模具工手册

模具是工业生产的重要工艺装备，是实现少切削、无切削不可缺少的工具，俗有“工业软黄金”“百业之母”“金属加工业中的帝王”等美誉，在现代汽车、农业机械、电气仪表、日常生活用品以及国防等各个工业生产部门获得广泛应用。

模具工是一种以模具为加工对象，利用各种手工工具以及一些简单的设备，从事模具的零件加工、组装、总装、调试与修理，并对模具的终质量负有重要责任的工种，也是机械制造业中的一个重要工种。模具工具有工作范围广泛，涉及专业面宽，工作内容复杂、细微，工艺要求较高，加工质量主要取决于操作人员的技术水平等特点。

随着我国经济快速、健康、持续、稳定地发展和改革开放的不断深入，以及经济转型和机械加工业的发展，模具工的需求量也在不断增加。为满足企业对熟练模具工的迫切需要，本着加强技术工人的业务培训、满足劳动力市场的需求之目的，我们总结多年来的实践经验，以突出操作性及实用性为主要特点，精心编写了本书。

全书共15 章，针对模具加工实际工作的需要，围绕模具工必须掌握的专业知识及技能，详细讲解了模具工工艺，模具专业基础，模具材料及热处理，模具基本加工技术，模具零件的机械、特种加工，模具零件加工及质量控制，模具及其常见零件的加工，模具主要零部件的组装，冲模、塑料模、压铸模、锻模的装配与调试，模具的使用、维护与管理、修理等内容，系统介绍了各项加工技术的操作过程、要点技巧以及工艺步骤，总结了常见加工缺陷的防治措施。

在内容编排上，以工艺知识为基础，操作技能为主线，力求突出实用性和可操作性。全书在讲解模具工基本知识和基本操作技能的基础上，注重专业知识与操作技能、方法的有机融合，着眼于实际工作能力的培养与提高。

本书具有内容系统完整、结构清晰明了和实用性强等特点，既可供模具工及从事相关机械加工的工程技术人员使用，也可供从事模具教学与科研的人员参考，还可作为高职院校相关专业学生的工具书。

本书由钟翔山主编，钟礼耀、曾冬秀、周莲英等副主编，参加资料整理与编写的有周彬林、刘梅连、欧阳拥、周爱芳、周建华、胡程英，参与部分文字处理工作的有钟师源、孙雨暄、欧阳露、周宇琼。全书由钟翔山整理统稿，钟礼耀校审。在本书编写过程中，得到了同行及有关专家、高级技师等的热情帮助、指导和鼓励，在此一并表示由衷的感谢！由于笔者水平所限，疏漏之处在所难免，热忱希望读者批评指正。

钟翔山

本书针对模具加工的实际工作需要，围绕模具工必须掌握的专业知识及技能，详细讲解了模具工工艺，模具专业基础，模具材料及热处理，模具基本加工技术，模具零件的机械、特种加工，模具零件加工及质量控制，模具及其常见零件的加工，模具主要零部件的组装，冲模、塑料模、压铸模、锻模的装配与调试，模具的使用、维护与管理、修理等内容，系统介绍了各项加工技术的操作过程、要点技巧以及工艺步骤，总结了常见加工缺陷的防治措施。本书在讲解模具工基本知识和基本操作技能的基础上，注重专业知识与操作技能、方法的有机融合，着眼于实际工作能力的培养与提高。

本书内容详尽实用、结构清晰明了，既可供模具工及从事相关机械加工的工程技术人员使用，也可供从事模具教学与科研的人员参考，还可作为高职院校相关专业学生的工具书。

钟翔山，江西省新余市长林集团长林机器公司技术部，主任工程师，技术副经理。主要承担公司产品（含军品）冲压件生产及工厂对外承揽的冲压件模具设计，产品改进及研发工作，参与完成了军品WZ501B步兵战车战斗总成、自动装填系统改进，两项成果分别获国家科学技术三等奖、中国航空工业二集团科学技术进步三等奖；主持完成了民品扶梯、直梯系列产品工艺装置的设计及制造。对外为某煤矿电机厂设计制造了电机片模具；为“昌河”北斗星车设计了部分模具；为“广洲本田”系列轿车消音器等部件设计了国产化生产线；为上海、深圳等地某私营企业承接的外商“电极片”、“电极罩”等零件设计了实用的级进模，现今，同时担任上海、深圳等地的仪器仪表、无线电等多处民营企业的技术服务及咨询。为本公司模具设计与制造主任工程师。

自2002年起至今，被《模具制造》杂志社聘为特邀作者；同时被《模具工程》、《东方模具》、《现代模具》等杂志社聘为特邀作者。在《模具工业》、《模具制造》、《模具技术》、《模具工程》、《机械工人》、《电加工与模具》、《工具技术》等杂志发表论文八十余篇。

第1章 模具工工艺 /001

1.1　模具工的工作内容及特点 /001

1.2　模具工常用的工具与设备 /003

1.3　机制工艺基础 /009

1.3.1　常见机械加工工艺 /009

1.3.2　常见热加工工艺 /021

1.3.3　机械加工精度 /027

1.3.4　工件的定位及夹紧 /028

1.4　模具加工工艺基础 /036

1.4.1　模具的工作条件及技术指标要求 /036

1.4.2　模具的生产过程 /037

1.4.3　模具的生产方式与加工制造要求 /038

1.4.4　模具制造设备及装配方法的选用 /039

1.4.5　模具的机械加工工艺过程 /042

1.4.6　模具制造工艺规程 /044

1.4.7　模具的加工工序 /046

1.4.8　工件的安装和基准选择 /049

1.4.9　模具零件加工工序的设计 /053

第2章 模具专业基础 /057

2.1　模具的种类 /057

2.2　冷冲压模具基础 /058

2.2.1　冲压加工的特点 /058

2.2.2　冲压加工的生产要素 /059

2.2.3　冲压加工的基本工序及模具 /062

2.2.4　常见冲模的结构形式 /064

2.2.5　冲模主要零部件的结构 /073

2.2.6　常用的冲压设备 /079

2.3　塑料模具基础 /084

2.3.1　塑料的特性与分类 /084

2.3.2　塑料注射成型工艺 /086

2.3.3　塑料压缩成型工艺 /095

2.3.4　塑料压注成型工艺 /104

2.3.5　塑料成型模具分类与结构 /105

2.3.6　常用的塑料成型设备 /119

2.4　压铸模基础 /123

2.4.1　压铸成型特点 /123

2.4.2　压铸合金及其性能 /124

2.4.3　压铸模的基本结构及组成 /126

2.4.4　压铸机及其压铸过程 /128

2.5　锻模基础 /132

2.5.1　锻造方法及其成型特点 /133

2.5.2　锻模分类及其结构 /133

2.5.3　锻造设备 /137

第3章 模具材料及热处理 /141

3.1　模具材料的力学性能指标 /141

3.2　模具零件材料的选用及热处理要求 /142

3.2.1　常见模具对模具材料的性能要求 /142

3.2.2　常用模具材料的性能 /144

3.2.3　模具的选材原则 /146

3.2.4　冲模用钢材的选用及热处理要求 /147

3.2.5　塑料模用钢材的选用及热处理要求 /150

3.2.6　压铸模用钢材的选用及热处理要求 /152

3.2.7　锻模用钢材的选用及热处理要求 /152

3.3　常用模具钢材的质量鉴别方法 /154

3.4　模具零件的热处理 /157

3.4.1　模具零件热处理的方法 /157

3.4.2　常用模具钢热处理规范 /162

3.4.3　模具零件的化学热处理 /165

3.4.4　模具零件的表面硬化 /165

3.5　模具零件热处理的质量检查 /166

3.6　热处理质量的影响因素及其缺陷的防止措施 /169

3.7　模具零件热处理缺陷的产生原因及补救方法 /171

3.8　模具零件热处理变形的矫正 /174

第4章 模具基本加工技术 /177

4.1　划线 /177

4.1.1　常用的划线工具与应用 /177

4.1.2　划线的步骤和方法 /180

4.1.3　基本几何图形的划法 /182

4.1.4　划线时的找正与借料 /187

4.2　锉削 /189

4.2.1　锉削的工具与应用 /189

4.2.2　锉削的操作方法 /191

4.3　锉配 /196

4.3.1　锉配的原则与方法 /196

4.3.2　典型形面的锉配操作 /197

4.4　研磨 /209

4.4.1　研磨的工具与应用 /209

4.4.2　研磨的操作方法 /212

4.5　研配 /216

4.5.1　二维曲面的研配 /217

4.5.2　三维曲面的研配 /218

4.6　抛光 /219

4.6.1　抛光工具与磨料 /219

4.6.2　抛光工艺参数 /220

4.7　钻孔、扩孔、锪孔和铰孔 /220

4.7.1　钻孔的设备与工具 /220

4.7.2　钻孔的操作方法 /225

4.7.3　扩孔的操作 /233

4.7.4　锪孔的操作 /235

4.7.5　铰孔的操作 /236

4.8　攻螺纹 /239

4.8.1　螺纹的组成要素 /239

4.8.2　攻螺纹的工具 /242

4.8.3　攻螺纹的操作 /243

4.9　套螺纹 /251

4.9.1　套螺纹的工具 /251

4.9.2　套螺纹的操作方法 /252

4.10　压印 /254

4.10.1　压印加工的应用范围 /254

4.10.2　压印凸、凹模的操作方法 /255

4.11　制作样板 /257

4.11.1　样板的种类及功用 /257

4.11.2　样板的制作方法 /258

第5章 模具零件的机械加工 /260

5.1　模具零件的毛坯加工 /260

5.2　模具零件的一般机械加工 /265

5.2.1　车削加工 /265

5.2.2　铣削加工 /269

5.2.3　刨削和插削加工 /271

5.2.4　磨削加工 /272

5.2.5　坐标镗床加工 /274

5.3　模具零件的数控加工 /275

5.3.1　数控加工的特点 /276

5.3.2　数控机床与模具 /276

5.3.3　数控机床的种类和分类 /277

5.3.4　数控加工工艺分析 /279

5.4　模具零件外圆柱面的加工方法 /281

5.5　模具零件平面的加工方法 /283

5.6　模具零件孔与孔系的加工方法 /285

5.7　钻床上加工较高精度孔的方法 /288

第6章 模具零件的特种加工 /294

6.1　电火花成形加工 /294

6.1.1　电火花加工的基本原理、条件与特点 /294

6.1.2　电火花加工机床的组成及其作用 /296

6.1.3　保证凸、凹模配合间隙的方法 /299

6.1.4　电极设计 /299

6.2　电火花线切割加工 /305

6.2.1　电火花线切割加工的原理、特点及应用 /305

6.2.2　电火花线切割加工设备 /308

6.2.3　线切割加工工艺指标及工艺参数的选择 /310

6.2.4　工件的装夹与调整 /312

6.3　电化学和化学加工 /316

6.3.1　电铸加工 /316

6.3.2　电解加工 /319

6.3.3　化学腐蚀加工 /321

6.4　超声波加工 /323

6.4.1　超声波加工的原理及特点 /323

6.4.2　超声波加工设备 /325

6.4.3　影响加工速度和质量的因素 /326

6.4.4　工具的设计 /327

6.4.5　超声波加工的应用 /327

第7章 模具零件加工及质量控制 /329

7.1　零件的加工工艺过程及流程 /329

7.1.1　零件生产工艺过程及工艺流程 /329

7.1.2　零件生产的工艺特点 /330

7.2　零件加工工艺性分析 /331

7.3　零件加工工艺内容及要求 /332

7.4　零件加工工艺方案拟定 /333

7.4.1　表面加工方法选择 /333

7.4.2　零件加工顺序安排 /338

7.4.3　机床与工艺装备的选用 /339

7.5　模具零件加工工艺方法 /341

7.5.1　板类零件的加工 /341

7.5.2　导向及推杆类零件加工 /345

7.5.3　模具成形零件加工 /346

7.6　零件加工工序间加工余量的确定 /349

7.6.1　型材坯料机械加工余量的确定 /349

7.6.2　锻、铸件加工余量的预留 /351

7.6.3　磨削余量的预留 /352

7.7　零件加工精度的控制 /354

7.7.1　尺寸精度的控制 /355

7.7.2　配合精度的控制 /356

7.8　零件表面加工质量的控制 /357

7.8.1　零件的表面粗糙度及应用 /357

7.8.2　表面粗糙度与加工设备的关系 /357

7.8.3　细化表面粗糙度的措施 /358

7.8.4　提高零件表面质量的途径 /359

第8章 模具常见零件的加工 /360

8.1　模架的加工 /360

8.1.1　模架的组成及作用 /360

8.1.2　导柱和导套的加工 /361

8.1.3　上模座和下模座的加工 /367

8.1.4　浇口套的加工 /371

8.1.5　侧型芯滑块的加工 /372

8.2　冲裁模的凸、凹模加工 /374

8.2.1　凸、凹模的技术要求与材料选择 /375

8.2.2　冲裁模凸模的加工 /376

8.2.3　冲裁模凹模的加工 /379

8.3　典型模具零件的加工工艺 /381

8.3.1　圆形凸模的加工 /382

8.3.2　非圆形凸模的加工 /386

8.3.3　凸模的成形磨削加工 /389

8.3.4　拉深凹模的加工 /391

8.3.5　注射模侧滑块型芯的加工 /394

8.3.6　塑料瓶盖压模型腔的冷挤压加工 /399

8.3.7　落料模凸模、凹模的压印加工 /401

8.3.8　压铸模镶拼块的精加工Ⅰ /403

8.3.9　压铸模镶拼块的精加工Ⅱ /405

8.3.10　压铸模镶拼块的精加工Ⅲ /407

第9章 模具的加工 /410

9.1　冲裁模的加工 /410

9.1.1　冲裁模加工的基本方法 /410

9.1.2　冲裁模加工制造要点 /413

9.1.3　冲裁模加工注意事项 /416

9.2　弯曲模的加工 /416

9.2.1　弯曲模加工的基本方法 /416

9.2.2　弯曲模加工制造要点 /417

9.2.3　弯曲模加工注意事项 /419

9.3　拉深模的加工 /420

9.3.1　拉深模加工的基本方法 /420

9.3.2　拉深模加工制造要点 /422

9.3.3　拉深模加工注意事项 /425

9.4　成形模的加工 /425

9.5　冷挤压模的加工 /428

9.5.1　冷挤压模加工的基本方法 /428

9.5.2　冷挤压模加工制造要点 /429

9.5.3　冷挤压模加工注意事项 /432

9.6　型腔模制造特点及要求 /433

9.7　塑料注射模的加工 /434

9.7.1　塑料注射模加工的基本方法 /434

9.7.2　塑料注射模加工制造要点 /439

9.8　塑料压缩模的加工 /440

9.8.1　塑料压缩模加工的基本方法 /440

9.8.2　塑料压缩模加工制造要点 /441

9.9　塑料压注模的加工 /443

9.10　压铸模的加工 /443

9.10.1　压铸模加工的基本方法 /443

9.10.2　压铸模加工制造要点 /444

9.11　锻模的加工 /445

9.11.1　锻模加工的基本方法 /445

9.11.2　锻模加工制造要点 /447

9.11.3　锻模加工注意事项 /449

第10章 模具主要零部件的组装 /452

10.1　冲模模架的组装 /452

10.1.1　冲模模架的类型及特点 /452

10.1.2　模架的技术要求 /453

10.1.3　模架的装配方法 /456

10.1.4　模架的检验及定级 /461

10.2　冲模凸、凹模的固定装配 /463

10.2.1　凸、凹模的安装固定要求 /463

10.2.2　机械安装法固定 /463

10.2.3　红热固定法固定 /465

10.2.4　低熔点合金浇注法固定 /466

10.2.5　黏结法固定 /467

10.2.6　多凸模及镶拼凹模固定 /468

10.3　冲模凸、凹模间隙的控制 /470

10.3.1　间隙控制工艺顺序的选择 /470

10.3.2　间隙控制方法 /471

10.4　冲模螺钉与销钉的装配 /473

10.5　冲模零件间配合尺寸的控制 /476

10.6　型腔模主要零部件的组装 /476

10.6.1　型芯与固定板的组装 /476

10.6.2　型芯与模板的组装 /478

10.6.3　过盈配合件的装配 /479

10.6.4　型腔模在装配中的修磨 /480

10.6.5　卸、推件机构的装配 /481

10.6.6　斜销抽芯机构的装配 /482

10.6.7　导向零件的随模装配 /484

10.7　型腔模模架的组装要求 /485