模具制造工藝-32

1、3.3 模具零件的精密加工為實現(xiàn)精密加工設(shè)計與加工方法相適應(yīng)機床 “工欲善其事，必先利其器”/彈弓打飛機?刀具環(huán)境 溫度201，濕度555%，減振，粉塵少溝通 制造設(shè)計人 素質(zhì)，技術(shù)3.3.1 坐標(biāo)鏜床加工坐標(biāo)鏜床加工 用于：加工精確孔距的孔、孔系（如塑料模中的頂桿孔）；刻線、成品檢驗；銑削等3.3.1.1 坐標(biāo)鏜床及其測量系統(tǒng)坐標(biāo)鏜床及其測量系統(tǒng) 設(shè)備結(jié)構(gòu) 臥式，立式（單、雙柱） 主要特點：帶有能指示工作臺坐標(biāo)位置的精密測量裝置。 孔的尺寸精度 IT6 IT7級，0.8粗糙度，孔距精度0.0050.010mm 光學(xué)測量系統(tǒng) 放大40倍，控制精度1/1000mm， 數(shù)顯 顯微鏡例子3.3.1.

2、2 主要附件主要附件1）萬能轉(zhuǎn)臺 結(jié)構(gòu)： 主分度回轉(zhuǎn)軸（蝸輪副）任意角度；輔助回轉(zhuǎn)軸090；組合成任意空間角度（高射炮類似） 用途：加工、檢驗互相垂直的孔，徑向分布的孔，斜孔及斜面上的孔 （分度作用）2）光學(xué)中心測定器 定位角鐵輔助3）鏜孔夾頭和鏜刀 鏜孔夾頭（鏜排） 組合可調(diào)結(jié)構(gòu) 作用：按加工孔大小，精確調(diào)節(jié)刀尖與軸線的距離 鏜刀 整體；活動刀頭；微調(diào)刀頭4）彈簧中心沖3.3.1.3 加工工藝加工工藝1）工件的定位 以劃線為定位基準； 以外圓或孔為定位基準； 以互相垂直的兩側(cè)面為定位基準（常用） 定位角鐵和光學(xué)中心測定器 用千分表和專用工具找正 用芯軸定位棒找正2）坐標(biāo)的換算3）孔的加工 精

3、鉆（小孔） 鏜孔（較大） 鉸孔（小于20） 步驟 鉆中心孔鉆孔精鉸 鉆孔擴孔精鉸 鉆孔半精鏜精鉸 （可調(diào)鉸刀介紹） 被鏜工件不熱處理 無坐標(biāo)磨床的情況下，有時，要用硬質(zhì)合金刀鏜淬硬工件，要注意以下幾點： 盡量縮短刀桿（40Cr，HRC4348）長度，提高剛性 硬質(zhì)合金刀上磨出寬0.3mm的負前角（10），以提高刀刃的強度（圖） 加工余量 單邊0.30.6，吃刀量按4：3：2：1分次加工 走刀量 據(jù)工件硬度選 一般0.090.11/轉(zhuǎn) 主軸轉(zhuǎn)速（與孔徑有關(guān)）直徑3050為200轉(zhuǎn)/分 減小鏜孔錐度的方法：受力分析找原因 孔系的加工方法有： 劃線；用樣板；用鉆、鏜模；用芯軸校準機床主軸；坐標(biāo)法；坐

4、標(biāo)鏜；專用機床（多孔鉆）3.3.2 坐標(biāo)磨床加工坐標(biāo)磨床加工 加工精度 5m級，粗糙度0.2m，0.82003.3.2.1 坐標(biāo)磨床簡介1. 三個主要運動 砂輪自轉(zhuǎn)；主軸回轉(zhuǎn)；上下運動2. 轉(zhuǎn)速高 250000r/min3. 精確的坐標(biāo)定位系統(tǒng) 精度2m4. 可手動，數(shù)控 附件：修砂輪器，角度、圓弧3.3.2.2 基本磨削方法基本磨削方法 定位、找正方法及所用工具均與坐標(biāo)鏜床類似。3.2.2.3 加工實例加工實例 內(nèi)、外圓磨削 回轉(zhuǎn)工作臺找正中心 各種砂輪的應(yīng)用（鍘磨）（圖）3.3.3 成形磨削成形磨削3.3.3.1 概述 3類成形面：旋轉(zhuǎn)成形面（如手柄）；直母線成形面（如凸模）；立體成形面（

5、如葉片） 原理：把零件輪廓分成若干簡單單元（直線面、圓弧面、圓柱面），然后按照一定順序逐段磨削，使之達到圖樣上的技術(shù)要求。 比喻：削鉛筆，右手執(zhí)刀，左手執(zhí)鉛筆 設(shè)備 曲線磨床（成形磨床） 萬能夾具（圖） 成形砂輪 各種形狀 磨削方法 （1）成形砂輪磨削法成形砂輪磨削法；（2）夾具磨削夾具磨削法法。 聯(lián)合應(yīng)用3.3.3.2 成形砂輪磨削法1. 砂輪的選擇2. 砂輪的修整 *角度：需要用塊規(guī) H=l-Lsin-(d/2) 類推 *圓?。?種工具 *非圓弧曲面 靠模工具 樣板 擠壓法修整砂輪3.3.3.3 夾具磨削法 夾具介紹1）正弦精密平口鉗2）正弦磁力臺3）正弦分中夾具 用于磨削同一個中心的凸圓

6、弧和多角形 *芯軸裝夾法 *雙頂尖裝夾法 測量調(diào)整器，水平尺（方框式）4）萬能夾具用于磨削不同心凸圓弧裝夾方法：螺釘、精密平口鉗、磁力臺、磨回轉(zhuǎn)體夾具5）成形磨削工藝尺寸的換算 幾何、三角運算，為減少積累誤差，取小數(shù)點后6位，注公差者取中間尺寸 內(nèi)容：圓弧中心坐標(biāo)； 圓弧中心至各斜面或平面的垂直距離； 各斜面對坐標(biāo)軸的傾斜角度； 各圓弧包角3.3.4 在光學(xué)曲線磨床上進行成形磨削在光學(xué)曲線磨床上進行成形磨削 精度可達35m，粗糙度0.2m，最小圓弧Rmin3m（陶瓷砂輪）或100m（一般砂輪） 設(shè)備 光屏500500 工藝要點 放大50（或20）倍 實質(zhì)是仿形加工1）繪放大圖 材料：描圖紙 滌

7、綸薄膜、薄有機玻璃、薄玻璃、 圖線寬0.10.2 誤差：控制在0.25 裝夾 一次直接磨削范圍小，大件應(yīng)分段磨 （化整為零，集零為整）2）工件裝夾和定位 裝夾方法：機械法；磁力法；粘結(jié)法 找正 放大圖的十字中心線對準光屏中心標(biāo)記； 使裝夾工具的測量棱邊對準放大圖的十字中心線或拼模線； 當(dāng)工件尺寸不能在一次投影中磨完全部型面時，用工件外形對準放大圖基準線進行定位3）磨削方法3.4 模具零件的數(shù)控機床加工3.4.1 概述概述 1. 數(shù)控（NC）機床的應(yīng)用和特點 模具制造特點（批量小、改型頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度高、）決定了很適用數(shù)控機床加工。 NC機床的應(yīng)用范圍： 多品種、小批量生產(chǎn)的零件； 結(jié)構(gòu)

8、比較復(fù)雜的零件； 需要頻繁改型的零件； 價格昂貴，不允許報廢的關(guān)鍵零件； 需要最少生產(chǎn)周期的急需零件。 NC機床的主要優(yōu)點：1）自動化程度高，加工生產(chǎn)率高，可實現(xiàn)CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)），是CAM的初級階段；（減少了機動時間和輔助時間，如車床提高生產(chǎn)率312倍，銑床提高10倍以上）2）加工精度高（定位精度可達0.030.01），產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率低，可加工復(fù)雜零件的曲面形狀，減少人為誤差；3）適應(yīng)性強，用于中、小批量生產(chǎn)時，換批調(diào)整方便（相對于生產(chǎn)線等，加工所需信息變更方便），且柔性較大，縮短生產(chǎn)準備時間，不需要專用工具；4）減輕操作者的勞動強度；5）良好的經(jīng)濟效益；6）有利于生產(chǎn)管理

9、現(xiàn)代化。 NC機床的局限性方面：1）控制比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)要求更高、嚴格（剛性、精度、排屑、）；2）對編程操作者的熟練，刀具生產(chǎn)管理有很高的要求；3）安裝、維護嚴格 伺服控制方式：1）開環(huán)控制系統(tǒng)（圖）簡單（無反饋測量系統(tǒng)） 易掌握，精度受限，速度不能提高。2）半閉環(huán)控制系統(tǒng)（圖） 多應(yīng)用 用測量絲杠或電機的回轉(zhuǎn)角，間接測出機床運動部件的位移，反饋給控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，并與控制值比較，用差值進行控制。3）閉環(huán)控制系統(tǒng)（圖） 反饋精度高于半閉環(huán)控制系統(tǒng)。調(diào)試比較困難，用于大型、高精度NC機床。 從伺服電機到機床工作臺的機械傳動鏈都閉合在伺服回路內(nèi)，其剛度、諧振頻率、阻尼特性、間隙、都會響應(yīng)伺服系統(tǒng)的

10、快速響應(yīng)特性和穩(wěn)定性4）開環(huán)補償型控制系統(tǒng)3. NC機床的分類1）按控制刀具相對工件移動的軌跡 *點位移控制系統(tǒng) 由一個位置到另一個位置的精確移動，先快后慢，如鉆、鏜、沖等 *點、直線控制系統(tǒng) 平行于坐標(biāo)軸，只能作單坐標(biāo)切削進給，如加工中心、車、銑、磨等 *連續(xù)輪廓控制系統(tǒng) 能對兩個或兩個以上的坐標(biāo)軸同時控制，如銑、車、磨、齒輪機床、加工中心等2）按NC裝置與機床的關(guān)系 內(nèi)插補控制系統(tǒng) NC裝置本身就是一個插補器，可直接與機床相聯(lián)（結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作維護要求高，價格貴） 外插補控制系統(tǒng) （NC裝置，靈活性差，已少用）3）按伺服機構(gòu)的控制方式 開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)、開環(huán)補償型3.4.2 數(shù)控加工的程序

11、編制數(shù)控加工的程序編制 程序編制 把圖紙的工程語言，變?yōu)閿?shù)控裝置的語言，并記錄在控介上。3.4.2.1 程序編制的一般步驟與方法 零件圖工藝分析、設(shè)計運動軌跡計算編寫程序單制備控制介質(zhì)程序校核、首件試切機床加工 修改1）工藝設(shè)計 分析、確定加工路線，定位夾緊方法，工步順序 選機床、刀具、切削用量（走刀速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削寬度和深度）2）計算 進給路徑，坐標(biāo)系坐標(biāo)系 對刀點對刀點：刀具相對零件運動的起點，可在零件上，也可在零件外，但必須與零件的定位基準有一定關(guān)系 換刀點： 刀位點： 起點、終點，弧心、切點、交點，逼近線段的交點3）編寫加工程序單 手工編程人員所需知識 基本機加工實踐；平面幾何；簡

12、單代數(shù)；簡單解析幾何；立體幾何；代數(shù)；解析幾何；基本的計算機編程知識；畫法幾何；平面三角學(xué)；球面三角學(xué)；數(shù)學(xué)計算；數(shù)值分析4）制備控制介質(zhì) 穿孔機5）程序校核、首件試切 空轉(zhuǎn)檢查3.4.2.2 程序編制的有關(guān)指令代碼1. 穿孔帶及其代碼 穿孔帶不易受環(huán)境影響，便于長期保存和使用，程序的儲存量大。 紙帶標(biāo)準尺寸 孔徑1.83（GB199080） 8位（用7位） EIA代碼 5列 ISO代碼 8列 字符碼孔的規(guī)律性2. 數(shù)控機床的坐標(biāo)系1）坐標(biāo)軸和運動方向 右手直角笛卡兒坐標(biāo)系 工件固定，刀具移動，反之相反2）絕對坐標(biāo)（G90） 增量坐標(biāo)（G91）3. 準備功能與輔助功能代碼1）準備功能G 使機床

13、建立起（準備好）某種加工方式的指令，如插補、刀具補償、固定循環(huán)等。 G00 G99 共100個 祈本p1092）輔助功能M 主軸開、停，切削液開、閉，運動部件的夾緊與松開等 M00 M 99 共100個，分為10組 0組 通用的數(shù)控指令； 1組 銑、臥鉆鏜、坐標(biāo)鏜加工中心； 2組 車、立車、鏜、車削中心； 3組 磨床和測量機； 4組 火焰/等離子/激光/水束/線電極切割機； 5組 最佳和適應(yīng)控制； 6組 多托板/多頭/多主軸機床和相對搬運設(shè)備； 7組 沖孔和步?jīng)_壓力機； 8組 永不指定，可用于特殊用途； 9組 用于代碼擴展。3.4.2.3 程序結(jié)構(gòu)和格式 %（開始）1. （編號“0”）加工程序 程序段（N開頭，LF結(jié)束）（字符不多于90） 字符每一個字母、數(shù)字、符號2. 程序段格式 排列順序：程序字號；準備功能字；尺寸字；進給功能字；主軸轉(zhuǎn)速功能字；刀具功能字；輔助功能字；程序結(jié)束段字3.4.2.4 數(shù)控銑床的加工和程序編制1. 平面與曲面加工的工藝處理1）平面輪廓加工2）曲面輪廓加工 *兩坐標(biāo)聯(lián)動的三坐標(biāo)行切法加工 *三坐標(biāo)聯(lián)動加工 *四坐標(biāo)聯(lián)動加工 *五坐標(biāo)聯(lián)動加工 2. 棱角過渡的處理3.4.3 數(shù)控裝置數(shù)控裝置3.4.3.1