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1、37421z2a,主编,第二章 模具成形表面的机械加工,第二章 模具成形表面的机械加工,第一节 一般机械加工 第二节 成形磨削,第一节 一般机械加工,一、仿形车削 仿形车削主要用于复杂旋转曲面凸模、型腔或型孔的回转体成形表面的加工。对于型状简单的中、小型工件，常常在普通车床上采用手工控制的方法，通过人为操作纵向进给和横向进给的同时不同步运动来完成，最后通过样板进行精确修正；也可用样板车刀进行车削。大、中型工件的仿形车削加工设备是带有仿形装置的通用车床或专用车床。一般仿形装置使车刀在纵向走刀的同时，又使车刀按预定轨迹横向走刀，通过纵向走刀和横向走刀的复合运动，完成复杂旋转曲面的内、外形加工。仿形
2、车削按照机床仿形装置的仿形控制方式不同，分为机械仿形、液压仿形和电气仿形。,第一节 一般机械加工,1.tif,第一节 一般机械加工,图2-1 机械式仿形车削 a)靠板靠模仿形 b)尾座靠模仿形 1靠模 2滚柱 3连接板 1工件 2板架 3刀杆 4刀架 5床鞍 4靠模 5靠模支架,第一节 一般机械加工,图2-2 液压仿形车削 1工件 2链轮 3液压系统 4靠模 5仿形销 6托板 7活塞系统 8车刀,第一节 一般机械加工,1.tif,0203.TIF,第一节 一般机械加工,图2-3 电气仿形车削 1工件 2车刀 3电气控制系统 4靠模 5仿形销 6信号放大系统,二、仿形铣削 仿形铣削是指采用样板或
3、模型做为仿形靠模，加工时利用仿形靠模为基准，使仿形销仿形靠模的型面上，在铣刀和仿形销的刚性联接和同步运动下，完成的仿形铣削加工。 (一)仿形铣削方式和设备 (1)平面轮廓仿形铣削 在立式铣床上进行平面轮廓仿形铣削，需要使用简单的靠模装置。,第一节 一般机械加工,图2-4 平面轮廓仿形铣削 1滚轮 2铣刀 3样板 4垫板 5凹模 6底 板 7工作台,第一节 一般机械加工,(2)立体轮廓仿形铣削 立体轮廓的仿形铣削加工多在专用的仿形铣床上进行。,1.tif,第一节 一般机械加工,图2-5 立体仿形铣床 1床身 2工作台 3支架 4工件 5铣刀 6靠模 7靠模销 8立柱 9主轴箱 10横梁,第一节
4、一般机械加工,图2-6 立体仿形铣床随动机构 1支架 2工件 3靠模 4靠模销 5随动机构 6始发运动电动机 7放大器 8随动运动电动机 9铣刀,第一节 一般机械加工,表2-1 常用仿形铣床的型号与技术参数,第一节 一般机械加工,表2-1 常用仿形铣床的型号与技术参数,第一节 一般机械加工,水平分行。工作台作水平移动，铣刀进行切削，切削到型腔端头，主轴箱在垂直方向做一进给运动，然后铣刀再做反向水平进给(见图2-7a)。 垂直分行。主轴箱不断做垂直进给运动，当切削到型腔端头，工作台在水平方向做一横向进给，然后铣刀再做反向垂直进给(见图2-7b)。 沿轮廓加工，适用于铣刀不需要做纵向进给运动的工件
5、。靠模销沿着靠模样板轮廓仿形，铣刀则沿轮廓加工(见图2-7c)。,图2-7 仿形铣削工作方式 a)水平分行 b)垂直分行 c)沿轮廓加工,第一节 一般机械加工,图2-8 仿形销选择示意图 a)正确 b)不正确 c)正确 d)不正确,第一节 一般机械加工,(二)仿形铣削工艺 (1)仿形靠模 仿形靠模分为平面仿形靠模和立体仿形靠模。 (2)仿形销 仿形铣削时，为了保证仿形销沿着仿形靠模表面顺利运动，要求仿形销与靠模表面形状相适应，否则影响仿形铣削的效果。,1.tif,第一节 一般机械加工,0209.TIF,第一节 一般机械加工,图2-9 仿形销与铣刀的关系 a)仿形销 b)铣刀,第一节 一般机械加
6、工,0210.TIF,第一节 一般机械加工,图2-10 标准仿形销形状 a)圆柱形仿形销 b)球头形仿形销 c)锥形球头仿形销,第一节 一般机械加工,图2-11 常用的仿形铣刀 a)圆柱立铣刀 b)圆柱球头铣刀 c)锥形球头铣刀,第一节 一般机械加工,(3)仿形铣刀 常用的仿形铣刀如图2-11所示。 1)圆柱立铣刀，如图2-11a所示。 2)圆柱球头铣刀，如图2-11b所示。 3)锥形球头铣刀，如图2-11c所示。 三、孔系的加工 在模具零件的加工中，有些零件，如凹模、凸模固定板、上下模座等，常带有一系列圆孔和型孔，各圆孔和型孔的尺寸及它们之间的相对位置有一定的要求，这些孔称为孔系。加工孔系时
7、，除了要保证孔本身的精度外，还要保证孔与基准平面、孔与孔的距离尺寸精度，有的还要求保证各平行孔的轴线平行度、各同轴孔的轴线同轴度及孔的轴线与基准平面的平行度和垂直度等公差。孔系加工时，一般是先加工好基准平面，然后再加工所有的孔。,第一节 一般机械加工,(一)单件孔系的加工 对于单一零件的孔系加工，常用的加工方法有下列几种： 1)划线法。 2)找正法。,图2-12 找正法加工 1机床工作台 2量块 3塞规 4机床主轴 5心轴 6工件,第一节 一般机械加工,3)坐标法。,图2-13 矩形工件,第一节 一般机械加工,(二)相关件孔系的加工 在模具相关零件中，有的孔距精度要求较低，但要求孔距尺寸必须一
8、致，如冲压模具上、下模座板的导柱与导套孔之间。有些相关零件不仅孔距精度要求高，而且要求孔距一致，如级进冲压模具的凹模板、卸料板与凸模固定板之间的各个型孔、定位销孔和导正销孔之间。常用的加工方法有： 1)同镗法。 2)配镗法(引钻法)。 3)坐标磨削法。 四、深孔加工 (1)深孔及加工特点 对塑料注射模的冷却水道、加热器孔及部分顶杆孔的加工都属于深孔加工。,第一节 一般机械加工,1)深孔加工时散热和排屑困难，所以要求使用冷却液进行强制冷却，并要求钻削时将切屑断裂成碎片，以利于切屑及冷却液的排出。 2)对钻头强度和刚度要求高，要求钻头有较好的导向性，具有冷却通道，而且要求钻头有较好的切削性能和较长
9、的使用寿命。 3)深孔钻削时，一次加工达到的孔径公差等级为IT9IT10级，孔径表面粗糙度Ra为3.212.5m。 (2)深孔加工的方法 1)中、小型模具的深孔常采用普通钻头或加长钻头在立式钻床或摇臂钻床上进行钻削。 2)精度要求较低的孔和深度较长的孔也可在两端划线后采用两端对钻的方法进行加工。,第一节 一般机械加工,3)大、中型模具的孔一般在摇臂钻床、镗床或深孔钻床上进行加工。 4)对于孔径小于20mm，深径比达1001及以上的孔，在深孔钻床上采用枪钻加工。,1.tif,第一节 一般机械加工,0214.TIF,第一节 一般机械加工,图2-14 枪钻的典型结构,1.tif,图2-15 枪钻钻孔
10、过程示意图 1钻头 2钻杆 3工件 4钻套 5切屑,第一节 一般机械加工,表2-2 深孔钻床的型号与技术参数,第二节 成形磨削,一、概述 成形磨削是精加工成形表面的一种方法。成形磨削，就是把复杂的成形表面分解成若干个平面、圆柱面等简单形状，然后分段磨削，并使其连接光滑、圆整，达到图样要求。成形磨削具有高精度、高效率的优点，它可对热处理淬硬后的凸模、凹模拼块进行精加工，可以消除热处理变形对精度的影响，提高模具的制造精度。同时，采用成形磨削可以减少钳工工作量，提高生产效率。,图2-16 成型磨削 a)成形砂轮磨削法 b)夹具磨削法 1砂轮 2工件 3夹具回转中心,第二节 成形磨削,1)成形砂轮磨削
11、法(仿形法)：利用修整砂轮工具，将砂轮修整成与工件型面完全吻合的相反型面，然后用此砂轮磨削工件，即可获得所需要的形状(见图2-16a)。 2)夹具磨削法(展成法)：将工件按一定的条件装夹在专用的夹具上，在加工时通过夹具调整工件的位置、移动或转动夹具进行磨削，从而获得所需要的形状(见图2-16b)。 二、成形砂轮磨削法(仿形法) 采用成形砂轮磨削法时，首先要把砂轮修整成所需要的形状，然后用此砂轮来磨削工件。成形砂轮的修整有车削法和滚压法两种。车削法主要采用大颗粒天然金刚石作为修整工具，用于单件或小批、少量工件的磨削。滚压法是用滚压轮修整成形砂轮的办法，多用于批量生产。,第二节 成形磨削,(一)砂
12、轮角度的修整 修整砂轮角度的夹具是按正弦原理设计的，其结构如图217所示。旋转手轮，通过齿轮和滑块上的齿条的传动，可使装有金刚刀的滑块沿着正弦尺座的导轨往复移动。正弦尺座可以绕心轴转动。转动的角度用正弦圆柱与平板之间垫量块的方法来控制，当转动至所需要的角度后，用螺母将正弦尺座压紧在支架上。然后旋转手轮，使金刚刀往复运动即可修整出一定角度的砂轮。这种工具可修整0100的各种角度的砂轮。,图2-17 修整砂轮角度的夹具 1平板 2正弦圆柱 3手轮 4螺母 5支架 6正弦尺座 7金刚刀 8滑块 9齿条 10齿轮,第二节 成形磨削,1)当修整砂轮的角度为045时，利用平板垫量块(见图2-18a)，应垫
13、量块值为 2)当修整砂轮的角度为4590时，利用侧面垫板垫量块(见图2-18b)，应垫的量块值为 3)当修整砂轮的角度为90100时，利用侧面垫板垫量块(见图2-18c)，应垫的量块值为,图2-18 量块的计算 a)45时 b)4590时 c)90100时,第二节 成形磨削,图2-19 修整圆弧砂轮夹具 (卧式砂轮圆弧修整夹具) 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,第二节 成形磨削,(二)砂轮圆弧的修整 (1)夹具介绍 修整砂轮圆弧的夹具种类较多，图2-19所示为一种使用较广的夹具卧式砂轮圆弧修整夹具。 (2)夹具的调整 修整砂轮时，先根据砂
14、轮的情况及半径大小计算量块值，并调整好金刚刀尖的位置。,图2-20 修整圆弧砂轮,第二节 成形磨削,0221.TIF,图2-21 圆弧半径的控制 a)凸圆弧砂轮修正 b)凹圆弧砂轮修正 1量块 2刀口平尺 3金刚刀,第二节 成形磨削,图2-22 靠模工具修整砂轮 1金刚刀 2靠模工具 3样板 4支架,第二节 成形磨削,(三)砂轮非圆弧曲面的修整 当被磨削工件成形表面的形状复杂，且其轮廓线不是圆弧的曲面时，可用专门的靠模工具修整砂轮(见图222)。金刚刀固定在靠模工具上，在支架上装有靠模样板，靠模工具的下部有平面触头。使用时，手持靠模工具，使触头紧靠样板并沿样板曲线移动。这样便能修整出所需曲面形
15、状的砂轮。修整时，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水平面内运动。 三、夹具磨削法(展成法) (一)正弦精密平口钳,第二节 成形磨削,正弦精密平口钳由带有精密平口钳的正弦尺和底座组成(见图223)。工件装夹在平口钳中，为使工件倾斜一定角度，需在正弦圆柱和底座的定位面之间垫入量块。应垫入的量块值可按下式计算,图2-23 正弦精密平口钳 1底座 2精密平口钳 3工件 4砂轮 5正弦圆柱 6量块,第二节 成形磨削,(二)正弦磁力台 正弦磁力台与正弦精密平口钳一样按正弦原理设计，区别仅在于用电磁吸盘代替平口钳装夹工件，方便迅速。正弦磁力台用于磨削工件的斜面，其最大倾斜角度为
16、45，适于磨削扁平工件。 (三)正弦分中夹具 (1)夹具介绍 正弦分中夹具可用于磨削具有同一个回转中心的圆柱面和斜面。,图2-24 正弦分中夹具 1底座 2支架 3手轮 4后顶尖 5工件 6鸡心夹头 7前顶尖 8前顶座 9主轴 10蜗轮 11零位指标 12分度盘 13正弦圆柱 14蜗杆 15量块垫板,第二节 成形磨削,图2-25 量块的计算,(2)工件的装夹,第二节 成形磨削,1)心轴装夹法。,图2-26 心轴装夹 1后顶尖 2心轴 3工件 4螺母 5鸡心夹头 6前顶尖 7夹具主轴,2)双顶尖装夹法。,第二节 成形磨削,(3)工件的测量 用正弦分中夹具磨削工件时，被磨削表面的尺寸是用测量调整器、量块和百分表来进行比较测量的。,
