模具成形表面的特種加工課件

1、 項(xiàng)目2 軸類零件的制造工藝 教學(xué)內(nèi)容：車床的加工原理和工藝過程外圓磨的原理和加工工藝熱處理的原理和加工工藝研磨拋光的原理和工藝過程零件的分析 （1）形狀精度（2）位置精度（3）尺寸精度（4）表面質(zhì)量特點(diǎn)：同軸圓柱面2、導(dǎo)柱的加工1）加工方案的選擇2）導(dǎo)柱的制造工藝過程備料 粗加工 半精加工 熱處理 精加工 光整加工下料 車端面、打中心孔 車外圓 檢驗(yàn) 熱處理 研中心孔 磨外圓 研磨 檢驗(yàn) 3）導(dǎo)柱加工過程中的定位 導(dǎo)柱中心孔在熱處理加工后需要定位修正，消除熱處理變形和其他缺陷，使磨削外圓能夠獲得精確定位，保證外圓柱面的形狀和位置精度。 修正方式： 三爪卡盤夾持錐形砂輪、三爪卡盤夾持研磨頭、硬

2、質(zhì)合金梅花棱形頂尖（見下圖）4）導(dǎo)柱的研磨 典型的桿類零件 零件：導(dǎo)柱、頂針、模柄 特點(diǎn)：同軸圓柱面光整加工光整加工是以降低零件表面粗糙度，提高表面形狀精度、位置精度和增加表光澤為主要目的；研磨和拋光加工統(tǒng)稱為光整加工。在模具加工中，光整加工主要用于模具的成形表而它對(duì)于提高模具壽命和形狀精度，以及保證順利成形都起著重要的作用。一、研磨和拋光的機(jī)理 (一) 研磨的機(jī)理 研磨是使用研具、游離磨料對(duì)被加工表面進(jìn)行微量加工的精密加工方法。在被加工表面和研具之間置以游離磨料和潤(rùn)滑劑，使被加工表面和研具之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并施以定壓力，磨料產(chǎn)生切削、擠壓等作用，從而去除表面凸起處使被加工表面精度提高、表面粗糙

3、度降低，研磨加工過程如圖51所示。在研磨過程中，被加工表面發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化其主要作用如下：微切削作用擠壓塑性變形化學(xué)作用（二）研磨的特點(diǎn)尺寸精度高: 0.025um形位精度高表面粗糙度低: 0.1表面耐磨性提高耐疲勞強(qiáng)度提高多為手工作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大（三）拋光的機(jī)理拋光與研磨加工基本相同， 拋光是種比研磨更微磨削的精密加工。拋光和研磨的區(qū)別研磨時(shí)研具較硬，微切削作用和擠壓塑性變形作用較強(qiáng) 在尺寸精度相表面粗糙度兩方面都有明顯的加工效果。 在拋光過程中存在著微切削作用和化學(xué)作用，由于拋光所用的研具較軟，不改變表面的形狀精度和位置精度,拋光加工后的表面粗糙度可達(dá)0.4um以下。三、研磨拋光分

4、類 ()按操作方式分 1手工作業(yè)研磨拋光 2機(jī)械沒備研磨拋光 二)按磨料在研磨拋光過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡分 1游離磨料研磨拋光 2固定磨料研磨拋光 (三)按研磨拋光的機(jī)理分 1機(jī)械式研磨拋光 2. 非機(jī)械式研磨拋光 主要依靠電能、化學(xué)能等非機(jī)械能形式進(jìn)行的研磨拋光。 (四) 按研磨拋光劑使用的條件分 1濕研 效率高 粗研 2干研 精研 3半干研 膏狀四、研磨拋光的加工要素五、研磨拋光劑 研磨拋光劑是由磨料和研磨拋光液組成。磨料 磨料起對(duì)被加工表面產(chǎn)生切削、擠壓等作用，使被加工表面精度提高。 氧化鋁系（剛玉系） 碳化物系（碳化硅） 金剛石系 氧化鐵系磨料粒度： 篩分法 4#-240# 顯微鏡分析法 W

5、 65-W 0.5 研磨拋光液 研磨拋光液起調(diào)和磨料和冷卻潤(rùn)滑作用 研磨拋光液有植物油、礦物油、動(dòng)物油研磨拋光膏 研磨拋光膏是由磨料和研磨拋光液配制好的研磨拋光劑六、研磨拋光工具1、研具材料 研具 研磨拋光是直接與加工表面接觸 的工具研具材料有低碳鋼、灰鑄鐵、銅、木材、塑料、皮革、毛氈等。2.普通油石 直接用于粗研磨。3.研磨平板 用于平面研磨 4.外圓研磨環(huán) 一般用在車床上磨工件外圓。 5.內(nèi)圓研磨芯棒 可在鉆床上研磨內(nèi)孔。 6.研磨拋光輔助工具三、研磨拋光工藝過程拋光余量：取決于零件的尺寸、原始表面粗糙度、最終精度等，原則上研磨拋光余量只能去處表面加工痕跡和變質(zhì)層。研磨拋光過程：粗研磨-細(xì)

6、研磨-精研磨-拋光拋光軌跡往復(fù)或交叉不能重復(fù)第 三 節(jié) 電化學(xué)拋光一、基本原理和特點(diǎn)（一）基本原理陽極在電化學(xué)作用下產(chǎn)生溶解現(xiàn)象，使工件表面平整。（二）、特點(diǎn)1、提高尺寸和表面精度Ra達(dá)0.40.2m2、效率提高3、工藝方法簡(jiǎn)單4、不能消除表面粗波紋。二、拋光方式（一）整體電化學(xué)拋光（二）逐步電化學(xué)拋光拋光工具導(dǎo)電油石金屬導(dǎo)電銼小氈輪和硬木棍超聲波拋光基本原理超聲波拋光是利用工具端面作超聲頻振動(dòng)，迫使磨料懸浮液對(duì)硬脆材料表面進(jìn)行高頻率的微加工和空化作用的一種成形方法。超聲波拋光的作用是降低表面粗糙度。超聲波拋光原理示意圖如下 二、設(shè)備簡(jiǎn)介模具超聲波拋光機(jī)如圖514所示。超聲波拋光機(jī)主要由超聲波

7、發(fā)生器、機(jī)械振動(dòng)換能器和機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。如圖515所示。(一)、超聲波發(fā)生器超聲波發(fā)生器的作用是將50Hz的交流電轉(zhuǎn)變成具有一定功率輸出的超聲波電振蕩，迫使工具端面做縱向往復(fù)振動(dòng)。模具超聲波振蕩發(fā)生器多采用晶體管式和集成電路式。(二)機(jī)械振動(dòng)換能器換能器的作用是將超聲波電振蕩轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)、目前有壓電效應(yīng)式和滋致伸縮效應(yīng)式兩種： 1、 壓電效應(yīng)式換能器壓電效應(yīng)式換能器是利用在鋯鈦酸鉛介面上加以一定電壓后則產(chǎn)生一定的機(jī)械變形；反之，當(dāng)它受到機(jī)械壓縮或機(jī)械拉伸時(shí)介面將產(chǎn)生一定的電荷，形成一定的電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”。壓電效應(yīng)式換能器如圖5-16所示，鋯鈦酸鉛制成圓形薄片，兩面鍍銀，

8、經(jīng)高壓直流電進(jìn)行極化處理，一面為陽極，一面為陰極。使用時(shí)，將兩片迭在一起，陽極在中間，陰極在兩側(cè)，經(jīng)上、下端塊用螺釘夾緊，陽極必須與設(shè)備絕緣，為了導(dǎo)電引線方便，常用鎳片夾在兩壓電陶瓷片陽極之間作為接線端片。 2磁致伸縮效應(yīng)式換能器磁致伸縮效應(yīng)式換能器是利用鎳、鈷、鐵等鐵磁體置于變化的磁場(chǎng)內(nèi)，隨著磁場(chǎng)的變化，鐵磁體長(zhǎng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應(yīng)。機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)包括變幅桿和工具。當(dāng)加工端面較小時(shí)，兩者可以做成一體。變幅桿 變幅桿也叫振蕩擴(kuò)大器2工具工具和變幅桿之間采用機(jī)械或膠合方式相連接，超聲波機(jī)械振動(dòng)經(jīng)變幅桿擴(kuò)大振幅后傳給工具，工作時(shí)沿軸向振功，工具頭的形狀應(yīng)該和模具拋光型腔形狀相適應(yīng)；根據(jù)拋

9、光方式不同，工具頭分固定磨料和游離磨料兩種形式。第 五 節(jié) 擠壓研磨拋光擠壓研磨拋光屬于磨料流動(dòng)加工，還可以去除零件內(nèi)部通道上的毛刺。一、基本原理擠壓研磨拋光是利用一種含有磨料和油泥狀的彈粘性高分子介質(zhì)混合組成的粘性研磨拋光劑，在一定壓力作用下通過被加工表面，由于磨料顆粒的刮削作用去除被加工表面的微觀不平材料的工藝方法。磨料顆粒相當(dāng)于“軟砂輪”，在流動(dòng)中緊貼零件加工表面的磨料由于壓力摩擦和切削作用，將“切屑”從被加工表面刮離。 二、特點(diǎn)1適用范圍廣 2拋光效果好 3研磨拋光效率高四、機(jī)床簡(jiǎn)介和夾具(一)機(jī)床 目前，國(guó)內(nèi)外擠壓研磨拋光機(jī)多為立式對(duì)置活塞式，通過兩活塞的運(yùn)動(dòng)，迫使研磨拋光劑作上下流動(dòng)。機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖520所示。上磨料室固定在機(jī)床活動(dòng)橫梁5、活動(dòng)橫梁在兩立柱上可以上下移動(dòng)，夾具和被拋光的零件安裝在上、下磨料室之間，通過夾緊液壓缸3使活動(dòng)橫梁完成夾緊。上、下磨料室內(nèi)的上、下活塞內(nèi)兩個(gè)擠壓液壓缸2驅(qū)動(dòng)，作上下住復(fù)運(yùn)動(dòng)。(二) 夾具擠壓研磨拋光所用的夾具，除要完成定位和夾緊