18Fang-JungShiouChao-ChangA.ChenWen-TuLi注塑模表面自動(dòng)化磨削和拋光的過程發(fā)表日期：2004年3月30日：2004年7月5日網(wǎng)上公布：2005年3月30日斯普林格-柏林出版社，倫敦有限公司2005年摘要：本文探討在數(shù)控加工中心中對(duì)注塑模上任意一個(gè)自由表面進(jìn)行自動(dòng)化磨削和拋光過程的可能性。作者在本文中已經(jīng)完成了磨削和拋光工具的設(shè)計(jì)和制造。在加工中心的注塑模5PDS使用Taguchi正交矩陣方法確定其最佳表面磨削參數(shù)。注塑模5PDS的最佳表面參數(shù)為：磨削材料為PA32OAL，磨削速度為rpm18000，磨削深度為m20，進(jìn)給速度為min/50mm。通過使用最佳磨削參數(shù)的平磨可使其表面粗糙度從m6.1提高到m35.0，使用最佳拋光參數(shù)的拋光過程可使其表面粗糙度從m343.0提高到m06.0，將最佳表面磨削和拋光參數(shù)運(yùn)用到自由表面模腔，其部分表面粗糙度值可從m15.2提高到m07.0。關(guān)鍵字：自動(dòng)表面拋光，拋光加工，磨削加工，表面粗糙度，Taguchi方法1介紹塑料是重要的工程材料，由于其具有特定的特點(diǎn)：如耐腐蝕性，抗化學(xué)品的腐蝕，密度低，并且易于制造，在工業(yè)應(yīng)用上已日益取代金屬部件。注射成型工藝在塑料產(chǎn)品中是一個(gè)重要的成形過程。表面加工的質(zhì)量是注塑模的一個(gè)重要要求，因?yàn)樗苯佑绊懰苣z產(chǎn)品的外觀。加工過程中的拋光和研磨被普遍使用來改善工件表面光潔度。展開磨削已被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)模具加工行業(yè)。展開磨削的自動(dòng)化表面加工過程的幾何模型將在【1】中介紹。球面磨削加工使自動(dòng)化表面加工系統(tǒng)被提高了【2】。磨削速度，切削深度，進(jìn)給速度，磨具屬性，如研磨材料和磨料粒大小，在球形磨削過程中起主導(dǎo)作用，如圖1所示。注塑模具的最優(yōu)球面磨削參數(shù)尚未被證實(shí)。近幾年來，一些確定拋光過程最佳參數(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)在行了。舉例來說，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)塑料變形可使工件表面減少使用碳化鎢材料，從而改善其表面粗糙度，表面硬度，抗疲勞強(qiáng)度3-6。拋光過程是通過加工中心3，4和車床5，6來完成年的。主要拋光參數(shù)對(duì)球或滾子材料的表面的粗糙度具有重大作用，拋光力，進(jìn)給速度，拋光速度，潤(rùn)滑，其他的拋2光途徑，其中包括3。注塑模的最佳表面拋光參數(shù)5PDS是一種組合的油脂潤(rùn)滑劑，碳化鎢材料，拋光速度min/200mm，拋光力N300，進(jìn)給m407。拋光表面采用最佳球面拋光參數(shù)的滲透速度為2.5微米。通過拋光過程來改善表面粗糙度的概率一般在%40到%903-7。圖1.磨削過程示意圖圖2.拋光過程示意圖3本研究的主要目的是提高加工中心注塑模具自由表面的磨削和拋光光潔度。自動(dòng)化表面磨削和拋光過程的流程圖如圖3。我們給加工中心設(shè)計(jì)和制造球面磨削工具及其對(duì)準(zhǔn)裝置，最佳球面磨削參數(shù)的特定是利用Taguchi正交矩陣方法。四個(gè)因素和三個(gè)相應(yīng)條件，然后挑選Taguchi正交矩陣方法18L矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。表面研磨的最佳展開球面磨削參數(shù)被應(yīng)用到自由曲面加工過程中。用最佳球面拋光參數(shù)來改善表面粗糙度和光潔度。2設(shè)計(jì)球面磨削工具及其對(duì)準(zhǔn)裝置從自由表面的球面磨削過程進(jìn)行的可能性看，球面磨削中心應(yīng)在加工中心的Z軸，展開磨削的工具及調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)如圖4所示。電動(dòng)磨床是安裝在兩個(gè)可調(diào)樞軸螺釘之間。該磨床中心的磨削球借助圓錐曲線溝槽的對(duì)齊組件和圓錐形凹線進(jìn)行的良好的排列。排列好的研磨球被兩個(gè)可調(diào)螺釘固定，之后，對(duì)準(zhǔn)元件可以被撤銷。球面磨床的中心坐標(biāo)和它的偏差在m5左右，它是由數(shù)控坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量。機(jī)床振動(dòng)導(dǎo)致的力被螺旋型彈簧吸收。球面磨削工具和球面拋光工具的安裝如圖5所示，主軸被鎖，不論磨削過程還是拋光過程由主軸鎖定。4圖.4.球面磨床工具及其調(diào)整示意圖3矩陣實(shí)驗(yàn)的步驟3.1Taguchi正交陣列的結(jié)構(gòu)用Taguchi正交矩陣8做矩陣實(shí)驗(yàn)要求那些參數(shù)的影響是有效地。為了配合上述球面磨削參數(shù)的要求，在本研究中磨削的材料（直徑10毫米），進(jìn)給速度，磨削深度，電動(dòng)磨床的轉(zhuǎn)速被選定為四個(gè)實(shí)驗(yàn)因素（參數(shù)）并被指定為因子A至D（見表1）。并為每個(gè)素設(shè)定了3個(gè)等級(jí)來包含它們所涉及的范圍，用數(shù)字1、2、3來標(biāo)識(shí)。每個(gè)因素