1、37421z2a,主編,第二章模具成形表面的機械加工,第二章模具成形表面的機械加工,第一節(jié)一般機械加工第二節(jié)成形磨削,第一節(jié)一般機械加工,一、仿形車削仿形車削主要用于復雜旋轉(zhuǎn)曲面凸模、型腔或型孔的回轉(zhuǎn)體成形表面的加工。對于型狀簡單的中、小型工件，常常在普通車床上采用手工控制的方法，通過人為操作縱向進給和橫向進給的同時不同步運動來完成，最后通過樣板進行精確修正；也可用樣板車刀進行車削。大、中型工件的仿形車削加工設(shè)備是帶有仿形裝置的通用車床或?qū)Ｓ密嚧?。一般仿形裝置使車刀在縱向走刀的同時，又使車刀按預(yù)定軌跡橫向走刀，通過縱向走刀和橫向走刀的復合運動，完成復雜旋轉(zhuǎn)曲面的內(nèi)、外形加工。仿形車削按照機床仿

2、形裝置的仿形控制方式不同，分為機械仿形、液壓仿形和電氣仿形。,第一節(jié)一般機械加工,1.tif,第一節(jié)一般機械加工,圖2-1機械式仿形車削a)靠板靠模仿形b)尾座靠模仿形1靠模2滾柱3連接板1工件2板架3刀桿4刀架5床鞍4靠模5靠模支架,第一節(jié)一般機械加工,圖2-2液壓仿形車削1工件2鏈輪3液壓系統(tǒng)4靠模5仿形銷6托板7活塞系統(tǒng)8車刀,第一節(jié)一般機械加工,1.tif,0203.TIF,第一節(jié)一般機械加工,圖2-3電氣仿形車削1工件2車刀3電氣控制系統(tǒng)4靠模5仿形銷6信號放大系統(tǒng),二、仿形銑削仿形銑削是指采用樣板或模型做為仿形靠模，加工時利用仿形靠模為基準，使仿形銷仿形靠模的型面上，在銑刀和仿形銷

3、的剛性聯(lián)接和同步運動下，完成的仿形銑削加工。(一)仿形銑削方式和設(shè)備(1)平面輪廓仿形銑削在立式銑床上進行平面輪廓仿形銑削，需要使用簡單的靠模裝置。,第一節(jié)一般機械加工,圖2-4平面輪廓仿形銑削1滾輪2銑刀3樣板4墊板5凹模6底板7工作臺,第一節(jié)一般機械加工,(2)立體輪廓仿形銑削立體輪廓的仿形銑削加工多在專用的仿形銑床上進行。,1.tif,第一節(jié)一般機械加工,圖2-5立體仿形銑床1床身2工作臺3支架4工件5銑刀6靠模7靠模銷8立柱9主軸箱10橫梁,第一節(jié)一般機械加工,圖2-6立體仿形銑床隨動機構(gòu)1支架2工件3靠模4靠模銷5隨動機構(gòu)6始發(fā)運動電動機7放大器8隨動運動電動機9銑刀,第一節(jié)一般機械

4、加工,表2-1常用仿形銑床的型號與技術(shù)參數(shù),第一節(jié)一般機械加工,表2-1常用仿形銑床的型號與技術(shù)參數(shù),第一節(jié)一般機械加工,水平分行。工作臺作水平移動，銑刀進行切削，切削到型腔端頭，主軸箱在垂直方向做一進給運動，然后銑刀再做反向水平進給(見圖2-7a)。垂直分行。主軸箱不斷做垂直進給運動，當切削到型腔端頭，工作臺在水平方向做一橫向進給，然后銑刀再做反向垂直進給(見圖2-7b)。沿輪廓加工，適用于銑刀不需要做縱向進給運動的工件?？磕ｄN沿著靠模樣板輪廓仿形，銑刀則沿輪廓加工(見圖2-7c)。,圖2-7仿形銑削工作方式a)水平分行b)垂直分行c)沿輪廓加工,第一節(jié)一般機械加工,圖2-8仿形銷選擇示意圖

5、a)正確b)不正確c)正確d)不正確,第一節(jié)一般機械加工,(二)仿形銑削工藝(1)仿形靠模仿形靠模分為平面仿形靠模和立體仿形靠模。(2)仿形銷仿形銑削時，為了保證仿形銷沿著仿形靠模表面順利運動，要求仿形銷與靠模表面形狀相適應(yīng)，否則影響仿形銑削的效果。,1.tif,第一節(jié)一般機械加工,0209.TIF,第一節(jié)一般機械加工,圖2-9仿形銷與銑刀的關(guān)系a)仿形銷b)銑刀,第一節(jié)一般機械加工,0210.TIF,第一節(jié)一般機械加工,圖2-10標準仿形銷形狀a)圓柱形仿形銷b)球頭形仿形銷c)錐形球頭仿形銷,第一節(jié)一般機械加工,圖2-11常用的仿形銑刀a)圓柱立銑刀b)圓柱球頭銑刀c)錐形球頭銑刀,第一節(jié)

6、一般機械加工,(3)仿形銑刀常用的仿形銑刀如圖2-11所示。1)圓柱立銑刀，如圖2-11a所示。2)圓柱球頭銑刀，如圖2-11b所示。3)錐形球頭銑刀，如圖2-11c所示。三、孔系的加工在模具零件的加工中，有些零件，如凹模、凸模固定板、上下模座等，常帶有一系列圓孔和型孔，各圓孔和型孔的尺寸及它們之間的相對位置有一定的要求，這些孔稱為孔系。加工孔系時，除了要保證孔本身的精度外，還要保證孔與基準平面、孔與孔的距離尺寸精度，有的還要求保證各平行孔的軸線平行度、各同軸孔的軸線同軸度及孔的軸線與基準平面的平行度和垂直度等公差?？紫导庸r，一般是先加工好基準平面，然后再加工所有的孔。,第一節(jié)一般機械加工,

7、(一)單件孔系的加工對于單一零件的孔系加工，常用的加工方法有下列幾種：1)劃線法。2)找正法。,圖2-12找正法加工1機床工作臺2量塊3塞規(guī)4機床主軸5心軸6工件,第一節(jié)一般機械加工,3)坐標法。,圖2-13矩形工件,第一節(jié)一般機械加工,(二)相關(guān)件孔系的加工在模具相關(guān)零件中，有的孔距精度要求較低，但要求孔距尺寸必須一致，如沖壓模具上、下模座板的導柱與導套孔之間。有些相關(guān)零件不僅孔距精度要求高，而且要求孔距一致，如級進沖壓模具的凹模板、卸料板與凸模固定板之間的各個型孔、定位銷孔和導正銷孔之間。常用的加工方法有：1)同鏜法。2)配鏜法(引鉆法)。3)坐標磨削法。四、深孔加工(1)深孔及加工特點對

8、塑料注射模的冷卻水道、加熱器孔及部分頂桿孔的加工都屬于深孔加工。,第一節(jié)一般機械加工,1)深孔加工時散熱和排屑困難，所以要求使用冷卻液進行強制冷卻，并要求鉆削時將切屑斷裂成碎片，以利于切屑及冷卻液的排出。2)對鉆頭強度和剛度要求高，要求鉆頭有較好的導向性，具有冷卻通道，而且要求鉆頭有較好的切削性能和較長的使用壽命。3)深孔鉆削時，一次加工達到的孔徑公差等級為IT9IT10級，孔徑表面粗糙度Ra為3.212.5m。(2)深孔加工的方法1)中、小型模具的深孔常采用普通鉆頭或加長鉆頭在立式鉆床或搖臂鉆床上進行鉆削。2)精度要求較低的孔和深度較長的孔也可在兩端劃線后采用兩端對鉆的方法進行加工。,第一節(jié)

9、一般機械加工,3)大、中型模具的孔一般在搖臂鉆床、鏜床或深孔鉆床上進行加工。4)對于孔徑小于20mm，深徑比達1001及以上的孔，在深孔鉆床上采用槍鉆加工。,1.tif,第一節(jié)一般機械加工,0214.TIF,第一節(jié)一般機械加工,圖2-14槍鉆的典型結(jié)構(gòu),1.tif,圖2-15槍鉆鉆孔過程示意圖1鉆頭2鉆桿3工件4鉆套5切屑,第一節(jié)一般機械加工,表2-2深孔鉆床的型號與技術(shù)參數(shù),第二節(jié)成形磨削,一、概述成形磨削是精加工成形表面的一種方法。成形磨削，就是把復雜的成形表面分解成若干個平面、圓柱面等簡單形狀，然后分段磨削，并使其連接光滑、圓整，達到圖樣要求。成形磨削具有高精度、高效率的優(yōu)點，它可對熱處

10、理淬硬后的凸模、凹模拼塊進行精加工，可以消除熱處理變形對精度的影響，提高模具的制造精度。同時，采用成形磨削可以減少鉗工工作量，提高生產(chǎn)效率。,圖2-16成型磨削a)成形砂輪磨削法b)夾具磨削法1砂輪2工件3夾具回轉(zhuǎn)中心,第二節(jié)成形磨削,1)成形砂輪磨削法(仿形法)：利用修整砂輪工具，將砂輪修整成與工件型面完全吻合的相反型面，然后用此砂輪磨削工件，即可獲得所需要的形狀(見圖2-16a)。2)夾具磨削法(展成法)：將工件按一定的條件裝夾在專用的夾具上，在加工時通過夾具調(diào)整工件的位置、移動或轉(zhuǎn)動夾具進行磨削，從而獲得所需要的形狀(見圖2-16b)。二、成形砂輪磨削法(仿形法)采用成形砂輪磨削法時，首

11、先要把砂輪修整成所需要的形狀，然后用此砂輪來磨削工件。成形砂輪的修整有車削法和滾壓法兩種。車削法主要采用大顆粒天然金剛石作為修整工具，用于單件或小批、少量工件的磨削。滾壓法是用滾壓輪修整成形砂輪的辦法，多用于批量生產(chǎn)。,第二節(jié)成形磨削,(一)砂輪角度的修整修整砂輪角度的夾具是按正弦原理設(shè)計的，其結(jié)構(gòu)如圖217所示。旋轉(zhuǎn)手輪，通過齒輪和滑塊上的齒條的傳動，可使裝有金剛刀的滑塊沿著正弦尺座的導軌往復移動。正弦尺座可以繞心軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的角度用正弦圓柱與平板之間墊量塊的方法來控制，當轉(zhuǎn)動至所需要的角度后，用螺母將正弦尺座壓緊在支架上。然后旋轉(zhuǎn)手輪，使金剛刀往復運動即可修整出一定角度的砂輪。這種工具可修

12、整0100的各種角度的砂輪。,圖2-17修整砂輪角度的夾具1平板2正弦圓柱3手輪4螺母5支架6正弦尺座7金剛刀8滑塊9齒條10齒輪,第二節(jié)成形磨削,1)當修整砂輪的角度為045時，利用平板墊量塊(見圖2-18a)，應(yīng)墊量塊值為2)當修整砂輪的角度為4590時，利用側(cè)面墊板墊量塊(見圖2-18b)，應(yīng)墊的量塊值為3)當修整砂輪的角度為90100時，利用側(cè)面墊板墊量塊(見圖2-18c)，應(yīng)墊的量塊值為,圖2-18量塊的計算a)45時b)4590時c)90100時,第二節(jié)成形磨削,圖2-19修整圓弧砂輪夾具(臥式砂輪圓弧修整夾具)1金剛刀2擺桿3滑座4刻度盤5角度標6主軸7手輪8擋塊9支架10螺桿,

13、第二節(jié)成形磨削,(二)砂輪圓弧的修整(1)夾具介紹修整砂輪圓弧的夾具種類較多，圖2-19所示為一種使用較廣的夾具臥式砂輪圓弧修整夾具。(2)夾具的調(diào)整修整砂輪時，先根據(jù)砂輪的情況及半徑大小計算量塊值，并調(diào)整好金剛刀尖的位置。,圖2-20修整圓弧砂輪,第二節(jié)成形磨削,0221.TIF,圖2-21圓弧半徑的控制a)凸圓弧砂輪修正b)凹圓弧砂輪修正1量塊2刀口平尺3金剛刀,第二節(jié)成形磨削,圖2-22靠模工具修整砂輪1金剛刀2靠模工具3樣板4支架,第二節(jié)成形磨削,(三)砂輪非圓弧曲面的修整當被磨削工件成形表面的形狀復雜，且其輪廓線不是圓弧的曲面時，可用專門的靠模工具修整砂輪(見圖222)。金剛刀固定在

14、靠模工具上，在支架上裝有靠模樣板，靠模工具的下部有平面觸頭。使用時，手持靠模工具，使觸頭緊靠樣板并沿樣板曲線移動。這樣便能修整出所需曲面形狀的砂輪。修整時，為了保證修出的砂輪形狀準確，必須使金剛刀尖在通過砂輪主軸中心的水平面內(nèi)運動。三、夾具磨削法(展成法)(一)正弦精密平口鉗,第二節(jié)成形磨削,正弦精密平口鉗由帶有精密平口鉗的正弦尺和底座組成(見圖223)。工件裝夾在平口鉗中，為使工件傾斜一定角度，需在正弦圓柱和底座的定位面之間墊入量塊。應(yīng)墊入的量塊值可按下式計算,圖2-23正弦精密平口鉗1底座2精密平口鉗3工件4砂輪5正弦圓柱6量塊,第二節(jié)成形磨削,(二)正弦磁力臺正弦磁力臺與正弦精密平口鉗一

15、樣按正弦原理設(shè)計，區(qū)別僅在于用電磁吸盤代替平口鉗裝夾工件，方便迅速。正弦磁力臺用于磨削工件的斜面，其最大傾斜角度為45，適于磨削扁平工件。(三)正弦分中夾具(1)夾具介紹正弦分中夾具可用于磨削具有同一個回轉(zhuǎn)中心的圓柱面和斜面。,圖2-24正弦分中夾具1底座2支架3手輪4后頂尖5工件6雞心夾頭7前頂尖8前頂座9主軸10蝸輪11零位指標12分度盤13正弦圓柱14蝸桿15量塊墊板,第二節(jié)成形磨削,圖2-25量塊的計算,(2)工件的裝夾,第二節(jié)成形磨削,1)心軸裝夾法。,圖2-26心軸裝夾1后頂尖2心軸3工件4螺母5雞心夾頭6前頂尖7夾具主軸,2)雙頂尖裝夾法。,第二節(jié)成形磨削,(3)工件的測量用正弦

16、分中夾具磨削工件時，被磨削表面的尺寸是用測量調(diào)整器、量塊和百分表來進行比較測量的。,圖2-27雙頂尖裝夾1主頂尖2副頂尖3叉形滑板4螺母,第二節(jié)成形磨削,圖2-28測量調(diào)整器1三角架2量塊座,第二節(jié)成形磨削,圖2-29夾具中心高的測定,(四)萬能夾具,第二節(jié)成形磨削,(1)夾具介紹萬能夾具是成形磨床的主要部件，也是平面磨床用的成形磨削夾具。,圖2-30萬能夾具1轉(zhuǎn)盤2小滑板3手柄4中滑板5、6絲杠7主軸8蝸輪9游標10正弦分度盤11蝸桿12正弦圓柱13量塊墊板14夾具體15滑板座,第二節(jié)成形磨削,圖2-31螺釘裝夾法1工件2砂輪3墊柱4螺釘5轉(zhuǎn)盤,第二節(jié)成形磨削,(2)工件的裝夾與磨削1)螺釘

17、裝夾法。2)精密平口鉗裝夾法。3)電磁吸盤裝夾法。,1.tif,第二節(jié)成形磨削,圖2-32精密平口鉗裝夾法1精密平口鉗2工件3砂輪4轉(zhuǎn)盤5墊柱,第二節(jié)成形磨削,圖2-33電磁吸盤裝夾法1電磁吸盤2工件3砂輪4轉(zhuǎn)盤,第二節(jié)成形磨削,(五)成形磨削的順序和工藝尺寸的換算(1)成形磨削的順序用萬能夾具成形磨削時采用分段磨削，為使型面連接圓滑、光整，符合圖樣要求，應(yīng)有正確的磨削順序。1)成形磨削前，首先確定水平和垂直兩方向的基準面，在對基準面磨削后，磨削與基準面平行的加工面、精度要求高的面及大平面，再磨削斜面。2)當直線面與凸圓弧面相接時，應(yīng)先磨削直線面，后磨削凸圓弧面；直線面與凹圓弧相接時，應(yīng)先磨削凹圓弧，后磨削直線面。3)兩凸圓弧相接時，應(yīng)先磨削大半徑凸圓弧面，后磨削小半徑凸圓弧面；兩凹圓弧面相接時，應(yīng)先磨削小半徑凹圓弧面，后磨削大半徑凹圓弧面。,第二節(jié)成形磨削,4)形狀簡單、操作方便的型面應(yīng)先磨削，復雜形狀的型面后磨削。(2)成形磨削工藝尺寸的換算成形磨削加工時，工藝上需要的尺寸往往與零件的設(shè)計尺寸不一致。1)各圓弧中心的坐標尺寸。2)各平面至相應(yīng)工藝中心的垂直距離。3)各平面對坐標軸所傾斜的角度。4)各圓弧的包角。,1.tif,第二節(jié)成形磨削,0234.TIF,