1.冲头使用前应注意
①、用干净抹布清洁冲头。
②、查看表面是否有刮、凹痕。如有,则用油石去除。
③、及时上油防锈。
④、安装冲头时小心不能有任何倾斜,可用尼龙锤之类的软材料工具把它轻轻敲正,只有在冲头正确定位后才能旋紧螺栓。
2.冲模的安装与调试
　　安装与调校冲模必须特别细心。因为冲模尤其大中型冲模，不仅造价高昂，而且重量大微量移动困难，人身的安全应始终放在首位。无限位装置的冲模在上下模之间应加一块垫木板。在冲床工作台清理干净后，将合模状态的待试模具置于台面合适位置。按工艺文件和冲模设计要求选定的压机滑块行程，在模具搬上台面前调至下死点并大于模具闭合高度10～15mm的位置，调节滑块连杆,移动模具,确保模柄对准模柄孔并达到合适的装模高度。一般冲裁模先固定下模(不拧紧)后再固定上模(拧紧)，压板 T型螺栓均宜使用合适扭矩扳手拧紧(下模)，确保相同螺拴具有一致而理想的预加夹紧力。 可以有效防止手动拧紧螺纹出现的因体力、性别、手感误差造成的预紧力过大或过小、相同螺纹预紧力不等，从而引起冲压过程中上下模错移、间隙改变、啃剥刃口等故障发生。
试模前对模具进行全面润滑并准备正常生产用料，在空行程启动冲模3～５次确认模具运作正常后再试冲。调整和控制凸模进入凹模深度、检查并验证冲模导向、送料、推卸、侧压与弹压等机构与装置的性能及运作灵活性，而后进行适当调节，使之达到最佳技术状态。对大中小型冲模分别试冲3、5、10件进行停产初检，合格后再试冲10、15、30件进行复检。经划线检测 、冲切面与毛刺检验、一切尺寸与形位精度均符合图纸要求,才能交付生产。
3.冲压毛刺 
①、模具间隙过大或不均匀,重新调整模具间隙。
②、模具材质及热处理不当,产生凹模倒锥或刃口不锋利,应合理选材、模具工作部分材料用硬质合金,热处理方式合理。
③、冲压磨损，研磨冲头或镶件。
④、凸模进入凹模太深,调整凸模进入凹模深度。
⑤、导向结构不精密或操作不当,检修模具内导柱导套及冲床导向精度,规范冲床操作。
4.跳废料
模具间隙较大、凸模较短、材质的影响(硬性、脆性),冲压速度太高、冲压油过粘或油滴太快造成的附着作用,冲压振动产生料屑发散,真空吸附及模芯未充分消磁等均可造成废屑带到模面上。 
①、刃口的锋利程度。刃口的圆角越大，越容易造成废料反弹,对于材料比较薄的不锈钢等可以采用斜刃口。
②、对于比较规则的废料,可增大废料的复杂程度或在冲头上加聚胺酯顶杆来防止跳废料,在凹模刃口侧增加划痕。
③、模具的间隙是否合理。不合理的模具间隙,易造成废料反弹,对于小直径孔间隙减少10%,直径大于50.00毫米,间隙放大。
④、增加入模深度。每个工位模具冲压时，入模量的要求是一定的，入模量小，易造成废料反弹。
⑤、被加工材料的表面是否有油污。
⑥、调整冲压速度、冲压油浓度。
⑦、采用真空吸附。
⑧、对冲头、镶件、材料进行退磁处理。
5.压伤、刮伤
①、料带或模具有油污、废屑,导致压伤,需擦拭油污并安装自动风枪清除废屑。
②、模具表面不光滑,应提高模具表面光洁度。
③、零件表面硬度不够,表面需镀铬、渗碳、渗硼等处理。
④、材料应变而失稳,减少润滑,增加压应力,调节弹簧力。
⑤、对跳废料的模具进行□□□。
⑥、作业时产品刮到模具定位或其它地方造成刮伤,需修改或降低模具定位,教育作业人员作业时轻拿轻放。
6.工件折弯后外表面擦伤
①、原材料表面不光滑,清洁、校平原材料。
②、成型入块有废料,清除入块间的废屑。。
③、成型块不光滑,将成型块电镀、抛光,提高凸凹模的光洁度。
④、凸模弯曲半径R太小,增大凸模弯曲半径
⑤、模具弯曲间隙太小,调整上下模弯曲配合间隙。
⑥、凹模成型块加装滚轴成形。
7.漏冲孔
出现漏冲孔的情况,一般有冲头断未发现、修模后漏装冲头、冲头下陷等因素引起,修模后要进行首件确认,与样品对比,检查是否有遗漏现象,对冲头下沉的,应改善上模垫板的硬度。
8.脱料不正常 
①、脱料板与凸模配合过紧、脱料板倾斜、等高螺丝高度不统一或其它脱料件装置不当,应修整脱料件,脱料螺钉采用套管及内六角螺钉相结合的形式。
②、模具间隙偏小,冲头在脱离材料时需要很大的脱模力,造成冲头被材料咬住,需增加下模间隙。
③、凹模有倒锥, 修整凹模。
④、凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正,修整漏料孔。
⑤、检查加工材料的状态。材料脏污附着到模具上,使得冲头被材料咬住而无法加工。翘曲变形的材料在冲孔后,会夹紧冲头,发现翘曲变形的材料,需弄平整后再加工。
⑥、冲头、下模的刃口钝化要及时刃磨。刃口锋利的模具能加工出漂亮的切断面,刃口钝了,则需要额外的冲压力,而且工件断面粗糙,产生很大的抵抗力,造成冲头被材料咬住。
⑦、适当采用斜刃口冲头。
⑧、尽量减少磨损,改善润滑条件,润滑板材和冲头。
⑨、弹簧或橡胶弹力不够或疲劳损耗,及时更换弹簧。
⑩、导柱与导套间隙过大,返修或更换导柱导套。
◎、平行度误差积累,重新修磨装配。
◎、推件块上的孔不垂直,使小凸模偏位,返修或更换推件块。
◎、凸模或导柱安装不垂直,重新装配,保证垂直度。
9.折弯边不平直,尺寸不稳定 
①.增加压线或预折弯工艺
②.材料压料力不够,增加压料力
③.凸凹模圆角磨损不对称或折弯受力不均匀,调整凸凹模间隙使之均匀、抛光凸凹模圆角
④高度尺寸不能小于最小极限尺寸
10.弯曲表面挤压料变薄 
①.凹模圆角太小,增大凹模圆角半径
②.凸凹模间隙过小,修正凸凹模间隙
11.凹形件底部不平 
①.材料本身不平整,需校平材料
②.顶板和材料接触面积小或顶料力不够,需调整顶料装置,增加顶料力
③.凹模内无顶料装置,应增加顶料装置或校正
④.加整工序
12.不锈钢翻边变形
在制造翻边之前向材料施用优质成形润滑剂，这能令材料更好地从模具中分离出来，在成形时顺畅地在下模表面移动。如此给予材料一个更好的机会去分布被弯曲和被拉伸时产生的应力，防止在成形翻边孔边上出现的变形和翻边孔底部的磨损。
13.材料扭曲
在材料上冲切大量孔,导致材料平面度不良，成因可能是冲压应力累积。冲切一个孔时,孔周边材料被向下拉伸,令板材上表面拉应力增大,下冲运动也导致板材下表面压应力增大。对于冲少量的孔,结果不明显,但随着冲孔数目的增加,拉应力和压应力也成倍增加直到令材料变形。
　　消除这种变形的方法之一是：每隔一个孔冲切,然后返回冲切剩余的孔。这虽然在板材上产生相同的应力,但瓦解了因同向连续一个紧接一个地冲切而产生拉应力/压应力积聚。如此也令第一批孔分担了第二批孔的部变形效应。
14.模具严重磨损
①、及时更换已经磨损的模具导向组件和冲头。
②、检查模具间隙是否不合理（偏小）,增加下模间隙。
③、尽量减少磨损,改善润滑条件,润滑板材和冲头。油量和注油次数视加工材料的条件而定。冷轧钢板、耐蚀钢板等无锈垢的材料，要给模具注油，注油点为导套、注油口、下模等。油用轻机油。
有锈垢的材料，加工时铁锈微粉会吸入冲头和导套之间，产生污垢，使得冲头不能在导套内自由滑动，这种情况下，如果上油，会使得锈垢更容易沾上，因此冲这种材料时，相反要把油擦干净,每月分解一回,用汽(柴)油把冲头、下模的污垢去掉，重新组装前再擦干净。这样就能保证模具有良好的润滑性能。
④、刃磨方法不当，造成模具的退火,加剧磨损,应当使用软磨料砂轮,采用小的吃刀量,足量的冷却液并经常清理砂轮。
15.防止冲压噪音
冲床是板料加工工业的最关键的必备设备。冲床在工作时会产生机械传动噪声、冲压噪声和空气动力性噪声，该噪声最高值可达125dB（A）大大超过国家标准规定的85dB（A）及其以下的噪声指标要求，因而对操作工人及周围环境（如办公室、居民住宅区、会议室等）造成极其严重的伤害和污染。有效地治理该噪声己成为急待解决的问题。特别是我国的第一部《噪声法》的实施，环保产业化的规模日益增大，更加速了对这一噪声治理的迫切性。
从冲床噪声源和模具结构入手，要降低噪音得注意以下几点： 
①、注重模具保养、清洁，保持刃口锋利。
②、模具刃口的形状、数量、材料和冲切线长，模具刃口与零件接触面不要太大，冲头做斜刃阶梯冲裁，使模具在不同的位置切入深度不同，整个过程实现真正的切断，而不是同步挤断。
③、模具刃口必须垂直于安装面，且凸凹模刃口配合间隙要合理，卸料困难时可增加下模间隙、增加卸料力,采用软表面的卸料板等方法。
④、各工作模板间的配合精度，加工一些排气槽。
⑤、止挡板改做小块拼件，脱料板、下模板改为镶件式,减小抨击面积。
⑥、脱料板弹顶来源改为T型顶杆,弹簧装在上模座,等高套与顶杆配用,开模状态下保证脱料板仍有一定的自由活动量。
⑦、保持润滑良好,模具无干涉,顺畅。
⑧、上下模座表面垫铝板做冲力缓冲。
⑨、模具调试好后，在冲床上加装隔声罩或海绵板隔音处理。
⑩、提高冲床精度，降低结构噪声。在工作台上安装缓冲减振降噪油缸，齿轮采用斜齿加强润滑和加装齿轮罩，气动系统中加装消声器。

模具设计制作流程

 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下：

1. 经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。  　　　　
2. 塑料制件说明书或技术要求。  　　　　
3. 生产产量。  　　　　
4. 塑料制件样品。
  　　
通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。
  
二、 收集、分析、消化原始资料收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。  　　

1. 消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。  　　

2. 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。  　　

3. 确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法。  　　

4、选择成型设备  根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。  要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。  　　

5. 具体结构方案

一、确定模具类型 如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。  　　

二、确定模具类型的主要结构 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。 

三、影响模具结构及模具个别系统的因素很多，很复杂：

1. 型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5克，采用硬化浇注系统，型腔数取4-6个；塑料制件为一般精度（4-5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16-20个；塑料制件重量为12-16克，型腔数取8-12个；而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个，16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件，最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。  　　

2. 确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。  　　

3. 确定浇注系统（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。  　　

4. 选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。  　　5. 决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。  

 选用不同品种钢材作塑料模具，其化学成分和力学性能各不相同，因此制造工艺路线不同；同样，不同类型塑料模具钢采用的热处理工艺也是不同的。本节主要介绍塑料模具的制造工艺路线和热处理工艺的特点。 

一、塑料模具的制造工艺路线 

１.低碳钢及低碳合金钢制模具 

例如，20，20Cr，20CrMnTi等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。 

2.高合金渗碳钢制模具 

例如12CrNi3A，12CrNi4A钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→正火并高温回火→机械粗加工→高温回火→精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。 

3.调质钢制模具 

例如，45，40Cr等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→修整、抛光→装配。 

4.碳素工具钢及合金工具钢制模具 

例如T7A～T10A，CrWMn，9SiCr等钢的工艺路线为：下料→锻成模坯→球化退火→机械粗加工→去应力退火→机械半精加工→机械精加工→淬火、回火→研磨抛光→装配。 

5.预硬钢制模具 

例如5NiSiCa，3Cr2Mo（P20）等钢。对于直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可直接加工成形后抛光、装配。对于要改锻成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料→改锻→球化退火→刨或铣六面→预硬处理（34～42HRC）→机械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配。 

二、塑料模具的热处理特点 

（一）渗碳钢塑料模的热处理特点 

1.对于有高硬度、高耐磨性和高韧性要求的塑料模具，要选用渗碳钢来制造，并把渗碳、淬火和低温回火作为最终热处理。 

2.对渗碳层的要求，一般渗碳层的厚度为0.8～1.5mm，当压制含硬质填料的塑料时模具渗碳层厚度要求为1.3～1.5mm，压制软性塑料时渗碳层厚度为0.8～1.2mm。渗碳层的含碳量为0.7%～1.0%为佳。若采用碳、氮共渗，则耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化、防粘性就更好。 

3.渗碳温度一般在900～920℃，复杂型腔的小型模具可取840～860℃中温碳氮共渗。渗碳保温时间为5～10h，具体应根据对渗层厚度的要求来选择。渗碳工艺以采用分级渗碳工艺为宜，即高温阶段（900～920℃）以快速将碳渗入零件表层为主；中温阶段（820～840℃）以增加渗碳层厚度为主，这样在渗碳层内建立均匀合理的碳浓度梯度分布，便于直接淬火。 

4.渗碳后的淬火工艺按钢种不同，渗碳后可分别采用：重新加热淬火；分级渗碳后直接淬火（如合金渗碳钢）；中温碳氮共渗后直接淬火（如用工业纯铁或低碳钢冷挤压成形的小型精密模具）；渗碳后空冷淬火（如高合金渗碳钢制造的大、中型模具）。 

（二）淬硬钢塑料模的热处理 

1.形状比较复杂的模具，在粗加工以后即进行热处理，然后进行精加工，才能保证热处理时变形最小，对于精密模具，变形应小于0.05%。 

2.塑料模型腔表面要求十分严格，因此在淬火加热过程中要确保型腔表面不氧化、不脱碳、不侵蚀、不过热等。应在保护气氛炉中或在严格脱氧后的盐浴炉中加热，若采用普通箱式电阻炉加热，应在模腔面上涂保护剂，同时要控制加热速度，冷却时应选择比较缓和的冷却介质，控制冷却速度，以避免在淬火过程中产生变形、开裂而报废。一般以热浴淬火为佳，也可采用预冷淬火的方式。 

3.淬火后应及时回火，回火温度要高于模具的工作温度，回火时间应充分，长短视模具材料和断面尺寸而定，但至少要在40～60min以上。 

（三）预硬钢塑料模的热处理 

1.预硬钢是以预硬态供货的，一般不需热处理，但有时需进行改锻，改锻后的模坯必须进行热处理。 

2.预硬钢的预先热处理通常采用球化退火，目的是消除锻造应力，获得均匀的球状珠光体组织，降低硬度，提高塑性，改善模坯的切削加工性能或冷挤压成形性能。 

3.预硬钢的预硬处理工艺简单，多数采用调质处理，调质后获得回火索氏体组织。高温回火的温度范围很宽能够满足模具的各种工作硬度要求。由于这类钢淬透性良好，淬火时可采用油冷、空冷或硝盐分级淬火。表3-27为部分预硬钢的预硬处理工艺，供参考。

表3-27 部分预硬钢的预硬处理工艺 

（四）时效硬化钢塑料模的热处理 

1.时效硬化钢的热处理工艺分两步基本工序。首先进行固溶处理，即把钢加热到高温，使各种合金元素溶入奥氏体中，完成奥氏体后淬火获得马氏体组织。第二步进行时效处理，利用时效强化达到最后要求的力学性能。 

2.固溶处理加热一般在盐浴炉、箱式炉中进行，加热时间分别可取：1min/mm、2～2.5min/mm，淬火采用油冷，淬透性好的钢种也可空冷。如果锻造模坯时能准确控制终锻温度，锻造后可直接进行固溶淬火。 

3.时效处理最好在真空炉中进行，若在箱式炉中进行，为防模腔表面氧化，炉内须通入保护气氛，或者用氧化铝粉、石墨粉、铸铁屑，在装箱保护条件下进行时效。装箱保护加热要适当延长保温时间，否则难以达到时效效果。部分时效硬化型塑料模具钢的热处理规范可参照表3-28。

表3-28 部分时效硬化钢的热处理规范 

三、塑料模的表面处理 

为了提高塑料模表面耐磨性和耐蚀性，常对其进行适当的表面处理。 

1.塑料模镀铬是一种应用最多的表面处理方法，镀铬层在大气中具有强烈的钝化能力，能长久保持金属光泽，在多种酸性介质中均不发生化学反应。镀层硬度达1000HV，因而具有优良的耐磨性。镀铬层还具有较高的耐热性，在空气中加热到500℃时其外观和硬度仍无明显变化。 

2.渗氮具有处理温度低（一般为550～570℃），模具变形甚微和渗层硬度高（可达1000～1200HV）等优点，因而也非常适合塑料模的表面处理。含有铬、钼、铝、钒和钛等合金元素的钢种比碳钢有更好的渗氮性能，用作塑料模时进行渗氮处理可大大提高耐磨性。 
适于塑料模的表面处理方法还有：氮碳共渗、化学镀镍、离子镀氮化钛、碳化钛或碳氮化钛，PVD、CVD法沉积硬质膜或超硬膜等。

 在现代化的模具生产中，随着对塑料件功能要求的提高，塑件内部结构也变得越来越复杂，相应的模具结构也要随之复杂化。本文阐述了在塑料模具制造中所采用的新的设计制造工艺方法路线：首先利用Pro/ENGINEER或MasterCAM等先进的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计；然后根据产品的特点设计模具结构，生成模具型腔实体图和工程图；再在MasterCAM中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图，拟定数控加工工艺路线，输入加工参数，生成刀片路径；最后进行三维加工动态仿真，生成加工程序，并输送到数控机床进行自动加工。以下就以一个手机前壳的模具为例，重点体说明这一加工流程。为减少篇幅，本文假定从生成三维加工工艺模型后开始，只涉及加工部分。 

一、前模的数控加工 

根据手机前壳的3D图形进行模具设计后，将模具型芯的3D实体图转换成IGS图形格式，输入到MasterCAM中。前模加工工艺3D图，如图1所示。

 
图1 前模加工工艺3D图

其数控加工工艺如下： 

(1)曲面挖槽粗加工，采用φ16的平底镶合金刀； 
(2)曲面等高外形半精加工，采用φ6的平底刀； 
(3)曲面的外形粗加工前模的电池插口枕位，采用φ6的平底刀； 
(4)直纹曲面粗加工枕位的平面部分，采用φ6的平底刀； 
(5)直纹曲面粗加工枕位的圆弧面部分，采用φ6的平底刀； 
(6)曲面平行精加工，采用φ10的球头刀； 
(7)等高外形精加工下部的清角部分，采用φ3的平底刀； 
(8)等高外形精加工上部的清角部分，采用φ3的平底刀； 
(9)曲面等高外形精加工型腔，采用φ3的平底刀； 
(10)直纹曲面加工型腔的分型面，采用φ16的球头刀； 
(11)直纹曲面精加工枕位的平面部分，采用φ3的平底刀； 
(12)直纹曲面精加工枕位的圆弧面部分，采用φ3的平底刀。 

下面分别予以介绍。 

1.曲面挖槽粗加工 

采用双刃φ16的平底镶合金刀，预留了0.3mm的加工余量。机床的进给率，1500mm/min；Z方向进给速度，500mm/min；抬刀速率，2000mm/min；主轴转速，2000r/min。 

(1)曲面参数 

安全高度绝对坐标，15mm；进给进刀增量坐标，1mm；过滤公差，0.025mm。刀片的边界取图1所示的外形边界。无须选择检查面。 

(2)挖槽粗加工参数 

Z方向的每步最大的下刀量，0.4mm；刀径百分比的进刀量，75%；实际进刀量，12mm。选择平行螺旋线铣削方式，输入一个刀片路径接近的起点，将下刀的中心设在边界的外面，采用螺旋下刀方式，切削深度设定为相对增量方式，预留0.2mm的余量。 

(3)刀片路径 

设置完所有参数后，在Geometry中选取所有加工面，加工边界选取图1所示的外形边界（以工件毛坯外径向外扩展刀片直径的1.5倍）。无须选择检查面。刀片的加工路径如图2所示。

 
图2 外形挖槽粗加工刀片路径

２.曲面等高外形半精加工 

采用φ6的平底超硬合金刀，进一步加工尖角或细小倒圆角的残留余量，预留0.15mm的加工余量。机床的进给率，500mm/min；Z方向进给速度，500mm/min；抬刀速率，2000mm/min；主轴转速，1800r/min。

(1)等高外形参数 

切削刀片的每次高度下降值为0.15mm；下刀点选择在边界内；切削深度选用相对深度，0.2mm。 

(2)刀片路径 

设置完所有参数后，在Geometry中选取所有加工面，刀片的加工路径如图3所示。

 
图3 等高外形半精加工刀片路径

３.曲面的外形加工 

采用曲面的外形粗加工刀路方式加工前模的电池插口枕位，采用φ6平底刀合金刀，预留0.15mm的加工余量。 

(1)外形参数 

安全高度绝对坐标，15mm；进给进刀增量坐标，1mm；过滤公差，0.025mm。多层切削参数是设置XY平面内的切削次数和切削用量的，根据加工余量而定：粗切削次数，2次；步距，4mm；精切削次数，0；步距，0.5mm。设定合适的进刀、退刀的路径。因加工深度只有2mm，这里不使用Depth深度切削。 

(2)刀片路径 

设置完所有参数后，在Geometry中Chain选取如图1所示的外形。从Toolpaths/Operations命令中进入操作管理菜单，用Backplot—Run命令模拟刀片路径，检查Contour，刀片铣削路径有无问题。刀片的加工路径如图4所示。

 
图4 外形加工路径

4.直纹面加工 

采用直纹面加工方式粗加工枕位的平面部分，刀片采用φ6的平底合金刀，度预留0.1mm的加工余量。 

(1)直纹曲面刀路参数 

切削方式采用往复式切削；切削间距，0.1mm；切削余量，0.1mm；快速进给的深度（绝对尺寸），15.0mm，Left，刀片左补偿。 

(2)刀片路径 

设置完所有参数后，在Geometry中Chain选取如图1所示的两条Ruled线。刀片的加工路径如图5所示。

 
图5 枕位平面部分直纹面加工路径

同样，采用Ruled直纹曲面加工模式粗加工枕位的另一半的圆弧部分，采用φ6的平底合金刀，刀片参数和直纹面参数不变，预留0.1mm的加工余量。刀片的加工路径如图6所示。

 
图6 枕位圆弧部分直纹面加工路径

5.曲面平行加工 

采用曲面平行加工方式精加工全部的曲面。刀片采用φ10的球头刀，不留加工余量。机床的进给率，1300mm/min；Z方向进给速度，500mm/min；抬刀速率，2000mm/min；主轴转速，2500r/min。 

(1)曲面参数 

安全高度绝对坐标，15mm；进给进刀增量坐标，1mm；预留0.3mm的加工余量。因为要精加工所有的面，这里无须确定刀片的边界，不使用检查面。 

(2)曲面平行加工参数 

加工最大步距，0.1mm。该选项可以设置刀片的横向进给量，其值越小就越精确，加工面越光滑，但是生成NC程序的时间和程序也越长。切削方法定为来回切削。切削角度可以设置成加工刀片路径与当前构图平面中X轴的夹角，此处设定为45°。刀片的加工路径如图7所示。

 
图7 曲面平行加工路径

6. 曲面等高外形半精加工 

采用等高外形刀路方式精加工下部的清角部分。刀片采用φ3的平底超硬合金刀。 

(1)机床参数 

机床的进给率，500mm/min；Z方向进给速度，500mm/min；抬刀速率，2000mm/min；主轴转速，3500r/min。打开冷却液，预留0.3mm的加工余量，不使用检查面。刀片的边界如图8所示。

 
图8 刀片边界

(2)等高外形参数 

切削刀片的每次高度下降值为0.15mm。下刀点选择在边界内；采用顺铣往复模式进给；切削深度选用绝对深度，最小深度为0.0mm，最大深度为-4.0mm。刀片的加工路径如图9所示。 

同样采用等高外形刀路方式精加工上部的清角部分，仍然采用φ3的平底刀，刀片参数、曲面参数、加工参数同前，选取所有加工面作为加工面，边界选取图10所示的外形边界。最小加工深度为-1.5mm，最大加工深度为-4.0mm。刀片的加工路径如图10所示。

 
图9 下部清角部分等高外形加工路径

 
图10 上部清角部分等高外形加工路径

7. 曲面等高外形精加工 

采用等高外形刀路方式精加工整个型腔。刀片采用φ3的平底刀。刀片参数和加工面的参数同前，加工边界选取图11所示的边界。虽然最后的曲面精加工，仍然留0.3mm的余量给后续的电火花加工。选取所有加工面作为精加工面：每次高度下降值为0.1mm，加工最小深度为-4.0mm，加工最大深度为-9.1mm。刀片的加工路径，如图11所示。

 
图11 等高外形加工路径

8. 直纹面加工 

采用直纹曲面加工方式精加工分型面。刀片采用φ16的平底合金刀，预留0.1mm的加工余量。切削方式采用往复式切削，切削间距为0.2mm。刀片的加工路径如图12所示。同样采用直纹曲面加工模式精加工枕位的平面部分和圆弧面。刀片采用φ3的平底合金刀，不留加工余量，切削间距为0.2mm。

 
图12 分型面直纹面加工路径

二、后模的数控加工 

后模的三维加工工艺图，如图13所示。

 
图13 面壳后模加工工艺3D图

其数控加工工艺如下（与前模大同小异，限于篇幅不再展开）： 

(1)曲面挖槽粗加工，采用φ25的平底镶合金刀，留0.4mm余量； 
(2)曲面等高外形半精加工，采用φ12的平底刀，留0.15mm余量； 
(3)曲面平行精加工，采用φ10的球头刀，不留加工余量； 
(4)曲面的外形，Contour方式加工前模的Len透镜位置，采用φ4的平底刀。 

三、面壳铜电极的数控加工 

铜电极的三维加工工艺图，如图14所示。

 
图14 铜电极加工工艺3D图

其数控加工工艺如下（限于篇幅不再展开）： 

(1)采曲面的外形加工方式粗加工铜电极的基准位置，采用φ16的四刃平底刀，不留加工余量； 
(2)采用曲面平行加工方式粗加工铜电极的全部曲面，采用φ16的平底刀，留有0.35mm的加工余量； 
(3)采用曲面等高外形加工方式半精加工铜电极曲面，采用φ6的平底刀，留有0.1mm的加工余量； 
(4)采用挖槽加工方式加工Lens部分，采用φ6的平底刀，留有0.3mm的加工余量； 
(5)采用曲面的外形加工方式粗、精加工Lens装配位置，采用φ1的四刃平底刀，不留加工余量； 
(6)采用面平行加工方式精加工铜电极的全部曲面，采用φ6的球头刀（Endmill Sphere），不留加工余量； 
(7)采用曲面的外形加工方式精加工铜电极的按键位置，采用φ2的双刃平底刀，不留加工余量； 
(8)采用曲面等高外形加工方式精加工Battery-cover装配位置，采用φ2的双刃平底刀，不留加工余量。 

四、结束语 

数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。从Pro/ENGINEER中以IGS格式将签名设计的3D图形调入，根据模具型腔的特点，确定模具型腔、分模面，生成模具型腔实体图、工程图、加工工艺图。根据CAM系统的功能，从CAPP数据库获取加工过程的工艺信息，进行零部件加工工艺路线的控制，输入加工参数，然后再在CAM中编制刀片路径，进行三维加工动态仿真，生成加工程序并输送到数控机床完成自动化加工。这些加工步骤是现代化模具生产的过程和发展趋势，它使复杂模具型芯的生产简化为单个机械零件的数控自动化生产，全部模具设计和数控加工编程过程都可以借助CAD/CAM软件在计算机上完成。它改变了传统的模具制造手段，有效地缩短了模具制造周期，大大提高了模具的质量、精度和生产效率。

     冷变形模具（又称冷作模具）包括拉延模、拔丝模、压弯模、冲裁模（落料、冲孔、修边模、冲头、剪刀模等）、冷镦模和冷挤压模等。

　　下面分别讨论几种典型的冷变形模具的服役条件。失效方式及性能要求。

　　（一）拉延、拔丝和压弯模

　　工作条件：凹模承受强烈的摩擦和径向应力，凸模除受摩擦外，还承受压缩应力。高速拉延时，工作表面温度可达400～500℃。

　　失效方式：经常因为尺寸磨损和表面产生沟槽而报废。

　　性能要求：高硬度和耐磨性以及一定的热稳定性。

　　（二）冲裁模

　　工作条件：刃口经受反复冲击摩擦和弯曲应力。

　　失效方式：正常失效主要为磨损。但常因结构或热处理不当而产生刃口剥落、折断等现象，造成模具早期失效。

　　性能要求：要求高的弯曲和抗压强度，高的耐磨性与足够的韧性。

　　（三）冷镦模

　　工作条件：冲头承受反复冲击压缩、冲击疲劳和冲击磨损。凹模承受反复冲击磨损。

　　失效方式：冲头磨损、镦粗、下陷、崩裂、折断或断裂。凹模模腔内壁拉毛（擦伤后磨损）和冲击疲劳失效。

　　性能要求：必须有足够的抗压屈服强度、弯曲疲劳强度和耐磨性，工作表面必须具有高的硬度（HRC360）和耐磨性；心部必须具有足够的韧性。

　　（四）冷挤压模

　　工作条件：承受很高的压缩应力（可达2500～3000MPa左右）。脱模时冲头还要承受拉应力。由于挤压一个工件是在一刹那间完成的，所以冲头也承受着冲击负荷。冲头工作过程中，其刃口部分由于与强烈流动的金属之间摩擦，引起擦伤和磨损。

　　失效方式：常见失效方式是疲劳破坏和擦伤磨损。

　　性能要求：模具材料应具有尽可能高的弯曲疲劳强度，尽可能高的抗压屈服强度和剪切抗力。此外，材料还应具备良好的耐磨性和韧性。

     为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离的接触表面，通称为分模面。分模面的表示方法：
    1. 模具分开时，分模面两边的模板都作移动；
    2. 模具分开时，其中一方模板不动，另一方模板作移动。
    A. 分模面的数目有：单分模面、双分模面、多分模面。
    B. 分模面的形状有：平面、斜面、阶梯面、曲面。
    C. 分模面与开模方向关系有：平行于开模方向、垂直于开模方向、与开模方向成一斜角。
    选择分模面考虑原则：
    1. 塑件质量考虑，
    确保塑件尺寸精度
    A． 同轴度要求的部份应在公模内成型，若放在公母模内成型，会因合模不准确而难于保证同轴度。
    B． 选择分模面时，应考虑减小由于脱模斜度造成塑件大小端尺寸差异，若模窝设在公模，会因脱模斜度造成塑件大小端尺寸差异太大，当塑件不允许有较大的脱模斜度时，采用这种结构使脱模困难，若塑件外观无严格要求，可将分模选在塑件中部，它可采用较小的脱模斜度有利于脱模。
    确保塑件表面要求：分模面尽可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求。
    2. 注射机技术规格考虑：
    A． 锁模力考虑：尽可能减少塑件在分模面上的投影面积。当塑件在分型面上的投影面积接近接近于注射机的最大注射面积时，有产生溢料的可能，模具的分模面尺寸在保证不溢料的情况下，应尽可能减少分模面接触面积，以增加分模面的接触压力，防止溢料，并简化分模面的加工。
    B． 模板间距考虑：分模面的确定要保证公母模开模行程最短。
    3. 模具结构考虑
    A． 尽量简化脱模部件
    a. 为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留在公模，只要使塑件与公模的结合力大于塑件与母模的结合力即可，尽可能使塑难看 与母模之间有一定的结合力，而不要把塑件与模具的结合力都放在公模。
    b. 当塑件的外形简单，但内形有较多的孔或复杂孔时，塑件成型后必然留在模仁上，此时模窝可设在母模上，开模后可用推板顶出塑件，若模窝设在公模上，使脱模困难。
    c. 当带有金属嵌件时，因为嵌件不会收缩包紧模仁，所以模窝应设在公模，否则开模后塑件留在母模，使脱模困难。
    d. 若塑件的模仁对称分布时，应迫使塑件留在公模上，采用顶管脱模。
    e. 若塑件有侧孔时，应尽可能将模仁设在公模部份，避免母模抽芯，否则造成脱模困难。
    B． 侧抽芯机械考虑
    a. 应尽量避免侧抽芯机构，若无法避免侧抽芯，应使抽芯尽量短。
    b. 由于斜滑块合模时锁紧力较小，对于投影面积较大的大型塑件，可将塑件投影面积大的分模面放在公母模合模的主平面上，而将投影面积较小的分模面作为侧向分模面，否则斜滑块的锁紧机构必须做得很庞大，或由于锁不紧而溢边。
    C． 量方便浇注系统的布置：分模面的确定不妨碍浇注系统的正常开设。
    D． 便于排气：为了有利于气体的排出，分模面尽可能与料流的末端重合。
    E． 便于嵌件的安放：当分模面开启后，要有一定的空间安放嵌件。
    F． 模具总体结构简化，尽量减少分模面的数目，尽量采用平直分型面。还应考虑模具是否便于加工，便于成品取出，还有分模面应尽量选择在产品的棱线上面。

 模具制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。 　　
1、模具制造满足可锻性 　　
具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。 　　
2、模具制造满足退火工艺性 　　
球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。 　　
3、模具制造满足切削加工性 　　
切削用量大，刀片损耗低，加工表面粗糙度低。 　　
4、模具制造满足氧化、脱碳敏感性 　　
高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。 　　
5、模具制造满足淬硬性 　　
淬火后具有均匀而高的表面硬度。 　　
6、模具制造满足淬透性 　　
淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。 　　
7、淬火变形开裂倾向 　　
常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。 　　
8、模具制造满足可磨削性 　　
砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

    合理地应用模具表面处理技术，可以以较低的工艺成本使模具寿命提高5～10倍甚至几十倍，经济效益十分显著。目前，各种模具表面处理新技术正得到业界越来越多的关注和推广应用。
    对模具表面进行处理的主要目的在于提高表面硬度、耐磨性和耐蚀性等，从而提高模具产品质量，延长模具使用寿命。合理地应用模具表面处理技术以获得高精度的模具表面，是生产精度高且表面质量好的产品的必要条件。表面强化工艺成本较低，而模具寿命却可提高5～10倍甚至几十倍，经济效益十分显著。
    针对目前我国的模具表面处理技术的应用现状，我刊经过用户抽样问卷调查发现，目前，模具制造企业主要应用的表面处理技术仍是以传统的表面淬火、渗碳/氮技术、电镀与化学镀技术为主，而这些技术都不同程度地存在表面硬度分布不均、热处理变形等难以解决等多方面的问题。对于今后的技改方向，大家的共同关注点在于新技术的应用，如表面涂层技术、TD覆层处理技术、激光表面强化技术和电子束强化技术等。以下我们就特别邀请了几位业界的技术专家，分别对用户的这些关注点做深入探讨，希望有益于广大模具企业的技术升级。
    CVD技术
    CVD（化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）技术均被广泛应用于模具表面处理，其中CVD涂层技术具有更卓越的抗高温氧化性能和强大的涂层结合力，在高速钢切边模、挤压模上应用效果良好。
    模具表面处理--CVD技术
    CVD技术是一种热化学反应过程，是在特定的温度下，对经过特别处理的基体零件（包括硬质合金和工具钢）所进行的气态化学反应，即利用含有膜层中各元素的挥发性化合物或单质蒸汽，在热基体表面发生气相化学反应，反应产物沉积形成涂层的一种表面处理技术，可适用于各种金属成形模具和挤压模具。一般情况下，经过处理的零件具有很好的耐磨性能、抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。该技术也被广泛应用于各种硬质合金刀片和冲头。但是，由于CVD是一个高温过程，对于大多数的钢质零件，在CVD涂层后要进行再次热处理。