基础工艺步骤
1. 开料与粗加工：开料是模具加工的首要环节，如同建造房屋时准备基石一般关键。在这个阶段，技术人员会依据设计图纸的精确要求，选用合适的原材料，这些原材料的质量和特性将直接影响模具的最终性能 。随后，通过锯床、剪板机等设备，将原材料切割成大致的毛坯形状。在切割过程中，操作人员需要严格把控尺寸，虽然此时的精度要求相对后续工序较低，但也要确保毛坯的基本形状和尺寸与设计接近，为后续加工提供良好的基础。例如，在制造注塑模具时，对于尺寸较大的模板，开料时要考虑到后续加工过程中的余量需求，避免因开料尺寸过小而导致模具报废。
粗加工则是进一步去除毛坯上大量多余材料的过程，主要目的是初步形成模具的大致形状和轮廓，为后续的半精加工和精加工奠定基础。粗加工通常采用 CNC 数控机床进行铣削、车削等加工操作，选用较大尺寸的刀具，以提高加工效率 。在加工过程中，由于切削量较大，会产生较高的切削热和切削力，因此需要合理选择切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等，以确保加工的稳定性和刀具的寿命 。同时，为了保证后续加工的精度，粗加工时需要在模具表面预留一定的加工余量，一般余量在 0.5 - 1.5mm 之间，具体数值根据模具的复杂程度和精度要求而定 。
2. 半精加工与清角：半精加工是在粗加工的基础上，对模具型面进行进一步的优化和修整，使模具的形状和尺寸更加接近最终设计要求 。这个阶段使用的刀具尺寸相对较小，加工精度要求更高，通常能够达到 ±0.05mm 左右 。半精加工主要是为了消除粗加工留下的刀痕和加工误差，使模具表面更加光滑，同时为精加工提供均匀的加工余量，以保证精加工的质量和效率 。在半精加工过程中，会采用一些特殊的加工策略，如分层铣削、等高线铣削等，以适应模具复杂型面的加工需求 。例如，在加工汽车覆盖件模具的复杂曲面时，通过分层铣削可以有效地控制切削力和切削热，减少加工变形，提高加工精度 。
清角是半精加工过程中的一个重要环节，主要是针对模具型面的 R 角部位进行研磨清理 。在模具加工中，由于刀具的形状和尺寸限制，机加工出来的模面在 R 角部位往往与理想的型面存在差异，合模后可能会出现局部上下模间隙不均匀的情况，这会影响冲压件的质量甚至导致无法合模 。通过清角，可以将型面顶住的地方修磨掉，使模具上下模主体型面间隙达到较为理想的状态 。清角的手法通常使用小砂轮枪或者锉刀，操作时需要耐心细致，将凹陷的 R 角部分磨深、磨光、磨顺，并适度超出 R 角的范围，确保清角后的模具型面光顺、完美，避免出现棱角 。清角后的模具，冲压出来的零件棱线清晰，能够更好地呈现设计效果，提高模具的冲压质量 。
3. 精密成型与表面处理：精密成型是模具加工的核心环节之一，它通过电火花加工（EDM）、激光雕刻等先进技术，实现模具的最终形状和高精度要求 。在一些精密模具的加工中，如手机模具、医疗器械模具等，对于模具的精度要求极高，传统的机械加工方法难以满足，此时电火花加工就发挥了重要作用 。电火花加工利用放电腐蚀原理，能够在不产生机械切削力的情况下，对高硬度材料进行精密加工，加工精度可以达到 ±0.01mm 甚至更高 。例如，在加工精密注塑模具的微小型芯时，通过电火花加工可以精确地复制电极的形状，加工出高精度的型芯，满足塑料制品的高精度要求 。
激光雕刻则常用于在模具表面制作精细的图案、文字或标识等，具有精度高、速度快、非接触式加工等优点 。在制造电子产品模具时，常常需要在模具表面雕刻产品型号、生产日期等信息，激光雕刻能够快速、准确地完成这些任务，并且不会对模具表面造成损伤 。
表面处理是模具加工的最后一道工序，其目的是提高模具的表面质量、耐磨性、耐腐蚀性和脱模性能等 。常见的表面处理方法有镀硬铬、氮化、渗碳等 。镀硬铬可以在模具表面形成一层坚硬、耐磨的铬层，提高模具的表面硬度和耐磨性，同时还能降低模具表面的粗糙度，使模具更容易脱模 。氮化处理则是使活性氮原子渗入模具表面，形成一层硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性强的氮化层，提高模具的综合性能 。渗碳处理主要用于提高模具表面的硬度和耐磨性，适用于一些对表面硬度要求较高的模具 。例如，在制造压铸模具时，经过氮化处理后，模具的使用寿命可以提高 2 - 3 倍，大大降低了生产成本 。
典型加工案例分析
1. 汽车覆盖件模具：汽车覆盖件模具的制造是模具加工领域的一项重要任务，其制造过程涉及到多种先进技术和工艺 。以某汽车品牌的发动机盖外板模具为例，该模具采用了多工位级进模技术 。多工位级进模是一种高效的冲压模具，它可以在一副模具上完成多个冲压工序，大大提高了生产效率和冲压件的精度 。在设计该模具时，首先利用 CAE（Computer - Aided Engineering）仿真技术对冲压工艺进行模拟分析 。通过 CAE 仿真，可以预测冲压过程中板料的变形情况、应力分布以及可能出现的缺陷，如起皱、开裂等 。根据仿真结果，对冲压工艺参数进行优化，如调整冲压速度、压边力、模具间隙等，以确保冲压件的质量 。
在模具加工过程中，采用了高速铣削和电火花加工相结合的工艺 。高速铣削用于模具型面的粗加工和半精加工，能够快速去除大量材料，提高加工效率 。而电火花加工则用于模具型面的精加工和清角，保证模具的精度和表面质量 。此外，为了提高模具的使用寿命，对模具表面进行了氮化处理，增强了模具的耐磨性和抗腐蚀性 。通过采用多工位级进模技术和 CAE 仿真优化冲压工艺，该发动机盖外板模具的生产效率提高了 30% 以上，冲压件的废品率降低到了 1% 以下，同时模具的使用寿命也得到了显著延长 。
2. 精密注塑模具：精密注塑模具在电子、医疗等行业有着广泛的应用，其制造过程对精度和表面质量要求极高 。以某品牌手机外壳注塑模具为例，该模具采用了热流道系统来控制熔体流动 。热流道系统是一种先进的注塑模具浇注系统，它通过加热装置使流道内的塑料熔体始终保持熔融状态，避免了传统冷流道系统中浇口凝料的产生，提高了塑料的利用率和注塑成型的质量 。在设计该模具时，利用 Moldflow 等软件对注塑过程进行模拟分析，预测熔体在模具型腔中的流动情况、温度分布以及可能出现的缺陷，如短射、困气等 。根据模拟结果，优化热流道系统的布局和参数，如热嘴的数量、位置、直径以及加热功率等，确保熔体能够均匀地填充模具型腔，避免出现注塑缺陷 。
在模具加工过程中，运用了五轴联动加工技术和电火花加工技术 。五轴联动加工技术可以实现对模具复杂型面的一次装夹加工，避免了多次装夹带来的误差，提高了模具的精度和表面质量 。电火花加工则用于加工模具的细微结构和清角，保证模具的精度和表面质量 。此外，为了提高模具的表面质量，对模具表面进行了抛光处理，使模具表面的粗糙度达到 Ra0.05μm 以下，确保注塑出来的手机外壳表面光滑、美观 。通过采用热流道系统控制熔体流动和先进的加工技术，该手机外壳注塑模具生产出来的手机外壳尺寸精度达到了 ±0.05mm，表面质量优良，满足了手机产品的高质量要求 。
