1、1 / 341.模具零件的機械加工零件常用的傳統機械加工方法 機械加工方法廣泛運用于模具制造。 對凸模、 凹模等模具的工作零件， 即使采用 其它工藝方法 (如特殊加工 )加工，也仍然有部分工序要由機械加工方法來完成。 根據模具設計的結構要求不同和工廠的設備條件， 模具的機械加工大致有以下幾 種情況：(1)用車、銑、刨、鉆、磨等通用機床加工模具零件， 然后進行必要的鉗工修配， 裝配成各種模具。 這種加工方式， 工件上被加工表面的形狀、 尺寸多由鉗工劃線 來保證，對工人的技術水平要求較高，勞動強度大，生產效率低，模具制造周期 長，成本高。一般在設備條件較差、模具精度要求低的情況下采用。(2)精度要

2、求高的模具零件， 只用普通機床加工難以保證高的加工精度， 因而需 要采用精密機床進行加工。用于模具加工的精密機床有坐標鏜床、坐標磨床等， 這些設備多用于加工固定板上的凸模固定孔， 模座上的導柱和導套孔， 某些凸模 和凹模的刃口輪廓。 形狀復雜的空間曲面， 則采用仿形銑床進行加工， 它們是提 高模具精度不可缺少的普通加工手段。(3)為了使模具零件特別是形狀復雜的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趨自動 化，減少鉗工修配的工作量，需采用數控機床 ( 如三坐標數控銑床、加工中心、 數控磨床等設備 ) 加工模具零件。由于數控加工對工人的操作技能要求低，成品 率高，加工精度高，生產率高，節省工裝，工程管理容易

3、，對設計更改的適應性 強，可以實現多機床管理等一系列優點，因此，對實現機械加工自動化，使模具 生產更加合理、 省力， 改變模具機械加工的傳統方式具有十分重要的意義， 是今 后模具加工的必然發展方向。用機械加工方法制造模具， 在工藝上要充分考慮模具零件的材料、 結構形狀、 尺 寸、精度和使用壽命等方面的不同要求， 采用合理的加工方法和工藝路線， 盡可 能通過加工設備來保證模具的加工質量， 提高生產效率和降低成本。 要特別注意， 在設計和制造模具時， 不能盲目追求模具的加工精度和使用壽命， 應根據模具所 加工制件的質量要求和產量， 確定合理的模具精度和壽命， 否則就會使制造費用 增加，經濟效益下降

4、。2.1.1 車削加工1車削加工的特點及應用 車削加工是在車床上利用車刀對工件的旋轉表面進行切削加工的方法。 車削加工 時，工件的回轉運動為主運動， 車刀相對工件的移動為進給運動。 它主要用來加 工各種軸類、 套筒類及盤類零件上的旋轉表面和螺旋面， 其中包括：內外圓柱面、 內外圓錐面、內外螺紋、成型回轉面、端面、溝槽以及滾花等。此2 / 34外，還可以鉆 孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋等。車削加工精度一般為 IT8IT7 ,表面粗糙度為 Ra6.3 1.6 卩 m;精車時，加工精度可達 IT6IT5，粗糙度可達 Ra0.40.1 卩m 車削加工的特點是：加工范圍廣,適應性強,不但可以加工鋼、鑄鐵及其合

5、金, 還可以加工銅、鋁等有色金屬和某些非金屬材料， 不但可以加工單一軸線的零件， 采用四爪卡盤或花盤等裝置改變工件的安裝位置， 也可以加工曲軸、 偏心輪或盤 形凸輪等多軸線的零件 ; 生產率高；刀具簡單，其制造、刃磨和安裝都比較方便。 由于上述特點，車削加工無論在單件、 小批，還是大批大量生產以及在機械的維 護修理方面，都占有重要的地位。2車床車床 (Lathe) 的種類很多，按結構和用途可分為臥式車床、立式車床、仿形及多 刀車床、自動和半自動車床、儀表車床和數控車床等。其中臥式車床應用最廣， 是其他各類車床的基礎。常用的臥式車床有 C6132A C6136 C6140 等幾種。2.1.2 銑

6、削加工1銑削加工的范圍及其特點1) 銑削加工的范圍銑削主要用來對各種平面、 各類溝槽等進行粗加工和半精加工， 用成型銑刀也可 以加工出固定的曲面。其加工精度一般可達 IT9IT7,表面粗糙度為 Ra6.3 1.6 卩 m由于銑削方式、 銑刀類型和形狀的多樣性， 再配以“分度頭”、 “圓形工作臺” 等附件，擴大了銑削的加工范圍，使應用更加廣泛。概括而言，可以銑削平面、 臺階面、成型曲面、螺旋面、鍵槽、T 形槽、燕尾槽、螺紋、齒形等。2) 銑削加工的特點銑削加工的特點具體如下：(1)生產率較高 :銑刀為多齒刀具，在銑削時，由于同時參加切削的切削刃數量 較多，切削刃作用的總長度長， 因而銑削的生產率

7、較高， 有利于切削速度的提高。(2)銑削過程不平穩： 由于銑刀刀齒的切入和切出， 使同時參加工作的切削刃數 量發生變化， 致使切削面積變化較大， 切削力產生較大的波動， 容易使切削過程 產生沖擊和振動，因而限制了表面質量的提高。(3)刀齒散熱較好 :由于每個刀齒是間歇工作，刀齒在從工件切出至切入的時間 間隔內，可以得到一定的冷卻， 散熱條件較好。 但是，刀齒在切入和切出工件時， 產生的沖擊和振動會加速刀具的磨損， 使刀具耐用度降低， 甚至可能引起硬質合 金刀片的碎裂。 因此，銑削時，若采用切削液對刀具進行冷卻， 則必須連續澆注， 以免產生較大的熱應力。2銑床1 )臥式銑床 臥式銑床的主軸是水平

8、的， 與工作臺臺面平行， 為了適應銑螺旋槽等工作， 有的 臥式銑床的工作臺還可在水平面內旋轉一定的角度， 這就是萬能臥式銑床。臥銑 時，工件的平面是由銑刀外圓柱面上的刀刃形成的 ( 稱為周銑法 ) 。2)立式銑床 立式銑床的主軸與工作臺臺面垂直。 為了擴大加工范圍， 有的立式銑床的主軸還 能在垂直面內旋轉一定的角度。 立銑時，工件的平面是由銑刀的端面刀刃形成的(稱為端銑法)。立式銑床的其他部分與臥式銑床的相似。2.1.3 刨削加工1刨削加工的范圍及其特點刨削是使用刨刀在刨床上進行切削加工的方法，主要用來加工各種平面、溝槽和 齒條、3 / 34直齒輪、花鍵等母線是直線的成型面。刨削比銑削平穩，但

9、加工精度較低， 其加工精度一般為 IT10IT8，表面粗糙度為 Ra6.31.6 卩 m刨削加工的特點是：因加工時，主運動是刀具(或工件)的往復直線運動，換向時 要克服較大的慣性力，從而限制了主運動速度的提高；回程不進行切削，而且刨 刀是單刃刀具，一個表面往往要經過多次行程才能加工出來，所以生產率較低；刨削為間斷切削，刀具在切入和切出工件時受到沖擊和振動， 容易損壞。因此， 在大批量生產中應用較少，常被生產率較高的銑削、拉削加工代替。2.刨床1) 牛頭刨床牛頭刨床因其滑枕刀架形似“牛頭”而得名。一般由床身、滑枕、底座、橫梁、 工作臺和刀架等部件組成。刨床的主運動是滑枕的往復運動；進給運動是工作

10、臺在橫梁導軌上的間歇直線移 動。此外，橫梁可連同工作臺沿床身豎直導軌作升降調整運動；刀架可作一定量的上下移動，并可以偏轉一定的角度，以適應背吃刀量的調整和角度的刨削。牛頭刨床主要刨削中、小型零件的各種平面及溝槽，適用于單件、小批生產的工 廠及維修車間。2) 龍門刨床龍門刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各種平面、溝槽以及各種導軌 面，也可在工作臺上一次裝夾多個零件同時進行加工。其主運動是零件隨工作臺 的直線往復運動，進給運動是刀架帶動刨刀作橫向或垂直的間歇運動。2.1.4 鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削都是加工孔的方法。鉆削包括鉆孔、擴孔、鉸孔和锪孔。其中，鉆孔、 擴孔和鉸孔分別屬于孔的粗加工、

11、半精加工和精加工，俗稱“鉆一擴一鉸”。鉆 孔精度較低，為了提高精度和表面質量，鉆孔后還要繼續進行擴孔和鉸孔。 鉆削 加工是在鉆床上進行的。鏜削是利用鏜刀在鏜床上對工件上的預制孔進行后續加 工的一種切削加工方法。1.鉆削加工1)鉆削加工的特點(1) 鉆孔鉆孔(Drili ng)是用鉆頭在實體工件上鉆出孔的方法，常用的鉆頭是麻花鉆。鉆 孔時，首先根據孔徑大小選擇鉆頭。一般，當孔徑小于 30 mm 寸，可一次鉆出；大 于 30 mm時，應先鉆出一小孔，然后再用擴孔鉆將其擴大。鉆削是一種半封閉式切削，排屑困難，又難于冷卻潤滑，而且鉆削力較大。所以， 鉆削時溫度易升高，刀具易磨損。用麻花鉆 (Teist

12、 Drill)加工的孔精度較低，表面較粗糙，其加工精度一般為 IT13IT12，表面粗糙度為 Ra12.56.3 卩 m 生產效率較高。因此，鉆孔主要用于加工精度要求不高以及精度較高的孔的預加 工。(2) 擴孔對已有孔進行擴大的加工方法稱為擴孔(Core Driuing)，僅為了擴大孔的直徑的 擴孔可用麻花鉆，在擴大孔的直徑的同時提高孔形位精度的擴孔采用專門的擴孔 鉆。擴孔鉆的切削刃比一般鉆頭多，有 3、4 個，無橫刃，其頂端是平的，螺旋 槽較淺，所以剛性好，不易變形，導向性能好，切削較平穩，因而擴出的孔的精 度和表面質量較好。其加工精度一般為 IT10IT8，表面粗糙度為 Ra6.33.2

13、卩 m 擴孔可作為要求不高孔的最終加工， 也可作為精加工(如鉸孔)前的預加工。(3)鉸孔4 / 34鉸孔(Reami ng)是用鉸刀在擴孔或半精鏜后的孔壁上切除微量金屬層，以提高孔 的尺寸精度和減小表面粗糙度值的一種精加工方法。鉸刀(Reamev)是多刃切削刀具，有 612 個切削刃，鉸孔時導向性好。鉸刀刀齒的齒槽很淺，鉸刀的橫截面大，剛性好，加工精度可達 IT7IT6，表面粗糙度為 Ra0.80.4 卩 m 鉸 刀有手用鉸刀和機用鉸刀兩種，手用鉸刀工作部分較長，機用鉸刀工作部分較短(4)锪孔锪孔是指在已加工孔上加工圓錐形沉頭孔、圓柱形沉頭孔和端面凸臺的方法。锪 孔用的刀具統稱為锪鉆。锪鉆大多

14、用高速鋼制造，只有加工大直徑的端面凸臺時 用硬質合金制造，采用裝配式結構。2)鉆床工廠中常用的鉆床(Drilling Machine)有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。(1)臺式鉆床臺式鉆床簡稱臺鉆。它是一種加工小孔的小型鉆床。臺鉆主軸的進給運動用手動操作。臺鉆結構簡單，操作方便，適于加工小型零件上直徑小于等于 13 mm 的孔。(2) 立式鉆床立式鉆床簡稱立鉆(Drill Vertical)。立鉆的主軸軸線垂直布置，且位置固定。其規格用最大鉆孔直徑表示，常用的有 25 mm 35 mm 40 mm 50 mm 等幾種。 與臺鉆相比，立鉆剛性好，功率大，允許選用較大的切削用量，因而生產率高。 由

15、于立式鉆床的主軸位置不能調整，只能通過移動工件位置來使被加工孔的中心 與主軸中心對準，對于大而重的工件，操作很不方便。因此，它常用于加工單件、小批生產中的中、小型工件。(3) 搖臂鉆床搖臂鉆床(BeamDrill)有一個能繞立柱旋轉和上、下升降的搖臂，同時主軸箱可 沿搖臂上的導軌橫向移動。因此，工作時，不需移動工件，就能很方便地調整主 軸相對于工件的位置。而且，搖臂鉆床上還設有立柱、搖臂和主軸箱的鎖緊機構。 當主軸位置調整好后，可將它們快速鎖緊。搖臂鉆床適用于加工笨重和多孔的工 件。2 鏜削加工1) 鏜削加工的特點鏜削可以對工件上的通孔和盲孔進行粗加工、 半精加工和精加工。與鉆削相比較， 鏜孔

16、可加工直徑較大、精度較高的孔。而且，各孔軸線間的同軸度、平行度、垂直度等位置精度和尺寸精度都較高。因此，鏜孔適宜加工箱體、機架等結構復雜和尺寸較大的工件上的孔及孔系。在鏜床上鏜孔和在車床上車孔類似， 鏜刀與車孔刀基本相同，區別在于主運動不 同。在鏜床上鏜孔時，主運動是鏜刀的旋轉運動，進給運動是工件或鏜刀的移動。 鏜孔與其他孔的加工方法比較，最突出的優點是用一種鏜刀可以加工一定范圍內 各種不同直徑的孔，特別是大直徑孔，幾乎是可供選擇的惟一方法。2)鏜床鏜床有臥式鏜床、 立式鏜床、深孔鏜床和坐標鏜床之分， 應用最廣的是臥式鏜床。2.1.5 磨削加工1 磨削加工的范圍及其特點（1）加工精度高。 由于

17、砂輪表面有數量眾多的鋒利磨粒， 通過精細修整后的磨粒具有微刃等高性，磨削厚度很小，除了切削作用外， 還有擠壓、拋光作用。而且， 磨5 / 34床回轉精度很高， 工作臺縱向運動精度高， 橫向實現微量進給， 保證了精密加 工的順利進行。因此，磨削加工精度一般可達 IT6IT4，表面粗糙度為 Ra0.8 0.1 卩 m當采用高精度磨床時，粗糙度可達 Ra0.10.08 卩 m（2）工件的硬度高。 磨削用的砂輪是由許多細小而且極硬的磨粒用接合劑粘接 而成的多孔體， 由于砂輪磨粒本身具有很高的硬度和耐熱性， 因此， 磨削不但可 以加工碳鋼和鑄鐵等常用金屬材料， 還可以加工一些用一般的金屬切削刀具很難 加

18、工的高硬度材料，如淬火鋼、硬質合金、陶瓷等。但不適于加工硬度低而塑性 好的有色金屬材料， 因為磨削這些材料時， 切屑容易堵塞磨粒之間的空隙， 使砂 輪失去切削的能力。（3）磨削溫度高。 由于磨削速度很高， 磨粒的切削刃又較鈍， 使磨粒與工件間產 生劇烈摩擦， 加工中將產生大量的切削熱， 而砂輪的導熱性又較差， 因此在砂輪與工件的接觸處，瞬時溫度高達 8001000C。所以，磨削時要有充足的冷卻 液，同時冷卻液還可以起到排屑和潤滑作用。磨削加工主要用于零件的內外圓柱面、內外圓錐面、平面和成型面 （ 如花鍵、螺 紋、齒輪等 ） 的精加工，以獲得較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度。2磨床磨床（Grinders）是指用磨具（如砂輪）或磨料加工工件表面的機床，廣泛應用于 工件的精加工， 尤其是淬硬鋼件及其他高硬度特殊材料的精加工。 通常， 砂輪的 高速旋轉運動為主運動，工件的旋轉與移動或磨具的移動為進給運動。磨床的類型很多，主要有平面磨床、外圓磨床、內圓磨床、無心磨床、工具磨床及各種 專門化磨床 （曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、導軌磨床 ）等。常用的 是平面磨床和外圓磨床。2.1.6 加工方法的選擇2.1.6.1 回轉面加工方法的選擇每一種回轉面都有很多加工方法， 具體選擇時應根據零件的材料、 毛胚種類、 結 構形狀、尺寸、加工精度、粗糙度、技術要求、生產類型及工廠的生產條