第一篇：模具制造中电火花成形加工工艺分析
模具制造中电火花成形加工工艺分析
摘 要 电火花成形加工在模具制造领域具有不可替代的作用。本文对模具电火花成形加工的特征进行了介绍，并在此基础上详细分析了模具电火花成形加工的工艺流程，最后对影响模具电火花成形加工质量的主要因素及应对措施进行了探讨，以期望对从事模具制造工作的人员能够有所借鉴。
关键词 模具制造；电火花成形加工；工艺流程
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）115-0163-02
0 引言
模具是一种专业工艺装备，是满足少切削甚至无切削需求的零件成型工具，而且在汽车、电器、仪器仪表和通信设备等领域得到了广泛的应用，用它生产制造出来的产品拥有精度高、生产周期、产品质量稳定等优势，这是其他加工制造手段所无法比拟的。但这些都有一个重要前提，即模具本身必须具备较高的精度，很难想象一个制造精度较差的摸具能够生产出符合要求的产品。
在模具制造领域，虽然高速切削加工在很多方面已经能够替代电火花成形加工，但其需满足条件较多，且制造成本较高。而且在诸如小型精密注射模等一些模具的制造上，电火花成形加工比高速切削加工更具优势。因此，用电火花成形加工制造模具仍然有着不可替代的作用，对其加工工艺进行分析研究具有十分重要的现实意义。模具电火花成形加工的特征
模具电火花成形加工的原理（如图1所示）是利用放电产生的高温蚀除掉需要去除的金属，直至达到需要的形状。在小型精密注射模或工件材料非常硬的加工中，电火花成形加工占据着重要的地位。具体特征如下：1）适用于制造那些不能采用切削加工或切削加工比较难以实现的模具；2）工具电极和模具在加工过程中不接触，适宜于制造刚度较弱的模具，以便于进行细微精细制造；3）便于加工过程的自动化控制；4）因为没有切削力的影响，所以被加工模具的变形较小，实际加工误差也较小。模具电火花成形加工的工艺流程
3.1 电火花成形加工的工艺确定
模具制造前，工艺人员应该针对被加工模具的特点和加工要求来确定具体工艺。通常而言，为了提高模具的加工效率，应尽可能地选择切削加工的方式，但如果遇到无法装夹（长径比较大时）或切削刀具难以接触到的情况，就要考虑选择电火花加工。
3.2 工具电极的设计与制造
当前主流的CAD/CAM软件（如UG、Pro/E、Solidworks等）都集成了电极设计模块，这极大地提高了模具设计的质量和效率。
电极的具体制造工艺要根据电极的加工要求和企业的制造资源而定。当前有很多企业都已经拥有了能够加工复杂形面的加工中心，用加工中心加工电极具有效率高、精度高等优点，是制造形状复杂电极的首选。此外，对于一些2D电极，采用线切割加工技术往往可以获得较高的加工质量。
采用快速装夹定位系统直接将电极材料装夹在加工机床的装夹系统上进行制造，并且能在加工完成后就立即应用于电火花成形机床上，不用作任何调整就可再进行电火花成形加工。快速装夹定位系统不仅极大地缩短了加工时间，还确保了电极的装夹、定位精度。
3.3 加工的定位
当工件和电极装夹、校正完成后，就需要对它们之间的位置进行精确定位。目前用地比较多的定位方式有“四面分中”和“单边分中”两种。
模具电火花成形加工操作中，可以通过电极基准面与工件基准面的接触感知来实现定位，例如通过使用基准球实现接触感知定位能达到较高精度地定位要求。
当前在模具制造企业中广泛使用的数控电火花成形机床都具有自动定位功能，在需要定位时仅需输入一些必要的测量参数，就能比较快捷地进行地位。
3.4 加工参数的配置
选用电参数是为了实现预定的加工尺寸和表面粗糙度等加工任务，所以其选择的优劣将对模具最终的加工质量造成重要影响。电参数一般是根据电极缩放量进行确定，在具体确定时，要考虑电极数目、电极损耗、电极缩放量等因素。粗加工可以选用安全间隙接近电极缩放尺寸的电参数，而精加工一般都会选用多组电参数以逐渐逼近最终的加工制造的要求。影响模具电火花成形加工质量的因素及应对措施
4.1 加工质量的主要影响因素
目前，数控电火花成形机床已经在模具制造企业中得到了普及。除了机床本身的制造精度外，影响模具最终加工质量的主要因素还包括以下三点：放电间隙及其一致性、工具电极损耗、工件结构形状。
4.2 加工质量分析
模具电火花加工精度受到诸多因素影响，其中电极因素是主要因素。在进行电极设计时，只有同时考虑电极的尺寸精度和其放电时的位置精度，才能最终确保所加工型腔的误差在设计要求的范围之内。
4.3 应对措施
4.3.1 采用多电极加工法
可根据粗、半精、精加工中放电间隙不同的特点，分别采用粗加工电极、半精加工电极和精加工电极来完成整个型腔的加工过程。
4.3.2 合理选择电极材料
电火花加工中，电极材料一般使用紫铜或石墨，但在加工精度要求较高时，还可选用铜钨合金。紫铜电极虽然具有熔点低、磨削困难且不宜采用大电流等缺点，但其电极相对损耗小，并且经锻造后还能做成其他电极，加工性能稳定，使用范围较广泛。石墨电极虽然磨削容易，并且能通过吸附炭来补偿电极损耗，但其不利于通过机械切削的方式进行制造，即使制造出来的精度也较低，所以很难适用于精加工过程。铜钨合金电极的电极损耗极小，特别适用于加工一些精度要求高的型腔，但其成本也较高。因此，应根据要制造电极的特点，在综合分析判断各类材料优缺点的基础上，选择合理的电极材料。结论
电火花成形加工在模具制造领域占据着重要的地位，对其加工工艺进行研究，并对影响加工制造精度的因素进行控制，对促进我国模具制造业的发展具有积极作用。因此，模具制造技术人员应根据模具制造的特点，对电火花成形加工的工艺作进一步的创新和完善，以促使电火花成形加工技术地不断取得进步和发展。
参考文献
[1]马明峻，蒋亨顺，郭洁民.电火花加工技术在模具制作中的应用[M].北京：化学工业出版社，2006.[2]戴雪芬.先进制造技术在模具生产中的应用研究[J].轻工械，2006，24（1）：85-86.[3]伍端阳，李捷.模具制造中电火花加工异常问题及分析[J].模具工业，2006，32（7）：56-59.[4]殷燕芳，陈艳山.电火花加工技术在模具制造中的应用[J].轻工机械，2007，25（4）：64-66.
第二篇：特种加工电火花穿孔成形
特种加工电火花穿孔成形
姓名：杨青槐 学号：1108030145 班级：机制111 学院：机械工程学院
（一）特种加工的涵义
特种加工是区别于传统的切削加工的新型加工方法。它主要不是依靠机械能、切削力进行加工，而是用软的东西（甚至不用刀具）加工硬的工件，可以加工各种难加工材料、复杂表面和某些特殊要求的零件。像电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工、快速成形加工等都属于特种加工方法。
早在20世纪50年代中期，我国就已经研制出电火花穿孔、电火花表面强化等机床。到今天，我国的电火花应用技术已经相当成熟，而且也扩展到了更多的材料加工领域，像电火花穿孔成形加工、电火花切割加工等。
（二）主要用途及适用范围
高速电火花穿孔机采用电极管（黄铜管、紫铜管）作为工具电极利用电火花放电蚀除原理，在电极（空心铜管）与工作之间施加高频脉冲电源形成小脉宽，大峰值电流的放电加工，辅以高压水冷却排渣，使工件的蚀除速度大加快，特别适用于在不锈钢，淬火钢、铜、铝，硬质合金等各种导电材料上加工直径Φ0.2～Φ3.0之间的深小孔,深径比最高可达300:1,可直接在工件的斜面,曲面进入加工, 本机床主要用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、液压、气动阀体的油路、气路孔等。也可用于蚀除折断在工件中的钻头,丝锥等,而不损坏原孔成螺纹。
（三）电火花加工的原理及特点
电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来，其应用范围可归纳为：
１ 穿孔加工—冲模，粉末治金，挤压模，型孔零件，小孔，小异形孔，深孔。
２ 型腔加工—型腔模（锻模，压铸模，塑料模，胶木模等），型腔零件。
（四）电火花加工条件
４.１进行电火花加工必须具备三个条件：
(1)必须采用脉冲电源；
(2)必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间
微小的放电间隙；
(3)火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω •m）的液体
介质中进行。
４.２ 电火花加工特点 可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。
４.３电火花加工分类
按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类，由于我所讲述的是电火花穿孔成形加工技术，对于其它的电火花加工技术就不再详细介绍。
４.４电火花穿孔成形加工主要特点和用途
(1)工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动；
(2)工具为成形电极、与被加工表面有相同的截面和相应的形状；
(3)穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等；(4)型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件；(5)约占电火花机床总数的30％，典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。
（五）电火花穿孔成形加工方法
１ 电火花穿孔加工
用电火花加工方法加工通孔称为穿孔加工。电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。用电火花加工的冲模，容易获得均匀的配合间隙和所需的落料斜度。刃口平直耐磨，可以相应地提高冲件质量和模具的使用寿命。
２ 电火花穿孔加工的四种方法 1）直接法
直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模，直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证
直接法的优点是：
(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。(2)
无须另外制作电极。
(3)
无须修配工作，生产率较高
直接法的缺点是：
(1)电极材料不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花加工性能较差。
(2)电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时较困难
2）混合法
混合法是将凸模的加长部分选用与凹模不同的材料，粘结在凸模上，并与凸模一起加工，作为穿孔电极的工作部分。
混合法的特点是：
(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。(2)
无须另外制作电极。
(3)无须修配工作，生产率较高。
3）修配凸模法
凸模和工具电极分别制造，在凸模上留有一定的修配余量，按电火花加 工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模配合间隙。优点：
（1）可以自由选择电极材料，电加工性能好。（2）修配工作多，配合间隙不均匀。
4）二次电极法
利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模的配合间隙。
（六）工具电极
（1）电极材料选择 凸模一般选优质高碳钢T8A、T10A或铬钢Cr12、GCr15，硬质合金等。凸、凹模不要选同种钢材型号，否则电火花加工时更不易稳定。
（2）电极设计
1尺寸精度不低于IT7级；
2表面粗糙度Ra值不大于1.25；
3各表面的平行度误差在100㎜长度上不大于0.01㎜。
（3）电极的制造 冲模电极的制造，一般先经普通机械加工，然后成形磨削。一些不易磨削加工的材料，可在机械加工后，由钳工精修。现在，直接用电火花线切割方法加工冲模电极已获得广泛应用。
（七）电火花型腔加工
电火花加工型腔比加工凹模型孔困难。型腔加工属于盲孔加工，主要特点（缺点）：金属蚀除量大，工作液循环困难，电蚀产物排除难；加工面积大，加工过程中电规准调节范围大；型腔复杂，电极损耗不均匀，影响加工精度。优点：加工质量好、表面粗糙度值小、减少切削加工和手工劳动。
一 电火花型腔加工方法
1）单工具电极直接成型法
单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。
对普通的电火花机床，在加工过程中先用无损耗或低损耗电规准进行粗加工，然后采用平动头使工具电极做圆周平移运动，按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准，进行侧面平动修整加工。在加工过程中，借助平动头逐渐加大工具电极的偏心量，可以补偿前后两个加工电规准之间放电间隙的差值，这样就可完成整个型腔的加工。
2）多电极更换法
多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。在加工时首先用粗加工电极蚀除大量金属，然后更换电极进行中、精加工；对于加工精度高的型腔，往往需要较多的电极来精修型腔
3）分解电极加工法
分解电极加工法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造。先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔。此方法的优点是能根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同的加工规准，有利于提高加工速度和改善加工表面质量，同时还可简化电极制造，便于电极修整。缺点是主型腔和副型腔间的精确定位较难解决。
二 工具电极
（1）电极材料选择 为提高型腔模的加工精度，在电极方面，首先是寻找耐蚀性高的电极材料，常用的电极为纯铜和石墨；
（2）电极设计 加工型腔模时的工具电极尺寸，一方面与模具的大小、形状、复杂程度有关，而且与电极材料、加工电流、深度、余量及间隙等因素有关；
（八）结论
电火花穿孔成形加工方法是基于电腐蚀的原理上研究设计的，它能加工形状较复杂、材料较硬的的工件。采用穿孔成形加工方法，其表面粗糙值可控制在。对于不同的加工材料，电极所选用的材料也是各不相同的，在加工过程中，在电极会消耗部分能量，这样会导致电极的损耗。实际电火花加工过程中，还有许多因素要控制，如电极周围的磁场能、热能等，由于这些干扰因素的存在，直接导致了工件的加工精度要求。
程序设计“杨”的右半边去掉两撇的部分，具体代码如下。
B200000BB200000GxL1 B1000000B1000000B1400000GyL3 BB1000000B1000000GySR1 BB300000B30000GyL1 B72000BB72000GxL2 B100000B100000B100000GyL1 B158000BB158000GxL2 BB300000B300000GxL1
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第三篇：模具制造工艺前言
第一章绪论
本章教学主要内容：模具技术的发展及发展趋势；模具制造的要求；过程和方法；
教学重点：模具制造的基本要求和特点；模具制造的工艺过程；模具零件的主要加工方法； 教学难点：学会分析模具制造的工艺过程。1.1 模具制造技术的现状与发展 1.1.1 我国模具制造技术的现状
在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一。随着科学技术的发展，工业品的品种和数量不断增加，产品的改型换代加快，对产品质量和外观不断提出新的要求，对模具的质量的要求越来越高。模具设计与制造水平的高低，直接影响着国民经济的发展，世界上工业发达的国家，模具工业发展迅速，模具总产值超过机床工业的总产值，发展速度超过了机床、汽车、电子等工业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。
目前，我国的模具行业生产厂家数千个，职工有50万人，每年能生产百万套模具。模具制造技术从过去只能制造简单模具已发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具。但总体还存在着制造的模具品种少、精度差、寿命短、生产周期长的弊端，精密、复杂、大型模具很多因为国内制造困难，也不得不从国外进口。为了尽快发展我国的模具工业，国家已经采取了许多具体措施，如给专业模具厂投入技术改造资金，将模具列为国家规划重点科技攻关项目，派有关工程技术人员出国考察，引进国外模具先进技术，制定有关的模具标准等。近几年我国的模具工业发展较快，模具制造水平也在逐步提高。在冲压模具方面，我国设计和制造的电动机定/转硅钢片硬质合金多工位自动级进模，电子、电器行业用的50余工位的硬质合金多工位自动级进模等，都达到了国际同类模具产品的技术水平。凹模镶件的重复定位精度<0.005mm，步距精度<0.005mm，模具成形表面粗糙度达到0.4-0.1mm。
在塑料模具方面，能设计制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模具，模具重达几十吨，模具尺寸精度可达到10mm，型腔表面粗糙度Ra=0.1mm，型芯表面粗糙度Ra=3.2 mm，模具寿命达到30万次以上，达到国际同类模具产品的技术水平。1.1.2 模具制造技术随着制造业技术的发展而发展的状况
1.模具制造技术随着制造设备水平的提高而提高。随着先进、精密和高自动化程度的模具加工设备的应用，如数控仿形铣床、数控加工中心、精密坐标磨床、连续轨迹数控坐标磨床、高精度低损耗数控电火花成形加工机床、慢走丝精密电火花线切割机床、精密电解加工机床、三坐标测量仪、挤压研磨机等模具加工和检测设备的应用，拓展了可进行机械加工模具的范围，提高了加工精度，降低了制件表面粗糙度，大大提高了加工效率，推进了模具设计制造一体化的发展。
2.模具制造技术随着模具新材料的应用而提高。模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要因素。
3.模具制造技术随着标准化程度的提高而提高。模具的标准化是代表模具工业与模具技术发展的重要标志。到目前为止，已经制定了冲压模具、塑料模具、压铸模具和2模具基础技术等50多项国家标准，近300多个标准号，基本满足了国内模具生产技术发展的需要。商品化程度是以标准化为前提的，随着标准的颁布实施，模具的商品化程度也大大提高。商品化推动了专业化生产，降低了制造成本，缩短了制造周期，提高了标准件的内外部质量，也促进了新型材料的应用。
4.模具制造技术随着模具现代化设计与制造技术的发展而提高。随着计算机技术的发展应用，计算机辅助模具设计与制造（CAD/CAM）趋于成熟，模具设计与制造一体化技术已经实现。计算机辅助设计制造不仅提高了设计速度，还可以实现成形的模拟，优化设计参数；可以依据设计模型进行自动加工程序的编制，还可以实现加工结束后自动检测。1.1.3 模具制造技术的发展趋势
随着我国社会主义市场经济的不断发展，工业产品的品种增多，产品更新换代加快，市场竞争日益激烈。因此模具质量的提高和生产周期的缩短显得尤为重要，促进模具制造技术的发展出现以下趋势。
1.模具粗加工技术向高速加工发展。以高速铣削为代表的高速切削加工技术代表了模具零件外形表面粗加工发展的方向。高速铣削可以大大改善模具表面的质量状况，并大大提高加工效率和降低加工成本。超高速加工中心的切削进给速度可达76m/min，主轴转速可达45000r/min。另外，毛坯下料设备出现了高速锯床、阳极切割和激光切割等高速、高效率加工设备，出现了高速磨削设备和强力磨削设备。
2.成型表面的加工向精密、自动化方向发展。成型表面的加工向计算机控制和高精度加工方向发展。数控加工中心、数控电火花成形加工设备、计算机控制连续轨迹坐标磨床和配有CNC修整装配与精密测量装置的成型磨削加工设备等的推广使用，是提高模具制 造技术水平的关键。
3.光整加工技术向自动化方向发展。当前模具成形表面的研磨、抛光等加工仍然以手工作业为主，不仅花费工时多，而且劳动强度大、表面质量低。工业发达国家正在研制由计算机控制、带有磨料磨损自动补偿装置的光整加工设备，可以对复杂型面的三维曲面进行光整加工，并开始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的质量和效益。
4.逆向制造工程制模技术的发展。以三坐标测量机和快速成型制造技术为代表的逆向制造技术，是一种以复制为原理的制造具有重大的影响。这种技术特别适用于多品种、少批量、形状复杂的模具制造，对缩短模具制造周期，进而提高产品的市场竞争能力有重要意义。5．模具CAD/CAM技术将有更快的发展。模具CAD/CAM技术在模具设计与制造的优势越来越明显，它是模具技术的又一次革命，普及和提高CAD/CAM技术的应用是模具制造业发展的必然趋势。
1.2 模具制造工艺的任务
所谓模具制造工艺，就是把设计转化为产品的过程。模具制造工艺学，是把模具设计转化为模具产品的过程。模具制造工艺的任务就是研究探讨制造的可行性和如何制造的问题，进而研究怎样以低成本、短周期制造高质量模具的任务。成本、周期和质量是模具制造的主要技术经济指标。寻求这3个指标的最佳值，单从模具制造的角度考虑是不够的，应综合考虑设计、制造和使用这3个环节，三者要协调。“设计”除考虑满足使用功能外，还要充分考虑制造的可行性；“制造”要满足设计要求，同时也制约“设计”，并指导用户使用；“用户”也要了解设计与工艺，使得冲压和塑压等制品的设计在满足使用功能等前提下便于制造，为达到较好的技术经济指标奠定基础。
从制造角度考虑，影响制造的主要因素有：
1.表面“外表面加工”较“内表面加工”容易，规则表面比异型表面加工容易，型孔较型腔加工容易。
2.精度精度提高则制造难度可能成几何级数增加。3.表面粗糙度占用制造时间较多（一般多达1/3）。
4.型孔和型腔型孔和型腔的数量增加模具的复杂性和制造难度。5.热加工影响各道工序的制造效率。
1.3 模具制造的特点及基本要求 1.3.1 模具制造的特点
1.单件、多品种生产模具是高寿命专用工艺装备，每套模具只能生产某一特定形状、尺寸和精度的制件，这就决定了模具生产属于单件、多品种生产。
2.生产周期短由于新产品更新换代的加快和市场竞争的日趋激烈，要求模具的生产周期越来越短。模具的生产管理、设计和工艺工作都应该适应这一要求，要提高模具的标准化水平，以缩短制造周期，提高质量，降低成本。
3.要求成套性生产当某个制件需要多副模具加工时，前一模具所制造的是后一模具的毛坯，模具之间相互牵连制约，只有最终制件合格，这一系列模具才算合格。因此，在模具的生产和计划安排上必须充分考虑这一特点。4.模具要求高精度和低表面粗糙度。5.要求模具寿命高，以降低制造成本。
6.模具制造具有经验性的特点，模具制造装配、调试是非常重要的，也是影响制造周期的重要因素。
1.3.2 模具制造的基本要求（1）保证模具质量（2）保证制造周期（3）良好的劳动条件（4）模具成本低廉（5）工艺水平先进
1.4 本课程的性质、任务和学习方法
本课程是高职高专模具设计与制造专业的核心课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握三个方面的关键技能，一、能操作所有普通机械加工设备和现代模具加工设备，二、能编制合理工艺方案，运用好各种加工设备加工出高质量的模具零部件，三、装配出高质量的成套模具。
由于现代工业生产的发展和材料成形新技术的应用，对模具制造技术的要求越来越高。模具的制造方法已经不再只是过去传统意义上的一般机械加工，是立足于一般的机械加工，又把现代加工技术与管理与一般机械加工方法有机结合。因此，通过本课程的学习，要求学生掌握机械加工工艺理论基础，切削刀具，模具加工工艺规程，模具加工、装配，生产管理等，同时，要求同学了解模具现代制造技术，以提高学生分析较复杂的模具结构的工艺性和可加工性的能力。
本课程体系中配合有大量的实践教学内容，实践动手能力要求高，涉及的知识面较广。因此，学生除了重视课堂教学外，特别注意实践环节，尽可能使实践教学连贯、系统，以提高本课程的学习效果。
第四篇：模具制造工艺教材
主
编副主编参
编主
审
模 具 制 造 工 艺
袁小江
舒 冰
单 云
王晓红 殷戌麟 蔡 昀 吉卫喜
机械工业出版社
本书全面、系统地阐述了模具制造工艺的基本原理、特点和制造工艺。主要内容包括模具制造工艺基础、模具零件普通机械加工、模具零件特种加工、模具零件数控加工、模具装配工艺与调试等。本书在保证各种加工工艺方法的完整性和系统性的同时，突出体现了模具零件的工艺过程卡的应用和编制，以实用性和针对性为原则，注重知识与能力和技能之间的关系。每个项目都以具体的工作任务为载体，将知识贯穿于项目的实施过程中，同时增加了拓展项目，扩大了知识的应用面，具有较强的实用性。
本书是高等职业技术教育模具专业教材，也可作为模具设计、制造等技术人员的参考书。
前 言
目前模具的制造装备水平发展迅速，模具制造工艺也发生了较大的变革，新技术、新装备被大量的使用。为了更好地满足职业技术教育教学改革与发展的需要，克服原有教材内容和形式比较陈旧，实用性不强等特点，我们借鉴了国内外职业教育研究的成果，整理、总结了教学资料，创新了教学方法、手段和培养模式，编写了本教材，本教材出版前已经经过了多轮的实际使用与修正。
模具制造工艺的知识是从事模具设计与制造工作的技术人员必备的知识，为适应高等职业教育人才的培养，本书在保证科学性、理论性和系统性的同时，重点突出了实用性、针对性和综合性，侧重于基础理论的应用和实践动手能力、实际应用能力的培养。通过企业真实项目的一体化教学实施，培养学生学习的兴趣，再将兴趣提升为技能。
本书共分5个大项目。第一个项目主要介绍模具制造工艺基础知识，包括模具制造的特点与要求，模具加工工艺过程概述，工序尺寸与加工余量，模具制造精度与零件工艺分析等内容；第二个到第四个项目分别介绍了模具零件普通机械加工，模具零件特种加工，模具零件数控加工等内容，以企业真实、典型的模具零件为载体，由简单到复杂、由浅入深的讲解了现代模具制造的主要工艺过程；第五个项目主要讲解模具的装配工艺及调试，以企业真实的项目、技术图纸等资料为教学资源，讲解了典型冲裁模具、多工位级进模具、注塑模具的装配工艺过程，并介绍了冲压模具、注塑模具两大模具的试模与调试过程等。
本教材项目
一、项目二任务
二、项目三任务
二、项目
四、项目五任务一由无锡科技职业学院袁小江老师编写；项目二任务一由无锡技师学院殷戌麟老师编写；项目三任务一由无锡职业技术学院单云老师编写；项目三任务三由无锡商业职业技术学院王晓红老师编写；项目三任务四由无锡技师学院蔡昀老师编写；项目五任务二由无锡科技职业学院舒冰老师编写；全书由袁小江老师担任主编。本教材由江南大学吉卫喜教授主审。
教材的编写过程中得到了无锡模具工业协会潘尧枬秘书长、无锡商业职业技术学院李正峰教授、模具企业的马旭峰、吴辉、沈荣椿等人士的大力支持和帮助，同时也得到无锡科技职业学院各级领导的关怀和支持，在此表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
目录
前言
绪论 …………………………………………………………………………………1 项目一 模具制造工艺基础 ……………………………………………9
任务目标 ………………………………………………………………………9 理论知识 ………………………………………………………………………9
一、模具制造的特点与要求…………………………………………………9
二、模具加工工艺规程概述…………………………………………………17
三、模具制造精度与零件工艺分析…………………………………………40
四、工序尺寸与加工余量的确定……………………………………………44
五、设备及工艺装备的选择…………………………………………………53 拓展练习…………………………………………………………………………55 项目二 模具零件普通机械加工……………………………………56 任务一 模具导向零件加工与工艺卡编制……………………………56 任务目标……………………………………………………………………57 理论知识……………………………………………………………………57
一、车削加工………………………………………………………………57
二、磨削加工………………………………………………………………62
三、光整加工………………………………………………………………72 任务实施……………………………………………………………………80
一、导向件工艺分析………………………………………………………80
二、导向件工艺过程卡……………………………………………………81 拓展任务 冲头零件加工与工艺卡编制……………………………………84 拓展练习………………………………………………………………………86 任务二 模(座)板零件加工与工艺卡编制…………………………88 任务目标…………………………………………………………………89 理论知识…………………………………………………………………89
一、铣削加工……………………………………………………………89
二、刨削加工……………………………………………………………93
三、钻、扩、铰、镗削加工……………………………………………95 任务实施…………………………………………………………………111
一、模板零件工艺分析…………………………………………………111
二、模板零件工艺过程卡………………………………………………113 拓展任务 垫板零件加工与工艺卡编制…………………………………115 拓展练习……………………………………………………………………116 项目三 模具零件特种加工……………………………………119 任务一 转轴型腔滑块零件加工与工艺卡编制…………………119 任务目标………………………………………………………………120
理论知识……………………………………………………………………120
一、电火花成形加工…………………………………………………122
二、电火花穿孔加工…………………………………………………152 任务实施……………………………………………………………………154
一、转轴型腔滑块零件工艺分析……………………………………154
二、转轴型腔滑块零件工艺过程卡…………………………………155 拓展任务 型芯镶块零件加工与工艺卡编制……………………………156 拓展练习……………………………………………………………………158 任务二 侧板凸凹模零件加工与工艺卡编制……………………160 任务目标……………………………………………………………161 理论知识…………………………………………………………………162
一、电火花线切割加工……………………………………………162
二、慢走丝电火花线切割加工……………………………………178
三、中走丝电火花线切割加工……………………………………184 任务实施…………………………………………………………………187
一、侧板凸凹模零件工艺分析……………………………………187
二、侧板凸凹模零件工艺过程卡…………………………………188 拓展任务 凹模零件加工与工艺卡编制………………………………189 拓展练习…………………………………………………………………191 任务三 其他特种加工方法简介…………………………………193
一、电化学加工……………………………………………………193
二、超声波加工……………………………………………………205
三、激光加工………………………………………………………209 任务四 快速成型制造………………………………………………212 项目四 模具零件数控加工……………………………………228 任务目标……………………………………………………………228 理论知识………………………………………………………………228
一、数控加工基础知识……………………………………………228
二、数控车削加工…………………………………………………245
三、数控铣削加工…………………………………………………247 任务实施………………………………………………………………250
一、成形顶块零件工艺分析………………………………………250
二、成形顶块零件工艺过程卡……………………………………251 拓展任务 固定支架零件数控铣削加工编程………………………253 拓展练习………………………………………………………………255 项目五 模具装配工艺与调试…………………………………256 任务一 螺母板复合模具装配与调试……………………………256 任务目标……………………………………………………………257 理论知识…………………………………………………………………258
一、模具钳工………………………………………………………258
二、模具装配概述…………………………………………………260
三、冲压模具装配与调试…………………………………………276
四、冲压模具的试模与调试………………………………………280
五、弯曲模和拉深模的装配………………………………………283 任务实施…………………………………………………………………284
一、螺母板复合模具装配工艺分析………………………………284
二、螺母板复合模具装配工艺过程卡……………………………289
三、模具调试与试冲………………………………………………290 拓展任务 卷收器齿片连续模具装配与调试…………………………290 拓展练习…………………………………………………………………294 任务二 端盖注塑模具装配与调试………………………………295 任务目标……………………………………………………………297 理论知识…………………………………………………………………298
一、注塑模具装配…………………………………………………298
二、注塑模具的试模与调试………………………………………313
三、模具的使用维护与修理………………………………………320 任务实施…………………………………………………………………327
一、端盖注塑模具装配工艺分析…………………………………327
二、端盖注塑模具装配工艺过程卡………………………………327 拓展任务 底壳罩注塑模具装配与调试………………………………328 拓展练习…………………………………………………………………331 参考文献…………………………………………………………………334
第五篇：模具制造工艺习题
《模具制造技术》复习题
2.制约模具加工精度的因素有哪些？1）工艺系统的几何误差对加工精度的影响2）工艺系统受力变形对加工精度的影响3）工艺系统的热变形对加工精度的影响
3.电火花加工必须具备哪些条件？
1）必须使工件电极与工具电极之间经常保持一定放电间隙，以便形成火花放电的条件2）脉冲放电必须具有脉冲性，间歇性。3)电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。
4.板类零件的加工质量要求主要有哪几个方面？
1)一般模板平面加工质量要达到 IT7-IT8.2)平行度公差3）表面粗糙度Ra 4)配合精度 5）垂直度 6）一般误差
5.P10什么是零件的结构工艺性？对结构工艺性的要求有哪些？
答；零件的结构工艺性: 设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。1）便于达到零件图上所要求的加工质量2）便于采用高生产率的加工方法3）有利于减少零件的加工工作量4）有利于缩短时间
6.P9制定模具机加工工艺规程应遵循哪些原则？1）技术上的先进性2）工艺上的合理 性3）经济上的合理性4）缩短制造周期5）创造必要的工作条件
7.P225冲裁模具总装配要点？1）选择装配基准孔2）确定装配顺序3）控制冲裁 间隙4）位置正确，动作无误5)试冲
8.P69磨削烧伤与温度有什么关系？怎么控制？
磨削热是造成磨削烧伤的根源，所以改 善磨削烧伤有两个途径；一是尽可能地减少磨削热的产生二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入零件措施如下；1）正确选择砂轮2）合理选择磨削用量3）改善冷却条件。
3.定位基准的选择 按作用不同
①.设计基准在零件图上用于确定其他点、线、面的基准②.工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准。工艺基准按用途不同分为 ①.定位基准加工时工件在机床或夹具中占据一正确位置所用的基准。②.测量基准零件检验时用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。③.装配时用以确定零件在部件或在产品中位置的基准。
4.粗基准的选择
①.为保证加工表面与不加工表面之间的位置尺寸要求应选不加工表面作粗基准 ②.若要保证某加工表面切除的余量均匀应选该表面作粗基准。③.为保证各加工表面都有足够的加工余量应选择毛坯余量小的表面作粗基准。④.选作粗基准的表面应尽可能平整不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。⑤.粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。⑥.一般情况下粗基准不重复使用。
5.精基准的选择
①基准重合原则选用设计基准作为定位基准。②基准统一原则采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。③自为基准原则选择加工表面本身作为定位基准。④互为基准原则工件上两个相互位置要求很高的表面加工时互相作为基准。
6.加工阶段的划分
粗加工阶段切除大部分加工余量、半精加工阶段消除粗加工留下的误差、精加工 阶段去除半精加工留下的加工余量、光整阶段提高精度和表面粗糙度。
7.工艺工程分阶段的主要原因1保证产品质量2合理使用设备3便于热处理工序的合理安排 4便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面
8.工序的集中与分散
①.工序集中特点，1，一次装夹加工多个加工表面能较好地保证表面之间的相互位置精度可以减少装夹 工件的次数和辅助时间减少工件在机床之间的搬运次数有利于缩短生产周期。2，可减少机床数量、操作工人节省车间生产面积简化生产计划和生产组织工作。3，采用的设备和工装结构复杂、投资大调节和维修的难度大工人的技术要求高。
4单件小批生产采用工序集中②.工序分散特点 1机床设备及工装比较简单调整
方便生产工人易于掌握。2可以采用最合理的切削用量减少机动时间。3设
备数量多操作工人多生产面积大。大批、大量生产采用工序集中和分散 9.加工顺序的安排1基准先行2先主后次3先粗后精4先面后孔
10.热处理的安排
1预备热处理为改善金属组织和加工性能的热处理工序。2最终热处理为提高
零件硬度和耐磨性的热处理工序。11.加工余量与工序尺寸的确定
1成型磨削的加工原理
分为成型砂轮磨削法与夹具磨削法成型砂轮磨削法也称仿形法先将砂轮修整成与工件型
面完全吻合的相反面再用砂轮去磨削工件获得所需工件夹具磨削法也成范成法加工时
将工件装夹在专用夹具上通过有规律地改变工件与砂轮的位置实现对成型面的加工。第1、并行工程是一种企鹅也组织、管理和运行的先进技术、制造模式是采用多学科团队和
并行过程的集成化产品开发模式
1、冷冲模模架
由上模座、导套、导柱、下模座等零件组导柱安装在下模座导套在上模座为保证上、下模座的导套、导柱孔距一致可将两块模座装夹在一起加工
2、导柱导套加工工艺
毛坯棒料—车削加工—渗碳处理、淬火—内、外圆磨削—精磨。导柱的心部要求韧
性好故导柱的材料为20号低碳钢导柱在热处理后应修正中心孔以便在一次装夹中将
导柱的两个外圆磨出以保证两圆柱面的同轴度导套车削时先车削内孔再已孔位基准
车削外圆
3、冷冲模制造
①凸、凹模的设计有5点要求1结构合理2高的尺寸精度、形位精度表面质量和刃口
锋利3足够的刚度和强度4良好的耐磨性5一定疲劳强度
④压印锉修压印锉修是一种钳工加工方法压印前根据非圆形凸模的形状和尺寸准备
坯料在车床上或刨床上预加工毛坯各表面在断面上按刃口轮廓划线在铣床上按划线粗
加工凸模工作表面并留有压印后的锉修余量0.15~0.25。压印时在压力机上将粗加工后的凸模毛坯垂直压入已淬硬的凹模型孔内。
⑤凸模的电火花线切割工艺(1)毛坯准备,将圆形棒料进行锻造锻成六面体并进行退
火处理2刨或铣六个面在刨床或铣床上加工锻坯的六个面3钻穿丝孔在线切割
加工起点处钻出直接为2~3mm电极丝穿丝孔4加工螺钉孔。将固定凸模用的两个螺钉孔
加工出啦5热处理将工件淬火、回火、并检查其表面硬度硬度要求达到58~62HRC
6磨削上下两平面表面粗糙度Ra应低于0.8um7去除穿丝孔杂质并进行
退磁处理8线切割加工凸模9研磨线切割过后钳工研磨凸模工作部分是工作
表面粗糙度降低
⑥凸模的成型磨削加工程序1准备毛坯用圆钢锻成六面体并退火处理2刨削或铣削六个面在刨床或铣床上加工锻坯的六个面3磨上下两个平面及基准面4
钳工划线钻孔、功螺纹5用铣床加工外型留磨削余量6热处理将凸模淬
火、回火处理并检查表面硬度硬度要求达到58~62HRC7磨削上下两平面表面粗糙
度Ra应低于0.8um8成型磨削按一定的磨削程序磨削凸模的外形。9精修凸模
外形和凹模配间隙
⑦冲裁模凹模的制造工艺工程凹模加工和凸模加工相比有以下特点1在多孔冲裁
模或级进模中凹模上有一系列孔凹模孔系位置精度通常要求在±0.01~0.02mm以上
这给孔加工带来困难。2凹模在镗孔时孔与外形有一定的位置精度要求加工时
要求确定基准并准确确定孔的中心位置这给加工带来很大难度3凹模内孔
加工的尺寸往往直接取决于刃具的尺寸因此刃具的尺寸精度、刚度及磨损将直接影响内孔的加工精度4凹模孔加工时，切削区在工件内部，排屑、散热条件差、加工精度和表面质量不易控制
⑧凹模电火花线切割加工工艺过程，1，准备毛坯，用圆钢锻成方形坯料并退火，2刨六个面，将毛坯刨成六面体，3，平磨上、下两平面及角尺面，4，钳工划线，并加工销孔，铰孔、钻孔，和螺钉孔钻孔、功螺纹5去除型孔内部废料沿型孔轮廓划出一系列孔然后钻出来凿通整个轮廓，敲出中间废料，6，热处理，淬火和回火，检测表面硬度要求达到58~62HRC，7，平磨上下两个平面及角尺面，8，电火花切割型孔线切割加工铜凸模相似9切割好的凹模进行稳定回火10钳工研磨销孔及凹模刃口使其达到规定要求
⑨凹模电火花加工工艺工程1准备毛坯圆钢锻成方形坯料并退火2刨削六章个面3平磨磨上下两平面和角尺面4钳工划线划出型孔轮廓线级螺孔、销孔位置5切除中心废料现在型孔适当位置钻孔然后用带锯机去除中心废料6螺孔和销孔加工加工螺孔钻孔、功螺纹加工销孔钻孔、铰孔7热处理淬火和回火检查硬度表面硬度要求达到58~62HRC8平磨磨上下两平面9退磁处理10电火花加工型孔利用凸模加长一段铸铁后作为电极电加工完成后去掉铸铁部分后做凸模用先用粗规准加工然后调整平动头的偏心量再用精规准加工。
4冷冲模的工艺性
①设计冷冲模时需考虑的原则1.模具结构尽量简单。在保证使用前提下模具结构尽可能简单2.模具使用过程中的易损件能方便的更换和调整3尽可能使用标准件4模具零件尤其是凸凹模零件应具有良好的工艺性5模具应便于装配
②冷冲模使用电火花加工时凹模结构的特点如下1采用整体结构因为小孔、尖
角和窄槽等机械加工非常困难2可减薄模板厚度因为避免热处理的影响使用寿命长、性能好缩短制模周期节省贵重模具材料3凹模型孔的尖角改为圆角因为尖角部分腐蚀较快圆角还有利于减少应力集中提高模具强度5标出凸模的基本尺寸和公差便于凸模和电极配套成形磨削6刃口表面变质层的处理可按需求是否保留变质层
5塑料模型腔加工通用机床加工仿形铣床加工型腔加工新工艺
6型腔抛光的方法点解抛光超声波抛光
7低熔点合金模具是指工作零件刃口或型面材料采用低熔点合金制造工艺采用铸造代
替机械加工的模具 优点有1制造方便制模周期短2可简化模具的保管工作8低熔点合金模具的铸模工艺自铸法和浇铸法看书
9铁基合金模具的特点以锌为基体的锌、铜、铝三元合金加入微量镁称为铁基合金用其制造的模具称为铁基合金模具。制模周期短工艺简单成本低
1装配的工艺方法： 1完全互换法，实质是利用控制零件的制造误差来保证装配精度的方
法，优点是装配简单，生产率高，对工人的要求不高，便于自动化装配，容易实现专业化生产备件供应方便，常用在单件小批量生产，2修配法，在零件上预留修配量，优点是能获得很高的装配精度。而零件的制造精度可以放宽缺点是装配中增加了修配工作量工时多而不稳定，装配质量依赖工人的技术水平，效率低，3调整法用一个可调整位置的零件来调整它在机器中的位置以达到装配精度优点够获得很高的装配精度零件可按经济精度要求确定公差缺点制造费用提高依赖工人水平调整时间长难预定2模具零件的固定方法
紧固件法、压入法、铆接法、热套法、焊接法、低熔点法、粘接法具体看书p2013间隙壁厚的控制方法
垫片法、镀铜法、透光法、涂层法、腐蚀法、工艺尺寸法、工艺定位器法
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