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鄂 东 职 业 技 术 学 院 教 案第3次课 周别：第二周 学时数：2课 题： 仿形加工原理及仿形车削加工教学目的要求：1、掌握仿形加工原理及控制形式；2、仿形车削加工；主要教学内容： 1、 仿形加工原理及控制形式；2、 仿形车削加工；教学重点、难点：难点：仿形加工原理及控制形式 鄂 东 职 业 技 术 学 院 教 案讲授内容：仿形加工的定义：仿形加工是以预先制成的靠模为依据，加工时在一定压力作用下，触头与靠模工作表面紧密接触，并沿其表面移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在零件毛坯上加工出与靠模相同型面的零件。常用的仿形加工有仿形车削、仿形铣削、仿形刨削和仿形磨削等。一、仿形加工原理与控制形式实现仿形加工的方法根据靠模触头传递信息的形式和机床进给传动控制方式的不同，可以分为机械式、液压式、电控式、电液式和光电式等。机械式仿形的触头与刀具之间是以刚性连接，或通过其他机构如缩放仪及杠杆等进行连接，以实现同步仿形加工。图1.16所示为机械式仿形铣床的加工原理图。仿形触头5始终与靠模4的工作表面紧密接触，并沿其工作表面作相对运动，这个运动通过信息传递装置3传递给铣刀1，铣刀对工件2进行加工，而实现仿形。要注意的是对于平面轮廓的仿形需要两个方向的进给，S2产生的进给，叫做随动进给运动，如图1.16(a)所示。对空间轮廓的仿形，则需要三个方向的进给运动的相互配合其中S1、S3为主进给运动，S2为随动进给运动，如图1.16(b)所示。这类机床多数用手动进给或手动与机动相配合进给等多种方式实现仿形。图1.16 机械仿形工作原理1铣刀；2工件；3信息传递装置；4靠模；5仿形触头采用机械式仿形机床加工工件时，由于靠模与仿形触头之间有较大的作用力，又有相对运动。因而容易引起两构件工作面的磨损，而且在加工过程中，仿形触头以及起刚性连接的中间装置需要传递很大的力，会产生一定的弹性变形。所以机械式仿形加工的精度较低，不适宜加工精度要求高的零件。液压式仿形是利用液压油作为介质来传递运动信息和动力的。图1.17所示为液压仿形车削加工原理的示意图。液压缸与液压系统安装在托板6上，托板又安装在机床的大拖板上。仿形触头5始终与靠模4的工作型面接触，且与液压系统相连接，活塞杆又与车床中拖板相联。仿形车削加工时，车刀作纵向进给运动，仿形触头沿着靠模型面移动并产生横向运动而使液压系统工作，控制液压缸的进出油以及活塞两边的压力差，推活塞杆移动使中拖板和车刀作相应的横向进给运动，完成仿形车削。液压仿形具有结构简单，体积小而输出功率大，工作适应性强，动作灵敏度高等优点。且液压仿形装置没有传动间隙存在，因而其仿形精度要比机械式仿形精度高，一般在0.020.1 mm。仿形触头压力约为610 N。电控式仿形是以电信号传递仿形信息，利用伺服系统带动刀具作仿形运动。图1.18所示为电控式仿形车削加工示意图。它由靠模4、仿形触头5、电气控制系统3和信号放大系统6等部分组成。车削时，仿形触头沿靠模型面移动，产生仿形信号，经信号放大系统放大后，传递给电气控制系统，再由电气控制信号控制机械传动带动车刀作仿形进给运动，实现仿形车削加工。 图1.17 液压仿形车削示意图 图1.18 电控仿形车削示意图1工件；2链轮；3液压系统；4靠模； 1工件；2车刀；3电气控制系统；4靠模； 5仿形触头；6托板；7活塞杆；8车刀 5仿形触头；6信号放大系统电控式仿形的特点是：系统结构紧凑，传递信号快捷、准确、灵敏度高、仿形触头压力小(为16 N)、易于实现远距离控制，并可用计算机与其构成多工序连续控制的仿形加工系统 。电控式仿形的仿形精度可达0.010.03 mm。电液式仿形是以电传感器来传递仿形信号，利用液压力作为动力进行仿形加工的。仿形加工时，电传感器得到的电信号经过电-液转换机构(电液伺服阀)，使液压缸或液压电动机(也称液压马达)等液压执行机构驱动工作台作相应的伺服运动。为了得到较高的加工精度，要求电液伺服阀的启动、换向、停止等动作灵敏、准确，并且有较大的功率放大倍数，这种系统的仿形触头压力约为16 N。二、仿形车削仿形车削主要用于形状复杂的旋转曲面如凸轮、手柄、凸模、凹模型腔或型孔等的成形表面的加工。仿形车削加工设备主要有两类，一类是装有仿形装置的通用车床，另一类是专用仿形车床。仿形车削是平面轮廓仿形，需要两个方向的进给运动。一般仿形装置是使车刀在纵向进给的同时，又使车刀按照预定的轨迹横向运动，通过纵向与横向的运动合成，完成复杂旋转曲面的内、外形面加工。根据靠模样板在车床上的安装位置不同仿形车削又分为靠板靠模仿形，刀架靠模仿形和尾座靠模仿形。图1.19(a)所示为靠板靠模仿形车削示意图。它是由通用车床改装而成的。在床身外侧安装靠模板2，靠模板上有一条与工件成形表面的曲线和尺寸相同的型槽。将中拖板的丝杆抽掉，用连接板4通过滚柱3把中拖板与床鞍联接起来。车削时，当床鞍作纵向进给运动，滚柱在靠模板的型槽内移动，通过连接板带动刀具5作横向运动，刀具的纵向、横向运动合成完成仿形车削加工。图1.19(b)所示为尾座靠模仿形车削示意。靠模9安装在支架10上，支架用一定方法紧固在尾座上，将车床上的刀架拆除，在中拖板上安装板架7。将刀杆8装在板架的纵向孔内，刀杆的一端装有车刀，另一端装有靠模触头，在弹簧力作用下，保证触头与靠模接触。车削时，中拖板作横向进给运动，刀杆在靠模作用下产生纵向运动，完成仿形车削加工。这种方法适用于端面仿形车削。图1.19 机械式仿形车削1工件；2靠模板；3滚柱； 4连接板；5刀具；6工件；7板架；8刀杆；9靠模；10靠模支架仿形车削所用的靠模一般选用35 mm厚的钢板或硬铝板制造，其型面型槽须与被加工的旋转曲面的形状尺寸一致。有些靠模与触头间作用压力小的靠模可以选用硬木、铝材或环氧树脂制造，其型面的形状、尺寸与模具零件的形状、尺寸须一致。仿形车削一般用于精加工工序，在仿形车削之前，应