• 模具典型零件加工基本工艺分析
    【2024-03-01 】 产品尺寸与精度规格

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      第七章模具典型零件加工工艺分析第一节模具工作零件加工概述模具工作零件(或成型零件)普通很复杂,并且有较高加工精度规定,其加工质量直接影响到产品质量与模具常规使用的寿命。模具工作零件工作型面形状各种各样,但归纳起来不外乎两类:一是外工作型面,涉及型芯与凸模等工作型面;二是内工作型面,如各种凹模工作型面,按照工作型面特性又可分为型孔与型腔两种。一、模具工作零件加工办法工作零件加工办法依照加工条件和工艺办法可分为三大类,即通用机床加工、数字控制机床加工和采用特种工艺加工。通用机床加工模具零件,重要依托工人纯熟技术,运用铣床、车床等进行粗加工、半精加工,然后由钳工修正、研磨、抛光。这种工艺方案,生产效率低、周期长、质量也不易保证。但设备投资较少,机床通用性强,作为精密加工、电加工之前粗加工和半精加工又不可少,因而仍被广泛采用。数字控制机床加工是指采用数控铣、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、精加工以及采用高精度成形磨床、坐标磨床等进行热解决后精加工,并采用三坐标测量仪进行仔细的检测。这种工艺减少了对纯熟工人依赖限度,生产效率高,特别是对某些复杂成型零件,采用通用机床加工很困难,不易加工出合格产品,采用数字控制机床加工显然是很抱负。但是一次性投资大。所谓特种工艺,重要是指电火花加工、电解加工、挤压、精密锻造、电铸等成形办法。模具惯用加工办法能达到加工精度、表面粗糙度和所需加工余量见表7-1。表7-1模具惯用加工办法加工余量、加工精度、表面粗糙度制造办法本道工序经济加工余量(单面)/mm经济加工精度表面粗糙度Ra/μm刨削半精刨0.8~1.5IT10~126.3~12.5精刨0.2~0.5IT8~93.2~6.3划线.6~6.3粗铣1~2.5IT10~113.2~12.5精铣0.5IT7~91.6~3.2仿形雕刻1~30.1mm1.6~3.2车削靠模车0.6~10.24mm1.6~3.2成形车0.6~10.1mm1.6~3.2粗车1IT11~126.3~12.5半精车0.6IT8~101.6~6.3精车0.4IT6~70.8~1.6精细车、金刚车0.15IT5~60.1~0.8钻—IT11~146.3~12.5扩粗扩1~2IT126.3~12.5细扩0.1~0.5IT9~101.6~6.3铰粗铰0.1~0.15IT93.2~6.3精铰0.05~0.1IT7~80.8细铰0.02~0.05IT6~70.2~0.4锪无导向锪—IT11~123.2~12.5有导向锪—IT9~111.6~3.2镗削粗镗1IT11~126.3~12.5半精镗0.5IT8~101.6~6.3高速镗0.05~0.1IT80.4~0.8精镗0.1~0.2IT6~70.8~1.6精细镗、金刚镗0.05~0.1IT60.2~0.8磨削粗磨0.25~0.5IT7~83.2~6.3半精磨0.1~0.2IT70.8~1.6精磨0.05~0.1IT6~70.2~0.8细磨、超精磨0.005~0.05IT5~60.025~0.1仿形磨0.1~0.30.01mm0.2~0.8成形磨0.1~0.30.01mm0.2~0.8坐标镗0.1~0.30.01mm0.2~0.8珩磨0.005~0.03IT60.05~0.4钳工划线~0.05钳工抛光粗抛0.05~0.15—0.2~0.8细抛、镜面抛0.005~0.01—0.001~0.1电火花成形加工—0.05~0.1mm1.25~2.5电火花线电解成形加工—±0.05~0.2mm0.8~3.2电解抛光0.1~0.15—0.025~0.8电解磨削0.1~0.15IT6~70.025~0.8照相腐蚀0.1~0.4—0.1~0.8超声抛光0.02~0.1—0.01~0.1磨料流动抛光0.02~0.1—0.01~0.1冷挤压—IT7~80.08~0.32注:经济加工余量是指本道工序是合理的、经济加工余量。本道工序加工余量要视加工基本尺寸、工件材料、热解决状况、前道工序加工成果等详细状况而定。二、模具工作零件制作的完整过程模具工作零件制作的完整过程与普通机械零件工艺流程相类似,可分为毛坯准备、毛坯加工、零件加工、装配与修整等几种过程。毛坯准备重要内容为工作零件毛坯锻造、锻造、切割、退火或正火等。毛坯加工重要内容为进行毛坯粗加工,切除加工表面上大某些余量。工种有锯、刨、铣、粗磨等。3.零件加工重要内容为进行模具零件半精加工和精加工,使零件各重要表面达到图样规定尺寸精度和表面粗糙度。工种有划线、钻、车、铣、镗、仿刨、插、热解决、磨、电火花加工等。4.光整加工重要对精度和表面粗糙度规定很高表明上进行光整加工,工种有研磨、抛光等。5.装配与修正重要涉及工作零件钳工修配及镶拼零件装配加工等。在零件工艺流程中,需要涉及到机加工顺序安排和热解决工序安排。安排机加工顺序应考虑到:先粗后精、先主后次、基面先行、先面后孔原则。零件热解决加工,涉及预先热解决和最后热解决,预先热解决目是改进切削加工性能,其工序位置多在粗加工先后,最后热解决目是提高零件材料硬度和耐磨性,常安排在精加工先后。在零件加工中,工序划分及采用工艺办法和设备是要依照零件形状、尺寸大小、构造工艺及工厂设备技术状况等条件决定。不同生产条件采用设备及工序划分也不同。因此零件详细加工办法与工序应依照零件规定和所在单位技术与设备来考虑制定。第二节凸模和型芯零件加工凸模、型芯类模具零件是用来成型制件内表面。由于成型制件形状各异、尺寸差别较大,因此凸模和型芯类模具零件品种也是各种各样。按凸模和型芯断面形状,大体能分为圆形和异形两类。圆形凸模、型芯加工非常容易,普通可采用车削、铣削、磨削等进行粗加工和半精加工。经热解决后在外圆磨床上精加工,再经研磨、抛光即可达到设计规定。异型凸模和型芯在制造上较圆形凸模和型芯要复杂得多。本节重要讨论异型凸模和型芯模具零件加工。一、非圆形凸模加工工艺分析例1某冲孔凸模如图7-1所示。工艺性分析该零件是冲孔模凸模,工作零件制造办法采用“实配法”。冲孔加工时,凸模是“基准件”,凸模刃口尺寸决定制件尺寸,凹模型孔加工是以凸模制造时刃口实际尺寸为基准来配制冲裁间隙,凹模是“基准件”。因而凸模在冲孔模中是保证产品制件型孔核心零件。冲孔凸模零件“外形表面”是矩形,尺寸为22mm×32mm×45mm,在零件开始加工时,一方面保证“外形表面”尺寸。零件“成形表面”是由R6.92mm×29.84mm×13.84mm×R5×7.82mm构成曲面,零件固定某些是矩形,它和成型表面呈台阶状,该零件属于小型工作零件,成型表面在淬火前加工办法采用仿形刨削或压印法;淬火后精密加工能够使用坐标磨削和钳工修研办法。零件材料是MnCrWV,热解决硬度58~62HRC,是低合金工具钢,也是

      低变形冷作模具钢,具备良好综合性能,是锰铬钨系钢代表钢种。由于材料具备微量钒,能抑制碳化物网,增长淬透性和减少热敏感性,使晶粒细化。零件为实心零件,各部位尺寸差别不大,热解决较易控制变形,达到图样规定。(二)工艺方案对复杂型面凸模制造工艺应依照凸模形状、尺寸、技术规定并结合本单位设备状况等详细条件来制定,此类复杂凸模工艺方案为:(1)备料:弓形锯床(2)锻造:锻成一种长×宽×高、每边均具有加工余量长方体;(3)热解决:退火(按模具材料选用退火办法及退火工艺参数);(4)刨(或铣)六面,单面留余量0.2~0.25mm;(5)平磨(或万能工具磨)六面至尺寸上限,基准面对角尺,保证互相平行垂直;(6)钳工划线(或采用刻线机划线)粗铣外形(立式铣床或万能工具铣床)留单面余量0.3~0.4mm;(8)仿形刨或精铣成型表面,单面留0.02~0.03mm研磨量;(9)检查:用放大图在投影仪上将工件放大检查其型面(合用于中小工件);(10)钳工粗研:单面0.01~0.015mm研磨量(或按加工余量表选取);(11)热解决:工作某些局部淬火及回火;(12)钳工精研及抛光。此类构造凸模工艺方案局限性之处就是淬火之前机械加工成形,这样势必带来热解决变形、氧化、脱碳、烧蚀等问题,影响凸模精度和质量。在选材时应采用热变形小合金工具钢如CrWMn,Cr12MoV等;采用高温盐浴炉加热、淬火后采用真空回火稳定解决,防止过烧和氧化等现象产生。图7-1冲孔模凸模二、冲裁凸凹模零件加工工艺分析例2冲裁凸凹模零件如图7-2所示。图7-2冲裁凸凹模(一)工艺性分析冲裁凸凹模零件是完毕制件外形和两个圆柱孔工作零件,从零件图上能够准确的看出,该成形表面加工,采用“实配法”,外成形表面是非基准外形,它与落料凹模实际尺寸配制,保证双面间隙为0.06mm;凸凹模两个冲裁内孔也是非基准孔,与冲孔凸模实际尺寸配间隙。该零件外形表面尺寸是104mm×40mm×50mm。成形表面是外形轮廓和两个圆孔。构造表面是用于固紧两个M8mm螺纹孔。凸凹模外成形表面是分别由R14*mm、Φ40*mm、R5*mm五个圆弧面和五个平面构成,形状很复杂。该零件是直通式。外成形表面精加工能够使用电火花线切割、成形磨削和持续轨迹坐标磨削办法。该零件底面尚有两个M8mm螺纹孔,可供成形磨削夹紧固定用。凸凹模零件两个内成形表面为圆锥形,带有15′斜度,在热解决前可以用非原则锥度铰刀铰削,在热解决后进行研磨,保证冲裁间隙。因而,应进行二级工具锥度铰刀设计和制造。如果具备切割斜度线切割机床,两内孔可以在线切割机床上加工。凸凹模零件材料为Cr6WV高强度微变形冷冲压模具钢。热解决硬度58~62HRC。Cr6MV材料易于锻造,共晶碳化物数量少。有良好切削加工性能,并且淬水后变形比较均匀,几乎不受锻件质量影响。它淬透性和Cr12系钢相近。它耐磨性、淬火变形均匀性不如Cr12MoV钢。零件毛坯形式应为锻件。(二)工艺方案依照普通工厂加工设施条件,能够使用两个方案:方案一:备料-锻造-退火-铣六方-磨六面-钳工划线作孔-镗内孔及粗铣外形-热解决-研磨内孔-成形磨削外形。方案二:备料-锻造-退火-铣六方-磨六面-钳工作螺孔及穿丝孔-电火花线切割内外形。(三)工艺过程制定采用第一工艺方案:序号工序名称工序重要内容1下料锯床下料,φ56mm×117mm2锻造锻造110mm×45mm×55mm3热解决退火,硬度HB≤2414立铣铣六方104.4mm×50.4mm×40.3mm5平磨磨六方,对90°6钳划线镗镗两圆孔,保证孔距尺寸,孔径留0.1~0.15mm余量8钳铰圆锥孔留研磨量,做漏料孔9工具铣按线平磨光上下面12钳研磨两圆孔,(车工配制研磨棒)与冲孔凸模实配,保证双面间隙为0.06mm。三、型芯零件加工工艺分析例3塑料模型芯零件如图7-3所示。1.工艺性分析该零件是塑料模型芯,从零件形状上分析,该零件长度与直径比例超过5:1,属于细长杆零件,但实际长度并不长,截面重要是圆形,在车削和磨削时应解决加工装卡问题,在粗加工车削时,毛坯应为多零件一件毛坯,既以便装夹,又节约材料。在精加工磨削外圆时,对于该类零件装卡方式有三种形式,如图7-4所示。图7-4中a是反顶尖构造,合用于外圆直径较小,长度较大细长杆凸模、型芯类零件,dl.5mm时,两端做成60°锥形顶尖,在零件加工完毕后,再切除反顶尖某些。b是加辅助顶尖孔构造,两端顶尖孔按GBl45-85规定加工,合用于外圆直径较大状况,d≥5mm时,工作端顶尖孔,依照零件使用状况决定与否加长,当零件不容许保存顶尖孔时,在加工完毕后,再切除附加长度和顶尖孔。c是加长段在大端作法,介于a和b之间,细长比不太大状况。该零件是细长轴,材料是CrWMn,热解决硬度45~5OHRC,零件规定进行淬火解决。从零件形状和尺寸精度看,加工方式重要是车削和外圆磨削,加工精度规定在外圆磨削经济加工范畴之内。零件规定有脱模斜度也在外圆磨削时一并加工成形。此外,外圆几处磨扁处,在工具磨床上完毕。该零件做为细长轴类,在热解决时,不得有过大弯曲变形,弯曲翘曲控制在0.lmm之内。塑料模型芯等零件表面,规定耐磨耐腐蚀,成型表面表面粗糙度能长期保持不变,在长期250℃工作时表面不氧化,并且要保证塑件表面上的质量规定和便于脱模。因而规定淬硬,成型表面RaO.lμm,并进行镀铬抛光解决。因而该零件成形表面在磨削时保持表面粗糙度为Ra0.4μm基本上,进行抛光加工,在模具试压后进行镀铬抛光解决。零件毛坯形式,采用圆棒型材料,经下料后直接进行机械加工。该型芯零件一模需要20件,在加工上有一定难度,依照精密磨削和装配需要,为了能够更好的保证模具生产进度,在开始生产时就应制作一某些备件,这也是模具生产一种特色。在模具生产组织和工艺上都应最大限度地考虑,总加工数量为24件,备件4件。零件名称:型芯材料:CrWMn热解决45~50HRC数量:20件Ra0.1μm表面镀铬抛光δ0.015图7-3塑料模型芯图7-4细长轴装卡基准形式2.工艺方案普通中小型凸模加工方案为:备料—粗车(普通车床)—热解决(淬火、回火)—检验(硬度、弯曲度)—研中心孔或反顶尖(车床、台钻)—磨外圆(外圆磨床、工具磨床)—检查—切顶台或顶尖(万能工具磨床、电火花线切割机床)—研端面(钳工)—检查。3.工艺过程材料:CrWMn,零件总数量24件,其中备件4件。毛坯形式为圆棒料,8个零件为一件毛坯。序号工序名称工序重要内容1下料圆棒料Φl2mm×55Omm,3件2车按图车削,RaO.lμm及如下表面留双边余量0.3~0.4mm两端在零件长度之外做反顶尖。3热淬火、回火:40~45HRC,弯曲≤0.lmm。4车研磨反顶尖。5外磨磨削Ra1.6μm及如下表面,尺寸磨至中限范畴,Ra0.4μm。6车抛光RaO.lμm外圆,达图样规定。7线mm。9钳抛光Ra0.1μm两扁处。10钳模具装配(试压)。1l电镀试压后Ra0.lμm表面镀铬。12钳抛光RaO.lμm表面。第三节型孔、型腔零件加工一、冲裁凹模加工工艺分析图7-5是几种曲型冲裁凹模构造图。这些冲裁凹模工作内表面,用于成形制件外形,均有锋利刃口将制件从条料中切离下来,此外尚有用于安装基准面,定位用销孔和紧固用螺钉孔,以及用于安装其他零部件用孔、槽等。因而在工艺分析中如何保证刃口质量和形状位置精度是至关重要。对于圆

      凹模其典型工艺方案是:备料-锻造-退火-车削-平磨-划线-钳工(螺孔及销孔)-淬火-回火-万能磨内孔及上端面-平磨下端面-钳工装配对图7-5b整体复杂凹模其工艺方案与简朴凹模不一样,详细为:备料-锻造-退火-刨六面-平磨-划线-铣空刀-钳工(钻各孔及中心工艺孔)-淬火-回火-平磨-数控线切割-钳工研磨。假如没有电火花线切割设备,其工艺可按老式加工办法:即先用仿形刨或精密铣床等设备将凸模加工出来,用凸模在凹模坯上压印,然后借助精铣和钳工研配办法来加工凹模。其方案为:刨-平磨-划线-钳压印-精铣内形-钳修至成品尺寸-淬火回火-平磨-钳研抛光。对图7-5c组合凹模,惯用于汽车等大型覆盖件冲裁。对大型冲裁模凸、凹模因其尺寸较大(在800mm×800mm以上),在加工时如没有大型或重型加工设施(锻压机、加热炉、机床等),可采用将模具提成若干小块,以此方便采用既有中小设备来制造,分块加工完毕后再进行组装。图7-5冲裁凹模构造图a)简朴圆凹模b)整体复杂凹模c)大型镶拼式凹模例4级进冲裁模凹模如图7-6所示。图7-6冲裁凹模(一)工艺性分析该零件是级进冲裁模凹模,采用整体式构造,零件外形表面尺寸是120㎜×80㎜×18㎜,零件成形表面尺寸是三组冲裁凹模型孔,第一组是冲定距孔和两个圆孔,第二组是冲两个长孔,第三组是一种落料型孔。这三组型孔之间有严格孔距精度规定,它是实现对的级进和冲裁,保证产品零件各某些位置尺寸核心。再就是各型孔孔径尺寸精度,它是保证产品零件尺寸精度核心。这某些尺寸和精度是该零件加工核心。构造表面涉及螺纹连接孔和销钉定位孔等。该零件是这付模具装配和加工基准件,模具卸料板、固定板,模板上各孔都和该零件关于,以该零件型孔实际尺寸为基准来加工有关零件各孔。零件材料为MnCrWV,热解决硬度60~64HRC。零件毛坯形式为锻件,金属材料纤维方向应平行于大平面与零件长轴方向垂直。零件各型孔成形表面加工,在进行淬火之后,采用电火花线切割加工,最后由模具钳工进行研抛加工。型孔和小孔检查:型孔可在投影仪或工具显微镜上检查,小孔应制做二级工具光面量规进行全方位检查。(二)工艺过程制定序号工序名称工序重要内容1下料锯床下料,Φ56㎜×105㎜2锻造锻六方125㎜×85㎜×23㎜3热解决退火,HBS≤2294立铣铣六方,120㎜×80㎜×18.6㎜5平磨光上下面,磨两侧面,对90°6钳倒角去毛刺,划线工具铣钻各型孔线切割穿丝孔,并铣漏料孔8热解决淬火、回火60~64HRC9平磨磨上下面及基准面,对90°10线切割找正,切割各型孔留研磨量0.01~0.02㎜11钳研磨各型孔(三)漏料孔加工冲裁漏料孔是在保证型孔工作面长度基本上,减小落料件或废料与型孔摩擦力。关于漏料孔加工重要有三种方式。一种原因是在零件淬火之前,在工具铣床上将漏料孔铣削完毕。这在模板厚度≥50㎜以上零件中,特别的重要,是漏料孔加工一方面考虑方案。另一方面是电火花加工法,在型孔加工完毕,运用电极从漏料孔底部方向进行电火花加工。最后是浸蚀法,运用化学溶液,将漏料孔尺寸加大。普通漏料孔尺寸比型孔尺寸单边大0.5㎜即可。(四)锻件毛坯下料尺寸与锻压设备拟定图7-6所示冲裁凹模外形表面尺寸为:120㎜×80㎜×18㎜,凹模零件材料为MnCrWV,设锻件毛坯外观尺寸为125㎜×85㎜×23㎜。1.锻件体积和重量计算锻件体积V锻=(125×85×23)=244.38㎝3锻件重量G锻=r·V锻=(7.85×244.38)㎏≈1.92㎏当锻件毛坯体积在5㎏之内,普通需加热1~2次,锻件总损耗系数取5%。锻件毛坯体积V坯=1.05×V锻=256.60(㎝)3锻件毛坯重量G坯=1.05×G锻=2.02(㎏)2.拟定锻件毛坯尺寸理论圆棒直径D理=选用圆棒直径为56㎜时,查圆棒料长度重量可知当G坯=2.02㎏,D坯=56㎜时,L坯=105㎜。验证锻造比YY=L坯/D坯=105/56=1.875符合Y=1.25~2.5规定。则锻件下料尺寸为Φ56㎜×105㎜3.锻压设备吨位拟定。当锻件坯料重量为2.02㎏,材料为MnCrWV时,应选用300㎏空气锤。二、塑料模型孔板、型腔板零件加工工艺分析塑料模型孔板、型腔板系指塑料模具中型腔凹模、定模(型腔)板、中间(型腔)板、动模(型腔)板、压制瓣合模,哈夫型腔块以及带加料室压模等等,图7-7为塑料模型孔板、型腔板各种构造图。图7-7各种型孔、型腔板构造图a)压缩塑压模凹模b)双分型面注射模中间型板c)带主流道定模d)带侧抽芯模动模板e)压注模中瓣合模f)显像屏玻璃模中屏凹模上述各种零件形状千差万别,工艺不尽相似,但其共同之处都具备工作型腔、分型面、定位安装结合面,保证这些部位尺寸和形位精度、粗糙度等技术规定将是工艺分析重点。a是一压缩模中凹模,其典型工艺方案为:备料—车削—调质—平磨—镗导柱孔—钳工制各螺孔或销孔。如果规定淬火,则车削、镗孔均应留磨加工余量,于是钳工后还应有淬火回火—万能磨孔、外圆及端面—平磨下端面—坐标磨导柱孔及中心孔—车抛光及型腔R—钳研抛—试模—氮化(后两工序依照需要)。b是注射模中间板,其典型工艺方案可为:备料—锻造—退火—刨六面—钳钻吊装螺孔—调质—平磨—划线—镗铣四型腔及分浇口—钳预装(与定模板、动模板)—配镗上下导柱孔—钳工拆分—电火花型腔(型腔内带不通型槽,假如没有大型电火花机床则应在镗铣和钳工两工序中完毕)—钳工研磨及抛光。c是一带主流道定模板,其典型工艺路线可在锻、刨、平磨、划线后进行车制型腔及主浇道口—电火花型腔(或铣制钳修型腔)—钳预装—镗导柱孔—钳工拆分、配研、抛光。d为一动模型腔板,它也是在划线后立铣型腔粗加工及侧芯平面—精铣(或插床插加工)型腔孔—钳工预装—配镗导柱孔—钳工拆分一钻顶件杆孔一钳研磨抛光。对于大型板类下料,可采用锯床下料。其中H—1080模具坯料带式切割机床,精度好效率高,可切割工件直径10OOmm、重3.5t、宽高为10O0mm×80Omm坯料,切口尺寸仅为3mm,坯料是直接从锻轧厂提供退火状态模具钢,简化了锻刨等工序,缩短了生产周期。此外许多复杂型腔板采用立式数控仿形铣床(MCPlOOOA)来加工,使制模精度得到较大提高,劳动生产率和劳动环境明显改进。在塑料模具中侧抽芯机构,如压制模中瓣合模,注射模中哈夫型腔块等,图中e为压注模瓣合模,其工艺很典型,工序流程大体为:(1)下料:按外径最大尺寸加大10~15mm作加工余量;长度加长20~3Omm作装夹用。(2)粗车:外形及内形单面均留3~5mm加工余量。并在大端留夹头20~3Omm长,其直径不不大于大端成品尺寸。(3)划线:划中心线及切分处刃口线)剖切两瓣:在平口钳内夹紧、两次装夹剖切开,采用卧式铣床(如X62W)用盘铣刀。(5)调质:淬火高温回火及清洗。(6)平磨:两瓣结合面。(7)钳工:划线、钻两销钉孔并铰孔、配销钉及锁紧两瓣为一种整体。如果形体上不容许有锁紧螺孔,可在夹头上或顶台上(按需要留顶台)钻锁紧螺孔。(8)精车:内外形,单面留0.2~0.25mm加工余量。(9)热解决:淬火、回火、清洗。(10)万能磨内外圆、或内圆磨孔后配芯轴再磨外圆、靠端面,外形成品,内形留0.01~0.02mm研磨量。(11)检查。(12)切掉夹头:在万能工具磨床上用片状砂轮将夹头切掉,并磨好大端面

      至成品尺寸。(13)钳工拆提成两块。(14)电火花加工内形不通型槽等。(15)钳研及抛光。f为一显像屏玻璃模中屏凹模,常采用锻导致型工艺,其工艺方案为:模型—锻造—清砂—去除浇冒口—完全退火—二次清砂—缺陷修补及表面修整—钳工划线及加工起吊螺孔—刨工粗加工—时效解决—机械精加工—钳工—电火花型腔—钳工研磨抛光型腔。由于锻造工序冗长,加之锻造缺陷修补有时不抱负,因而普通中型型腔模和拉深模应尽量采用锻造钢坯料加工或采用镶拼工艺加工。型腔模在编制工艺时,为保证制作的完整过程中型孔尺寸和截形控制检查,因而工艺员应设计某些必要检具(二类工具),如槽宽样板、深度量规、R型板等。凹模零件加工中,最重要加工是型腔加工,不同型腔形状,所选取加工办法也不同样。圆形型腔当型腔如图7-8是圆形,常常采取加工办法有如下几种:①当凹模形状不大时,可将凹模装夹在车床花盘上进行车削加工。②采用立式铣床配合回转式夹具进行铣削加工。③采用数控铣削或加工中心进行铣削加工。图7-8圆形型腔图7-9规则矩形型腔图7-10异形复杂形状型腔(2)矩形型腔当型腔是比较规则矩形,如图7-9所示。当图中圆角R能由铣刀直接加工出,可采用普通铣床,将整个型腔铣出。如果圆角为直角或R无法由铣刀直接加工出时,应先采用铣削,将型腔大某些加工出,再使用电火花机床,由电极将4个直角或小R加工出。固然,也可由钳工修配出,但普通不采用这种办法,而应尽量采用各种加工设施和加工手段来解决,以保证精度。(3)异型复杂形状型腔当型腔为异形复杂形状时,如图7-10所示。此时普通铣削无法加工出复杂形面,必要采用数控铣削或加工中心铣削型腔,当采用数控铣削时,由于数控加工综合了各种加工,因此工艺过程中有些工序,如钻孔、攻螺纹等都可由数控加工在一次装夹中一起完毕。(4)有薄侧槽型腔当型腔中有薄侧槽时,如图7-11所示。此时由铣削或数控铣削加工出侧槽以外型腔然后用电极加工出侧槽。(5)底部有孔型腔当型腔底部有孔时,如图7-12所示。先加工出型腔,底部孔如果是圆形,可用铣床直接加工,或先钻孔,再加坐标磨削。当底部型孔是异形时,只能先在粗加工阶段,钻好预孔,再由线切割割出。如果是不通孔,且孔径小话,只能由电火花来加工了。图7-11有薄侧槽型腔图7-12底部有孔型腔(6)型腔是镶拼镶拼零件制造类似型芯加工,凹模上安装孔加工,可由铣削、磨削和电火花、线)型腔淬火后当型腔需要热解决淬火时,由于热解决会引起工件变形,型腔精加工应放在热解决工序之后,又由于工件通过热解决后硬度会大幅度的提升,普通切削加工很难,此时应选取磨削、电火花、线所示注射模型腔。材料:CrWMn热解决:淬硬50HRC数量:2图7-13型腔1.加工工艺过程工序1下料工序2锻:锻成φ48×100。工序3热解决:退火。工序4车:车外圆φ44达尺寸;车退刀槽2×2;车外圆φ40,留磨量0.5mm;车右端面,留磨量0.2mm;钻φ8孔,预孔达φ7,铰孔φ8,留磨量0.3mm;扩φ25.1、镗φ25.1及孔底,各留磨量0.5mm和O.2mm(孔深度镗至18.Omm);切断;掉头车左端,留磨量0.2mm;锪φ10孔。工序5坐标镗:以外圆为基准找正,钻、铰2—φ4,留磨量0.01mm。工序6解决:淬火并回火达50~55HRC。工序7内圆磨:以外圆φ40为基准,磨孔φ8达图规定;磨孔φ25.1留研量0.0l5mm;磨孔底并接R0.5,留研量0.0lOmm(孔深度磨至18.19mm);工序8外圆磨:以内孔φ8定位,穿专专心轴,磨外圆φ40,达图样规定工序9钳:研磨2—φ4孔达图样规定;研磨φ25.1孔底及R0.5达图样规定。工序10钳装。(2)分析讨论1)锻后毛坯长度lOOmm,除涉及两件型腔长度、端面加工余量外,还涉及切断槽宽和车削第二件时夹持料头长度。2)模具零件加工属单件生产,工序安排上采用工序集中原则,因此车削各表面集中为工序4,磨削各内表面也集中在工序7。3)工序10钳装涉及压装型腔、与型腔固定板一起磨两大面、磨分浇道和浇口。第四节其他零件加工杆类零件加工工艺分析(一)导柱加工各类模具应用导柱构造种类诸多,但重要构造是表面为不同直径同轴圆柱表面。因而,可依照导柱构造尺寸和材料规定,直接选用恰当尺寸热轧圆钢为毛坯料。在机械工艺流程中,除保证导柱配合表面尺寸和形状精度外,还要保证各配合表面之间同轴度规定。导柱配合表面是容易磨损表面,应有一定硬度规定,在精加工之前要安排热解决工序,以达到规定硬度。关于导柱制造,下面以塑料注射模具滑动式原则导柱为例(如图7-14所示)进行简介。图7-14导柱(材料T8A,热解决HRC50~55)1.导柱加工方案选取导柱加工表面重要是外圆柱面,外圆柱面机械加工办法诸多。图7-23所示导柱制作的完整过程为:备料-粗加工-半精加工-热解决-精加工-光整加工。2.导柱制造工艺过程图7-14所示导柱加工工艺过程见表7-2。导柱工艺流程中工序划分、工艺办法和设备选用是依照生产类型、零件形状、尺寸、构造及工厂设备技术状况等条件决定。3.导柱工艺流程中定位导柱工艺流程中为了能够更好的保证各外圆柱面之间位置精度和均匀磨削余量,对外柱面车削和磨削普通采用设计基准和工艺基准重叠两端中心孔定位。因而,在车削和磨削之前先加工中心孔,为后继工序提供较为可靠定位基准。中心孔加工形状精度对导柱加工质量有着直接影响,特别是加工精度规定高轴类零件。此外保证中心孔与顶尖之间良好配合也是很重要。导柱中心孔在热解决后需要修正,以消除热解决变形和其她缺陷,使磨削外圆柱面时能获得精准定位,保证外圆柱面形状和位置精度。表7-2导柱加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1下料按图纸尺寸Φ35×105锯床2车端面,打中心孔车端面保持长度103.5,打中心孔。调头车端面至尺寸102,打中心孔车床3车外圆粗车外圆柱面至尺寸Φ20.4×68,Φ28.4×26,并倒角。调头车外圆Φ35至尺寸并倒角。切槽3×0.5至尺寸车床4检查5热解决按热解决工艺对导柱进行解决,保证表面硬度HRC50~556研中心孔研中心孔,调头研另一端中心孔车床7磨外圆磨Φ28k6,Φ20f7外圆柱面,留研磨余量0.01,并磨10°角磨床8研磨研磨外圆Φ28k6,Φ20f7至尺寸,抛光R2和10°角磨床9检查中心孔钻削和修正,是在车床、钻床或专用机床上按图纸规定中心定位孔型式进行。如图7-15所示为在车床上修正中心孔示意图。用三爪卡盘夹持锥形砂轮,在被修正中心孔处加入少量煤油或机油,手持工件,运用车床尾座顶尖支撑,运用车床主轴转动进行磨削。此办法效率高,质量较好,但砂轮易磨损,需经常修整。如果用锥形铸铁研磨头代替锥形砂轮,加研磨剂进行研磨,可达到更高精度。采用图7-16所示硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔办法,效率高,但质量稍差,普通用于大批量生产,且规定不高顶尖孔修正。它是将梅花棱顶尖装入车床或钻床主轴孔内,运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挤压作用,修正中心定位孔几何误差。图7-15锥形砂轮修正中心定位孔1-三爪卡盘2-锥形砂轮3-工件4-尾座顶尖图7-16硬质合金梅花棱顶尖4.导柱研磨研磨导柱是为了进一步提升表面精度和减少表面粗糙度,以达到设计规定。为保证图7-14所示导柱表面精度和表面粗糙度Ra=0.63~0.16µm,增长了研磨加工。(二)套类零件加工导套、护套及套类凸模均属套类

      零件,其加工工艺基本相似。导套和导柱同样,是模具中应用最广泛导向零件。尽管其构造形状因应用部位不同而各异,但构成导套重要表面是内、外圆柱表面,可依照其构造形状、尺寸和材料规定,直接选用恰当尺寸热轧圆钢为毛坯。在机械工艺流程中,除保证导套配合表面尺寸和形状精度外,还要保证内外圆柱配合表面同轴度规定。导套内表面和导柱外圆柱面为配合面,使用的过程中运动频繁,为保证其耐磨性,需有一定硬度规定。因而,在精加工之前要安排热解决,以提高其硬度。在不同生产条件下,导套制造所采用加工办法和设备不一样,制造工艺也不同。现以图7-29所示冲压模滑动式导套为例,简介导套制作的完整过程。1.导套加工方案选取依照图7-17所示导套精度和表面粗糙度规定,其加工方案可选取为:备料-粗加工-半精加工-热解决-精加工-光整加工。材料20钢;表面渗碳深度0.8~1.2㎜;HRC58~62图7-17冲压模具滑动式导套2.导套加工工艺过程图7-17所示冲压模导套加工工艺过程如表7-4所示表7-4导套加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1下料按尺寸φ42×85切断锯床2车外圆及内孔车端面保证长度82.5;钻φ25内孔至φ23;车φ38外圆至φ38.4并倒角;镗φ25内孔至φ24.6和油槽至尺寸;镗φ26内孔至尺寸并倒角车床3车外圆倒角车φ37.5外圆至尺寸,车端面至尺寸车床4检查5热解决按热解决工艺进行,保证渗碳层深度为0.8~1.2㎜;硬度为HRC58~626磨削内、外圆磨φ38外圆达图纸规定;磨内孔φ25留研磨余量0.01万能磨床7研磨内孔研磨φ25内孔达图纸规定研磨R2圆弧车床8检查在磨削导套时对的选取定位基准,对保证内、外圆柱面同轴度规定是很重要。对单件或小批量生产,工件热解决后在万能外圆磨床上运用三爪卡盘夹持φ37.5外圆柱面,一次装夹后磨出φ38外圆和φ25内孔。这样做才能够避免多次装夹导致误差,能保证内外圆柱配合表面同轴度规定。对于大批量生产同一尺寸套孔,可先磨好内孔,再将导套套装在专用小锥度磨削芯轴上。以芯轴两端中心孔定位,使定位基准和设计基准重叠。借助芯轴和导套内表面之间摩擦力带动工件旋转,磨削导套外圆柱面,能获得较高同轴度。这种办法操作简单便捷、生产率高,但需制造专用高精度芯轴。导套内孔精度和表面粗糙度规定要高。对导套内孔配合表明上进行研磨可进一步提升表面精度和减少表面粗糙度,达到加工表面上的质量和设计规定。二、板类零件加工工艺分析板类零件种类非常之多,模座、垫板、固定板、卸料板、推件板等均属此类。不一样的种类板类零件其形状、材料、尺寸、精度及性能规定不同,但每一块板类零件都是由平面和孔系构成。板类零件加工质量规定重要有如下几种方面:(1)表面间平行度和垂直度为了能够更好的保证模具装配后各模板可以紧密贴合,对于不同功能和不一样的尺寸模板其平行度和垂直度均按GB1184-80执行。详细公差级别和公差数值应按冲模国标(GB/T2851~2875-90)及塑料注射模国标(GB4169.1~11-84)等加以拟定。(2)表面粗糙度和精度级别普通模板平面加工质量要达到IT7~IT8,Ra=0.8~3.2μm。对于平面为分型面模板,加工质量要达到IT6~IT7,Ra=0.4~1.6μm。(3)模板上各孔精度、垂直度和孔间距规定惯用模板各孔径配合精度普通为IT6~IT7,Ra=0.4~1.6μm。对安装滑动导柱模板,孔轴线与上下模板平面垂直度规定为4级精度。模板上各孔之间孔间距应保持一致,普通误差规定在±0.02㎜如下。(一)冲压模座加工工艺分析1.冲压模座加工基本规定为了能够更好的保证模座工作时沿导柱上下移动平稳,无阻滞现象,模座上下平面应保持平行。上下模座导柱、导套安装孔孔间距应保持一致,孔轴心线与模座上下平面要垂直(对安装滑动导柱模座其垂直度为4级精度)。2.冲压模座加工原则模座加工重要是平面加工和孔系加工。在工艺流程中为了能够更好的保证技术规定和加工以便,普通遵循“先面后孔”原则。模座毛坯通过刨削或铣削加工后,再对平面进行磨削能大大的提升模座平面平面度和上下平面平行度,同步容易保证孔垂直度规定。上、下模座孔镗削加工,可依照加工规定和工厂生产条件,在铣床或摇臂钻等机床上采用坐标或运用引导元件来加工。批量较大时可以在专用镗床、坐标镗床上来加工。为保证导柱、导套孔间距离一致,在镗孔时经常将上、下模座重叠在一起,一次装夹同步镗出导柱和导套安装孔。3.获得不同精度平面加工工艺方案模座平面加工可采用不一样机械加工办法,其加工工艺方案不同,获得加工平面精度也不同。详细方案要依照模座精度规定,结合工厂生产条件等详细状况做选取。4.加工上、下模座工艺方案上、下模座构造形式较多,现以图7-18所示后侧导柱原则冲模座为例阐明其加工工艺过程。加工上模座工艺过程见表7-5,下模座加工基本同上模座。图7-18冲模模座a)上模座b)下模座表7-5加工上模座工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1备料锻造毛坯2刨平面刨上、下平面,保证尺寸50.8牛头刨床3磨平面磨上、下平面,保证尺寸50平面磨床4钳工划线划前部平面和导套孔中心线铣前部平面按划线铣前部平面立式铣床6钻孔按划线镗孔和下模座重叠,一起镗孔至φ45H7镗床或立式铣床8铣槽按划线圆弧槽卧式铣床9检查(二)支承与固定零件加工工艺分析以塑料模具支承零件为例,塑料模具支承零件起装配、定位及安装作用。重要涉及动模(或下模)座板、定模(或上模)座板、型芯(或凸模)固定板、凹模固定板、支承板、垫块等。此类模板普通用45号钢制成,定、动模板需进行调质解决。在加工板类零件时,粗加工后两平面需放0.6mm磨削余量,导柱、导套孔各放2mm镗孔余量,以便于磨、镗精加工。图7-19导钉孔加工1-凸模2-固定板3-凹模4-钻头如果导柱固定某些和导套固定某些直径相似时,可以将定模板和动模板合起来,用工艺定位销定位后同步镗孔,这样既能保持孔径和孔距相似,又能保证孔同轴度规定。对于塑压模导钉孔,其导钉孔应在凹模淬火前加工对的。对于固定板上导钉孔,则用凸模定位后,通过凹模上导钉孔复钻而成如图7-19。这样做才能够保证孔位置及尺寸精度。对于垫块(支撑板)加工,应保证其上、下面平行度、粗糙度。故粗加工后,需进行平面磨削加工。例6型腔固定板加工图7-20型腔固定板(1)加工工艺过程图7-20所示注射模型腔固定板(与图7-13型腔装配)工艺过程如下:工序1下料工序2切割:切割成16Omm×l2Omm×4Omm工序3热解决:退火工序4刨:刨六面达尺寸155.5mm×ll5.5mm×35.5mm工序5平磨:磨两大面,留精磨余量0.2mm(双边);磨一对互相垂直侧面,对角尺。工序6坐标镗:与定模板叠合、按一对垂直侧面找正,配钻导柱、导套安装孔预孔,然后分开镗导柱安装孔4—φ15达图样规定。工序7坐标镗:以导柱、导套定位与定模板叠合,配钻型腔、型芯安装孔预孔,然后分开镗型腔安装孔2—φ40达图样规定;钻、铰3—φ8孔达图样规定。工序8钳:划线孔达图样规定;钻4—M8螺纹底孔、攻螺纹;锪2—φ45、4—φ18、3—φ9孔达图样规定。工序9平磨:型腔压装后,一起磨上、下两大面达图样规定工序10工具磨:型腔压装后,一起配磨分浇道R3和浇口(2)分析讨论1)工序5平面磨后,上、下两大面留有

      精磨余量,留待型腔压装后一起磨平,并保证型腔深度尺寸达图样规定(即工序9)。2)由于定模板型芯安装孔、型腔固定板型腔安装孔均为圆孔,可借助导柱、导套定位配加工,因此工序安排上先与定模板叠合一起配加工导柱、导套安装孔(工序6)3)工序7以导柱、导套定位与定模板叠合配加工型腔、型芯安装孔,这样容易保证两零件上安装孔相对位置精确。工序7不能与工序6合并为一道工序,由于工序6之后尚有压装导柱工序(定模板也需镗孔和压装导套)。4)分浇道必要待型腔压装后配加工,这样保证型腔上分浇道与固定板上分浇道对正。分浇道配加工时,型腔己淬硬,因此只能采用磨削加工。三、注塑模侧向分型与抽芯机构零件加工工艺分析1.斜销加工斜销构造形状如图7-21所示。其中图a为普通形式,其截面普通为圆形;图b是为了减小斜销与滑块间摩擦,将斜销铣出两个相对平面,其宽度b为斜销直径0.8倍。为便于斜销导入滑块,斜销头部普通做成半球形或圆锥形。呈圆锥形时其半锥角应不不大于斜销斜角α,以免在斜销有效长度脱离后其头部依然继续驱动滑块。斜销材料普通用T8A、TlOA或20钢渗碳解决,淬火硬度在55HRC以上,工作表面经磨削加工后保持有Ra0.8表面粗糙度。图7-21斜销构造形式构成斜销重要表面为不同直径同轴圆柱表面。依照其尺寸和材料,可直接选用热轧圆钢为坯料。在机械加工中重要保证其配合面精度和滑动面表面粗糙度。此外还需要注意各圆柱面间同轴度和表面硬度规定。由于斜销滑动面表面有硬度规定,故普通在精加工前要安排热解决工序。下面以图7-21a斜销为例,阐明其加工工艺。(1)加工方案选取依照斜销不同精度和表面粗糙度规定,常用可较经济地达到加工办法有如下几种:1)粗车—半精车—铣(1T10~IT11,Ra=2.5~5.0μm);2)粗车—半精车—精车—铣(1T9,Ra=2.5~1.25μm);3)粗车—半精车—铣—磨削(1T7~IT9,Ra=0.63~1.25μm);4)粗车—半精车—铣—粗磨—精磨(1T6,Ra=0.63~0.32μm)。以上四个方案中,1)和2)适合不淬硬斜销加工,而3)和4)适合要淬硬斜销加工。依照以上内容,斜销加工也可归纳为:备料、粗加工、半精加工、热解决和精加工等多环节。(2)斜销加工工艺对于图7-21a所示斜销,选加工方案3)来加工制造,其详细加工工艺列于表7-6中。表7-6斜销加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1下料T10Aφ40×155切断锯床2车端面打中心孔三爪夹持车端面打中心孔,粗车外圆至φ38。调头车端面至尺寸150,打中心孔。其中一端中心孔深16C6163车双顶尖车各外圆至图示尺寸。车25°锥面及退刀槽C6164铣铣20°斜面X515检按工序图检查6热解决淬火:50~55HRC。校直7研中心孔研两端中心孔C6168磨磨外圆φ30,φ30达图规定外圆磨9检斜销加工工艺除斜销尺寸和精度规定是重要拟定因素外,工厂既有加工设施也是影响因素之一。故在拟定斜销加工详细工艺时,各个工厂也不尽完全相似,要依照详细状况做选取。2.滑块与导滑槽加工图7-22组合式滑块材料:T10A热解决:54~58HRC数量:2个(左右对称)滑块和导滑槽是一对密不可分零件。两者组合使用才干完毕侧向分型与抽芯机构。在普通状况下,滑块多为平面和圆柱面构成立体,有着配合规定高斜面、圆孔甚至成型表面,在机械加工中,除规定要保证尺寸、形状精度外,还要保证互相位置精度和较低表面粗糙度。导滑槽普通由平面构成,它导槽表面规定有较高耐磨性和较低表面粗糙度,整体式导滑槽也规定有高形状和位置精度。滑块和导滑槽普通使用工具钢或合金工具钢,在精加工前经热解决达到硬度规定。下面以如图7-22所示组合式滑块为例分析其加工工艺。(1)滑块加工方案选取这是一种带有斜销孔滑块。加工重要应保证各平面加工精度和表面粗糙度、固定侧型芯圆孔位置精度和尺寸规定。普通地讲,对不同精度规定滑块其加工工艺方案也不同,可以有如下选取(仅对滑块平面加工而言):1)粗刨—粗磨(IT8~IT9,Ra=1.25~2.5μm)2)粗刨—半精刨(IT8~IT10,Ra=2.5~10μm)3)粗刨—半精刨—精刨(IT7~IT8,Ra=0.63~2.5μm)4)粗刨—精刨—精磨(IT6,Ra=0.16~1.25μm)5)粗铣—精铣(IT8~IT10,Ra=0.63~2.5μm)6)粗铣—精铣—粗磨—精磨(IT6~IT7,Ra=0.32~1.25μm)7)粗铣—精铣—粗磨—精磨—研磨(IT6~IT7,Ra=0.1~0.01μm)依照图7-22所示滑块规定和以上工艺方案状况,其工艺过程可选取如下:锻造毛坯—退火—粗加工—半精加工—热解决—精加工—光整加工。(2)滑块定位基准选取在滑块加工中,为保证其位置精度就必要选取合理定位基准。在这里,可选取宽6Omm底平面和与其垂直侧面为定位基准。(3)滑块加工工艺过程依照上述分析,选取滑块加工工艺过程列于表7-7中。(4)滑块斜销孔尺寸精度上述滑块斜销孔尺寸精度规定低,与斜销在工作中配合间隙大,其重要目是要使抽芯运动滞后开模运动。因而规定斜销孔内孔表面和斜销外圆表面作滑动接触,斜销孔内孔表面粗糙度低而有一定硬度。故对滑块应作热解决并在热解决后,通过内孔研磨修正热解决导致变形及减少表面粗糙度。斜销孔也可在模具装配后进行配合加工。(5)导滑槽加工导滑槽应保证滑块在里面运动平稳、无上下窜动,左右摆动并运动自如。由于导滑槽重要由平面构成,其加工比较简朴,重要由刨削、铣削和平面磨削完毕,在这里就不再讨论。表7-7滑块加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1备料锻造毛坯2热解决退火HBS≤2403刨平面刨上、下平面保证尺寸40.6;刨削两侧面尺寸60达图样规定;刨削两侧面保证尺寸48.6和导轨尺寸8.5;刨削15°斜面保证与底面尺寸18.44磨平面磨上、下平面保证尺寸40.2;磨两端面至尺寸100.2;磨两侧面保证尺寸48.2平面磨床5钳工划线镗φ20.8斜孔至尺寸留研磨余量0.04;钻φ6×2孔至φ5.9立式铣床7检查8热解决对面导轨、15°斜面、φ20.8内孔局部热解决,保证HRC53~589磨平面磨上、下平面达尺寸规定;磨滑动导轨至尺寸规定;磨两侧面至尺寸规定;磨凹槽至尺寸;磨斜角15°至尺寸规定;磨端面至尺寸平面磨床10研磨内孔研磨φ20.8至规定(可与模板配装研磨)11钻孔、铰孔与型芯配装后钻φ6×2孔并配铰钻钻床12钳工装配对φ6×2安装定位销13检查思考题7-1冲模模座加工工艺路线是如何安排?对模座技术规定有哪些?7-2为了能够更好的保证上、下模座孔位一致,应什么办法?7-3导柱、导套加工工艺路线是如何安排?对导柱、导套技术规定有哪些?7-4非圆形凸模加工办法有哪几种?不同加工办法各有什么特点?7-5非圆形型孔加工办法有哪些?如何选用这些加工办法?7-6导柱在模具中作用是什么?其重要技术规定有哪些?如何保证?7-7凸模(型芯)固定板形位公差规定有哪些?加工中如何予以保证?7-8型腔类零件有何特点?其重要加工办法有哪些?7-9非圆凸模(型芯)精加工办法有哪些?惯用工装是什么?

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