第6章-冲压模具典型零件的加工.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,点击此处结束放映,第,6,章 冲压模具典型零件的加工,毛坯的选择,6.1,模具零件的加工方法,6.2,冲压模具模架的加工,6.3,冲压模具导柱、导套的加工,6.4,冲压模具工作零件的加工,6.5,6.1,毛坯的选择,6.1.1,毛坯的种类,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。,（,1,）零件材料对加工工艺性能和力学性能的要求。,（,2,）零件的形状结构和尺寸。,（,3,）生产类型。,（,4,）生产条件。,6.1.2,选择毛坯的原则,6.2,模具零件的加工方法,6.2.1,模具零件的机械加工方法,（,1,）车削加工,车削是在车床上用车刀对工件进行切削加工的方法。,（,2,）磨削加工,外圆柱面的磨削是在外圆磨床上用砂轮对零件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。,1,外圆柱面的加工,（,1,）铣削加工,中、小型平面一般采用铣床铣削加工。,（,2,）刨削加工,刨床主要分为牛头刨床和龙门刨床。,（,3,）平面磨削加工,平面磨削是在平面磨床上进行的。,2,平面的加工,（,1,）一般孔的加工方法,1,）钻孔,2,）扩孔,3,）锪孔,4,）铰孔,5,）镗孔,6,）内圆磨削,7,）珩磨,3,孔的加工,（,2,）深孔加工,1,）中、小型模具的深孔，可用加长钻头在立式钻床或摇臂钻床上进行。,2,）中、大型模具的深孔，可在摇臂钻床或专用深孔钻床上完成。,3,）如果孔的深度很大并且精度要求较低，可采用先画线后两面对钻的加工方法。,4,）对于有一定垂直度要求的深孔，加工时必须采用一定的工艺措施予以导向，如采用钻模等。,5,）对于直径小于,20mm,且长径比大于,100,：,1,的深孔，多采用枪钻加工。,（,3,）精密孔加工,当孔精度为微米级时，对于较大的孔可采用坐标镗床加工，对于较小的孔可采用坐标磨床加工。,1,）坐标镗床加工,2,）坐标磨床加工,（,4,）孔系的加工,1,）划线法,2,）找正法,3,）通用机床坐标加工法,4,）坐标镗床加工法,成形磨削是对模具零件工作型面精加工的一种方法，主要用于凸模和拼块凹模的精加工，具有高精度、高效率的特点，并且磨削精度不受热处理的影响。成形磨削的原理是将形状复杂的模具零件的轮廓线，分解成若干直线与圆弧，然后按照一定的顺序分段磨削，使之达到图样的技术要求。成形磨削的加工精度可达,IT5,，表面粗糙度,Ra,可达,0.1m,。,成形磨削按照加工原理不同可以分为成形砂轮磨削法和夹具磨削法两种。,4,成形磨削,6.2.2,模具零件的特种加工方法,1,电火花加工,（,1,）电火花加工的工作原理,电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象，对工件进行加工，从而达到图纸规定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的一种工艺方法。,电火花加工的原理图如图,6.9,所示。,工具电极,4,与工件,1,分别与脉冲电源,2,的两个输出端连接，并且都浸在工作液里，自动进给调节装置,3,使工具电极与工件之间保持一定的放电间隙（一般约为,0.01,0.2mm,）。,脉冲电源不断发出脉冲电压加在工具电极与工件之间，当脉冲电压增大到间隙中工作液的击穿电压时，将会发生火花放电，放电区的高温把该处的电极和工件材料熔化，甚至汽化，在电极和工件表面都被蚀除一小块材料，形成小的凹坑。,（,2,）电火花加工必须具备的条件,1,）必须使工件电极和工具电极之间经常保持一定的间隙，一般为,0.01,0.2mm,。,2,）电火花放电必须是脉冲性和间歇性的，放电延续时间一般为,10,-7,10,-4,s,。,3,）,电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。液体介质没有一定绝缘性能，就不能击穿放电，形成火花通道。,（,3,）电火花加工的特点,1,）可以加工用一般机械加工方法难以加工或无法加工的材料。,2,）工具电极和工件在加工过程中不接触，不存在明显的机械作用力，工件不会受力变形，便于加工小孔、深孔、薄壁、窄缝以及各种型面和型腔零件。,3,）直接利用电能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。,4,）脉冲参数调节方便，在同一台机床上可以连续进行粗加工、半精加工和精加工。,5,）电极材料不必比工件材料硬，可以以柔克刚。,6,）只能对导电材料进行加工，且加工过程中有电极损耗，对加工精度有影响。,（,4,）电火花成型加工机床,1,）主机,主机包括：主轴头、床身、立柱、工作台、工作液槽等。,2,）脉冲电源。,3,）自动进给调节系统。,4,）工作液净化及循环系统。,2,电火花线切割加工,电火花线切割加工的工作原理与电火花加工基本相同，都是利用电火花放电使金属熔化或气化。但是电火花线切割加工与电火花加工相比有一些突出的优点，在应用范围上也有所不同。,电火花线切割加工的原理图如图,3,26,所示。,（,1,）电火花线切割加工的工作原理,电火花线切割加工利用细钼丝或细铜丝,5,作工具电极，穿过工件,3,上预先钻好的小孔（穿丝孔），由导向轮,6,由贮丝筒,9,带动，相对工件作上下往复运动。加工能源由脉冲电源,4,供给，工件接脉冲电源的正极，电极丝接负极。脉冲电压将电极丝和工件之间的间隙（放电间隙）击穿，产生瞬时火花放电，将工件放电区局部熔化或气化，从而实现切割加工。,（,2,）电火花线切割加工的特点,1,）不需要制作成型的工具电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。,2,）由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。,3,）加工过程中，电极损耗极小，有利于加工精度的提高。,4,）自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低。,5,）不能加工盲孔类或阶梯类成形表面。,（,3,）电火花线切割加工的应用,1,）加工模具零件,适用于加工淬火钢、硬质合金模具零件、各种形状的细小零件、窄缝等。,2,）加工电火花成型加工用的电极,适用于加工一般电火花加工型孔时用的电极，以及加工带锥度型腔时用的电极。,3,）加工零件,适用于加工品种多、数量少的零件，特殊难加工材料的零件等。,快速走丝线切割机床是我国生产和使用的主要机种。它采用钼丝（,0.08,0.2mm,）,或铜丝（,0.3mm,左右）作电极。电极丝在贮丝筒的带动下通过加工缝隙作往复循环运动，一直使用到断线为止。走丝速度约为,8,10m/s,，,加工精度较低，目前能达到的加工精度为,0.01mm,，,表面粗糙度为,Ra,2.5,0.63,m,。,（,4,）电火花线切割加工机床,1,）快速走丝线切割机床,2,）慢速走丝线切割机床,慢速走丝线切割机床是国外生产和使用的主要机种。它采用紫铜、黄铜、钨、钼等作为电极丝，直径约为,0.03,0.35mm,。,一般走丝速度低于,0.2m/s,。,电极丝单方向通过加工缝隙，不重复使用，可避免电极丝损耗对工件加工精度的影响。慢速走丝,电火花,线切割机床的加工精度可达到,0.001mm,，,表面粗糙度可达到,Ra,0.32m,。,6.3,冲压模具模架的加工,模架的主要作用是安装模具的工作零件和其它结构零件，并保证模具的工作部分在工作时间内具有正确的相对位置。模架一般由上模座、下模座、导柱、导套等零件组成。,1,上、下模座的技术要求,（,1,）上、下模座的铸件毛坯上的气孔、砂眼、缩孔、裂纹等缺陷必须去除，并进行时效处理，消除内应力。,（,2,）模座上、下平面的平行度公差必须符合表,4,1,的规定。,（,3,）上、下模座的导柱、导套安装孔的孔距应一致，导柱、导套安装孔的轴线与模座上、下平面的垂直度公差不超过,100,：,0.01,。,（,4,）模座上、下平面及导柱、导套安装孔的表面粗糙度,Ra,为,1.60,0.40m,，,其余面为,6.3,3.2m,。,上模座的加工工艺路线如表,6,2,所示，下模座的加工工艺路线如表,6,3,所示。,在上、下模座的加工述工艺路线中，模座毛坯经过刨（或铣）削加工后，为了保证模座上、下表面的平面度和表面粗糙度，必须在平面磨床上磨削模座上、下平面。以磨好的平面为基准，进行导柱、导套安装孔的加工，这样才能保证孔与模座上、下平面的垂直度。,2,上、下模座的加工工艺路线,导柱和导套在冲压模具中起导向作用。导柱安装在下模座上，导套安装在上模座上，导柱和导套滑动配合，以保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置。如图,6,15,所示为冲压模具的标准导柱和导套。,6.4,冲压模具导柱、导套的加工,（,1,）为了保证良好的导向作用，导柱和导套的配合间隙应小于凸、凹模之间的间隙，导柱和导套的配合间隙一般采用,H7/h6,，,精度要求很高时为,H6/h5,。,导柱与下模座孔，导套与上模座孔采用,H7/r6,的过盈配合。,6.4.1,导柱、导套的技术要求,（,2,）导柱和导套的工作部分的圆度公差应满足：,当直径,d30mm,时，圆度公差不大于,0.003mm,；,当直径,d,30,60mm,时，圆度公差不大于,0.005mm,；,当直径,d60mm,时，圆度公差不大于,0.008mm,。,1.,导柱和导套的加工工艺路线,对于,图,6.15,（,a,）,所示的导柱，采用如表,6.4,所示的加工工艺路线。,导柱的心部要求韧性好，材料一般选用,20,号低碳钢。,在导柱加工过程中，外圆柱面的车削和磨削以两端的中心孔定位，使设计基准与工艺基准重合。,6.4.2,导柱、导套的加工工艺路线,对于,图,6.15,（,b,）,所示的导套，采用如表,6.5,所示的加工工艺路线。,热处理后磨削导套时可采用以下方法：,单件生产中，在万能外圆磨床上，利用三爪卡盘夹持零件的外圆柱面，一次装夹后磨出零件的内、外圆柱面。,批量生产中，可先磨内孔，再把导套装在专门设计的锥度心轴上，借助心轴和导套间的摩擦力带动工件旋转，来磨削外圆柱面。,2,导套的加工工艺路线,6.5,冲压模具工作零件的加工,6.5.1,冲裁模工作零件的加工,1,冲裁凸模的加工,（,1,）圆形凸模的加工,圆形凸模结构比较简单，圆形凸模的加工比较简单，其工艺路线一般为：毛坯车削加工（留磨削余量）热处理磨削。,（,2,）非圆形凸模的加工,1,）压印锉修,压印锉修是一种钳工加工方法。压印时，在压力机上将粗加工后的凸模毛坯垂直压入已淬硬的凹模型孔内,。通过,凹模型孔的挤压和切削作用，凸模毛坯上多余的金属被挤出，并在凸模毛坯上留下了凹模的印痕，钳工按照印痕锉去毛坯上多余的金属，然后再压印，再锉修，反复进行，直到凸模刃口尺寸达到图样要求为止。,2,）仿形刨床切削加工。,仿形刨床主要用于加工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压冲头。加工表面粗糙度,Ra,1.6,0.8m,，,尺寸精度可达,0.02mm,。,刨削前，毛坯各表面先在普通机床上加工，然后在端面上划出刃口轮廓线，按线铣削加工，留单边刨削余量,0.2,0.3mm,，,在仿形刨床上精加工，并留研磨余量,0.01,0.02mm,。,3,）电火花线切割加工,如图,4,21,所示的凸模的,电火花线切割工艺过程如下：,a.,准备毛坯，将圆形棒料锻造成六面体，并进行退火处理。,b.,在刨床或铣床上加工六面体的六个面。,c.,钻穿丝孔。,d.,钻孔、攻螺纹，加工出固定凸模用的两个螺钉孔。,f.,将工件进行淬火、回火处理，要求表面硬度达到,HRC 58,HRC 62,。,g.,磨削上、下两平面，表面粗糙度,Ra,0.8m,。,h.,去除穿丝孔内杂质，并进行退磁处理。,i.,线切割加工凸模。,j.,研磨。线切割加工后，钳工研磨凸模工作部分，使工作表面粗糙度降低。,4,）成形磨削,成形磨削是目前常用的加工凸模的最有效方法。用万能夹具成形磨削凸模的工艺要点是：,a.,应选择合适的直角坐标系，一般取零件的设计坐标系为工艺坐标系。,b.,将形状复杂的凸模刃口轮廓划分成数个直线段和圆弧段，然后依次磨削。,c.,成形磨削时，凸模不能带凸肩。当凸模形状复杂，某些表面因砂轮不能进入无法直接磨削时，可考虑将凸模改成镶拼结构。,d.,选择回转中心，依次调整回转中心与夹具中心重合。,（,1,）冲裁凹模的工艺特点,1,）在多孔冲裁模或级进模中，凹模上孔系的位置精度通常要求在,（,0.01,0.02,）,mm,以上，加工较困难。,2,）凹模在镗孔时，孔与外形有一定的位置精度要求，加工时要求准确确定孔的中心位置，这给加工带料很大难度。,2,冲裁凹模的加工,3,）凹模型孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的尺寸，因此刀具的尺寸精度、刚度及磨损将直接影响内孔的加工精度。,4,）凹模型孔加工时，切削区在工件内部，排屑、散热条件差，加工精度和表面质量不容易控制。,（,2,）冲裁凹模的加工方法,凹模型孔为单个圆孔或一系列圆孔（孔系）时，加工方法在第二章已经叙述，这里不再重复。下面主要介绍凹模非圆形型孔的加工方法。,非圆形型孔的加工比较复杂，首先要去除非圆形型孔中心的废料，然后进行精加工。非圆形型孔的凹模通常是将毛坯锻造成矩形，加工各平面后进行划线，再将型孔中心的余料去除而成的。,当凹模尺寸较大时，也可以用氧乙炔火焰气割的方法去除型孔内部的废料。切割时型孔应留足加工余量。切割后的模坯应进行退火处理，以便进行后续加工。,去除余料后，生产中常用的型孔精加工加工方法有压印锉修、仿形铣削、电火花线切割和电火花加工。,（,1,）一般采用样板或样件来控制弯曲凸、凹模的加工精度。,（,2,）必须充分考虑回弹因素。,（,3,）弯曲凸、凹模的圆角半径和间隙均匀性的影响。,（,4,）工作部分的表面质量要求。,（,5,）弯曲凸、凹模的材料和热处理要求。,6.5.2,弯曲模工作零件的加工,1,弯曲模工作零件加工的特点,工艺路线通常为：锻制毛坯退火粗加工毛坯外形精加工基准面划线工作型面粗加工螺钉孔、销孔或穿丝孔加工工作型面精加工淬火与回火工作型面光整加工。,2,弯曲模工作零件的加工工艺路线,6.5.3,拉深模工作零件的加工,（,1,）拉深凸、凹模的断面形状和尺寸精度是选择加工方法的主要依据。,（,2,）拉深凸、凹模的圆角半径是一个十分重要的参数，凸模圆角半径通常根据拉深件要求决定，可一次加工完成。,（,3,）拉深凸、凹模工作表面的表面粗糙度值要求较高，所以凸、凹模工作表面一般都要进行研磨、抛光。,（,4,）拉深凸、凹模的材料和热处理要求。,1,拉深模工作零件加工的特点,（,1,）凸模的加工工艺路线,拉深凸模工艺路线通常为：毛坯准备（下料、锻造）退火毛坯外形加工（划线）工作型面粗加工、半精加工通气孔、（螺钉孔、销孔）加工淬火与回火工作型面精加工研磨或抛光。,2,拉深模工作零件的加工工艺路线,（,2,）凹模的加工工艺路线,拉深凹模工艺路线通常为：毛坯准备（下料、锻造）退火毛坯外形加工划线型孔粗加工、半精加工螺钉孔、销孔或穿丝孔加工淬火与回火型孔精加工研磨或抛光。,对于非圆形型孔的精加工，通常有仿形铣削、电火花加工和电火花线切割加工等。,