典型模具制造工艺ppt

１．成形砂轮磨削法
成形砂轮磨削法是指将砂轮修整成与工件被磨削 表面完全吻合的形状，对工件进行磨削加工，以获得 所需要的成形表面的形状的磨削加工方法。
２．夹具成形磨削法
夹具成形磨削简称夹具磨削法，是将工件装夹在专 用夹具上，利用专用夹具使工件的被磨削表面处于所需 要的空间位置上，或者使工件在磨削过程中获得所需的 进给运动，从而磨削出模具零件成形表面的方法。
以下图所示的组合式滑块为例。
１．滑块加工方案的选择 ２．滑块定位基准的选择 ３．滑块的加工工艺过程 ４．导滑槽的加工
第二节 凸模和型芯的机械加工
一、凸模和型芯的机械加工工艺过程
以下图所示的凸模为例，说明其加工工艺过程。
１．下料、锻造。 ２．退火。 ３．粗加工。 ４．磨削。 ５．钳工划线。 ６．半精加工。 ７．加工螺孔。 ８．热处理。 ９．精加工。３．成形磨削的基本原则
四、数控成形磨削
１．数控成形磨床的主要功能
（１）用程序控制砂轮的进给运动 （２）用程序控制工作台的进给运动 （３）用程序控制砂轮进行自动修整 （４）用程序控制对角度进行自动分度
２．数控成形磨床的磨削方式
（１）成形砂轮磨削
（２）仿形磨削
（３）复合磨削
第三节 型孔的加工
型孔一般是指模具中成形制件的内、外表面轮廓的 通孔。
二、凸模的刨削加工
１．用牛头刨床刨削凸模 牛头刨床是通用的金属切削加工设备，广泛用于
加工模具零件的外形表面。
２．用靠模刨削凸模
可在牛头刨床上采用靠模装置进行刨削加工。刨削时，将牛头 刨床工作台的垂直丝杆和床身底座上的平行导轨拆掉。换上靠模， 用滚轮支撑在靠模上，并使其能沿着靠模滚动。当工作台横向进给 与凸模平行移动时，滚轮沿靠模滚动，即带动工作台和凸模相对刨 刀做曲线运动，刨削出与靠模曲线形状相反的型面。

定期检查
定期检查模具的磨损情况，发现异 常及时修复。
清洗保养
定期清洗模具，保持清洁干燥，防 止锈蚀和积垢。
调整维修
对磨损严重的模具进行修复或更换 ，调整模具间隙和高度，保证正常 使用。
润滑保养
定期为模具涂抹润滑脂，减少磨损 和摩擦阻力，延长模具使用寿命。
05
冷镦模具设计发展趋势
高效节能设计
高效节能设计理念
未来冷镦模具设计将更加注 重材料的选择和优化，采用 高性能材料和新型复合材料 ，提高模具的强度、耐磨性 和抗疲劳性。
未来冷镦模具设计将更加注 重绿色制造和可持续发展， 采用环保材料和节能技术， 减少对环境的负面影响，推 动制造业可持续发展。
THANKS
谢谢您的观看
冷镦模具设计技术不断发展，可以提高模具设计 效率、减少设计成本、提高模具精度和寿命等方 面的优势。
对未来发展的展望
未来，随着制造业的快速发 展和技术的不断创新，冷镦 模具设计将会有更加广泛的 应用和发展。
技术创新是推动冷镦模具设 计发展的关键因素，未来可 以通过采用先进的 CAD/CAM软件、智能制造 技术等手段进一步提高模具 设计精度和效率。
高稳定性设计
优化模具材料和热处理工艺，提高模具材料的强度和稳定性，降低模具变形 和开裂的风险，提高生产效率。
高寿命、低成本设计
高寿命设计
选用高性能模具材料和表面强化技术，提高模具的耐磨性和抗疲劳性能，延长模 具的使用寿命。
低成本设计
采用优化结构设计、标准化模块化设计等手段，降低模具制造成本和提高维修维 护效率，实现低成本高效益的目标。
制造工艺：采用先进的数控机床进行高 精度加工，确保模具各部件的精度和表 面粗糙度。
模具材料选择：电子零件材质多为铜、 铝等有色金属，应选择专用的不锈钢或 硬质合金。

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2-1 光固化快速成型工艺的基本原理和特点
❖ 2.1 光固化成型的基本原理
图2-1 光固化快速成型工艺原理
液槽中盛满液态光敏树脂，氦－镉激 光器或氩离子激光器发出的紫外激光 束在控制系统的控制下按零件的各分 层截面信息在光敏树脂表面进行逐点 扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生 光聚合反应而固化，形成零件的一个 薄层。一层固化完毕后，工作台下移 一个层厚的距离，以使在原先固化好 的树脂表面再敷上一层新的液态树脂， 刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然 后进行下一层的扫描加工，新固化的 一层牢固地粘结在前一层上，如此重 复直至整个零件制造完毕，得到一个 三维实体原型。
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2-1 光固化快速成型工艺的基本原理和特点
图2-2 光固化成型制造过程中残留的多余树脂
因为树脂材料的高粘性，在每层固化之后，液面很难在短时间内 迅速流平，这将会影响实体的精度。采用刮板刮切后，所需数量 的树脂便会被十分均匀地凃敷在上一叠层上，这样经过激光固化 后可以得到较好的精度，使产品表面更加光滑和平整。
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2-2 光固化快速成型材料及设备
(3)混杂型光固化树脂
目前的趋势是使用混杂型光固化树脂。其优点主要有： 1）环状聚合物进行阳离子开环聚合时，体积收缩很小甚至
产生膨胀，而自由基体系总有明显的收缩。混杂型体系可以设计 成无收缩的聚合物。
2）当系统中有碱性杂质时，阳离子聚合的诱导期较长，而 自由基聚合的诱导期较短，混杂型体系可以提供诱导期短而聚合 速度稳定的聚合系统。
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2-2 光固化快速成型材料及设备
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2-2 光固化快速成型材料及设备
（4）DSM公司的SOMOS系列
DSM公司的SOMOS系列环氧树脂主要是面向光固化快速成型开发的系列材料， 部分型号的性能及主要指标如下表所示。

弯曲成型技术
弯曲成型技术是将金属板材通过弯曲加工形成所需形状的一 种成型方法。
弯曲成型技术广泛应用于各种金属制品的制造，如门窗、家 具、厨具等。弯曲成型过程中，金属板材在模具的作用下发 生弯曲变形，形成所需的形状。
拉伸成型技术
拉伸成型技术是将金属板材通过拉伸加工形成所需形状的 一种成型方法。
拉伸成型技术广泛应用于各种金属制品的制造，如饮料罐 、食品罐等。拉伸成型过程中，金属板材在模具的作用下 发生拉伸变形，形成所需的形状。
02
钣金模具成型广泛应用于汽车、 家电、航空航天等制造业领域， 是实现产品结构化和轻量化的重 要手段。
钣金模具成型的工艺流程
准备材料
选择合适的金属板材 ，并进行表面处理， 如清洗、涂油等。
设计模具
根据产品需求，设计 相应的模具结构，包 括凹模、凸模、下模 等。
模具安装
将设计好的模具安装 到冲压机或弯曲机上 ，并进行调整和校准 。
应用智能技术，实现自动化、 数字化、智能化生产。
高品质要求
对产品精度、表面质量、稳定 性等方面要求更高。
环境友好性
减少对环境的负面影响，实现 绿色制造和可持续发展。
技术创新与展望
新型材料的应用
采用高强度、轻质、耐腐蚀等新型材料，提 高产品性能。
人工智能与机器学习的应用
通过人工智能和机器学习技术，优化模具设 计和生产过程。
拉伸设备
拉伸设备是用于对金属板材进行拉伸 加工的设备，主要应用于各种拉伸钣 金件的制造。
VS
拉伸设备通常由拉伸机、模具和夹具 等组成，通过拉伸力将金属板材拉伸 成所需的形状。拉伸设备的拉伸力和 模具设计对拉伸质量有着重要影响。
局部成型设备
局部成型设备是用于对金属板材进行局部成型加工的设备，主要应用于各种局部成型钣金件的制造。

(1) 工序性质的确定
冲压件的工序性质是指该零件所需的冲压工序种类。 冲压工序性质应根据冲压件的结构形状、尺寸和精度要求，各 工序的变形规律及某些具体条件的限制予以确定。
§6.3 冲压工艺规程制订步骤 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
(3) 工序顺序的安排
冲压工序顺序的安排主要决定于冲压变形规律和零件质量要求， 其次要考虑到操作方便、毛坯定位可靠、模具简单等。
a. 骤 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
§6.3 冲压工艺规程制订步骤 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
(4) 工序组合方式的选择
工序组合能否实现及组合的程度如何主要取决于零件的生产批 量、形状尺寸、质量精度要求，其次要考虑模具结构、模具强度； 模具制造维修以及现场设备能力等。
§6.3 冲压工艺规程制订步骤 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
4.选择模具类型； 5.选择冲压设备； 6.编写工艺文件及设计计算说明书
a. 从零件形状、尺寸、精度及模具结构和强度出发考虑工序组 合的可能性；
b. 从模具制造与维修能力及现场设备能力方面考虑工序组合的 可行性。
§6.3 冲压工艺规程制订步骤 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
(2) 工序数量的确定

挤出机头设计原则
1.内腔呈流线型 为了使塑料熔体能沿着机头中的流道
均匀平稳地流动而顺利挤出，机头的内腔 应呈光滑的流线型。 2.足够的压缩比 为使制品密实和消除因分流器支架造 成的结合缝，根据制品和塑料种类不同， 应设计足够的压缩比。
挤出机头设计原则
3.正确的截面形状和尺寸
由于塑料的物理性能和压力、温度等因素引起的 离模膨胀效应，及由于牵引作用引起的收缩效应使 得机头的成型区截面形状和尺寸并非塑件所要求的 截面形状和尺寸，因此设计时，要对口模进行适当 的形状和尺寸补偿，合理确定流道尺寸，控制口模 成型长度，获得正确的截面形状及尺寸。
2.直角式挤管机头 其用于内径定径的场合，冷却 水从芯棒中穿过。成型时塑料熔体包围芯棒并产生 一条熔接痕。熔体的流动阻力小，成型质量较高。 但机头结构复杂，制造困难。
管材挤出机设计
3.旁侧式挤管机头 其与直角式挤管机头 相似，其结构复杂。
三种机头的特征
机头类型 项目特征
直通式
挤出口径
适用于小口径管材
挤出模具结构的阐述
1、口模3是用来成型塑件的外表面的,芯棒4用来成型塑件的内表面的,所 以口模和芯模决定了塑件的截面形状｡
2.过滤网和过滤板 过滤网9的作用是将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动,过滤杂质,并形
成一定的压力;过滤板又称多孔板, 同时还起支承过滤网的作用｡ 3.分流器和分流器支架 4、分流器6(又称鱼雷头)使通过它的塑料熔体分流变成薄环状以平稳地
(1)芯棒的外径 芯棒的外径由管材的内径决定， 但由于与口模结构设计同样的原因，即离模膨胀和 冷却收缩效应，所以芯棒外径的尺寸不等于管材内 径尺寸。根据生产经验，可按式(5-4)计算：
d= D-2e
（5-4）

IT5~6
▪ 冷冲模结构的工艺性
▪ 冲裁件的精度等级 ▪ 一般可达IT10~12，冲孔比落料的精度约高一级。
▪ 冷冲模结构的工艺性 ▪ 冲裁件的形状尽量简单，最好由规则的几何形状构成，避免
过长的悬臂与凹槽，其宽度大于厚度的1.5~2倍
▪ 冲裁件的外形和内孔应避免尖角 ▪ 冲孔时，受凸模强度限制，孔的尺寸不宜过小，例如，对硬
1 圆形型孔的加工
▪ （2）圆孔孔系的加工
在多孔冲裁模或级进模中，凹模往往带有一 系列型孔，各孔的尺寸及其相对位置都有一定的 精度要求，这些孔称为孔系。当凹模上的圆孔形 成孔系时，可在立式铣床上加工，也可在坐标健 床或坐标磨床上加工。
2 非圆形型孔的加工
▪ （1）样板锉削加工法
锉削前，先根据凹模图样制作一块凹模的型 孔样板，并按照样板在凹模表面划线，然后用各 种形状的锉刀加工型孔，并随时用凹模型孔样板 检验，反复修锉至样板刚好能放入型孔内为止。 然后用透光法观察样板周围的间隙，判断间隙是 否均匀一致，锉削完毕后用各种形状的油石研磨 型孔，使之达到图样要求。
模座的加工工艺
冷冲模 模座
模座的加工工艺
▪ 加工模座的工艺路线
备料（铸坯）→时效退火→刨平面 →钻孔→磨 平面→ 镗孔→
二、导柱、导柱加工
▪ 导柱，导柱安装在下模座上，导套安装在
上模座上，导柱与导套滑动配合，以保证 凸模、凹模工作时具有正确位置。
▪ 为了保证良好的导向作用，导柱与导套的
配合间隙要求小于凸模、凹模之间的间隙。 导柱与导套的间隙一般采用H7/h6,精度要 求很高时为H6/h5。导套与上模座采用 H7/r6过盈配合，导柱与下模座也采用 H7/r6过盈配合。
1 凸模的加工方法
▪ 选择基准和制定磨削程序时应考虑如下几点：

沿工件全部外形冲裁，工件间、工件与板料边
都有搭边。材料利用率低，但能保证冲裁件质量，
模具寿命较高。
少废料排样
模具只沿工件部分外形轮廓冲裁，只有局部有
搭边。废料较少，工件质量不高，模具摩损快。
无废料排样
工件间、工件与条料间均没有搭边的存在。模具刃口
沿板料依次切下获取工件。材料利用率高，工件质量差，
模具易损坏。
裁板
纵裁
联合裁
横裁
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冲压工艺力和压力中心的计算
概 念：
～是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成分离
所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、顶料力）的
总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。
冲裁力的计算
使板料发生分离的力称为冲裁力。一般平刃冲裁模的冲裁
力P可用下式计算：
= KLt
（K－系数，取1.3）
合理冲裁间隙值的确定：
❖ 工件断面质量无严格要求时，应取大间隙值；
❖ 工件的断面质量和制造精度较高时，应取较小间隙值；
❖ 在设计冲模刃口尺寸时，应考虑模具摩损因素，冲裁
间隙应取最小值。
6
方法1：理论确定法
如右图所示，可得冲裁间隙为：
= 2( − ℎ0 )tan = 2(1 − ℎ0 Τ)tan
能与其冲压时定位 基准重合 ，
并选择在冲裁过程中基本上下
不变动的面或线上。
9
凸、凹模刃口尺寸的计算
重要性：
冲模刃口处的尺寸及制造公差直接影响工件的尺寸
精度，合理的冲裁间隙也靠其保证。
前提：
尺寸
计算
的原
则：
因冲裁间隙的存在，落下的料和冲出的孔都带有锥
度，且落料件的大端尺寸与凹模刃口尺寸相近，冲出

第二节 冷冲压设备
1
第一章 冲压加工概述与冲压设备
第一节 冲压加工概述 一、概念
• （冷）冲压——指在室温下，利用安装
在压力机上的模具对材料施加压力，使
其产生分离或塑性变形，从而获得所需
零件的一种压力加工方法。
加工对象：主要金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
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第一章 冲压加工概述与冲压设备
压力机技术规格 • （1）标称/公称压力：
• （2）滑块行程长度：成形拉深件和弯曲件应使滑 块行程长度大于制件高度的2.5～3.0倍。
• （3）行程次数
• （4）工作台面尺寸 长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，每边留出
60~100mm（50~70mm）。
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第一章 冲压加工概述与冲压设备
“一模一样”的关系。冲模没有通用性。
冲模是冲压生产必不可少的工艺装备。它决定
着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手
段，决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。
4
第一章 冲压加工概述与冲压设备
冲 压 生 产 场 景
5
第一章 冲压加工概述与冲压设备
• 典型冲压模具
三、冲压工序分类
• 分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分 的应力达到强度极限σb以后，使坯料发生断裂而产 生分离。
• 分离工序主要有剪裁和冲裁等。
• 成形（变形）工序——是指坯料在冲压力作用下，
变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极 限σb，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、
尺寸与精度制件的加工工序。 • 成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。

第6章 模具先进制造技术
6.1 模具数控加工技术
6.2 模具计算机辅助设计和制造技术
6.3
模具表面硬化处理技术
6.4
模具快速成型加工
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6.1 模具数控加工技术
❖
用机械加工的方法直接改变毛坯形状、
尺寸和机械性能数字控制机床简称为数控
机床（Numerical Control， NC），在模
具加工中占有重要地位。数控加工是指在
机床的操纵和执行机构，带动移动部件
作精密定位或按规定轨迹和速度运动。
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❖
4、机床本体
❖ 数控机床本体包括：主运动部件、进 给运动部件（如工作台、刀架）及传动部
件和床身立柱等支撑部件，此外还有冷却、
润滑、转位、夹紧等辅助装置。
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6.1.2 数控机床的种类
❖ 1、金属切削类数控机床 ❖ 2、金属成形类数控机床 ❖ 3、数控特种加工机床 ❖ 4、其它类型的数控机床
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6.2 模具计算机辅助设计和制造技 术
❖ 计算机辅助设计（CAD）和计算机辅 助制造（CAM），是指人们利用计算机处 理各种信息，进行从产品设计到产品制造 全过程的信息集成和信息流自动化。传统 的设计与制造是彼此相对独立的工作，而 CAD/CAM技术将其作为一个整体来考虑， 实现信息处理的高度一体化。
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6.3.1 化学气相沉淀法（CVD）
❖ CVD法是在高温下将盛放工件的炉内抽 成真空或通入氢气，再导入反应气体。气 体的化学反应在工件表面形成硬质化合物 涂层。对于模具，主要是气相沉积TiC，其 次是TiN和Al2O3 。气相沉积TiC是将工件在 氢气保护下加热到900～1100℃，再以氢气 作载流气体将四氯化碳和碳氢化合物（如 CH4）输入盛放工件的反应室内，使之在基 体表面发生气相化学反应，得到TiC涂层。