附件1：外文資料翻譯譯文基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動(dòng)化表面處理摘要本文研究了注塑模具鋼自動(dòng)球面研磨與拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼P(yáng)DS5的塑性曲面是在數(shù)控加工中心完成的。這項(xiàng)研究已經(jīng)完成了磨削刀架的設(shè)計(jì)與制造。最佳表面研磨參數(shù)是在鋼P(yáng)DS5的加工中心測(cè)定的。對(duì)于PDS5注塑模具鋼的最佳研磨參數(shù)是以下一系列的組合：研磨材料的磨料為氧化鋁，進(jìn)給量50毫米/分鐘，磨削深度20微米，磨削轉(zhuǎn)速為18000rpm。用優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行表面研磨，表面粗糙度Ra值可由大約1.60微米改善至0.35微米。用拋光工藝和參數(shù)化拋光，可以進(jìn)一步改善表面粗糙度Ra值從0.343微米至0.06微米。對(duì)模具內(nèi)部曲面的測(cè)試，用最佳參數(shù)的表面研磨、拋光，曲面表面粗糙度就從2.15微米可以提高到約為0.07微米。關(guān)鍵詞自動(dòng)化表面處理拋光磨削加工表面粗糙度田口方法1引言塑膠工程材料由于其重要特點(diǎn),如耐化學(xué)腐蝕性、低密度、易于制造,并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。注塑成型對(duì)于塑料制品是一個(gè)重要工藝。注塑模具的表面質(zhì)量是設(shè)計(jì)的本質(zhì)要求,因?yàn)樗苯佑绊懥怂苣z產(chǎn)品的外觀和其性能。加工工藝如球面研磨、拋光常用于改善表面光潔度。研磨工具(輪子)的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具的制造產(chǎn)業(yè)。自動(dòng)化表面研磨加工工具的幾何模型將在1中介紹。自動(dòng)化表面處理的球磨研磨工具將在2中得到示范和開發(fā)。磨削速度，磨削深度，進(jìn)給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大?。┦乔蛐窝心スに囍兄饕膮?shù)，如圖1（球面研磨過程示意圖）所示。注塑模具鋼的球面研磨最優(yōu)化參數(shù)目前尚未在文獻(xiàn)得到確切的依據(jù)。近年來，已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，確定了球面拋光工藝的最優(yōu)參數(shù)(圖2，球面拋光過程示意圖）。比如，人們發(fā)現(xiàn),用碳化鎢球滾壓的方法可以使工件表面的塑性變形減少,從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞強(qiáng)度3,4,5,6。拋光的工藝的過程是由加工中心3,4和車床5,6共同完成的。對(duì)表面粗糙度有重大影響的拋光工藝主要參數(shù)，主要是球或滾子材料拋光力、進(jìn)給速率、拋光速度、潤(rùn)滑、拋光率及其他因素等。注塑模具鋼P(yáng)DS5的表面拋光的參數(shù)優(yōu)化，分別結(jié)合了油脂潤(rùn)滑劑、碳化鎢球、拋光速度200毫米/分鐘、拋光力300牛、40微米的進(jìn)給量7。采用最佳參數(shù)進(jìn)行表面研磨和球面拋光的深度為2.5微米。通過拋光工藝，表面粗糙度可以改善大致為40%至90%37。此項(xiàng)目研究的目的是，發(fā)展注塑模具鋼的球形研磨和球面拋光工序，這種注塑模具鋼的曲面實(shí)在加工中心完成的。表面光潔度的球研磨與球拋光的自動(dòng)化流程工序，如圖3所示。我們開始自行設(shè)計(jì)和制造的球面研磨工具及加工中心的對(duì)刀裝置。利用田口正交法，確定了表面球研磨最佳參數(shù)。選擇為田口L18型矩陣實(shí)驗(yàn)相應(yīng)的四個(gè)因素和三個(gè)層次。用最佳參數(shù)進(jìn)行表面球研磨則適用于一個(gè)曲面表面光潔度要求較高的注塑模具。為了改善表面粗糙,利用最佳球面拋光工藝參數(shù)，再進(jìn)行對(duì)表層打磨。PDS試樣的設(shè)計(jì)與制造選擇最佳矩陣實(shí)驗(yàn)因子確定最佳參數(shù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)分析并確定最佳因子進(jìn)行表面拋光應(yīng)用最佳參數(shù)加工曲面測(cè)量試樣的表面粗糙度球研磨和拋光裝置的設(shè)計(jì)與制造圖3自動(dòng)球面研磨與拋光工序的流程圖2球研磨的設(shè)計(jì)和對(duì)準(zhǔn)裝置實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的曲面的球研磨,研磨球的中心應(yīng)和加工中心的Z軸相一致。球面研磨工具的安裝及調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)，如圖4（球面研磨工具及其調(diào)整裝置）所示。電動(dòng)磨床展開了兩個(gè)具有可調(diào)支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線配合。擁有磨床的球接軌,當(dāng)兩個(gè)可調(diào)支撐螺絲被收緊時(shí)，其后的對(duì)準(zhǔn)部件就可以拆除。研磨球中心坐標(biāo)偏差約為5微米,這是衡量一個(gè)數(shù)控坐標(biāo)測(cè)量機(jī)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)床的機(jī)械振動(dòng)力是被螺旋彈簧所吸收。球形研磨球和拋光工具的安裝，如圖5（a.球面研磨工具的圖片；b.球拋光工具的圖片）所示。為使球面磨削加工和拋光加工的進(jìn)行，主軸通過球鎖機(jī)制而被鎖定。3矩陣實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃3.1田口正交表：利用矩陣實(shí)驗(yàn)田口正交法，可以確定參數(shù)的有影響程度8。為了配合上述球面研磨參數(shù)，該材料磨料的研磨球(直徑10毫米)、進(jìn)給速率、研磨深度，在次研究中電氣磨床被假定為四個(gè)因素(參數(shù))，指定為從A到D（見表1實(shí)驗(yàn)因素和水平）。三個(gè)層次(程度)的因素涵蓋了不同的范圍特征，并用了數(shù)字1、2、3標(biāo)明。挑選三類磨料，即碳化硅(SiC)，白色氧化鋁(Al2O3,WA)，粉紅氧化鋁(Al2O3,PA)來研究。這三個(gè)數(shù)值的大小取決于每個(gè)因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果。選定L18型正交矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而研究四三級(jí)因素的球形研磨過程。3.2數(shù)據(jù)分析的界定：工程設(shè)計(jì)問題，可以分為較小而好的類型，象征性最好類型，大而好類型，目標(biāo)取向類型等8。信噪比(S/N)的比值，常作為目標(biāo)函數(shù)來優(yōu)化產(chǎn)品或者工藝設(shè)計(jì)。被加工面的表面粗糙度值經(jīng)過適當(dāng)?shù)亟M合磨削參數(shù)，應(yīng)小于原來的未加工表面。因此,球面研磨過程屬于工程問題中的小而好類型。這里的信噪比（S/N）、,按下列公式定義8:=10log10（平方等于質(zhì)量特性)=10log10niiyn121這里，yi不同噪聲條件下所觀察的質(zhì)量特性n實(shí)驗(yàn)次數(shù)從每個(gè)L18型正交實(shí)驗(yàn)得到的信噪比（S/N）數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后，運(yùn)用差異分析技術(shù)(變異)和殲比檢驗(yàn)來測(cè)定每一個(gè)主要的因素8。優(yōu)化小而好類型的工程問題問題更是盡量使最大而定。各級(jí)選擇的最大化將對(duì)最終的因素有重大影響。最優(yōu)條件可視研磨球而待定。4實(shí)驗(yàn)工作和結(jié)果這項(xiàng)研究使用的材料是PDS5工具鋼(相當(dāng)于艾西塑膠模具)9，它常用于大型注塑模具產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)汽車零件領(lǐng)域和國(guó)內(nèi)設(shè)備。該材料的硬約HRC33(HS46)9。具體好處之一是，由于其特殊的熱處理前處理，模具可直接用于未經(jīng)進(jìn)一步加工工序而對(duì)這一材料進(jìn)行加工。式樣的設(shè)計(jì)和制造,應(yīng)使它們可以安裝在底盤，來測(cè)量相應(yīng)的反力。PDS5試樣的加工完畢后，裝在大底盤上在三坐標(biāo)加工中心進(jìn)行了銑削，這種加工中心是由楊*鋼鐵公司所生產(chǎn)(中壓型三號(hào))，配備了FANUC-18M公司的數(shù)控控制器(0.99型)10。用hommelwerket4000設(shè)備來測(cè)量前機(jī)加工前表面的粗糙度，使其可達(dá)到1.6微米。圖6試驗(yàn)顯示了球面磨削加工工藝的設(shè)置。一個(gè)由Renishaw公司生產(chǎn)的視頻觸摸觸發(fā)探頭，安裝在加工中心上，來測(cè)量和確定和原始式樣的協(xié)調(diào)。數(shù)控代碼所需要的磨球路徑由PowerMILL軟件產(chǎn)。這些代碼經(jīng)過RS232串口界面，可以傳送到裝有控制器的數(shù)控加工中心上。完成了L18型矩陣實(shí)驗(yàn)后，表2（PDS5試樣光滑表層的粗糙度）總結(jié)了光滑表面的粗糙度RA值，計(jì)算了每一個(gè)L18型矩陣實(shí)驗(yàn)的信噪比（S/N）,從而用于方程1。通過表2提供的各個(gè)數(shù)值，可以得到4中不同程度因子的平均信噪比（S/N），在圖7中已用圖表顯示。球面研磨工藝的目標(biāo)