在塑料模具中的侧抽芯机构,如压制模中的瓣合模,注射模中的哈夫型腔块等,图中 的e为压注模的瓣合模,其工艺比较典型,工序流程大致为:
(1)下料:按外径最大尺寸加大10~15mm作加工余量;长度加长20~3Omm作装夹用。 (2)粗车:外形及内形单面均留3~5mm加工余量。并在大端留夹头20~3Omm长,其直径大于大端成品尺寸。
(3)划线:划中心线及切分处的刃口线,刃口≤5mm宽。
(4)剖切两瓣:在平口钳内夹紧、两次装夹剖切开,采用卧式铣床(如X62W)用盘铣刀。 (5)调质:淬火高温回火及清洗。 (6)平磨:两瓣结合面。
(7)钳工:划线、钻两销钉孔并铰孔、配销钉及锁紧两瓣为一个整体。如果形体上不允许有锁紧螺孔,可在夹头上或顶台上 (按需要留顶台)钻锁紧螺孔。 (8)精车:内外形,单面留0.2~0.25mm加工余量。 (9)热处理:淬火、回火、清洗。 (10)万能磨内外圆、或内圆磨孔后配芯轴再磨外圆、靠端面,外形成品,内形留0.01~0.02mm的研磨量。 (11)检验。 (12)切掉夹头:在万能工具磨床上用片状砂轮将夹头切掉,并磨好大端面至成品尺寸。
(13)钳工拆分成两块。
(14)电火花加工内形不通型槽等。 (15)钳研及抛光。
f为一显像屏玻璃模中的屏凹模,常采用铸造成型工艺,其工艺方案为:模型—铸造—清砂—去除浇冒口—完全退火—二次清砂—缺陷修补及表面修整—钳工划线及加工起吊螺孔—刨工粗加工—时效处理—机械精加工—钳工—电火花型腔—钳工研磨抛光型腔。
由于铸造工序冗长,加之铸造缺陷修补有时不理想,因此一般中型型腔模和拉深模应 尽可能采取锻造钢坯料加工或采用镶拼工艺加工。
型腔模在编制工艺时,为确保制造过程中型孔尺寸和截形的控制检验,因此工艺员应 设计一些必须的检具 (二类工具),如槽宽样板、深度量规、R型板等。
凹模零件加工中,最重要的加工是型腔的加工,不同的型腔形状,所选择的加工方法 也不一样。
(1) 圆形型腔 当型腔如图7-8是圆形的,经常采用的加工方法有以下几种: ①当凹模形状不大时,可将凹模装夹在车床花盘上进行车削加工。 ②采用立式铣床配合回转式夹具进行铣削加工。 ③采用数控铣削或加工中心进行铣削加工。
图7-8 圆形型腔 图7-9规则矩形型腔 图7-10 异形复杂形状型腔
(2)矩形型腔 当型腔是比较规则的矩形,如图7-9所示。当图中圆角R能由铣刀直接加工出,可采用普通铣床,将整个型腔铣出。如果圆角为直角或R无法由铣刀直接加工出时,应先采用铣削,将型腔大部分加工出,再使用电火花机床,由电极将4个直角或小R加工出。当然,也可由钳工修配出,但一般不采用这种方法,而应尽量采用各种加工设备和加工手段来解决,以保证精度。
(3)异型复杂形状型腔 当型腔为异形复杂形状时,如图7-10所示。此时一般的铣削无法加工出复杂形面,必须采用数控铣削或加工中心铣削型腔,当采用数控铣削时,由于数控加工综合了各种加工,所以工艺过程中有些工序,如钻孔、攻螺纹等都可由数控加工在一次装夹中一起完成。
(4)有薄的侧槽型腔 当型腔中有薄的侧槽时,如图7-11所示。此时由铣削或数控铣削加工出侧槽以外的型腔然后用电极加工出侧槽。
(5)底部有孔的型腔 当型腔底部有孔时,如图7-12所示。先加工出型腔,底部的孔如果是圆形,可用铣床直接加工,或先钻孔,再加坐标磨削。当底部型孔是异形时,只能先在粗加工阶段,钻好预孔,再由线切割割出。如果是不通孔,且孔径小的话,只能由电火花来加工了。
图7-11 有薄侧槽型腔 图7-12 底部有孔型腔
(6)型腔是镶拼的 镶拼零件的制造类似型芯的加工,凹模上的安装孔的加工,可由铣削、磨削和电火花、线切割加工。
(7)型腔淬火后 当型腔需要热处理淬火时,由于热处理会引起工件的变形,型腔 的精加工应放在热处理工序之后,又因为工件经过热处理后硬度会大大提高,一般切削加工比较困难,此时应选择磨削、电火花、线切割等加工手段。
例5 如图7-13所示注射模型腔。
材料:CrWMn热处理:淬硬 50HRC 数量:2
图7-13 型腔
1.加工工艺过程
工序1 下料
工序2 锻:锻成φ483100。 工序3 热处理:退火。
工序4 车:车外圆φ44达尺寸;
车退刀槽232;
车外圆φ40,留磨量0.5mm; 车右端面,留磨量0.2mm;
钻φ孔,预孔达φ7,铰孔φ8,留磨量0.3mm;
扩φ25.1、镗φ25.1及孔底,各留磨量0.5mm和O.2mm(孔深度镗至18.Omm); 切断;
掉头车左端,留磨量0.2mm;锪φ10孔。
工序5 坐标镗:以外圆为基准找正,钻、铰2—φ工序6 处理:淬火并回火达50~55HRC。 工序7 内圆磨:以外圆φ40为基准,磨孔φ
?003?001508
?001204
?001508
,留磨量0.01mm。
达图要求;
磨孔φ25.10 留研量0.0l5mm;
磨孔底并接R0.5,留研量0.0lOmm(孔深度磨至18.19mm);
工序8 外圆磨:以内孔φ工序9 钳:研磨2—φ研磨φ
工序10 钳装。 (2)分析讨论
1)锻后的毛坯长度lOOmm,除包括两件型腔的长度、端面加工余量外,还包括切断槽宽和车削第二件时夹持料头长度。
2)模具零件加工属单件生产,工序安排上采用工序集中的原则,所以车削各表面集中为工序4,磨削各内表面也集中在工序7。
3)工序10钳装包括压装型腔、与型腔固定板一起磨两大面、磨分浇道和浇口。
?001508
定位,穿专用心轴,磨外圆φ
?002440?0008,达图样要求
?001204
孔达图样要求; R0.5达图样要求。
?003025.1孔底及
第四节 其它零件的加工
一、杆类零件的加工工艺分析
(一)导柱的加工
各类模具应用的导柱的结构种类很多,但主要结构是表面为不同直径的同轴圆柱表面。因此,可根据导柱的结构尺寸和材料要求,直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯料。
在机械加工过程中,除保证导柱配合表面的尺寸和形状精度外,还要保证各配合表面之间的同轴度要求。导柱的配合表面是容易磨损的表面,应有一定的硬度要求,在精加工之前要安排热处理工序,以达到要求的硬度。
关于导柱的制造,下面以塑料注射模具滑动式标准导柱为例(如图7-14所示)进行介绍。
图7-14 导柱(材料T8A,热处理HRC50~55)
1.导柱加工方案的选择
导柱的加工表面主要是外圆柱面,外圆柱面的机械加工方法很多。图7-23所示导柱的制造过程为:备料-粗加工-半精加工-热处理-精加工-光整加工。 2.导柱的制造工艺过程
图7-14所示导柱的加工工艺过程见表7-2。 导柱加工过程中的工序划分、工艺方法和设备选用是根据生产类型、零件的形状、尺寸、结构及工厂设备技术状况等条件决定的。 3.导柱加工过程中的定位
导柱加工过程中为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量,对外柱面的车削和磨削一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。因此,在车削和磨削之前先加工中心孔,为后继工序提供可靠的定位基准。中心孔加工的形状精度对导柱的加工质量有着直接影响,特别是加工精度要求高的轴类零件。另外保证中心孔与顶尖之间的良好配合也是非常重要的。导柱中心孔在热处理后需要修正,以消除热处理变形和其他缺陷,使磨削外圆柱面时能获得精确定位,保证外圆柱面的形状和位置精度。
表7-2 导柱的加工工艺过程 工序号 1 工序名称 下料 工序内容 按图纸尺寸Φ353105 设备 锯床 工序简图 2 车端面,车端面保持长度103.5,打打中心中心孔。调头车端面至尺寸孔 102,打中心孔 车床 3 车外圆 粗车外圆柱面至尺寸Φ20.4车368,Φ28.4326,并倒角。床 调头车外圆Φ35至尺寸并倒角。切槽330.5至尺寸 4 5 检验 热处理 按热处理工艺对导柱进行处理,保证表面硬度HRC50~55 研中心孔,调头研另一端中心孔 磨Φ28k6,Φ20f7外圆柱面,留研磨余量0.01,并磨10°角 6 研中心孔 磨外圆 车床 磨床 7 8 研磨 研磨外圆Φ28k6,Φ20f7磨至尺寸,抛光R2和10°角 床 9 检验 中心孔的钻削和修正,是在车床、钻床或专用机床上按图纸要求的中心定位孔的型式进行的。如图7-15所示为在车床上修正中心孔示意图。用三爪卡盘夹持锥形砂轮,在被修正中心孔处加入少许煤油或机油,手持工件,利用车床尾座顶尖支撑,利用车床主轴的转动进行磨削。此方法效率高,质量较好,但砂轮易磨损,需经常修整。 如果用锥形铸铁研磨头代替锥形砂轮,加研磨剂进行研磨,可达到更高的精度。 采用图7-16所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔的方法,效率高,但质量稍差,一般用于大批量生产,且要求不高的顶尖孔的修正。它是将梅花棱顶尖装入车床或钻床的主轴孔内,利用机床尾座顶尖将工件压向梅花棱顶尖,通过硬质合金梅花棱顶尖的挤压作用,修正中心定位孔的几何误差。
图 7-15 锥形砂轮修正中心定位孔
1-三爪卡盘 2-锥形砂轮 3-工件 4-尾座顶尖
图7-16硬质合金梅花棱顶尖
4.导柱的研磨 研磨导柱是为了进一步提高表面精度和降低表面粗糙度,以达到设计的要求。为保证图7-14所示导柱表面的精度和表面粗糙度Ra=0.63~0.16μm,增加了研磨加工。
(二)套类零件的加工
导套、护套及套类凸模均属套类零件,其加工工艺基本相同。 导套和导柱一样,是模具中应用最广泛的导向零件。尽管其结构形状因应用部位不同而各异,但构成导套的主要表面是内、外圆柱表面,可根据其结构形状、尺寸和材料的要求,直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯。 在机械加工过程中,除保证导套配合表面的尺寸和形状精度外,还要保证内外圆柱配合表面的同轴度要求。导套的内表面和导柱的外圆柱面为配合面,使用过程中运动频繁,为保证其耐磨性,需有一定的硬度要求。因此,在精加工之前要安排热处理,以提高其硬度。 在不同的生产条件下,导套的制造所采用的加工方法和设备不同,制造工艺也不同。现以图7-29所示的冲压模滑动式导套为例,介绍导套的制造过程。 1.导套加工方案的选择