模具设计与制造 第2版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 李奇 朱江峰 10.2-3.pptVIP

10．2 模具零件毛坯选择 毛坯的形状和特性，在很大程度上决定着模具制造过程中工序的多少，机械加工的难易程度，材料消耗量的大小及模具的质量和寿命，因此，正确选择毛坯具有重要的技术经济意义。 模具加工中，常用的毛坯种类有：铸件、锻件、冲压件、焊接件等。选择毛坯种类时，主要考虑下列因素： （1）模具图纸的规定 有些模具零件在图纸设计时就规定了毛坯的种类。如模架采用铸件；碟形弹簧采用冲压件；部分导套、推杆采用冷挤压件等。 （2）模具零件的结构形状和几何尺寸 模具零件的结构特性和尺寸大小决定了毛坯的种类。如图纸毛坯直径超过最大圆钢直径、或台阶轴毛坯的外圆直径相差悬殊时应采用锻件；模块太厚无法用钢板气割时也用锻件；大型模具（例如汽车覆盖件）采用合金铸件等。 （3）生产批量 专业化生产中，模架及其他一部分标准件（如推杆、卸料螺钉等），为提高生产效率，降低加工成本，可采用一些特殊的手段（如模锻、冷挤压、精铸等）来获得毛坯。 （4）模具零件的材料及对材料组织和力学性能的要求 在多数情况下，此项要求是决定毛坯种类的主要因素。模具制造时，为了保证模具的质量和使用寿命，往往规定模具的主要零件（例如凸、凹模）采用锻造方法获得毛坯。通过锻造，使零件材料内部组织细密、碳化物分布和流线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命。因此毛坯准备时对重要的模具零件材料应进行相应的化学成分分析和力学性能测定。 （1）毛坯尺寸的确定 毛坯尺寸通常是根据模具零件的尺寸加适当的加工余量确定的。首先，模具零件毛坯应考虑为模具加工提供方便，应尽可能根据所需的尺寸确定毛坯，以免浪费加工工时，提高模具制造成本；同时，确定毛坯尺寸还要考虑到毛坯在制造过程中产生的各种缺陷（例如锻造夹层、裂纹、脱碳层、氧化皮、表面不平度等）影响，在加工时必须完全去除，以免影响模具质量。 （2）毛坯形状的确定 毛坯的形状应尽可能与模具形状一致，以减少机械加工的工作量。但有时为了适应加工过程中的工艺要求，在确定毛坯形状时，需作一些小的调整。下面列举一些常见确定毛坯形状的方法。 为了加工时工件的装夹方便，有时工件需有工艺搭子。如图10.2所示凸模，为了保证磨削时Ф10与Ф14同轴，在加工时，在凸模左端设有一Ф10×10的工艺搭子。在磨削时，将一夹箍夹持在工艺搭子上，通过磨床的拨杆带动其旋转，从而一次完成外圆磨削。 为了提高机械加工生产率，提高材料的利用率，减少材料消耗，有些小零件的毛坯常做成一坯多件。如图10.3所示零件，可以将三件毛坯合锻在一件中，待加工后再切割分离成单个零件。 为了降低加工难度，有些模具零件在准备毛坯时，人为增加一部分，待加工后再去除，如图10.4 a所示零件，在加工R15半圆时，比较困难，可用图10.4 b所示的毛坯进行加工，加工后去除上半部分即成。 10．3 模具的主要加工方法 1．常规机械加工； 2．特种加工； 3．塑性加工； 4．铸造； 5．焊接。 将模具材料（金属或非金属）加工成模具的方法，主要有常规机械加工、特种加工以及塑性加工、铸造和焊接加工方法等。由于本书针对的是非模具专业的学生，为此仅详细介绍模具的常规机械加工、特种加工方法。 1．常规机械加工 常规机械加工（即传统的切削与磨削加工）是模具制造中不可缺少的一种重要的加工方法。即使是用其他加工方法制造模具，也需要采用切削或磨削加工来完成某些工作。例如模架加工、模坯加工、模具型面加工以及孔类加工等。 常规机械加工的明显特点是加工精度高、生产效率高，而且用相同的机床和工具可以加工出各种形状和尺寸的工件。但是，用常规机械加工方法加工复杂的形状时，其加工速度很慢，硬的材料也难于加工；材料的利用率不高；而且还要求有熟练的操作工人。尽管如此，在模具制造过程中常规机械加工仍然是主要的加工手段。 特种加工是有别于常规机械加工方法的非传统加工方法，也称电加工。从广义上来说，特种加工是指那些不需要用比工件更硬的工具，也不需要在加工过程中施加明显的机械力，而是直接利用电能、化学能、声能、光能等来除去工件上的多余部分，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法，其中包括电火花成形加工、电火花线切割加工、电解加工、电化学抛光、电解磨削、电铸、化学蚀刻、超声波加工、激光加工等。 特种加工相对于常规机械加工，有如下特点： 1） 加工情况与工件的硬度无关，可以实现以柔克刚。 2） 工具与工件一般不接触，加工过程不必施加明显的机械力。 3） 可加工各种复杂形状的零件。 4） 易于实现加工过程自动化。 正因为特种加工有上述这些可贵的特点，所以特种加工在