机械加工方法广泛地用于模具零件的制造。根据模具设计图样中的模具零件结构要素和技术要求，制造完成一副完整模具，其工艺过程一般可分为：毛坯外形的加工，工作型面的加工；模具零部件的再加工；模具装配等。即使采用其他工艺方法（如特种加工），仍然需要采用机械加工完成模具的粗加工、半精加工，为模具的进一步加工创造条件。
模具零件的机械加工方法有以下几种情况：普通精度零件用通用机床加工。例如，车削、铣削、刨削、钻削、磨削等。这些加工方法对工人的技术水平要求较高。加工完成后要进行必要的钳工修配后再装配。精度要求较高的模具零件用精密机床加工；形状复杂的空间曲面，采用数控机床加工；对特殊零件可考虑其它加工方法，如挤压成型加工、超塑成型加工、快速成型技术等。
用于模具机械加工的精密机床有：坐标镗床、精密平面磨床、坐标磨床等。加工模具零件常用的数控机床有：数控铣床、加工中心、数控磨床等。由于数控加工对工人的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生产率高、节省工装，工程管理容易、对设计更改的适应性强、可以实现多机床管理等一系列优点，对实现机械加工自动化，使模具生产更加合理、省力、改变模具机械加工的传统方式具有十分重要的意义、这也是今后模具发展的方向。
用机械加工方法制造模具，在工艺上应充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的要求，采用合理的加工方法和工艺路线，来保证模具的加工质量，提高生产效率、降低生产成本。尤其应注意在模具设计和制造中，不应盲目追求模具加工精度和使用寿命的提高，否则就会导致模具生产成本提高，降低企业经济效益。
2.1模具导向零件的加工
导向零件是各类模具中应用广泛的重要零件。这些零件制造质量的好坏，将直接影响模具的制造质量和最后成型制件的质量。因此，模具导向零件的制造技术对模具有着重要的作用。模具的导向零件是指在组成模具的零件中，能够对模具运动零件的方向和位置起着定位作用的零件。模具中设置导向零件的目的，主要是保证模具中有相对运动零件的运动方向正确。当运动零件停止后，其零件之间的相对位置准确。
本章以典型的标准导向零件为重点予以介绍。 2.1.1模具导向零件的结构及分类
1.常用模具导向零件的分类 不同种类的模具，有着不同结构形状的导向零件，一般可分为滑动导向零件和滚动导向零件。导柱、导套和滑块是模具中应用最多的导向零件。所以，它的种类和结构形状也是多种多样。如冲压模具的导柱、导套按配合形式可分为滑动式和滚动式。按照装配形式又分为固定式和可拆卸式。除以上导柱外还有卸料、顶出用的杆类导向零件及小型导柱等。
塑料注射模具中除了导柱、导套外，还有抽芯机构中应用的斜导柱、顶出板用的小型导柱、限位用的导柱等。各种导柱的形状、大小、用途各异，但其功能都是起导向作用。 目前，对冲压模具、金属压铸模具和塑料模具的导柱、导套等导向零件都已标准化，可进行批量的制造、选用时则根据不同的要求进行选择应用。斜滑块和导滑槽是在成形或抽芯
机构中起导向作用，它们需根据模具的具体结构进行设计制造。图2.1.1为标准的导柱、导套；图2.1.2为模具常用的滑块和导滑形式。
图2.1.1标准的导柱、导套
图2.1.2 模具常用的滑块和导滑形式
2.导向零件的基本要求 模具运动零件的导向，是借助导向零件之间精密的尺寸配合和相对的位置精度，来保证运动零件的相对位置和运动过程中平稳、无阻滞的运动。所以，导向零件的配合表面都必须进行精密加工，而且要有较好的耐磨性。一般导向零件配合表面的精度可达IT6，表面粗糙度Ra=0.63～0.32µm。对精密的导向零件配合表面的精度可达IT5，表面粗糙度Ra=0.16～0.08µm。
常用导向零件的材料，一般为20号钢、T8A、Tl0A等。因其配合表面要求有较好的耐磨性，表面硬度高达56～60HRC。所以，导向零件都要进行热处理。当用20号钢制造的导向零件，需进行表面渗碳后再进行淬火处理才能达到硬度要求。对T8A、Tl0A等工具钢材料，进行淬火处理即可达到表面的硬度要求。 导向零件的形状比较简单。加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后再进行热处理，最后用磨床进行精加工，消除热处理引起的变形，提高配合表面的尺寸精度和减小配合表面的粗糙度。对于配合要求高、精度高的导向零件，还要对配合表面进行研磨，才能达到要求的精度和表面粗糙度。 虽然导向零件的形状比较简单，加工制造过程中不需要复杂的工艺、设备及特别复杂的制造技术，但其质量的好坏将直接影响模具的导向精度和成形制件的质量。所以，对模具导向零件的制造应予以充分重视。 2.1.2导柱的制造
各种模具应用的导柱其结构种类很多，但主要构成的表面为不同直径的同轴圆柱表面。因此，可根据它们的结构形状、尺寸和材料要求，直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯料。 在机械加工过程中，除保证导柱配合表面的尺寸和形状精度外，还要保证各配合表面之间的同轴度要求。导柱的配合表面是容易磨损的表面。因此，对其配合表面应有一定的硬度要求。所以，在精加工之前要安排热处理工序，以达导柱要求的硬度。 1.导柱加工的工艺过程及其技术要求
图2.1.3所示为一塑料注射模的导柱，其加工工艺过程如表2.1.1所示：
图2.1.3塑料注射模导柱 表2.1.1塑料注射模导柱加工工艺过程
工序号 工序名称 工序内容 设备 检验
1 下料 按图纸尺寸：长度余量（2～3）㎜ 锯床、砂轮切机 自检
2 粗车 3 钻、锪中心孔 4 半精车、精车 5 热处理 6 研磨中心孔 7 磨外圆 外圆定位： ①车端面和所有外圆面； ②车锥面；
③倒出45°角和圆角R。
外圆定位：①钻端面中心孔(Φ3.6～Φ4.6m ②锪中心锥形孔。
中心孔定位：①半精车、精车各外圆面； ②精车锥面,倒锥面R角。
热处理：①20号钢渗碳0.8～1.2㎜ (或渗氮)；
②淬火(50-55)HRC或(55-60)HRC。外圆定位：研磨中心定位孔。 中心孔定位：粗磨、精磨各段外圆； 直导柱可采用无心磨床加工
车床 车床 车床 热处理炉 车床 磨床 自检
自检
专职检验员(检验硬度、平直度)。
自检
8 研磨、抛光
① 研磨导柱导向部分外圆(固定部分不磨)
；
② 抛光R2、10°角。
9 检验 专职检验员
10 入库 清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库
2.导柱加工过程中的定位
导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，为后继工序提供可靠的定位基准。中心孔加工的形状精度，对导柱的加工质量有着直接的影响，特别是加工精度要求高的轴类零件。保证中心定位孔与顶尖之间的良好配合是非常重要的。导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圈柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。 中心定位孔的钻削和修正，是在车床、钻床或专用机床上按图纸要求的中心定位孔的型式进行钻削加工的。中心定位孔修正时，在车床上如图2.1.4所示。加工时用车床三爪卡盘夹持锥形砂轮，在被修正的中心定位孔处加人少量煤油或机油，手持工件利用车床尾座顶尖支撑，开动机床利用车床主轴的转动进行磨削。此法效率高、质量较好。但砂轮易磨损，需经常修整。
图2.1.4锥形砂轮修正中心定位孔 2.1.5硬质合金梅花棱顶尖
1-三爪卡盘；2-锥形砂轮；3-工件；4-尾座顶尖
如图2.1.4中的锥形砂轮如果用锥形铸铁研磨头代替，在被研磨中心定位孔表面涂以研磨剂进行研磨，可达到更高的配合精度。
采用图2.1.5所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔，可得到高的效率。但质量稍差，—般用于大批量生产，且要求不高的顶尖孔修正，它是将梅花棱顶尖装人车床或钻床的主轴锥孔内，利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的挤压作用，修正中心定位孔的几何误差。
3.导柱的研磨
导柱研磨加工的目的是为了进一步提高导柱的表面质量，即提高导柱表面的精度和降低表面粗糙度达到设计的要求。为了保证导柱表面的精度和表面粗糙度Ra=0.63～0.l6µm，所以增加了研磨工序。
在生产数量大的情况下，研磨加工可以在专用研磨机床上进行。在单件、小批量生产中，可采用研磨工具如图2.1.6所示，在普通车床上进行研磨。研磨时将工件表面涂上研磨剂，把研磨具套装在导柱被研磨表面上，利用拖板的往复运动和主轴的旋转运动进行研磨。研磨量的大小控制，可通过研磨具上调整螺钉的轴向调节，来调整研磨套直径的大小，达到精度要求。研磨套是用铸铁制造，其内径比工件的外径大0.02～0.04㎜，研磨套的长度一般取工件研磨表面长度的25%～50%。
图2.1.6研磨套
1-研磨架；2-研磨套；3-限位螺钉；4-调整螺栓
一般粗研磨时，工作压力取100～200kPa；精研磨时，工作压力取10一100kPa。粗研磨时，取研磨速度30～50m/min，精研磨时，取研磨速度6～l5m/min。如果工件材质较软或精度要求高时研磨速度取小值。
导柱的研磨余量一般为0.05～0.012mm。
研磨剂是用氧化铝或氧化铬(磨料)与机油或煤油(磨液)混合而成。而市售的研磨膏是由磨料、粘结剂(混合脂)、润滑剂和油酸等按一定比例调制面成。使用时要加入煤油或汽油稀释。研磨料的粒度一般粗研磨和半精研磨用W20～10，精研磨用W7以下。研磨前，要将工件表面和研磨工具表面用汽油或煤油洗净，并将工件边缘的毛刺去除干净。 不同粒度的磨料研磨后所能达到的表面粗糙度如表2.1.2所示。
表2.1.2研磨后所能达到的表面粗糙度
2.1.3导套的加工
导套是一种典型的筒体形零件，和导柱一样导套是模具中应用最广泛的导向零件。因其应用部位不同它的结构形状也不同，但构成导套的主要表面是内、外圆柱表面。因此，可根据它们的结构形状、尺寸和材料的要求，直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯。
在机械加工过程中，除保证导套配合表面的尺寸和形状精度外，还要保证内外圆柱配合表面的同轴度要求。
导套的内表面和导柱的外圆柱面为配合表面，使用过程中运动频繁，必须有一定的耐磨性，因此，需要有一定的硬度要求。在精加工之前必须安排热处理工序，提高其硬度。
在不同的生产条件下，导套的制造过程所采用的加工方法和设备不同，制造工艺也不同。
图2.1.7冲压模具滑动式导套
材料20号钢，热处理：表面渗碳层深度0.8～1.2㎜，58～62HRC
图2.1.8小锥度心轴安装导套
1-导套；2-心轴
图2.1.9导套研磨工具
1-锥度心轴；2-研磨套；3-调整螺母
1. 导套的典型加工的工艺过程
表2.1.3为图2.1.7冲压模具滑动式导套的加工工艺过程。
表2.1.3冲压模具滑动式导套的加工工艺
2.导套加工工艺过程中的定位 导套在磨削时，正确选择定位基准，对保证内、外圆柱面的同轴度的要求是非常重要的。在上述加工工艺过程中，工件热处理后，在万能内外圆磨床上利用三爪卡盘夹持Φ37.5mm外圆柱面。一次装夹后，磨出Φ38mm的外圆和Φ25mm的内孔。这祥可以避免多次装夹而造成的误差，能保证内外圆柱配合表面的同轴度要求。它适应单件或小批量生产。对于大批量生产同一尺寸的导套时，可以先磨好内孔，再将导套套装在专用小锥度磨削心轴上，如图2.1.8所示。以心轴两端中心孔定位，使定位基准和设计基准重合。借助心轴和导套内表面之间的摩擦力带动工件旋转。磨削导套的外圆柱面，能获得较高的同轴度。这种方法操作简便、生产率高。但需制造专用的具有高精度的心轴，其硬度在60HRC以上。
3.导套的研磨
导套内孔的精度和表面粗糙度有较高的要求，对导套内孔配合表面进行研磨可进一步
提高表面的精度和降低表面粗糙度，达到加工表面的质量和设计要求。
对于大批量生产的情况下，可以在专用研磨机床上进行研磨。对于单件或小批量生产可采用研磨工具进行。如图2.1.9所示为导套的研磨常用工具，它是由锥度心轴、铸铁研磨套和调整螺母组成。使用时将锥度心轴两端的中心孔装夹在车床主轴顶尖和尾座顶尖之间，由车床主轴带动心轴旋转。导套内孔涂上研磨剂，借助车床拖板的往复运动进行研磨，直至达到要求。
在研磨过程中，研磨进给量大小的控制，是通过锥度心轴两端的调整螺帽的轴向位移使研套2径向的扩大或缩小实现的。一般研磨内孔的余量为0.01～0.02mm，研磨套的长度为导套研磨长度的2～4倍。
对研磨前的准备工作、研磨时的工作压力、研磨速度、研磨剂、研磨膏及研磨后达到的精度和表面粗糙度等可参见导柱的研磨。
4.滚珠导套保持圈的加工和组装
滚珠模架用保持圈如图2.1.10所示，保持圈的钻孔工具如图2.1.11所示，保持圈的铆口工具如图2.1.12所示。
图2.1.10滚珠模架用保持圈
圈2.1.11保持圈的钻孔工具 图2.1.12铆口工具
2.1.4滑块和导滑槽
滑块和斜滑块广泛用于冲压模具、塑料模具、金属压铸模具等成形方向转换、侧向抽芯及分型导向的零件。工作时，滑块或斜滑块在斜楔或斜导柱的带动下，于导滑槽内运动，进行侧向成形或在开模后，制件顶出之前完成侧向分型或抽芯工作，达到模具成形方向转换或使制件顺利顶出模具的目的。 由于模具的种类不同，使用滑块和斜滑块的作用也有较大的差别，其滑块和斜滑块结构、形状、大小也不同。大多数情况下以制造成组合式为主，图2.1.13所示；也可以和成形的型芯制造为整体式（主要用于塑料模具侧向分型或抽芯）。 滑块和斜滑块多为平面和圆柱面的组合，根据使用的模具不同，它存在在配合要求高的斜面、斜孔和成型表面，形状、位置精度和配合要求较高。所以，在机械加工过程中，除保
证尺寸、形状精度外，还要保证相互位置精度。对于滑动表面和成型表面还要保证较低的表面粗糙度。
图2.1.13组合式滑块
滑块和斜滑块的导向表面及成型表面要求有较好的耐磨性和较高的硬度。常选用的材料为工具钢或合金工具钢，经锻造制成毛坯。在精加工前要安排热处理达到硬度要求。目前在塑料模具中还广泛采用自润滑导板。
现以图2.1.13所示组合式滑块为例，介绍其加工过程。
2.1.5斜导柱孔的研磨
图2.1.13所示斜导柱孔的尺寸公差值较大，它和斜导柱在工作过程中配合很松，内孔的表面粗糙度低。主要的目的是在开模之初使滑块的抽芯运动滞后于开模运动，使动、定模可以分开一个很小的距离之后，斜导柱才开始接触滑块的斜导柱孔内表面开始抽芯运动。此时，内孔表面和斜导柱外圆表面为滑动接触。设计时，内孔表面的粗糙度要低并且有一定硬度要求。因此，对内孔研磨的目的是修正内孔热处理造成的变形及降低表面粗糙度。斜导柱内孔的研磨方法基本同导套的研磨方法。为了保证斜导柱内孔和模板导柱孔的同轴度，亦可用模板装配后进行配加工。
2.1.6导滑槽的加工
导滑槽和滑块是模具横向分型的抽芯导向装置。抽芯运动中要求滑块在导滑槽内运动平稳、无上下窜动和卡紧现象。
导滑槽常用的结构型式如图2.1.14所示。因模具的结构不同，导滑槽的结构型式也不同。一般可分为整体式和组合式两种。
图2.1.14导滑槽常用的结构
导滑槽常用的制造材料一般为45、T8A、Tl0A等材料，并经热处理使其硬度达到52～56HRC。
由于导滑槽的结构比较简单，大多数的导滑槽都是由平面组成。因此，机械加工比较容易，可采用刨削、铣削、磨削的方法进行机械加工。对其加工方案的选择和加工工艺过程,可参阅本书模板类零件和滑块的有关内容。
导滑槽和滑块的配合，在上、下和左、右两个方向各有一对平面是间隙配合，它们的配合精度一般为H7/f6或H8/f7，表面粗糙度Ra=0.63～1.25µm。
2.2模板类零件的加工
模板是组成各类模具的重要零件。在任何一套模具中，模板类零件都有着大量的应用，在冲压、塑料制品成型、金属压铸等模具中，模板类零件所占的比例高达80%以上。因此，模板类零件的制造如何满足模具结构、形状、成型等各种功能的要求，达到所需要的制造精度和性能，取得较高的经济效益，是模具制造的重要问题。为此，本章将对模板类零件的制造技术、加工方法进行系统的介绍。 2.2.1模板类零件的概述
模板类零件是指模具中所应用的平板状的零件。如图2.2.1所示塑料制品成型模具中的定模板、定模固定板、动模板、动模固定板、型腔板、推料板、推杆固定板、支撑板等。图2.2.2所示金属冲压模具中的上、下模座，凸、凹模固定板、卸料板、垫板等都大量的应用了模板类零件。所以，模板类零件是组成模具的重要零件。正确的选择、掌握模板类零件的制造技术，加工工艺方法是高速优质制造模具的重要途径。
图2.2.1注塑模模板类零件的应用 图2.2.2冲压模模板类零件的应用
模板类零件的形状、尺寸、精度等级等各有不同的要求，但它们的作用概括起来有以下几个方面：
（1）连接作用
冲压模具中的上、下模座，塑料成型模具中的动、定模板，它们具有将模具的其它零件连接起来保证模具工作时具有正确的相对位置，同时也起着与使用设备的连接作用。 （2）定位作用
冲压模具中的凸、凹模固定板，塑料成型模具中的动、定模固定板，它们将凸、凹模和动、定模的相对位置进行定位，保证模具工作过程中的相对位置的准确。 （3）导向作用
模板类零件和导柱、导套相配合，在模具工作过程中沿开合模方向进行往复直线运动。它们对模具上所有零件的运动方向进行导向。 （4）卸料和顶出制品
模具中的卸料板、推板及推杆固定板在模具完成一次成型过程后,借助设备的动力及时地将成型的制品顶出或将毛坯料卸下，以便使模具顺利进行下一次的制品成型。 2.2.2对模板类零件的要求
模板类零件种类繁多，不同种类的模板有着不同形状、尺寸、精度及材质的要求。根据模板类零件的主要作用，在不考虑形状和尺寸大小的情况下可概括为以下几个方面。 1.材料的质量
根据模板在模具中的不同应用、模具的精度和模具的使用要求，对模板的制造材料有不同种类和质量的要求。一般精度的冲压模具的上下模座用铸铁、铸钢制造；高精度、高速冲压模具模板可根据不同的要求使用中碳结构钢和低合金工具钢制造，塑料成型模具的模板大多为中碳结构钢制造。 2.制造精度
模板类零件不论其尺寸和形状各有不同，但每一块板都是由平面和孔系组成。工作时，若干块模板处于闭合和开启的运动状态。因此，对模板的精度要求主要为以下几方面： （1）模板上下平面的平行度和垂直度
为了保证模具装配后各模板能够紧密配合，对于不同功能和不同尺寸的模板其平行度和垂直度均按GBll84一80执行。其中，冲压与挤压模架的模座平行度公差，对于滚动导向模架采用公差等级为4级，其它模座和模板的平行度公差采用公差等级为5级，塑料成型模具组装后模架上下平面的平行度公差等级为6级，模板上下平面的平行度公差等级为5级，模板两侧基准面的垂直度公差等级为5级。 （2）模板平面的表面粗糙度和精度等级
对一般模板平面的表面精度要达到IT7～IT8，粗糙度Ra=0.63～2.5µm。对于平面为分型面的模板表面粗糙度要达到IT6～IT7，Ra=0.32～1.25µm。 （3）模板上各孔的精度、垂直度和孔间距的要求
常用模板各孔径的配合精度一般为IT6～IT7，Ra=0.32～1.25µm。孔轴线与上下模板平面的垂直度对安装滑动导柱的模板为4级精度。模板上各孔之间的孔间距应保持一致，一般要求在土0.02mm以下，以保证各模板装配后达到装配要求。使各运动模板沿导柱移动平稳、无阻滞现象。
3.选用标准模架
模架是模具不可缺少的重要组成部分，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模等模具
都要通过模架才能把其他模具的结构零件和成形零件组装起来，模具才能使用。现在模具制造厂一般已不自已制造模架，除了一些特殊情况之外，均应采用标准模架与模具标准件。这样做有以下好处：
（1）能简化模具设计，方便模具加工；
（2）缩短模具制造周期，降低成本，促进产品更新换代； （3）能提高模具质量，便于模具维修。
目前，我国的模具工业已有了很大发展，在实现专业化、标准化方面已取得了很大成就，相继制定了一系列模架与模具标准件国家标准，引进了一些国际通用的标准，建立了许多专门生产标准模架与模具标准件的工厂，每年要生产几百万副至几千万副各种标准模架和大批量的模具标准件，供模具生产厂选用。
在选用标准模架时要了解该模架及其零件的技术条件。 《冲模模架技术条件》（GB/T2854—90），《冲模模架零件技术条件》（GB/T12446—90）；塑料模《中小型模架技术条件》（GB/T12556.2—90），《大型模架技术条件》（GB/T12555.2—90）等。
2.2.3模板上一般孔的加工
模板上的孔种类较多，由于孔的使用功能不同，孔的精度要求也不同，加工方法也选用不同。孔常用的机械加工方法有钻、扩、铰、镗、磨等。
1.钻孔
模具零件上有许多孔，如螺纹孔、螺栓过孔、销钉孔、顶杆孔、电热管安装孔、冷却水孔都需要经过钻孔加工。由于钻头钻孔时容易偏斜，孔径容易扩大，孔的表面质量差，则钻孔属粗加工，精度一般可达IT12～IT10，粗糙度为Ra(50～12.5) µm。模板上的孔大部分都在划线后加工。如果多个模板孔距相同，为保证零件的孔距，可将多件用平行夹或螺钉组合成一体，以划线为准同时进行钻孔及铰孔。
2.铰孔
模具中常有一部分销钉孔、顶杆孔、型芯固定孔等需在划线或组装时加工，其加工精度一般为IT6～IT8级，粗糙度Ra值不大于3.2µm。加工直径小于10mm的孔时，由钳工钻铰加工(粗钻及粗铰)；10～20mm的孔采用钻、扩、铰等工序加工；大于20 mm的孔则在铣床、镗床上预钻孔后镗孔；对淬火件的孔，铰孔时应留0.02～0.03mm的研磨量，热处理时还要加以保护，待组装时再研磨；当不同材料的零件组合铰孔时，应从硬材料一方铰入；铰不通孔时，铰孔深度应增大，留出铰刀切削部分的长度，以保证有效直径部分的孔径；对于小直径的铰刀(Φ3mm以下)及锥孔铰刀(30′～2°)，一般都由钳工自制 。 2.2.4模板上深孔和小孔的加工
1.深孔加工
塑料模具中的冷却水道、加热器孔及一部分顶杆孔等都需进行深孔加工。一般冷却水孔的精度要求不高，但要防止倾斜。加热器孔为保证热传导率，孔径和粗糙度有一定的要求，孔径一般比加热棒大0.1～0.3mm，粗糙度Ra值为12.5～6.3µm；而顶杆孔侧要求较高，孔径一般为IT8级精度，并有垂直度及粗糙度要求。常用的加工方法有：
（1）中小型模具的冷却水孔及加热孔，常用普通钻头或加长钻头在立钻、摇臂钻床上加工，加工时要及时排屑、冷却，进刀量要小，防止孔偏斜。
（2）中、大型模具的孔一般在摇臂钻床、镗床及深孔钻床上加工，较先进的方法是在
加工中心机床上与其他孔一起加工。
（3）过长的低精度孔可采用划线后从两面对钻的方法。
（4）垂直度要求较高的孔应采取工艺措施予以导向，如采用钻模等。 2.小孔加工
在模具制造中常需加工Φ2mm以下的小孔，加工时易发生孔偏斜及折断钻头等弊病，因此模具设计时小孔都不宜过深，孔径应尽量选择标准尺寸。
（1）常用的加工方法
1）Φ0.5mm以上的孔常采用精钻及铰孔加工，加工淬火孔时应留0.01～0.02mm研磨量待热处理后研磨，也可留余量，待热处理后在坐标磨床或精密电火花机床上加工。
2）Φ0.5mm以下的小孔加工极为困难，目前可采用精密电火花磨削加工及激光加工工艺，国外在专用机床上加工最小孔的孔径达0.04mm。
（2）注意事项
1）正确选择钻头的形状。一般常用直柄麻花钻头或中心钻，前者刚性差，但钻孔深度大，后者刚性好，钻孔深度小。为此，当需要经常加工深度不大的小孔时，应采加长切削部分长度的中心钻等专用工具进行加工。
2）正确选择钻头尺寸并精心刃磨。小孔钻头必须事先挑选，首先要选择合适的直径，一般钻头直径比孔的基本尺寸小，其差值随工件材料、钻床及夹具的精度，有无导向措施，钻头刃磨质量等因素而变，常采用试验方法选定。
3）正确安排钻孔顺序。一般钻孔前，必须在机床上选用小孔直径的中心钻定中心，并钻入一定深度，然后再用钻头加工小孔，当孔径大而不深时则可一次加工，反之则需分几次钻孔。分次钻孔有两种形式： 当孔径较大，可先用小直径钻头(或旧钻头)钻孔，然后用要求尺寸的钻头进行钻扩加工；当加工直径小又深的孔时，可先用新钻头钻到一定深度，然后以此为导向再用旧钻头钻孔。
（3）正确选择机床、夹具及操作方法
钻孔用的机床主轴刚性应好，轴向窜动及径向跳动小，工作台应能灵活移动，最好选用精密和转速较高的（加工孔系时应选设有精密坐标尺的工作台）铣、钻、镗床及坐标镗床等。 夹持钻头的夹具一般采用弹簧夹头，必须保持与机床主轴同心，夹持钻头时钻头伸出长度只要保证钻孔深度即可。
钻孔时最好钻头从正面钻入，钻入深度应比要求深度略深，端面应留磨量待加工后磨平，背面的扩孔部分应在钻孔后加工，如图2.2.3 所示，这样可防止钻头折断。钻孔时工件应固定牢，进给量应小并及时排屑，切削速度及进刀量应配合好。切削速度太高会导致切削刃磨损快、被加工材料硬化、发热量大等弊病且容易折断钻头。切屑形状以呈连续螺旋状为佳。
图2.2.3正确选择操作方法
2.2.5模板孔系的坐标镗削加工
由于模板的精度要求越来越高，某些模板类零件已不能用传统的普通机床达到其加工要求，因此，需要采用精密机床进行加工。精密机床的种类很多，在模板类零件孔系的精密机械加工中，应用广泛的是坐标镗床。
1.坐标镗的应用及加工精度
坐标镗床主要用来加工孔间距离精度要求高的模板类零件，也可以加工复杂的型腔尺寸和角度。因此在多孔冲模、级进模及塑料成型模具的制造中得到广泛的应用。采用坐标镗床加工，不但加工精度高而且节省了大量的辅助时间，其经济效益显著。坐标镗既可进行系列孔的精镗加工，又可进行钻孔、扩孔、铰孔、锪沉孔；还可进行坐标测量、划线等。
坐标镗的定位精度一般是（0.012～0.002）mm，坐标定位精度直接影响到模板上各系列孔中心距的尺寸精度，尤其是级进模的步距要求。数控坐标镗削加工的导柱导套孔，其同轴度可达（0.008～0.006）mm，孔的极限偏差可达到（0.012～0.002）mm。
2.坐标镗削加工前的准备
坐标镗削加工前应做好以下几方面的准备工作。 （1）模板的放置
模板零件在加工前应放在恒温室内保持一定温度，以减小模板受环境温度的影响产生变形。
（2）模板的预加工
将模板进行预加工，并将基准面精度加工到0.01mm以上。 （3）确定基准并找正
在坐标镗削加工中，根据模板的形状特点，其定位基准主要有以下几种： 1）工件表面上的线；
2）圆形件已加工好的外圆或孔；
3）矩形件、不规则外形工件的已加工孔或矩形件、不规则外形工件已加工好的相互垂直的面。
对外圆、内孔和矩形工件侧基准面的找正方法： 1）外圆柱面、内孔找正；
2）用标准槽块或专用槽块找正矩形工件侧基准面； 3）用块规辅助找正矩形工件侧基准面。 根据以上基准找正的方法可以看，一般对圆形工件的基准找正是使工件的轴心线和机床主轴轴心线相重合。对矩形工件的基准找正是使工件的侧基面与机床主轴轴心线对齐，并与工作台坐标方向平行，具体说明见表2.2.1。
表2.2.1基准面找正
方式 简图 说明
外圆柱面找正 内孔找正 用标准槽块找正矩形工件侧基准面
用专用基准槽块找正矩
形工件侧基准面
千分表架装在主轴孔内，转动主轴找正外圆，使机床主轴轴心线与工件外圆轴心线重合。
千分表架装在主轴孔内，转动主轴找正内孔，使机床主轴轴心线与工件内孔轴心线重合。
千分表在相差180°方向上找正标准槽块，记下表的读数。移动工作台,使千分表靠上工件侧基准面。转动主轴得
表的数极值读数，使现在的极值读数与找正槽块的读数相等，此时主轴轴心线与侧基准面的为距离为1/2槽宽。在此之前，应先找正侧基准面与工作台坐标
方向平行。
千分表在相差180°方向上找正专用槽块，此时主轴轴心线便与侧基准面对齐
用块规辅助找正矩形工
件侧基准面
千分表靠上工件侧基准面，.转动主轴得一极值读数。主轴转过180°，让表靠上与侧基准面贴紧的块规表面，又得一极值读数，两读数之差的1/2便是此时主轴轴心线与侧基准面之间的距离。
（4）确定原始点位置
原始点可以选择相互垂直的两基准线（面）的交点（线），也可以利用光学显微镜对模板上的线来确定。还可以用中心找正器找出已加工完成的孔的中心作为原始点。 （5）坐标值的转换计算
为了保证孔的位置精度，通常需要对工件巳知尺寸按照已确定的基准为原始点进行坐标值的转换计算。对模板孔的镗削，需根据模板图纸计算出需要加工的各孔的坐标值并记录。模板平面孔系孔距坐标尺寸的换算如图2.2.4所示。
图2.2.4平面孔系孔距坐标尺寸的换算 图2.2.5 弹簧中心冲 1-弹簧；2-柱销；3-手轮；4-顶尖
3.坐标镗削加工 在模板已经安装、定位和装夹结束并作好镗削准备的基础上，可按下述步骤进行坐标镗削加工。
（1）孔中心定位
根据已换算的坐标值，在各孔中心用弹簧中心冲确定孔的位置（即打样冲眼），弹簧中心冲如图2.2.5所示。打中心冲时转动手轮3使手轮上的斜面将柱销向上推，从而使顶尖4被提升并压缩弹簧1。当柱销2达到斜面最高位置时继续转动手轮3，则弹簧1将顶尖4弹下即打出中心点。
（2）钻定心孔
根据孔中心的定位和坐标换算值对各个要求加工的孔钻出适当大小的定心孔，以防止继续扩大钻孔时因轴向力引起钻孔质量下降。
（3）钻孔
根据已钻出的定心孔进行钻孔。钻孔时应根据各个孔的直径从大到小的顺序钻出所有的孔。以减少工件变形对加工精度的影响。
钻孔加工的质量要高，以便为钻孔后的镗削打下好的质量基础。钻孔加工时要按加工性质要求安排加工工序，粗加工、半精加工、精加工的顺序。因此，应按孔径的大小及时更换钻头。为了提高生产效率减少工作台移动的时间应优先考虑加工相邻的孔。
（4）镗孔
对于直径小于20mm，精度要求为IT7级以下、表面粗糙度Ra＞l.25µm时，钻孔后可以铰孔代替镗孔。对于精度要求高于IT7级、表面粗糙度Ra＜l.25µm的孔，在钻孔后应安排半精镗和精镗加工。
（5）坐标镗削加工孔的切削用量
坐标镗削的加工精度和加工生产率与工件材料、刀具材料及镗削用量有着直接关系。表2.2.2为坐标镗床加工孔的切削用量，可在镗削加工中参考。
表2.2.2坐标镗床加工孔的切削用量
（6）镗刀的几何形状
镗刀的几何形状与工件的材料、刀具的材料及加工质量要求有关。一般用硬质合金镗刀加工铸铁时，前角5°，主后角和副后角均为6°左右。用高速钢或硬质合金刀具镗削铜材时，其前角12°后角6°。用高速钢镗轻合金时，前角约25°后角8°。用硬质合金加工轻合金时，前角20°后角8°～10°左右。
（7）镗削辅助工具
坐标镗床加工时，应备有回转工作台、倾斜工作台、块规、镗刀头、千分表等多种辅助工具，才能适应轴线不平行的孔系、回转孔系等不同的工件的加工需要。
4.影响镗削加工精度的其它因素
坐标镗床的精度是很高的，其静态精度和动态精度的计量单位是µm。因此，坐标镗床应安装和使用在恒温(20℃)、恒湿(湿度55%)的室内环境中。以减少外界环境对其产生不良影响。
由于坐标镗床的精度比较高，其加工精度的影响因素为机床本身的定位精度、测量装置的定位精度、加工方法和工具的正确性、操作工人技术熟练程度、工件和机床的温差、切削力和工件重量所产生的机床、工件热变形及弹性变形。因此，在镗削加工过程中应尽量克服和降低以上因素的影响。
2.2.6模板类零件的坐标磨削
1.坐标磨削
用座标镗床加工出的孔，位置与尺寸精度都比较高，但对模具来说，往往因淬火变形而破坏了已加工的精度，所以对有高硬度要求的冲模，一般都要做成尺寸较小的圆形衬套，经淬火磨削后，压入座标镗床加工好的孔内。
对于异形孔和孔距小而孔径又大的时候，就不能用衬套结构，所以淬火后要直接磨削，座标磨床就是在这种时候使用。
坐标磨削加工和坐标镗削加工的有关工艺步骤基本相同。坐标磨削同样和坐标镗削加工一样，是按准确的坐标位置来保证加工尺寸的精度，只是将镗刀改为砂轮。它是一种高精度的加工工艺方法。主要用于淬火工件、高硬度工件的加工。对消除工件热处理变形、提高加工精度尤为重要。坐标磨削范围较大，可以加工直径小于1mm至直径达200mm的高精度孔。加工精度可达0.005mm，加工表面粗糙度可达Ra=0.32～0.08µm。
坐标磨削时，有3种基本运动，即砂轮的高速旋转运动、行星运动（砂轮回转轴线的圆周运动）及砂轮沿机床主轴方向的直线往复运动，如图2.2.6所示。
图2.2.6坐标磨削的基本运动
坐标磨削主要用于模具精加工，如精密间距的孔、精密型孔、轮廓等。在坐标磨床上,可以完成内孔磨削、外圆磨削、锥孔磨削(需要专门机构)、直线磨削等。坐标磨削对于位置、尺寸精度和硬度要求高的多孔、多型孔的模板和凹模，是一种较理想的精密加工方法。
坐标磨床磨削有手动和数控连续轨迹两种。前者用手动点定位，无论是加工内轮廓还是外轮廓，都要把工作台移动或转动到正确的坐标位置，然后由主轴带动高速磨头旋转，进行磨削；数控连续轨迹坐标磨削是由计算机控制坐标磨床，使工作台根据数控系统的加工指令进行移动或转动。
数控坐标磨床由于设置了CNC系统和交直流伺服驱动多轴，可磨削连续轨迹的复杂的模具型面，所以称之为连续轨迹坐标磨床。连续轨迹坐标磨床的特点是可以连续进行高精度的轮廓形状加工。如凸轮形状的凸模，如果没有专用磨床，很难进行磨削，但在连续轨迹坐标磨床上就可以进行高精度加工。连续轨迹坐标磨床还可以加工曲线组合而成的形槽，可用于精密级进模、精冲模、精密塑料模等高精度零件的加工。 2. 坐标磨削时工件的定位与找正
坐标磨床工件的定位和找正方法与坐标镗床相类似，常用的定位找正工具及其操作方法如下。
（1）千分表找正
其目的是找正工件基准侧面与主轴轴线重合的位置。它是将千分表装于主轴上，移动工件被测侧面与千分表接触，将工件被测侧基准面在180°方向上测量两次，取读数值的一半作为移动工件（工作台）的距离。再用上述方法复测一次，如两次读数相等则工件侧基准面与主轴轴线重合。找正后即可固定工件位置。 （2）开口型端面规找正
开口型端面规找正的目的是找正工件基准侧面与主轴轴线重合的位置。将千分表装在主轴上，永磁性开口型端面规2吸在被测工件1的侧面，移动工件使千分表测端面规开口槽面，在180°方向上读数相等，再移动工件10mm，则工件侧基准面与主轴轴心线重合即完成找正。找正后固定工件。如图2.2.7所示。
图2.2.7开口型端面规找正 图2.2.8L型端面规找正 1-工件；2-开口型端面规；3-千分表 l一工件；2一L型端面规
（3）中心显微镜找正
目的是找正工件侧基准面或孔的轴心线与主轴中心重合的位置。它是将中心显微镜装在机床主轴上，保证两者中心重合。在显微镜面上刻有十字中心线和同心圆，移动工件(工作台)使工件的侧基准面或孔的轴心线对正显微镜中的十字中心线或同心圆。为了保证位置正确可在180°方向上找正重合后即可定位。 （4）L型端面规找正
目的是找正工件基准侧面与主轴中心线重合。如图2.2.8所示。当工件侧基准面的垂直度低或工件被测棱边不清晰时，可用L型端面规2靠在工件l的基面上，移动工件使L型端面规标线对准中心显微镜的十字中心线。即表示工件基准面与主轴中心线重合。找正后的工件即可定位。
（5）芯棒、千分表找正
用芯棒、千分表找正，主要是为了找正小孔的孔位。因千分表不能直接用于小孔孔位的找正。借助与小孔相配的芯棒如钻头柄等插人小孔后，再用千分表找正芯棒和机床主轴轴线的重合位置，使小孔孔位处于正确的位置上。
3.坐标磨削的方法
在坐标磨床上进行坐标磨削加工的基本方法有以下几种： （1）内孔磨削
利用砂轮的高速自转、行星运动和轴向的直线往复运动,即可完成内孔的磨削,如图2.2.9所示。进行内孔磨削时，由于砂轮的直径受到孔径大小的，磨小孔时多取砂轮直径为孔径的3/4左右。砂轮高速回转(主运动)的线速度一般不超过35m/s，行星运动(圆周进给)的速度大约是主运动线速度的0.15倍。慢的行星运动速度将减小磨削量，但对加工表面的质量有好处。砂轮的轴向往复运动(轴向进给)的速度与磨削的精度有关；粗磨时行星运动每转1
周，往复行程的移动距离略小于砂轮高度的2倍，精磨时应小于砂轮的高度。尤其在精加工结束时要用很低的行程速度。
图2.2.9内孔磨削 图2.2.10锥孔磨削
（2）外圆磨削
外圆磨削也是利用砂轮的高速自转、行星运动和轴向直线往复运动实现的，如图2.2.6。其径向进给量是利用行星运动直径的缩小完成的。 （3）锥孔磨削
磨削锥孔是由机床上的专门机构使砂轮在轴向进给的同时连续改变行星运动的半径。锥孔的锥顶角大小取决于两者的变化比值，一般磨削锥孔的最大锥顶角为12°,如图2.2.10。磨削锥孔的砂轮应当修正出相应的锥角。
（4）直线磨削
磨削直线时，砂轮仅高速自转而不作行星运动，用工作台实现进给运动。直线磨削适用于平面轮廓的精密加工如图2.2.11所示。 （5）侧磨
侧磨主要是对槽形、方形及带清角的内表面进行磨削加工。它是要用专门的磨槽驸件进行，砂轮在磨槽附件上的装夹和运动情况如图2.2.12所示。
图2.2.11直线磨削 图2.2.12 侧磨
（6）综合磨削
将以上五种基本的磨削方法进行综合运用，可以对一些形状复杂的型孔进行磨削加工，如图2.2.13和图2.2.14所示。 图2.2.13为磨削凹模型孔。在磨削时先将平转工作台固定在机床工作台上，用平转工作台装夹工件。找正工件对称中心与转台中心重合，调整机床主轴线和孔O1的轴线重合 ，用磨削内孔的方法磨出O1的圆弧段，达到要求尺寸后再调整工作台使工件上的O2与主轴中心重合磨削圆弧段到达尺寸。利用平转工作台将工件回转180°磨削O3的圆弧到要求尺寸。使O4与机床主轴轴线重合，磨削时停止行星运动，操纵磨头来回摆动磨削O4的凸圆弧，砂轮的径向进给方向与磨削外圆相同。磨削时注意凸凹圆弧在连接处光滑平整。利用平转工作台换位和磨削O4的方法逐次磨削O5、O6、O7的圆弧，即完成对凹模型孔的磨削。
图2.2.14是利用磨槽附件对清角型孔轮廓进行磨削加工。磨削中1、4、6是采用成型砂轮进行磨削。2、3、5是利用平砂轮进行磨削。中心O的圆弧磨削时，要使中心O与主轴
轴线重合，操纵磨头来回摆动磨削至要求尺寸的圆弧。
图2.2.13凹模型孔磨削 图2.2.14 清角型孔磨削
（6）型腔的磨削（图2.2.15、2.2.16）
砂轮修成所需的形状，加工时工件固定不动，主轴高速旋转做行星运动，并逐渐向下走刀。这种运动方式也叫径向连续切入，径向是指砂轮沿工件的孔的半径方向做少量的进给，连续切入是指砂轮不断地向下走刀。
图2.2.15成型孔磨削 图2.2.16沉孔磨削
（7）连续轨迹磨削
二维轮廓磨削是采用圆柱或成形砂轮，工件在X、Y平面做插补运动，主轴逐渐向下走刀。如图2.2.17所示。三维轮廓磨削是采用圆柱或成形砂轮，砂轮运动方式与数控铣削相同。如图2.2.18所示。
图2.2.17二维轮廓磨削 图2.2.18三维轮廓磨削
4.数控坐标磨削的主要工艺参数
磨削余量：单边余量0.05～0.3mm。视前道工序可保证的形位公差和热处理情况而定。 进给量：径向连续切入时为0.1～1mm/min；轮廓磨削时，始磨为0.03～0.1毫米/次,终磨为0.004～0.1m毫米/次。视工件材料和砂轮性能而定。
进给速度：10～30mm/min。视工件材料和砂轮性能而定。 5.坐标磨削时需注意的问题
进行坐标磨削时，除以上基本知识和技术外还应注意以下几方面问题： （1） 安全检查
在磨削前对坐标磨床要进行一系列的安全检查。如检查砂轮轴的强度是否足够？安装是否合适？主轴轴承的配合间隙是否适当？砂轮的高度是否合适？安全罩是否牢固可靠等。
（2）砂轮行程控制 在磨削刚开始时，应先对砂轮的上下往复行程进行试调，即切人
和切出行程不应超过砂轮高度的一半，以免造成被磨削孔的口缘直径扩大。调试合适后再进行磨削，以免造成质量事故。
（3）正确选择砂轮 工件硬度高，应选择软质砂轮；工件硬度软，应选择硬质砂轮。不同的材料选择材质的砂轮。
2.3凸模与凹模拼块型面的成形磨削加工
2.3.1 成形磨削原理与应用
成形磨削是模具零件成形型面精加工的一种主要方法，成形磨削的基本原理，就是把构成零件形状的复杂几何形线，分解成若干简单的直线、斜线和圆弧，然后进行分段磨削，使构成零件的几何形线互相连接圆滑、光整，达到图面的技术要求。
由于冲裁模具的凸模、凹模镶块模具零件的几何形状，一般都是由若干平面、斜面和圆柱面组成，即其轮廓由直线、斜线和圆弧等简单线条所组成，如图2.3.1。因此，成形磨削是解决该类零件加工的主要而有效的方法。
图2.3.1模具刃口几何形状
成形磨削可以在成形磨床、平面磨床、万能工具磨床和工具曲线磨床上进行。但采用平面磨床加附件，是用得比较广泛的一种成形磨削。
1.常用的成形磨削的方法
常用的成形磨削的方法有两种：成形砂轮磨削法和夹具磨削法
（1）成形砂轮磨削法 利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与工件型面完全吻合的反型面，然后再用此砂轮对工件进行磨削，使其获得所需的形状，如图2.3.2 a)所示。利用成形砂轮对工件进行磨削是一种简便有效的方法，可使磨削生产率高，但砂轮消耗较大。此法一次磨削的表面宽度不能太大，修正砂轮时必须保证必要的精度。
修整砂轮的夹具主要有修整角度砂轮夹具、修整圆弧砂轮夹具、万能修整砂轮夹具及靠模修整砂轮夹具等几种。
图2.3.2 常用的成形磨削的方法 a) 成形砂轮磨削法 b) 夹具磨削法
（2）夹具磨削法 将工件按一定的条件装夹在专用夹具上，在加工过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位置，从而使工件获得所需的形状，如图2.3.2b)所示。利用夹具磨削法对工件进行磨削其加工精度很高，甚至可以达到零件具有互换性。
成形磨削的专用夹具主要有磨平面及斜面用夹具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具等几种。
上述两种磨削方法，虽然各有特点，但在加工模具零件时，为了保证零件质量，提高生产率、降低成本，往往需要两者联合使用。并且将专用夹具与成形砂轮配合使用时，常可方便地磨削出形状复杂的工件。
2.砂轮的选择
砂轮在磨削过程中起切削刀具的作用，它的好坏直接影响到加工精度、表面粗糙度和生产效率等。为了获得良好的磨削效果，正确选择砂轮十分重要。
砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、强度、形状和尺寸等因家所决定。每一种砂轮根据其本身的特性，都有一定的适用范围。所以在磨削加工时，必须根据具体情况,综合考虑工件的材料、热处理方法、加工精度和粗糙度、形状尺寸、磨削余量等要求，选用合适的砂轮。
常用砂轮外径一般不小于150 mm，最大可至200mm，厚度应根据工件形状决定。成形磨削常用砂轮形状见表2.31。
表2.3.1成形磨削常用砂轮形状
砂轮名称 代号 砂轮断面形状 用途
平面砂轮 P
用于各种平面、角度面、圆弧面的磨削
双面凹锥砂轮 PSZA
用于清角、直角、端面磨削
双面凹砂轮 PSA
用于清角、直角、端面磨削
碟形砂轮 D 用于各种凹圆弧面磨削
碗形砂轮 BW
用于清角、靖面及直角磨削
薄片砂轮 PB
用于磨沟槽、切断
2.3.2成形磨削修整成型砂轮的夹具
成形磨削所使用的设备，可以是特殊专用磨床，如成形磨床，也可以是一般平面磨床。由于设备条件的，利用一般平面磨床并借助专用夹具及成形砂轮进行成形磨削的方法,在模具零件的制造中占用很重要的地位。而在一般大中型工厂及专业模具工厂，常利用成形磨床进行磨削，即在成形磨床的夹具工作台上，安装有万能夹具，必要时再配合成形砂轮,可磨削由圆弧及直线组成的复杂模具零件表面，其加工精度高、表面粗糙度低。
1.角度修整砂轮夹具
角度修整砂轮夹具结构如图2.3.3所示，可修整0°～100°范围内的各种角度砂轮。当旋转手轮10时，通过齿轮5和滑块上齿条4的传动，使装有金刚石刀2的滑块3沿着正弦尺座1的导轨做直线移动。正弦尺座可以绕心轴6转动，转动的角度是利用在圆柱9与平板7或侧面垫板8之间垫一定尺寸量块的方法来控制的。当正弦尺座转到所需的角度，拧紧螺
母11将正弦尺座压紧在支架12上。
图2.3.3角度修整砂轮夹具结构
1-正弦尺座；2-金刚石刀；3-滑块；4-齿条；5-齿轮；6-轴；7-平板；
8-垫板；9-圆柱；10-手轮；11-螺母；12-支架；1——底座
使用这种夹具时，先根据所要修正的砂轮角度α，计算出应垫量块的厚度值H，如图2.3.4所示。
当0°≤α≤45°时(见图2.3.3)：H=P-Lsinα-d/2；
图2.3.4量块计算
当修整砂轮外圆平面时，α=0°，则H=P－d/2 ；
当45°≤α≤90°时(图2.3.4b)，H=P′＋ Lcosα－d/2； 当修整砂轮垂直侧面时，α=90°，H=P′－d/2；
当90°≤α≤100°时(图2.3.4c)，H=P′－Lcosa－d/2。 式中：P——心轴回转中心至平板表面的距离(mm)；
P′——心轴回转中心至侧面垫板表面的距离(mm); L——圆柱中心至心轴回转中心的距离(mm); d——圆柱直径(mm)。
由以上计算可知，当α小于45°时适合在圆柱9与平板之间垫量块，当α大于45°时,适合在图2.3.3中的圆柱9与侧面垫板8之间垫量块；而当α小于45°不需要使用侧面垫板8时，可将它推进去，使其不妨碍正弦尺座的转动，也不妨碍在平板7上垫放量块。
2.圆弧修整砂轮夹具
圆弧修整砂轮夹具有卧式圆弧修整砂轮夹具、立式圆弧修整砂轮夹具、摆动式圆弧修整砂轮夹具等。图2.3.5为卧式圆弧修整砂轮夹具结构。该夹具可修整各种不同半径的凹、凸圆弧，或由圆弧与圆弧相连的型面。主轴7的左端装有滑座4，金刚石刀1固定在金刚石刀支架2上。通过螺杆3可使金刚石刀架沿滑座上下移动，以调整金刚石刀尖至夹具回转中心的距离，使之获得所修整砂轮的不同圆弧半径。当转动手轮8时，主轴7及固定在其上的滑座等均绕主轴中心回转，回转的角度可用固定在支架上的刻度盘5、挡块9和角度标来控制。
图2.3.5卧式圆弧修整砂轮夹具
1-金刚石刀；2-金刚石刀支架；3-螺杆；4-滑座；5-刻度盘；6-角度标；7-主轴；8-手轮；9-挡块
金刚石刀尖到主轴回转中心的距离就是所修整的圆弧半径大小，此值是用在金刚石刀尖与基准面之间垫量块的方法来调整的。
当修整半径为R的凸圆弧砂轮时，如图2.3.6a)所示，金刚石刀尖应高于主轴中心，其垫量块值H为： P＋R
当修整半径为R的凹圆弧砂轮时,如图2.3.6b)所示，金刚石刀尖应低于主轴中心，其垫量块值H为 P－R 式中P——主轴的中心高。
在修整砂轮时，应先根据所修整砂轮的情况(凸或凹形)及半径大小计箅量块值，并通过量块调整好金刚石刀尖的位置，图2.3.6所示为圆弧半径的调整。然后转动手轮使刀尖处于砂轮下面，根据砂轮圆弧修整角度调好图2.3.5中挡块9的位置。在砂轮高速回转的情况下，旋转手轮使金刚石刀绕主轴中心来回摆动，即可修整出如图2.3.5所示的圆弧砂轮。
图2.3.4圆弧半径的调整图 2.3.5修整圆弧
3.万能修整砂轮夹具
万能修整砂轮夹具结构如图2.3.6所示。可修整凸、凹圆弧及角度砂轮，并可修整由圆弧与圆弧或直线相连的型面砂轮。
图2.3.6万能修整砂轮夹具结构
1-主轴；2-调整螺母；3-主体；4-正弦分度盘；5-正弦圆柱；6-手轮；7-底座；8、1-锁紧手柄；
9-正齿轮杆；1I一刀杆滑板；12-螺钉；13-金刚石刀杆；14-横滑板
主轴1装在两只精密的向心球轴承上，由调整螺母2进行预紧，以消除轴承的轴向和径向间隙。主轴一端装有正弦分度盘4和4个正弦圆柱5，以在确定精密角度时使用。主轴另一端装有横滑板14，刀杆滑板11可在横滑板的燕尾导轨上做直线移动。金刚石刀杆13由螺钉13锁紧在刀杆滑板上，当利用正弦圆柱和垫入量块使横滑板燕尾导轨与水平位置倾斜成一定角度时，拧紧锁紧手柄8把主轴固定在该角度上，转动正齿轮杆9，通过齿轮齿条机构可使刀杆滑块带动金刚石刀尖做往复直线运动，进行砂轮的修整；当刀杆滑板在横滑板的正中位置时，即金刚石刀杆中心通过主轴回转中心，拧紧锁紧手柄10把刀杆滑板固定在该位置上，调整金刚石刀尖到主轴回转中心的距离，转动手轮6就可进行砂轮圆弧的修整。 主体3可利用螺杆沿底座7的导轨做整体横向移动，以便在修整连续轮廓的型面砂轮时,调整夹具轴线与砂轮轴向的位置。
图2.3.7砂轮要求修整的形状及尺寸
为便于本夹具的使用及计算，现给出修整连续轮廓砂轮的使用实例。砂轮要求修整的形状及尺寸,如图2.3.7所示。修整的方法及步骤如下：
（1）修整砂轮外圆 在修整连续轮廓的型面砂轮时，应先进行金刚石刀尖与砂轮的接触修整，以确定两者之间的初始相对位置，如图2.3.8a所示。金刚石刀尖与砂轮轴向的初始位置应对着凸圆弧的圆心O2（图2.3.7），为了下面修整凹圆弧对刀方便，将金刚石刀尖调整为距主轴回转中心垂直向上5mm的位置，砂轮高速旋转对外圆进行接触修整。
图2.3.8万能修整砂轮夹具使用实例
（2）修整R5mm凹圆弧及小平面 如图2.3.8b所示。调整夹具主体做横向移动，移动量X=12mm。使金刚石刀尖对准凹圆弧的圆心O1(图2.3.7),砂轮下降20mm并高速旋转，转动手轮6即可进行砂轮凹圆弧的修整。调整正弦分度盘使横滑板导轨处于水平位置，拧紧锁紧手柄8，转动正齿轮杆，金刚石刀尖右移，修整与凹圆弧相切的小平面。
（3）修整10°22′斜面 如图2.3.8e所示。调整正弦分度盘使金刚石刀尖指向斜面，在刀尖后侧的正弦圆柱下面垫人量块，量块的厚度值为H=50－(40sin10°22′+10)=32.802mm，即可保证10°22′的斜面角度。拧紧锁紧手柄，转动正齿轮杆对砂轮的斜面进行修整。
（4）修整R5mm的凸圆弧 将金刚石刀尖调整为距主轴回转中心垂直向下5mm的位置，如图2.3.8d所示。砂轮上升20mm回到图a时的位置，夹具回转中心再回到X=0mm处。利用正弦分度盘外圆上的刻度或用垫量块的方法，控制主轴的回转角度在如图2.3.8e所示的范围内，转动手轮对砂轮的凸圆弧进行修整。
（5）修整30°斜面 如图3.3.8f所示，在刀尖后侧的正弦圆柱下面垫入量块，量块的厚度值：H2=50－(40sin30°+ 10)=20mm。拧紧锁紧手柄，转动正齿轮杆即可修整出与凸圆弧相切的30°砂轮斜面。 2.3.3成形磨削常用的夹具
1.磨削平面及斜面用夹具
（1）磁性吸盘、导磁体 磁体吸盘和常用的导磁体如图2.3.9所示。图2.3.9a的磁性吸盘上为平行导磁体，平行导磁体的a、b四个表面是经过精磨并相互垂直的。图2.3.9b的磁性吸盘上为端面导磁体，端面导磁体的c、d以四个表面也是经过精磨并相互垂直的。导磁体可做成几种不同的尺寸，一般相同的尺寸做成两件或四件为一套。磁性吸盘和工件加工相适应的导磁铁配合，可装夹工件进行平面磨削，与平口钳相比能够扩大平面磨削的加工范围，适于磨削扁平的工件。
图2.3.9磁性吸盘和导磁铁 a)平行导磁体 b))端面导磁体
使用导磁体装夹工件的方法举例见图2.3.10所示。图a为磨削一个平面时，要求被磨削面与一个基准面垂直的情况。用平行导磁铁的侧面吸住工件的基准面，工件的x自由度，使基准面与z轴保持平行。在工件的底面垫一圆柱，即可工件的y自由度，又解决工件x的超定位问题。砂轮旋转对工件上平面磨削加工，其进给方向与z轴垂直，因此可保证加工后上平面与基准面的垂直。
图2.3.10b)为磨削一个平面时，要求被磨削面与两个基准面垂直的情况。用平行导磁体的侧面吸住工件的端基准面，工件x的自由度，使侧基准面与z轴保持平行。用端面导磁体的端面吸住工件的端基准面，工件y的自由度，使端基准面也与z轴保持平行。另外在工件的底面垫一圆球，以解决工件x、y的超定位问题。砂轮磨削工件上平面,以垂直于z轴的方向进给。因此，可保证工件加工后，上平面与两个基准面的垂直。
图2.3.10e为磨削带凸缘工件的情况。用平行导磁体的上面吸住工件的底面，工件x、y的自由度，让出凸缘部分使工件定位不受影响，即可使磨削后工件的上平面与底面平行。
图2.3.10d为装夹带有下突起的工件，并要求磨削平面与下台肩面平行。为使下台肩面与磁性吸盘面平行，用两块高度相等的平行导磁体吸住工件的下台肩面，工件x、y的自由度，让出下突起部分使工件定位不受影响，磨削工件上平面即可保证其平行度。
图2.3.10导磁体装夹工件的举例
图2.3.10e为要求工件被磨削的上平面与两下侧基准面垂直的情况。用两块平行导磁体
的侧面分别吸住工件的两侧基准面，工件x的自由度，使该两基准面与x轴保持平行，在工件的底面垫一圆柱，即可y的自由度，又可解决x的超定位，砂轮磨削工件上平面，即可保证与其侧基准面的垂直。
图2.3.10f为磨削工件外形表面要求与已加工的内形基准面平行及与侧基准面垂直的情况。用两根直径相等的圆柱插人工件已加工的内形基准面，并将圆柱露出的两端搁在两块等高的平行导磁体上，这样可工件y的自由度。同时用其中的一块平行导磁体吸住工件的一个侧基准面,工件x的自由度，砂轮磨削工件上面,即可保证其位置精度。
（2）正弦精密平口钳
正弦精密平口钳的结构如图2.3.11所示。主要由带有正弦尺的精密平口钳和底座组成。使用时，旋转螺杆5使活动钳口4沿精密平口钳体2上的导轨移动，以装夹被磨削的工件3。在正弦圆柱6和底座1的定位面之间垫入量块，可使工件倾斜一定的角度。这种夹具用于磨削零件上的斜面，最大的倾斜角度为45°。
为了使工件倾斜所需的角度，应垫入的量块值可按下式计算
H=sinα
式中H一一应垫入的量块高度(mm)；
L——两正弦圆柱之间的中心距mm)； α——工件所需的倾斜角度。 （3）单向正弦电磁夹具
单向正弦电磁夹具的结构如图2.3.12所示。主要由电磁吸盘和正弦尺组成，在电磁吸盘的侧面装有挡板7，当被磨削工件在电磁吸盘上定位时作为7自由度的定位基面，此基面必须与正弦圆柱轴线平行或垂直。在正弦圆柱2和底座4的定位面之间垫入量块，可使工件倾斜一定的角度，需垫入量块值的计算公式与正弦精密平口钳相同。
图2.3.11正弦精密平口钳结构 图2.3.12单向正弦电磁夹具结构 1-底座；2-精密平口钳；3-工件；4-活动钳口； 1-电磁吸盘；2、6-正弦圆柱；3-量块
5-螺杆；6-正弦圆柱；7-量块 4-底座；5-偏心锁紧器；7-挡板
单向正弦电磁夹具与正弦精密平口钳的区别仅在于用电磁吸盘代替平口钳装夹工件，这种夹具用于磨削工件的斜面，其最大的倾斜角度同样是45°，更适合磨削扁平工件。 2. 分度零件磨削夹具
常用的分度零件磨削夹具有正弦分中夹具、旋转夹具等。正弦分中夹具可磨削具有一个回转中心的凸圆弧面、多角体、分度槽等工件，如图2.3.13a)所示。旋转夹具适用磨削，以圆柱面定位带有台肩的多角体、等分槽，以及带一个、两个凸圆柱的工件，如图2.3.13b)所示。
a)
b)
图2.3.13 工件形状
图2.3.14为旋转夹具结构示意图。 旋转夹具的主轴一端装有正弦分度盘3，另一端装有滑板10，滑板上带有一V形块6，工件的圆柱面在V形块上定位，通过旋转螺杆9调整工件的圆柱中心使其与夹具主轴回转中心重合，钩形压板12和夹紧螺钉13是用来将工件夹紧固定在V形块上的。旋转正弦分度盘时，可利用定位块1、撞块2控制回转角度，从分度盘圆周的刻度上读得回转角度，或在正弦圆柱4与精密垫板5之间垫以一定尺寸的量块可精确地获得所需的角度。
工件圆柱中心与夹具中心的调整方法如图2.3.15所示。根据图2.3.15a，b所示的两个位置，用千分表测量工件外圆柱读数值之和的一半，调整V形块以达到两个中心重合，如图2.3.15c所示。当夹具需回转精确角度时，量块值的计算公式如下(见图2.3.16)：
H1=H0－Lsinα－d/2 H2= H0＋Lsinα－d/2
式中 H0一 夹具主轴中心至精密垫板的距离(mm)； L—夹具主轴中心至正弦圆柱中心的距离(mm)； α—所要回转的角度（°） d—正弦圆柱直径(mm)。
图2.3.14旋转夹具
1-定位块；2-撞块；3-正弦分度盘；4-正弦圆柱；5-锁紧垫板；6-V形块；7-螺母；
8-滑座；9-螺杆；10-滑板；11-主轴；12-钩形压板；13-夹紧螺钉
图2.3.15工件中心的调整方法
夹具中心高度的测定如图2.3.17所示。在夹具的两顶尖之间装上一根直径为d的标准圆柱，并在测量调整器的平台上放置50mm的量块，以及尺寸为d/２的量块组。借助千分表调整测量平台的位置，使量块组与标准圆柱等高，则测量平台的基面与夹具的中心相距为50mm。磨削时利用测量调整器、量块及千分表来测量各被磨削表面至夹具中心的距离，图中P为夹具中心高。
图2.3.16分度时量块值的计算 图2.3.17夹具中心高度的测定
2.3.4成形磨削时测量调整工具
在成形磨削工件时，被磨削表面的尺寸往往是用测量调整器、量块和千分表作比较测量的测量调整器的结构如图2.3.13所示。主要由三角架1、测量平台2、滚花螺母3及螺钉4组成。测量时可在测量平台上垫放适量的量块，测量平台能沿着三角架斜面上的“T”形槽移动，当移到所需位量时，利用滚花螺母及螺钉使其固定。为了保证测量精度，测量平台的A、B面必须与三角架的C、D面保持平行。
使用测量调整器、量块、千分表进行比较测量的方法通常是：首先在测量平台上垫放适量高度P的基础量块，然后调整测量平台的位置。通过千分表对工件基准面和基础量块上表面的测量，使两者的高度相等。当工件被测表面高于其基准面时，在测量平台基础量块的上面再垫入量块组，使千分表在量块组上表面与被测表面的读数相同。这样，量块组的高度S就等于被测表面至基准面的距离，量块的总高度为H=:P+S。
当工件被测表面低于其基准面时，将测量平台上的基础量块取下，再重新垫入量块组,使千分表在量块组上表面与被测表面的读数相同。其量块组的高度为H=P-S，则S就等于被测表面至基准面的距离。
当然，如果工件被测表面均高于其基准面，也可不用垫放基础量块。
得不偿失
2.3.13测量调整器
1-三角架；2-测量平台；3-滚花螺母；4-及螺钉
2.3.4成形磨削实例
1.单向正弦电磁夹具磨削实例
表3.3.1为电机硅钢片冲槽凸模分段磨削工艺过程。它是以单向正弦电磁夹具定位、夹紧工件，并配以成形砂轮，顺次、分段磨削工件的各加工面。
表3.3.1为电机硅钢片冲槽凸模分段磨削工艺过程
工件、工艺尺寸图
工序 1
粗磨削ａ、ｂ面
2 磨削d面
3 磨削c面
a)工件图 b)工艺尺寸图
磨削工艺过程 说明
1.以a、b面互为基准在电磁吸盘面上定位，使工件的d端在斜度为5°6′33′导磁铁斜面上定位；
2.为磨出a、b斜面的角度5°6′33′，垫入的量块
值为H1=l50sin10°13′6″=26.61（ｍｍ）； ３．反复磨削ａ、ｂ面至粗磨的工序尺寸,并留精磨余量。
1.在挡板处放置一端斜度为5°6′33′的专用导磁铁，以工件的a、b面在导磁铁的斜面上定位，并以c面
在吸盘面上定位；
2.磨削d面成一小平面。
1.将工序2的电磁铁倒置，工件的a或b面在其斜面上定位，并以d面在吸盘面上定位；
2.磨削c面达到工序尺寸16.3mm。
4
1.以a、b面互为基准在电磁吸盘面上定位，使工件的d端在斜度为5°6′33′导磁铁斜面上定位；
精磨a、b斜面
2.为磨出a、b斜面的角度5°6′33′，垫入的量块值为H2=l50sin10°13′6″=26.61（ｍｍ）；
3．精磨a、b斜面；
4．用两根Φ10mm圆柱辅助测量，达到尺寸27.2 mm，见工艺尺寸图所示。
5 1.为使工件的对称中心线置于水平位置，垫入的量块值为H3=150sin5°6′33′=13.349mm。将砂轮修整成
磨小台肩及斜面
0°与30°相交的斜面，用修整好的成形砂轮磨削两侧小台肩和30°斜面。
2.按零件图的尺寸，用光学投影仪进行测量。
6 1.垫入量块值H4= l50sin10°13′6″=26.61（ｍｍ），以工件a面在吸盘面上定位，则b面处于水平位置。
磨削
将砂轮修整成R32mm的凹圆弧，用修整好的成形砂轮
R32mm圆弧
磨削另一侧圆弧,
磨削工件，至圆弧面与b面及d面相切。将工件翻置再
2.工件磨削后与电机转子凹模对合检查。
2.旋转夹具磨削实例
表3.3.2为一带台肩异型凸模磨削工艺过程，该凸模有两个凸圆弧及斜面。
表3.3.2带台肩异型凸模磨削工艺过程
工件图
工件的安装定位
工序1 磨削两个5°44′斜面
调整工件位置
如图所示将工件定位装夹。工件以Φ20mm外圆在V形块上定位，并调整工件外圆中心与夹具中心重合，测量夹具中心高度。使测量平台上垫放50mm+ 10mm量块组的高度与工件Φ20 +0.007mm
外圆高度相等，即测量高度L1=P +
10mm。
1.在正弦圆柱与基准板之间垫人量块值H1=H0-50sin5°44′-10= H0-14.99 mm，可使工件上两凸圆中心连线在水平
的基础上倾斜5°44′的角度。
2.调整测量平台上的量块组,使其上表面距夹具中心高出3.5mm，即测量高度H2 =P+3.5mm。
3.用砂轮的圆周磨削工件的斜面，磨至斜面的高度与量块组上表面高度相等,将工件调头磨削另一斜面方法相同。
调整工件的位置如图所示。将工件两凸圆中心连线置于垂直,转动图2.3.14中的螺杆9使V形块带动工件下降,工件外圆的高度距夹具中心高出5mm，即测量高度L3=P + 5mm,这时R4mm凸圆弧中心与夹具中心重合。
工序2 1.调整测量平台上的量块组,使其上表面距夹具中心高出4mm，即测量高度L4=P+4mm，顺逆时针转动夹具主轴相同
磨削R4
的角度θ1=90°+5°44′=95°44′，如图所示。
的凸圆弧
2.用砂轮磨削工件凸圆弧，磨至凸圆弧边缘与量块组上表面高度相等。
调整工件位置
调整工件的位置如图所示。转动图2.3.14的螺杆9使V形块带着工件上升,至工件外圆的高度距夹具中心高出15mm,即测量高度L5=P + l5nrm,这时R3mm凸圆弧中心与夹具中心重合。
工序3磨削R3mm凸圆弧
1.将工件翻转180°调整测量平台上的量块组,使其上表面距夹具中心高出3mm,即测量高度L6=P + 3mm,顺逆时针转动夹具主轴相同的角度θ2,=90°-5°44′=88°l6′,如图所示。
2.用砂轮磨削工件凸圆弧至半径为R3mm。
2.3.5光学曲线磨削
1.光学曲线磨削原理与方法 （1）磨削原理与磨床组成
采用成形磨削夹具进行成形磨削时，需进行工艺设计、工艺计算和绘制工艺尺寸图，并需使用测量调整器、量块和千分表对工件各加工面与加工基准进行比较测量，调整工件各加工面与基准到位。采用光曲磨床磨削，可降低了人工对加工精度的影响，能较直观地进行成形零件的磨削成形，简化了操作过程。
图2.3.14M70l7A型光学曲线磨床 图2.3.15M9017A光学曲线磨床的光学系统
1-投影屏幕；2-砂轮架；3、5、6一手柄 l-50倍物镜；2-反射照明；3-透射照明；4-投影屏幕；
4-工作台 5-光学指示仪；6、7、8-反射镜
光学曲磨床由两部分组成，如图2.3.14。
①光学投影系统 由放大镜、成像系统等组成的投影放大系统；由透射照明和反射照明等组成照明系统。其光学系统见图2.3.15。
②工件装夹与磨削装置 包括床身、工作台、砂轮架，以及手柄等传动与操作机构，工作台可作纵、横、垂直升降和回转运动，主要用作调整工件加工面的位置，砂轮架也有纵、横滑板，以作磨削进给运动。
（2）磨削方法
①轨迹法 光学曲线磨床主要采用砂轮沿工件加工(型)面连续展成磨削成形。其工艺过程为：
将工件的型面放大50倍，采用精密绘图机绘制在“描图样”上，并夹在屏幕4上；M9017A光曲磨床的投影屏幕尺寸为500mm x 500mm，因此，其上只能看到< 10mm×10mm的工件加工(型)面的轮廓。若工件尺寸超过此尺寸范围，则可对型面进行分段，如每段均放大50倍,并重叠绘制在同一幅描图上，见图2.3.16。并夹在屏幕上。 工件加工(型)面若在l0mm×10mm以内，则可沿投影于屏幕上的工件型面(也放大50倍)与放大50倍的描图样，对照并移动砂轮架纵、横滑板磨去余量(见图2.3.16a虚线处)；
若型面＞10mm×10mm，则可逐段磨削成形。如图2.3.16b所示；先按图上1～2段曲线磨出工件上的1～2段型面；调整工作台带动工件向左移动10mm，并按图上2′～3段曲线磨出工件上的2～3段型面；最后，向左、向上分别使工件移动10mm，按图上3′～4段曲线磨出工件上的3～4段型面。
a)工件外形 b)放大图
图2.3.16分段磨削 图2.3.17分段磨削时工件的定位找正
为使磨削出的工件型面之间能光顺、平滑、精确地连接，常采用按几何元素来进行分割，使之合理地进行分段磨削。
②切人法 即采用成形砂进行切人式磨削，成形砂轮的型面须与工件加工(型)面完全吻合、精确一致。因此在光学曲线磨床上采用切入法时亦需使用金刚石和相关修整砂轮夹具精密修整砂轮。
2.光学曲线磨削工艺条件 光曲磨应用于精密、小型冲裁模的凸模与凹拼块的精密成形磨削加工；可用于磨削平面、圆弧面或非圆弧面成形磨削加工。
光曲磨削的成形磨削尺寸精度≤0.01mm ；光曲磨削型面表面粗糙度Ra0.8～1.6µm。因此,保证、改善光学曲线磨的加工精度和表面质量以适应精密冲模的更高要求,，甚为必要。其具体工艺措施如下：
（1）绘制放大图时，比例和尺寸尽可能精确；线条宜很细，一般需在精密绘图机上进行,线条细度为0.05～0.08mm，手工绘制时，则为0.1～0.2mm。同时，绘制放大图的材料要求随空气温度影响小，变形小，图形精度高；牢固、易于保存。常用材料与性能见表3.3.3。
表3.3.3 几种材质放大图的比较
（2）工件装夹、定位可靠、精确。其定位方法和顺序为： ①将放大图的十字中心线对准机床光屏上的中心标记；即表明十字中心线，已与机床工作台的纵、横运动方向平行。
②将装夹工件的专用夹具的测量棱边，精确对准放大图的十字中心线或分割线。 ③当工件尺寸＜10mm x 10mm时，可直接用工件外形精确对准放大图基准线进行定位。 当工件尺寸大，需分段磨削时，工件的定位方法与顺序为：图2.3.17，先使工件上的拼合面b对准放大图上的拼合线b′；此后，移动工作台，使工件外形基准面a对准放大图上a′中心线；再用尺寸为A的量块垫人机床纵向滑板，以控制机床纵向的移动距离。 （3）光曲磨削的工艺条件
工艺条件包括正确选择砂轮与砂轮的尺寸以及砂轮的精密修整；磨削用量更是保证磨削精度与表面质量的重要工艺条件。
①精密修整砂轮形状 粗磨时的修整用量可按砂轮粒度大小确定：100﹟砂轮为0.l4mm/r，180﹟砂轮为0.08mm/r。精磨时的修整用量，一般为0.04mm/r。 ②光学曲线磨削的磨削用量见表3.3.4。
表3.3.4磨削用量
2.3.6高硬材料精密零件的成形磨削
1.模具常用的高硬材料及其性能 为提高冲模使用寿命和性能，常使用硬质合金或刚结硬质合金等具有硬度高、耐磨性能好的高硬材料来制造。由于这些高硬材料加工比较困难，一般使用在寿命特高，刃磨寿命达100万次或以上冲模的凸模和凹模拼块。如电机定、转子硅钢片凸模与凹模拼块则常采用硬质合金进行制造，其总寿命可达8000～10000万次。其加工方法常采用： ①采用粉末冶金法，使基本成形；然后采用粗、精磨削成形。
②采用电火花线切割成形，留精密磨削余量，最终采用精密磨削成形。 （1）硬质合金分类与性能
表3.3.5常用硬质合金性能与用途
模具常用硬质合金主要为钨、钴类合金，其中钴的质量分数为5%～25%，冲裁模凸、凹模常用YGl5、YG20。 硬质合金性能：
①硬度高、耐磨性好；具有抗滑动、抗括痕磨损性能；在较高温度下仍能保持高硬度和高耐磨性。
②抗压强度比钢高5～6倍；常温下其抗压强度高达6000N/mm2 ，但耐冲击韧度低。 ③不需进行热处理，没有热处理变形。但硬质合金加工成形难度大。 常用硬质合金性能与在模具中的用途见表3.3.5。 （2）钢结硬质合金分类与性能
钢结硬质合金按硬质相可分为WC和TiC两类；按粘接相钢基体可分为：碳素工具钢或合金工具钢钢结硬质合金、高速钢硬质合金、不锈钢硬质合金等。
其中：碳素工具钢或合金工具钢硬质合金常用制造冲裁模、拉伸模、切边模和冷挤压模的凸、凹模。高速钢硬质合金的性能，则介于硬质合金与高速工具钢之间，在模具中当有广泛应用。不锈钢硬质合金，则具有耐腐蚀性和耐磨性。其牌号和力学性能，见表3.3.6。 表3.3.6钢结硬质合金
钢结硬质合金是采用粉末冶金法、经粉末模压、烧结而成。因此，其性能则界于硬质合金与粘结相材料之间。其硬度、耐磨性、刚性比碳素工具钢、高速铜、合金工具钢、不锈钢等要高很多。其抗冲击韧度则比硬质合金高。:
其退火状态的硬度为35～46HRC，则可采用普通加工方法成形。所以，其切割性能比硬质合金要好的多。 钢结硬质合金与其他模具钢一样需进行热处理，但其热处理变形很小。而且该材料还具有一定的可锻性与冷塑性变形的性能。
2.模具常用的高硬材料成型件的成形磨削 （1）硬质合金凸、凹模的成形磨削
①间断磨削 磨削硬质合金用的砂轮磨料应具有很高的强度，不使很快磨钝。但是，一般砂轮用的磨料在磨削硬质合金时，多易很快钝化，且自砺性不好，钝化的砂粒难易自动脱落，则在磨削过程中，在砂轮与加工表面之间将产生剧烈摩擦，而引发瞬间高温，可达1000℃以上。从而，使硬质合金表面容易产生裂纹。因此，磨削时常采用绿色碳化硅砂轮，并在圆周上开一定尺寸、角度和数量的槽，进行间断式磨削，则可增高砂轮的自砺性。槽形尺寸和数量可参见有关的设计手册。
②金刚石砂轮磨削 金刚石砂轮由：磨料层、过渡层和基体三部分组成。基体材料随结合剂而采用不同材料。当采用金属结合剂时，其基体则为钢或铜合金；采用树脂结合剂时,其基体则为铝、铝合金、或电木；采用陶瓷结合剂时，其基体则采用陶瓷。
采用金刚石砂轮成形磨削有两种方式：一是将金刚石砂轮装在磨床的磨头上，采用展成法或轨迹法进行成形削；二是将金刚石砂轮压制成与工件形状、尺寸相吻合，采用仿形或切入法进行。
一般成形磨削前工序的工序零件为电火花线切割加工出来，并留有一定的磨削余量。 （2）钢结硬质合金凸、凹模的成形磨削
由于钢结硬质合金在其退火状态的硬度仅为35～46HRC，因此钢结硬质合金凸、凹模的精坯，除采用电火花线切割外还可采用机械加工制造。
钢结硬质合金经淬火、回火后，其硬度很高，将近于硬质合金。因此，其磨削方式和磨削工艺条件(磨削用量)均和磨削硬质合金凸模与凹模拼块相同。但其磨削余量可较大，一般可选0.06～0.1mm。
①若凸、凹模精度和使用性能要求较低，则可在退火状态下进行成形磨削。淬火后，进行研磨成形也可。
②磨削用的砂轮，亦为白刚玉、碳化硅、碳化硼等。 采用金刚石砂轮时，则与磨削硬质合金磨削工艺同。
表2.3.7金刚石砂轮磨削实例
工序
简图
1
2 设备名称
平面磨床 平面磨床
工具
经金刚石砂轮 粒度：180
质量分数：50%
金刚石砂轮 粒度：180
质量分数：50%
备注
磨削光平面1和两端面2、3
磨削用量
磨削速度：30m/s
进给速度：2m/min
吃刀深度：0.02 m/min
磨削平面l、2，检验尺寸 7.62和24°
磨削用量
磨削速度：30m/s
进给速度：2m/min
吃刀深度：0.02 m/min
3
4 光学曲线磨床放大倍数：
50：1
5 光学曲线磨床放大倍
数：
50：1
碳化硼磨料 粒度：I80～200
金刚石砂轮夹具 金刚石砂轮 粒度：180
质量分数：50%
研磨平面1、2检验尺寸
7.567和24°
磨削表面1，磨削用量：
磨削速度：30m/s
手进给
吃刀深度:0.02㎜
磨槽面1、2
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