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第2章 模具零件的機(jī)械加工機(jī)械加工方法廣泛地用于模具零件的制造。根據(jù)模具設(shè)計(jì)圖樣中的模具零件結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)要求，制造完成一副完整模具，其工藝過(guò)程一般可分為：毛坯外形的加工，工作型面的加工；模具零部件的再加工；模具裝配等。即使采用其他工藝方法（如特種加工），仍然需要采用機(jī)械加工完成模具的粗加工、半精加工，為模具的進(jìn)一步加工創(chuàng)造條件。模具零件的機(jī)械加工方法有以下幾種情況：普通精度零件用通用機(jī)床加工。例如，車削、銑削、刨削、鉆削、磨削等。這些加工方法對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高。加工完成后要進(jìn)行必要的鉗工修配后再裝配。精度要求較高的模具零件用精密機(jī)床加工；形狀復(fù)雜的空間曲面，采用數(shù)控機(jī)床加工；對(duì)特殊零件可考慮其它加工方法，如擠壓成型加工、超塑成型加工、快速成型技術(shù)等。用于模具機(jī)械加工的精密機(jī)床有：坐標(biāo)鏜床、精密平面磨床、坐標(biāo)磨床等。加工模具零件常用的數(shù)控機(jī)床有：數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床等。由于數(shù)控加工對(duì)工人的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生產(chǎn)率高、節(jié)省工裝，工程管理容易、對(duì)設(shè)計(jì)更改的適應(yīng)性強(qiáng)、可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)床管理等一系列優(yōu)點(diǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)化，使模具生產(chǎn)更加合理、省力、改變模具機(jī)械加工的傳統(tǒng)方式具有十分重要的意義、這也是今后模具發(fā)展的方向。用機(jī)械加工方法制造模具，在工藝上應(yīng)充分考慮模具零件的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、精度和使用壽命等方面的要求，采用合理的加工方法和工藝路線，來(lái)保證模具的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。尤其應(yīng)注意在模具設(shè)計(jì)和制造中，不應(yīng)盲目追求模具加工精度和使用壽命的提高，否則就會(huì)導(dǎo)致模具生產(chǎn)成本提高，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。2.1模具導(dǎo)向零件的加工導(dǎo)向零件是各類模具中應(yīng)用廣泛的重要零件。這些零件制造質(zhì)量的好壞，將直接影響模具的制造質(zhì)量和最后成型制件的質(zhì)量。因此，模具導(dǎo)向零件的制造技術(shù)對(duì)模具有著重要的作用。模具的導(dǎo)向零件是指在組成模具的零件中，能夠?qū)δ＞哌\(yùn)動(dòng)零件的方向和位置起著定位作用的零件。模具中設(shè)置導(dǎo)向零件的目的，主要是保證模具中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的運(yùn)動(dòng)方向正確。當(dāng)運(yùn)動(dòng)零件停止后，其零件之間的相對(duì)位置準(zhǔn)確。本章以典型的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向零件為重點(diǎn)予以介紹。2.1.1模具導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)及分類1.常用模具導(dǎo)向零件的分類不同種類的模具，有著不同結(jié)構(gòu)形狀的導(dǎo)向零件，一般可分為滑動(dòng)導(dǎo)向零件和滾動(dòng)導(dǎo)向零件。導(dǎo)柱、導(dǎo)套和滑塊是模具中應(yīng)用最多的導(dǎo)向零件。所以，它的種類和結(jié)構(gòu)形狀也是多種多樣。如沖壓模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套按配合形式可分為滑動(dòng)式和滾動(dòng)式。按照裝配形式又分為固定式和可拆卸式。除以上導(dǎo)柱外還有卸料、頂出用的桿類導(dǎo)向零件及小型導(dǎo)柱等。塑料注射模具中除了導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，還有抽芯機(jī)構(gòu)中應(yīng)用的斜導(dǎo)柱、頂出板用的小型導(dǎo)柱、限位用的導(dǎo)柱等。各種導(dǎo)柱的形狀、大小、用途各異，但其功能都是起導(dǎo)向作用。目前，對(duì)沖壓模具、金屬壓鑄模具和塑料模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套等導(dǎo)向零件都已標(biāo)準(zhǔn)化，可進(jìn)行批量的制造、選用時(shí)則根據(jù)不同的要求進(jìn)行選擇應(yīng)用。斜滑塊和導(dǎo)滑槽是在成形或抽芯機(jī)構(gòu)中起導(dǎo)向作用，它們需根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。圖2.1.1為標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)柱、導(dǎo)套；圖2.1.2為模具常用的滑塊和導(dǎo)滑形式。 圖2.1.1標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)柱、導(dǎo)套圖2.1.2 模具常用的滑塊和導(dǎo)滑形式2.導(dǎo)向零件的基本要求模具運(yùn)動(dòng)零件的導(dǎo)向，是借助導(dǎo)向零件之間精密的尺寸配合和相對(duì)的位置精度，來(lái)保證運(yùn)動(dòng)零件的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平穩(wěn)、無(wú)阻滯的運(yùn)動(dòng)。所以，導(dǎo)向零件的配合表面都必須進(jìn)行精密加工，而且要有較好的耐磨性。一般導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra=0.630.32m。對(duì)精密的導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá)IT5，表面粗糙度Ra=0.160.08m。常用導(dǎo)向零件的材料，一般為20號(hào)鋼、T8A、Tl0A等。因其配合表面要求有較好的耐磨性，表面硬度高達(dá)5660HRC。所以，導(dǎo)向零件都要進(jìn)行熱處理。當(dāng)用20號(hào)鋼制造的導(dǎo)向零件，需進(jìn)行表面滲碳后再進(jìn)行淬火處理才能達(dá)到硬度要求。對(duì)T8A、Tl0A等工具鋼材料，進(jìn)行淬火處理即可達(dá)到表面的硬度要求。 導(dǎo)向零件的形狀比較簡(jiǎn)單。加工方法一般采用普通機(jī)床進(jìn)行粗加工和半精加工后再進(jìn)行熱處理，最后用磨床進(jìn)行精加工，消除熱處理引起的變形，提高配合表面的尺寸精度和減小配合表面的粗糙度。對(duì)于配合要求高、精度高的導(dǎo)向零件，還要對(duì)配合表面進(jìn)行研磨，才能達(dá)到要求的精度和表面粗糙度。 雖然導(dǎo)向零件的形狀比較簡(jiǎn)單，加工制造過(guò)程中不需要復(fù)雜的工藝、設(shè)備及特別復(fù)雜的制造技術(shù)，但其質(zhì)量的好壞將直接影響模具的導(dǎo)向精度和成形制件的質(zhì)量。所以，對(duì)模具導(dǎo)向零件的制造應(yīng)予以充分重視。 2.1.2導(dǎo)柱的制造 各種模具應(yīng)用的導(dǎo)柱其結(jié)構(gòu)種類很多，但主要構(gòu)成的表面為不同直徑的同軸圓柱表面。因此，可根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和材料要求，直接選用適當(dāng)尺寸的熱軋圓鋼為毛坯料。 在機(jī)械加工過(guò)程中，除保證導(dǎo)柱配合表面的尺寸和形狀精度外，還要保證各配合表面之間的同軸度要求。導(dǎo)柱的配合表面是容易磨損的表面。因此，對(duì)其配合表面應(yīng)有一定的硬度要求。所以，在精加工之前要安排熱處理工序，以達(dá)導(dǎo)柱要求的硬度。 1.導(dǎo)柱加工的工藝過(guò)程及其技術(shù)要求圖2.1.3所示為一塑料注射模的導(dǎo)柱，其加工工藝過(guò)程如表2.1.1所示：圖2.1.3塑料注射模導(dǎo)柱表2.1.1塑料注射模導(dǎo)柱加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備檢驗(yàn)1下料按圖紙尺寸：長(zhǎng)度余量（23）鋸床、砂輪切機(jī)自檢2粗車外圓定位： 車端面和所有外圓面； 車錐面； 倒出45角和圓角R。 車床自檢3鉆、锪中心孔外圓定位：鉆端面中心孔(3.64.6m锪中心錐形孔。車床自檢4半精車、精車中心孔定位：半精車、精車各外圓面；精車錐面,倒錐面R角。車床專職檢驗(yàn)員5熱處理熱處理：20號(hào)鋼滲碳0.81.2 (或滲氮)；淬火(50-55)HRC或(55-60)HRC。熱處理爐(檢驗(yàn)硬度、平直度)。6研磨中心孔外圓定位：研磨中心定位孔。車床7磨外圓中心孔定位：粗磨、精磨各段外圓； 直導(dǎo)柱可采用無(wú)心磨床加工磨床自檢8研磨、拋光 研磨導(dǎo)柱導(dǎo)向部分外圓(固定部分不磨)； 拋光R2、10角。9檢驗(yàn)專職檢驗(yàn)員10入庫(kù)清洗、噴涂防銹潤(rùn)滑油后,分類用塑料薄膜包封后入庫(kù) 2.導(dǎo)柱加工過(guò)程中的定位 導(dǎo)柱的加工過(guò)程中，為了保證各外圓柱面之間的位置精度和均勻的磨削余量。對(duì)外圓柱面的車削和磨削，一般采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合的兩端中心孔定位。所以，在半精車、精車和磨削之前需先加工中心定位孔，為后繼工序提供可靠的定位基準(zhǔn)。中心孔加工的形狀精度，對(duì)導(dǎo)柱的加工質(zhì)量有著直接的影響，特別是加工精度要求高的軸類零件。保證中心定位孔與頂尖之間的良好配合是非常重要的。導(dǎo)柱中心定位孔在熱處理后的修正，目的是消除熱處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的變形和其它缺陷，使磨削外圈柱面時(shí)能獲得精確定位，保證外圓柱面的形狀和位置精度要求。 中心定位孔的鉆削和修正，是在車床、鉆床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上按圖紙要求的中心定位孔的型式進(jìn)行鉆削加工的。中心定位孔修正時(shí)，在車床上如圖2.1.4所示。加工時(shí)用車床三爪卡盤夾持錐形砂輪，在被修正的中心定位孔處加人少量煤油或機(jī)油，手持工件利用車床尾座頂尖支撐，開動(dòng)機(jī)床利用車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行磨削。此法效率高、質(zhì)量較好。但砂輪易磨損，需經(jīng)常修整。 圖2.1.4錐形砂輪修正中心定位孔 2.1.5硬質(zhì)合金梅花棱頂尖1-三爪卡盤；2-錐形砂輪；3-工件；4-尾座頂尖如圖2.1.4中的錐形砂輪如果用錐形鑄鐵研磨頭代替，在被研磨中心定位孔表面涂以研磨劑進(jìn)行研磨，可達(dá)到更高的配合精度。采用圖2.1.5所示的硬質(zhì)合金梅花棱頂尖修正中心定位孔，可得到高的效率。但質(zhì)量稍差，般用于大批量生產(chǎn)，且要求不高的頂尖孔修正，它是將梅花棱頂尖裝人車床或鉆床的主軸錐孔內(nèi)，利用機(jī)床尾座頂尖將工件壓向梅花棱頂尖，通過(guò)硬質(zhì)合金梅花棱頂尖的擠壓作用，修正中心定位孔的幾何誤差。3.導(dǎo)柱的研磨導(dǎo)柱研磨加工的目的是為了進(jìn)一步提高導(dǎo)柱的表面質(zhì)量，即提高導(dǎo)柱表面的精度和降低表面粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。為了保證導(dǎo)柱表面的精度和表面粗糙度Ra=0.630.l6m，所以增加了研磨工序。 在生產(chǎn)數(shù)量大的情況下，研磨加工可以在專用研磨機(jī)床上進(jìn)行。在單件、小批量生產(chǎn)中，可采用研磨工具如圖2.1.6所示，在普通車床上進(jìn)行研磨。研磨時(shí)將工件表面涂上研磨劑，把研磨具套裝在導(dǎo)柱被研磨表面上，利用拖板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研磨。研磨量的大小控制，可通過(guò)研磨具上調(diào)整螺釘?shù)妮S向調(diào)節(jié)，來(lái)調(diào)整研磨套直徑的大小，達(dá)到精度要求。研磨套是用鑄鐵制造，其內(nèi)徑比工件的外徑大0.020.04，研磨套的長(zhǎng)度一般取工件研磨表面長(zhǎng)度的25%50%。 圖2.1.6研磨套 1-研磨架；2-研磨套；3-限位螺釘；4-調(diào)整螺栓一般粗研磨時(shí)，工作壓力取100200kPa；精研磨時(shí)，工作壓力取10一100kPa。粗研磨時(shí)，取研磨速度3050m/min，精研磨時(shí)，取研磨速度6l5m/min。如果工件材質(zhì)較軟或精度要求高時(shí)研磨速度取小值。導(dǎo)柱的研磨余量一般為0.050.012mm。研磨劑是用氧化鋁或氧化鉻(磨料)與機(jī)油或煤油(磨液)混合而成。而市售的研磨膏是由磨料、粘結(jié)劑(混合脂)、潤(rùn)滑劑和油酸等按一定比例調(diào)制面成。使用時(shí)要加入煤油或汽油稀釋。研磨料的粒度一般粗研磨和半精研磨用W2010，精研磨用W7以下。研磨前，要將工件表面和研磨工具表面用汽油或煤油洗凈，并將工件邊緣的毛刺去除干凈。不同粒度的磨料研磨后所能達(dá)到的表面粗糙度如表2.1.2所示。表2.1.2研磨后所能達(dá)到的表面粗糙度2.1.3導(dǎo)套的加工導(dǎo)套是一種典型的筒體形零件，和導(dǎo)柱一樣導(dǎo)套是模具中應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向零件。因其應(yīng)用部位不同它的結(jié)構(gòu)形狀也不同，但構(gòu)成導(dǎo)套的主要表面是內(nèi)、外圓柱表面。因此，可根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和材料的要求，直接選用適當(dāng)尺寸的熱軋圓鋼為毛坯。在機(jī)械加工過(guò)程中，除保證導(dǎo)套配合表面的尺寸和形狀精度外，還要保證內(nèi)外圓柱配合表面的同軸度要求。導(dǎo)套的內(nèi)表面和導(dǎo)柱的外圓柱面為配合表面，使用過(guò)程中運(yùn)動(dòng)頻繁，必須有一定的耐磨性，因此，需要有一定的硬度要求。在精加工之前必須安排熱處理工序，提高其硬度。 在不同的生產(chǎn)條件下，導(dǎo)套的制造過(guò)程所采用的加工方法和設(shè)備不同，制造工藝也不同。 圖2.1.7沖壓模具滑動(dòng)式導(dǎo)套材料20號(hào)鋼，熱處理：表面滲碳層深度0.81.2，5862HRC圖2.1.8小錐度心軸安裝導(dǎo)套1-導(dǎo)套；2-心軸圖2.1.9導(dǎo)套研磨工具1-錐度心軸；2-研磨套；3-調(diào)整螺母1. 導(dǎo)套的典型加工的工藝過(guò)程表2.1.3為圖2.1.7沖壓模具滑動(dòng)式導(dǎo)套的加工工藝過(guò)程。表2.1.3沖壓模具滑動(dòng)式導(dǎo)套的加工工藝2.導(dǎo)套加工工藝過(guò)程中的定位導(dǎo)套在磨削時(shí)，正確選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證內(nèi)、外圓柱面的同軸度的要求是非常重要的。在上述加工工藝過(guò)程中，工件熱處理后，在萬(wàn)能內(nèi)外圓磨床上利用三爪卡盤夾持37.5mm外圓柱面。一次裝夾后，磨出38mm的外圓和25mm的內(nèi)孔。這祥可以避免多次裝夾而造成的誤差，能保證內(nèi)外圓柱配合表面的同軸度要求。它適應(yīng)單件或小批量生產(chǎn)。對(duì)于大批量生產(chǎn)同一尺寸的導(dǎo)套時(shí)，可以先磨好內(nèi)孔，再將導(dǎo)套套裝在專用小錐度磨削心軸上，如圖2.1.8所示。以心軸兩端中心孔定位，使定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。借助心軸和導(dǎo)套內(nèi)表面之間的摩擦力帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。磨削導(dǎo)套的外圓柱面，能獲得較高的同軸度。這種方法操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高。但需制造專用的具有高精度的心軸，其硬度在60HRC以上。3.導(dǎo)套的研磨導(dǎo)套內(nèi)孔的精度和表面粗糙度有較高的要求，對(duì)導(dǎo)套內(nèi)孔配合表面進(jìn)行研磨可進(jìn)一步提高表面的精度和降低表面粗糙度，達(dá)到加工表面的質(zhì)量和設(shè)計(jì)要求。對(duì)于大批量生產(chǎn)的情況下，可以在專用研磨機(jī)床上進(jìn)行研磨。對(duì)于單件或小批量生產(chǎn)可采用研磨工具進(jìn)行。如圖2.1.9所示為導(dǎo)套的研磨常用工具，它是由錐度心軸、鑄鐵研磨套和調(diào)整螺母組成。使用時(shí)將錐度心軸兩端的中心孔裝夾在車床主軸頂尖和尾座頂尖之間，由車床主軸帶動(dòng)心軸旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)套內(nèi)孔涂上研磨劑，借助車床拖板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研磨，直至達(dá)到要求。 在研磨過(guò)程中，研磨進(jìn)給量大小的控制，是通過(guò)錐度心軸兩端的調(diào)整螺帽的軸向位移使研套2徑向的擴(kuò)大或縮小實(shí)現(xiàn)的。一般研磨內(nèi)孔的余量為0.010.02mm，研磨套的長(zhǎng)度為導(dǎo)套研磨長(zhǎng)度的24倍。對(duì)研磨前的準(zhǔn)備工作、研磨時(shí)的工作壓力、研磨速度、研磨劑、研磨膏及研磨后達(dá)到的精度和表面粗糙度等可參見導(dǎo)柱的研磨。4.滾珠導(dǎo)套保持圈的加工和組裝滾珠模架用保持圈如圖2.1.10所示，保持圈的鉆孔工具如圖2.1.11所示，保持圈的鉚口工具如圖2.1.12所示。圖2.1.10滾珠模架用保持圈圈2.1.11保持圈的鉆孔工具 圖2.1.12鉚口工具2.1.4滑塊和導(dǎo)滑槽滑塊和斜滑塊廣泛用于沖壓模具、塑料模具、金屬壓鑄模具等成形方向轉(zhuǎn)換、側(cè)向抽芯及分型導(dǎo)向的零件。工作時(shí)，滑塊或斜滑塊在斜楔或斜導(dǎo)柱的帶動(dòng)下，于導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行側(cè)向成形或在開模后，制件頂出之前完成側(cè)向分型或抽芯工作，達(dá)到模具成形方向轉(zhuǎn)換或使制件順利頂出模具的目的。由于模具的種類不同，使用滑塊和斜滑塊的作用也有較大的差別，其滑塊和斜滑塊結(jié)構(gòu)、形狀、大小也不同。大多數(shù)情況下以制造成組合式為主，圖2.1.13所示；也可以和成形的型芯制造為整體式（主要用于塑料模具側(cè)向分型或抽芯）。滑塊和斜滑塊多為平面和圓柱面的組合，根據(jù)使用的模具不同，它存在在配合要求高的斜面、斜孔和成型表面，形狀、位置精度和配合要求較高。所以，在機(jī)械加工過(guò)程中，除保證尺寸、形狀精度外，還要保證相互位置精度。對(duì)于滑動(dòng)表面和成型表面還要保證較低的表面粗糙度。圖2.1.13組合式滑塊滑塊和斜滑塊的導(dǎo)向表面及成型表面要求有較好的耐磨性和較高的硬度。常選用的材料為工具鋼或合金工具鋼，經(jīng)鍛造制成毛坯。在精加工前要安排熱處理達(dá)到硬度要求。目前在塑料模具中還廣泛采用自潤(rùn)滑導(dǎo)板。現(xiàn)以圖2.1.13所示組合式滑塊為例，介紹其加工過(guò)程。2.1.5斜導(dǎo)柱孔的研磨圖2.1.13所示斜導(dǎo)柱孔的尺寸公差值較大，它和斜導(dǎo)柱在工作過(guò)程中配合很松，內(nèi)孔的表面粗糙度低。主要的目的是在開模之初使滑塊的抽芯運(yùn)動(dòng)滯后于開模運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)、定?？梢苑珠_一個(gè)很小的距離之后，斜導(dǎo)柱才開始接觸滑塊的斜導(dǎo)柱孔內(nèi)表面開始抽芯運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，內(nèi)孔表面和斜導(dǎo)柱外圓表面為滑動(dòng)接觸。設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)孔表面的粗糙度要低并且有一定硬度要求。因此，對(duì)內(nèi)孔研磨的目的是修正內(nèi)孔熱處理造成的變形及降低表面粗糙度。斜導(dǎo)柱內(nèi)孔的研磨方法基本同導(dǎo)套的研磨方法。為了保證斜導(dǎo)柱內(nèi)孔和模板導(dǎo)柱孔的同軸度，亦可用模板裝配后進(jìn)行配加工。2.1.6導(dǎo)滑槽的加工 導(dǎo)滑槽和滑塊是模具橫向分型的抽芯導(dǎo)向裝置。抽芯運(yùn)動(dòng)中要求滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)上下竄動(dòng)和卡緊現(xiàn)象。導(dǎo)滑槽常用的結(jié)構(gòu)型式如圖2.1.14所示。因模具的結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu)型式也不同。一般可分為整體式和組合式兩種。圖2.1.14導(dǎo)滑槽常用的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)滑槽常用的制造材料一般為45、T8A、Tl0A等材料，并經(jīng)熱處理使其硬度達(dá)到5256HRC。由于導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，大多數(shù)的導(dǎo)滑槽都是由平面組成。因此，機(jī)械加工比較容易，可采用刨削、銑削、磨削的方法進(jìn)行機(jī)械加工。對(duì)其加工方案的選擇和加工工藝過(guò)程,可參閱本書模板類零件和滑塊的有關(guān)內(nèi)容。 導(dǎo)滑槽和滑塊的配合，在上、下和左、右兩個(gè)方向各有一對(duì)平面是間隙配合，它們的配合精度一般為H7/f6或H8/f7，表面粗糙度Ra=0.631.25m。2.2模板類零件的加工模板是組成各類模具的重要零件。在任何一套模具中，模板類零件都有著大量的應(yīng)用，在沖壓、塑料制品成型、金屬壓鑄等模具中，模板類零件所占的比例高達(dá)80%以上。因此，模板類零件的制造如何滿足模具結(jié)構(gòu)、形狀、成型等各種功能的要求，達(dá)到所需要的制造精度和性能，取得較高的經(jīng)濟(jì)效益，是模具制造的重要問(wèn)題。為此，本章將對(duì)模板類零件的制造技術(shù)、加工方法進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。2.2.1模板類零件的概述模板類零件是指模具中所應(yīng)用的平板狀的零件。如圖2.2.1所示塑料制品成型模具中的定模板、定模固定板、動(dòng)模板、動(dòng)模固定板、型腔板、推料板、推桿固定板、支撐板等。圖2.2.2所示金屬?zèng)_壓模具中的上、下模座，凸、凹模固定板、卸料板、墊板等都大量的應(yīng)用了模板類零件。所以，模板類零件是組成模具的重要零件。正確的選擇、掌握模板類零件的制造技術(shù)，加工工藝方法是高速優(yōu)質(zhì)制造模具的重要途徑。 圖2.2.1注塑模模板類零件的應(yīng)用 圖2.2.2沖壓模模板類零件的應(yīng)用 模板類零件的形狀、尺寸、精度等級(jí)等各有不同的要求，但它們的作用概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面：（1）連接作用沖壓模具中的上、下模座，塑料成型模具中的動(dòng)、定模板，它們具有將模具的其它零件連接起來(lái)保證模具工作時(shí)具有正確的相對(duì)位置，同時(shí)也起著與使用設(shè)備的連接作用。（2）定位作用沖壓模具中的凸、凹模固定板，塑料成型模具中的動(dòng)、定模固定板，它們將凸、凹模和動(dòng)、定模的相對(duì)位置進(jìn)行定位，保證模具工作過(guò)程中的相對(duì)位置的準(zhǔn)確。（3）導(dǎo)向作用模板類零件和導(dǎo)柱、導(dǎo)套相配合，在模具工作過(guò)程中沿開合模方向進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。它們對(duì)模具上所有零件的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行導(dǎo)向。（4）卸料和頂出制品模具中的卸料板、推板及推桿固定板在模具完成一次成型過(guò)程后,借助設(shè)備的動(dòng)力及時(shí)地將成型的制品頂出或?qū)⒚髁闲断?，以便使模具順利進(jìn)行下一次的制品成型。2.2.2對(duì)模板類零件的要求 模板類零件種類繁多，不同種類的模板有著不同形狀、尺寸、精度及材質(zhì)的要求。根據(jù)模板類零件的主要作用，在不考慮形狀和尺寸大小的情況下可概括為以下幾個(gè)方面。1.材料的質(zhì)量根據(jù)模板在模具中的不同應(yīng)用、模具的精度和模具的使用要求，對(duì)模板的制造材料有不同種類和質(zhì)量的要求。一般精度的沖壓模具的上下模座用鑄鐵、鑄鋼制造；高精度、高速?zèng)_壓模具模板可根據(jù)不同的要求使用中碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金工具鋼制造，塑料成型模具的模板大多為中碳結(jié)構(gòu)鋼制造。2.制造精度 模板類零件不論其尺寸和形狀各有不同，但每一塊板都是由平面和孔系組成。工作時(shí)，若干塊模板處于閉合和開啟的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，對(duì)模板的精度要求主要為以下幾方面：（1）模板上下平面的平行度和垂直度為了保證模具裝配后各模板能夠緊密配合，對(duì)于不同功能和不同尺寸的模板其平行度和垂直度均按GBll84一80執(zhí)行。其中，沖壓與擠壓模架的模座平行度公差，對(duì)于滾動(dòng)導(dǎo)向模架采用公差等級(jí)為4級(jí)，其它模座和模板的平行度公差采用公差等級(jí)為5級(jí)，塑料成型模具組裝后模架上下平面的平行度公差等級(jí)為6級(jí)，模板上下平面的平行度公差等級(jí)為5級(jí)，模板兩側(cè)基準(zhǔn)面的垂直度公差等級(jí)為5級(jí)。（2）模板平面的表面粗糙度和精度等級(jí)對(duì)一般模板平面的表面精度要達(dá)到IT7IT8，粗糙度Ra=0.632.5m。對(duì)于平面為分型面的模板表面粗糙度要達(dá)到IT6IT7，Ra=0.321.25m。（3）模板上各孔的精度、垂直度和孔間距的要求常用模板各孔徑的配合精度一般為IT6IT7，Ra=0.321.25m。孔軸線與上下模板平面的垂直度對(duì)安裝滑動(dòng)導(dǎo)柱的模板為4級(jí)精度。模板上各孔之間的孔間距應(yīng)保持一致，一般要求在土0.02mm以下，以保證各模板裝配后達(dá)到裝配要求。使各運(yùn)動(dòng)模板沿導(dǎo)柱移動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)阻滯現(xiàn)象。3.選用標(biāo)準(zhǔn)模架 模架是模具不可缺少的重要組成部分，沖壓模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模等模具都要通過(guò)模架才能把其他模具的結(jié)構(gòu)零件和成形零件組裝起來(lái)，模具才能使用。現(xiàn)在模具制造廠一般已不自已制造模架，除了一些特殊情況之外，均應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架與模具標(biāo)準(zhǔn)件。這樣做有以下好處：（1）能簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，方便模具加工；（2）縮短模具制造周期，降低成本，促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代；（3）能提高模具質(zhì)量，便于模具維修。目前，我國(guó)的模具工業(yè)已有了很大發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化方面已取得了很大成就，相繼制定了一系列模架與模具標(biāo)準(zhǔn)件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)了一些國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，建立了許多專門生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)模架與模具標(biāo)準(zhǔn)件的工廠，每年要生產(chǎn)幾百萬(wàn)副至幾千萬(wàn)副各種標(biāo)準(zhǔn)模架和大批量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，供模具生產(chǎn)廠選用。 在選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)要了解該模架及其零件的技術(shù)條件。 沖模模架技術(shù)條件（GB/T285490），沖模模架零件技術(shù)條件（GB/T1244690）；塑料模中小型模架技術(shù)條件（GB/T12556.290），大型模架技術(shù)條件（GB/T12555.290）等。2.2.3模板上一般孔的加工 模板上的孔種類較多，由于孔的使用功能不同，孔的精度要求也不同，加工方法也選用不同?？壮Ｓ玫臋C(jī)械加工方法有鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、磨等。1.鉆孔模具零件上有許多孔，如螺紋孔、螺栓過(guò)孔、銷釘孔、頂桿孔、電熱管安裝孔、冷卻水孔都需要經(jīng)過(guò)鉆孔加工。由于鉆頭鉆孔時(shí)容易偏斜，孔徑容易擴(kuò)大，孔的表面質(zhì)量差，則鉆孔屬粗加工，精度一般可達(dá)IT12IT10，粗糙度為Ra(5012.5) m。模板上的孔大部分都在劃線后加工。如果多個(gè)模板孔距相同，為保證零件的孔距，可將多件用平行夾或螺釘組合成一體，以劃線為準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行鉆孔及鉸孔。2.鉸孔模具中常有一部分銷釘孔、頂桿孔、型芯固定孔等需在劃線或組裝時(shí)加工，其加工精度一般為IT6IT8級(jí)，粗糙度Ra值不大于3.2m。加工直徑小于10mm的孔時(shí)，由鉗工鉆鉸加工(粗鉆及粗鉸)；1020mm的孔采用鉆、擴(kuò)、鉸等工序加工；大于20 mm的孔則在銑床、鏜床上預(yù)鉆孔后鏜孔；對(duì)淬火件的孔，鉸孔時(shí)應(yīng)留0.020.03mm的研磨量，熱處理時(shí)還要加以保護(hù)，待組裝時(shí)再研磨；當(dāng)不同材料的零件組合鉸孔時(shí)，應(yīng)從硬材料一方鉸入；鉸不通孔時(shí)，鉸孔深度應(yīng)增大，留出鉸刀切削部分的長(zhǎng)度，以保證有效直徑部分的孔徑；對(duì)于小直徑的鉸刀(3mm以下)及錐孔鉸刀(302)，一般都由鉗工自制 。2.2.4模板上深孔和小孔的加工1.深孔加工塑料模具中的冷卻水道、加熱器孔及一部分頂桿孔等都需進(jìn)行深孔加工。一般冷卻水孔的精度要求不高，但要防止傾斜。加熱器孔為保證熱傳導(dǎo)率，孔徑和粗糙度有一定的要求，孔徑一般比加熱棒大0.10.3mm，粗糙度Ra值為12.56.3m；而頂桿孔側(cè)要求較高，孔徑一般為IT8級(jí)精度，并有垂直度及粗糙度要求。常用的加工方法有：（1）中小型模具的冷卻水孔及加熱孔，常用普通鉆頭或加長(zhǎng)鉆頭在立鉆、搖臂鉆床上加工，加工時(shí)要及時(shí)排屑、冷卻，進(jìn)刀量要小，防止孔偏斜。（2）中、大型模具的孔一般在搖臂鉆床、鏜床及深孔鉆床上加工，較先進(jìn)的方法是在加工中心機(jī)床上與其他孔一起加工。（3）過(guò)長(zhǎng)的低精度孔可采用劃線后從兩面對(duì)鉆的方法。（4）垂直度要求較高的孔應(yīng)采取工藝措施予以導(dǎo)向，如采用鉆模等。2.小孔加工在模具制造中常需加工2mm以下的小孔，加工時(shí)易發(fā)生孔偏斜及折斷鉆頭等弊病，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)小孔都不宜過(guò)深，孔徑應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)尺寸。（1）常用的加工方法1）0.5mm以上的孔常采用精鉆及鉸孔加工，加工淬火孔時(shí)應(yīng)留0.010.02mm研磨量待熱處理后研磨，也可留余量，待熱處理后在坐標(biāo)磨床或精密電火花機(jī)床上加工。2）0.5mm以下的小孔加工極為困難，目前可采用精密電火花磨削加工及激光加工工藝，國(guó)外在專用機(jī)床上加工最小孔的孔徑達(dá)0.04mm。（2）注意事項(xiàng)1）正確選擇鉆頭的形狀。一般常用直柄麻花鉆頭或中心鉆，前者剛性差，但鉆孔深度大，后者剛性好，鉆孔深度小。為此，當(dāng)需要經(jīng)常加工深度不大的小孔時(shí)，應(yīng)采加長(zhǎng)切削部分長(zhǎng)度的中心鉆等專用工具進(jìn)行加工。2）正確選擇鉆頭尺寸并精心刃磨。小孔鉆頭必須事先挑選，首先要選擇合適的直徑，一般鉆頭直徑比孔的基本尺寸小，其差值隨工件材料、鉆床及夾具的精度，有無(wú)導(dǎo)向措施，鉆頭刃磨質(zhì)量等因素而變，常采用試驗(yàn)方法選定。3）正確安排鉆孔順序。一般鉆孔前，必須在機(jī)床上選用小孔直徑的中心鉆定中心，并鉆入一定深度，然后再用鉆頭加工小孔，當(dāng)孔徑大而不深時(shí)則可一次加工，反之則需分幾次鉆孔。分次鉆孔有兩種形式：當(dāng)孔徑較大，可先用小直徑鉆頭(或舊鉆頭)鉆孔，然后用要求尺寸的鉆頭進(jìn)行鉆擴(kuò)加工；當(dāng)加工直徑小又深的孔時(shí)，可先用新鉆頭鉆到一定深度，然后以此為導(dǎo)向再用舊鉆頭鉆孔。（3）正確選擇機(jī)床、夾具及操作方法鉆孔用的機(jī)床主軸剛性應(yīng)好，軸向竄動(dòng)及徑向跳動(dòng)小，工作臺(tái)應(yīng)能靈活移動(dòng)，最好選用精密和轉(zhuǎn)速較高的（加工孔系時(shí)應(yīng)選設(shè)有精密坐標(biāo)尺的工作臺(tái)）銑、鉆、鏜床及坐標(biāo)鏜床等。夾持鉆頭的夾具一般采用彈簧夾頭，必須保持與機(jī)床主軸同心，夾持鉆頭時(shí)鉆頭伸出長(zhǎng)度只要保證鉆孔深度即可。鉆孔時(shí)最好鉆頭從正面鉆入，鉆入深度應(yīng)比要求深度略深，端面應(yīng)留磨量待加工后磨平，背面的擴(kuò)孔部分應(yīng)在鉆孔后加工，如圖2.2.3 所示，這樣可防止鉆頭折斷。鉆孔時(shí)工件應(yīng)固定牢，進(jìn)給量應(yīng)小并及時(shí)排屑，切削速度及進(jìn)刀量應(yīng)配合好。切削速度太高會(huì)導(dǎo)致切削刃磨損快、被加工材料硬化、發(fā)熱量大等弊病且容易折斷鉆頭。切屑形狀以呈連續(xù)螺旋狀為佳。圖2.2.3正確選擇操作方法2.2.5模板孔系的坐標(biāo)鏜削加工由于模板的精度要求越來(lái)越高，某些模板類零件已不能用傳統(tǒng)的普通機(jī)床達(dá)到其加工要求，因此，需要采用精密機(jī)床進(jìn)行加工。精密機(jī)床的種類很多，在模板類零件孔系的精密機(jī)械加工中，應(yīng)用廣泛的是坐標(biāo)鏜床。1.坐標(biāo)鏜的應(yīng)用及加工精度坐標(biāo)鏜床主要用來(lái)加工孔間距離精度要求高的模板類零件，也可以加工復(fù)雜的型腔尺寸和角度。因此在多孔沖模、級(jí)進(jìn)模及塑料成型模具的制造中得到廣泛的應(yīng)用。采用坐標(biāo)鏜床加工，不但加工精度高而且節(jié)省了大量的輔助時(shí)間，其經(jīng)濟(jì)效益顯著。坐標(biāo)鏜既可進(jìn)行系列孔的精鏜加工，又可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪沉孔；還可進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量、劃線等。 坐標(biāo)鏜的定位精度一般是（0.0120.002）mm，坐標(biāo)定位精度直接影響到模板上各系列孔中心距的尺寸精度，尤其是級(jí)進(jìn)模的步距要求。數(shù)控坐標(biāo)鏜削加工的導(dǎo)柱導(dǎo)套孔，其同軸度可達(dá)（0.0080.006）mm，孔的極限偏差可達(dá)到（0.0120.002）mm。2.坐標(biāo)鏜削加工前的準(zhǔn)備 坐標(biāo)鏜削加工前應(yīng)做好以下幾方面的準(zhǔn)備工作。（1）模板的放置 模板零件在加工前應(yīng)放在恒溫室內(nèi)保持一定溫度，以減小模板受環(huán)境溫度的影響產(chǎn)生變形。（2）模板的預(yù)加工 將模板進(jìn)行預(yù)加工，并將基準(zhǔn)面精度加工到0.01mm以上。（3）確定基準(zhǔn)并找正在坐標(biāo)鏜削加工中，根據(jù)模板的形狀特點(diǎn)，其定位基準(zhǔn)主要有以下幾種：1）工件表面上的線；2）圓形件已加工好的外圓或孔；3）矩形件、不規(guī)則外形工件的已加工孔或矩形件、不規(guī)則外形工件已加工好的相互垂直的面。對(duì)外圓、內(nèi)孔和矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面的找正方法：1）外圓柱面、內(nèi)孔找正；2）用標(biāo)準(zhǔn)槽塊或?qū)Ｓ貌蹓K找正矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面；3）用塊規(guī)輔助找正矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面。根據(jù)以上基準(zhǔn)找正的方法可以看，一般對(duì)圓形工件的基準(zhǔn)找正是使工件的軸心線和機(jī)床主軸軸心線相重合。對(duì)矩形工件的基準(zhǔn)找正是使工件的側(cè)基面與機(jī)床主軸軸心線對(duì)齊，并與工作臺(tái)坐標(biāo)方向平行，具體說(shuō)明見表2.2.1。表2.2.1基準(zhǔn)面找正方式 簡(jiǎn)圖說(shuō)明 外圓柱面找正 千分表架裝在主軸孔內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸找正外圓，使機(jī)床主軸軸心線與工件外圓軸心線重合。內(nèi)孔找正 千分表架裝在主軸孔內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸找正內(nèi)孔，使機(jī)床主軸軸心線與工件內(nèi)孔軸心線重合。用標(biāo)準(zhǔn)槽塊找正矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面 千分表在相差180方向上找正標(biāo)準(zhǔn)槽塊，記下表的讀數(shù)。移動(dòng)工作臺(tái),使千分表靠上工件側(cè)基準(zhǔn)面。轉(zhuǎn)動(dòng)主軸得表的數(shù)極值讀數(shù)，使現(xiàn)在的極值讀數(shù)與找正槽塊的讀數(shù)相等，此時(shí)主軸軸心線與側(cè)基準(zhǔn)面的為距離為1/2槽寬。在此之前，應(yīng)先找正側(cè)基準(zhǔn)面與工作臺(tái)坐標(biāo)方向平行。用專用基準(zhǔn)槽塊找正矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面 千分表在相差180方向上找正專用槽塊，此時(shí)主軸軸心線便與側(cè)基準(zhǔn)面對(duì)齊 用塊規(guī)輔助找正矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面 千分表靠上工件側(cè)基準(zhǔn)面，.轉(zhuǎn)動(dòng)主軸得一極值讀數(shù)。主軸轉(zhuǎn)過(guò)180，讓表靠上與側(cè)基準(zhǔn)面貼緊的塊規(guī)表面，又得一極值讀數(shù)，兩讀數(shù)之差的1/2便是此時(shí)主軸軸心線與側(cè)基準(zhǔn)面之間的距離。 （4）確定原始點(diǎn)位置原始點(diǎn)可以選擇相互垂直的兩基準(zhǔn)線（面）的交點(diǎn)（線），也可以利用光學(xué)顯微鏡對(duì)模板上的線來(lái)確定。還可以用中心找正器找出已加工完成的孔的中心作為原始點(diǎn)。（5）坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)換計(jì)算為了保證孔的位置精度，通常需要對(duì)工件巳知尺寸按照已確定的基準(zhǔn)為原始點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)換計(jì)算。對(duì)模板孔的鏜削，需根據(jù)模板圖紙計(jì)算出需要加工的各孔的坐標(biāo)值并記錄。模板平面孔系孔距坐標(biāo)尺寸的換算如圖2.2.4所示。 圖2.2.4平面孔系孔距坐標(biāo)尺寸的換算 圖2.2.5 彈簧中心沖 1-彈簧；2-柱銷；3-手輪；4-頂尖3.坐標(biāo)鏜削加工在模板已經(jīng)安裝、定位和裝夾結(jié)束并作好鏜削準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，可按下述步驟進(jìn)行坐標(biāo)鏜削加工。（1）孔中心定位根據(jù)已換算的坐標(biāo)值，在各孔中心用彈簧中心沖確定孔的位置（即打樣沖眼），彈簧中心沖如圖2.2.5所示。打中心沖時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪3使手輪上的斜面將柱銷向上推，從而使頂尖4被提升并壓縮彈簧1。當(dāng)柱銷2達(dá)到斜面最高位置時(shí)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪3，則彈簧1將頂尖4彈下即打出中心點(diǎn)。（2）鉆定心孔根據(jù)孔中心的定位和坐標(biāo)換算值對(duì)各個(gè)要求加工的孔鉆出適當(dāng)大小的定心孔，以防止繼續(xù)擴(kuò)大鉆孔時(shí)因軸向力引起鉆孔質(zhì)量下降。（3）鉆孔根據(jù)已鉆出的定心孔進(jìn)行鉆孔。鉆孔時(shí)應(yīng)根據(jù)各個(gè)孔的直徑從大到小的順序鉆出所有的孔。以減少工件變形對(duì)加工精度的影響。鉆孔加工的質(zhì)量要高，以便為鉆孔后的鏜削打下好的質(zhì)量基礎(chǔ)。鉆孔加工時(shí)要按加工性質(zhì)要求安排加工工序，粗加工、半精加工、精加工的順序。因此，應(yīng)按孔徑的大小及時(shí)更換鉆頭。為了提高生產(chǎn)效率減少工作臺(tái)移動(dòng)的時(shí)間應(yīng)優(yōu)先考慮加工相鄰的孔。（4）鏜孔對(duì)于直徑小于20mm，精度要求為IT7級(jí)以下、表面粗糙度Ral.25m時(shí)，鉆孔后可以鉸孔代替鏜孔。對(duì)于精度要求高于IT7級(jí)、表面粗糙度Ral.25m的孔，在鉆孔后應(yīng)安排半精鏜和精鏜加工。（5）坐標(biāo)鏜削加工孔的切削用量坐標(biāo)鏜削的加工精度和加工生產(chǎn)率與工件材料、刀具材料及鏜削用量有著直接關(guān)系。表2.2.2為坐標(biāo)鏜床加工孔的切削用量，可在鏜削加工中參考。 表2.2.2坐標(biāo)鏜床加工孔的切削用量（6）鏜刀的幾何形狀鏜刀的幾何形狀與工件的材料、刀具的材料及加工質(zhì)量要求有關(guān)。一般用硬質(zhì)合金鏜刀加工鑄鐵時(shí)，前角5，主后角和副后角均為6左右。用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具鏜削銅材時(shí)，其前角12后角6。用高速鋼鏜輕合金時(shí)，前角約25后角8。用硬質(zhì)合金加工輕合金時(shí)，前角20后角810左右。（7）鏜削輔助工具坐標(biāo)鏜床加工時(shí)，應(yīng)備有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、傾斜工作臺(tái)、塊規(guī)、鏜刀頭、千分表等多種輔助工具，才能適應(yīng)軸線不平行的孔系、回轉(zhuǎn)孔系等不同的工件的加工需要。4.影響鏜削加工精度的其它因素坐標(biāo)鏜床的精度是很高的，其靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)精度的計(jì)量單位是m。因此，坐標(biāo)鏜床應(yīng)安裝和使用在恒溫(20)、恒濕(濕度55%)的室內(nèi)環(huán)境中。以減少外界環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生不良影響。由于坐標(biāo)鏜床的精度比較高，其加工精度的影響因素為機(jī)床本身的定位精度、測(cè)量裝置的定位精度、加工方法和工具的正確性、操作工人技術(shù)熟練程度、工件和機(jī)床的溫差、切削力和工件重量所產(chǎn)生的機(jī)床、工件熱變形及彈性變形。因此，在鏜削加工過(guò)程中應(yīng)盡量克服和降低以上因素的影響。2.2.6模板類零件的坐標(biāo)磨削1.坐標(biāo)磨削用座標(biāo)鏜床加工出的孔，位置與尺寸精度都比較高，但對(duì)模具來(lái)說(shuō)，往往因淬火變形而破壞了已加工的精度，所以對(duì)有高硬度要求的沖模，一般都要做成尺寸較小的圓形襯套，經(jīng)淬火磨削后，壓入座標(biāo)鏜床加工好的孔內(nèi)。對(duì)于異形孔和孔距小而孔徑又大的時(shí)候，就不能用襯套結(jié)構(gòu)，所以淬火后要直接磨削，座標(biāo)磨床就是在這種時(shí)候使用。坐標(biāo)磨削加工和坐標(biāo)鏜削加工的有關(guān)工藝步驟基本相同。坐標(biāo)磨削同樣和坐標(biāo)鏜削加工一樣，是按準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置來(lái)保證加工尺寸的精度，只是將鏜刀改為砂輪。它是一種高精度的加工工藝方法。主要用于淬火工件、高硬度工件的加工。對(duì)消除工件熱處理變形、提高加工精度尤為重要。坐標(biāo)磨削范圍較大，可以加工直徑小于1mm至直徑達(dá)200mm的高精度孔。加工精度可達(dá)0.005mm，加工表面粗糙度可達(dá)Ra=0.320.08m。坐標(biāo)磨削時(shí)，有3種基本運(yùn)動(dòng)，即砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、行星運(yùn)動(dòng)（砂輪回轉(zhuǎn)軸線的圓周運(yùn)動(dòng)）及砂輪沿機(jī)床主軸方向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖2.2.6所示。圖2.2.6坐標(biāo)磨削的基本運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)磨削主要用于模具精加工，如精密間距的孔、精密型孔、輪廓等。在坐標(biāo)磨床上,可以完成內(nèi)孔磨削、外圓磨削、錐孔磨削(需要專門機(jī)構(gòu))、直線磨削等。坐標(biāo)磨削對(duì)于位置、尺寸精度和硬度要求高的多孔、多型孔的模板和凹模，是一種較理想的精密加工方法。坐標(biāo)磨床磨削有手動(dòng)和數(shù)控連續(xù)軌跡兩種。前者用手動(dòng)點(diǎn)定位，無(wú)論是加工內(nèi)輪廓還是外輪廓，都要把工作臺(tái)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)到正確的坐標(biāo)位置，然后由主軸帶動(dòng)高速磨頭旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行磨削；數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨削是由計(jì)算機(jī)控制坐標(biāo)磨床，使工作臺(tái)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的加工指令進(jìn)行移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。數(shù)控坐標(biāo)磨床由于設(shè)置了CNC系統(tǒng)和交直流伺服驅(qū)動(dòng)多軸，可磨削連續(xù)軌跡的復(fù)雜的模具型面，所以稱之為連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床。連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床的特點(diǎn)是可以連續(xù)進(jìn)行高精度的輪廓形狀加工。如凸輪形狀的凸模，如果沒有專用磨床，很難進(jìn)行磨削，但在連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床上就可以進(jìn)行高精度加工。連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床還可以加工曲線組合而成的形槽，可用于精密級(jí)進(jìn)模、精沖模、精密塑料模等高精度零件的加工。2. 坐標(biāo)磨削時(shí)工件的定位與找正坐標(biāo)磨床工件的定位和找正方法與坐標(biāo)鏜床相類似，常用的定位找正工具及其操作方法如下。（1）千分表找正其目的是找正工件基準(zhǔn)側(cè)面與主軸軸線重合的位置。它是將千分表裝于主軸上，移動(dòng)工件被測(cè)側(cè)面與千分表接觸，將工件被測(cè)側(cè)基準(zhǔn)面在180方向上測(cè)量?jī)纱危∽x數(shù)值的一半作為移動(dòng)工件（工作臺(tái)）的距離。再用上述方法復(fù)測(cè)一次，如兩次讀數(shù)相等則工件側(cè)基準(zhǔn)面與主軸軸線重合。找正后即可固定工件位置。（2）開口型端面規(guī)找正開口型端面規(guī)找正的目的是找正工件基準(zhǔn)側(cè)面與主軸軸線重合的位置。將千分表裝在主軸上，永磁性開口型端面規(guī)2吸在被測(cè)工件1的側(cè)面，移動(dòng)工件使千分表測(cè)端面規(guī)開口槽面，在180方向上讀數(shù)相等，再移動(dòng)工件10mm，則工件側(cè)基準(zhǔn)面與主軸軸心線重合即完成找正。找正后固定工件。如圖2.2.7所示。 圖2.2.7開口型端面規(guī)找正 圖2.2.8L型端面規(guī)找正1-工件；2-開口型端面規(guī)；3-千分表 l一工件；2一L型端面規(guī)（3）中心顯微鏡找正目的是找正工件側(cè)基準(zhǔn)面或孔的軸心線與主軸中心重合的位置。它是將中心顯微鏡裝在機(jī)床主軸上，保證兩者中心重合。在顯微鏡面上刻有十字中心線和同心圓，移動(dòng)工件(工作臺(tái))使工件的側(cè)基準(zhǔn)面或孔的軸心線對(duì)正顯微鏡中的十字中心線或同心圓。為了保證位置正確可在180方向上找正重合后即可定位。（4）L型端面規(guī)找正目的是找正工件基準(zhǔn)側(cè)面與主軸中心線重合。如圖2.2.8所示。當(dāng)工件側(cè)基準(zhǔn)面的垂直度低或工件被測(cè)棱邊不清晰時(shí)，可用L型端面規(guī)2靠在工件l的基面上，移動(dòng)工件使L型端面規(guī)標(biāo)線對(duì)準(zhǔn)中心顯微鏡的十字中心線。即表示工件基準(zhǔn)面與主軸中心線重合。找正后的工件即可定位。（5）芯棒、千分表找正 用芯棒、千分表找正，主要是為了找正小孔的孔位。因千分表不能直接用于小孔孔位的找正。借助與小孔相配的芯棒如鉆頭柄等插人小孔后，再用千分表找正芯棒和機(jī)床主軸軸線的重合位置，使小孔孔位處于正確的位置上。3.坐標(biāo)磨削的方法在坐標(biāo)磨床上進(jìn)行坐標(biāo)磨削加工的基本方法有以下幾種：（1）內(nèi)孔磨削利用砂輪的高速自轉(zhuǎn)、行星運(yùn)動(dòng)和軸向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),即可完成內(nèi)孔的磨削,如圖2.2.9所示。進(jìn)行內(nèi)孔磨削時(shí)，由于砂輪的直徑受到孔徑大小的限制，磨小孔時(shí)多取砂輪直徑為孔徑的3/4左右。砂輪高速回轉(zhuǎn)(主運(yùn)動(dòng))的線速度一般不超過(guò)35m/s，行星運(yùn)動(dòng)(圓周進(jìn)給)的速度大約是主運(yùn)動(dòng)線速度的0.15倍。慢的行星運(yùn)動(dòng)速度將減小磨削量，但對(duì)加工表面的質(zhì)量有好處。砂輪的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)(軸向進(jìn)給)的速度與磨削的精度有關(guān)；粗磨時(shí)行星運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)1周，往復(fù)行程的移動(dòng)距離略小于砂輪高度的2倍，精磨時(shí)應(yīng)小于砂輪的高度。尤其在精加工結(jié)束時(shí)要用很低的行程速度。 圖2.2.9內(nèi)孔磨削 圖2.2.10錐孔磨削（2）外圓磨削外圓磨削也是利用砂輪的高速自轉(zhuǎn)、行星運(yùn)動(dòng)和軸向直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，如圖2.2.6。其徑向進(jìn)給量是利用行星運(yùn)動(dòng)直徑的縮小完成的。（3）錐孔磨削磨削錐孔是由機(jī)床上的專門機(jī)構(gòu)使砂輪在軸向進(jìn)給的同時(shí)連續(xù)改變行星運(yùn)動(dòng)的半徑。錐孔的錐頂角大小取決于兩者的變化比值，一般磨削錐孔的最大錐頂角為12,如圖2.2.10。磨削錐孔的砂輪應(yīng)當(dāng)修正出相應(yīng)的錐角。（4）直線磨削磨削直線時(shí)，砂輪僅高速自轉(zhuǎn)而不作行星運(yùn)動(dòng)，用工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。直線磨削適用于平面輪廓的精密加工如圖2.2.11所示。（5）側(cè)磨側(cè)磨主要是對(duì)槽形、方形及帶清角的內(nèi)表面進(jìn)行磨削加工。它是要用專門的磨槽駙件進(jìn)行，砂輪在磨槽附件上的裝夾和運(yùn)動(dòng)情況如圖2.2.12所示。 圖2.2.11直線磨削 圖2.2.12 側(cè)磨（6）綜合磨削將以上五種基本的磨削方法進(jìn)行綜合運(yùn)用，可以對(duì)一些形狀復(fù)雜的型孔進(jìn)行磨削加工，如圖2.2.13和圖2.2.14所示。圖2.2.13為磨削凹模型孔。在磨削時(shí)先將平轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定在機(jī)床工作臺(tái)上，用平轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝夾工件。找正工件對(duì)稱中心與轉(zhuǎn)臺(tái)中心重合，調(diào)整機(jī)床主軸線和孔O1的軸線重合 ，用磨削內(nèi)孔的方法磨出O1的圓弧段，達(dá)到要求尺寸后再調(diào)整工作臺(tái)使工件上的O2與主軸中心重合磨削圓弧段到達(dá)尺寸。利用平轉(zhuǎn)工作臺(tái)將工件回轉(zhuǎn)180磨削O3的圓弧到要求尺寸。使O4與機(jī)床主軸軸線重合，磨削時(shí)停止行星運(yùn)動(dòng)，操縱磨頭來(lái)回?cái)[動(dòng)磨削O4的凸圓弧，砂輪的徑向進(jìn)給方向與磨削外圓相同。磨削時(shí)注意凸凹圓弧在連接處光滑平整。利用平轉(zhuǎn)工作臺(tái)換位和磨削O4的方法逐次磨削O5、O6、O7的圓弧，即完成對(duì)凹模型孔的磨削。圖2.2.14是利用磨槽附件對(duì)清角型孔輪廓進(jìn)行磨削加工。磨削中1、4、6是采用成型砂輪進(jìn)行磨削。2、3、5是利用平砂輪進(jìn)行磨削。中心O的圓弧磨削時(shí)，要使中心O與主軸軸線重合，操縱磨頭來(lái)回?cái)[動(dòng)磨削至要求尺寸的圓弧。 圖2.2.13凹模型孔磨削 圖2.2.14 清角型孔磨削（6）型腔的磨削（圖2.2.15、2.2.16）砂輪修成所需的形狀，加工時(shí)工件固定不動(dòng)，主軸高速旋轉(zhuǎn)做行星運(yùn)動(dòng)，并逐漸向下走刀。這種運(yùn)動(dòng)方式也叫徑向連續(xù)切入，徑向是指砂輪沿工件的孔的半徑方向做少量的進(jìn)給，連續(xù)切入是指砂輪不斷地向下走刀。 圖2.2.15成型孔磨削 圖2.2.16沉孔磨削（7）連續(xù)軌跡磨削二維輪廓磨削是采用圓柱或成形砂輪，工件在X、Y平面做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，主軸逐漸向下走刀。如圖2.2.17所示。三維輪廓磨削是采用圓柱或成形砂輪，砂輪運(yùn)動(dòng)方式與數(shù)控銑削相同。如圖2.2.18所示。 圖2.2.17二維輪廓磨削 圖2.2.18三維輪廓磨削4.數(shù)控坐標(biāo)磨削的主要工藝參數(shù)磨削余量：?jiǎn)芜呌嗔?.050.3mm。視前道工序可保證的形位公差和熱處理情況而定。進(jìn)給量：徑向連續(xù)切入時(shí)為0.11mm/min；輪廓磨削時(shí)，始磨為0.030.1毫米/次,終磨為0.0040.1m毫米/次。視工件材料和砂輪性能而定。進(jìn)給速度：1030mm/min。視工件材料和砂輪性能而定。5.坐標(biāo)磨削時(shí)需注意的問(wèn)題進(jìn)行坐標(biāo)磨削時(shí)，除以上基本知識(shí)和技術(shù)外還應(yīng)注意以下幾方面問(wèn)題：（1） 安全檢查 在磨削前對(duì)坐標(biāo)磨床要進(jìn)行一系列的安全檢查。如檢查砂輪軸的強(qiáng)度是否足夠？安裝是否合適？主軸軸承的配合間隙是否適當(dāng)？砂輪的高度是否合適？安全罩是否牢固可靠等。（2）砂輪行程控制 在磨削剛開始時(shí)，應(yīng)先對(duì)砂輪的上下往復(fù)行程進(jìn)行試調(diào)，即切人和切出行程不應(yīng)超過(guò)砂輪高度的一半，以免造成被磨削孔的口緣直徑擴(kuò)大。調(diào)試合適后再進(jìn)行磨削，以免造成質(zhì)量事故。（3）正確選擇砂輪 工件硬度高，應(yīng)選擇軟質(zhì)砂輪；工件硬度軟，應(yīng)選擇硬質(zhì)砂輪。不同的材料選擇材質(zhì)的砂輪。2.3凸模與凹模拼塊型面的成形磨削加工2.3.1 成形磨削原理與應(yīng)用成形磨削是模具零件成形型面精加工的一種主要方法，成形磨削的基本原理，就是把構(gòu)成零件形狀的復(fù)雜幾何形線，分解成若干簡(jiǎn)單的直線、斜線和圓弧，然后進(jìn)行分段磨削，使構(gòu)成零件的幾何形線互相連接圓滑、光整，達(dá)到圖面的技術(shù)要求。由于沖裁模具的凸模、凹模鑲塊模具零件的幾何形狀，一般都是由若干平面、斜面和圓柱面組成，即其輪廓