汽车模具加工工艺介绍.pdf

汽车模具加工工艺 1 模具加工主要设备及加工方法 2 模具的常用材料及主要加工工艺 3 泡沫铸造成形方法与制模 4 模具装配与冲压试模 5 模具加工的发展趋势 一、模具加工主要设备及加工方法 分类 加工方法 机床 使用工（刀）具 适用范围 平面加工 龙门刨床 牛头刨床 龙门铣床 刨 刀 刨 刀 端面铣刀 对模具坯料进行六面加工 车削加工 车 床 数控车床 立式车床 车 刀 车 刀 车 刀 加工内外圆柱锥面、端面、内槽、螺纹、成型表面以及滚花、钻孔、铰孔和镗孔等 钻床 横臂钻床 铣床 数控铣床 加工中心 钻头、铰刀钻头、铰刀 钻头、铰刀钻头、铰刀 钻头、铰刀加工模具零件的各种孔 钻孔加工 深孔钻 深孔钻头 加工注塑模冷却水孔 卧式镗床 加工中心 铣床 镗 刀 镗 刀 镗 刀 镗销模具中的各种孔 镗孔加工 坐标镗床 镗 刀 镗削高精度孔 铣床 数控铣床 加工中心 立铣刀、端面铣刀 立铣刀、球头铣刀 立铣刀、球头铣刀 铣削模具各种零件 仿形铣床 球头铣刀 进行仿形加工 铣削加工 雕刻机 小直径立铣刀 雕刻图案 切 削 加 工 磨平面磨床 砂 轮 磨削模板各平面 成形磨床 数控磨床 光学曲线磨床 砂 轮 砂 轮 砂 轮 磨削各种形状模具零件的表面 坐标磨床 砂 轮 磨削精密模具孔 内、外圆磨床 砂 轮 圆形零件的内、外表面 削加工 万能磨床 砂 轮 可实施锥度磨削 型腔电加工 电 极 用上述切削方法难以加工的部位 线切割加工 线电极 精密轮廓加工 电加工 电解加工 电 极 型腔和平面加工 手持抛光机 各种砂轮 去除铣削痕迹 抛光加工 抛光机或手工抛光 锉刀、砂纸、油石、抛光剂对模具零件进行抛光 挤压加工 压力机 挤压凸模 难以切削加工的型腔 铸造加工 铍铜压力铸造 精密铸造 铸造设备 石膏模型铸造设备 铸造注塑模型腔 电铸加工 电铸设备 电铸母型 精密注塑模型腔 非 切 削 加 工 表面装饰纹加工 蚀刻装置 装饰纹样板在注塑模型腔表面加工 二、模具的常用材料及主要加工工艺 1、冲压工艺 1）分类：冲压工艺的成形的方法是多种多样的，根据材料的变形特点，冲压工艺可分为成形工序和分离工序两大类；按冲压工序的内容可分为冲裁、拉伸、弯曲、翻边成形等工序；按完成冲压过程可分为单工序、级进工序、复合工序。分离工序包括切断、落料、冲孔等，成形工序包括弯曲、拉伸、翻边成形等。2）设备：冲压工艺在常用压力机为其提供动力。按传动方式可分为机械压力机和液 压压力机，常用的是机械压力机。机械压力机又可分为曲轴压力机和摩擦压力机，而曲轴压力机应用更为广泛。3）材料：常用冲压金属材料以板料和带料为主。棒材适合于挤压、切断、成形等工序。带钢有足够的长度，可以提高材料的利用率，适合于大批量生产的自动送料。常用非金属材料以胶木板、橡胶、塑料板等。一般塑性较差适合于分离工序。2、塑料成型形工艺 1）分类：塑料成形工艺从原理上都要经过溶化、流动、固化三个阶段。可分为注射成型、压铸成型、挤出成型、真空成型、吹塑成型等。常用的模具称为塑料模，是型腔模的一种。2）设备：注塑机、塑料制品液压机 3）材料：塑料模具用钢成分范围很大，我国目前采用的45、40Cr因寿命短、尺寸精度不准等缺点，不能满足塑料制品工业发展的需要。通用性模具用钢包括基本型塑料模具用钢（如65钢）、预硬化型塑料模具用钢（如美P20钢）、时效硬化型塑料模具用钢(如美P21、日本NAK55中，对低碳钢Ni,Cr,Al等)、热处理硬化型塑料模具钢、粉末模具钢、钢结硬质合金（TiCN、TiB）等。3、压铸工艺 1）主要特征是金属合金液以高压、高速填充模具型腔，并在高压下结晶成形。最主要因素是压力、填充速度、温度、时间和填充特性等。要获得优良的压铸件，压铸过程中各因素应协调统一。2）设备：压铸机是压铸成形的主要设备。常用的压铸机有冷压室压铸机和热压室压铸机两种。3）材料：压铸锌合金、压铸镁合金、压铸铝合金、压铸铜合金。压铸锌合金容易充型，可压铸结构复杂的压铸件，铝合金的压铸温度高于锌合金，镁合金生产时各个环节都应注意安全。三、泡沫铸造成形方法与制模 1消失模铸造工艺原理简介 消失模铸造是在铸造过程中，模型气化消失，而模型就是造型时用的模样。砂型铸造中将模样取出，在空腔中浇入金属液形成铸件。而消失模铸造是采用特定的泡沫塑料制成模样，然后将其埋入型砂中（一般为干砂或含有粘接剂的干砂），经过一定的处理（主要是振动和抽负压），在浇入金属液，金属液使泡沫塑料的模样逐步软化、液化、分解和气化，直到完全替代泡沫模型，形成模型所形成的空腔-铸件。因此，消失模铸造也称为气化模铸造、实型铸造、无型腔铸造。2消失模铸造用模具 消失模铸造的型腔是靠模型来形成的，因此，最终零件的质量将决定于模型的质量。而模型是用成型模具来生产的，因此，成型模具的质量决定了模型的质量，从而最终决定生产的零件的质量。从这种关系来理解，我们就不难看出成型模具在消失模铸造生产中的作用和不可替代的位置。消失模铸造对模具设计的有一些基本的要求：(1)模具必须符合铸件形状、尺寸和表面粗糙度的要求。（2）结构简单，便于制造，修理维护方便。（3）材质选择适当，符合技术要求。（4）选择模具必须与成型方法配合。（5）尽可能使设计标准化、通用化。3传统的砂型铸造相比，消失模铸造具有以下优点：(1)取消了混砂、制芯工序，省去了传统造型工序中分箱、起模、修型、下芯及合箱等操作，大大简化了落砂、铸件清理及砂处理工序，因而缩短了生产周期。(2)一方面由于在负压下铸型刚度大，铸铁件易于实现自补缩，从而减小铸件所需的冒口尺寸；另一方面由于泡沫模型簇的组装自由度大，易于实现一型多件浇注成形，提高了工艺出品率。(3)消失模铸件机械加工余量小(2.53.5mm)，壁厚均匀度高，孔径大于7mm 的内部型腔都可以直接铸出，铸件重量同比普通砂型铸件减轻8%12%。(4)消失模造型干砂中无需粘结剂和添加物(煤粉、膨润土、水)，既节约了大量的原材料，又有利于旧砂循环使用，减轻环境污染。四、模具装配与冲压试模 冲压工艺一般分为分离工序和成形工序，按加工工序冲压件大致可分为冲裁件、弯曲件、拉延件、成形件和冷挤压件。1.单工序冲裁模的装配实例 1）装配前准备工作：把凸模压入到固定板中，并铆接；铆接之后把凸模末端的大平面磨平，保证按触面的平面度、表面粗糙度的要求；2）装配凸模、固定板为一个组件；3）装配凹模与下模座；4）装配上模座；5）装配卸料装置；6）装配其他零件；7）检验，试冲。五、模具加工的发展趋势 1模具成型零件的日渐大型化和零件的高生产率要求一模多腔，致使模具日趋大型化，大吨位的大型模具可达 100 吨，一模几百腔、上千腔，要求模具加工设备大工作台、加大 y轴 z 轴行程、大承重、高刚性，高一致性。2模具加工的模具钢材料硬度高，要求模具加工设备具有热稳定性、高可靠性。3对复杂型腔和多功能复合模具，随着制件形状的复杂化，必须要提高模具的设计制造水平，多种沟槽、多种材质在一套模具中成形或组装成组件的多功能复合模具，就要求加工编程程序量大，具有高深孔腔综合切削能力和高稳定性，提高了加工难度。4模具加工的精细化使加工设备的复合性、高效性更加引人关注。高速铣削具有的可加工高硬材料、加工平稳、切削力小、工件升温变形小等诸多优点使模具企业对高速加工日益重视。5高动态精度。机床生产企业介绍的静态性能 在模具三维型面加工时，不能反映实际加工情况。模具的三维曲面高精度加工，更提出了高动态精度性能的要求，高速高精度还要在机床的高刚性、热稳定性、高可靠性以及高品质的控制系统相配合才可能实现