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1、模具制造工艺模具制造工艺第第3 3章章模具的机械加工模具的机械加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况：工大致有以下几种情况：(1)(1)用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工修配，装配成各种模具。然后进行必要的钳工修配，装配成各种模具。(2)(2)精度要求高的模具零件，需要采用精密机床进行精度要求高的模具零件，需要采用精密机床进行加工。加工。(3)(3)采用数控机床加工模具零件。采用数控机床加工模具零件。第三章第
2、三章模具的机械加工模具的机械加工 A A、加工范围广、加工范围广,适应性强适应性强,可以加工钢、铸铁可以加工钢、铸铁及其合金、铜、铝等有色金属和某些非金属材料。及其合金、铜、铝等有色金属和某些非金属材料。B B、可以加工单一轴线的零件、可以加工单一轴线的零件,也可以加工曲轴、也可以加工曲轴、偏心轮或盘形凸轮等多轴线的零件。偏心轮或盘形凸轮等多轴线的零件。C C、生产率高；刀具简单、生产率高；刀具简单,其制造、刃磨和安装都其制造、刃磨和安装都比较方便。比较方便。车削加工的特点车削加工的特点第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工车削加工的应用车削加工的应用 加工各种加工各种轴类、套筒类及盘类零件
3、上的旋转表面轴类、套筒类及盘类零件上的旋转表面和螺旋面和螺旋面,其中包括其中包括:内外圆柱面、内外圆锥面、内内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外,还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。车削加工精度一般为车削加工精度一般为IT8IT7,表面粗糙度为表面粗糙度为Ra6.31.6m;精车时精车时,加工精度可达加工精度可达IT6IT5,粗糙粗糙度可达度可达Ra0.40.1m。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工圆盘类、轴类零件的加工圆盘类、轴类零件的加工局部圆弧面的加工局部圆弧面的加工
4、第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工回转曲面粗加工或半精加工回转曲面粗加工或半精加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工车削加工的内容车削加工的内容 动画1 车端面动画2 车外圆动画3 车孔动画4 钻孔动画5 扩孔动画6 铰孔第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工车削工件的装夹车削工件的装夹1.1.常用的装夹方法常用的装夹方法（1 1）三爪卡盘装夹）三爪卡盘装夹 ：适用于短轴类、套类、盘类零件，位置精度：适用于短轴类、套类、盘
5、类零件，位置精度在在0.1mm0.1mm。（2 2）四爪卡盘装夹：适用于短轴类、套类、盘类、异形零件，位）四爪卡盘装夹：适用于短轴类、套类、盘类、异形零件，位置精度在置精度在0.03mm0.03mm。（3 3）一夹一顶装夹）一夹一顶装夹 ：适用于中长轴类零件，位置精度在：适用于中长轴类零件，位置精度在0.05mm0.05mm。（4 4）两顶尖装夹）两顶尖装夹 ：适用于中长轴类零件，位置精度在：适用于中长轴类零件，位置精度在0.03mm0.03mm。下一页下一页第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工三爪卡盘装夹三爪卡盘装夹上一页上一页 返回返回第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工图图2.3
6、 四爪卡盘和花盘四爪卡盘和花盘(a)四爪卡盘四爪卡盘 (b)花盘花盘1调整螺钉；调整螺钉；2卡爪；卡爪；3压板；压板；4螺栓；螺栓；5T形形槽；槽；6工件；工件；7平衡铁平衡铁第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工车削刀具车削刀具1.1.刀具材料的基本要求刀具材料的基本要求高硬度高硬度 HRC60 HRC60以上，高于工件以上，高于工件1.31.31.51.5倍倍耐磨性耐磨性 通常情况下材料硬度高时，耐磨性也高通常情况下材料硬度高时，耐磨性也高 强度和韧性强度和韧性 材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。耐热性耐热性 刀具材料的高温硬度是衡量刀具
7、材料切削性能重要指标刀具材料的高温硬度是衡量刀具材料切削性能重要指标工艺性工艺性 便于制造和使用便于制造和使用上一页上一页 下一页下一页 返回返回第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工常用刀具材料常用刀具材料刀具材料刀具材料耐热性耐热性特性特性高速钢高速钢600600度度HRC63HRC636969，切削速度可达，切削速度可达3030米米/分钟分钟 18981898年，美国的泰勒和怀特发明年，美国的泰勒和怀特发明 硬质合金硬质合金80080010001000度度HRC72HRC728282，切削速度可达，切削速度可达7575160160米米/分分钟，钟，19231923年，德国的施勒特尔发明
8、年，德国的施勒特尔发明 涂层刀片涂层刀片10001000度以上度以上HRC72HRC728282，19691969年发明，切削速度可达年发明，切削速度可达7575160160米米/分分寿命与不涂层的相比大约提高寿命与不涂层的相比大约提高1 13 3倍倍超硬材料超硬材料12001200度以上度以上19721972年，美国通用电气公司生产了聚年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工车削运动及车削表面车削运动及车削表面车削运动及车削用量车削运动及车削用量 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 车削用量车
9、削用量 切削速度切削速度v vC C 进给量进给量f f背吃刀量背吃刀量a aP P 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3 3车削用量的选择车削用量的选择 1 1）背吃刀量）背吃刀量a aP P的选择的选择 2 2）进给量）进给量f f的选择的选择 3 3）切削速度）切削速度v vC C的选择的选择 主轴转速主轴转速n n 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 模具的车削加工，由于多数是单件生产，因此，加工过程通常是模具的车削加工，由于多数是单件生产，因此，加工过程通常是一次装夹完成其粗加工、半精加工和精加工。这样在加工中就应尽可一次装夹完成其粗加工、半精加工和精加工。这样在加工中就
10、应尽可能减小切削力、切削热引起的由机床能减小切削力、切削热引起的由机床-夹具夹具-工件工件-刀具组成的工艺系刀具组成的工艺系统的变形，从而减小加工误差。具体方法是适当地提高切削速度，选统的变形，从而减小加工误差。具体方法是适当地提高切削速度，选择小的进给量。对于一些精度和硬度要求较高的零件，车削加工只考择小的进给量。对于一些精度和硬度要求较高的零件，车削加工只考虑粗加工和半精加工，零件的精度将由后续工序来保证。虑粗加工和半精加工，零件的精度将由后续工序来保证。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工1.1.回转类零件的加工回转类零件的加工回转类零件主要指导柱、导套、浇口、顶杆、模柄等零件热处理
11、回转类零件主要指导柱、导套、浇口、顶杆、模柄等零件热处理前的粗加工，成形零件的回转曲面、型腔、型芯、凸、凹模等零件的前的粗加工，成形零件的回转曲面、型腔、型芯、凸、凹模等零件的粗、精加工。粗、精加工。对要求具有较高的尺寸精度、较低的表面粗糙度和高的对要求具有较高的尺寸精度、较低的表面粗糙度和高的耐磨性的零件，需在半精车后再热处理，最后在磨床上磨削。耐磨性的零件，需在半精车后再热处理，最后在磨床上磨削。对拉杆等零件，车削可以直接作为成形加工。对拉杆等零件，车削可以直接作为成形加工。毛坯为棒料的零件，一般先加工中心孔，然后以中心孔作为定位基准。毛坯为棒料的零件，一般先加工中心孔，然后以中心孔作为定
12、位基准。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工2.2.局部圆弧面的加工局部圆弧面的加工 在模具中经常可以看到如图在模具中经常可以看到如图2-12-1所示的分型面，为保证模具分型所示的分型面，为保证模具分型面准确对合，必须保证对合面圆弧半径尺寸精度。加工时可在花盘上面准确对合，必须保证对合面圆弧半径尺寸精度。加工时可在花盘上找正定位，精度由百分表测量控制。有时也可采用先加工一个完整圆找正定位，精度由百分表测量控制。有时也可采用先加工一个完整圆盘，再用线切割等方法取出一个或几个模块的方法。盘，再用线切割等方法取出一个或几个模块的方法。图图2-12-1局部圆弧面的加工局部圆弧面的加工第三章第三章模
13、具的机械加工模具的机械加工3.3.回转曲面的成形加工回转曲面的成形加工 图图2-2a2-2a所示是采用仿形加工的方法加工大尺寸的曲面；图所示是采用仿形加工的方法加工大尺寸的曲面；图2-2b2-2b所所示是用成形刀加工的方法加工尺寸较小的曲面；图示是用成形刀加工的方法加工尺寸较小的曲面；图2-2c2-2c所示是对拼型所示是对拼型腔在车床上加工时，为了能很好地保证型腔尺寸的准确对合，通常预腔在车床上加工时，为了能很好地保证型腔尺寸的准确对合，通常预先将各镶件间的接合面磨平，两板用销钉定位，螺钉紧固组成一个整先将各镶件间的接合面磨平，两板用销钉定位，螺钉紧固组成一个整体后才进行车削。体后才进行车削。
14、第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3.3.回转曲面的成形加工回转曲面的成形加工 型腔车削加工中，对于球形面、半圆面或圆弧面的车型腔车削加工中，对于球形面、半圆面或圆弧面的车削加工，为了保证尺寸、形状和精度的要求，一般都采用削加工，为了保证尺寸、形状和精度的要求，一般都采用样板车刀进行最后的成形车削。样板车刀进行最后的成形车削。曲面型腔车削曲面型腔车削 仿形车削仿形车削 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工4.4.螺纹加工螺纹加工模具制造中的螺纹加工分为标准螺纹加工和非标准螺纹加工。模具制造中的螺纹加工分为标准螺纹加工和非标准螺纹加工。车削螺纹用的刀具称为螺纹车刀。按加工性质车削螺纹用
15、的刀具称为螺纹车刀。按加工性质螺纹车刀属于成形刀具，其切削部分的几何形状应螺纹车刀属于成形刀具，其切削部分的几何形状应和螺纹牙型的轴向断面形状一致。为避免已车出的和螺纹牙型的轴向断面形状一致。为避免已车出的牙型被切去而出现乱牙现象，车削时必须保证每次牙型被切去而出现乱牙现象，车削时必须保证每次进给车刀刀尖对准已车出的螺旋槽。进给车刀刀尖对准已车出的螺旋槽。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 成型车削加工是成型车削加工是采用成型车刀的仿形车削方式采用成型车刀的仿形车削方式对具有对具有特殊型面的模具零件进行加工，特殊型面的模具零件进行加工，即工件形状由成行车刀保即工件形状由成行车刀保证。证。
16、见图见图3-75.5.成型车削加工成型车削加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工6.6.仿形车削加工仿形车削加工 此种切削是采用仿形装置使车刀在纵向走刀的同时，又此种切削是采用仿形装置使车刀在纵向走刀的同时，又按预定的轨迹横向走刀，通过纵向走刀和横向走刀的复合运按预定的轨迹横向走刀，通过纵向走刀和横向走刀的复合运动，从而完成模具零件的复杂旋转曲面的内外形加工。动，从而完成模具零件的复杂旋转曲面的内外形加工。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工因仿形装置的控制方式不同，仿形车削分为：因仿形装置的控制方式不同，仿形车削分为：机械仿形车削加工；液压仿形车削加工；电气仿形车削加工机械仿形车削
17、加工；液压仿形车削加工；电气仿形车削加工6.6.仿形车削加工仿形车削加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工6.6.仿形车削加工仿形车削加工1.1.机械仿形车削机械仿形车削加工：图加工：图2-10a2-10a，对普通车床进行改装，将靠模安装在床，对普通车床进行改装，将靠模安装在床身后侧，靠模上有曲线的型槽，型槽的形状和尺寸与成形表面的型面曲线身后侧，靠模上有曲线的型槽，型槽的形状和尺寸与成形表面的型面曲线的形状和尺寸相同。滚柱的形状和尺寸相同。滚柱2 2通过联接板通过联接板3 3与床鞍与床鞍5 5联接，当床鞍作纵向运动时，联接，当床鞍作纵向运动时，滚柱滚柱2 2在靠模在靠模1 1的型槽内移
18、动，通过联接板的型槽内移动，通过联接板3 3带动刀架带动刀架4 4，使车刀产生纵、横，使车刀产生纵、横向运动完成仿形的削加工。向运动完成仿形的削加工。机械仿形车削加工机械仿形车削加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 图图2-10b2-10b为尾座靠模仿形车削。它是拆除卧式车床上的小刀架，为尾座靠模仿形车削。它是拆除卧式车床上的小刀架，将装有刀杆的板架将装有刀杆的板架2 2装于中滑板上，靠模装于中滑板上，靠模4 4由靠模支架由靠模支架5 5固定在车床尾固定在车床尾座上，车削时中滑板作横向运动，刀杆座上，车削时中滑板作横向运动，刀杆3 3在靠模作用下产生纵向运动，在靠模作用下产生纵向运动，
19、完成端面的仿形加工。这种机械仿形加工常用于仿形车削端面的加工。完成端面的仿形加工。这种机械仿形加工常用于仿形车削端面的加工。机械仿形车削加工机械仿形车削加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工6.6.仿形车削加工仿形车削加工2 2、液压仿形车削、液压仿形车削 图为液压式仿形车削加工漱口杯注塑模型芯及型腔。图中的靠模图为液压式仿形车削加工漱口杯注塑模型芯及型腔。图中的靠模4 4加工时被固定在车床上，托板加工时被固定在车床上，托板6 6安装在车床床鞍上，仿形销安装在车床床鞍上，仿形销5 5与活塞与活塞杆杆7 7与中滑板相连，仿形销紧压靠模与中滑板相连，仿形销紧压靠模4 4，仿形车削加工时，床鞍
20、车刀作，仿形车削加工时，床鞍车刀作纵向、横向运动，又通过活塞杆带动中滑板使车刀作相应运动，完成纵向、横向运动，又通过活塞杆带动中滑板使车刀作相应运动，完成仿形车削加工。仿形车削加工。液压仿形车削加工示意图液压仿形车削加工示意图1工件工件2链轮链轮3液压系统液压系统4靠模靠模5仿形销仿形销6托板托板7活塞杆活塞杆8车刀车刀第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工6.6.仿形车削加工仿形车削加工3.3.电气仿形车削电气仿形车削 图图2-122-12所示是电气仿形车削。图中的电气仿形车削是通过电气元件将仿所示是电气仿形车削。图中的电气仿形车削是通过电气元件将仿形信号放大后，控制机械传动机构实现仿形车
21、削的。加工过程中仿形销形信号放大后，控制机械传动机构实现仿形车削的。加工过程中仿形销5 5沿沿靠模型面靠模型面4 4运动，仿形信号经信号放大系统运动，仿形信号经信号放大系统6 6放大后，传给电气控制系统放大后，传给电气控制系统3 3，再通过机械传动带动车刀再通过机械传动带动车刀2 2作仿形运动，完成仿形车削加工。作仿形运动，完成仿形车削加工。电气仿形加工示意图电气仿形加工示意图1工件工件2车刀车刀3电气控制系统电气控制系统4靠模靠模5仿形销仿形销6信号放大系统信号放大系统第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3.2 3.2 铣削加工铣削加工 在铣床上利用刀具的旋转运动和工件或刀具的进给运在铣
22、床上利用刀具的旋转运动和工件或刀具的进给运动来改变毛坯的形状和尺寸，从而获得符合图样要求的零动来改变毛坯的形状和尺寸，从而获得符合图样要求的零件的一种切削加工方法。件的一种切削加工方法。铣床的种类很多，主要有卧式万能铣、立式铣床、万铣床的种类很多，主要有卧式万能铣、立式铣床、万能工具铣床、键槽铣床等等。能工具铣床、键槽铣床等等。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工万能工具铣床万能工具铣床数控立式铣床数控立式铣床仿形铣床仿形铣床 (1)生产率较高生产率较高(2)铣削过程不平稳铣削过程不平稳(3)刀齿散热较好刀齿散热较好铣削加工的特点铣削加工的特点第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3.2
23、 3.2 铣削加工铣削加工 铣削加工是模具加工的主要方法之一，加工的精度较高。铣削加工是模具加工的主要方法之一，加工的精度较高。铣削工作量占模具零件加工总量的铣削工作量占模具零件加工总量的50509090。1.1.铣削成形面铣削成形面 在模具加工中铣削平面、斜面、沟槽、型腔的方法如图在模具加工中铣削平面、斜面、沟槽、型腔的方法如图3-103-10所所示，其中应用最多的是立式铣床。示，其中应用最多的是立式铣床。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第3章 模具的常规加工方法 铣铣 削削 加加 工工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工2.1 普通铣削普通铣削 1 1铣削运动铣削运动 铣刀的旋
24、转铣刀的旋转主运动；主运动；工件随工作台缓慢的直线移动工件随工作台缓慢的直线移动进给运动。进给运动。2 2铣削用量铣削用量 铣削速度铣削速度 vC:进给量进给量 f:背吃刀量（铣削深度）背吃刀量（铣削深度）aP:侧吃刀量（铣削宽度）侧吃刀量（铣削宽度）ae:第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3 3 铣削加工铣削加工3.1 3.1 平面与斜面铣削平面与斜面铣削 平面铣削在模具中应用最为广泛，模具中的定、平面铣削在模具中应用最为广泛，模具中的定、动模板等模板类零件，在精磨前均需通过铣削来动模板等模板类零件，在精磨前均需通过铣削来去除较大的加工余量；铣削还用于模板上的安装去除较大的加工余量；铣
25、削还用于模板上的安装型腔镶块的方槽、滑块的导滑槽、各种孔的止口型腔镶块的方槽、滑块的导滑槽、各种孔的止口等部分的精加工和镶块、压板、锁紧块热处理前等部分的精加工和镶块、压板、锁紧块热处理前的加工。的加工。斜面加工需在工件装夹时将斜面调斜面加工需在工件装夹时将斜面调 整到水平或垂直的位置整到水平或垂直的位置,然后进行加然后进行加 工，如图所示。工，如图所示。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3 3 铣削加工铣削加工3.2 3.2 圆弧面的加工圆弧面的加工 加工时，工件置于圆加工时，工件置于圆转台上，并使被加工圆转台上，并使被加工圆弧中心与圆转台的回转
26、弧中心与圆转台的回转中心重合。中心重合。圆工作台圆工作台第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3 3 铣削加工铣削加工3.3 3.3 复杂型腔或型面的加工复杂型腔或型面的加工复杂型腔或型面一般由圆弧段和直线段组成。复杂型腔或型面一般由圆弧段和直线段组成。采用坐标法进行加工，即根据被加工点的位置，控制工作采用坐标法进行加工，即根据被加工点的位置，控制工作台的纵横（台的纵横（X X，Y Y）向移动以及主轴头的升降（）向移动以及主轴头的升降（Z Z）。）。加工后精度较低，须钳工修整或利用其它方法（电加工）加工后精度较低，须钳工修整或利用其它方法（电加工）来提高精度来提高精度为提高铣削效率，对某些铣
27、削余量较大的型腔，铣削前为提高铣削效率，对某些铣削余量较大的型腔，铣削前可在型腔轮廓线的内部连续钻孔，孔的深度和型腔的深可在型腔轮廓线的内部连续钻孔，孔的深度和型腔的深度接近，如图所示。度接近，如图所示。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3 3 铣削加工铣削加工3.4 3.4 雕刻加工雕刻加工 刻模铣床示意图刻模铣床示意图 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第三节第三节 模具的仿形加工模具的仿形加工二、仿形铣削二、仿形铣削 以事先制成的靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加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，并且沿其表面上移动，通过仿形机构，使刀一定的压力，并
28、且沿其表面上移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在模具零件上加工出与靠模相同具作同步仿形动作，从而在模具零件上加工出与靠模相同的型面。的型面。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工仿形铣床原理图仿形铣床原理图:第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工仿形铣削仿形铣削特点特点:以靠模（样板）加工为依据加工模具的型面，跳过了以靠模（样板）加工为依据加工模具的型面，跳过了复杂曲面的数学计算和建模问题，简化了复杂形状曲复杂曲面的数学计算和建模问题，简化了复杂形状曲面的机械加工工艺。面的机械加工工艺。靠模材料可用木材、石膏、树脂等易成形材料制作降靠模材料可用木材、石膏、树脂等易成形材料制作降
29、低了靠模的制造难度。低了靠模的制造难度。加工效率高，一般为电火花加工的加工效率高，一般为电火花加工的40405050倍，常作为倍，常作为电火花加工前的粗加工工序。电火花加工前的粗加工工序。加工误差较难控制，如加工过程中刀具磨损补偿问题加工误差较难控制，如加工过程中刀具磨损补偿问题 设备较复杂，价格昂贵设备较复杂，价格昂贵第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工46仿形铣削加工方式仿形铣削加工方式平面轮廓仿形平面轮廓仿形 铣削时靠模销沿着铣削时靠模销沿着靠模外形运动靠模外形运动，不作轴向运动不作轴向运动，铣刀也只沿工件的轮廓铣削，不作轴向运动，如图铣刀也只沿工件的轮廓铣削，不作轴向运动，如图8a
30、8a所示。可用于加工复杂轮廓形状，但需所示。可用于加工复杂轮廓形状，但需深度不变深度不变的型腔。的型腔。a a）平面轮廓仿形）平面轮廓仿形 b b）立体轮廓水平分行仿形）立体轮廓水平分行仿形 c)c)立体轮廓垂直分行仿形立体轮廓垂直分行仿形 图图8 8 仿形加工方式仿形加工方式第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工铣削时靠模销沿着靠模外形运动，不作轴向运动，铣削时靠模销沿着靠模外形运动，不作轴向运动，铣刀也只沿工件的轮廓铣削，不作轴向运动，铣刀也只沿工件的轮廓铣削，不作轴向运动，X X、Y Y二轴同时受控作随动进给的仿形方式。二轴同时受控作随动进给的仿形方式。第三章第三章模具的机械加工模具的
31、机械加工48仿形铣削加工方式仿形铣削加工方式立体轮廓水平分行仿形立体轮廓水平分行仿形如图如图8b8b所示，工作台水平移动，铣刀进行切削，切所示，工作台水平移动，铣刀进行切削，切削到型腔端头时主轴箱在削到型腔端头时主轴箱在垂直方向作一进给运动垂直方向作一进给运动，然后工作台再作反向水平进给，如此反复直至加工然后工作台再作反向水平进给，如此反复直至加工出所需的形腔表面。出所需的形腔表面。a a）平面轮廓仿形）平面轮廓仿形 b b）立体轮廓水平分行仿形）立体轮廓水平分行仿形 c)c)立体轮廓垂直分行仿形立体轮廓垂直分行仿形 图图8 8 仿形加工方式仿形加工方式第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工
32、49仿形铣削加工方式仿形铣削加工方式立体轮廓垂直分行仿形立体轮廓垂直分行仿形如图如图8c8c所示，切削时主轴作连续的垂直进给，到型所示，切削时主轴作连续的垂直进给，到型腔端头时腔端头时工作台在水平方向作依次横向进给工作台在水平方向作依次横向进给，然后，然后主轴再作反向进给。主轴再作反向进给。a a）平面轮廓仿形）平面轮廓仿形 b b）立体轮廓水平分行仿形）立体轮廓水平分行仿形 c)c)立体轮廓垂直分行仿形立体轮廓垂直分行仿形 图图8 8 仿形加工方式仿形加工方式第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工50仿形铣削加工方式仿形铣削加工方式4 4 三维（立体）仿形三维（立体）仿形（空间曲面仿形）：
33、（空间曲面仿形）：X X、Y Y、Z Z三轴同时受控作随动进给的仿形方法。三轴同时受控作随动进给的仿形方法。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工选用哪种加工形式，应根据型腔的结构特点而定：选用哪种加工形式，应根据型腔的结构特点而定：主要考虑要将型面能全部仿形加工及取得较好的加主要考虑要将型面能全部仿形加工及取得较好的加工质量。工质量。例如：在型腔铣削时，例如：在型腔铣削时，周期进给的方向与半圆柱面的轴线方向平行，则加周期进给的方向与半圆柱面的轴线方向平行，则加工质量好。工质量好。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工三、仿形加工工艺三、仿形加工工艺1 1、靠模：包括材料的选用及其制造工艺
34、的问题。、靠模：包括材料的选用及其制造工艺的问题。（1 1）靠模种类：平面靠模和立体靠模）靠模种类：平面靠模和立体靠模平面靠模：用于平面轮廓仿形平面靠模：用于平面轮廓仿形立体靠模：用于三维复杂表面的仿形立体靠模：用于三维复杂表面的仿形（2 2）靠模材料：）靠模材料：非金属材料非金属材料:如木材、石膏、树脂如木材、石膏、树脂金属材料：钢、铸铁、铜合金、铝合金金属材料：钢、铸铁、铜合金、铝合金（3 3）制造工艺：）制造工艺：选择适当的制造方法，保证其尺寸、形状精度选择适当的制造方法，保证其尺寸、形状精度采用表面强化手段，确保使用过程不产生变形和磨损采用表面强化手段，确保使用过程不产生变形和磨损第三
35、章第三章模具的机械加工模具的机械加工2 2、仿形铣刀：、仿形铣刀：圆柱立铣刀：适合于型腔粗加工及要求型腔底部为清角的圆柱立铣刀：适合于型腔粗加工及要求型腔底部为清角的仿形加工，与圆柱形触头配用。仿形加工，与圆柱形触头配用。圆柱球头铣刀：适合于型腔底面与侧面有圆弧过渡的情形，圆柱球头铣刀：适合于型腔底面与侧面有圆弧过渡的情形，常用于型腔的半精加工和精加工。常用于型腔的半精加工和精加工。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工2 2、仿形铣刀：、仿形铣刀：锥形球头铣刀：它可对型腔侧面的出模斜度及底部过渡圆锥形球头铣刀：它可对型腔侧面的出模斜度及底部过渡圆角同时进行精加工，或对具有一定深度和较小的凹
36、圆弧进角同时进行精加工，或对具有一定深度和较小的凹圆弧进行加工。行加工。小型锥指铣刀：加工特别细小的花纹小型锥指铣刀：加工特别细小的花纹第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工不正确不正确 正确正确第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工3 3、仿形销、仿形销（1 1）结构设计要点（圆柱形仿形指、球头仿形指、圆锥球头）结构设计要点（圆柱形仿形指、球头仿形指、圆锥球头仿形指）：仿形指）：A:A:结构要点：结构要点：仿形触头的头部与靠模表面形状相适应，即触仿形触头的头部与靠模表面形状相适应，即触头倾斜角小于靠模工作面的最小斜角、触头头部半径小于靠头倾斜角小于靠模工作面的最小斜角、触头头部半径小于靠
37、模工作面的最小半径。模工作面的最小半径。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工57 b)d)仿形触头选择示意图仿形触头选择示意图）不正确）不正确）Rr不正确不正确第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工2 2、仿形销、仿形销B:仿形触头结构尺寸设计：仿形触头结构尺寸设计：仿形触头的形状应与铣刀形状相适应。仿形触头的形状应与铣刀形状相适应。仿形触头直径仿形触头直径D与铣刀直径与铣刀直径d的关系：的关系：D=d+2（Z+e)式中：式中：d铣刀直径铣刀直径e仿形触头偏移修正量，精仿时仿形触头偏移修正量，精仿时,e=0.050.1mmZ加加工工后后修修正正余余量量：Z0，留留有有半半精精加加工工或或
38、精精加加工工余余量；量；Z=0，精加工成型；，精加工成型；Z40mm d40mm的孔，的孔，对孔对孔进行粗加工、半精加工、锪进行粗加工、半精加工、锪沉孔或端面等。沉孔或端面等。镗镗刀刀第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 能自动补偿由刀具安装、能自动补偿由刀具安装、机床主轴偏差等造成的加工机床主轴偏差等造成的加工误差，能获得较高的加工精误差，能获得较高的加工精度，但度，但无法纠正孔的直线度无法纠正孔的直线度误差和位置误差。误差和位置误差。镗镗刀刀（2 2）浮动式双刃镗刀）浮动式双刃镗刀 适用于单件、小批生产加工直径较大的孔，适用于单件、小批生产加工直径较大的孔，特别适用于精镗直径大（特别适
39、用于精镗直径大（d200mmd200mm以上）而深的以上）而深的筒件和管件孔筒件和管件孔第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工1.1.单刃镗刀工艺特点单刃镗刀工艺特点（1 1）结构简单，有较大的灵活性和较强的适应性。）结构简单，有较大的灵活性和较强的适应性。（2 2）可以校正底孔轴线的偏斜和位置误差。）可以校正底孔轴线的偏斜和位置误差。（3 3）镗杆刚性差，切削用量小，生产效率低。）镗杆刚性差，切削用量小，生产效率低。2.2.浮动镗刀工艺特点浮动镗刀工艺特点（1 1）镗刀片径向浮动，加工精度高。）镗刀片径向浮动，加工精度高。（2 2）镗刀片有修光刃，表面加工质量高。）镗刀片有修光刃，表面加工
40、质量高。（3 3）镗刀片两切削刃同时工作，生产效率高。）镗刀片两切削刃同时工作，生产效率高。镗镗削削的的工工艺艺特特点点第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗削加工镗削加工1 1 单一表面孔的镗削加工单一表面孔的镗削加工(1(1）镗镗削削直直径径不不大大且且较较深深的的孔孔时时，可可将将镗镗刀刀安安装装在在镗镗轴轴上上，镗镗轴轴在在作作旋旋转转主主运运动动的的同同时时作作轴轴向向进进给给运运动动，如如图图(a)(a)所所示示。(2(2）镗镗削削直直径径较较大大且且较较浅浅的的孔孔时时，可可将将镗镗刀刀装装在在平平旋旋盘盘溜溜板板上上，平平旋旋盘盘作作旋旋转转时时，移移动动平平旋旋盘盘溜溜
41、板板带带动动镗镗刀刀切切入入一一定定深深度度后后，工作台再带动工件作进给运动，如图工作台再带动工件作进给运动，如图(b)(b)所示。所示。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗削加工镗削加工1 1 单一表面孔的镗削加工单一表面孔的镗削加工(3(3）加工端面时，刀具安装在平旋盘溜板上，平旋盘带动加工端面时，刀具安装在平旋盘溜板上，平旋盘带动镗刀旋转，同时刀具随平旋盘溜板作径向进给运动，如图镗刀旋转，同时刀具随平旋盘溜板作径向进给运动，如图9-9-6(c)6(c)所示。所示。(4(4）钻孔、扩孔时，在主轴上依次安装钻头、扩孔钻、钻孔、扩孔时，在主轴上依次安装钻头、扩孔钻、铰刀等，主轴作旋转运
42、动的同时作进给运动，即可完成对小孔铰刀等，主轴作旋转运动的同时作进给运动，即可完成对小孔的加工，如图的加工，如图9-6(d)9-6(d)所示。所示。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗削加工镗削加工1 1 单一表面孔的镗削加工单一表面孔的镗削加工(5(5）镗削螺纹时，将螺纹镗刀通过特制刀架安装在平旋盘溜）镗削螺纹时，将螺纹镗刀通过特制刀架安装在平旋盘溜板上，由平旋盘带动刀具旋转，工作台带动工件严格按刀具一板上，由平旋盘带动刀具旋转，工作台带动工件严格按刀具一转移动一个导程的规律作进给运动，如图转移动一个导程的规律作进给运动，如图9-6(e)9-6(e)所示。所示。图图9-9-6(f)6
43、(f)为加工较长内螺纹的示意图。为加工较长内螺纹的示意图。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗镗 床床主主要要用用镗镗刀刀在在工工件件上上加加工工已已有有预预制制孔孔的的机机床床称称为为镗镗床床。通通常常，镗镗刀刀旋旋转转为为主主运运动动，镗镗刀刀或或工工件件的的移移动动为为进进给给运运动动。镗镗床床种种类类很很多多，主主要要有有立立式式镗镗床床、卧卧式镗床、坐标镗床、式镗床、坐标镗床、落地镗床、精镗床等。落地镗床、精镗床等。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 1 1 卧式镗床卧式镗床 主要组成部件主要组成部件 卧卧式式镗镗床床由由床床身身、主主轴轴箱箱、工工作作台台、平平旋旋盘
44、盘和和前前、后后立立柱等组成。柱等组成。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 1 1 坐标镗床坐标镗床具具有有精精密密坐坐标标定定位位装装置置的的镗镗床床称称为为坐坐标标镗镗床床。它它主主要要用用于于镗削尺寸、形状和位置精度要求较高的孔系。镗削尺寸、形状和位置精度要求较高的孔系。立式单柱坐标镗床立式单柱坐标镗床 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 1 1 落地镗床落地镗床落地镗床属于重型机床，主要用于加工大而重的工件。落地镗床属于重型机床，主要用于加工大而重的工件。落地镗床的规格以镗轴直径表示，其镗轴一般在落地镗床的规格以镗轴直径表示，其镗轴一般在125 mm125 mm以上。以上。
45、这种机床的布局特点主要是没有工作台，被加工件直接安装在这种机床的布局特点主要是没有工作台，被加工件直接安装在落地镗床的平台上，加工过程中的调整运动和工作运动全部由落地镗床的平台上，加工过程中的调整运动和工作运动全部由刀具完成。刀具完成。立式单柱坐标镗床立式单柱坐标镗床 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗削加工的特点镗削加工的特点(1(1）镗镗床床有有多多个个部部件件都都能能作作进进给给运运动动，使使其其在在工工艺艺上上具具有有多多功功能能性性，显显示示出出较较强强的的适适应应能能力力，不不但但可可以以加加工工圆圆柱柱孔孔、平平面面、V V形形槽槽、螺螺纹纹以以及及中中心心孔孔等等零零
46、件件表表面面，还还能能加加工工多多种种零零件，件，方便实现孔系的加工。方便实现孔系的加工。(2(2）镗镗削削加加工工以以刀刀具具的的旋旋转转作作为为主主运运动动，与与以以工工件件旋旋转转为为主主运运动动的的加加工工方方式式相相比比，特特别别适适合合加加工工箱箱体体、机机架架等等结结构构复杂的大型零件。复杂的大型零件。(3(3）镗孔的最大特点是能够修正上道工序造成的孔轴线）镗孔的最大特点是能够修正上道工序造成的孔轴线偏移、偏移、歪斜等缺陷。歪斜等缺陷。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗削加工的特点镗削加工的特点(4(4）适应范围广）适应范围广 镗削既可加工通孔也可加工盲孔。可在钻孔、铸
47、孔和镗削既可加工通孔也可加工盲孔。可在钻孔、铸孔和锻孔基础上进行，主要用于箱体、机架等结构复杂的大中型锻孔基础上进行，主要用于箱体、机架等结构复杂的大中型零件上的孔与孔系加工。设有坐标测量装置，容易保证孔与零件上的孔与孔系加工。设有坐标测量装置，容易保证孔与孔之间、孔与基准平面之间的尺寸精度和位置精度。孔之间、孔与基准平面之间的尺寸精度和位置精度。(5(5）加工质量受镗刀杆尺寸影响）加工质量受镗刀杆尺寸影响 由于镗刀和镗杆直径受孔径与孔深限制，刚度差，由于镗刀和镗杆直径受孔径与孔深限制，刚度差，易产生变形和振动，孔的加工精度和表面粗糙度受到较大影易产生变形和振动，孔的加工精度和表面粗糙度受到较
48、大影响。响。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 镗削加工的特点镗削加工的特点(6(6）生产效率低）生产效率低 为减少镗杆的弯曲变形，需采用较小的背吃刀量和为减少镗杆的弯曲变形，需采用较小的背吃刀量和进给量进行切削，不能高速切削和强力切削。进给量进行切削，不能高速切削和强力切削。从镗刀结构看，其切削刃少，并且切削液的注入和排从镗刀结构看，其切削刃少，并且切削液的注入和排屑困难，切削效率低。屑困难，切削效率低。(7(7）工件装夹次数少）工件装夹次数少 能在工件的一次安装中完成粗加工、半精加工和精能在工件的一次安装中完成粗加工、半精加工和精加工等多工序的加工，减小了因多次装夹而带来的误差，保加
49、工等多工序的加工，减小了因多次装夹而带来的误差，保证加工精度。证加工精度。第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工第七章第七章 磨削加工磨削加工磨削是用磨削是用带有磨粒的工具带有磨粒的工具对工件进行加工的方法。对工件进行加工的方法。磨削是用于零件磨削是用于零件精加工和超精加工精加工和超精加工的切削加工方法。的切削加工方法。尺寸精度可达尺寸精度可达IT5IT6。表面粗糙度能达到表面粗糙度能达到0.80.04.砂轮砂轮 ：磨料结合剂：磨料结合剂+气孔气孔砂轮特性决定于五要素：砂轮特性决定于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度和磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。组织。1、磨具的特性与选用磨具的特性与选用3
50、.5 3.5 磨削加工磨削加工第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工杯形砂轮 碗形砂轮 筒形砂轮 蝶形砂轮 平形砂轮 第三章第三章模具的机械加工模具的机械加工 磨料磨料 锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性 1 1、刚玉系（主要成份、刚玉系（主要成份AlAl2 2O O3 3）棕刚玉（棕刚玉（A A）：硬度低，韧性较好，廉价。磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁）：硬度低，韧性较好，廉价。磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁 白刚玉（白刚玉（WAWA）：硬度高，韧性差，磨粒锋利，价格高。磨淬火钢、高速钢、）：硬度高，韧性差，磨粒锋利，价格高。磨淬火钢、高速钢、高碳钢高