模具零件的幾種機械加工方法

　　機械加工方法廣泛運用于模具制造。對凸模、凹模等模具的工作零件，即使采用其它工藝方法(如特殊加工)加工，也仍然有部分工序要由機械加工方法來完成。本文介紹和分析了幾種機械加工方法。

　　《中國機械工程》(半月刊)1973年創(chuàng)刊，1983年更名為《機械工程》。經(jīng)原國家科委批準，1990年主辦單位變更為中國機械工程學(xué)會，同時成為中國機械工程學(xué)會會刊，其主管單位為中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會。1992年更名為《中國機械工程》，1998年由雙月刊改為月刊，2002年改為半月刊。

　　一、零件常用的傳統(tǒng)機械加工方法

　　根據(jù)模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)要求不同和工廠的設(shè)備條件，模具的機械加工大致有以下幾種情況：

　　(一)用車、銑、刨、鉆、磨等通用機床加工模具零件，然后進行必要的鉗工修配，裝配成各種模具。這種加工方式，工件上被加工表面的形狀、尺寸多由鉗工劃線來保證，對工人的技術(shù)水平要求較高，勞動強度大、生產(chǎn)效率低、模具制造周期長、成本高。一般在設(shè)備條件較差、模具精度要求低的情況下采用。

　　(二)精度要求高的模具零件?

　　只用普通機床加工難以保證高的加工精度，因而需要采用精密機床進行加工。用于模具加工的精密機床有坐標鏜床、坐標磨床等，這些設(shè)備多用于加工固定板上的凸模固定孔，模座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，某些凸模和凹模的刃口輪廓。形狀復(fù)雜的空間曲面則采用仿形銑床進行加工，它們是提高模具精度不可缺少的普通加工手段。

　　(三)為了使模具零件特別是形狀復(fù)雜的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趨自動化，減少鉗工修配的工作量，需采用數(shù)控機床(如三坐標數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床等設(shè)備)加工模具零件。由于數(shù)控加工對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、對設(shè)計更改的適應(yīng)性強、可以實現(xiàn)多機床管理等一系列優(yōu)點。

　　二、用機械加工方法制造模具

　　在工藝上要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不同要求，采用合理的加工方法和工藝路線，盡可能通過加工設(shè)備來保證模具的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和降低成本。要特別注意，在設(shè)計和制造模具時，不能盲目追求模具的加工精度和使用壽命，應(yīng)根據(jù)模具所加工制件的質(zhì)量要求和產(chǎn)量，確定合理的模具精度和壽命，否則就會使制造費用增加，經(jīng)濟效益下降。

　　(一)車削加工

　　1、車削加工的特點及應(yīng)用

　　車削加工是在車床上利用車刀對工件的旋轉(zhuǎn)表面進行切削加工的方法。車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動為主運動，車刀相對工件的移動為進給運動。它主要用來加工各種軸類、套筒類及盤類零件上的旋轉(zhuǎn)表面和螺旋面，其中包括，內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、成型回轉(zhuǎn)面、端面、溝槽以及滾花等。此外，還可以鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋等。車削加工精度一般為IT8~IT7，表面粗糙度為Ra6.3~1.6μm;精車時，加工精度可達IT6~IT5，粗糙度可達Ra0.4~0.1μm。

　　車削加工的特點是，加工范圍廣、適應(yīng)性強，不但可以加工鋼、鑄鐵及其合金，還可以加工銅、鋁等有色金屬和某些非金屬材料，不但可以加工單一軸線的零件，采用四爪卡盤或花盤等裝置改變工件的安裝位置，也可以加工曲軸、偏心輪或盤形凸輪等多軸線的零件;生產(chǎn)率高，刀具簡單，其制造、刃磨和安裝都比較方便。

　　由于上述特點，車削加工無論在單件、小批，還是大批大量生產(chǎn)以及在機械的維護修理方面，都占有重要的地位。

　　2、車床

　　車床(Lathe)的種類很多，按結(jié)構(gòu)和用途可分為臥式車床、立式車床、仿形及多刀車床、自動和半自動車床、儀表車床和數(shù)控車床等。其中臥式車床應(yīng)用最廣，是其他各類車床的基礎(chǔ)。常用的臥式車床有C6132A，C6136，C6140等幾種。

　　(二)銑削加工

　　1、銑削加工的范圍及其特點

　　(1)銑削加工的范圍

　　銑削主要用來對各種平面、各類溝槽等進行粗加工和半精加工，用成型銑刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般可達IT9~IT7，表面粗糙度為Ra6.3~1.6μm。

　　由于銑削方式、銑刀類型和形狀的多樣性?再配以\"分度頭\"、\"圓形工作臺\"等附件，擴大了銑削的加工范圍，使應(yīng)用更加廣泛。概括而言，可以銑削平面、臺階面、成型曲面、螺旋面、鍵槽、T形槽、燕尾槽、螺紋、齒形等。

　　2、銑削加工的特點

　　(1)生產(chǎn)率較高

　　銑刀為多齒刀具，在銑削時，由于同時參加切削的切削刃數(shù)量較多，切削刃作用的總長度長，因而銑削的生產(chǎn)率較高，有利于切削速度的提高。

　　(2)銑削過程不平穩(wěn)

　　由于銑刀刀齒的切入和切出，使同時參加工作的切削刃數(shù)量發(fā)生變化，致使切削面積變化較大，切削力產(chǎn)生較大的波動，容易使切削過程產(chǎn)生沖擊和振動。因而限制了表面質(zhì)量的提高。

　　(3)刀齒散熱較好

　　由于每個刀齒是間歇工作，刀齒在從工件切出至切入的時間間隔內(nèi)，可以得到一定的冷卻，散熱條件較好。但是，刀齒在切入和切出工件時，產(chǎn)生的沖擊和振動會加速刀具的磨損，使刀具耐用度降低，甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。因此，銑削時，若采用切削液對刀具進行冷卻，則必須連續(xù)澆注，以免產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。

　　3、銑床

　　(1)臥式銑床

　　臥式銑床的主軸是水平的，與工作臺臺面平行，為了適應(yīng)銑螺旋槽等工作，有的