在模具制造中,利用成形磨削的方法來精加工凸模,凹模及型腔模模塊和型芯,是當(dāng)前最常用,也是最有效的一種加工方法。零件一般在熱處理后進(jìn)行成形磨削加工,減小了由于熱處理后零件變形對(duì)模具精度的影響。成形磨削加工的特點(diǎn)是加工質(zhì)量好,精度高,加工速度快。
① 成形磨削的原理
模具的成形零件如凸模刃口及型腔拼塊的幾何形狀,一般由圓弧與直線或圓弧與圓弧等幾何線型組成。成形磨削的基本原理是把形狀復(fù)雜的幾何線型分解成若干直線,圓弧等簡(jiǎn)單的幾何線型,然后分段進(jìn)行磨削,使其連接成圓滑,光整并符合圖樣要求的一種磨削加工方法。
② 成形磨削的方法
成形磨削的方法主要有兩種。一種是在平面磨床上采用修整后的成形砂輪或?qū)S每ň哌M(jìn)行成形磨削。另一種方法是利用光學(xué)曲線磨床、坐標(biāo)磨床、萬能工具磨床等專用成形磨床磨削。由于設(shè)備條件的限制,目前在中小型工廠大多仍利用普通平面磨床來進(jìn)行成形磨削
怎樣進(jìn)行模具零件的成型磨削? 在注塑模的制造中,利用成型磨削的方法來對(duì)凸模、凹模及凸凹模零件進(jìn)行精加工,是目前最常用,也是最有效的加工方法。
(1) 成型磨削的特點(diǎn) 所謂成型磨削,就是把復(fù)雜的成型表面分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單表面,如平面、圓柱面等,然后分段磨削,并使其連接光滑、圓整,從而達(dá)到圖樣要求。成型磨削具有高精度、高效率的優(yōu)點(diǎn),它可對(duì)淬硬后的凸模、拼裝凹模等進(jìn)行精加工,可以消除熱處理變形對(duì)精度的影響,從而提高模具的制造精度,同時(shí),成型磨削可以減少鉗工工作量,提高生產(chǎn)效率。
(2) 成型磨削的方法 成型磨削可以在平面磨床、成型磨床上進(jìn)行,其方法主要有以下兩種: 1) 成型砂輪磨削法。利用砂輪修整工具,將砂輪修成與工件型面完全吻合的相反型面,然后再以此砂輪對(duì)工件進(jìn)行磨削,使工件成為所需形狀。
修整砂輪的方法較多,但主要是采用金剛石修整砂輪,用金剛石修整砂輪時(shí),多數(shù)是將成型面的幾何形狀分段進(jìn)行修整。這種修整砂輪的方法,主要是通過各種修砂輪工具來完成的。
常用的修砂輪工具主要有修角度、修圓弧砂輪工具、萬能修砂輪工具、靠模修砂輪工具等。 2) 夾具磨削法。
這是將工件按一定方位裝夾在專用夾具上,在加工時(shí)通過夾具調(diào)整工件的位置,再移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)夾具進(jìn)行磨削,從而獲得所需的形狀。這是一種在生產(chǎn)中使用最多的磨削法,用于成型磨削的夾具主要有:精密平口鉗正弦磁力臺(tái)、正弦分中夾具、萬能夾具等。
① 圖萬能夾具1一轉(zhuǎn)盤2—小滑板3-手柄4—中滑板 5—絲杠6-絲杠7—主軸8—蝸輪9一游標(biāo)10_分度盤11—蝸桿12—正弦圓柱13-墊板14—夾具體15—滑板座十字滑板由固定在主軸7上的滑板座15、中滑板4和小滑板2組成。工件 裝夾在轉(zhuǎn)盤1上,中滑板可在滑板座上移動(dòng),小滑板2可在中滑板上移動(dòng),這兩個(gè)移動(dòng)方向精確垂直,轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠5, 6,可調(diào)整工件的上下和左右位置。
而分度部分可用來控制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 萬能夾具能使工件回轉(zhuǎn),并通過十字滑板使工件在兩個(gè)相互垂直的方向上移動(dòng),以調(diào)整工件的回轉(zhuǎn)中心,使之與夾具主軸的中心重合,因此,萬能夾具能完成不同軸線的凸、凹圓柱面的磨削。
切削加工時(shí),工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來獲得的。按表面形成方法,切削加工可分為刀尖軌跡法、成形刀具法、展成法三類。
刀尖軌跡法是依靠刀尖相對(duì)于工件表面的運(yùn)動(dòng)軌跡,來獲得工件所要求的表面幾何形狀,如車削外圓、刨削平面、磨削外圓、用靠模車削成形面等,刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于機(jī)床所提供的切削工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng);
成形刀具法簡(jiǎn)稱成形法,是用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形刀具,或成形砂輪等加工出成形面,如成形車削、成形銑削和成形磨削等,由于成形刀具的制造比較困難,因此一般只用于加工短的成形面;
展成法又稱滾切法,是加工時(shí)切削工具與工件作相對(duì)展成運(yùn)動(dòng),刀具和工件的瞬心線相互作純滾動(dòng),兩者之間保持確定的速比關(guān)系,所獲得加工表面就是刀刃在這種運(yùn)動(dòng)中的包絡(luò)面,齒輪加工中的滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等均屬展成法加工。有些切削加工兼有刀尖軌跡法和成形刀具法的特點(diǎn),如螺紋車削。
切削加工質(zhì)量主要是指工件的加工精度和表面質(zhì)量(包括表面粗糙度、殘余應(yīng)力和表面硬化)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,切削加工的質(zhì)量不斷提高。18世紀(jì)后期,切削加工精度以毫米計(jì);20世紀(jì)初,切削加工的精度最高已達(dá)0.01毫米;至50年代,切削加工精度已達(dá)微米級(jí);70年代,切削加工精度又提高到0.1微米。
影響切削加工質(zhì)量的主要因素有機(jī)床、刀具、夾具、工件毛坯、工藝方法和加工環(huán)境等方面。要提高切削加工質(zhì)量,必須對(duì)上述各方面采取適當(dāng)措施,如減小機(jī)床工作誤差、正確選用切削工具、提高毛坯質(zhì)量、合理安排工藝、改善環(huán)境條件等。
提高切削用量以提高材料切除率,是提高切削加工效率的基本途徑。常用的高效切削加工方法有高速切削、強(qiáng)力切削、等離子弧加熱切削和振動(dòng)切削等。
常見的機(jī)械加工方式有:車削、銑削、磨削、鏜、鉆、線切割、電火花等。
管機(jī)床是大是小,是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜,都可分為五大類,這五大類也就是使金屬成型的五種基本方法,機(jī)械加工有鉆削、車削與鏜孔、銑削、磨削和牛頭刨五種方法,這些加工方法的特征如下:
1、鉆削
鉆削是在實(shí)心金屬上鉆孔的加工。使用一種稱為麻花鉆的旋轉(zhuǎn)鉆頭。用于鉆孔的機(jī)床稱為鉆床。鉆床也有多種型號(hào)與規(guī)格。除鉆孔外,鉆床還可進(jìn)行其他加工。鉆孔時(shí),工件定位夾緊、固定不動(dòng);鉆頭一面旋轉(zhuǎn),一面鉆入工件。
2、車削與鏜孔
普通機(jī)床是用于車削工件的最常見的機(jī)床。車削是從工件上切除金屬的加工。在工件旋轉(zhuǎn)的同時(shí),刀具切入工件或沿著工件車削。
鏜孔是把金屬工件上已鉆出或鑄出的孔加以擴(kuò)大或作進(jìn)一步加工的加工方法。在車床上鏜孔是通過單刃刀具一面旋轉(zhuǎn)一面向工件進(jìn)刀完成的。
3、銑削
銑削是使用旋轉(zhuǎn)刀具切除金屬的加工,這種刀具具有多個(gè)切削刀刃,稱為銑刀。
4、磨削
磨削是使用一種稱為砂輪的磨削輪來切除金屬的加工方法。磨削對(duì)工件進(jìn)行精加工,加工后的工件尺寸精確、表面光潔。磨削圓形工件時(shí),工件一面旋轉(zhuǎn),一面向旋轉(zhuǎn)著的砂輪進(jìn)給。磨制扁平工件時(shí),工件在旋轉(zhuǎn)的砂輪下作往返運(yùn)動(dòng)。磨削工藝常用于對(duì)經(jīng)過熱處理的堅(jiān)硬工件進(jìn)行最后的精加工,使其達(dá)到精確的尺寸。
5、牛頭刨
刨削、龍門刨刨削與插床插削這些加工均使用單刃刀具加工來生產(chǎn)出精密的平面。我們應(yīng)當(dāng)懂得牛頭刨床、龍門刨床與插床之間的區(qū)別。用牛頭刨床加工時(shí),工件向刀具進(jìn)給,刀具在工件上面作往返運(yùn)動(dòng)。用龍門刨加工時(shí),刀具切入工件或向工件進(jìn)給,工件在刀具下面作往返運(yùn)動(dòng)。
插削加工類似于牛頭刨加工。插床實(shí)際就是立式牛頭刨床,只是其刀具是上下運(yùn)動(dòng)的。插削加工時(shí),工件如刀具方向作過給運(yùn)動(dòng),根據(jù)被加工工件的類型不同,有時(shí)呈直線形,有時(shí)呈弧形。插床即立式牛頭刨床,主要用于切削某些類型的齒輪。
拉床可以歸入龍門刨床這一類。拉刀具有多個(gè)刀齒。拉床可以用于內(nèi)加工,例如加工方孔,也可用于外加工,加工平面或某種特定的形狀。
①縱向磨削法:采用相切—軌跡法,需三個(gè)運(yùn)動(dòng):砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),工件的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
②切入磨削法:采用成形—相切法,需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng):砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
磨床(grinder,grinding machine)是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。 大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工,少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工,如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。
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