模具制造工艺-32

1、3.3 模具零件的精密加工为实现精密加工设计与加工方法相适应机床 “工欲善其事，必先利其器”/弹弓打飞机?刀具环境 温度201，湿度555%，减振，粉尘少沟通 制造设计人 素质，技术3.3.1 坐标镗床加工坐标镗床加工 用于：加工精确孔距的孔、孔系（如塑料模中的顶杆孔）；刻线、成品检验；铣削等3.3.1.1 坐标镗床及其测量系统坐标镗床及其测量系统 设备结构 卧式，立式（单、双柱） 主要特点：带有能指示工作台坐标位置的精密测量装置。 孔的尺寸精度 IT6 IT7级，0.8粗糙度，孔距精度0.0050.010mm 光学测量系统 放大40倍，控制精度1/1000mm， 数显 显微镜例子3.3.1.

2、2 主要附件主要附件1）万能转台 结构： 主分度回转轴（蜗轮副）任意角度；辅助回转轴090；组合成任意空间角度（高射炮类似） 用途：加工、检验互相垂直的孔，径向分布的孔，斜孔及斜面上的孔 （分度作用）2）光学中心测定器 定位角铁辅助3）镗孔夹头和镗刀 镗孔夹头（镗排） 组合可调结构 作用：按加工孔大小，精确调节刀尖与轴线的距离 镗刀 整体；活动刀头；微调刀头4）弹簧中心冲3.3.1.3 加工工艺加工工艺1）工件的定位 以划线为定位基准； 以外圆或孔为定位基准； 以互相垂直的两侧面为定位基准（常用） 定位角铁和光学中心测定器 用千分表和专用工具找正 用芯轴定位棒找正2）坐标的换算3）孔的加工 精

3、钻（小孔） 镗孔（较大） 铰孔（小于20） 步骤 钻中心孔钻孔精铰 钻孔扩孔精铰 钻孔半精镗精铰 （可调铰刀介绍） 被镗工件不热处理 无坐标磨床的情况下，有时，要用硬质合金刀镗淬硬工件，要注意以下几点： 尽量缩短刀杆（40Cr，HRC4348）长度，提高刚性 硬质合金刀上磨出宽0.3mm的负前角（10），以提高刀刃的强度（图） 加工余量 单边0.30.6，吃刀量按4：3：2：1分次加工 走刀量 据工件硬度选 一般0.090.11/转 主轴转速（与孔径有关）直径3050为200转/分 减小镗孔锥度的方法：受力分析找原因 孔系的加工方法有： 划线；用样板；用钻、镗模；用芯轴校准机床主轴；坐标法；坐

4、标镗；专用机床（多孔钻）3.3.2 坐标磨床加工坐标磨床加工 加工精度 5m级，粗糙度0.2m，0.82003.3.2.1 坐标磨床简介1. 三个主要运动 砂轮自转；主轴回转；上下运动2. 转速高 250000r/min3. 精确的坐标定位系统 精度2m4. 可手动，数控 附件：修砂轮器，角度、圆弧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与坐标镗床类似。3.2.2.3 加工实例加工实例 内、外圆磨削 回转工作台找正中心 各种砂轮的应用（铡磨）（图）3.3.3 成形磨削成形磨削3.3.3.1 概述 3类成形面：旋转成形面（如手柄）；直母线成形面（如凸模）；立体成形面（

5、如叶片） 原理：把零件轮廓分成若干简单单元（直线面、圆弧面、圆柱面），然后按照一定顺序逐段磨削，使之达到图样上的技术要求。 比喻：削铅笔，右手执刀，左手执铅笔 设备 曲线磨床（成形磨床） 万能夹具（图） 成形砂轮 各种形状 磨削方法 （1）成形砂轮磨削法成形砂轮磨削法；（2）夹具磨削夹具磨削法法。 联合应用3.3.3.2 成形砂轮磨削法1. 砂轮的选择2. 砂轮的修整 *角度：需要用块规 H=l-Lsin-(d/2) 类推 *圆弧：2种工具 *非圆弧曲面 靠模工具 样板 挤压法修整砂轮3.3.3.3 夹具磨削法 夹具介绍1）正弦精密平口钳2）正弦磁力台3）正弦分中夹具 用于磨削同一个中心的凸圆

6、弧和多角形 *芯轴装夹法 *双顶尖装夹法 测量调整器，水平尺（方框式）4）万能夹具用于磨削不同心凸圆弧装夹方法：螺钉、精密平口钳、磁力台、磨回转体夹具5）成形磨削工艺尺寸的换算 几何、三角运算，为减少积累误差，取小数点后6位，注公差者取中间尺寸 内容：圆弧中心坐标； 圆弧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； 各圆弧包角3.3.4 在光学曲线磨床上进行成形磨削在光学曲线磨床上进行成形磨削 精度可达35m，粗糙度0.2m，最小圆弧Rmin3m（陶瓷砂轮）或100m（一般砂轮） 设备 光屏500500 工艺要点 放大50（或20）倍 实质是仿形加工1）绘放大图 材料：描图纸 涤

7、纶薄膜、薄有机玻璃、薄玻璃、 图线宽0.10.2 误差：控制在0.25 装夹 一次直接磨削范围小，大件应分段磨 （化整为零，集零为整）2）工件装夹和定位 装夹方法：机械法；磁力法；粘结法 找正 放大图的十字中心线对准光屏中心标记； 使装夹工具的测量棱边对准放大图的十字中心线或拼模线； 当工件尺寸不能在一次投影中磨完全部型面时，用工件外形对准放大图基准线进行定位3）磨削方法3.4 模具零件的数控机床加工3.4.1 概述概述 1. 数控（NC）机床的应用和特点 模具制造特点（批量小、改型频繁、零件形状复杂、精度高、）决定了很适用数控机床加工。 NC机床的应用范围： 多品种、小批量生产的零件； 结构

8、比较复杂的零件； 需要频繁改型的零件； 价格昂贵，不允许报废的关键零件； 需要最少生产周期的急需零件。 NC机床的主要优点：1）自动化程度高，加工生产率高，可实现CIMS（计算机集成制造系统），是CAM的初级阶段；（减少了机动时间和辅助时间，如车床提高生产率312倍，铣床提高10倍以上）2）加工精度高（定位精度可达0.030.01），产品质量稳定，废品率低，可加工复杂零件的曲面形状，减少人为误差；3）适应性强，用于中、小批量生产时，换批调整方便（相对于生产线等，加工所需信息变更方便），且柔性较大，缩短生产准备时间，不需要专用工具；4）减轻操作者的劳动强度；5）良好的经济效益；6）有利于生产管理

9、现代化。 NC机床的局限性方面：1）控制比较复杂，结构要求更高、严格（刚性、精度、排屑、）；2）对编程操作者的熟练，刀具生产管理有很高的要求；3）安装、维护严格 伺服控制方式：1）开环控制系统（图）简单（无反馈测量系统） 易掌握，精度受限，速度不能提高。2）半闭环控制系统（图） 多应用 用测量丝杠或电机的回转角，间接测出机床运动部件的位移，反馈给控制系统和伺服系统，并与控制值比较，用差值进行控制。3）闭环控制系统（图） 反馈精度高于半闭环控制系统。调试比较困难，用于大型、高精度NC机床。 从伺服电机到机床工作台的机械传动链都闭合在伺服回路内，其刚度、谐振频率、阻尼特性、间隙、都会响应伺服系统的

10、快速响应特性和稳定性4）开环补偿型控制系统3. NC机床的分类1）按控制刀具相对工件移动的轨迹 *点位移控制系统 由一个位置到另一个位置的精确移动，先快后慢，如钻、镗、冲等 *点、直线控制系统 平行于坐标轴，只能作单坐标切削进给，如加工中心、车、铣、磨等 *连续轮廓控制系统 能对两个或两个以上的坐标轴同时控制，如铣、车、磨、齿轮机床、加工中心等2）按NC装置与机床的关系 内插补控制系统 NC装置本身就是一个插补器，可直接与机床相联（结构复杂，操作维护要求高，价格贵） 外插补控制系统 （NC装置，灵活性差，已少用）3）按伺服机构的控制方式 开环、半闭环、闭环、开环补偿型3.4.2 数控加工的程序

11、编制数控加工的程序编制 程序编制 把图纸的工程语言，变为数控装置的语言，并记录在控介上。3.4.2.1 程序编制的一般步骤与方法 零件图工艺分析、设计运动轨迹计算编写程序单制备控制介质程序校核、首件试切机床加工 修改1）工艺设计 分析、确定加工路线，定位夹紧方法，工步顺序 选机床、刀具、切削用量（走刀速度、主轴转速、切削宽度和深度）2）计算 进给路径，坐标系坐标系 对刀点对刀点：刀具相对零件运动的起点，可在零件上，也可在零件外，但必须与零件的定位基准有一定关系 换刀点： 刀位点： 起点、终点，弧心、切点、交点，逼近线段的交点3）编写加工程序单 手工编程人员所需知识 基本机加工实践；平面几何；简

12、单代数；简单解析几何；立体几何；代数；解析几何；基本的计算机编程知识；画法几何；平面三角学；球面三角学；数学计算；数值分析4）制备控制介质 穿孔机5）程序校核、首件试切 空转检查3.4.2.2 程序编制的有关指令代码1. 穿孔带及其代码 穿孔带不易受环境影响，便于长期保存和使用，程序的储存量大。 纸带标准尺寸 孔径1.83（GB199080） 8位（用7位） EIA代码 5列 ISO代码 8列 字符码孔的规律性2. 数控机床的坐标系1）坐标轴和运动方向 右手直角笛卡儿坐标系 工件固定，刀具移动，反之相反2）绝对坐标（G90） 增量坐标（G91）3. 准备功能与辅助功能代码1）准备功能G 使机床

13、建立起（准备好）某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。 G00 G99 共100个 祈本p1092）辅助功能M 主轴开、停，切削液开、闭，运动部件的夹紧与松开等 M00 M 99 共100个，分为10组 0组 通用的数控指令； 1组 铣、卧钻镗、坐标镗加工中心； 2组 车、立车、镗、车削中心； 3组 磨床和测量机； 4组 火焰/等离子/激光/水束/线电极切割机； 5组 最佳和适应控制； 6组 多托板/多头/多主轴机床和相对搬运设备； 7组 冲孔和步冲压力机； 8组 永不指定，可用于特殊用途； 9组 用于代码扩展。3.4.2.3 程序结构和格式 %（开始）1. （编号“0”）加工程序 程序段（N开头，LF结束）（字符不多于90） 字符每一个字母、数字、符号2. 程序段格式 排列顺序：程序字号；准备功能字；尺寸字；进给功能字；主轴转速功能字；刀具功能字；辅助功能字；程序结束段字3.4.2.4 数控铣床的加工和程序编制1. 平面与曲面加工的工艺处理1）平面轮廓加工2）曲面轮廓加工 *两坐标联动的三坐标行切法加工 *三坐标联动加工 *四坐标联动加工 *五坐标联动加工 2. 棱角过渡的处理3.4.3 数控装置数控装置3.4.3.1