1、1,第26讲 注射模制造,2,教学目标：掌握注射模制造的基本知识；了解模具零件的各种加工方法、加工精度 和表面粗糙度；能编制模具制造工艺流程。,一、成型零件,（一） 成型零件的加工方法 1. 车削加工车削用于内、外回转面、螺旋面、端面加工，以及钻孔、铰孔、镗孔、滚花加工等。工件的加工通常经过粗车、半精车和精车等工序来达到设计要求。根据模具零件的精度要求，车削一般是外旋转表面的中间工序，或作为最终工序。精车的尺寸精度可达IT6IT8，表面粗糙度Ra=1.60.8。,3,返回,4,2. 铣削加工,在模具零件的铣削加工中，应用最广泛的是立式铣床和万能工具铣床的立铣加工，其主要加工对象是各种模具的型腔
2、和型面，加工精度可达IT10，表面粗糙度Ra=1.6。若选用高速、小切削用量的铣削方法，则精度可达IT8，表面粗糙度Ra=0.8。对模具成形零件，采用铣削时应留0.05mm的修光余量，用于钳工的修光加工。当型面的精度要求较高时，铣削仅作为中间工序，铣削后需用成形磨削或电火花加工等方法进行精加工。,5,3. 刨削加工,刨削主要用于模具零件外形的加工。中小型零件广泛采用牛头刨床加工，而大型零件则需用龙门刨床加工。一般刨削加工的精度可达IT10，表面粗糙度Ra=1.6。,6,铣削与刨削的比较： 1.加工质量，精度及表面粗糙度相当； 2.加工范围，铣比刨加工范围广，刨只能加工通槽， 铣能加工封闭的沟槽
3、，铣加工小工件，刨加工大工 件； 3.生产率，一般刨低于铣，刨有回程、空程； 4.铣与刨的使用，刨用于修配、单件生产。铣 用于大量生产。但在模具制造中，多用铣床 加工平面、沟槽和型面。,7,4. 钻削加工,钻削是模具零件中圆孔的主要加工方法。所用的设备主要是钻床，所用的刀具为麻花钻、扩孔钻、铰刀等，分别用于钻孔、扩孔、铰孔等钻削加工。在模具制造中常采用钻孔对孔进行粗加工，去除大部分余量，然后经扩孔、铰孔。对未淬硬孔进行半精加工和精加工，以达到设计要求。,8,5. 磨削加工,为了达到模具零件的尺寸精度和表面粗糙度等要求，有许多模具零件必须经过磨削加工。例如，模具的型腔和型面，导柱的外圆柱面，导套
4、的内、外圆柱面以及模具零件之间的接触面等都要经过磨削加工。在模具制造中，形状简单（如平面、内圆和外圆表面）的零件可用一般磨削加工，而形状复杂的零件则需要使用各种精密磨床进行成形磨削，一般磨削加工是在平面磨床、内外圆磨床、工具磨床上进行的。,9,6. 仿形加工,仿形加工以事先制成的靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加一定的压力，并沿其表面上移动，通过仿形机构使刀具作同步仿形动作，从而在模具零件上加工出与靠模相同的型面。仿形加工是对各种模具型腔或型面进行机械加工的重要方法之一，常用的仿形加工有仿形车削、仿形刨削、仿形铣削和仿形磨削等。,10,7. 坐标镗床加工,坐标镗床是一种高精度孔加工的精密机床
5、，主要用于加工零件各面上有位置精度要求的孔。所加工的孔不仅具有很高的尺寸精度和形状精度，而且具有极高的孔距精度。孔的尺寸精度可达IT6IT7，表面粗糙度则取决于加工方法，一般可达Ra=0.8，孔距精度可达0.0050.01mm。,11,8. 坐标磨床加工,坐标磨床与坐标镗床相似，也是利用准确的坐标定位实现孔的精密加工，但它不是钻头或镗刀，而是用高速旋转的砂轮对已淬火工件进行磨削加工。因此，其加工精度极高，可达5左右，表面粗糙度Ra=0.2以上，可磨削的孔径为0.8200mm。对于精密模具，常用坐标镗床的加工作为孔加工的预备工序，最后用坐标磨床进行精加工。,12,9. 成形磨削,成形磨削是成形表
6、面精加工的一种方法，具有高精度、高效率的优点。在模具制造中，成形磨削主要用于淬硬零件精加工，如凸模、拼块凹模及电火花加工用的电极等。成形磨削通常在成形磨床上进行。,13,模具零件的加工方法回顾： 1.车回转体的内外圆表面 2.铣平面、沟槽、型孔 3.刨平面 4.钻孔 5.磨平面、内外圆、成型面（圆弧） 6.镗孔、孔系（有孔距要求的孔） 7.电火花成形加工两电极靠得很近，产生 火花放电蚀除金属，电极形状复制在工件上。 8.线切割金属丝切割工件，工件按预定的 方向移动。,14,9.快速成形三维造型、分层、逐层成型堆 积、实体模型 10.冷挤压成型常温下，凸模压入模坯 11.超塑型成型一定条件下，凸
7、模压入模坯 12.电铸加工电镀原理，金属沉积在母模表 面，形成型腔 13.电解加工工件在电解液中，产生阳极溶 解而进行的加工 14.陶瓷型铸造成型陶瓷浆制造铸型的铸造 方法 15.环氧树脂型腔模环氧树脂制作的小型注 射模,15,16.硅橡胶模具弹性硅橡胶浇注成型的模具 17.照相腐蚀照相制版与化学腐蚀相结合，加工图 案、文字 18.研磨抛光平滑加工、镜面加工 19.电解修磨抛光阳极溶解，软化表面 20.超声波抛光工具端面作超声频振动，迫使磨料 对工件表面加工 21.挤压研磨抛光磨料在压力下通过被加工面刮去 金属 22.手工加工利用辅助工具加工工件。加工质量由 工人技术水平决定。如锉修、铰孔、攻
8、丝、研磨抛 光等,16,选用模具零件表面加工方法的原则,实际生产中，需综合考虑多种因素来确定最终工艺路线，选择原则主要有以下几个方面：1. 在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，要结合零件的结构形状、尺寸大小以及材料和热处理等要求进行全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到要求，但型腔体上的孔，一般不宜选择拉削和磨孔，而常选择镗孔或铰孔，孔径大时选用镗孔，孔径小时选用铰孔。,17,2. 工件材料的性质对加工方法的选择也有影响。例如，淬火钢应采用磨削加工，而对于有色金属零件，为避免磨削时堵塞砂轮，一般都采用高速镗或高速精密车削进行精加工。3. 表面加工方法
9、的选择，除了首先保证质量要求外，还应考虑生产效率和经济性的要求。4. 选择正确的加工方法，还要考虑本厂、本车间的现有设备和技术条件，应充分利用现有的设备。,18,a.外圆柱面的加工,在模具零件中，有许多都是圆柱面，例如凸模、型芯、导柱、导套、顶杆等的外形表面都是圆柱面，在加工圆柱面的过程中，除了要保证各加工表面的尺寸精度外，还要保证各相关表面的同轴度、垂直度要求。圆柱面的加工一般采用车削进行粗加工和半精加工，经热处理后，在外圆磨床上进行精加工，再经过研磨达到设计要求。表2-1为常见圆柱面的加工方案、经济精度、表面粗糙度和适用范围，实际加工时可根据具体要求和条件来选择适当的加工方法。,19,圆柱
10、面的加工方案,20,模具零件圆柱面常用的加工工艺：车削粗加工 半精加工 热处理 外圆磨床上精加工 研磨,（1）用两中心孔定位装夹 （2）用外圆柱表面定位装夹 （3）用两端孔定位装夹,21,22,图2-1 车削外圆车刀的选择 (a) 普通外圆车刀 (b)45弯头刀 (c)90偏刀,23,图2-2 顶尖、拨盘和鸡心夹头 1-螺钉；2-顶尖；3-拨盘；4-鸡心夹头；5-后顶尖,24,2-3 四爪卡盘和花盘 1-调整螺钉；2-卡爪；3-压板；4-螺栓； 5-T形槽；6-工件；7-平衡铁,25,图2-4 用芯轴安装工件 (a) 圆柱体芯轴 (b) 锥度芯轴,26,b.平面的加工,平面是模具外形表面中最多
11、的一种表面形式。模具零件平面的作用：安装基面，、型腔表面加工的基准、模具零件之间的接合面。模具对平面的要求：尺寸精度、平面度、平行度以、垂直度及表面粗糙度等。平面的加工：采用牛头刨床、龙门刨床和立铣床进行刨削和铣削加工，去除毛坯的大部分加工余量，然后再通过平面磨削达到设计要求。表2-3列出了模具平面的加工方案，供制订模具加工工艺时参考。,27,模具零件平面的常用加工工艺：,粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）粗磨精磨T5IT6 0.40.02精度要求较高的淬硬平面或未淬硬平面,28,从生产效率方面考虑，大型平面多采用龙门刨床进行刨削加工，中型平面多采用牛头刨床进行刨削加工，中、小型平面多采用立铣床进行
12、铣削加工。铣削加工是在铣床上用铣刀进行加工的方法。铣床的种类主要有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、工具铣床等。工件在铣床上的装夹，可以采用平口钳、回转工作台及万能分度头等来实现。铣刀是一种多齿刀具，根据铣削对象的不同，需要不同种类的铣刀。,29,平面磨削是在平面磨床上进行的。加工时通常将工件装夹在电磁吸盘上，用砂轮的周面对工件进行磨削。平面磨削可分为卧轴周磨和立轴周磨两种方法。周磨是用砂轮的圆周面磨削平面，周磨平面时砂轮与工件接触面积很小，排屑和冷却条件均较好，因此工件不易产生热变形。由于砂轮圆周表面的磨粒磨损均匀，故加工质量较好，适用于精磨。端磨是用砂轮的端面磨削工件平面，端磨平面时，砂轮与工
13、件接触面积较大，冷却液不易注入磨削区内，工件热变形大。另外，因砂轮端面各点的圆周速度不一样，端面磨损不均，故加工质量较差，但其磨削效率高，适用于粗磨。,30,图2-6 工件直接安装在工作台上,31,图2-7 矩形工件的装夹 在平口钳上装夹 (b) 用角铁装夹,32,如何提高模板的平行度？,1.若工件左右方向平行度有误差，则工件翻转磨第二面时应左右翻；若工件前后方向平行度有误差，则工件翻转磨第二面时应前后翻2.要提高两平面的平行度，需反复交替磨削两平面，消除其误差。,33,c.孔的加工,模具制造中孔的加工占有很大比重。由于这些孔的用途不同，其几何结构、精度要求也各不相同。模具的孔有圆孔、方孔、多
14、边形及不规则的异形孔。异形孔的加工大多采用电火花、线切割等特种加工方法来完成。本这里仅讨论圆形孔的加工方法。,34,(1)圆孔的加工方法：,钻、扩、铰、镗、内圆磨削、珩磨,（1）深孔加工：塑料模、压铸模中的冷却水道、加热器、顶杆孔属于深孔。加工方法有：中小型模具的孔，常用普通钻头或加长钻头在立钻、 摇臂钻床上加工，加工时应注意及时排屑并进行冷却，进 刀量要小，防止孔偏斜。 中大型模具的孔，一般在摇臂钻床、镗床及深孔钻 床上加工，较先进的方法是在加工中心与其他孔一起加工。,35,过长的低精度孔也可采用画线后从两面对钻的方法加工。 对于直径小于20mm且长径比达100：1（甚至更大）的孔，多采用枪
15、钻加工。它可以一次加工全部深孔，大大简化了加工工艺，且加工精度较高。枪钻的结构如图2-11所示。枪钻的工作部分由高速钢或硬质合金与无缝钢管压制成形的枪杆对焊而成。工作时工件旋转，钻头进给同时高压切削液由钻杆尾部注入，沿钻杆凹槽将切屑冲刷出来。,36,(2)精密孔加工,大孔坐标镗床加工。小孔坐标磨床加工。没有精密设备时可采用研磨方法加工。,37,（3） 孔系的加工,一些模具零件中通常带有一系列圆孔，如凸模、凹模固定板，上下模座等，这些孔称为孔系。加工孔系时，除了要保证孔本身的尺寸精度外，还要保证孔与基准平面、孔与孔的距离尺寸精度，有的还要保证各平行孔的轴线平行度，各同轴孔的轴线同轴度，孔的轴线与
16、基准平面的平行度和垂直度等。加工这种孔系时，一般先加工好基准平面，然后再加工所有的孔。,38, 单件孔系的加工,对于同一零件的孔系加工，常用方法有下面几种： 1. 画线法加工 2. 找正法加工 3. 通用机床坐标加工法 4. 坐标镗床加工,39,相关孔系的加工,模具零件中有些零件本身的孔距精度要求并不高，但相互之间的孔位要求必须高度一致；有些相关零件不仅孔距精度要求高，而且要求孔位一致。这些孔常用的加工方法有： 1. 同镗（合镗）加工法 2. 配镗加工法 3. 坐标磨削法,40,模具零件的加工方法回顾： 1.车回转体的内外圆表面 2.铣平面、沟槽、型孔 3.刨平面 4.钻孔 5.磨平面、内外圆
17、、成型面（圆弧） 6.镗孔、孔系（有孔距要求的孔） 7.电火花成形加工两电极靠得很近，产生火花放 电蚀除金属，电极形状复制在工件上。 8.线切割金属丝切割工件，工件按预定的方向移动。,41,9.快速成形三维造型、分层、逐层成型堆积、实 体模型 10.冷挤压成型常温下，凸模压入模坯 11.超塑型成型一定条件下，凸模压入模坯 12.电铸加工电镀原理，金属沉积在母模表面，形 成型腔 13.电解加工工件在电解液中，产生阳极溶解而进 行的加工 14.陶瓷型铸造成型陶瓷浆制造铸型的铸造方法 15.环氧树脂型腔模环氧树脂制作的小型注射模,42,16.硅橡胶模具弹性硅橡胶浇注成型的模具 17.照相腐蚀照相制版
18、与化学腐蚀相结合，加工图 案、文字 18.研磨抛光平滑加工、镜面加工 19.电解修磨抛光阳极溶解，软化表面 20.超声波抛光工具端面作超声频振动，迫使磨料 对工件表面加工 21.挤压研磨抛光磨料在压力下通过被加工面刮去 金属 22.手工加工利用辅助工具加工工件。加工质量由 工人技术水平决定。如锉修、铰孔、攻丝、研磨抛 光等,43,(二)成型零件的制造过程1、 注塑模零件加工技术要求模具精度是影响塑料件精度的重要因素之一。为了保证模具精度，制造时应达到如下主要技术要求： （1） 组成塑料模的所有零件，在材料、加工精度和热处理等方面均应符合图样要求。 （2） 组成模架的零件应达到规定的加工要求（见
19、有关手册）；装配成套的模架应活动顺畅，并达到规定的平行度和垂直度等要求。,44,（3） 模具的功能须达到设计要求 能生产出形状、尺寸、外观等各方面都达到要求的合格塑件。 所有滑块和顶杆要运动顺畅无干涉。 冷却水道要求循环畅通无堵塞且无漏水现象。 加热和调温系统能正常工作。,45,（4） 为鉴定模具成型塑件的质量，组装好的模具必须进行试模首先调整注射工艺；例如注射压力、注射速度、注射温度、保压压力、保压时间、背压压力、冷却时间及模温。其次根据稳定的注射工艺和生产出的产品进行模具的修整；直至调试出合格的产品为止。,46,2、 注塑模零件的加工制造方法（1） 模具制造过程中需要考虑的因素1）在接到制
20、模任务后，首先要分析产品结构和塑料品种的性能；例如：收缩率、熔融温度范围、材料的吸湿性及产品的后处理等情况。2）根据模具零件图样要求，进行备料和加工。3）顶杆可以选择标准件，以缩短制造周期。4）钳工进行型腔表面的抛光处理。5）组装并进行手动合模，查看有无干涉。6）试模，包括注射工艺的调试和模具的修整。,47,（2） 模具制造工艺设计概述1) 工艺设计是优化配置工艺资源, 合理编排工艺过程的一门艺术, 是生产中的关键性工作。2) 工艺设计的主要任务是为加工零件选择合理的加工方法和加工顺序, 以便能按设计要求生产出合格的成品零件。,48,3) 工艺设计的主要内容： 选择加工方法及采用的机床、刀具、
21、夹具和其他工装设备等。 安排合理的加工顺序。 选择基准, 确定加工余量和毛坯, 计算工序尺寸和公差。 选用合理的切削用量。 计算时间定额和加工成本。 编制包含上述所有资料的工艺文件。,49,(4) 模具制造工艺设计特点。在实践中, 很难将其制造工艺按某种固定的模式进行编制。同一个模具零件可以有多种不同的加工工艺。塑料模具制造工艺的明显特点是：1) 模具是一种典型的面向订单的单件产品, 几乎每一次生产都带有试制性, 需要经过设计、制造、试模、修模的多次反复, 而且经验依赖性强。2) 相关的模具零件经常需要配做, 加工工序相互关联。3) 模具零件材料硬度高, 制造质量要求高。,50,(5) 加工方
22、法主要有机械加工和特种加工两种。 1）机械加工有车削、铣削、刨削、磨削、钻削等。 2）特种加工有电火花成形加工与电火花线切割加工等。,51,3. 动、定模型腔的加工方法注塑模的型腔加工，与压铸模型腔加工方法基本相同。根据零件图样的精度要求，选择相应的加工设备以保证零件尺寸和表面粗糙度要求。对于难加工的凹模可以采用镶拼结构或使用电火花加工。,52,4. 注射模的制造要点,52,53,53,54,塑料把手塑件图,塑料模制造实例：,55,56,型芯,57,58,型腔板,59,60,61,62,63,64,注：分级钻孔，再用锥度钻头（或锥度铣刀）扩孔，最后用锥度铰刀铰孔， 锥度钻头或锥度铣刀及锥度铰刀可根据需要用普通钻头、铣刀、铰刀磨成。,65,型腔加工的一般工序,成型零件的制造案例分析,66,典型注射模型腔的制造过程,成型零件的制造案例分析,67,成型零件的制造案例分析,典型注射模型腔的制造过程,课后作业：,试编制如图冲裁凸模的加工工艺，把有关内容填入表中。,69,70,
