模具制造的技术.ppt

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1、书名：模具制造技术 ISBN：978-7-111-27940-2作者：出版社：机械工业出版社本书配有电子课件模具制造技术ppt 课件第2章 模具零件的常规切削加工 模具制造技术ppt 课件掌握掌握掌握掌握模具工作零件的机械模具工作零件的机械模具工作零件的机械模具工作零件的机械加工方法加工方法加工方法加工方法(车削、铣削车削、铣削车削、铣削车削、铣削等等等等)；了解了解了解了解模具工作零件模具工作零件模具工作零件模具工作零件加工的成型加工的成型加工的成型加工的成型磨削加工方法及应用磨削加工方法及应用磨削加工方法及应用磨削加工方法及应用；了解了解了解了解坐标镗床和坐标磨床的加工。坐标镗床和坐标磨床

2、的加工。坐标镗床和坐标磨床的加工。坐标镗床和坐标磨床的加工。本章的学习目的与要求：模具制造技术ppt 课件重点：模具工作零件的机械加工方法模具工作零件的机械加工方法模具工作零件的机械加工方法模具工作零件的机械加工方法(车削、铣削车削、铣削车削、铣削车削、铣削)；模具工作零件模具工作零件模具工作零件模具工作零件的成型的成型的成型的成型磨削加工方法。磨削加工方法。磨削加工方法。磨削加工方法。模具工作零件模具工作零件模具工作零件模具工作零件的的的的坐标镗床和坐标磨床的加工坐标镗床和坐标磨床的加工难点：难点：模具工作零件模具工作零件模具工作零件模具工作零件加工的成型加工的成型加工的成型加工的成型磨削加

3、工方法及应用。磨削加工方法及应用。磨削加工方法及应用。磨削加工方法及应用。模具制造技术ppt 课件本章主要介绍模具工作零件的加工方法本章主要介绍模具工作零件的加工方法 模具零件（按其功用）结构件结构件（导柱、导套、模座、滑块、顶杆等）大部分是标准件联结件联结件（螺栓、螺母、定位销等）。工作件工作件（凸模、凹模、型腔、型芯等）工作件是整套模具中的主要零件也是核心零件，形状最复杂，要求最高，制造难度最大。在模具的开发、设计和制造工艺中都把工作件作为主要对象进行研究。模具制造技术ppt 课件加工的形状较为简单，效率不高，对回转面和平面的加工很实用，尤其在圆轴类、圆盘类、板类以及直槽类型面的加工中得到

4、广泛使用。2.1 车削加工车削加工模具工作零件的机械加工普通机床加工车削铣削刨削磨削钻削插削特点车床的种类卧式车床 通用性最好，应用广泛其他车床车削加工设备：车床模具制造技术ppt 课件 轴类、圆盘类零件指模具工作件中外形较为规则的凸模、凹轴类、圆盘类零件指模具工作件中外形较为规则的凸模、凹模、型芯和型腔等，通常这些零件的回转表面采用车削完成粗、模、型芯和型腔等，通常这些零件的回转表面采用车削完成粗、精加工，精度可达精加工，精度可达IT6IT8，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为1.60.8m，经，经济实用，如图济实用，如图21所示。对要求较高的工作面与配合面需要磨所示。对要求较高的工作面与配合面

5、需要磨削加工。削加工。图21 轴类、圆盘类零件加工 1局部圆弧面的加工局部圆弧面的加工a）b）a）b）图22 带局部圆弧的工件 图23 局部圆弧面的车削加工 a）外圆弧 b）内圆弧 a）车外圆弧 b）车内圆弧 如图如图22所示带局部圆弧面的零件，在凸模加工中时有出现。为了保证模具准确对合，必须保证对合面所示带局部圆弧面的零件，在凸模加工中时有出现。为了保证模具准确对合，必须保证对合面圆弧半径的尺寸精度。加工时可在花盘上找正工件和用百分表控制精度，见图圆弧半径的尺寸精度。加工时可在花盘上找正工件和用百分表控制精度，见图23所示。有时也采用先加工所示。有时也采用先加工一个完整圆盘，再用电火花线切割

6、等方法取出一个或几个模块。一个完整圆盘，再用电火花线切割等方法取出一个或几个模块。2型面的加工型面的加工 在普通车床上加工型面有两种原理：一是改变刀具切削刃的形状，使之与型面的母线形状吻合；二是改变刀具的运动轨迹，使刀具的运动轨迹与型面的母线一致。其具体方法有双手控制法、样板刀、靠模（仿形）法。(1)双手控制法 双手控制法是用左、右手同时操作刀架的纵向和横向移动进行成型加工。精度要求不高或型面比较简单的零件可用此方法加工，并用卡尺和标准圆弧样板进行检测。精度要求较高、型面较复杂的零件可将整个复杂的型面分成几个简单的型面，依此进行车削，零件的外形用分型样板和整形样板检测。双手控制法用于中小型零件

7、的单件小批生产。示示 意意 图图结结结结构特点构特点构特点构特点刀具材料刀具材料刀具材料刀具材料刀具角度刀具角度刀具角度刀具角度型面型面型面型面变变变变化小且比化小且比化小且比化小且比较简单较简单较简单较简单YT15YT15YT15YT15YT14YT14YT14YT14工件材料工件材料工件材料工件材料为为为为合金合金合金合金结结结结构构构构钢钢钢钢前角：前角：前角：前角：1515151518181818后角：后角：后角：后角：55558888型面型面型面型面变变变变化范化范化范化范围围围围较较较较大大大大W18Cr4VW18Cr4VW18Cr4VW18Cr4V工件材料工件材料工件材料工件材料

8、为为为为合金合金合金合金结结结结构构构构钢钢钢钢。刀具前面沿型面曲刀具前面沿型面曲刀具前面沿型面曲刀具前面沿型面曲线线线线磨出磨出磨出磨出R3R3R3R3R5R5R5R5的的的的圆圆圆圆弧，深弧，深弧，深弧，深0.50.50.50.51.51.51.51.5。后角：后角：后角：后角：77779999表21 样板刀的选择(2)样板刀样板刀 将刀具的刃口磨得与零件被加工部分的型面曲线相同，但凸凹的方向相反，使车削出来的型面符合图纸要求。型面的精度主要靠刀具刃磨的准确程度来保证。样板刀适用于零件上的大圆角、圆弧槽以及变化范围较小但又比较复杂的型面。样板刀的选择见表 21所示。(3)靠模（仿形）法靠模

9、（仿形）法3回转曲面的加工回转曲面的加工 加工如图24、图27所示工件的回转曲面。若图24所示工件的碗状回转曲面尺寸较大时，可采用如图25所示的仿形（靠模）法进行加工；当其尺寸较小时，则采用图26所示的成型刀加工。图24 较大尺寸的回转面 图27 对拼式塑压模型腔图25 大尺寸回转曲面的仿形加工 图26 小尺寸回转面的成型刀加工 1工件 2板架 3刀架 1花盘 2工件 3刀具 4靠模 5靠模支架 举例 图27所示为对拼式塑压模型腔，在外形尺寸不大的情况下，都在车床上加工44.7mm圆球面以及21.71mm锥孔。为了保证型腔尺寸能够准确对合，通常应预先将各镶件间的结合面磨平，两板间用销钉定位，并

10、用螺钉将其固定成一个整体才最后车削成形。车削加工的基本过程见表22。2.2 2.2 铣削加工铣削加工铣削加工铣削加工 铣削加工在模具制造业中应用非常广泛。在目前铣削加工在模具制造业中应用非常广泛。在目前常见的模具中，如冲模、锻模、塑料模、粉末冶金压常见的模具中，如冲模、锻模、塑料模、粉末冶金压型模、精铸模等，除内腔有尖锐棱角等铣刀无法加工型模、精铸模等，除内腔有尖锐棱角等铣刀无法加工的部位外，一般情况下均可在普通铣床上进行加工。的部位外，一般情况下均可在普通铣床上进行加工。因此铣削加工在模具制造中占有很重要的地位。特别因此铣削加工在模具制造中占有很重要的地位。特别复杂的型腔（或型芯）型面要通过

11、特种加工、数控加复杂的型腔（或型芯）型面要通过特种加工、数控加工或者仿形加工。工或者仿形加工。铣削加工的设备是铣床。铣床的种类很多，加工铣削加工的设备是铣床。铣床的种类很多，加工范围极广。在模具制造中，立式铣床和万能工具铣床范围极广。在模具制造中，立式铣床和万能工具铣床应用最为广泛，主要是对各种模具的型面和型腔进行应用最为广泛，主要是对各种模具的型面和型腔进行加工。对于大型模具则较多地采用仿形铣床加工型腔加工。对于大型模具则较多地采用仿形铣床加工型腔和不规则的成形部分。复杂型面则采用数控铣床或者和不规则的成形部分。复杂型面则采用数控铣床或者加工中心加工。加工中心加工。1平面或斜面的铣削平面或斜

12、面的铣削 在铣床上选用不同（形状、类型）的铣刀，配以附件（如分度头、回转台、平口钳等），可以加工各种平面、斜面、在铣床上选用不同（形状、类型）的铣刀，配以附件（如分度头、回转台、平口钳等），可以加工各种平面、斜面、沟槽、型腔，在模具工作零件的加工中应用很广。如图沟槽、型腔，在模具工作零件的加工中应用很广。如图2-8所示。所示。2圆弧面的铣削圆弧面的铣削 圆转台是立铣加工中常用的附件，利用它可进行各种圆弧面的加工。圆转台是立铣加工中常用的附件，利用它可进行各种圆弧面的加工。圆转台安装在立式铣床的工作台上，而工件则安装在圆转台上。安装工件时，必须使被加工圆弧中心与圆转台的回转圆转台安装在立式铣床的

13、工作台上，而工件则安装在圆转台上。安装工件时，必须使被加工圆弧中心与圆转台的回转中心重合，并根据工件形状来确定铣床主轴中心是否需要与圆转台中心重合。利用圆转台进行立铣加工圆弧面的方式中心重合，并根据工件形状来确定铣床主轴中心是否需要与圆转台中心重合。利用圆转台进行立铣加工圆弧面的方式如表如表2-3所示。所示。3复杂型腔或型面的铣削复杂型腔或型面的铣削 对于不规则的型腔或型面，可采用坐标法加工，即根据被加工点的位置，控制工作台的纵横对于不规则的型腔或型面，可采用坐标法加工，即根据被加工点的位置，控制工作台的纵横(X、Y)向移动以及主向移动以及主轴头的升降轴头的升降(Z)进行立铣加工。例如，图进行

14、立铣加工。例如，图2-9所示的不规则型面，其轮廓一般是按极坐标方法设计的，所以在加工前可所示的不规则型面，其轮廓一般是按极坐标方法设计的，所以在加工前可按工件的极坐标半径、夹角和加工用铣刀直径计算出铣刀中心在各位置的纵横向坐标尺寸，然后逐点铣削。当立铣加按工件的极坐标半径、夹角和加工用铣刀直径计算出铣刀中心在各位置的纵横向坐标尺寸，然后逐点铣削。当立铣加工的对象为复杂的空间曲面时，亦可采用坐标法，但需控制工的对象为复杂的空间曲面时，亦可采用坐标法，但需控制X、Y、Z三个坐标方向的移动。三个坐标方向的移动。4坐标孔的铣削坐标孔的铣削 利用立铣工作台纵向和横向移动，可加工工件上的坐标孔。但因驱动工

15、作台移动的丝杆和螺母之间存在间隙，故孔距的加工精度不高。当孔距精度要求较高时，可用坐标铣床。这种铣床是以孔加工和立铣加工为主要对象的，在机床上装有光电式或数字式读数装置，其加工精度比立式铣床高。2.3 成形磨削加工成形磨削：是对模具工作零件型面进行精加工的一种方法，具有精度高、效率高等优点。可达技术参数：精度可达到IT5，Ra0.1m。成形磨削用途：主要用于凸模、型芯、凹模拼块、型腔拼块等零件的精加工，也磨削电火花加工用的电极。成形磨削加工材料：淬硬件及硬质合金。模具是产品的母体，因此，在现代模具中，工作件的形状都比较复杂，图210所示凸模和型芯的常见轮廓。成形磨削原理：把零件的轮廓分成若干直

16、线和圆弧，然后按照一定工艺顺序逐段磨削，使之达到产品的设计要求。图210 凸模和型芯的常见轮廓凸模或型芯表面的组成平面 斜面圆弧面直线圆弧一成型砂轮磨削法成型砂轮磨削法：利用修整工具，将砂轮修整成与工件型面完全吻合的轮廓，再用此砂轮磨削工件，便可获得满足设计要求成形表面的形状。如图212a所示。成形砂轮磨削法的难点和关键技术：砂轮的修整。成型砂轮磨削法（成型砂轮）夹具磨削法（夹具）平面磨床成形磨床磨削机床凸模和型芯成形磨削 a）b）图212 成形磨削加工示意图 a)成型砂轮磨削法 b)夹具磨削法特点：加工精度很高，保证所磨削的零件具有互换性加工模具时，为了保证零件质量、提高效率、降低成本，往往

17、需要联合使用。砂轮修整法砂轮修整器修整样板刀挤压法数控机床修整法电镀法。砂轮角度的修整砂轮圆弧的修整1砂轮修整器修整（1）砂轮角度的修整 如图436所示用途：磨削工件斜面。结构：图437 a a)b)图437 正弦砂轮角度修整器a正弦砂轮角度修整器示意图 b当450时修整器的位置示意图 图436 角度砂轮原理：砂砂轮轮按一定的按一定的转转速旋速旋转转，角度修整器上的金，角度修整器上的金刚刚石刀相石刀相对对于砂于砂轮轴线倾轮轴线倾斜一斜一 定的角度，定的角度，并往复移动对砂轮进并往复移动对砂轮进行修整，直到修出满足要求的锥面（按正弦原理设计）。行修整，直到修出满足要求的锥面（按正弦原理设计）。具

18、体操作：图图4 437 a37 a是砂是砂轮轮角度修整器示意角度修整器示意图图）操作手）操作手轮轮可以使正弦尺座可以使正弦尺座带带着金着金刚刚刀和正弦刀和正弦圆圆柱柱绕绕着主着主轴转动轴转动，改改变块规变块规高度高度H H的大小，即可改的大小，即可改变变砂砂轮轮的修整角度的修整角度。图图4 437 b37 b所示是当砂所示是当砂轮轮的修整角度的修整角度45450 0时时修整器的位置示意修整器的位置示意图图。块规块规高度高度H H是由若干量是由若干量块块叠放成的，其大小是通叠放成的，其大小是通过过砂砂轮轮角度角度计计算得出的。算得出的。当砂当砂轮轮的修整角度的修整角度0 00 045450 0时

19、时：当砂轮的修整角度450时，H 的计算方法有变化，请读者查阅相关资料，这里就不再赘述。图439 不同形状的圆弧砂轮 砂轮圆弧的修整工具的结构：如图438所示。主要由摆杆、滑座、丝杆和主轴等组成。具体操作：拧动丝杆，可以使摆杆带着金刚刀在滑座内上下移动，以改变刀尖与主轴轴线之间的距离L，从而改变修整砂轮的圆弧半径R；转动手轮带动滑座、摆杆和金刚刀整体绕主轴轴线转动，转过的角度可以从刻度盘上读出，控制这个角度的大小就能通过金刚刀修整出不同形状的圆弧砂轮。图439所示是不同形状的圆弧砂轮。金刚刀尖到工具回转中心的距离L等于砂轮圆弧半径R的大小，即LR。此值需事先用垫块规的方法调整好。图439（2）

20、砂轮圆弧的修整砂轮圆弧的形状：H=PR （43）a）b）图440 调节修整砂轮圆弧半径的块规值的计算方法用途：修整凸、凹圆弧砂轮修整凸、凹圆弧砂轮时，块规值计算方法：修整凸圆弧砂轮时，如图440 a所示，金刚刀尖高于工具中心，其块规值为：H=P+R修整凹圆弧砂轮时，如图440 b所示，金刚刀尖低于工具中心，其块规值为：H=PR 式中 H应垫块规值；P工具的中心高；R砂轮圆弧的修整半径。2砂轮修整的其它方法简介（1）靠模修整法 这是一种修整非圆弧曲线轮廓砂轮的方法，修整前需事先按照工件的形状设计并制作出靠模（又称曲线样板）。修整时，控制金刚刀始终紧贴靠模的样板曲线移动，并保证金刚刀的刀尖（垂直）

21、通过砂轮的中心，刀尖就能修整出需要的砂轮轮廓。（2）成形刀挤压法 通过车刀对慢速转动的砂轮进行挤压也可以修整砂轮，此方法的关键是事先加工出成型车刀，然后用此车刀对砂轮进行挤压，即可加工出与成型车刀的刃形相同的砂轮轮廓。（3）数控机床修整法 这是一种用金刚刀对砂轮进行数控加工的方法，利用数控指令可以修整出各种形状的砂轮轮廓。（4）电镀法 这种方法是先按照所要磨削的工件型面设计并加工出钢制的砂轮轮坯，再用电镀的方法在轮坯表面镀一层金刚砂。即可得到各种不同的砂轮轮廓。1正弦精密平口钳 结构原理：正弦精密平口钳按正弦原理构成，主要由带有精密平口钳的正弦尺和底座组成，如图221所示。工件3装夹在平口钳2

22、上在正弦圆柱4和底座1的定位面之间垫入一定尺寸的块规组，使工件倾斜所需的角度，即可磨出工件上的斜面。这种夹具最大的倾斜角度为450。二、夹具磨削法夹具磨削法：是将工件装夹在专用夹具上，利用专用夹具使工件处于正确的空间位置，或者使工件在磨削过程中获得所需的进给运动，以满足磨削加工条件，从而磨削出模具工作件的成型表面。正弦精密平口钳正弦磁力台正弦分度夹具万能夹具成形磨削的夹具加工加工加工平面、斜面平面、斜面、园弧面平面、斜面、不同心园弧面 用途：用途：平面、斜面平面、斜面 倾斜角度控制：倾斜角度控制：垫入的块规高度垫入的块规高度 垫入的块规高度计算：垫入的块规高度计算：式中 H需要垫入的块规高度；

23、L两正弦圆柱间的中心距；2正弦磁力台 正弦磁力台如图222所示，工作原理与正弦精密平口钳相似，其区别仅仅在于用电磁吸盘代替平口钳装夹工件。这种夹具用于磨削工件的斜面，尤其适合于装夹不好夹持的扁平工件。最大倾斜角度也是450。上述两种磨削斜面的夹具，如果配合成型砂轮使用，还可磨削由直线与圆 弧组成的复杂成形表面。如下图。直线与圆弧组成的成型面 3正弦分度夹具 正弦分度夹具又称正弦分中夹具，用途：主要磨削具有同一个回转中心的凸圆柱面、斜面及等分槽等。结构原理：如何装夹工件？如何控制回转角度？图223所示是正弦分度夹具的原理图。磨削前，松开T型螺栓13，尾座1可沿顶尖轴线方向移动，到达适当位置时再拧

24、紧T型螺栓13。将工件支承在前、后顶尖上，后顶尖2可沿轴线方向适量移动，以调整工件与顶尖间的松紧程度。转动分度蜗轮箱上的手轮（图中未画出），可使主轴5、工件3和分度盘8一起整体转动，使工件实现圆周进给运动。安装在主轴5后端的分度盘上有四个正弦圆柱，它们均匀分布在同一圆周上。磨削时，如果对工件的回转角度精度要求不高，可直接利用分度盘8上的刻度和分度指针7读出其角度值。但如果对工件的回转角度精度要求较高时，则可通过在正弦圆柱9与块规垫板10之间垫入适当尺寸的块规，以控制工件转角的大小。分度盘8上的四个正弦圆柱是用来控制工件转角的，如图445所示。使用时，在其中一个圆柱与块规垫板10之间垫入块规，便

25、能控制工件回转角度的大小。图223 正弦分度夹具的原理图1尾座 2后顶尖 3工件 4前顶尖 5主轴 6分度蜗轮箱 7分度指针8分度盘 9正弦圆柱 10块规座 11主轴座 12底座 13T型螺栓 a)b)c)图224 块规的计算块规的计算：设正弦圆柱与分度盘的中心距为L（LD/2，D为正弦圆柱所在圆的直径），同时当其中一对圆柱处于水平位置时，将该圆柱设为H0，如图445a所示。如果工件需回转的角度为，当分度盘分别处于图224b、c位置时，在正弦圆柱与块规垫板之间所垫的块规高度H1、H2应按下式计算：用正弦分度夹具磨削工件时，被磨削表面的尺寸是用测量调整器、块规和百分表采用比较测量法测定的。测量调

26、整器结构原理：如图227所示，由三角架1、块规座2和锁紧装置组成。松开锁紧螺母4，块规座2可以沿三角架上的导向槽上下移动，当达到适当位置时可用锁紧螺母4锁紧。为了保证测量精度，调整器制造很精确，在任意位置上，块规座的测量面A、B都分别与D、C保持平行。夹具中心高的测定：在正弦分度夹具上，无论是磨削平面还是圆弧面，都是以夹具的回转中心线（即图228中主轴5的轴线）为测量基准的。为此，磨削前首先应调整好块规座的位置，图227 测量调整器 图228 夹具中心高的测定1三角架 2块规座 3螺钉 4锁紧螺母 使它能反映出夹具的中心高度h。为了便于测量，通常把块规座的B面调整到比夹具中心高低50mm，如图

27、447所示。在夹具的前后顶尖间安放一根直径为d的标准圆柱量棒，并在调整器的B面上安放一只50mm的块规及尺寸为d/2的块规组。调整块规座的位置，使百分表在块规组上表面和圆柱量棒上母线的读数相同，然后固定块规座，取下d/2的块规组，则50mm块规的上表面就与夹具的回转中心线等高。举例 磨削如图229所示凸模的R16圆弧面和两个300斜面。凸模已经粗加工，加工表面都留有0.150.20mm，并在圆弧R16的中心加工10 的工艺孔，凸模淬火后，先磨出两端面和10到尺寸。然后选择平面磨床，并在正弦分度夹具上利用心轴装夹工件进行成形磨削，如图225所示。图229凸模 图225 用心轴装夹工件1心轴 2工

28、件 3螺母 4鸡心夹头 5正弦分度夹具主 磨削前，调整工件使R16的凸圆弧朝上，工件对称中心线与分度盘竖直对称线重合，如图230所示（图中未表示出凸圆弧朝上的位置）。校正工件后紧固鸡心夹头，开始磨削。用回转法磨削R16凸圆弧面，工件转到左右极限时，两个300斜面恰好处于水平位置，故可在磨削凸圆弧面的同时，利用砂轮的横向进给将两个300斜面一齐磨出。R16凸圆弧面及两个300斜面的测量高度均为（h15.96）mm。控制工件600回转角时应垫的块规值为:图230 磨削凸模 若夹具的L=50mm，H70mm，则正弦分度夹具常用于磨削同中心的凸圆弧和多边形，如果与成型砂轮配合使用，则可磨削比较复杂的几

29、何型面。但当凸模的多个凸圆弧不同心时，则应采用万能夹具进行成形磨削。mm4万能夹具 万能夹具是从分度夹具发展来的，两者的分度部分是基本相同的，但由于万能夹具多了十字拖板部分，在调整工件的空间位置方面比分度夹具更为完善。它是成形磨床的主要附件，也可作为平面磨床的成形磨削夹具。其结构如图231所示，主要由工件装夹部分、分度部分、回转部分和十字拖板移动部分组成。万能分度夹具可以加工具有多个回转中心的工件。工件装夹在转盘1上，转盘带着工件除了可以绕主轴轴线转动外，还可以在两个互相垂直的方向移动，从而将被磨削圆弧面的中心调整到主轴的回转轴线上，此时，该圆弧面即可按回转法进行磨削。图231 万能夹具1转盘

30、 2手柄 3、15丝杆 4主轴 5六角螺钉 6蜗杆 7游标 螺钉 9正弦分度盘10蜗杆 11正弦圆柱 12块规垫板 13夹具体 14中拖板 16横拖板5成形磨削工艺尺寸的换算 模具工作件由于其结构的特殊性，用于加工的工艺基准往往与设计基准不一致。因此，在成形磨削前，必须根据设计尺寸换算出所需的工艺尺寸，并绘制出成形磨削工艺（尺寸）图，以备磨削时使用。根据磨削和测量的需，在万能夹具上用回转法磨削由多个回转中的圆弧面组成的工件外型面时，首先要确定工件有几个工艺中心。通常，工件有几段圆弧面就有几个工艺中心。在工艺图中建立平面坐标系，确定出各工艺中心的坐标和圆弧面的张角，才便于十字拖板准确移位和确定主

31、轴的回转角度。用万能夹具磨削工件时，工艺尺寸的换算有如下内容：1.确定各圆弧中心的相对坐标；2.确定回转中心至各斜面或者平面的垂直距离；3.确定各斜面对坐标轴的倾斜角度；4.确定各圆弧面的张角（又称回转角）。如果在磨削时工件可以自由回转，而不伤及相邻表面时，此角度可以不计算。2.4 坐标镗床与坐标磨床加工1 1坐标镗床加工坐标镗床加工坐标镗床加工坐标镗床加工 坐标镗床是一种高精度孔加工的精密机床，主要用于加坐标镗床是一种高精度孔加工的精密机床，主要用于加工零件各面上有精确孔距要求的孔。所加工的孔不仅具工零件各面上有精确孔距要求的孔。所加工的孔不仅具有很高的尺寸精度和几何精度，而且具有极高的孔距

32、精有很高的尺寸精度和几何精度，而且具有极高的孔距精度。孔的尺寸精度可达度。孔的尺寸精度可达IT6IT6IT7IT7，表面粗糙度取决于加，表面粗糙度取决于加工方法，一般可达工方法，一般可达Ra0.8umRa0.8um，孔距精度可达，孔距精度可达0.0050.0050.010.01。此外，坐标镗床应安装在特别干燥和清洁的厂房内，。此外，坐标镗床应安装在特别干燥和清洁的厂房内，室温应保持恒温室温应保持恒温201201，空气湿度应在，空气湿度应在555%555%的范围。的范围。图图2-42 T4240B2-42 T4240B型双柱光学坐标镗床型双柱光学坐标镗床 1-1-床身床身 2-2-主传动座主传动

33、座 3-3-工作台工作台 4-4-主变速箱主变速箱 5 5、10-10-立柱立柱 6-6-主轴箱主轴箱 7-7-溜板溜板 8-8-顶梁顶梁9 9、1515、1616、20-20-手钮手钮 11-11-横梁横梁 12-12-粗定位标尺粗定位标尺 13-13-光屏光屏 1414、19-19-手轮手轮 17-17-指针指针 18-18-主轴主轴坐标镗床在加工时需要使用附件，常见的附件有光学中心找正器；镗孔夹坐标镗床在加工时需要使用附件，常见的附件有光学中心找正器；镗孔夹坐标镗床在加工时需要使用附件，常见的附件有光学中心找正器；镗孔夹坐标镗床在加工时需要使用附件，常见的附件有光学中心找正器；镗孔夹头；

34、万能回转台。如图头；万能回转台。如图头；万能回转台。如图头；万能回转台。如图2-432-43、图、图、图、图2-442-44、图、图、图、图2-452-45所示。所示。所示。所示。图图2-43 2-43 光学中心找正器光学中心找正器 图图2-44 2-44 镗孔夹头镗孔夹头a)a)光学中心找正器光学中心找正器 b)b)目镜上相互垂直的细线目镜上相互垂直的细线 1-1-刀夹刀夹 2-2-紧固螺钉紧固螺钉 1-1-定位角铁定位角铁 2-2-光学中心测定器光学中心测定器 3-3-目镜目镜 4-4-工件工件 3-3-锥尾锥尾 4-4-调节螺钉调节螺钉图2-45 万能回转台1-水平回转台 2-倾斜手轮

35、3-回转手轮2坐标磨床加工坐标磨床与坐标镗床相似，也是利用准确的坐坐标磨床与坐标镗床相似，也是利用准确的坐标定位实现孔的精密加工的，但它不是用钻头或标定位实现孔的精密加工的，但它不是用钻头或镗刀，而是用高速旋转的砂轮对已淬火的工件的镗刀，而是用高速旋转的砂轮对已淬火的工件的内孔进行磨削加工。因此，其加工精度很高，可内孔进行磨削加工。因此，其加工精度很高，可达到达到5um5um左右，表面粗糙度达左右，表面粗糙度达Ra0.2umRa0.2um以上，可以上，可磨削的孔径为磨削的孔径为0.80.8200200。对于精密模具，常把。对于精密模具，常把坐标镗床的加工作为孔加工的预备工序，最后用坐标镗床的加

36、工作为孔加工的预备工序，最后用坐标磨床进行精加工。坐标磨床进行精加工。坐标磨床有三个主要的运动：砂轮的转动（自转）；主轴的行星坐标磨床有三个主要的运动：砂轮的转动（自转）；主轴的行星回转（公转）和上下往复运动（如图回转（公转）和上下往复运动（如图2-462-46）。坐标磨床是依靠上）。坐标磨床是依靠上述三个运动的互相配合而实现孔加工的。述三个运动的互相配合而实现孔加工的。图图图图2-47 2-47 坐标磨床上的各种磨削方法坐标磨床上的各种磨削方法坐标磨床上的各种磨削方法坐标磨床上的各种磨削方法a a）磨外圆）磨外圆）磨外圆）磨外圆b b）磨锥孔）磨锥孔）磨锥孔）磨锥孔c c）磨台阶）磨台阶）磨

37、台阶）磨台阶d d）插磨型槽）插磨型槽）插磨型槽）插磨型槽 在坐标磨床上可进行各种加工，如内、外圆磨削，沉孔磨削和锥在坐标磨床上可进行各种加工，如内、外圆磨削，沉孔磨削和锥孔磨削等。加工方法如图孔磨削等。加工方法如图2-472-47所示。在所有坐标机床的加工过程所示。在所有坐标机床的加工过程中，都必须把设计尺寸转换成相对于基准的坐标尺寸。中，都必须把设计尺寸转换成相对于基准的坐标尺寸。图2-47 坐标磨床上的各种磨削方法a）磨外圆b）磨锥孔c）磨台阶d）插磨型槽2.5 模具零件机械加工实例 例例2-3 2-3 加工如图加工如图2-482-48所示的模具导柱，材料为所示的模具导柱，材料为2020

38、钢，表钢，表面要求渗碳处理。面要求渗碳处理。1.1.零件工艺性分析零件工艺性分析零件工艺性分析零件工艺性分析（1 1）零件材料：）零件材料：2020钢。切削加工性良好，无特殊加工钢。切削加工性良好，无特殊加工问题和要求，故加工中不需要采取特殊工艺措施。刀问题和要求，故加工中不需要采取特殊工艺措施。刀具材料选择范围大，高速钢或具材料选择范围大，高速钢或YTYT类硬质合金均可以。类硬质合金均可以。（2 2）零件组成表面：该零件的主要表面为两段外圆柱）零件组成表面：该零件的主要表面为两段外圆柱表面表面,外加一个沟槽外加一个沟槽,两端面和圆角。故选用的加工方法两端面和圆角。故选用的加工方法为车削和磨削

39、。为车削和磨削。（3 3）零件总体特点：长径比达）零件总体特点：长径比达7 7，为细长轴。，为细长轴。2.2.技术要求分析技术要求分析技术要求分析技术要求分析 (1)(1)主要表面为两段圆柱表面主要表面为两段圆柱表面:32326 6 a0.1a0.1（用于（用于与导套滑动导向，为零件配合面及工作面）与导套滑动导向，为零件配合面及工作面）,32326 6 a0.4a0.4（用于过盈装配）（用于过盈装配）,因此选用如下加工方案因此选用如下加工方案:粗车粗车半精车粗磨精磨研磨。半精车粗磨精磨研磨。(2)(2)定位基准的选择定位基准的选择 按基准选用的原则按基准选用的原则,应选用工件的中心孔作为定位基

40、应选用工件的中心孔作为定位基准准,符合基准重合原则和基准统一原则。符合基准重合原则和基准统一原则。(3)(3)工件的热处理工件的热处理 根据零件的加工技术要求，采用的热处理方法为渗碳、根据零件的加工技术要求，采用的热处理方法为渗碳、淬火、低温回火。具体工序为：粗加工半精加工渗淬火、低温回火。具体工序为：粗加工半精加工渗碳淬火低温回火精加工。碳淬火低温回火精加工。3.3.机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排 备料车端面打中心孔粗加工半精加工精加工备料车端面打中心孔粗加工半精加工精加工光整加工。光整加工。4.4.划分加工阶段划分加工阶段划分加工阶段划分加工阶段

41、可以划分为五个加工阶段可以划分为五个加工阶段 (1)(1)备料阶段备料阶段 (2)(2)粗加工半粗加工半精加工阶段精加工阶段 (3)(3)热处理阶段热处理阶段 (4)(4)精加工阶段精加工阶段 (5)(5)光整加光整加工阶段。工阶段。5.5.机械加工工艺规程（见表机械加工工艺规程（见表2-52-5）例2-4 图2-50所示为一冷冲模具的导套，材料为20钢，淬火、低温回火58-62HRC。1 1结构工艺性分析结构工艺性分析结构工艺性分析结构工艺性分析 该零件是典型的套类零件，主要加工方法为钻、镗、车、磨。该零件是典型的套类零件，主要加工方法为钻、镗、车、磨。2 2技术要求分析技术要求分析技术要求

42、分析技术要求分析（1 1）主要表面及其加工方案）主要表面及其加工方案 主要表面为内圆柱面主要表面为内圆柱面32H7 Ra0.2um32H7 Ra0.2um，外圆柱面，外圆柱面45r6 Ra0.4um,45r6 Ra0.4um,其加其加工方案：内圆柱面工方案：内圆柱面:钻钻粗镗（扩）粗镗（扩）半粗镗半粗镗粗磨粗磨精磨；对于外圆柱精磨；对于外圆柱面面:粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨。精磨。（2 2）定位基准）定位基准 根据基准选择的原则选用内、外圆柱面互为基准。根据基准选择的原则选用内、外圆柱面互为基准。（3 3）热处理）热处理 如导套材料为如导套材料为2020钢渗碳，则热处理为渗碳，淬火、低温

43、回火；如导套钢渗碳，则热处理为渗碳，淬火、低温回火；如导套材料为材料为T10AT10A钢，则热处理为淬火低温回火。钢，则热处理为淬火低温回火。（4 4）技术关键及其采取的措施）技术关键及其采取的措施 主要表面为内圆柱面主要表面为内圆柱面,尺寸公差等级高，表面粗糙度值尺寸公差等级高，表面粗糙度值RaRa值小。采取值小。采取的措施：划分加工阶段，工艺路线采用：钻的措施：划分加工阶段，工艺路线采用：钻粗镗（扩）粗镗（扩）半精镗（铰）半精镗（铰）粗磨粗磨精磨精磨研磨；选择精密机床；控制切削用量；充分冷却。研磨；选择精密机床；控制切削用量；充分冷却。由于外圆柱面的尺寸公差等级高，表面粗糙度值由于外圆柱面

44、的尺寸公差等级高，表面粗糙度值RaRa值小，故值小，故 采取的措施是：在加工阶段划分、机床选用、切削用量的控制方面的要采取的措施是：在加工阶段划分、机床选用、切削用量的控制方面的要求与内圆柱面加工相同。此外，工艺路线为：粗车求与内圆柱面加工相同。此外，工艺路线为：粗车半精车半精车粗磨粗磨精精磨。磨。外圆柱外圆柱45r645r6对内孔对内孔32H732H7径向跳动要求高。采取径向跳动要求高。采取的措施之一：以非配合外圆柱面定位夹紧，一次装夹的措施之一：以非配合外圆柱面定位夹紧，一次装夹磨削内孔磨削内孔32H732H7、外圆柱、外圆柱45r645r6，即，即“一刀下一刀下”的方的方法。但此方法调整

45、机床频繁，辅助时间长，生产效率法。但此方法调整机床频繁，辅助时间长，生产效率低，仅适用于单件生产。采取的措施之二：利用内圆低，仅适用于单件生产。采取的措施之二：利用内圆柱面采用锥度心轴限位，以心轴两端中心孔定位磨削柱面采用锥度心轴限位，以心轴两端中心孔定位磨削外圆柱面。此方法操作简便，生产效率高，质量稳定外圆柱面。此方法操作简便，生产效率高，质量稳定可靠，但需要制造专用机床夹具，因此，适用于成批可靠，但需要制造专用机床夹具，因此，适用于成批生产。生产。3 3机械加工顺序安排机械加工顺序安排机械加工顺序安排机械加工顺序安排 车端面车外圆钻孔镗孔磨孔。其中内孔的精车端面车外圆钻孔镗孔磨孔。其中内孔

46、的精加工应在外圆表面的精加工之前进行。加工应在外圆表面的精加工之前进行。4 4加工阶段的划分加工阶段的划分加工阶段的划分加工阶段的划分 整个加工过程划分为：粗加工、半精加工、热处理、整个加工过程划分为：粗加工、半精加工、热处理、精加工四个加工阶段。精加工四个加工阶段。5 5机械加工工艺规程（见表机械加工工艺规程（见表机械加工工艺规程（见表机械加工工艺规程（见表2-62-6）例例例例2-5 2-5 加工如图加工如图加工如图加工如图2-512-51所示的后侧导柱标准冲模座。所示的后侧导柱标准冲模座。所示的后侧导柱标准冲模座。所示的后侧导柱标准冲模座。1 1冲压模座加工的基本要求冲压模座加工的基本要

47、求 为了保证模座工作时沿导柱上下移动平稳，无阻滞现象，模为了保证模座工作时沿导柱上下移动平稳，无阻滞现象，模座上下平面应保持平行。上下模座的导柱、导套安装孔的孔间距座上下平面应保持平行。上下模座的导柱、导套安装孔的孔间距应保持一致，孔的轴心线与模座的上下平面要垂直应保持一致，孔的轴心线与模座的上下平面要垂直(对安装滑动导对安装滑动导柱的模座其垂直度为柱的模座其垂直度为4 4级精度级精度)。2 2冲压模座的加工原则冲压模座的加工原则 模座的加工主要是平面加工和孔系加工。在加工过程中为了模座的加工主要是平面加工和孔系加工。在加工过程中为了保证技术要求和加工方便，一般遵循保证技术要求和加工方便，一般

48、遵循“先面后孔先面后孔”的原则。模座的原则。模座的毛坯经过刨削或铣削加工后，再对平面进行磨削可以提高模座的毛坯经过刨削或铣削加工后，再对平面进行磨削可以提高模座平面的平面度和上下平面的平行度，同时容易保证孔的垂直度要平面的平面度和上下平面的平行度，同时容易保证孔的垂直度要求。求。上、下模座孔的镗削加工，可根据加工要求和工厂的生产条上、下模座孔的镗削加工，可根据加工要求和工厂的生产条件，在铣床或摇臂钻等机床上采用坐标或利用引导元件进行加工。件，在铣床或摇臂钻等机床上采用坐标或利用引导元件进行加工。批量较大时可以在专用镗床、坐标镗床上进行加工。为保证导柱、批量较大时可以在专用镗床、坐标镗床上进行加

49、工。为保证导柱、导套的孔间距离一致，在镗孔时经常将上、下模座重叠在一起，导套的孔间距离一致，在镗孔时经常将上、下模座重叠在一起，一次装夹同时镗出导柱和导套的安装孔。一次装夹同时镗出导柱和导套的安装孔。3 3获得不同精度平面的加工工艺方案获得不同精度平面的加工工艺方案 模座平面的加工可采用不同的机械加工方法，其加工工艺方模座平面的加工可采用不同的机械加工方法，其加工工艺方案不同，获得加工平面的精度也不同。具体方案要根据模座的精案不同，获得加工平面的精度也不同。具体方案要根据模座的精度要求，结合工厂的生产条件等具体情况进行选择。度要求，结合工厂的生产条件等具体情况进行选择。4 4加工上、下模座的工艺方案加工上、下模座的工艺方案 上模座加工工艺过程见表上模座加工工艺过程见表2-72-7，下模座的加工基本同上模座。，下模座的加工基本同上模座。