第八章 典型模具制造工艺

2．系列圆形型孔的加工
(1)在普通钻床上加工 孔间距精度±0.04mm，加工效率较低。
(2)在铣床上加工 孔间距精度较低：0.06～0.08mm。 附加块规组和千分表测量，孔间距精度：<0.02mm
(3)在精密坐标镗床或坐标磨床上加工 孔间距精度：0.005～0.015mm
3．非圆形型孔的加工
首先要去除非圆形型孔中心的废料
（4）电火花加工
适合于小孔和小异形孔的加工 凹模型孔电火花加工方法：
直接法、间接法、混合法和二次电极法
以上四种方法主要根据凸、凹模配合间隙来选用，见表8-6
例：凹模加工
四、冷冲模结构的工艺性
1、冷冲模零件的结构工艺性： 是指模具零件在满足冲压工艺的前提下，其结
构是否便于制造、装配和维修等。
设计冲模：a.要保证冲压工艺要求 b.制造工艺方面的要求
技术要求： 表8-5 凸模、凹模的结构特点和技术要求
二、冲裁模凸模的制造工艺过程
加工方法 圆形凸模 非圆形凸模：压印锉修、仿形刨、线切割加工、成形磨削
1．压印挫修
锉修余量0.15～0.25mm(单面) 钳工研磨余量0.01～0.02mm(双面)
用凹模压印 1一凸模 2一凹模
2．仿形刨床切削
仿形刨床主要用于刨削刃口轮廓 由圆弧和直线组成的形状复杂的带有 台肩的凸模和型腔冷挤冲头。
铸、锻造毛坯 退火 刨(铣)上、下平面 划线 铣前部，铣两侧压紧面 钻导柱、导套孔
磨上、下平面 镗导柱、导套孔 检验 （上、下模座重叠镗孔）
在对模板进行镗孔加工时，应在模板平面 精加工后以模板的大平面及两相邻侧面作定位 基准。
二、导柱、导套的加工
1.导柱、导套的结构特点及技术要求
结构特点： 轴、套类零件
3) 线切割加工的凸模为直通型
第三节 锻模制造工艺
一、锻模的结构特点和技术要求
锻模零件的结构
平面 型腔（结构复杂，精度要求较高）
1．模块的技术要求 圆形或近圆形锻件的锻模，与键
1）纤维方向 槽中心线的方向一致
长轴类锻件的模块与燕尾方向一致
a)正确
b)正确
c)错误
图8-29 模块纤维方向
2) 分模面、燕尾支撑面的平面度误差小于0.02mm。
导柱 导套
技术要求：
1）导柱、导套工作、装配部分的形位公差 a.圆度公差:d≤30mm，0.003mm >30-60mm，0.005mm ≥60mm ， 0.008mm b.导柱、导套各自配合面之间的同轴度
2）导柱、导套配合精度 滑动导向模架:导柱、导套的配合为H7／h6、 H6／h5 滚动导向模架:导柱、导套采用0.010 ～0.020mm过盈配合 导套、导柱分别与上、下模座的配合为 H7／h6
十0.2 一0.1
十0.3 一0.1
十0.3 一0.2
十0.4 一0.2
十0.5 一0.3
十0.6 一0.3
十0.7 一0.4
十0.8 一0.4
预锻型槽
深度
长、宽
十0.2 一0.1
十0.4 一0.2
十0.2 一0.1
十0.5 一0.2
十0.3 一0.1
十0. 5 —0.5
十0.4 一0.2
十0.6 —0.3
表8-3 模架分级技术指标
项目
检查项目
上模座上平面对下模座下 A 平面的平行度
导柱的轴线对下模座下平 B 面的垂直度
C
导套孔的轴线对上模座上 平面的垂直度
被 测 尺 寸
<400
>400
<160 >160 <160 >160
模架精度等级
0I，I级 0Ⅱ，Ⅱ级
公差等级
5
6
6
7
4
5
5
6
4
5
5
6
3) 装配后的模架，上模座在导柱上滑动应平稳和无 阻滞现象。
2．型槽加工精度要求 型槽上未注明的公差见表8-7（单位mm）
型槽尺寸
<20 >20～50 >50 ～ 80 >80 ～ 160 >160 ～ 260 >260 ～ 360 >360 ～ 500 >500
终锻型槽
深度
长、宽
十0.10 一0.05
十0.1 一0.I
十0.1 一0.I
十0.3 —0.I
精加工方法有： 锉削、压印锉修、电火花线切割、 电火花加工 (1)锉削加工
手工锉削的工作量大，效率低
(2)压印锉修 凹模型孔尺寸精度高、表面粗糙度低。
此方法简单，易于操作。
(3)电火花线切割加工 当凹模形状复杂，带有尖角、窄缝时，是精加
工凹模型孔的方法。
例：图8-17所示凹模的材料为Crl2MoV，凹模厚度为10mm
图8-6 保持圈的装卡 I一夹头 2—保持圈
收口工具
保持圈钢球孔收口
图8—7 保持圈钢球孔收口及工具 l一保持圈 2一心棒 3一钢球
三、模架的技术要求及装配
1．模架装配的技术要求
1) 组成模架的各零件必须符合相应的标准和技术要 求，导柱和导套配合应符合相应的要求，见表8-2。
2) 装配成套的模架，平行度、垂直度的要求，见表8-3 。
5、线切割加工冷冲模时，在模具材料的选用和模具结构 的设计方面考虑加工特点。
1) 选择淬透性好、热处理变形小的材料。 碳素工具钢(T8A、T10A) 模具，其淬透性差 合金工具钢的淬透性好，提高模具的加工精度和使用寿命。
常用的合金工具钢：Crl2、CrWMn、Crl2MoV、GCrl5
2) 对于形状复杂、带有尖角窄缝的小型模具，不必采 用镶拼结构。
2）上、下模座导套、导柱安装孔距一致；导 套、导柱安装孔的轴线与基准面垂直度公差 不超过0．01／100（滑动导向模座） 。
3）模座上、下平面及导套、导柱安装孔的粗糙度 Ra为1.60～0.40μm，其余为6.3～3.2μm。非 安装面可不加工。
冷冲模座
a)上模座
b)下模座
2、上、下模座的加工工艺过程
第八章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
典型模具制造工艺
模架制造 冷冲模制造 锻模制造工艺 塑料模制造工艺 压铸模制造工艺 简易模具制造工艺
第一节 冷冲模架制造
模架组成
上模座、下模座 连接作用 导套、导柱 导向作用
标准模架 模架分类
非标准模架
滑动导向模架 滚动导向模架
对角导柱模架 后侧导柱模架 中间导柱模架 四导柱模架
4. 锻模硬度要求
设备及模具
1t、2t模锻锤用锻模 3t模锻锤用锻模 5t模锻锤用锻模
工作部分
布氏硬度 HBS
压痕直径 d／m
360—413 341—385 318—360
3.01—3.21 3.11—3.30 3.21—3.41
燕尾部分
布氏硬度 HBS
压痕直径 d／mm
302—341 283—318 283—318
3) 分模面与燕尾支撑面的平行度误差小，合模后 上、下模燕尾支承面的平行度误差均不大于规定 的数值。
4) 纵向基准面与横向基准面间的垂直度公差为 100:0.03,燕尾侧面与纵向基准面的平行度误 差均不大于规定的数值。
5) 键糟中心线至横向基准面距离的公差不大于0.2mm； 合模后，键槽中心线至横向基准面的距离，上、下模 相差不大于0.4mm。
三、冲裁模凹模的制造工艺过程
凹模加工与凸模加工相比有以下特点： 孔系位置精度要求高 孔与外形有位置精度要求，加工难度大 刃具的尺寸精度高 排屑、散热条件差
凹模型孔：单个圆孔、系列圆孔、非圆形型孔
1．单个圆形型孔的加工
(1)型孔直径小于5mm：钻孔 铰孔 砂布抛光 (2)型孔直径大于5mm：
钻削和镗削 淬火、回火 精磨型孔， 精度可达IT5-IT6，表面粗糙度Ra可达0.8～0.2μm。
4．成形磨削
是目前常用的一种最有效的加工凸模方法
万能夹具凸模磨削顺序
先磨削直线，后磨削斜线及凸圆弧； 先磨削凹圆弧，后磨削直线及凸圆弧； 先磨削大凸圆弧，后磨削小凸圆弧； 先磨削小凹圆弧，后磨削大凹圆弧。
成形磨削加工程序：
1) 准备毛坯：并退火处理。 2) 刨削或铣削六个面。 3) 磨上、下两平面及基准面。 4) 钳工划线，钻孔、攻螺纹。 5) 用铣床加工外形 (留磨削余量)。 6) 热处理：将凸模淬火、回火处理，硬度达到58～62HRC。 7) 磨削上、下两平面。表面粗糙度Ra应低于0.8μm。 8) 成形磨削。 9) 精修。
图8-21 窄槽凹模镶拼结构
图8-22 尖角凹模镶拼结构
2) 节约贵重模具钢材，避免整体模热处理变形。 3) 便于更换和维修。
4、电火花加工凹模时，凹模结构的特点：
1) 采用整体结构。
2) 可减薄模板厚度。原因： a) 避免了热处理变形的影响，不必留磨量。 b) 电火花加工后的凹模型孔，刃口平直，间隙均匀， 耐磨性能好，使用寿命长，减少了刃磨次数。
上、下模检验角对齐后，型槽错移量不应超过 表8-８规定的数值。
表8-8 分模面上允许的错移量 (单位：mm)
设备
1t模锻锤 2t摸锻锤
终锻型槽
0．1 0．15
预锻型槽
0．2 0．3
制坯型槽
1．0 1．0
设备
3t模锻锤 5t模锻锤
终锻型槽
0．2 0．25
预锻型槽
0．4 0．5
制坯型槽
2．0 2．0
3．锻模表面粗糙度要求 燕尾支撑面、分模面、预锻型槽：Ra达1.6μm； 终缎型槽及毛边槽桥部：Ra达O.8μm； 毛边槽仓部、起重孔及钳口槽等非工作表面：Ra为12.5 μm。
十0.6 一0. 4
十0.7 一0.4
十0.8 一0.4
十0.8 —0.5
பைடு நூலகம்
制坯型槽
深度
长度
± 0.5 ± 0.8
± 0.6 ± 1.0
± 0.8 ± 1．2
± 1.0 ± 1.5
± 1.8
± 2.0
±2.5
± 3.0
宽度
十3.0 一1.0 十3.0 一1..5 十4.0 一2.0 十5.0 一2.0
4) 模架的工作表面不应有碰伤、凹痕及其他机械损伤。
2．模架的装配
冷冲模架的装配方法： a.压入法
t<2mm的小型零件、冲压精度要求不高： b.粘结法 c.低熔点合金浇注法
压 入 法 装 配 步 骤
第二节 冷冲模制造
一、凸模、凹模的结构特点和技术要求
结构特点： 凸模属于长轴类零件 凹模是板类、块类零件
2、结构工艺性原则：
1) 模具结构尽量简单。 2) 模具使用过程中的易损件能方便地更换和调整。 3) 尽可能采用标准化零部件。 4) 模具零件，尤其是凸、凹模零件应具有良好的工艺性。 5) 模具应便于装配。
3、镶拼结构凸模、凹模（凸凹模）加工工艺优点：
1）简化制模难度 a.大型冲模—易锻造、热处理变形小 b.刃口槽窄或局部形状复杂--便于成形磨削 c.凹模尖角--易加工，热处理不易变形和开裂
表面的粗糙度Ra可达:1.6-0.8μm， 尺寸精度可达：±0.02mm
3．电火花线切割加工
1) 毛坯准备。并进行退火处理。 2) 刨或铣六个面。 3) 钻穿丝孔。 4) 加工螺钉孔。 5) 热处理。淬火、回火，硬度达到58—62HRC。 6) 磨削上、下两平面。表面粗糙度Ra应低于0.8μm。 7) 去除穿丝孔内杂质，并进行退磁处理。 8) 线切割加工凸模。 9) 研磨
2.导柱、导套的加工工艺
下料 车削加工 渗碳处理、淬火 内外圆磨削 精磨 材料：20号钢 渗碳层深度0．8 ～ 1．2mm，硬度58 ～ 62HRC
滚动导向模架
钢球直径误差小于0.003mm，圆度误差应不大于0.0015mm。
保持圈的加工工艺过程 黄铜或硬铝毛坯 车削内、外圆
钻出圆周上的各孔
钢球保持圈装配
冷冲模模架
一、上下模座的加工
模座材料：铸铁、铸钢
1、上下模座的结构特点和技术要求
结构特点： 平面、孔系
技术要求：
1）模座上下平面平行度公差
基本尺寸
模架精度等级
基本尺寸
模架精度等级
／mm 0 I、 I 0Ⅱ、Ⅱ ／mm 0 I、 I 0Ⅱ、Ⅱ
公差值
公差值
>40～63 0．008 0．012 >250～400 0．020 0．030
>63～100 0．010 0．015 >400～630 0．025 0．040
>100～160 0．012 0．020 >630～1000 0．030 0．050
>160～250 0．015 0．025
>1000～ 1600
0．040 0．060
基本尺寸是指被测表面的最大长度尺寸或最大宽度尺寸。 公差等级按GB／T 1184—1996《形状和位置公差未注公差值》。
3.30一3.50 3.41—3.61 3.41—3.61
注：d是在负荷 30000N、球径为10mm时的试验值.
3) 凹模型孔的尖角改为小圆角。
4) 刃口及落料斜度小、斜度比较均匀。
落料模型孔的刃口斜度小于10’，复合模的刃口斜 度为5’ 左右，落料斜度一般为30’—50’
5) 标出凸模的基本尺寸和公差。 6) 刃口表面变质层的处理。
变质层硬度高，有利于保存润滑油，因而耐磨性能好。 大冲击力的凹模，必须进行磨削和研磨加工，去掉变质层。