數(shù)控機床模具設計標準制度一、概述

數(shù)控機床模具設計標準制度是確保模具在設計、制造和使用過程中符合技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量要求的重要體系。該制度通過標準化設計流程、材料選用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝參數(shù)等，提高模具的精度、壽命和生產(chǎn)效率，降低制造成本和故障率。本制度主要涵蓋以下幾個方面：設計原則、標準規(guī)范、實施流程和質(zhì)量控制。

二、設計原則

（一）功能性與經(jīng)濟性結(jié)合

1.模具設計需滿足產(chǎn)品加工的精度、尺寸和性能要求。

2.在保證功能的前提下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)以降低材料消耗和制造成本。

3.采用模塊化設計，便于維護和二次利用。

（二）安全性優(yōu)先

1.防止加工過程中刀具與模具碰撞，確保設備安全。

2.模具結(jié)構(gòu)需考慮散熱和排屑，避免局部過熱或堵塞。

3.選用高強度材料，減少變形和斷裂風險。

（三）可制造性考量

1.設計應便于數(shù)控機床加工，減少復雜型腔和難以加工的細節(jié)。

2.優(yōu)化模具間隙，確保切削流暢。

3.考慮熱處理工藝，提高模具硬度和耐磨性。

三、標準規(guī)范

（一）材料選用標準

1.常用模具材料包括Cr12MoV、SKD11等高硬度合金鋼。

2.根據(jù)加工零件的硬度選擇對應模具材料，例如：

-鋼件加工：推薦Cr12MoV或H13。

-非鐵材料加工：可選用SKD61。

3.材料需經(jīng)過熱處理（淬火+回火），硬度控制在HRC58-62。

（二）結(jié)構(gòu)設計標準

1.型腔尺寸公差：一般控制在±0.02mm以內(nèi)。

2.側(cè)壁斜度：單邊斜度不小于5°，防止脫模困難。

3.模具間隙：根據(jù)材料硬度調(diào)整，鋼件間隙通常為0.05-0.1mm。

（三）工藝參數(shù)標準

1.數(shù)控加工參數(shù)：

-切削速度：鋼材加工可設定200-400m/min。

-進給率：根據(jù)刀具直徑調(diào)整，例如0.1-0.3mm/r。

2.熱處理規(guī)范：

-淬火溫度：首次淬火溫度控制在950-1000℃。

-回火溫度：180-250℃，保溫2-4小時。

四、實施流程

（一）設計階段

1.收集產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求，確定模具類型（如單型腔、多型腔）。

2.繪制模具總裝圖和零件圖，標注關(guān)鍵尺寸及公差。

3.進行應力分析，避免模具在受力時變形。

（二）制造階段

1.數(shù)控機床加工：

-使用電火花加工（EDM）處理復雜型腔。

-高速銑削（HSM）用于粗加工平面和型面。

2.熱處理：按標準規(guī)范執(zhí)行，并檢測硬度分布。

3.磨削加工：精修型腔和邊緣，保證尺寸精度。

（三）裝配與調(diào)試

1.檢查模具各部件配合間隙，確保滑動順暢。

2.安裝試模，加工樣件并檢測尺寸合格率。

3.調(diào)整參數(shù)（如冷卻液流量、夾緊力），優(yōu)化生產(chǎn)效率。

五、質(zhì)量控制

（一）首件檢驗

1.每批次生產(chǎn)首件需進行全面檢測，包括：

-尺寸測量（使用三坐標測量儀）。

-硬度檢測（硬度計）。

-開模試驗（觀察脫模是否順利）。

（二）過程監(jiān)控

1.定期檢查模具磨損情況，及時更換易損件（如頂針、卸料板）。

2.記錄加工參數(shù)（如切削力、溫度），分析異常波動。

（三）報廢標準

1.出現(xiàn)以下情況需報廢：

-型腔磨損超過0.15mm。

-模具斷裂或嚴重變形。

-無法修復的裂紋或銹蝕。

三、標準規(guī)范（續(xù)）

（一）材料選用標準（續(xù)）

1.常用模具材料包括Cr12MoV、SKD11等高硬度合金鋼。詳細說明如下：

Cr12MoV：屬于萊氏體鋼，淬透性高，硬度可達HRC58-62，具有良好的耐磨性和淬透性，適合加工形狀復雜、要求較高耐磨性的模具。但淬火后脆性較大，需嚴格控制熱處理工藝。

SKD11：碳化物分布均勻，淬火后硬度高（HRC58-63），抗壓強度好，耐沖擊性強，且淬火變形小，常用于冷擠壓模、沖裁模等。

其他材料選擇依據(jù)：

加工零件硬度：加工軟材料（如鋁合金、塑料）可選韌性好的材料（如P20）；加工硬材料（如淬火鋼）需選高耐磨材料（如H13）。

模具工作條件：長期承受沖擊載荷可選SKD61；要求高耐磨性可選Cr12MoV或D2（高碳高鉻工具鋼）。

成本考慮：H13價格相對較高，但壽命長，綜合成本可能更低。

2.材料需經(jīng)過規(guī)范的熱處理，以充分發(fā)揮其性能。熱處理工藝對模具壽命至關(guān)重要，具體步驟及參數(shù)如下：

球化退火：預處理步驟，消除內(nèi)應力，降低硬度，便于切削加工。加熱溫度通常在800-820℃，保溫后緩慢冷卻至500℃以下出爐。

淬火+回火：核心熱處理工藝。

淬火：加熱至奧氏體化溫度（Cr12MoV為950-1000℃，SKD11為1000-1050℃），保溫足夠時間后淬入冷卻介質(zhì)（常用油或brinesolution）。淬火需快速均勻，避免形成馬氏體組織過多導致脆性。

回火：淬火后必須立即回火，以消除應力并調(diào)整硬度。根據(jù)所需硬度和韌性選擇回火類型：

低溫回火（150-250℃）：硬度高，韌性差，適用于要求高耐磨性的場合（如沖頭）。

中溫回火（350-500℃）：兼顧硬度和韌性，應用廣泛。

高溫回火（500℃以上）：韌性好，但硬度有所下降，適用于要求韌性的場合（如模架）。

回火保溫時間通常為2-4小時，確保內(nèi)外溫度均勻后緩慢冷卻。

淬火后精加工：熱處理后的模具硬度很高，需進行精加工（如磨削）以修正尺寸誤差，達到設計精度要求。

（二）結(jié)構(gòu)設計標準（續(xù)）

1.型腔尺寸公差：需嚴格控制，以保證最終產(chǎn)品尺寸精度。公差等級通常參考國家標準（如GB/T1801），并根據(jù)機床精度、刀具磨損、熱處理變形等因素進行補償。例如，對于復雜型腔，輪廓尺寸公差可能在±0.01mm至±0.05mm范圍內(nèi)。

2.側(cè)壁斜度：所有非垂直的型腔壁面應設計一定的單邊斜度（通常不小于5°，推薦10°-15°）。這樣設計的好處包括：

便于脫模：減小脫模阻力，防止產(chǎn)品粘?；驌p壞。

利于加工：便于使用標準的斜度刀具進行加工。

便于清理：便于清除切屑。

3.模具間隙：模具閉合時，型腔凹模與凸模之間的配合間隙是關(guān)鍵參數(shù)，直接影響：

脫模順利性：間隙過小易粘模，過大則產(chǎn)品尺寸偏差大。

模具壽命：間隙不合理會加速模具磨損。

加工經(jīng)濟性：間隙影響加工余量。

間隙值需根據(jù)材料種類、產(chǎn)品尺寸、加工方法等因素綜合確定。常用經(jīng)驗公式或查表法，例如：

加工鋼材：間隙值=（凹模/凸模間隙系數(shù)）×產(chǎn)品材料厚度。系數(shù)通常在0.01-0.1mm范圍，具體值需實驗確定。

加工鋁合金：間隙可比鋼材稍大。

加工塑料：間隙需考慮塑料的收縮率。

高精度要求時，需通過試模調(diào)整確定最佳間隙。

（三）工藝參數(shù)標準（續(xù)）

1.數(shù)控加工參數(shù)：優(yōu)化加工參數(shù)能提高加工效率、表面質(zhì)量和刀具壽命。主要參數(shù)及選擇原則：

切削速度（Vc）：單位時間內(nèi)刀具切削刃相對工件的運動速度。選擇受刀具材料、工件材料、刀具幾何形狀、冷卻條件等因素影響。示例：

SKD11加工鋼材：Vc可在150-300m/min范圍內(nèi)選擇。

PCD（聚晶金剛石）加工鋁合金：Vc可高達1000-2000m/min。

使用高速切削（HSC）技術(shù)時，Vc可適當提高。

進給率（f）：單位時間內(nèi)刀具沿進給方向的移動量。選擇需考慮切削深度、切削寬度、刀具磨損和工件材料硬度。示例：

粗加工：進給率可取0.1-0.5mm/r。

精加工：進給率可取0.05-0.2mm/r。

加工高硬度材料時，進給率需減小。

切削深度（ap）：刀具切入工件的深度。粗加工時，ap可取刀具直徑的1/3至1/2；精加工時，ap通常小于0.1mm。

切削寬度（ae）：刀具切過工件的寬度。通常根據(jù)刀具尺寸和切削需求確定。

刀具選擇：根據(jù)加工內(nèi)容選擇合適的刀具材料（如高速鋼、硬質(zhì)合金、PCD/CBN）和幾何角度（前角、后角、刃傾角等）。

2.熱處理規(guī)范：除了前面提到的淬火回火溫度，還需注意：

冷卻介質(zhì)選擇：淬火冷卻速度影響組織性能，需根據(jù)材料選擇合適的冷卻介質(zhì)（油、水、鹽水等）。

冷卻速度控制：避免形成嚴重的馬氏體組織，防止開裂。對于大型模具，可采用分級淬火或等溫淬火。

回火曲線：需遵循標準的回火曲線，并嚴格控制升溫、保溫和冷卻速度。

硬度檢測：熱處理后必須檢測關(guān)鍵部位（如型腔、工作面）的硬度，確保符合設計要求。

四、實施流程（續(xù)）

（一）設計階段（續(xù)）

1.收集產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求：除了常規(guī)的二維/三維圖紙，還需收集以下信息：

產(chǎn)品材料及力學性能：決定模具材料選擇和加工難度。

產(chǎn)品尺寸精度及公差要求：指導模具公差設計。

產(chǎn)品表面質(zhì)量要求：影響模具表面粗糙度設計。

年產(chǎn)量預估：決定模具結(jié)構(gòu)復雜度和材料等級。

特殊功能要求：如是否需要抽芯、滑塊等。

2.繪制模具總裝圖和零件圖：圖紙應包含以下內(nèi)容：

總裝圖：顯示模具各部件裝配關(guān)系、工作原理、主要尺寸和配合要求。

零件圖：為每個零件提供詳細的尺寸、公差、材料、熱處理要求、表面粗糙度、基準標注和加工說明。

三維模型：可用于碰撞檢測、運動仿真和工藝規(guī)劃。

3.進行應力分析：對于受力較大的模具（如大型模架、冷擠壓模），需使用有限元分析（FEA）軟件進行模態(tài)分析和靜/動態(tài)應力分析，以：

預測模具在工作載荷下的變形：避免因變形導致尺寸超差或結(jié)構(gòu)失效。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計：如增加加強筋、調(diào)整支撐位置。

確定關(guān)鍵部位：識別應力集中區(qū)域，為材料選擇和熱處理提供依據(jù)。

（二）制造階段（續(xù)）

1.數(shù)控機床加工：詳細步驟及注意事項：

粗加工：

Step1:確定加工策略（如銑削、鉆孔），選擇合適的粗加工刀具（如面銑刀、端銑刀、玉米銑刀）。

Step2:設定粗加工參數(shù)（較大切削深度、進給率，中等切削速度）。

Step3:加工大型平面、基準面和毛坯余量。

注意：避免刀具與工件發(fā)生剛性碰撞，可使用動態(tài)銑削或自適應清角。

半精加工：

Step1:在粗加工基礎上，去除更多余量。

Step2:使用較小直徑刀具加工型腔輪廓、孔系等。

Step3:提高加工精度和表面質(zhì)量。

注意：優(yōu)化刀具路徑，減少空行程。

精加工：

Step1:使用精密刀具（如球頭刀、錐度刀、成型刀）。

Step2:設定精加工參數(shù)（較小切削深度、進給率，較高切削速度）。

Step3:加工最終型腔形狀、尺寸和表面粗糙度。

注意：確保刀具路徑精度，保持切削穩(wěn)定。

特殊加工：

電火花加工（EDM）：用于加工高硬度材料、復雜型腔或深腔。步驟：電極設計->電極制造->裝配->參數(shù)設定（電流、脈寬、間隙）->加工->檢驗。

線切割：用于加工精密模具零件（如模柄、卸料板鑲塊）。步驟：編程->裝夾->參數(shù)設定->加工->檢驗。

2.熱處理：除了前面描述的淬火回火，還需注意：

熱處理變形控制：通過合理設計模具結(jié)構(gòu)（如設置預應力）、優(yōu)化熱處理工藝（如等溫淬火）和使用冷卻裝置來減小熱處理變形。

硬度均勻性：對于大型模具，需采取措施確保淬火后硬度分布均勻，避免局部過硬或過軟。

熱處理后的清潔：清除模具表面的氧化皮和殘留介質(zhì)，避免影響后續(xù)加工或裝配。

3.磨削加工：是模具制造中精度和表面質(zhì)量保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

平面磨削：磨削模架基準面、導柱孔、定位塊等平面，保證平行度和垂直度。

外圓磨削：磨削導柱、導套等圓柱面，保證尺寸精度和表面粗糙度。

成形磨削：使用成形砂輪磨削型腔側(cè)面、頂面等，達到設計形狀和尺寸。

研磨：對要求極高的表面（如拋光效果）進行研磨處理，獲得極低粗糙度值。

注意：磨削時需充分冷卻，防止工件燒傷或變形；砂輪選擇和修整對加工質(zhì)量至關(guān)重要。

（三）裝配與調(diào)試（續(xù)）

1.檢查模具各部件配合間隙：這是裝配的核心環(huán)節(jié)，直接影響模具工作性能。

檢查內(nèi)容：導柱與導套、滑塊與型腔、頂針與頂針孔、卸料板與型腔等所有配合部位的間隙。

檢查方法：使用塞尺、千分尺或?qū)Ｓ昧烤邷y量，確保間隙在標準范圍內(nèi)。

調(diào)整方法：通過修磨配合件（如導套、滑塊）或調(diào)整緊固螺絲來精確控制間隙。

2.安裝試模：在正式批量生產(chǎn)前，必須進行試模，以驗證模具設計和制造是否合格。

試模目的：檢查模具功能（沖壓、注塑、拉伸等）、尺寸精度、表面質(zhì)量、脫模情況、壽命等。

試模步驟：

Step1:安裝模具到數(shù)控機床（如壓力機、注塑機）。

Step2:選擇合適的試模材料（如鋁塊、塑料樣條）。

Step3:進行初步調(diào)試，設定加工參數(shù)。

Step4:加工出一定數(shù)量的樣件。

Step5:檢驗樣件尺寸、外觀、功能等。

3.調(diào)整參數(shù)：根據(jù)試模結(jié)果，對模具和加工參數(shù)進行優(yōu)化。

模具調(diào)整：如發(fā)現(xiàn)尺寸超差，需修磨模具零件；如脫模困難，需調(diào)整間隙或增加脫模斜度。

加工參數(shù)調(diào)整：如表面質(zhì)量差，需提高切削速度或改善冷卻條件；如刀具磨損快，需優(yōu)化刀具材料或幾何角度。

記錄優(yōu)化結(jié)果：將最終確定的參數(shù)固化，作為正式生產(chǎn)的依據(jù)。

五、質(zhì)量控制（續(xù)）

（一）首件檢驗（續(xù)）

1.每批次生產(chǎn)首件需進行全面檢測，確保符合要求。檢測項目通常包括：

尺寸測量：使用三坐標測量機（CMM）或卡尺、千分尺等工具，檢測模具關(guān)鍵尺寸、形位公差（如平行度、垂直度、圓度、同軸度）。

硬度檢測：使用硬度計（如洛氏、維氏）檢測模具工作面、熱處理部位硬度，確保符合設計要求。

外觀檢查：檢查模具表面是否有裂紋、劃傷、銹蝕、毛刺等缺陷。

功能檢查：模擬實際工作狀態(tài)，檢查模具開合、運動部件（如滑塊、頂針）是否靈活，配合是否良好。

試沖/試注/試模：進行少量試加工，觀察是否有粘模、卡滯、崩口、變形等問題。

2.檢驗標準：首件必須100%合格，并得到檢驗人員簽字確認，方可投入批量生產(chǎn)。

（二）過程監(jiān)控（續(xù)）

1.定期檢查模具磨損情況：模具在使用過程中會逐漸磨損，需定期檢查以評估剩余壽命。

檢查內(nèi)容：型腔表面粗糙度、尺寸變化、邊緣磨損情況、工作面硬度下降等。

檢查方法：使用CMM測量型腔尺寸變化，用表面粗糙度儀檢測表面狀況，用硬度計檢測工作面硬度。

預防措施：優(yōu)化加工參數(shù)（如降低進給率）、改善冷卻潤滑條件、定期清理模具、及時更換易損件。

2.記錄加工參數(shù)：詳細記錄每次加工的參數(shù)（如切削速度、進給率、冷卻液流量、溫度等）和設備狀態(tài)。

記錄目的：分析參數(shù)變化對加工結(jié)果的影響，識別異常波動，為工藝優(yōu)化提供依據(jù)。

數(shù)據(jù)利用：當出現(xiàn)加工質(zhì)量問題（如尺寸不穩(wěn)定、表面缺陷）時，可追溯參數(shù)記錄，幫助快速找到原因。

3.建立模具維護保養(yǎng)計劃：制定預防性維護計劃，定期清潔、潤滑、檢查模具關(guān)鍵部件。

保養(yǎng)內(nèi)容：清除模具型腔和導柱孔的切屑和污垢，檢查潤滑系統(tǒng)是否正常，緊固松動部件。

保養(yǎng)周期：根據(jù)使用頻率和加工材料確定保養(yǎng)周期，如每周、每月或每季度。

（三）報廢標準（續(xù)）

1.出現(xiàn)以下情況需報廢模具：

型腔磨損嚴重：型腔尺寸超差（如磨損超過0.15mm，具體值視應用而定），或表面變得過于粗糙，無法保證產(chǎn)品尺寸精度和表面質(zhì)量。

模具斷裂或嚴重變形：模具主體結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂、開裂或永久變形，無法繼續(xù)安全使用。

關(guān)鍵部件損壞：如導柱、導套斷裂，頂針斷裂或變形嚴重，滑塊卡死等，影響模具基本功能。

無法修復的缺陷：如型腔出現(xiàn)大面積裂紋、嚴重銹蝕無法修復等。

經(jīng)濟性考量：當修復成本接近或超過制造新模具成本時，可考慮報廢。

技術(shù)更新?lián)Q代：當現(xiàn)有模具無法滿足新產(chǎn)品或更高精度要求時，即使模具本身狀況良好也可考慮報廢。

2.報廢模具處理：報廢模具應按規(guī)定進行分類處理，如回收利用（零件再制造）、銷毀等，避免材料浪費和環(huán)境污染。記錄模具使用壽命數(shù)據(jù)，為未來模具設計和材料選擇提供參考。

一、概述

數(shù)控機床模具設計標準制度是確保模具在設計、制造和使用過程中符合技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量要求的重要體系。該制度通過標準化設計流程、材料選用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝參數(shù)等，提高模具的精度、壽命和生產(chǎn)效率，降低制造成本和故障率。本制度主要涵蓋以下幾個方面：設計原則、標準規(guī)范、實施流程和質(zhì)量控制。

二、設計原則

（一）功能性與經(jīng)濟性結(jié)合

1.模具設計需滿足產(chǎn)品加工的精度、尺寸和性能要求。

2.在保證功能的前提下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)以降低材料消耗和制造成本。

3.采用模塊化設計，便于維護和二次利用。

（二）安全性優(yōu)先

1.防止加工過程中刀具與模具碰撞，確保設備安全。

2.模具結(jié)構(gòu)需考慮散熱和排屑，避免局部過熱或堵塞。

3.選用高強度材料，減少變形和斷裂風險。

（三）可制造性考量

1.設計應便于數(shù)控機床加工，減少復雜型腔和難以加工的細節(jié)。

2.優(yōu)化模具間隙，確保切削流暢。

3.考慮熱處理工藝，提高模具硬度和耐磨性。

三、標準規(guī)范

（一）材料選用標準

1.常用模具材料包括Cr12MoV、SKD11等高硬度合金鋼。

2.根據(jù)加工零件的硬度選擇對應模具材料，例如：

-鋼件加工：推薦Cr12MoV或H13。

-非鐵材料加工：可選用SKD61。

3.材料需經(jīng)過熱處理（淬火+回火），硬度控制在HRC58-62。

（二）結(jié)構(gòu)設計標準

1.型腔尺寸公差：一般控制在±0.02mm以內(nèi)。

2.側(cè)壁斜度：單邊斜度不小于5°，防止脫模困難。

3.模具間隙：根據(jù)材料硬度調(diào)整，鋼件間隙通常為0.05-0.1mm。

（三）工藝參數(shù)標準

1.數(shù)控加工參數(shù)：

-切削速度：鋼材加工可設定200-400m/min。

-進給率：根據(jù)刀具直徑調(diào)整，例如0.1-0.3mm/r。

2.熱處理規(guī)范：

-淬火溫度：首次淬火溫度控制在950-1000℃。

-回火溫度：180-250℃，保溫2-4小時。

四、實施流程

（一）設計階段

1.收集產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求，確定模具類型（如單型腔、多型腔）。

2.繪制模具總裝圖和零件圖，標注關(guān)鍵尺寸及公差。

3.進行應力分析，避免模具在受力時變形。

（二）制造階段

1.數(shù)控機床加工：

-使用電火花加工（EDM）處理復雜型腔。

-高速銑削（HSM）用于粗加工平面和型面。

2.熱處理：按標準規(guī)范執(zhí)行，并檢測硬度分布。

3.磨削加工：精修型腔和邊緣，保證尺寸精度。

（三）裝配與調(diào)試

1.檢查模具各部件配合間隙，確?；瑒禹槙?。

2.安裝試模，加工樣件并檢測尺寸合格率。

3.調(diào)整參數(shù)（如冷卻液流量、夾緊力），優(yōu)化生產(chǎn)效率。

五、質(zhì)量控制

（一）首件檢驗

1.每批次生產(chǎn)首件需進行全面檢測，包括：

-尺寸測量（使用三坐標測量儀）。

-硬度檢測（硬度計）。

-開模試驗（觀察脫模是否順利）。

（二）過程監(jiān)控

1.定期檢查模具磨損情況，及時更換易損件（如頂針、卸料板）。

2.記錄加工參數(shù)（如切削力、溫度），分析異常波動。

（三）報廢標準

1.出現(xiàn)以下情況需報廢：

-型腔磨損超過0.15mm。

-模具斷裂或嚴重變形。

-無法修復的裂紋或銹蝕。

三、標準規(guī)范（續(xù)）

（一）材料選用標準（續(xù)）

1.常用模具材料包括Cr12MoV、SKD11等高硬度合金鋼。詳細說明如下：

Cr12MoV：屬于萊氏體鋼，淬透性高，硬度可達HRC58-62，具有良好的耐磨性和淬透性，適合加工形狀復雜、要求較高耐磨性的模具。但淬火后脆性較大，需嚴格控制熱處理工藝。

SKD11：碳化物分布均勻，淬火后硬度高（HRC58-63），抗壓強度好，耐沖擊性強，且淬火變形小，常用于冷擠壓模、沖裁模等。

其他材料選擇依據(jù)：

加工零件硬度：加工軟材料（如鋁合金、塑料）可選韌性好的材料（如P20）；加工硬材料（如淬火鋼）需選高耐磨材料（如H13）。

模具工作條件：長期承受沖擊載荷可選SKD61；要求高耐磨性可選Cr12MoV或D2（高碳高鉻工具鋼）。

成本考慮：H13價格相對較高，但壽命長，綜合成本可能更低。

2.材料需經(jīng)過規(guī)范的熱處理，以充分發(fā)揮其性能。熱處理工藝對模具壽命至關(guān)重要，具體步驟及參數(shù)如下：

球化退火：預處理步驟，消除內(nèi)應力，降低硬度，便于切削加工。加熱溫度通常在800-820℃，保溫后緩慢冷卻至500℃以下出爐。

淬火+回火：核心熱處理工藝。

淬火：加熱至奧氏體化溫度（Cr12MoV為950-1000℃，SKD11為1000-1050℃），保溫足夠時間后淬入冷卻介質(zhì)（常用油或brinesolution）。淬火需快速均勻，避免形成馬氏體組織過多導致脆性。

回火：淬火后必須立即回火，以消除應力并調(diào)整硬度。根據(jù)所需硬度和韌性選擇回火類型：

低溫回火（150-250℃）：硬度高，韌性差，適用于要求高耐磨性的場合（如沖頭）。

中溫回火（350-500℃）：兼顧硬度和韌性，應用廣泛。

高溫回火（500℃以上）：韌性好，但硬度有所下降，適用于要求韌性的場合（如模架）。

回火保溫時間通常為2-4小時，確保內(nèi)外溫度均勻后緩慢冷卻。

淬火后精加工：熱處理后的模具硬度很高，需進行精加工（如磨削）以修正尺寸誤差，達到設計精度要求。

（二）結(jié)構(gòu)設計標準（續(xù)）

1.型腔尺寸公差：需嚴格控制，以保證最終產(chǎn)品尺寸精度。公差等級通常參考國家標準（如GB/T1801），并根據(jù)機床精度、刀具磨損、熱處理變形等因素進行補償。例如，對于復雜型腔，輪廓尺寸公差可能在±0.01mm至±0.05mm范圍內(nèi)。

2.側(cè)壁斜度：所有非垂直的型腔壁面應設計一定的單邊斜度（通常不小于5°，推薦10°-15°）。這樣設計的好處包括：

便于脫模：減小脫模阻力，防止產(chǎn)品粘模或損壞。

利于加工：便于使用標準的斜度刀具進行加工。

便于清理：便于清除切屑。

3.模具間隙：模具閉合時，型腔凹模與凸模之間的配合間隙是關(guān)鍵參數(shù)，直接影響：

脫模順利性：間隙過小易粘模，過大則產(chǎn)品尺寸偏差大。

模具壽命：間隙不合理會加速模具磨損。

加工經(jīng)濟性：間隙影響加工余量。

間隙值需根據(jù)材料種類、產(chǎn)品尺寸、加工方法等因素綜合確定。常用經(jīng)驗公式或查表法，例如：

加工鋼材：間隙值=（凹模/凸模間隙系數(shù)）×產(chǎn)品材料厚度。系數(shù)通常在0.01-0.1mm范圍，具體值需實驗確定。

加工鋁合金：間隙可比鋼材稍大。

加工塑料：間隙需考慮塑料的收縮率。

高精度要求時，需通過試模調(diào)整確定最佳間隙。

（三）工藝參數(shù)標準（續(xù)）

1.數(shù)控加工參數(shù)：優(yōu)化加工參數(shù)能提高加工效率、表面質(zhì)量和刀具壽命。主要參數(shù)及選擇原則：

切削速度（Vc）：單位時間內(nèi)刀具切削刃相對工件的運動速度。選擇受刀具材料、工件材料、刀具幾何形狀、冷卻條件等因素影響。示例：

SKD11加工鋼材：Vc可在150-300m/min范圍內(nèi)選擇。

PCD（聚晶金剛石）加工鋁合金：Vc可高達1000-2000m/min。

使用高速切削（HSC）技術(shù)時，Vc可適當提高。

進給率（f）：單位時間內(nèi)刀具沿進給方向的移動量。選擇需考慮切削深度、切削寬度、刀具磨損和工件材料硬度。示例：

粗加工：進給率可取0.1-0.5mm/r。

精加工：進給率可取0.05-0.2mm/r。

加工高硬度材料時，進給率需減小。

切削深度（ap）：刀具切入工件的深度。粗加工時，ap可取刀具直徑的1/3至1/2；精加工時，ap通常小于0.1mm。

切削寬度（ae）：刀具切過工件的寬度。通常根據(jù)刀具尺寸和切削需求確定。

刀具選擇：根據(jù)加工內(nèi)容選擇合適的刀具材料（如高速鋼、硬質(zhì)合金、PCD/CBN）和幾何角度（前角、后角、刃傾角等）。

2.熱處理規(guī)范：除了前面提到的淬火回火溫度，還需注意：

冷卻介質(zhì)選擇：淬火冷卻速度影響組織性能，需根據(jù)材料選擇合適的冷卻介質(zhì)（油、水、鹽水等）。

冷卻速度控制：避免形成嚴重的馬氏體組織，防止開裂。對于大型模具，可采用分級淬火或等溫淬火。

回火曲線：需遵循標準的回火曲線，并嚴格控制升溫、保溫和冷卻速度。

硬度檢測：熱處理后必須檢測關(guān)鍵部位（如型腔、工作面）的硬度，確保符合設計要求。

四、實施流程（續(xù)）

（一）設計階段（續(xù)）

1.收集產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求：除了常規(guī)的二維/三維圖紙，還需收集以下信息：

產(chǎn)品材料及力學性能：決定模具材料選擇和加工難度。

產(chǎn)品尺寸精度及公差要求：指導模具公差設計。

產(chǎn)品表面質(zhì)量要求：影響模具表面粗糙度設計。

年產(chǎn)量預估：決定模具結(jié)構(gòu)復雜度和材料等級。

特殊功能要求：如是否需要抽芯、滑塊等。

2.繪制模具總裝圖和零件圖：圖紙應包含以下內(nèi)容：

總裝圖：顯示模具各部件裝配關(guān)系、工作原理、主要尺寸和配合要求。

零件圖：為每個零件提供詳細的尺寸、公差、材料、熱處理要求、表面粗糙度、基準標注和加工說明。

三維模型：可用于碰撞檢測、運動仿真和工藝規(guī)劃。

3.進行應力分析：對于受力較大的模具（如大型模架、冷擠壓模），需使用有限元分析（FEA）軟件進行模態(tài)分析和靜/動態(tài)應力分析，以：

預測模具在工作載荷下的變形：避免因變形導致尺寸超差或結(jié)構(gòu)失效。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計：如增加加強筋、調(diào)整支撐位置。

確定關(guān)鍵部位：識別應力集中區(qū)域，為材料選擇和熱處理提供依據(jù)。

（二）制造階段（續(xù)）

1.數(shù)控機床加工：詳細步驟及注意事項：

粗加工：

Step1:確定加工策略（如銑削、鉆孔），選擇合適的粗加工刀具（如面銑刀、端銑刀、玉米銑刀）。

Step2:設定粗加工參數(shù)（較大切削深度、進給率，中等切削速度）。

Step3:加工大型平面、基準面和毛坯余量。

注意：避免刀具與工件發(fā)生剛性碰撞，可使用動態(tài)銑削或自適應清角。

半精加工：

Step1:在粗加工基礎上，去除更多余量。

Step2:使用較小直徑刀具加工型腔輪廓、孔系等。

Step3:提高加工精度和表面質(zhì)量。

注意：優(yōu)化刀具路徑，減少空行程。

精加工：

Step1:使用精密刀具（如球頭刀、錐度刀、成型刀）。

Step2:設定精加工參數(shù)（較小切削深度、進給率，較高切削速度）。

Step3:加工最終型腔形狀、尺寸和表面粗糙度。

注意：確保刀具路徑精度，保持切削穩(wěn)定。

特殊加工：

電火花加工（EDM）：用于加工高硬度材料、復雜型腔或深腔。步驟：電極設計->電極制造->裝配->參數(shù)設定（電流、脈寬、間隙）->加工->檢驗。

線切割：用于加工精密模具零件（如模柄、卸料板鑲塊）。步驟：編程->裝夾->參數(shù)設定->加工->檢驗。

2.熱處理：除了前面描述的淬火回火，還需注意：

熱處理變形控制：通過合理設計模具結(jié)構(gòu)（如設置預應力）、優(yōu)化熱處理工藝（如等溫淬火）和使用冷卻裝置來減小熱處理變形。

硬度均勻性：對于大型模具，需采取措施確保淬火后硬度分布均勻，避免局部過硬或過軟。

熱處理后的清潔：清除模具表面的氧化皮和殘留介質(zhì)，避免影響后續(xù)加工或裝配。

3.磨削加工：是模具制造中精度和表面質(zhì)量保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

平面磨削：磨削模架基準面、導柱孔、定位塊等平面，保證平行度和垂直度。

外圓磨削：磨削導柱、導套等圓柱面，保證尺寸精度和表面粗糙度。

成形磨削：使用成形砂輪磨削型腔側(cè)面、頂面等，達到設計形狀和尺寸。

研磨：對要求極高的表面（如拋光效果）進行研磨處理，獲得極低粗糙度值。

注意：磨削時需充分冷卻，防止工件燒傷或變形；砂輪選擇和修整對加工質(zhì)量至關(guān)重要。

（三）裝配與調(diào)試（續(xù)）

1.檢查模具各部件配合間隙：這是裝配的核心環(huán)節(jié)，直接影響模具工作性能。

檢查內(nèi)容：導柱與導套、滑塊與型腔、頂針與頂針孔、卸料板與型腔等所有配合部位的間隙。

檢查方法：使用塞尺、千分尺或?qū)Ｓ昧烤邷y量，確保間隙在標準范圍內(nèi)。

調(diào)整方法：通過修磨配合件（如導套、滑塊）或調(diào)整緊固螺絲來精確控制間隙。

2.安裝試模：在正式批量生產(chǎn)前，必須進行試模，以驗證模具設計和制造是否合格。

試模目的：檢查模具功能（沖壓、注塑、拉伸等）、尺寸精度、表面質(zhì)量、脫模情況、壽命等。

試模步驟：

Step1:安裝模具到數(shù)控機床（如壓力機、注塑機）。

Step2:選擇合適的試模材料（如鋁塊、塑料樣條）。

Step3:進行初步調(diào)試，設定加工參數(shù)。

Step4:加工出一定數(shù)量的樣件。

Step5:檢驗樣件尺寸、外觀、功能等。

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