模具加工和模具制造

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1.定义模具加工(Mold Making)除剪切模具和模切模具外，还指成型和制坯工具的加工。通常，模具由上模和下模组成。将钢板放置在上下模具之间，在压力机的作用下形成材料。当压力机打开时，将获得模具形状确定的工件或去除相应的废物。从电子连接器到汽车仪表盘的工件都可以用模具成型。级进模是指能够自动将加工工件从一个工位移动到另一个工位，并在最后一个工位获得成型零件的一套模具。模具加工工艺包括：裁模、冲坯模、复合模、挤压模、四滑轨模、级进模、冲压模、模切模等。2.模具类型(1)金属冲压模具:连续模具、单冲压模具、复合模具、拉伸模具(2)塑料成型模具:注塑模具、挤塑模具、吸塑模具(3)压铸模具(4)锻造模具(5)粉末冶金模具(6)橡胶模具3.模具加工工艺切割:前模材料、后模材料、镶件材料、行位材料、斜顶材料；开框:前模框架和后模框架；开粗:前模腔开粗，后模腔开粗，分模线开粗；铜公:前模铜公，后模铜公，分模线清角铜公；线切割:镶件分模线、铜公、斜顶枕；电脑锣:精锣分模线、精锣后模芯；电火花:前模粗、铜公、公模线清角、后模骨位。 枕头位置；钻孔、针孔、顶针；模具顶针孔水路孔加工行位、行位压极；斜顶、复顶针、配顶针。4.其他(1)唧咀、码模坑、垃圾钉(限位钉)；(2)飞模；(3)出水口、支撑头、弹簧、运水；(4)省模、抛光、前模、后模骨位；(5)细水结构、拉杆螺钉钩、弹簧(6)热处理、淬火、行位表面氮化；5.模具软件UGNX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、TopSolid CAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、GibbsCAM、FEATURECAM等。6.基本特点(1)加工精度要求高。一对模具一般由凹模、凸模和模架组成，有的可能是多个拼接模块。6.基本特点(1)加工精度要求高。一对模具一般由凹模、凸模和模架组成，有的可能是多个拼接模块。因此，上下模的组合、镶块和型腔的组合以及模块之间的组合都需要很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达到μm级。（2）一些产品的形状复杂，如汽车覆盖、飞机零件、玩具和家用电器。其形状的表面由各种曲面组成。因此，模具腔表面非常复杂。有些曲面必须通过数学计算来处理。（3）批量小 模具的生产不是批量生产，在很多情况下往往只生产一次。（4）工序多 铣削、镗孔、钻孔、铰链和攻螺纹总是用于模具加工。(5)重复投产模具的使用寿命长。当使用一付模具超过其使用寿命时，需要更换新模具，因此模具的生产往往是重复的。(6)仿形加工模具生产中有时既没有图案，也没有数据，应根据实物进行仿形加工。这就要求仿制精度高，不变形。(7)模具材料优良，高硬度模具的主要材料多采用优质合金钢，尤其是使用寿命长的模具，常采用Crl2、CrWMn等莱氏体钢。这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理都有严格的要求。因此，加工工艺的编制不容忽视，热处理变形也是加工过程中需要认真对待的问题。根据上述许多特点，机床的选择应尽可能满足加工要求。如数控系统功能强，机床精度高，刚度好，热稳定性好，仿形功能好等。7.加工工艺安排(1)底面加工，保证加工量；(2)铸件毛坯基准找正，2D、3D型面余量检查；(3)2D、3D表面粗加工，非安装非工作平面加工(包括安全平台表面、缓冲器安装表面、压板平面、侧基准表面)；(4)半精加工前，找到侧基准面，确保精度正确；(5)半精加工2D、3D型面，精加工各种安装工作面(包括限位块安装面及接触面、镶块安装面及靠背面、冲头安装面、废切刀安装面及靠背面、弹簧安装面及接触面、各种行程限制工作面、斜楔安装面及靠背面)、半精加工各种导向面、导向孔、残余精加工工艺基准孔及高度基准面。并记录数据；(6)检查和复查加工精度；(7)钳工镶嵌工艺；(8)精加工前，工艺基准孔基准面找正，镶块余量检查；(9)精加工型面2D、3D、侧冲型面及孔位、精加工工艺基准孔及高度基准、精加工导向面及导向孔；(10)检查加工精度。8.注意事项(1)工艺准备简洁，表达详细，加工内容尽可能数值化；(2)加工重点难点，工艺要特别强调；(3)需要组合加工处，工艺表达清楚；(4)镶块需要单独加工时，注意加工精度的工艺要求；(5)组合加工后，需要单独加工的镶块零件，单独加工工艺安装的基准要求；（6）弹簧是模具加工中最容易损坏的，因此应选择疲劳寿命长的模具弹簧。大型模具加工问题1。如何处理大型模具的巨大尺寸和重量是加工企业面临的一大挑战。1.如何处理大型模具的巨大尺寸和重量是加工企业面临的巨大挑战。大型模具的加工往往需要大量的劳动力、专用设备和多次调试夹具，加工精度也受到许多潜在因素的影响，难以保证。2.加工生产各种大型模具直接相关的最大成本是机床的购WS@#@买成本。能够生产大型模具的机床非常昂贵，特别是在复杂的工艺安排下，需要使用多台机床来完成从模具粗加工到精加工的所有工艺。这种早期的高投资成本也是许多企业进入这个市场的最大障碍。因此，我们可以看到，如果大型模具的粗加工和精加工可以在合适的机床上实现，甚至只需要一次调试夹具，那么许多问题将很容易解决，加工精度也可以得到保证。加工中心1.铸铁床体结构，机床主轴具有散热功能，铸铁材料刚度高，散热特性高，是制造机床结构件最稳定的材料。对于任何用于铣削大型零件的机床，首先要有非常坚固的铸铁结构，并配备具有散热功能的主轴。就机床主轴而言，必须采用内置冷却技术从轴承外冷却主轴，以确保主轴本身在长期加工过程中不会因热膨胀而烧坏或精度损失。这些因素非常重要，因为大型模具的加工需要很长时间，在重切割条件下会增加模具的热量和应力。因此，机床的结构部件必须具有良好的刚性和散热特性，这是加工大型优质模具的前提。因此，在加工过程中必须最大限度地限制机床的振动，并迅速扩散加工过程中产生的热量。选择合适的加工机床和刀具可以实现成本和周期的双赢局面。2.由于加工时间长，还必须考虑热稳定技术对环境温度的影响。例如，在普通机床上加工大型模具时，当环境温度变化10℃时，会导致机床柱温度变化6℃，导致主轴角板平行度变化0.07mm。因此，机床的设计必须考虑环境温度的影响，避免环境温度影响加工零件的精度。3.对于行程快速移动的大型模具加工中心，大型模具加工机床的主轴转速应至少达到2万r/min，金属的切削速度应达到762～20000mm/min。4.精度精度控制始终贯穿于模具加工的各个阶段。如果大型模具的粗加工和精加工需要在加工中心实现，机床的定位精度和重复定位精度必须严格控制。大型模具专用加工中心的定位精度一般可以达到±1.5μm，应达到重复定位的精度±1μm。同时，节距精度应保持在5μm之内。5.反馈分辨率对于高精度曲面加工，机床本身的反馈分辨率对于检测加工零件的精度非常重要。采用标准的1μm反馈分辨率，通常结果不是很理想。如果分辨率能达到0.055μm，所以其精加工结果几乎没有缺陷。此外，通过控制机床分辨率、尺度反馈和小节距滚珠丝杠，可以进一步提高零件表面的加工质量。6.主轴大型模具加工中心使用的主轴必须满足粗加工、半精加工和高质量精加工的要求，表面加工质量作为参考标准控制在2μm的水平。一般来说，模具闭合面和分型线的精加工非常重要，但在传统工艺下，许多模具制造商不得不手工抛光，以弥补刀具加工精度不足的问题。因为大型加工机床的成本很高，所以为这个过程购WS@#@买多功能机床显然是不现实的。此外，合理的主轴设计必须能够最大限度地延长刀具的使用寿命，使其能够在加工周期内以低振动、低温上升的状态持续工作。例如，在大型模具加工中心加工汽车仪表板模具时，如果使用16mmCBN镶嵌刀片精加工刀具，加工速度可达8m/min，加工表面质量可控制在0.3366，使用寿命超过30h～3.2μm。由此可见，考虑到大型模具加工过程中刀具成本的增加，专门设计的大型模具加工机床不仅可以延长刀具的使用寿命，而且可以大大节省每个模具加工的刀具使用成本。7.由于模具尺寸和重量的限制，可移动的多轴加工头通常需要很长时间才能夹紧工件。因此，采用三轴联动加工中心不仅减少了工件的调试和夹紧次数，而且不影响机床的加工精度，大大提高了车间加工大型模具的生产能力。移动多轴加工头可用于加工结构特别复杂的大型模具。根据可变几何形状设计的加工头可允许三轴联动加工。只需一次夹紧工件即可铣削模具和冷却孔，并切割许多其他几何形状复杂的部件。例如，当主轴以最佳角度倾斜时，可以提高加工头对铣削点的接近度，从而实现多轴加工头对斜孔的加工。此外，由于多轴加工头在加工工件表面时使用的是刀具的半径刀刃，而不是刀具的刀尖，因此可以提高表面粗糙度。8.切屑管理在金属切削过程中会产生大量的切屑。如果不能及时排除，必然会导致机床结构部件或工件表面的二次切削和温升。大型模具加工中心的工作台下通常有18个排屑孔，无论工作台移动到哪里，切屑都可以可靠地去除。机床上有4条内置铰链切屑传送带，以高速将切屑排放到机床前。9.高压冷却液在大型模具加工中起着非常重要的作用。例如，在使用2 3轴加工方法钻斜孔时，需要压力为1000psi(1psi=6890pa)的冷却液，才能有效去除切屑，达到更高的切削精度。如果没有这种高压冷却液，加工斜孔时需要增加额外的机床，需要二次装卡，降低加工精度，增加周期成本。从以上分析可以看出，机床需要更多更好的功能来实现大型模具的简单加工。牧野开发的新型MCC2516VG3轴卧式加工中心主轴转速可达15000r/min，并采用“轴芯冷却”和“轴承内压润滑”功能，确保主轴及其附属轴承能够及时有效地冷却。此外，主轴不仅可以沿横向X轴、垂直Y轴和前后Z轴移动，还可以与A轴和C轴旋转。由于它具有两种分度功能，不仅可以减少工作量的调整，还可以切割结构复杂的工件，如保险杠、仪表板和汽车头灯镜头。

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