第2章模具零件的常規(guī)切削加工

1、 掌握掌握模具工作零件的機械模具工作零件的機械加工方法加工方法( (車削、銑削車削、銑削等等)；了解了解模具工作零件模具工作零件加工的成型加工的成型磨削加工方法及應(yīng)用磨削加工方法及應(yīng)用；了解了解坐標鏜床和坐標磨床的加工。坐標鏜床和坐標磨床的加工。本章的學(xué)習(xí)目的與要求：本章的學(xué)習(xí)目的與要求：重點：重點：模具工作零件的機械加工方法模具工作零件的機械加工方法( (車削、銑削車削、銑削) )；模具工作零件模具工作零件的成型的成型磨削加工方法。磨削加工方法。模具工作零件模具工作零件的的坐標鏜床和坐標磨床的加坐標鏜床和坐標磨床的加工工模具工作零件模具工作零件加工的成型加工的成型磨削加工方法及應(yīng)用。磨削加工

2、方法及應(yīng)用。本章主要介紹模具工作零件的加工方法本章主要介紹模具工作零件的加工方法 模具零件（按其功用）結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件（導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模座、滑塊、頂桿等） 大部分是標準件聯(lián)結(jié)件聯(lián)結(jié)件（螺栓、螺母、定位銷等）。工作件工作件（凸模、凹模、型腔、型芯等）工作件是整套模具中的主要零件也是核心零件，形狀最復(fù)雜，要求最高，制造難度最大。在模具的開發(fā)、設(shè)計和制造工藝中都把工作件作為主要對象進行研究。加工的形狀較為簡單，效率不高，對回轉(zhuǎn)面和平面的加工很實用，尤其在圓軸類、圓盤類、板類以及直槽類型面的加工中得到廣泛使用。2.1 車削加工車削加工模具工作零件的機械加工普通機床加工車削銑削刨削磨削鉆削插削特點車床的種類臥

3、式車床 通用性最好，應(yīng)用廣泛其他車床車削加工設(shè)備：車床 軸類、圓盤類零件指模具工作件中外軸類、圓盤類零件指模具工作件中外形較為規(guī)則的凸模、凹模、型芯和型腔等，形較為規(guī)則的凸模、凹模、型芯和型腔等，通常這些零件的回轉(zhuǎn)表面采用車削完成粗、通常這些零件的回轉(zhuǎn)表面采用車削完成粗、精加工，精度可達精加工，精度可達IT6IT8，表面粗糙度，表面粗糙度Ra為為1.60.8m，經(jīng)濟實用，如圖，經(jīng)濟實用，如圖21所示。對要求較高的工作面與配合面需要所示。對要求較高的工作面與配合面需要磨削加工。磨削加工。 圖21 軸類、圓盤類零件加工 1局部圓弧面的加工局部圓弧面的加工a） b） a） b） 圖22 帶局部圓弧的

4、工件 圖23 局部圓弧面的車削加工 a）外圓弧 b）內(nèi)圓弧 a）車外圓弧 b）車內(nèi)圓弧 如圖如圖22所示帶局部圓弧面的零件，在凸模加工中時有出現(xiàn)。為了所示帶局部圓弧面的零件，在凸模加工中時有出現(xiàn)。為了保證模具準確對合，必須保證對合面圓弧半徑的尺寸精度。加工時可在保證模具準確對合，必須保證對合面圓弧半徑的尺寸精度。加工時可在花盤上找正工件和用百分表控制精度，見圖花盤上找正工件和用百分表控制精度，見圖23所示。有時也采用先加所示。有時也采用先加工一個完整圓盤，再用電火花線切割等方法取出一個或幾個模塊。工一個完整圓盤，再用電火花線切割等方法取出一個或幾個模塊。2型面的加工型面的加工 在普通車床上加工

5、型面有兩種原理：一是改變刀具切削刃的形狀，使之與型面的母線形狀吻合；二是改變刀具的運動軌跡，使刀具的運動軌跡與型面的母線一致。其具體方法有雙手控制法、樣板刀、靠模（仿形）法。 (1)雙手控制法 雙手控制法是用左、右手同時操作刀架的縱向和橫向移動進行成型加工。精度要求不高或型面比較簡單的零件可用此方法加工，并用卡尺和標準圓弧樣板進行檢測。精度要求較高、型面較復(fù)雜的零件可將整個復(fù)雜的型面分成幾個簡單的型面，依此進行車削，零件的外形用分型樣板和整形樣板檢測。雙手控制法用于中小型零件的單件小批生產(chǎn)。示 意 圖結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點刀具材料刀具材料刀具角度刀具角度型面變化小且型面變化小且比較簡單比較簡單YT1

6、5YT15YT14YT14工件材料為合金結(jié)工件材料為合金結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)鋼前角：前角：15151818后角：后角：5 58 8型面變化范圍型面變化范圍較大較大W18Cr4VW18Cr4V工件材料為合金結(jié)工件材料為合金結(jié)構(gòu)鋼。構(gòu)鋼。刀具前面沿型面曲刀具前面沿型面曲線磨出線磨出R3R3R5R5的圓的圓弧，深弧，深0.50.51.51.5。后角：后角：7 79 9表21 樣板刀的選擇(2)樣板刀樣板刀 將刀具的刃口磨得與零件被加工部分的型面曲線相同，但凸凹的方向相反，使車削出來的型面符合圖紙要求。型面的精度主要靠刀具刃磨的準確程度來保證。樣板刀適用于零件上的大圓角、圓弧槽以及變化范圍較小但又比較復(fù)雜的型面。

7、樣板刀的選擇見表21所示。 (3)靠模（仿形）法靠模（仿形）法3回轉(zhuǎn)曲面的加工回轉(zhuǎn)曲面的加工 加工如圖24、圖27所示工件的回轉(zhuǎn)曲面。若圖24所示工件的碗狀回轉(zhuǎn)曲面尺寸較大時，可采用如圖25所示的仿形（靠模）法進行加工；當其尺寸較小時，則采用圖26所示的成型刀加工。圖24 較大尺寸的回轉(zhuǎn)面 圖27 對拼式塑壓模型腔圖25 大尺寸回轉(zhuǎn)曲面的仿形加工 圖26 小尺寸回轉(zhuǎn)面的成型刀加工 1工件 2板架 3刀架 1花盤 2工件 3刀具 4靠模 5靠模支架 舉例 圖27所示為對拼式塑壓模型腔，在外形尺寸不大的情況下，都在車床上加工44.7mm圓球面以及21.71mm錐孔。為了保證型腔尺寸能夠準確對合，通

8、常應(yīng)預(yù)先將各鑲件間的結(jié)合面磨平，兩板間用銷釘定位，并用螺釘將其固定成一個整體才最后車削成形。車削加工的基本過程見表22。 2.2 銑削加工銑削加工 銑削加工在模具制造業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。在目前常見的模具中，如沖模、鍛模、塑料模、粉末冶金壓型模、精鑄模等，除內(nèi)腔有尖銳棱角等銑刀無法加工的部位外，一般情況下均可在普通銑床上進行加工。因此銑削加工在模具制造中占有很重要的地位。特別復(fù)雜的型腔（或型芯）型面要通過特種加工、數(shù)控加工或者仿形加工。 銑削加工的設(shè)備是銑床。銑床的種類很多，加工范圍極廣。在模具制造中，立式銑床和萬能工具銑床應(yīng)用最為廣泛，主要是對各種模具的型面和型腔進行加工。對于大型模具則較多地采

9、用仿形銑床加工型腔和不規(guī)則的成形部分。復(fù)雜型面則采用數(shù)控銑床或者加工中心加工。1平面或斜面的銑削平面或斜面的銑削 在銑床上選用不同（形狀、類型）的銑刀，配以附件（如分度頭、回轉(zhuǎn)臺、在銑床上選用不同（形狀、類型）的銑刀，配以附件（如分度頭、回轉(zhuǎn)臺、平口鉗等），可以加工各種平面、斜面、溝槽、型腔，在模具工作零件的加工平口鉗等），可以加工各種平面、斜面、溝槽、型腔，在模具工作零件的加工中應(yīng)用很廣。如圖中應(yīng)用很廣。如圖2-8所示。所示。2圓弧面的銑削圓弧面的銑削 圓轉(zhuǎn)臺是立銑加工中常用的附件，利用它可進行各種圓弧面的加工。圓轉(zhuǎn)臺是立銑加工中常用的附件，利用它可進行各種圓弧面的加工。圓轉(zhuǎn)臺安裝在立式銑床

10、的工作臺上，而工件則安裝在圓轉(zhuǎn)臺上。安裝工件時，圓轉(zhuǎn)臺安裝在立式銑床的工作臺上，而工件則安裝在圓轉(zhuǎn)臺上。安裝工件時，必須使被加工圓弧中心與圓轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心重合，并根據(jù)工件形狀來確定銑必須使被加工圓弧中心與圓轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心重合，并根據(jù)工件形狀來確定銑床主軸中心是否需要與圓轉(zhuǎn)臺中心重合。利用圓轉(zhuǎn)臺進行立銑加工圓弧面的床主軸中心是否需要與圓轉(zhuǎn)臺中心重合。利用圓轉(zhuǎn)臺進行立銑加工圓弧面的方式如表方式如表2-3所示。所示。 3復(fù)雜型腔或型面的銑削復(fù)雜型腔或型面的銑削 對于不規(guī)則的型腔或型面，可采用坐標法加工，即根據(jù)被加工點的位置，對于不規(guī)則的型腔或型面，可采用坐標法加工，即根據(jù)被加工點的位置，控制工作臺的

11、縱橫控制工作臺的縱橫(X、Y)向移動以及主軸頭的升降向移動以及主軸頭的升降(Z)進行立銑加工。例如，進行立銑加工。例如，圖圖2-9所示的不規(guī)則型面，其輪廓一般是按極坐標方法設(shè)計的，所以在加工前所示的不規(guī)則型面，其輪廓一般是按極坐標方法設(shè)計的，所以在加工前可按工件的極坐標半徑、夾角和加工用銑刀直徑計算出銑刀中心在各位置的可按工件的極坐標半徑、夾角和加工用銑刀直徑計算出銑刀中心在各位置的縱橫向坐標尺寸，然后逐點銑削。當立銑加工的對象為復(fù)雜的空間曲面時，縱橫向坐標尺寸，然后逐點銑削。當立銑加工的對象為復(fù)雜的空間曲面時，亦可采用坐標法，但需控制亦可采用坐標法，但需控制X、Y、Z三個坐標方向的移動。三個

12、坐標方向的移動。4坐標孔的銑削坐標孔的銑削 利用立銑工作臺縱向和橫向移動，可加工工件上的坐標孔。但因驅(qū)動工作臺移動的絲桿和螺母之間存在間隙，故孔距的加工精度不高。當孔距精度要求較高時，可用坐標銑床。這種銑床是以孔加工和立銑加工為主要對象的，在機床上裝有光電式或數(shù)字式讀數(shù)裝置，其加工精度比立式銑床高。2.3 成形磨削加工 成形磨削：是對模具工作零件型面進行精加工的一種方法，具有精度高、效率高等優(yōu)點。 可達技術(shù)參數(shù)：精度可達到IT5，Ra0.1m。 成形磨削用途：主要用于凸模、型芯、凹模拼塊、型腔拼塊等零件的精加工，也磨削電火花加工用的電極。 成形磨削加工材料：淬硬件及硬質(zhì)合金。模具是產(chǎn)品的母體，

13、因此，在現(xiàn)代模具中，工作件的形狀都比較復(fù)雜，圖210所示凸模和型芯的常見輪廓。成形磨削原理：把零件的輪廓分成若干直線和圓弧，然后按照一定工藝順序逐段磨削，使之達到產(chǎn)品的設(shè)計要求。圖210 凸模和型芯的常見輪廓凸?；蛐托颈砻娴慕M成平面 斜面圓弧面直線圓弧一成型砂輪磨削法成型砂輪磨削法：利用修整工具，將砂輪修整成與工件型面完全吻合的輪廓，再用此砂輪磨削工件，便可獲得滿足設(shè)計要求成形表面的形狀。如圖212a所示。成形砂輪磨削法的難點和關(guān)鍵技術(shù)：砂輪的修整。成型砂輪磨削法（成型砂輪）夾具磨削法（夾具）平面磨床成形磨床磨削機床凸模和型芯成形磨削 a） b） 圖212 成形磨削加工示意圖 a ) 成型砂輪

14、磨削法 b ) 夾具磨削法特點：加工精度很高，保證所磨削的零件具有互換性加工模具時，為了保證零件質(zhì)量、提高效率、降低成本，往往需要聯(lián)合使用。砂輪修整法砂輪修整器修整樣板刀擠壓法數(shù)控機床修整法電鍍法。 砂輪角度的修整砂輪圓弧的修整1砂輪修整器修整（1）砂輪角度的修整 如圖436所示 用途：磨削工件斜面。 結(jié)構(gòu)：圖437 a a ) b ) 圖437 正弦砂輪角度修整器a正弦砂輪角度修整器示意圖 b當450時修整器的位置示意圖 圖436 角度砂輪原理：砂輪按一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，角度修整器上的金剛石刀相對于砂輪軸線砂輪按一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，角度修整器上的金剛石刀相對于砂輪軸線傾斜一傾斜一 定的角度，定的角度

15、，并往復(fù)移動對砂輪進行修整，直到修出滿足要求的錐面并往復(fù)移動對砂輪進行修整，直到修出滿足要求的錐面（按正弦原理設(shè)計）。（按正弦原理設(shè)計）。 具體操作：圖圖4 437 a37 a是砂輪角度修整器示意圖）操作手輪可以使正弦尺座是砂輪角度修整器示意圖）操作手輪可以使正弦尺座帶著金剛刀和正弦圓柱繞著主軸轉(zhuǎn)動，改變塊規(guī)高度帶著金剛刀和正弦圓柱繞著主軸轉(zhuǎn)動，改變塊規(guī)高度H H的大小，即可改變砂輪的大小，即可改變砂輪的修整角度的修整角度。圖。圖4 437 b37 b所示是當砂輪的修整角度所示是當砂輪的修整角度45450 0時修整器的位置示時修整器的位置示意圖。塊規(guī)高度意圖。塊規(guī)高度H H是由若干量塊疊放成的

16、，其大小是通過砂輪角度是由若干量塊疊放成的，其大小是通過砂輪角度計算得出計算得出的。的。當砂輪的修整角度當砂輪的修整角度0 00 045450 0時時：2sindLPH 當砂輪的修整角度450時，H 的計算方法有變化，請讀者查閱相關(guān)資料，這里就不再贅述。 圖439 不同形狀的圓弧砂輪 砂輪圓弧的修整工具的結(jié)構(gòu)：如圖438所示。主要由擺桿、滑座、絲桿和主軸等組成。具體操作：擰動絲桿，可以使擺桿帶著金剛刀在滑座內(nèi)上下移動，以改變刀尖與主軸軸線之間的距離L，從而改變修整砂輪的圓弧半徑R；轉(zhuǎn)動手輪帶動滑座、擺桿和金剛刀整體繞主軸軸線轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過的角度可以從刻度盤上讀出，控制這個角度的大小就能通過金剛刀修

17、整出不同形狀的圓弧砂輪。圖439所示是不同形狀的圓弧砂輪。金剛刀尖到工具回轉(zhuǎn)中心的距離L等于砂輪圓弧半徑R的大小，即LR。此值需事先用墊塊規(guī)的方法調(diào)整好。圖439（2）砂輪圓弧的修整砂輪圓弧的形狀：H=PR （43） a） b）圖440 調(diào)節(jié)修整砂輪圓弧半徑的塊規(guī)值的計算方法用途：修整凸、凹圓弧砂輪修整凸、凹圓弧砂輪時，塊規(guī)值計算方法：修整凸圓弧砂輪時，如圖440 a所示，金剛刀尖高于工具中心，其塊規(guī)值為： H= P+R修整凹圓弧砂輪時，如圖440 b所示，金剛刀尖低于工具中心，其塊規(guī)值為： H=PR 式中 H應(yīng)墊塊規(guī)值；P工具的中心高； R砂輪圓弧的修整半徑。2砂輪修整的其它方法簡介（1）靠

18、模修整法 這是一種修整非圓弧曲線輪廓砂輪的方法，修整前需事先按照工件的形狀設(shè)計并制作出靠模（又稱曲線樣板）。修整時，控制金剛刀始終緊貼靠模的樣板曲線移動，并保證金剛刀的刀尖（垂直）通過砂輪的中心，刀尖就能修整出需要的砂輪輪廓。（2）成形刀擠壓法 通過車刀對慢速轉(zhuǎn)動的砂輪進行擠壓也可以修整砂輪，此方法的關(guān)鍵是事先加工出成型車刀，然后用此車刀對砂輪進行擠壓，即可加工出與成型車刀的刃形相同的砂輪輪廓。（3）數(shù)控機床修整法 這是一種用金剛刀對砂輪進行數(shù)控加工的方法，利用數(shù)控指令可以修整出各種形狀的砂輪輪廓。（4）電鍍法 這種方法是先按照所要磨削的工件型面設(shè)計并加工出鋼制的砂輪輪坯，再用電鍍的方法在輪坯

19、表面鍍一層金剛砂。即可得到各種不同的砂輪輪廓。1正弦精密平口鉗 結(jié)構(gòu)原理：正弦精密平口鉗按正弦原理構(gòu)成，主要由帶有精密平口鉗的正弦尺和底座組成，如圖221所示。工件3裝夾在平口鉗2上在正弦圓柱4和底座1的定位面之間墊入一定尺寸的塊規(guī)組，使工件傾斜所需的角度，即可磨出工件上的斜面。這種夾具最大的傾斜角度為450。二、夾具磨削法夾具磨削法：是將工件裝夾在專用夾具上，利用專用夾具使工件處于正確的空間位置，或者使工件在磨削過程中獲得所需的進給運動，以滿足磨削加工條件，從而磨削出模具工作件的成型表面。正弦精密平口鉗正弦磁力臺正弦分度夾具萬能夾具成形磨削的夾具加工加工加工平面、斜面平面、斜面、園弧面平面、

20、斜面、不同心園弧面用途：平面、斜面傾斜角度控制：墊入的塊規(guī)高度墊入的塊規(guī)高度計算：sinLH 式中 H需要墊入的塊規(guī)高度； L兩正弦圓柱間的中心距； 2正弦磁力臺 正弦磁力臺如圖222所示，工作原理與正弦精密平口鉗相似，其區(qū)別僅僅在于用電磁吸盤代替平口鉗裝夾工件。這種夾具用于磨削工件的斜面，尤其適合于裝夾不好夾持的扁平工件。最大傾斜角度也是450。上述兩種磨削斜面的夾具，如果配合成型砂輪使用，還可磨削由直線與圓 弧組成的復(fù)雜成形表面。如下圖。 直線與圓弧組成的成型面 3正弦分度夾具 正弦分度夾具又稱正弦分中夾具，用途：主要磨削具有同一個回轉(zhuǎn)中心的凸圓柱面、斜面及等分槽等。結(jié)構(gòu)原理：如何裝夾工件

21、？如何控制回轉(zhuǎn)角度？圖223所示是正弦分度夾具的原理圖。磨削前，松開T型螺栓13，尾座1可沿頂尖軸線方向移動，到達適當位置時再擰緊T型螺栓13。將工件支承在前、后頂尖上，后頂尖2可沿軸線方向適量移動，以調(diào)整工件與頂尖間的松緊程度。轉(zhuǎn)動分度蝸輪箱上的手輪（圖中未畫出），可使主軸5、工件3和分度盤8一起整體轉(zhuǎn)動，使工件實現(xiàn)圓周進給運動。安裝在主軸5后端的分度盤上有四個正弦圓柱，它們均勻分布在同一圓周上。磨削時，如果對工件的回轉(zhuǎn)角度精度要求不高，可直接利用分度盤8上的刻度和分度指針7讀出其角度值。但如果對工件的回轉(zhuǎn)角度精度要求較高時，則可通過在正弦圓柱9與塊規(guī)墊板10之間墊入適當尺寸的塊規(guī)，以控制工

22、件轉(zhuǎn)角的大小。分度盤8上的四個正弦圓柱是用來控制工件轉(zhuǎn)角的，如圖445所示。使用時，在其中一個圓柱與塊規(guī)墊板10之間墊入塊規(guī)，便能控制工件回轉(zhuǎn)角度的大小。圖223 正弦分度夾具的原理圖1尾座 2后頂尖 3工件 4前頂尖 5主軸 6分度蝸輪箱 7分度指針8分度盤 9正弦圓柱 10塊規(guī)座 11主軸座 12底座 13T型螺栓 a ) b ) c )圖224 塊規(guī)的計算塊規(guī)的計算：設(shè)正弦圓柱與分度盤的中心距為L（LD/2，D為正弦圓柱所在圓的直徑），同時當其中一對圓柱處于水平位置時，將該圓柱設(shè)為H0，如圖445a所示。 如果工件需回轉(zhuǎn)的角度為，當分度盤分別處于圖224b、c位置時，在正弦圓柱與塊規(guī)墊板

23、之間所墊的塊規(guī)高度H1、H2應(yīng)按下式計算： sin01LHH sin02LHH 用正弦分度夾具磨削工件時，被磨削表面的尺寸是用測量調(diào)整器、塊規(guī)和百分表采用比較測量法測定的。測量調(diào)整器結(jié)構(gòu)原理：如圖227所示，由三角架1、塊規(guī)座2和鎖緊裝置組成。松開鎖緊螺母4，塊規(guī)座2可以沿三角架上的導(dǎo)向槽上下移動，當達到適當位置時可用鎖緊螺母4鎖緊。為了保證測量精度，調(diào)整器制造很精確，在任意位置上，塊規(guī)座的測量面A、B都分別與D 、C保持平行。夾具中心高的測定：在正弦分度夾具上，無論是磨削平面還是圓弧面，都是以夾具的回轉(zhuǎn)中心線（即圖228中主軸5的軸線）為測量基準的。為此，磨削前首先應(yīng)調(diào)整好塊規(guī)座的位置， 圖

24、227 測量調(diào)整器 圖228 夾具中心高的測定1三角架 2塊規(guī)座 3螺釘 4鎖緊螺母 使它能反映出夾具的中心高度h。為了便于測量，通常把塊規(guī)座的B面調(diào)整到比夾具中心高低50mm，如圖447所示。在夾具的前后頂尖間安放一根直徑為d的標準圓柱量棒，并在調(diào)整器的B面上安放一只50mm的塊規(guī)及尺寸為d/2的塊規(guī)組。調(diào)整塊規(guī)座的位置，使百分表在塊規(guī)組上表面和圓柱量棒上母線的讀數(shù)相同，然后固定塊規(guī)座，取下d/2的塊規(guī)組，則50mm塊規(guī)的上表面就與夾具的回轉(zhuǎn)中心線等高。舉例 磨削如圖229所示凸模的R16圓弧面和兩個300斜面。 凸模已經(jīng)粗加工，加工表面都留有0.150.20mm，并在圓弧R16的中心加工1

25、0 的工藝孔，凸模淬火后，先磨出兩端面和10到尺寸。然后選擇平面磨床，并在正弦分度夾具上利用心軸裝夾工件進行成形磨削，如圖225所示。 圖229凸模 圖225 用心軸裝夾工件1心軸 2工件 3螺母 4雞心夾頭 5正弦分度夾具主 磨削前，調(diào)整工件使R16的凸圓弧朝上，工件對稱中心線與分度盤豎直對稱線重合，如圖230所示（圖中未表示出凸圓弧朝上的位置）。校正工件后緊固雞心夾頭，開始磨削。用回轉(zhuǎn)法磨削R16凸圓弧面，工件轉(zhuǎn)到左右極限時，兩個300斜面恰好處于水平位置，故可在磨削凸圓弧面的同時，利用砂輪的橫向進給將兩個300斜面一齊磨出。cos01LHH R16凸圓弧面及兩個300斜面的測量高度均為（

26、h15.96）mm。控制工件600回轉(zhuǎn)角時應(yīng)墊的塊規(guī)值為:圖230 磨削凸模 5 . 0507030sin507001H95 若夾具的L=50mm，H70mm， 則正弦分度夾具常用于磨削同中心的凸圓弧和多邊形，如果與成型砂輪配合使用，則可磨削比較復(fù)雜的幾何型面。但當凸模的多個凸圓弧不同心時，則應(yīng)采用萬能夾具進行成形磨削。 mm4萬能夾具 萬能夾具是從分度夾具發(fā)展來的，兩者的分度部分是基本相同的，但由于萬能夾具多了十字拖板部分，在調(diào)整工件的空間位置方面比分度夾具更為完善。它是成形磨床的主要附件，也可作為平面磨床的成形磨削夾具。其結(jié)構(gòu)如圖231所示，主要由工件裝夾部分、分度部分、回轉(zhuǎn)部分和十字拖板

27、移動部分組成。 萬能分度夾具可以加工具有多個回轉(zhuǎn)中心的工件。工件裝夾在轉(zhuǎn)盤1上，轉(zhuǎn)盤帶著工件除了可以繞主軸軸線轉(zhuǎn)動外，還可以在兩個互相垂直的方向移動，從而將被磨削圓弧面的中心調(diào)整到主軸的回轉(zhuǎn)軸線上，此時，該圓弧面即可按回轉(zhuǎn)法進行磨削。 圖231 萬能夾具1轉(zhuǎn)盤 2手柄 3、15絲桿 4主軸 5六角螺釘 6蝸桿 7游標 螺釘 9正弦分度盤10蝸桿 11正弦圓柱 12塊規(guī)墊板 13夾具體 14中拖板 16橫拖板5成形磨削工藝尺寸的換算 模具工作件由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，用于加工的工藝基準往往與設(shè)計基準不一致。因此，在成形磨削前，必須根據(jù)設(shè)計尺寸換算出所需的工藝尺寸，并繪制出成形磨削工藝（尺寸）圖，以備

28、磨削時使用。根據(jù)磨削和測量的需，在萬能夾具上用回轉(zhuǎn)法磨削由多個回轉(zhuǎn)中的圓弧面組成的工件外型面時，首先要確定工件有幾個工藝中心。通常，工件有幾段圓弧面就有幾個工藝中心。在工藝圖中建立平面坐標系，確定出各工藝中心的坐標和圓弧面的張角，才便于十字拖板準確移位和確定主軸的回轉(zhuǎn)角度。用萬能夾具磨削工件時，工藝尺寸的換算有如下內(nèi)容： 1. 確定各圓弧中心的相對坐標； 2. 確定回轉(zhuǎn)中心至各斜面或者平面的垂直距離； 3.確定各斜面對坐標軸的傾斜角度； 4.確定各圓弧面的張角（又稱回轉(zhuǎn)角）。如果在磨削時工件可以自由回轉(zhuǎn)，而不傷及相鄰表面時，此角度可以不計算。2.4 坐標鏜床與坐標磨床加工坐標鏜床與坐標磨床加工

29、 1坐標鏜床加工坐標鏜床加工 坐標鏜床是一種高精度孔加工的精密機床，主要用于加工零件各面上有精確孔距要求的孔。所加工的孔不僅具有很高的尺寸精度和幾何精度，而且具有極高的孔距精度?？椎某叽缇瓤蛇_IT6IT7，表面粗糙度取決于加工方法，一般可達Ra0.8um，孔距精度可達0.0050.01。此外，坐標鏜床應(yīng)安裝在特別干燥和清潔的廠房內(nèi)，室溫應(yīng)保持恒溫201，空氣濕度應(yīng)在555%的范圍。 圖2-42 T4240B型雙柱光學(xué)坐標鏜床1-床身 2-主傳動座 3-工作臺 4-主變速箱 5、10-立柱 6-主軸箱 7-溜板 8-頂梁9、15、16、20-手鈕 11-橫梁 12-粗定位標尺 13-光屏 14

30、、19-手輪 17-指針 18-主軸坐標鏜床在加工時需要使用附件，常見的附件有光學(xué)中心找正器；鏜孔夾頭；萬能回轉(zhuǎn)臺。如圖2-43、圖2-44、圖2-45所示。圖2-43 光學(xué)中心找正器 圖2-44 鏜孔夾頭a) 光學(xué)中心找正器 b)目鏡上相互垂直的細線 1-刀夾 2-緊固螺釘 1-定位角鐵 2-光學(xué)中心測定器 3-目鏡 4-工件 3-錐尾 4-調(diào)節(jié)螺釘圖2-45 萬能回轉(zhuǎn)臺1-水平回轉(zhuǎn)臺 2-傾斜手輪 3-回轉(zhuǎn)手輪2坐標磨床加工坐標磨床加工坐標磨床與坐標鏜床相似，也是利用準確的坐標定位實現(xiàn)孔的精密加工的，但它不是用鉆頭或鏜刀，而是用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪對已淬火的工件的內(nèi)孔進行磨削加工。因此，其加工精

31、度很高，可達到5um左右，表面粗糙度達Ra0.2um以上，可磨削的孔徑為0.8200。對于精密模具，常把坐標鏜床的加工作為孔加工的預(yù)備工序，最后用坐標磨床進行精加工。坐標磨床有三個主要的運動：砂輪的轉(zhuǎn)動（自轉(zhuǎn)）；主軸的行星回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）和上下往復(fù)運動（如圖2-46）。坐標磨床是依靠上述三個運動的互相配合而實現(xiàn)孔加工的。 圖2-47 坐標磨床上的各種磨削方法a）磨外圓b）磨錐孔c）磨臺階d）插磨型槽在坐標磨床上可進行各種加工，如內(nèi)、外圓磨削，沉孔磨削和錐孔磨削等。加工方法如圖2-47所示。在所有坐標機床的加工過程中，都必須把設(shè)計尺寸轉(zhuǎn)換成相對于基準的坐標尺寸。圖2-47 坐標磨床上的各種磨削方法a

32、）磨外圓b）磨錐孔c）磨臺階d）插磨型槽2.5 模具零件機械加工實例模具零件機械加工實例 例2-3 加工如圖2-48所示的模具導(dǎo)柱，材料為20鋼，表面要求滲碳處理。1. 零件工藝性分析零件工藝性分析 （1）零件材料：20鋼。切削加工性良好，無特殊加工問題和要求，故加工中不需要采取特殊工藝措施。刀具材料選擇范圍大，高速鋼或YT類硬質(zhì)合金均可以。 （2）零件組成表面：該零件的主要表面為兩段外圓柱表面,外加一個溝槽,兩端面和圓角。故選用的加工方法為車削和磨削。 （3）零件總體特點：長徑比達7，為細長軸。2. 技術(shù)要求分析技術(shù)要求分析 (1) 主要表面為兩段圓柱表面:326 a0.1（用于與導(dǎo)套滑動導(dǎo)

33、向，為零件配合面及工作面）, 326 a0.4（用于過盈裝配）,因此選用如下加工方案:粗車半精車粗磨精磨研磨。 (2) 定位基準的選擇 按基準選用的原則,應(yīng)選用工件的中心孔作為定位基準,符合基準重合原則和基準統(tǒng)一原則。 (3) 工件的熱處理 根據(jù)零件的加工技術(shù)要求，采用的熱處理方法為滲碳、淬火、低溫回火。具體工序為：粗加工半精加工滲碳淬火低溫回火精加工。3.機械加工順序的安排機械加工順序的安排 備料車端面打中心孔粗加工半精加工精加工光整加工。4.劃分加工階段劃分加工階段 可以劃分為五個加工階段 (1)備料階段 (2) 粗加工半精加工階段 (3)熱處理階段 (4) 精加工階段 (5) 光整加工階段。5.機械加工工藝規(guī)程（見表2-5） 例2-4 圖2-50所示為一冷沖模具的導(dǎo)套，材料為20鋼，淬火、低溫回火58-62HRC。 1結(jié)構(gòu)工藝性分析結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件是典型的套類零件，主要加工方法為鉆、鏜、車、磨。2技術(shù)要求分析技術(shù)要求分析（1）主要表面及其加工方案 主要表面為內(nèi)圓柱面32H7 Ra0. 2um，外圓柱面45r6 Ra0. 4um,其加工方案：內(nèi)圓柱面:鉆粗鏜（擴）半粗鏜粗磨精磨；對于外圓柱面:粗車半精車粗磨精磨。（2）定位基準 根據(jù)基準選擇的原