→線切割→鉗（研磨各型孔）（3）工藝過程的制訂工藝過程見表4-18。（4）漏料孔的加工沖裁漏料孔的作用是在保證凹模工作面長度的基礎(chǔ)上，減小落料件或廢料與凹模的摩擦力。漏料孔的加工主要有三種方式：上一頁下一頁返回任務(wù)三熟悉型孔、型腔類零件加工工藝①在零件淬火之前，在工具銑床上將漏料孔銑削完畢。這種方式在模板厚度≥50mm以上的零件加工中尤為重要，是漏料孔加工首選方案。2）電火花加工法在型孔加工完畢后，利用電極從漏料孔的底部方向進行電火花加工。這種方法尤其適用于已淬火的模具零件。3）浸濕法浸濕法是利用酸性溶液對金屬材料的腐蝕來擴大孔的尺寸，實現(xiàn)漏料孔的加工。浸濕時，首先將零件非腐蝕表面涂以石蠟保護，把腐蝕零件放于酸性溶液槽內(nèi)或?qū)⒘慵桓g表面滴入酸性溶液，然后根據(jù)腐蝕速度，確定腐蝕時間，最后取出零件用清水清洗、吹干。一般漏料孔尺寸比凹模尺寸單邊大0.5mm即可。上一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝一、鋅合金模具鋅基合金是指以鋅為基體的鋅、鋁、銅三元素合金，并加入微量的鎂，簡稱鋅合金。將鋅合金用鑄造方法制造出的模具，稱為鋅合金模具。這種材料的高壓強度可達860MPa以上,布氏硬度為120～130HBS，具有優(yōu)良的耐磨性、鑄造性和切削加工性，而且還可以重熔后再使用。用鋅合金可以制造沖裁模（如落料模、沖孔模、復(fù)合模），也可以制造彎曲模、拉伸模及其他成形模。對于鋅合金沖裁模，其凸模和凹模所用材料并不相同，其中一個用鋅合金制造，另一個仍用模具鋼制造。一般落料凹模和沖孔凸模應(yīng)采用鋅合金制造，而落料凸模和沖孔凹模仍用模具鋼制造。下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝質(zhì)軟的鋅合金模容易磨損，不可能保持刃口鋒利，從而形成一個鈍刃口；而質(zhì)硬的鋼質(zhì)凸模，則可以保持刃口鋒利。這就形成了凸模和凹模“一硬一軟”、“一利一鈍”的沖裁。因此，沖裁過程中的裂紋是從“硬”、“利”的刃口處產(chǎn)生和擴展，直到斷裂分離，即所謂的“單向裂紋擴展分離”過程。所以，它可以用硬度不高的鋅合金模沖裁比它更硬的材料。這種沖裁過程與普通沖裁的所謂“雙向裂紋擴展分離”過程在沖裁機理上有著根本的區(qū)別。在落料過程中，鋅合金凹模依靠端面承受的作用力而產(chǎn)生塑性變形，使其端面的金屬向凹模直壁轉(zhuǎn)移，從而補償自身的磨損和沖裁間隙，使補償與磨損達到相對平衡，并獲得最佳受力的動態(tài)平衡間隙。鋅合金凹模刃口至邊緣的距離，一般不小于40mm。刃口直壁高度比普通沖裁模大2～5mm，凹模厚度不小于30mm。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝圖4-33所示為以落料模為例介紹鋅合金模具的制造工藝。先用模具鋼制造落料凸模，然后用鑄造法制造鋅合金凹模。步驟如下所述。①在下模座漏料孔中填干砂（6，7），放上漏料孔型芯（5），在下模座上安放模框（4）。②在模具下角四周填上干砂。③將安裝有凸模（2，凸模預(yù)熱至150℃～200℃）的上模裝合在下模上，并使凸模工作端面與型芯上表面接觸。④將熔化（450℃左右）的鋅合金澆注于模框內(nèi)，并輕微攪動，直到達到預(yù)定高度為止。⑤鋅合金冷卻凝固后拔出凸模，銑削鋅合金上平面，再加工螺釘及銷釘孔，安裝凹模，并裝上卸料板，即可投入使用。對于中小型沖裁件，凸模的預(yù)熱可在模架上進行。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝對于尺寸較大的凸模，可采用模架外預(yù)熱的方法，在平板上澆注，然后與鋅合金凹模一起裝入模架。鋅合金凝固時約有1％的收縮率，待完全冷卻后拔出凸模會有些困難。因此，可在150℃～250℃時拔出凸模，再將鋅合金凹模一起裝入模架。鋅合金模落料時，要求搭邊值比普通沖裁模大，以保護凹模刃口不受到擠壓和碰傷。落料時，要求鋼質(zhì)凸模刃口保持鋒利，凸模進入凹模的深度，要比材料厚2～4mm，才能促使自動補償磨損，獲得動態(tài)平衡間隙，否則將影響零件的質(zhì)量。鋅基合金模具是以鑄造方法取代機械加工方法，故使凸、凹模制造過程大為簡化，使得模具制造成本降低，制造周期縮短。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝二、低熔點合金模具低熔點合金模是利用熔點低的金屬合金，以鑄造方法代替機械加工工藝來制造形狀復(fù)雜的凸模、凹模和壓邊圈等工作零件。這種模具主要用于沖壓加工中的彎曲、拉伸等成形工序。常用的低熔點合金元素有鉍、錫、銻、鎘、鋅、鉛等。試驗和實際使用證明，采用鉍、錫兩元素共晶合金（鉍錫重量比為58∶42）制造模具最為適宜，其熔點為138℃，抗拉強度為605MPa，抗壓強度為875MPa。它流動性好，熔鑄性能穩(wěn)定，鑄形清晰，且合金熔化時氧化極少，對人體無害。冷凝后的低熔點合金組織比較細密，是一種可塑型材料，具有一定的力學(xué)、物理性能，當(dāng)載荷超過其極限強度時，合金體雖變形，但不至于斷裂。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝合金中的主要成分鉍，冷凝時具有體積膨脹的特性，使合金能有效地充滿型腔，且表面比較光滑平整。低熔點合金從液態(tài)冷凝到固態(tài)時，具有不與任何金屬黏結(jié)的特點，這對于用模型樣件澆鑄模具帶來了極大的方便。圖4-34所示為低熔點合金拉伸模，該澆注工藝在壓力機外進行。①先在模具中放入按工件實樣為制造依據(jù)的樣件3，再放入凸模板8。樣件3上有小孔，以供合金流過。②將已熔化的低熔點合金由澆口14澆入模內(nèi)。③凝固后，以樣件為分界，留在熔箱內(nèi)的即為凹模，樣件以上與凸模板8固定在一起的即為凸模。凸模板8上的螺釘12的作用是增強與低熔點合金凸模的連接強度。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝④在凸模和凹模分開后，取出樣件，修光型腔。由于樣件與工件形狀、尺寸、厚度均相同，因此沖壓時即能壓出合乎要求的工件，對于拉伸模也可以將壓邊圈同時鑄出。與鋼模相比，低熔點合金模具以鑄造代替了大量機械加工和鉗工加工，因而制造周期大大縮短。制造一副低熔點合金模具通常只需2～6h，這對于形狀復(fù)雜、尺寸較大的成形件，優(yōu)越性更為突出。用低熔點合金澆鑄的凸模、凹模及壓邊圈用完后可重新熔化澆鑄，因此可以節(jié)省大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。低熔點合金較軟，成形后的工作表面不易被擦傷。但目前所使用的低熔點合金硬度較低，強度不夠高，而且價格較貴。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝低熔點合金模具多用在批量小、尺寸大、形狀復(fù)雜的薄板件的成形中，如汽車覆蓋件等。它可沖壓的材料為08F、Q235、銅、鋁、不銹鋼等，厚度可在0.3～3mm之間，不宜太厚，以

t＜1.5mm最為合適。當(dāng)壓制厚度為1.5mm的鋼板時，其一次鑄模的沖壓壽命約為3000件。上一頁下一頁返回任務(wù)四確定簡易模具制造工藝三、樹脂模具目前，常用的樹脂模具是聚氨酯橡膠模，它是一種人工合成的、以氨基甲酸酯為主鏈的具有高彈性的高分子材料。與普通的天然橡膠比較，它具有機械強度高、耐磨、耐油、耐酸、耐老化等優(yōu)點，并且抗撕裂性能較好，硬度范圍也較大。采用聚氨酯橡膠模成形，實質(zhì)上屬于半模成形方法。普通沖模都有工作部分形狀尺寸與制件對應(yīng)的凸模和凹模，聚氨酯橡膠模則只需其中一件，而另一件則改用聚氨酯橡膠墊來代替。例如對聚氨酯橡膠沖裁模來說，落料只需鋼質(zhì)的落料凸模，沖孔模只需鋼質(zhì)的沖孔凹模，而落料凹模和沖孔凸模則改用聚氨酯橡膠模擴建來替代。這樣就大大簡化了模具結(jié)構(gòu)，降低了模具制造費用。上一頁下一頁返回