各類表面的加工分析
1)外形表面的加工
各種模具零件的加工都從外形表面加工開始，并為成形表面和結(jié)構(gòu)表面的后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。在模具零件的毛坯設(shè)計(jì)和加工中，應(yīng)使外形表面的加工余量適當(dāng)，避免材料浪費(fèi)和減少后續(xù)加工工作量。對(duì)于鍛件和鑄件毛坯，在毛坯加工階段應(yīng)進(jìn)行必要的退火和時(shí)效熱處理，以減小材料內(nèi)應(yīng)力和為后續(xù)加工做好金相組織準(zhǔn)備。
在模具零件的外形表面中，有的表面是后續(xù)加工的劃線面和劃線、尺寸加工的基準(zhǔn)面，有的是零件間相聯(lián)的接合面、模具的分型面、模具和機(jī)床聯(lián)接的安裝面。對(duì)于將作為劃線面、基準(zhǔn)面、接合面、分型面、安裝面的平面外形表面，表面粗糙度Ra≤0.8μm，其余平面外形表面Ra=6.3μm即可。平面外形表面的形位精度要求有平面的平面度和平面間的平行度和垂直度要求。這些形位精度要求，有的是在模具設(shè)計(jì)中已經(jīng)規(guī)定和要求的，有的是由于零件加工工藝的需要，必須在加工中保證的。
平面外形表面的加工可以在牛頭刨床、立銑床、龍門刨床上進(jìn)行刨削和銑削加工，以去除毛坯上的大部分加工余量。從生產(chǎn)效率上考慮，大型平面多采用龍門刨床刨削加工;中型平面多采用牛頭刨床刨削加工;中、小型平面多采用立銑床銑削加工。通過(guò)上述加工可得到平面外形表面的基本形狀和尺寸，但是平面的表面比較粗糙，平行度和垂直度都比較低，再通過(guò)后續(xù)工序的平面磨削來(lái)達(dá)到規(guī)定的尺寸和表面粗糙度、平行度、垂直度要求。對(duì)于相鄰表面的垂直度要求，一般在平面磨床上利用專用夾具定位夾緊后磨削，以保證垂直度要求，精度檢查可以通過(guò)直角尺來(lái)測(cè)量。對(duì)于外形表面為矩形和方形的復(fù)雜形面的鑲塊和拼塊，一般應(yīng)進(jìn)行六個(gè)平面的平面磨削，并達(dá)到平行度和垂直度要求，以保證后續(xù)劃線、加工、測(cè)量的需要。
對(duì)于外圓柱體或圓錐體的外形表面，在車床上進(jìn)行車削加工，一般通過(guò)一次裝卡，在車削外旋轉(zhuǎn)表面的同時(shí)車削端面，并可以在中心部位進(jìn)行鉆孔、鉸孔、鏜孔，以保證各相關(guān)表面的同軸度、垂直度等要求。對(duì)于尺寸和質(zhì)量較大的零件，多采用在立式車床上加工，這樣既便于找正和裝卡，又易于保證加工精度;對(duì)于中、小型零件多采用普通車床進(jìn)行加工;對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸類零件，由于剛度較差，應(yīng)該采取兩端裝卡和支承的辦法來(lái)進(jìn)行車削;對(duì)于母線為曲線的旋轉(zhuǎn)體零件，多采用數(shù)控車床來(lái)加工，用型面樣板進(jìn)行檢查。
2)模具加工成形表面的加工
成形表面的分類方法很多，從模具制造工藝的角度考慮有以下幾種情況：
1、按成形表面的實(shí)體材料，分為外型面和內(nèi)型面。
2、當(dāng)內(nèi)型面為通孔時(shí)，稱為型孔;當(dāng)內(nèi)型面為盲孔時(shí)，稱為型腔。
3、按型面的截面幾何形狀特征不同，又分成圓形截面和異形截面曲面。
4、按曲面的可變坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量不同，又分成二維曲面平面曲面、和三維曲面立體曲面。
對(duì)于模具加工成形表面的加工方法，按照加工的機(jī)理不同，可以分成三大類：
1、依靠機(jī)械力切削加工的金屬切削加工方法是最古老、應(yīng)用最廣泛的加工方法，也是模具零件加工的基本方法。
2、利用電能、熱能、光能、化學(xué)能做動(dòng)力的特種加工方法，是一種新型的、有極大發(fā)展前途的加工方法，它在模具零件加工中所占地位越來(lái)越重要。
3、最后是采用精密鑄造、擠壓成形、超塑成形方法的專門加工，它在某種特定條件下顯示了獨(dú)特的優(yōu)越性。
成形表面不僅尺寸精度要求高，而且表面粗糙度要求也很高。因此，成形表面的加工又分成兩大步驟：
1、尺寸加工，通過(guò)各種不同的方法達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣所要求的尺寸精度和位置精度。
2、通過(guò)研磨和拋光的光整加工，使成形表面達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣所要求的表面粗糙度和形狀精度，這對(duì)于成形表面尤為重要。
3)結(jié)構(gòu)表面的加工
模具零件的結(jié)構(gòu)表面，由于它們的作用不同，因此形狀也都各異，但是多數(shù)為簡(jiǎn)單的幾何形狀。從加工方法看，采用一般的金屬切削加工方法都能實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)表面中除平面、斜面、圓柱面、圓錐面以外，還有不同截面形狀的通槽、半通槽、不同形狀的臺(tái)階孔，這些多在工具銑床上進(jìn)行加工。
對(duì)于大、中型平板類零件，中間部位有較大通孔時(shí)，劃線后在立銑床上用立銑刀銑削加工，四壁之間以圓弧相聯(lián)，圓弧尺寸取決于立銑刀直徑。當(dāng)在插床上插削中間較大的通孔時(shí)，應(yīng)事先做好預(yù)孔，插削后四壁之間呈直角聯(lián)接。對(duì)于臺(tái)階形的方孔和異形孔以及方形和異形盲孔，必須在立銑床上或工具銑床上用立銑刀銑削加工，使型孔各垂直平面以圓弧面相。
模具加工(Mold Making)是指成型和制坯工具的加工，此外還包括剪切模和模切模具。 通常情況下，模具有上模和下模兩部分組成。將鋼板放置在上下模之間，在壓力機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)材料的成型，當(dāng)壓力機(jī)打開時(shí)，就會(huì)獲得由模具形狀所確定的工件或去除相應(yīng)的廢料。 小至電子連接器，大至汽車儀表盤的工件都可以用模具成型。
級(jí)進(jìn)模是指能自動(dòng)的把加工工件從一個(gè)工位移動(dòng)到另一個(gè)工位，并在最后一個(gè)工位得到成型零件的一套模具。
模具加工工藝包括：裁模、沖坯模、復(fù)合模、擠壓模、四滑軌模、級(jí)進(jìn)模、沖壓模、模切模具等。
1、模具表面分類
1)外形表面
外形表面是指構(gòu)成模具零件基本外形特征的表面。
一般，外形表面是模具零件的外沿表面，這些外沿表面多為由平面組成的矩形體或由圓柱面、圓錐面組成的旋轉(zhuǎn)體，有時(shí)也包含二維曲面和三維曲面。
2)成形表面
成形表面是指在模具中直接決定產(chǎn)品零件形狀、尺寸、精度的表面及與這些表面協(xié)調(diào)的相關(guān)表面。例如沖裁模中的凹模、凸模工作表面及與工作表面協(xié)調(diào)相關(guān)的卸料板、固定板等型孔表面。圖7-3所示的彎曲模凸模的成型表面就是指由R4.8、R7.8、86°、33°等尺寸構(gòu)成的二維曲面。
一般，成形表面的形狀比較復(fù)雜、尺寸精度較高和表面粗糙度數(shù)值較小，而且多有熱處理要求，各相關(guān)零件的成形表面的一致性和協(xié)調(diào)性都有比較嚴(yán)格的要求。成形表面的加工是模具工藝工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
3)結(jié)構(gòu)表面
結(jié)構(gòu)表面是指在模具中起定位、導(dǎo)向、定距、限位、聯(lián)接、驅(qū)動(dòng)等作用的表面。圖7-3所示的彎曲模凸模的兩個(gè)的圓柱銷孔等表面就屬于結(jié)構(gòu)表面，它是和模柄相連的定位和固定表面。
結(jié)構(gòu)表面在模具中，對(duì)于保證各個(gè)零件間的相關(guān)尺寸和位置精度，對(duì)于聯(lián)接和相互運(yùn)動(dòng)的可靠性起著十分重要的作用。結(jié)構(gòu)表面的形狀是各種各樣的，而且不同零件的材料及熱處理要求也不相同。在工藝安排中，要根據(jù)各個(gè)零件結(jié)構(gòu)表面的作用及與其它相關(guān)零件的關(guān)系區(qū)別對(duì)待。
