第2章模具零件的机械加工机械加工方法广泛地用于模具零件的制造。

根据模具设计图样中的模具零件结构要素和技术要求，制造完成一副完整模具，其工艺过程一般可分为：毛坯外形的加工，工作型面的加工；模具零部件的再加工；模具装配等。

即使采用其他工艺方法（如特种加工），仍然需要采用机械加工完成模具的粗加工、半精加工，为模具的进一步加工创造条件。

模具零件的机械加工方法有以下几种情况：普通精度零件用通用机床加工。

例如，车削、铣削、刨削、钻削、磨削等。

这些加工方法对工人的技术水平要求较高。

加工完成后要进行必要的钳工修配后再装配。

精度要求较高的模具零件用精密机床加工；形状复杂的空间曲面，采用数控机床加工；对特殊零件可考虑其它加工方法，如挤压成型加工、超塑成型加工、快速成型技术等。

用于模具机械加工的精密机床有：坐标镗床、精密平面磨床、坐标磨床等。

加工模具零件常用的数控机床有：数控铣床、加工中心、数控磨床等。

由于数控加工对工人的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生产率高、节省工装，工程管理容易、对设计更改的适应性强、可以实现多机床管理等一系列优点，对实现机械加工自动化，使模具生产更加合理、省力、改变模具机械加工的传统方式具有十分重要的意义、这也是今后模具发展的方向。

用机械加工方法制造模具，在工艺上应充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的要求，采用合理的加工方法和工艺路线，来保证模具的加工质量，提高生产效率、降低生产成本。

尤其应注意在模具设计和制造中，不应盲目追求模具加工精度和使用寿命的提高，否则就会导致模具生产成本提高，降低企业经济效益。

2.1模具导向零件的加工导向零件是各类模具中应用广泛的重要零件。

这些零件制造质量的好坏，将直接影响模具的制造质量和最后成型制件的质量。

因此，模具导向零件的制造技术对模具有着重要的作用。

模具的导向零件是指在组成模具的零件中，能够对模具运动零件的方向和位置起着定位作用的零件。

模具中设置导向零件的目的，主要是保证模具中有相对运动零件的运动方向正确。

当运动零件停止后，其零件之间的相对位置准确。

本章以典型的标准导向零件为重点予以介绍。

2.1.1模具导向零件的结构及分类1.常用模具导向零件的分类不同种类的模具，有着不同结构形状的导向零件，一般可分为滑动导向零件和滚动导向零件。

导柱、导套和滑块是模具中应用最多的导向零件。

所以，它的种类和结构形状也是多种多样。

如冲压模具的导柱、导套按配合形式可分为滑动式和滚动式。

按照装配形式又分为固定式和可拆卸式。

除以上导柱外还有卸料、顶出用的杆类导向零件及小型导柱等。

塑料注射模具中除了导柱、导套外，还有抽芯机构中应用的斜导柱、顶出板用的小型导柱、限位用的导柱等。

各种导柱的形状、大小、用途各异，但其功能都是起导向作用。

目前，对冲压模具、金属压铸模具和塑料模具的导柱、导套等导向零件都已标准化，可进行批量的制造、选用时则根据不同的要求进行选择应用。

斜滑块和导滑槽是在成形或抽芯机构中起导向作用，它们需根据模具的具体结构进行设计制造。

图2.1.1为标准的导柱、导套；图2.1.2为模具常用的滑块和导滑形式。

图2.1.1标准的导柱、导套图2.1.2 模具常用的滑块和导滑形式2.导向零件的基本要求模具运动零件的导向，是借助导向零件之间精密的尺寸配合和相对的位置精度，来保证运动零件的相对位置和运动过程中平稳、无阻滞的运动。

所以，导向零件的配合表面都必须进行精密加工，而且要有较好的耐磨性。

一般导向零件配合表面的精度可达IT6，表面粗糙度R a=0.63～0.32µm。

对精密的导向零件配合表面的精度可达IT5，表面粗糙度R a=0.16～0.08µm。

常用导向零件的材料，一般为20号钢、T8A、Tl0A等。

因其配合表面要求有较好的耐磨性，表面硬度高达56～60HRC。

所以，导向零件都要进行热处理。

当用20号钢制造的导向零件，需进行表面渗碳后再进行淬火处理才能达到硬度要求。

对T8A、Tl0A等工具钢材料，进行淬火处理即可达到表面的硬度要求。

导向零件的形状比较简单。

加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后再进行热处理，最后用磨床进行精加工，消除热处理引起的变形，提高配合表面的尺寸精度和减小配合表面的粗糙度。

对于配合要求高、精度高的导向零件，还要对配合表面进行研磨，才能达到要求的精度和表面粗糙度。

虽然导向零件的形状比较简单，加工制造过程中不需要复杂的工艺、设备及特别复杂的制造技术，但其质量的好坏将直接影响模具的导向精度和成形制件的质量。

所以，对模具导向零件的制造应予以充分重视。

2.1.2导柱的制造各种模具应用的导柱其结构种类很多，但主要构成的表面为不同直径的同轴圆柱表面。

因此，可根据它们的结构形状、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。

因此，对其配合表面应有一定的硬度要求。

所以，在精加工之前要安排热处理工序，以达导柱要求的硬度。

1.导柱加工的工艺过程及其技术要求图2.1.3所示为一塑料注射模的导柱，其加工工艺过程如表2.1.1所示：图2.1.3塑料注射模导柱表2.1.1塑料注射模导柱加工工艺过程工序号工序名称工序容设备检验1 下料按图纸尺寸：长度余量（2～3）㎜锯床、砂轮切机自检2 粗车外圆定位：①车端面和所有外圆面；②车锥面；③倒出45°角和圆角R。

车床自检3 钻、锪中心孔外圆定位：①钻端面中心孔(Φ3.6～Φ4.6m②锪中心锥形孔。

车床自检4 半精车、精车中心孔定位：①半精车、精车各外圆面；②精车锥面,倒锥面R角。

车床专职检验员5 热处理热处理：①20号钢渗碳0.8～1.2㎜(或渗氮)；②淬火(50-55)HRC或(55-60)HRC。

热处理炉(检验硬度、平直度)。

6 研磨中心孔外圆定位：研磨中心定位孔。

车床7 磨外圆中心孔定位：粗磨、精磨各段外圆；直导柱可采用无心磨床加工磨床自检8 研磨、抛光①研磨导柱导向部分外圆(固定部分不磨)；②抛光R2、10°角。

9 检验专职检验员10 入库清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库2.导柱加工过程中的定位导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。

对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。

所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，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的影响，特别是加工精度要求高的轴类零件。

保证中心定位孔与顶尖之间的良好配合是非常重要的。

导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圈柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。

中心定位孔的钻削和修正，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钻削加工的。

中心定位孔修正时，在车床上如图2.1.4所示。

加工时用车床三爪卡盘夹持锥形砂轮，在被修正的中心定位孔处加人少量煤油或机油，手持工件利用车床尾座顶尖支撑，开动机床利用车床主轴的转动进行磨削。

此法效率高、质量较好。

但砂轮易磨损，需经常修整。

图2.1.4锥形砂轮修正中心定位孔 2.1.5硬质合金梅花棱顶尖1-三爪卡盘；2-锥形砂轮；3-工件；4-尾座顶尖如图2.1.4中的锥形砂轮如果用锥形铸铁研磨头代替，在被研磨中心定位孔表面涂以研磨剂进行研磨，可达到更高的配合精度。

采用图2.1.5所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔，可得到高的效率。

但质量稍差，—般用于大批量生产，且要求不高的顶尖孔修正，它是将梅花棱顶尖装人车床或钻床的主轴锥孔，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。

3.导柱的研磨导柱研磨加工的目的是为了进一步提高导柱的表面质量，即提高导柱表面的精度和降低表面粗糙度达到设计的要求。

为了保证导柱表面的精度和表面粗糙度R a=0.63～0.l6µm，所以增加了研磨工序。

在生产数量大的情况下，研磨加工可以在专用研磨机床上进行。

在单件、小批量生产中，可采用研磨工具如图2.1.6所示，在普通车床上进行研磨。

研磨时将工件表面涂上研磨剂，把研磨具套装在导柱被研磨表面上，利用拖板的往复运动和主轴的旋转运动进行研磨。

研磨量的大小控制，可通过研磨具上调整螺钉的轴向调节，来调整研磨套直径的大小，达到精度要求。

研磨套是用铸铁制造，其径比工件的外径大0.02～0.04㎜，研磨套的长度一般取工件研磨表面长度的25%～50%。

图2.1.6研磨套1-研磨架；2-研磨套；3-限位螺钉；4-调整螺栓一般粗研磨时，工作压力取100～200kPa；精研磨时，工作压力取10一100kPa。

粗研磨时，取研磨速度30～50m/min，精研磨时，取研磨速度6～l5m/min。

如果工件材质较软或精度要求高时研磨速度取小值。

导柱的研磨余量一般为0.05～0.012mm。

研磨剂是用氧化铝或氧化铬(磨料)与机油或煤油(磨液)混合而成。

而市售的研磨膏是由磨料、粘结剂(混合脂)、润滑剂和油酸等按一定比例调制面成。

使用时要加入煤油或汽油稀释。

研磨料的粒度一般粗研磨和半精研磨用W20～10，精研磨用W7以下。

研磨前，要将工件表面和研磨工具表面用汽油或煤油洗净，并将工件边缘的毛刺去除干净。

不同粒度的磨料研磨后所能达到的表面粗糙度如表2.1.2所示。

表2.1.2研磨后所能达到的表面粗糙度2.1.3导套的加工导套是一种典型的筒体形零件，和导柱一样导套是模具中应用最广泛的导向零件。

因其应用部位不同它的结构形状也不同，但构成导套的主要表面是、外圆柱表面。

因此，可根据它们的结构形状、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，还要保证外圆柱配合表面的同轴度要求。

导套的表面和导柱的外圆柱面为配合表面，使用过程中运动频繁，必须有一定的耐磨性，因此，需要有一定的硬度要求。

在精加工之前必须安排热处理工序，提高其硬度。

在不同的生产条件下，导套的制造过程所采用的加工方法和设备不同，制造工艺也不同。

图2.1.7冲压模具滑动式导套材料20号钢，热处理：表面渗碳层深度0.8～1.2㎜，58～62HRC图2.1.8小锥度心轴安装导套1-导套；2-心轴图2.1.9导套研磨工具1-锥度心轴；2-研磨套；3-调整螺母1.导套的典型加工的工艺过程表2.1.3为图2.1.7冲压模具滑动式导套的加工工艺过程。

表2.1.3冲压模具滑动式导套的加工工艺2.导套加工工艺过程中的定位导套在磨削时，正确选择定位基准，对保证、外圆柱面的同轴度的要非常重要的。