机械加工包括:一般机械加工(即传统的切削与磨削加工)、仿形加工、精密加工、数控机床加工等。
机械加工的特点是加工精度高、生产效率高,而且用相同的机床和工具可以加工出各种形状和尺寸的工件。在模具制造中机械加工是模具零件不可缺少的加工手段。
但是,用机械加工方法加工复杂形状的零件效率较低、硬度高的材料难于加工、高精度零件加工工序复杂。在模具制造中,这些都是机械加工需要解决的技术问题。
2.特种加工
特种加工是指切削加工以外的一些新的加工方法,也称为非传统加工方法。特种加工与传统的机械加工方法不同,它不需要用比工件更硬的工具,也不需要在加工过程中施加明显的机械力,而是直接利用电能、化学能、声能、光能等机械能以外的其他能量为主来除去工件上的多余部分,以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度的要求。特种加工的方法很多,用于模具加工的主要方法有:电火花成形加工、电火花线切剖加工、电解加工、电解抛光、电解磨削、电铸、超声加工、激光加工等。
特种加工的特点如下:
①加工情况与工件的硬度无关,可以实现以柔克刚;
②工具与工件一般不接触,加工过程不必施加明显的机械力;
③可通过简单的进给运动加工各种复杂形状的零件;
④易于实现加工过程自动化。
特种加工的这些特点,解决了机械加工所面临的一些加工难题。所以特种加工在模具制造中得到越来越广泛的应用,并成为模具加工中的一种重要方法。
3.塑性加工
塑性加工主要是冷挤压制模法。冷挤压是在油压机的高压下,将淬硬的挤压冲头缓慢地挤入具有一定塑性的坯料中,使坯料上获得与冲头形状相同、凸凹相反的型腔。冷挤压法是一种无屑加工的方法,其加工原理属于压力加工成形。
型腔冷挤压的特点:制模速度快、型腔或型面不需再加工、型面形状复杂且精确,适用于塑性好的模坯材料。
4.铸造
对于精度和使用寿命要求不高的模具可采用铸造法成型,简单、方便、快速。
铸造法适用的模具材料有三种。
(1)铸铁用于大件不规则形状的模具,例如汽车外壳。铸铁模具在制造上的优点是,可以很容易铸出复杂的形状,尺寸不受限制,便于机械加工,而且价格低,润滑性好,缺点是精度较差。
(2)锌基合金用于试制和小批量生产的场合,模具寿命较短。锌基合金是一种用铸造法制造简易模具的典型材料,其熔点低,可铸性好,铸造精度相对较高,具有与软钢相近的强度、耐磨性和润滑性。用低熔点材料锌基合金铸造模具,也称快速制模法。其制摸速度快,容易制成形状复杂的模具,但模具的材质较软,耐热性较差,不适合高熔点制件生产或大批量生产的场合。
为了提高快速制模的质量和使用寿命,也有用导热性和耐久性较好的铍铜合金代替锌基合金的,主要用于生产批量较大而又细微的复杂模具。
(3)合成树脂用于模具材料的合成树脂主要有酚醛树脂、聚酯树脂、环氧树脂。用合成树脂铸造模具的优点是容易快速制模,轻而无锈,复制和维修都比较简单。但耐磨性差,遇热变形大,且强度不高、易疲劳老化。可用于试制新产品的模具。
5.焊接
焊接法制模是把分散加工好的模块焊接在一起,获得型面较复杂的模具。这种制模方法与整体加工相比,加工简单、快速、省料、尺寸大小不受限制。但精度难以保证,易残留热应变及内部应力,承受冲击的能力差。主要用于精度要求不高的大型模具的制造,或用于模具的修复。