机械制造工艺装备项目4模具工作零件加工工艺装备

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1、项目4模具工作零件加工工艺装备（1）项目要求如图4.1、图4.2所示为一副托板冲模的凹模和凸模，材料为CrWMn，淬火硬度分别为HRC60～64和HRC56～60，凹模的刃口尺寸有公差，凸模的刃口尺寸按凹横刃口实际尺寸配作。模具零件的生产性质为单件生产，确定加工这副冲压模具工作零件（凹模、凸模）的工艺过程及工艺装备。图4.1托板落料凹模图4.2托板落料凸模（2）项目分析1）模具工作零件（凸模及凹模）的工艺分析凹模和凸模是模具的工作零件，它们直接与制品材料相接触，完成材料的成形过程。一般其主要特点

2、是形状复杂多样，精度高，热处理硬度要求高，表面粗糙度小，通常还需要配作。常用的加工方法有机械加工、电火花加工（电火花成形加工、电火花线切割加工）、数控加工等。本项目主要讨论前两种加工方法。该凹模及凸模刃口形状由直线及圆弧组成，凹模刃口尺寸标有公差，凸模刃口尺寸没有标注公差，加工时要按凹模刃口实际尺寸及冲裁间隙配作。凹模刃口轮廓属于内表面，采用线切割加工较合适；而凸模刃口轮廓属于外表面，可采用成形磨削加工。它们都是在工件淬硬后进行。2）毛坯的选择凹模及凸模的材料为CrWMn，属低变形冷作模具钢。为

3、保证模具的质量和使用寿命，毛坯采用锻件。为便用机械加工，毛坯的形状采用六面体。根据基准重合及便于装夹的原则，凹模和凸模都选平面及两个相互垂直的侧面作为定位及加工的基准面。3）工艺路线的拟订凹模和凸模机械加工工艺路线见表4.1和表4.2。4）成形磨削加工常用的工具、夹具、量具对于模具工作零件如凸模、凹模、型芯、型腔等，一般要求要有高硬度、高耐磨、高精度、高表面粗糙度（Ra数值要小），加工过程中常采用淬火等热处理工艺，淬火后硬度提高给精加工有带来一定的困难，成形磨削就是工件淬硬后，精加工常采用的方

4、法之一。工具、夹具、量具的选择直接影响工件的加工精度、生产率和制造成本，应根据不同情况适当选择。成形磨削零件加工常用的工具、夹具和量具见表4.3。5）电火花加工常用的工具、夹具、量具与机械加工相比，因电火花加工的显著特点是加工难度与工件材料硬度无关，加工中不存在显著的机械力，加工变形小，所以是模具工作零件的主要加工方法之一。相对来说，电火花加工中装夹工件的夹具比机械加工用的夹具要简单些。电火花加工常用的工具、夹具和量具见表4.4。任务4.2成形磨削方法磨削加工是模具工件或机械零件加工工

5、艺过程中的精加工工序或最终工序。因此，经磨削后的加工面必须保证加工面的粗糙度要求，保证加工面的形状、尺寸、位置精度符合设计精度的要求。成形磨削用来对模具的工作零件进行精加工，主要用于加工凸模及镶拼式凹模的工作型面。采用成形磨削加工模具零件，可获得高精度的尺寸及形状精度，良好的表面质量；可加工淬硬钢和硬质合金。成形磨削一般安排在工件淬火后进行，这样减少热处理后的变形现象。与其他工艺系统一样，夹具也是磨削工艺系统中的关键技术。形状复杂的模具零件或机械零件，一般都是由若干平面、斜面和圆弧面所组成，如图

6、4.3所示。成形磨削的原理，即是把零件的轮廓分解成若干直线和圆弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，使其联接圆滑、光整，并达到图样的技术要求。图4.3复杂模具零件的形状（1）成形砂轮磨削法这种方法是利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与工件型面完全吻合的形状，然后再用此砂轮对工件进行磨削，使其获得所需的形状，如图4.4（a）所示。利用成形砂轮对工件进行磨削是一种简单有效的方法，可使磨削生产效率高，但砂轮消耗较大。修整砂轮的夹具主要有修整角度砂轮夹具、修整圆弧砂轮夹具、万能修整砂轮夹具及靠模修整砂轮夹具等。成形

7、磨削的方法主要有两种，如图4.4所示。图4.4成形磨削的两种方法（2）夹具磨削法将工件按一定的条件装在专用夹具上，在加工过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位置，从而使工件获得所需的形状，如图4.4（b）所示。利用夹具磨削法对工件进行磨削其加工精度很高，甚至可达到零件具有互换性。成形磨削的专用夹具主要有磨平面及斜面用夹具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具等。上述两种磨削方法，虽然各有特点，但在加工模具零件时，为了保证零件质量，提高生产率、降低成本，往往需要两者联合使用。并且将专用夹具与成

8、形砂轮配合使用时，常可方便地磨削出形状复杂的工件。成形磨削所使用的设备，可以是特殊专用磨床，如成形磨床，也可以是一般平面磨床。由于设备条件的限制，利用一般平面磨床并借助专用夹具及成形砂轮进行成形磨削的方法，在模具零件的制造中占有很重要的地位。而在一般大中型工厂及专业模具工厂，常利用成形磨床进行磨削，即在成形磨床的夹具工作台上，安装有万能夹具，必要时再配合成形砂轮，可磨削由圆弧及直线组成的复杂模具零件表面，其加工精度高、表面粗糙度低。任务4.3修整成形砂轮的夹具及应用(1)用挤压轮修整成形砂轮夹具