模具机械加工基础

1模具加工的工艺过程是规定模具零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 2

3工序：是指一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点，对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。

4工步与走刀：当加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可以进一步划分为工步。

在一个工步内由于被加工表面需切除的金属层较厚，需分几次切削，此时每进行一次切削就是一次走刀

5定位、安装与工位：工件在加工之前，在机床或加具上先占据一个正确的位置，这就是定位。定位后对工件进行夹紧的过程称为安装。工件在机床上占据的每一个加工位置都称为一个工位。

6生产类型有单件生产和成批生产。成批生产分为小批生产、中批生产和大批生产。

7模具的技术经济指标概括归纳为：模具的精度和刚度、模具的生产周期、模具的生产成本和模具的寿命。

8模具的精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。

9模具的生产周期：指从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定交付合格模具所用的时间。

10模具的寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数量，它包括工作面的多次修磨及易损件更换前后所加工制件的数量之和。

11影响模具寿命的主要因素有：1模具的结构2模具的材料3模具的加工质量4模具的工作状态5产品零件的状况。

12制定模具工艺规程的基本原则

（1）必须可靠保证加工出符合图样及所有技术要求的产品或零件。

（2）保证最低的生产成本和最高的生产效率。

（3）保证良好的安全工作条件。

（4）保证工艺技术的先进性。

13制定工艺规程所需的原始资料主要有：产品装配图、零件图；产品验收质量标准；产品的年生产纲领；毛坯材料与毛坯生产条件；工厂的生产条件；工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；国内外先进制造技术资料等。

14模具零件所用的毛坯种类主要有：型材、铸件、锻件和半成品件四种。

15锻造的目的：提高模具零件的加工工艺性和使用寿命。

16锻件毛坯多为自由锻造，锻造的几何形状多为圆柱形、圆板形、矩形，也有少数的T 形、L 形、Л形等。

17工件的安装方法有直接找正法、划线找正法和采用夹具安装法。

18直接找正法仅用于单件、小批生产中。划线找正法多用于生产批次较小、毛坯精度较低以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。采用夹具安装法在成批和大量生产中广泛应用。

19（1）选择粗基准时要为后续工序提供必要的定位基准。（2）一般情况下，粗基准表面只能使用一次。

精基准的选择

1）基准重合原则。

2）基准统一原则。

3）自为基准原则。

4）互为基准原则。

5）保证零件安装准确、可靠，操作方便的原则。

21加工阶段的划分：①粗加工阶段②半精加工阶段③精加工阶段④光整加工阶段。

22工艺过程阶段的主要原因有：①保证加工质量②合理使用设备③便于安排热处理工序。 工序的集中与分散：工序集中是使每个工序中中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应的减少。工序分散是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。

23加工顺序应考虑的原则：①先粗后精②先主后次③基面先加工④先面后孔。

24热处理工序的安排：预先热处理、最终热处理。

25辅助工序的安排：①粗加工全部结束后，精加工之后②零件从一个转向另一个车间前后③重要工序加工前后④特种性能检验前⑤零件加工完毕，进入装配和成品库时。 26模具的制造精度主要体现在模具工作零件的精度质量和相关部位的配合精度。 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。

27加工精度包括：尺寸精度、形状精度和位置精度。

28影响模具精度的主要因素有：①制件的精度②模具加工技术手段的水平③模具装配钳工的技术水平④模具制造的生产方式和管理水平。

29加工表面质量的包括：表面的几何特征和表面层的力学物理性能。

30表面的几何特征：①表面粗糙度②表面波纹度③表面纹理④伤痕。

31表面层的力学物理性能：①表面层的加工硬化②表面层金相组织的变化③表面层的残余应力。

32模具零件的常用加工方法：①车削加工：车削用于加工内外回转表面、螺旋面、端面、钻孔、镗孔、铰孔及滚花等；②刨削：主要用于模具零件外形的加工或粗加工；③铣削加工：主要对象是模具的形面和型腔；④钻削加工：是加工零件中圆孔的主要方法；⑤磨削加工：尺寸精度和表面粗糙度的方法；⑥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，并延期表面移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形运动，从而在模具零件上加工出与靠模相同的形面；⑦坐标镗削加工：主要用于加工零件个表面有精确的位置精度，很高的尺寸精度、形状精度和极高的孔距精度的零件各面；⑧坐标磨削加工⑨成形磨削加工：主要用于精加工凸模、拼块凹模及加工电火花加工用的电极等零件。

33圆柱面加工要保证表面的尺寸精度、同轴度和垂直度。

34同轴度要求较高的模具林间，如导套等，可采用心轴进行安装加工。

35圆柱面的精加工是在外圆磨床上磨削完成的。

36一般孔的加工方法有：钻孔、扩孔、铰孔、铣孔和镗孔。异型孔的孔加工大都采用电火花、线切割等特种加工方法。

37钻孔主要用于孔的粗加工，模具零件上的螺钉过孔、螺纹底孔、定位销孔等的粗加工都采用钻削加工。铰孔是对中小直径的未淬硬孔进行半精加工和精加工的一种孔加工方法，模具制造中常需要铰孔的有销钉孔，安装圆形小凸模、小型芯的孔或顶杆与型孔的配合孔等。镗孔对于直径大于100mm 的孔，镗孔几乎是唯一的精加工方法，镗孔精度可达IT10~IT7，表面粗糙度为Ra1.6~0.4μm。内圆磨削模具零件中精度要求高的孔，如型孔、导向孔等，一般采用内圆磨削来精加工。

3839单件孔系的加工方法：①划线法加工②找正法加工③通用机床坐标加工法④坐标镗床加工⑤数控铣床、或加工中心加工。

40相关孔系的加工方法：①同堂加工法②配镗加工法③坐标磨削法。

41模具成形表面的加工方法有：电火花、电解、超声和化学加工。

42电火花加工原理：电花加工是一种电加热加工过程, 将工具电极和工件置于绝缘的工作液中, 工件和工具分别接直流脉冲电源正极和负极, 加上电压, 因电极之间的放电效应, 产生火花放电, 通过悬浮于电介质中高能等离子体的刻蚀作用, 使工件表层材料融熔、气化而去除。

43型孔电极的设计与制造，模具的尺寸精度主要靠工具电极来保证，因此对工具点击要求也较高。

44保证配合间隙的电火化加工的方法有：凸模修配法、直接配合法和混合法。

45电极结构有：①整体式电极②组合式电极③镶拼式电极。

47电规准可分为粗 中 精三种，其作用类似于切削加工中的粗、半精和精加工。

（1）粗基准：主要用来进行粗加工，蚀除较多的金属，并为后续加工留下余量，一般采用一档到两档规准。（2）中基准：是介于粗基准和精基准之间过渡性加工所采用的电规准，用以减少加工余量，提高速度，稳定加工。（3) 精基准：主要用于保证模具要求的间隙、粗糙度与斜度等质量指标，达到最终加工要求。

48工作液的选择：绝缘性的介质。

作用：①形成火花击穿放电通道②对放电通道产生压缩作用③帮助电蚀产物的抛出和排除④冷却工具和工件。

49电火花线切割加工原理：电火花线切割用来切割导电的金属材料，其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等。电火花线切割加工主要靠热膨胀和局部微爆炸，使熔化、气化了的金属材料抛出蚀除。

50工作介质的基本要求：①一定的绝缘性能②较好的洗涤性能③好的冷却性能④对环境无污染，对人体无危害。

51熔模铸造：是用易溶材料制成精确的一次性模型，铸造出尺寸精度和精度粗糙度要求较高的铸件，也称熔模精密铸造。

52无屑加工成型方法：铸造型腔、型腔冷挤压加工、超塑加工、电铸加工、非金属型腔和快速成型制模。

53电铸成型的原理：是利用电化学反应的的电沉积技术。通过在含有同所要获得的金属的离子的电解液中的阳极的溶解，在作为阴极的母型上沉积出金属从而形成可以复制原型的金属模型。

电铸工艺除用来电铸模具型腔外，还可以用于电铸电火花加工用的电极等。

54陶瓷型铸造成型工艺过程：粗、精母模—沙套造型—灌浆—起模喷烧—烘干、合箱、浇注—铸件。

应用：常用来成型锻模、玻璃模、拉深模等模具的型腔。

55逆向工程：是将实物转变为CAD 模型相关的数字化技术、模型重建技术和制造技术的总称。

56逆向工程的数据采集技术方式：简单规准的样件可用普通量具、量仪进行手工测量，复杂曲面要用三坐标测量机或三维激光扫描仪等设备对样式表面打点。

57研磨的机理：研磨是使用研具、游离磨料对被加工表面进行微量加工的精密加工方法。 58抛光是一种比研磨切削更为小的加工，其加工过程与研磨基本相同。抛光作用是降低表面的粗糙度。

59按研磨抛光中的操作方法划分：①手工研磨抛光②机械研磨抛光。

60按研磨抛光剂使用的条件划分：①湿研②干研③半干研。

61研磨抛光剂是由磨料和研磨抛光液组成的均匀混合剂。

62一般研具材料有低碳钢、灰铸铁、黄铜、紫铜、硬木、竹片、塑料、皮革和毛毡等。灰铸铁中含有石墨，所以耐磨性、润滑性及研磨效率都比较理想，灰铸铁研具用于淬硬钢、硬质合金和铸铁材料的研磨；低碳钢强度较高，用于较小孔径的研磨；黄铜和紫铜用于研磨余量较大的情况，加工效率比较高，但加工表面光泽性差，常用于粗研磨；硬片、竹片、塑料和皮革等材料常用语窄缝、深槽及非规则几何形状的精研磨和抛光。

63研具有：①普通油石②研磨平板③研磨环④研磨芯棒⑤研磨抛光辅助工具。

63研磨抛光余量只要能去除表面加工痕迹和变质层即可。

64电化学抛光的基本原理：零件接直流电源的阳极，耐腐蚀材料（不锈钢 或铝材）作为工具接负极，将零件、工具放入电解液槽中， 形成电路产生电流，阳极失去 电子产生溶解现象，表面被不断蚀除，随着溶解的进行，在阳极表面会生成黏度高、电阻大的氧化物薄膜，凸出处较薄， 电阻较小，电流密度比凹处大，这样突出处先被溶解，从而降表面低粗糙度，达到抛光的目的。

65超声抛光基本原理：通过控制器，产生高频电振动传输至换能器上。换能器将输入的超音频电信号转换成机械振动，经变幅杆放大后，传输至装在变幅杆上的工具头，带动附着在工具头上的金刚石或磨料的悬浮液等高速磨擦工件，致使工件表面粗糙度迅速降低，直至镜面，从而实现抛光的功能。

66挤压研磨抛光的基本原理：将含有磨料的油泥状黏弹性高分子介质组成的黏弹性抛光剂，用一定的压力挤过被加工表面，实现磨粒对表面的微切削加工，去除表面微观不平的工艺方法。是一种微磨削或刮削的工艺方法。

67喷丸抛光：喷丸抛光是利用含有微细玻璃球的高速干燥气流对抛光表面进行喷射，去除表面微量金属材料，降低表面粗糙度的方法。 68装配精度：装配时实际达到的精度。一般包括零部件间的配合精度，相互位置精度和相对运动的精度等

69控制间隙均匀性常用的方法有①测量法②透光法③试切法④垫片法⑤镀铜（锌）法⑥涂层法⑦酸蚀法⑧利用工艺定位器调整间隙⑨利用工艺尺寸调整间隙。

70按模具结构设计的不同，模具零件常用的连接方法：①紧固件法②压入发③挤紧法④焊接法⑤热套法⑥冷胀法⑦无机黏结法⑧环氧树脂黏结。