高级模具钳工工艺与技能训练（第二版）课件：高精度零件加工

高精度零件加工高精度零件的修整、研磨与抛光高精度配合件加工课题一课题二课题五课题一高精度配合件加工１.选用最大、最平整的面作为锉削基准。２.选用已作为划线基准、测量基准的面作为锉削基准。３.选用锉削余量最少的面作为锉削基准。４.选用加工面精度最高的面作为锉削基准。５.选用已加工过的面作为锉削基准。一、锉削基准的确定１.锉削基准面达到精度及表面粗糙度要求的前提下，尽量减少锉削余量，使大部分锉削余量放在基准面的对面。２.按基准面进行划线划线是作为粗加工时的依据，精加工的精度，主要靠量具测量来保证。二、锉削加工过程３.锉削步骤(１)先锉削基准面。(２)先锉余量最少的面，以保证工件在加工余量少时能加工出形状与尺寸。(３)先锉精度高的面，后锉精度低的面。(４)先锉平行面，后锉垂直面。(５)先锉大面后锉小面，先锉平面后锉曲面。(６)从测量方便的角度考虑加工的先后。１.粗锉时压力大，锉刀行程长，接近留精锉余量时应减小锉削压力及行程。２.精锉时锉刀的行程不宜拉得太长，锉刀要紧贴锉面，注意压力要均匀。三、锉削加工注意事项课题二高精度零件的修整、研磨与抛光异型孔的形状多样，尺寸差别较大，有较高的质量要求。工作表面要求有较高的硬度，一般要进行淬硬处理，硬度达到60

~64HRC，热处理后由钳工进行修整、研磨或抛光。１.异型孔的压印锉修(１)特点及应用压印锉修加工异型孔是以加工成型的凸模作为基准件，对凹模的异型孔、凸模固定板、卸料板等进行压印，然后由模具钳工根据压印再进行锉修加工。应用于缺少专用压印加工设备，或模具凸模和异型孔要求间隙很小甚至无间隙的冲裁模具的制造。一、模具异型孔、型腔的修整加工(２)原理如图所示为凹模异型孔的压印。异型孔压印１—凸模２—异型孔板３—垫块４—直角尺(３)方法１)压印锉修前的准备。压印锉修的准备２)压印锉修过程。如图所示为一压印凸模，以它为基准件压印锉修异型孔。压印凸模异型孔压印锉修过程３)压印锉修工艺要点①压印的目的只是压出印痕，压入量不宜过大，减少压印锉修的次数。②多型孔固定板压印，利用已制成的多型孔凹模作为导向件对固定板进行压印。如图所示。利用凹模作导向件对固定板压印１—凸模２—凹模３—固定板４—平行夹头③有圆形凹模孔时，将固定板上安装圆形凸模的孔镗出，用定位销钉将凹模与固定板定位，通过凹模对固定板进行压印，如图所示。用销钉定位后通过凹模压印④若固定板的型孔有个别与凹模型孔的形状不完全一致，需另制压印工艺冲头，用精密方箱作为夹具进行压印。⑤当凸模、凹模间隙较小，直接以淬硬凹模为导向件对固定板进行压印。⑥压印前，型孔应先去除毛刺，留出压印锉修所需的余量。⑦对于大间隙冲模以及注塑模中内模镶件与模板的镶配，大多采用特制的压印工艺冲头进行压印。(见图)压印工艺冲头尺寸的确定ａ)异型孔ｂ)压印工艺冲头２.型腔的修整型腔的制造精度和表面质量要求较高。需要模具钳工对制件进行修整、抛光。(１)常规修整去除机械加工的切削痕迹或切削加工不到的地方，以降低其表面粗糙度值。１)錾削、锯削、锉削。２)利用盘式磨光机磨光。(２)机械抛光１)利用气动式手持研磨抛光器抛光。２)利用电动式手持研磨抛光机抛光。３.模具异形孔、型腔的凿碾加工凿碾工作是利用金属的延展性，用小凿子和小碾子对模具型腔、型芯等成型零件进行抠刻、雕琢、镶嵌和修补的一种特殊操作工艺，是一种少切削、不切削的加工。(１)凿碾工具１)小凿子。分弧口凿和平口凿两类。２)小碾子。是没有切削刃口的錾子。小凿子和小碾子要经过淬火和回火。挥锤方式选用腕挥。３)小凿子和小碾子的捏法。三种捏法:①正捏法。②反捏法。③立捏法。(２)凿碾方法１)凿碾各种纹面。①凿碾麻纹面。a.用钢材断面制作麻面碾子。b.用电火花加工痕迹制作碾子。②凿碾橘皮纹面。③凿碾木纹面。２)凿碾各种沿口的花边图案。①凿碾沿口肋。②凿碾沿口花边图案。３)凿碾平面文字和商标图案。若生产透明塑料制件，又在型芯上刻制图案时，则复制图样必须正贴；若塑料制件是不透明的塑料，则不论文字、图案刻在型腔上还是型芯上，均一律将图样反贴。４)凿碾模具型芯和推套啃坏的镶补。如图所示。型芯和推套啃坏后的镶补１—型芯２—推套３—型芯固定板４—支承板５—顶杆５)凿碾立体形态。①凿碾塑料花卉模具。采用多层次分型、开模形式。②凿碾动物、人体等玩具的模具。型腔一般均选择以中心轴为分型面。(３)凿碾注意事项１)模具钳工应具有较强的立体概念。２)从事凿碾工作需要学会描绘的基本知识和书写反字的技能。３)进行凿碾工作必须学会自制小凿子和小碾子。４)用于压印或电加工型腔的图案，文字压印的“戳子”和电加工的电极必须是正字和正面图案，用于加工型腔的各种成型碾子上的字和图案也应是正字和正面图案，只有透明塑件用于型芯上的图案、文字，其“戳子”和电极才采用反字和反面图案。二、精密研磨与抛光形状加工后的平滑加工和镜面加工称为零件表面的研磨与抛光。１.精密研磨与抛光的作用(１)提高塑料模具凹模型腔的表面质量。(２)提高塑料模具浇口、流道的表面质量。(３)使制件易于脱模。(４)提高模具接合面精度，模具尺寸精度及形状精度，塑料制件的精度。(５)对产生反应性气体的塑料进行注射成型时，模具表面状态良好，具有防止被腐蚀的作用。(６)防止出现粘模现象，提高成型性能。(７)去除电加工时所形成的熔融再凝固层和微裂纹。(８)减少由于局部过载而产生的裂纹或脱落，防止产生锈蚀。２.精密研磨的原理(１)微量切削作用(２)物理作用—塑性变形(３)化学作用研磨加工原理３.精密研磨的特点及应用(１)获得稳定的尺寸精度、高的形状精度和极低的表面粗糙度值，但研磨不能提高表面的位置精度。(２)零件表面质量好，耐腐蚀性强，耐磨性和抗疲劳强度高。(３)加工设备简单，制造方便，适应性好。用于现代工业各种零件的精密加工、光整加工和超精密加工中。４.精密研磨的方法(１)研磨工艺相关要素精密研磨的加工质量是由研磨设备的精度、检测仪器的精度、操作者的责任心和技能水平三者决定的。研磨加工工艺各相关要素见表。研磨加工工艺各相关要素(２)高精度平面的研磨１)平面研具①研磨平板。湿研平板分为开槽与不开槽两种。②研磨圆盘。研磨圆盘为机研研具表面开螺旋槽或径向直槽。２)平面研磨工艺参数①研磨压力。是一个变值。研磨平面时的压力和速度②研磨速度。在一定范围内，研磨作用随研磨速度的提高而增强。３)高精度平板的研磨①两块平板互研法。a.圆形运动。如图所示。上平板做圆形运动b.“8”字形运动。如图所示。上平板做“8”字形运动②以大研小法。研磨待加工的小平板，大平板的硬度必须高于小平板，且大平板始终处于下位。③以小研大法。用于对长方形平板的研磨，研磨大平板，小平板始终处于上位。④三块平板互研法。利用误差平均法原理，对三块硬度基本相同的平板按一定顺序交替循环研磨，研磨过程中要保持等温，间歇研磨。４)量块的精密研磨量块的研磨工艺过程见表。量块的研磨工艺过程５)V形架的精密研磨。(见图)精密V形架V形架的研磨步骤:①研磨大V形槽，采用整体式研具。②用平板研具研磨a面，使其与V形槽对称假想平面平行，如图所示。接着研磨b面，要同时保证b面与a面平行且保证a

、b两面对大V形槽的对称度。用千分表和检验棒检测位置误差１—检验平板２—表架３—千分表４—检验棒５—V形架研磨过程中要反复测量，避免研磨过头而返工。③研磨c面(用平板作研具)，既要保证c面与V形槽的平行度，又要保证其与

a面、b面的垂直度。④研磨e、

f

两侧面，使其与V形槽和a、b、c、d

四面相互垂直。⑤以研好的各面为基准，在平面磨床上用导磁V形铁定位加工出与大V形槽相对应的小V形槽。⑥用整体式研具研磨小V形槽，保证达到技术要求。(３)高精度内孔的研磨１)精密圆柱孔的研磨。分为手工研磨和机床配合手工研磨两种。如图所示。在车床上研磨套规内孔１—卡盘２—调节螺母３—套规(工件)４—研套５—可调节锥度心轴需要注意:操作者的手汗呈酸性，极易使金属表面产生锈蚀，应采取预防措施；握住工件时应保持平衡，同时使工件间歇转动，防止工件因自重而产生圆柱度误差。２)精密锥孔的研磨。①内、外圆锥配对研磨。如图所示为阀座与阀的配对研磨实例。阀座与阀的配对研磨②用研具研磨。如图所示。手工研磨和半机械化研磨锥孔ａ)用卡盘固定研具ｂ)用车床主轴固定研具１—夹具２—工件３—研具４—卡盘５—机床主轴６—研棒５.新型精密和超精密研磨(１)磁性研磨磁性研磨原理如图所示。磁性研磨原理１—工件２—磁极３—磁性磨料(２)电解研磨电解研磨工作原理如图所示。电解研磨工作原理１—研具(阴极)２—直流电源３—工件(阳极)４—电解液６.研抛(１)超精研抛１)超精研抛的特点。①高速、高效、轨迹复杂的研磨特性。②可直接加工出镜面。③在自由磨粒的液池中进行超精加工。２)超精研抛运动原理。超精研抛加工的磨具呈圆环形，超精研抛头制成圆环体，再用火漆粘接到磨具座上。超精研抛头与磨具座的组件称为超精研抛具。如图所示。超精研抛运动原理１—研抛头２—工件３—回转工作台４—双偏心轴５—移动滑板３)超精研抛具①超精研抛具的组成。由超精研抛头和超精研抛头座两部分组成，如图所示。脱脂木材研抛具１—研抛头座２—火漆３—研抛头(脱脂木材)②对超精研抛具的要求。研抛头应具有正确的几何形状与尺寸，研抛具自始至终要有“携带”或镶嵌研抛磨料的能力，研抛具应具有一定的研抛刚度和耐磨性，良好的磨料镶嵌性与保持性，具有容易“壳膜化”的性能。４)研抛头的材料。①脱脂木材。②细毛毡。５)研抛头的形状与尺寸。均制成空心圆片。研抛头端面任意点半径的圆周速度(m

/min)为:式中n———研拋具的转速r，/min研拋头的外径D。式中B———工件被研抛表面的宽度，mm。

e———研抛旋摆偏心量，mm。超精研抛头挖空直径d1可按表选取。超精研抛头挖空直径d1的选择mm６)超精研抛液①超精研抛液的作用。由研抛剂(自由磨粒)及其介质(纯水)组成。自由磨粒在研抛过程中相当于无数微型刃具。②超精研抛液的组成见表。超精研抛液的组成超精研抛液的组成③超精研抛液的配方。具体配方见表。防止研抛剂沉淀的研抛液配方(体积比)其研抛液配方见表。液中研抛的超精研抛液配方粗研抛选用较高浓度的研抛液，不透明深绿色的稠状液体；精研抛选用较低浓度的研抛液，半透明黄绿色的半稠状液体；终精研抛选用最低浓度的研抛液，透明浅黄色的液体。７)超精研抛工艺参数①加工余量。研抛前工件的表面粗糙度值越低，即表面越光洁，研抛达到镜面所需的时间越短，研抛效率越高。②压力。按表选取研抛压力。研抛压力的选取③超精研抛机的运动参数见表。超精研抛机的运动参数(２)液中研抛将工件置于恒温液体中进行研抛称为液中研抛，如图所示。抛光器的材料为中硬度的聚氨酯，非渗水材料，获得稳定不变的浮起间隙，对工件有黏附作用。液中研抛工件平面的装置１—恒温装置２—定流量装置３—压铁４—搅拌装置５—夹具６—工件７—抛光器８—抛光液与磨料(３)挤压研抛利用黏弹性物质作介质，混以磨粒而形成半流体磨料流反复挤压被加工表面的一种精密加工方法，主要用来研抛各种型面和型腔、去除毛刺或棱边倒圆等。挤压研抛专用设备(见图)挤压研抛设备１—上磨料缸２、６—活塞３—磨料流４—夹具５—工件７—下磨料缸７.超声波抛光进行微量尺寸加工，提高表面精度，减小工件表面粗糙度值，可得到近似镜面的光亮度。(１)超声波抛光的基本原理如图所示。超声波抛光原理１—超声波发生器２—换能器３—变幅杆４—抛光工具５—磨料悬浮液６—工件(２)超声波抛光的特点１)采用超声波抛光可以大大提高生产效率。２)显著降低表面粗糙度值。３)能高速地去除电火花加工后形成的表面硬化层及消除线切割加工的黑白条纹。４)对于窄槽、圆弧、深槽等的抛光尤为适用。５)采用超声波抛光可提高已加工表面的耐磨性和耐腐蚀性。(３)超声波抛光机如图所示包括超声频电振荡发生器、将电振荡转换成机械振动的换能器和机械振动系统。超声波抛光机１—超声波发生器２—脚踏开关３—手持工具头１)超声波发生器。２)换能器。３)变幅杆。４)抛光工具。(４)超声波抛光工艺１)超声波抛光的表面质量及其影响因素。具有较高的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层。表面粗糙度值的大小取决于每粒磨料每次撞击工件表面后留下的凹痕大小，它与磨料颗粒的直径、被加工材料的性质、超声振动的振幅、磨料悬浮液的成分等有关。磨料粒度与表面粗糙度