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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 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, 经过仿形机构, 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。 仿形加工是对各种零件, 特别是模具零件的型腔或型面进行切削加工的重要方法之一。常见的仿形加工有仿形车削、 仿形铣削、 仿形刨削和仿形磨削等。1.2.1 仿形加工原理与控制形式 实现仿形加工的方法有多种, 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, 能够分为: 机械式液压式电控式电液式光电式机械式仿形加工 机械式仿形的触头与刀
2、具之间是以刚性连接, 或经过其它机构如缩放仪及杠杆等进行连接, 以实现同步仿形加工。平面轮廓S2: 随动进给运动S1: 主进给运动空间轮廓S1、 S3为主进给运动S2为随动进给运动 图1.16 机械式仿形铣床工作原理1铣刀; 2工件; 3信息传递装置; 4靠模; 5仿形触头机械式仿形加工机械式仿形加工的不足: 1 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; 2 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。 因此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。液压式仿形加工液压式仿形加工: 利
3、用液压油作为介质来传递运动信息和动力的。 液压式仿形优点: 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。幻灯片6液压式仿形加工 液压式仿形车削过程: 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。 图1.17 液压仿形车削示意图 1工件; 2链轮; 3液压系统; 4靠模; 5
4、仿形触头; 6托板; 7活塞杆; 8车刀 电控式仿形加工电控式仿形加工: 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 电控仿形车削示意图1工件; 2车刀; 3电气控制系统; 4靠模; 5仿形触头; 6信号放大系统 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。电控式仿形加工电控式仿形加工特点: 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
5、 。电控式仿形的仿形精度可达0.010.03 mm。电液式仿形电液式仿形: 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, 而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。1.2.2 仿形车削 用途: 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。 装有仿形装置的通用车床仿形车削加工设备 专
6、用仿形车床1.2.2 仿形车削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, 经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。 靠板靠模仿形根据靠模样板在车床上的安装位置不同 刀架靠模仿形 尾座靠模仿形靠板靠模仿行加工过程车削时, 当床鞍作纵向进给运动, 滚柱在靠模板的型槽内移动, 经过连接板带动刀具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。1工件; 2靠模板; 3滚柱; 4连接板; 5刀具; 尾座靠模仿形 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
7、加工。这种方法适用于端面仿形车削。6工件; 7板架; 8刀杆; 9靠模; 10靠模支架靠模选用要求材料: 35 mm厚的钢板或硬铝板制造。有些靠模与触头间作用压力小的靠模能够选用硬木、 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。车削条件: 一般用于精加工工序, 在仿形车削之前, 应先将毛坯粗车成形, 留较小的仿形车削余量(一般不大于2.5 mm), 在仿形车削精加工之后, 需经抛光等加工。1.2.3 仿形铣削 仿形铣削主要用于加工非旋转体的复杂的成型表面的零件, 如凸轮、 凸轮轴、 螺旋浆叶片、 锻模、 冷冲模的成形或型腔表面等。 仿形铣削能够在普通立式铣床上安
8、装仿形装置来实现, 也能够在仿形铣床上进行。1. 立式铣床上的仿形铣削 在普通立式铣床上应用仿形装置进行平面轮廓仿形铣削, 方法极其简单。 只需要将与工件成形表面形状相同或相似的靠模板与工件一起固定在工作台上, 即可进行成形铣削。部件构造: 样板3、 垫板4和凹模5一起安装在铣床工作台上。在指状铣刀2的刀柄上部装一个淬硬的滚轮1。图1.20 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工作台仿形铣削加工过程: 加工凹模型腔时, 因双手操纵铣床工作台的纵向和横向移动, 使滚轮始终与样板接触, 并沿着样板的型面作轮廓运动, 这样便能够加工出凹模型腔。利用靠模样板
9、加工时, 要注意铣刀的半径应小于型腔转角处的圆角半径, 这样才能加工出完整轮廓。2. 在仿形铣床上仿形铣削平面轮廓 在成批或大量生产中, 平面轮廓仿形铣削最好采用平面仿形铣床进行以满足成形表面加工精度和生产率的要求。常见的平面仿形铣床有双轴靠模铣床。在仿形铣床上加工工件时, 必须先做好和零件形状相同或相似的靠模板或靠模。三维轮廓: 立体仿形铣床 工作台2可沿机床床身1作横向进给运动, 工作台上装有支架3, 支架上分别安装靠模6和工件4。主轴箱9可沿横梁10的水平导轨作纵向进给运动, 还能够连同横梁一起沿立柱8上下作垂直进给运动。主轴箱上装有铣刀5和靠模销7。当铣刀与工件进行横向、 纵向及垂直三
10、个方向的进给运动, 便能够加工出立体成形表面。 图1.21 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 图1.22 立体仿形铣床随动系统 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铣刀仿形铣床立体仿形铣削加工过程: 铣削时, 靠模销始终和靠模表面接触, 由于靠模表面的形状不同, 这就使靠模销产生轴间移动, 从而发出信号, 此信号经过传感器变成电信号, 经机床的随动系统放大后, 来控制随动运动电动机, 由丝杆带动铣刀跟随着靠模销作相应的轴向移动。从而使铣刀
11、铣削出和靠模表面一致的成形表面。仿形铣床 仿形铣削因铣床不同, 其铣削方式存在差异, 但其切削运动路线有三种基本方式: 、 (1)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, 主轴箱在垂直方向上作进给运动, 然后铣刀反向作水平进给。(2)垂直分行 主轴箱不断作垂直进给运动。当切削到型腔端头, 工作台在水平方向作一横向进给, 然后铣刀再作反向垂直进给。(3)沿轮廓铣削 铣削时, 铣刀的垂直进给与工作台的水平横向进给同时受到协调控制。铣刀不需要作纵向进给, 靠模销沿着靠模样板的轮廓仿形, 铣刀沿着工件的轮廓铣削。仿形铣床仿形铣削铣刀的选择: ( 根据加工表面形状来确定) 加工平面
12、轮廓型槽, 可选用端头为平面的圆柱立铣刀; 加工立体型槽时, 为得到工件全部曲面形状, 应选用锥形球头铣刀, 铣刀端头的圆弧半径必须小于工件的内圆弧最小半径, 锥形铣刀的倾角应小于被加工表面的倾角。图1.24 仿形铣刀的类型立体靠模制造材料分类: (1)非金属材料, 如木材、 树脂混合石膏、 合成树脂等。木材的材质要坚硬且不易变形, 制成靠模后涂漆或涂硬化树脂; 树脂混合石膏是用石膏为基本材料, 添加常温硬化性粉末树脂, 以增强耐压能力; 合成树脂的密度小, 强度好, 收缩性小, 容易制作, 常以玻璃纤维作增强材料, 用层压浇注法制作靠模。(2)有色金属, 如铝合金、 铜合金、 锌基合金等。可
13、用铸造法制成靠模。(3)黑色金属, 即钢或铸铁, 用切削的方法制成靠模, 适合于大批生产。 对精密加工用的靠模 电铸成形法或喷镀法制作制作方法如下: 首先用石膏、 蜂蜡、 木材、 树脂等材料制成原模型, 然后在原模型上电铸成形或喷镀13 mm厚的铜、 锌、 铝等制成靠模外壳, 再用石膏、 水泥等材料填充于壳内, 以增加其强度。 在仿形加工中, 为使靠模型面顺利地运动, 要求靠模销与靠模型面或型槽相适应。 靠模工作面的最小斜角 or 靠模销的倾斜角 靠模销端头的圆弧半径R or 靠模工作面的最小半径r 另外, 靠模销的直径应与铣刀的直径一致, 靠模销的形状应与铣刀形状相适应。但实际加工中, 有时还要考虑机构惯性的影响, 靠模销的尺寸可稍大于铣刀尺寸。 b) d) 图仿形
