大学精品课件：第三讲模具机械加工b.ppt

1、第三讲 模具的机械加工,一般机械加工 仿形加工 精密加工,模具加工特点：模具零件形状复杂，精度要求高。需要使用电火花加工、电火花线切割、精密磨削，数控加工中心等先进设备。,一般机械加工（自学）,车削加工 铣削加工 刨削和插削加工 磨削加工,仿形加工,仿形加工原理 仿形加工工艺（自学） 加工效率高，其初加工效率为电火花加工40-50倍，尺寸精度达0.05mm，表面粗糙度为Ra3.2-6.3m。不能加工内清角和较深的窄槽，对于要求高的模具，该工艺只能作粗加工工序。加工前必须制作靠模、选择触头和刀具。仿形加工的基本形式有：垂直二维仿形、水平二维仿形、三维仿形 雕刻加工,仿形加工主要加工各种模具型腔或

2、型面，包括：仿形车削、仿形刨削、仿形铣削、仿形磨削。,仿形加工原理,仿形加工以靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加一定压力，并沿其表面移动，通过仿形机构，使刀具做同步动作。 实现仿形加工的方法有：机械式、液压式、电控式、电液式、光电式。 机械式仿形触头与刀具刚性连接，如通过缩放仪及杠杆连接。其靠模与触头之间有较大的压力，引起弹性变形，易磨损，精度较低。 液压式仿形利用油液作为介质传递信息和动力。其结构简单、体积小、输出功率大。其精度比机械式仿形高。,仿形加工,电控式仿形铣床以电信号传递信息，利用伺服电机带动铣刀作仿形运动。触头与靠模接触并作相对移动，通过传感器将此信号变成电信号，经随动系统放大

3、后，控制铣刀运动。触头压力比机械式小(16N)，精度0.010.03mm。 电液式仿形以电传感器传递信息，利用液压作为动力进行仿形加工。传感器信号经电-液转换机构（电液伺服阀）使液压执行机构驱动工作台做相应的伺服运动。 光电式仿形利用光电传感器传递信息。加工时不需靠模，只需图样，由光电跟踪接受图样反射的光信号，经光敏元件转换成电信号送往控制部分进行变换处理和放大，分别控制X、Y两方向的伺服电机带动工作台作仿形运动。,雕刻加工,在模具形腔表面或型面上带有文字、数字和花纹图案时，用前述方法难以加工，需要用雕刻加工。雕刻加工属机械式仿形加工的一种，但不是直接作用式机械仿形，是通过缩放尺进行仿形。缩放

4、尺的比例可调，靠模放大率越大，雕刻的花纹越细致，精度越高。 雕刻机分为平面雕刻机和立体雕刻机：前者用于加工平面上的文字、图案，后者还可以加工小型模具。,模具精密加工,坐标镗床加工：是一种高精度孔的加工方法，主要用于加工零件各面上有精确孔距要求的孔。孔尺寸精度可达IT6-IT7，表面粗糙度可达Ra.8m，孔距精度达0.0050.01mm。 坐标镗床是一种高精度机床，其零部件制造与装配精度很高，刚性、抗振性好。分立式单柱、立式双柱和卧式。靠精密测量装置来确定工作台、主轴位移距离，以实现工件与刀具精确定位。常见测量装置有：带校正尺的精密丝杆坐标测量装置；精密刻度尺（光屏读数器坐标测量装置）；光栅（见

5、教材图）,立式双柱坐标镗床 1工作台；2横梁；3，6立柱；4顶梁； 5主轴箱；7主轴；8床身,万能回转工作台 圆形回转工作台 光学显微镜式和千分表式中心测定器 各种镗杆和镗孔工具,坐标镗床的主要附件,坐标镗削加工工艺（自学）,模具精密加工,坐标磨床加工：与坐标镗床相似，利用准确的坐标定位实现孔的精确加工，利用高速旋转的砂轮对淬火的工件内孔进行磨削加工。精度达m， Ra.m，可磨孔径为：.8-200mm。 坐标磨床有立式和卧式，模具加工常用立式。有三个主要运动：砂轮自转，主轴公转（行星回转）及主轴上下往复运动。是精密坐标定位机构与行星高速磨削机构的结合。（见教材图）,成形磨削,概述 成形砂轮磨削

6、法 夹具磨削法,原理：把零件的轮廓分成若干直线与园弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，使之达到图样上的技术要求。 设备： 平面磨床 成形磨床 成形磨削的方法 成形砂轮磨削法 夹具磨削法,图解,概述,加工范围（模具制造） 精加工凸模、拼块凹模及电极,成形砂轮磨削法,砂轮的选择 性能指标：磨料、粒度、硬度、组织、结合剂 选用标准：磨损量小、组织均匀（参考见P.39表2-10） 砂轮的修理 砂轮角度的修理 圆弧砂轮的修理 非圆弧砂轮的修理,“成形砂轮磨削法”之 砂轮角度的修理（一）,修理砂轮角度的夹具是按照正弦原理设计的。 左图为修理砂轮角度工具。,修理砂轮角度夹具,齿轮,齿条,“成形砂轮磨削法”之 砂

7、轮角度的修理（二）,a) b) c),砂轮圆弧的修整,修整圆弧砂轮夹具 1金刚刀；2摆杆； 3滑座；4刻度盘；5角度标; 6主轴；7手轮；8挡块； 9支架；10螺杆,靠模工具修整砂轮 1支架；2样板； 3靠模工具；4金刚刀,“成形砂轮磨削法”之 圆弧砂轮的修理（一）,修理圆弧砂轮,修理园弧砂轮工具结构原理：由摆杆、滑座和支架等组成。 修整砂轮，先根据所修砂轮的情况及半径计算块规值，并调好金刚刀尖的位置，然后按照工具，使刀尖处于砂轮下面，旋转手轮，使金刚刀绕工具的主轴中心来回摆动则可修整出园弧。,=P+R,修整凸圆弧砂轮半径 的控制过程动态演示,=P-R,修整凹圆弧砂轮半径 的控制过程动态演示,

8、“成形砂轮磨削法”之 圆弧砂轮的修理（二）,该工具是用块规控制金刚刀与支架的相对位置来调节圆弧半径的。 调节方法 修整凸圆弧砂轮 修整凹圆弧砂轮,修整圆弧砂轮工具（立式）,修整凸圆弧砂轮半径的调节过程（立式）,修整凹圆弧砂轮半径的调节过程（立式）,“成形砂轮磨削法”之 非圆弧砂轮的修理,样板曲线是按照被磨削工件的形状而设计的，其制造精度应高于工件精度。 修整凸、凹圆弧砂轮的靠模工具之区别为 其触头形状：凸平凹尖 注意事项：为了保证修出的砂轮形状准确，必须使金刚刀尖在通过砂轮主轴中心的垂直面或水平面内运动。,用靠模工具修整砂轮,夹具磨削法,正弦精密平口钳 正弦磁力台(P.44),正弦分中夹具 万

9、能夹具 光学曲线磨床,结束,应垫块规的计算,“夹具磨削法”之 正弦分中夹具（一）,适用： 磨削具有同一回转中心的凸圆柱面和斜面。 工作原理（P.46） 块规值计算（分二种情况）,正弦分中夹具,正弦分中夹具 1量块垫板；2蜗杆；3正弦圆柱；4分度盘； 5零位指标；6蜗轮；7主轴；8前顶座； 9前顶尖；10鸡心夹头；11工件；12后顶尖； 13手轮；14支架；15底座,结合教材分析原理P46,返回,“夹具磨削法”之 正弦分中夹具（二）,工件的安装方法 心轴装夹法 适用：工件上有内孔或可作工艺孔，且孔中心为成形外表面的回转中心,双顶尖装夹法 适用：工件上没有内孔且不可作工艺孔,测量方法： 被磨削表面

10、尺寸用测量调整器，块规和百分表作比较测量。,“夹具磨削法”之 正弦分中夹具（三）,具体方法： 调整块规座位置使它能反映夹具的中心高（如下图所示）,设被测量表面距夹具中心为s，则块规组上的测量高度为 H=h+s,实例,a),返回,b),c),d),适用：磨削不同心的凸圆柱面和斜面 工件的装夹方法 用螺钉紧固工件 用精密平口钳装夹 用磁力台装夹 用磨回转体的夹具装夹,组成： 装夹部分、回转部分、十字滑板和分度部分,“夹具磨削法”之 万能夹具（一）,图解,万能夹具是成形磨床的主要部件,也可用于平面磨床,万能夹具 1转盘；2小滑板；3手柄；4中滑板；5丝杆；6丝杆；7主轴；8蜗轮；9游标；10正弦分度

11、盘;11蜗杆； 12正弦圆柱；13量块垫板；14夹具体；15滑板座,万能夹具比正弦分中夹具更完善，不但能使工件回转，通过十字滑块还可使工件在两个垂直方向移动，以调整工件回转中心，使它与夹具主轴中心重合,圆弧的测量,“夹具磨削法”之 万能夹具（二）,A）凸圆弧 H=h+R,“夹具磨削法”之 成形磨削工艺尺寸的换算,成形磨削工艺尺寸的换算的要求是根据磨削和测量的需要而定的。 工艺尺寸的换算的要求： 各圆弧中心之间的坐标尺寸。（万能夹具） 回转中心至各斜面或平面的垂直距离。 各斜面对坐标轴的倾斜角度。 各圆弧的包角。 工艺尺寸的换算结果要求： 中间数值（六位） 最终值（二三位） 角度值（10 ）,工

12、艺尺寸的换算实例,返回,凸模磨削顺序与操作要点,返回,成形磨床,垂直调节手轮,床身,手轮 （夹具横向移动）,手把（锁紧万能夹具）,砂轮,垂直导轨,纵向导轨,磨头架,电动机,测量平台,万能夹具,夹具工作台,手把 （控制往复运动）,返回,返回,各类成形砂轮,返回,图11 正弦精密平口钳 1量块；2正弦圆柱；3砂轮； 4工件； 5精密平口钳；6底座,返回,成形砂轮磨削法与夹具磨削法,返回,成形砂轮磨削法与夹具磨削法,返回,正弦规,正弦规是利用正弦函数原理对精密角度进行间接测量或加工的一种常用的精密量具或工具,常用于测量内、外锥体的锥角及外锥体的大小端直径,也用于测量角度块的角度、孔中心线与平面之间的夹角.正弦规实际上是通过测量长度来计算角度,结构简单,造价低廉,使用方便. 通过误差分析得出:利用正弦规测量小角度能获得很高的精度.,利用正弦原理可将小角度测量转化为线度测量。即只要已知直角三角形的斜边，测量小角度的对边,光学曲线磨床,M9017A型光学曲线磨床 1投影屏幕；2砂轮架；3，5，6手柄；4工作台,光学曲线磨床,光学曲线磨床,光学曲线磨床的基本原理 1光源；2砂轮；3工件； 4光屏；5棱镜,结束语,了解成形磨削的工序性质、原理和设备。 重点掌握成形砂轮磨削法和夹具磨削法及成形磨削工艺尺寸的换算。,退出,退出,