教 案
課 題: 2.1 零件常用的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法
教學(xué)目的: 1.了解常用機(jī)械加工法的特點(diǎn)
2.掌握常用機(jī)械加工法的運(yùn)用范圍和能達(dá)到的精度
3.了解常用機(jī)械加工的機(jī)床
教學(xué)重點(diǎn):掌握常用機(jī)械加工法的運(yùn)用范圍和能達(dá)到的精度
教學(xué)難點(diǎn):掌握常用機(jī)械加工法的運(yùn)用范圍和能達(dá)到的精度
教學(xué)方法:講授
教 具:多媒體
課 時(shí):2學(xué)時(shí)
2.1 零件常用的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法
機(jī)械加工方法廣泛運(yùn)用于模具制造.模具的機(jī)械加工大致有以下幾種情況:
(1) 用車,銑,刨,鉆,磨等通用機(jī)床加工模具零件,然后進(jìn)行必要的鉗工修配,裝配成各種模具.
(2) 精度要求高的模具零件,只用普通機(jī)床加工難以保證高的加工精度,因而需要采用精密機(jī)床進(jìn)行加工.
(3) 為了使模具零件特別是形狀復(fù)雜的凸模,凹模型孔和型腔的加工更趨自動(dòng)化,減少鉗工修配的工作量,需采用數(shù)控機(jī)床(如三坐標(biāo)數(shù)控銑床,加工中心,數(shù)控磨床等設(shè)備)加工模具零件.
2.1.1 車削加工
1.車削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用
車削加工是在車床上利用車刀對(duì)工件的旋轉(zhuǎn)表面進(jìn)行切削加工的方法.它主要用來加工各種軸類,套筒類及盤類零件上的旋轉(zhuǎn)表面和螺旋面, 其中包括:內(nèi)外圓柱面,內(nèi)外圓錐面,內(nèi)外螺紋,成型回轉(zhuǎn)面,端面,溝槽以及滾花等.此外,還可以鉆孔,擴(kuò)孔,鉸孔,攻螺紋等.車削加工精度一般為IT8～I(xiàn)T7,表面粗糙度為Ra6.3～1.6μm;精車時(shí),加工精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T5, 粗糙度可達(dá)Ra0.4～0.1μm.
車削加工的特點(diǎn)是: 加工范圍廣,適應(yīng)性強(qiáng),不但可以加工鋼,鑄鐵及其合金,還可以加工銅,鋁等有色金屬和某些非金屬材料,不但可以加工單一軸線的零件,也可以加工曲軸,偏心輪或盤形凸輪等多軸線的零件; 生產(chǎn)率高;刀具簡單,其制造,刃磨和安裝都比較方便.
由于上述特點(diǎn),車削加工無論在單件,小批,還是大批大量生產(chǎn)以及在機(jī)械的維護(hù)修理方面,都占有重要的地位.
2.車床
車床(Lathe)的種類很多,按結(jié)構(gòu)和用途可分為臥式車床,立式車床,仿形及多刀車床,自動(dòng)和半自動(dòng)車床,儀表車床和數(shù)控車床等.其中臥式車床應(yīng)用最廣,是其他各類車床的基礎(chǔ).常用的臥式車床有C6132A,C6136,C6140等幾種.
2.1.2 銑削加工
1.銑削加工的范圍及其特點(diǎn)
1) 銑削加工的范圍
銑削主要用來對(duì)各種平面,各類溝槽等進(jìn)行粗加工和半精加工, 用成型銑刀也可以加工出固定的曲面.其加工精度一般可達(dá)IT9～I(xiàn)T7,表面粗糙度為Ra6.3～1.6μm.
概括而言,可以銑削平面,臺(tái)階面,成型曲面,螺旋面,鍵槽,T形槽,燕尾槽,螺紋,齒形等.
2)銑削加工的特點(diǎn)
銑削加工的特點(diǎn)具體如下:
(1) 生產(chǎn)率較高
(2) 銑削過程不平穩(wěn)
(3) 刀齒散熱較好
因此,銑削時(shí),若采用切削液對(duì)刀具進(jìn)行冷卻,則必須連續(xù)澆注,以免產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力.
2.銑床
1)臥式銑床
臥式銑床的主軸是水平的,
2)立式銑床
立式銑床的主軸與工作臺(tái)臺(tái)面垂直.
2.1.3 刨削加工
1.刨削加工的范圍及其特點(diǎn)
刨削是使用刨刀在刨床上進(jìn)行切削加工的方法,主要用來加工各種平面,溝槽和齒條,直齒輪, 花鍵等母線是直線的成型面.刨削比銑削平穩(wěn),但加工精度較低,其加工精度一般為IT10～I(xiàn)T8, 表面粗糙度為Ra6.3～1.6 μm.
刨削加工的特點(diǎn):生產(chǎn)率較低;刨削為間斷切削,刀具在切入和切出工件時(shí)受到?jīng)_擊和振動(dòng),容易損壞.因此,在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用較少,常被生產(chǎn)率較高的銑削,拉削加工代替.
2.刨床
1)牛頭刨床
牛頭刨床主要刨削中,小型零件的各種平面及溝槽,適用于單件,小批生產(chǎn)的工廠及維修車間.
2)龍門刨床
龍門刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各種平面,溝槽以及各種導(dǎo)軌面,也可在工作臺(tái)上一次裝夾多個(gè)零件同時(shí)進(jìn)行加工.
2.1.4 鉆削和鏜削加工
鉆削和鏜削都是加工孔的方法.鉆削包括鉆孔,擴(kuò)孔,鉸孔和锪孔.其中,鉆孔,擴(kuò)孔和鉸孔分別屬于孔的粗加工,半精加工和精加工,俗稱"鉆—擴(kuò)—鉸".鉆孔精度較低,為了提高精度和表面質(zhì)量,鉆孔后還要繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔.鉆削加工是在鉆床上進(jìn)行的.鏜削是利用鏜刀在鏜床上對(duì)工件上的預(yù)制孔進(jìn)行后續(xù)加工的一種切削加工方法.
一,鉆削加工
1.鉆削加工的特點(diǎn)
1)鉆孔
鉆孔(Driling)是用鉆頭在實(shí)體工件上鉆出孔的方法,常用的鉆頭是麻花鉆.鉆孔時(shí),首先根據(jù)孔徑大小選擇鉆頭.一般,當(dāng)孔徑小于30mm時(shí),可一次鉆出;大于30mm時(shí),應(yīng)先鉆出一小孔,然后再用擴(kuò)孔鉆將其擴(kuò)大.
2)擴(kuò)孔
對(duì)已有孔進(jìn)行擴(kuò)大的加工方法稱為擴(kuò)孔(CoreDriuing),僅為了擴(kuò)大孔的直徑的擴(kuò)孔可用麻花鉆,在擴(kuò)大孔的直徑的同時(shí)提高孔形位精度的擴(kuò)孔采用專門的擴(kuò)孔鉆其加工精度一般為IT10～I(xiàn)T8,表面粗糙度為Ra6.3～3.2μm.擴(kuò)孔可作為要求不高孔的最終加工,也可作為精加工(如鉸孔)前的預(yù)加工
3)鉸孔
鉸孔(Reaming)是用鉸刀在擴(kuò)孔或半精鏜后的孔壁上切除微量金屬層,以提高孔的尺寸精度和減小表面粗糙度值的一種精加工方法.加工精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T6,表面粗糙度為Ra0.8～0.4μm.鉸刀有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種,手用鉸刀工作部分較長,機(jī)用鉸刀工作部分較短
4)锪孔
锪孔是指在已加工孔上加工圓錐形沉頭孔,圓柱形沉頭孔和端面凸臺(tái)的方法.锪孔用的刀具統(tǒng)稱為锪鉆.
2.鉆床
工廠中常用的鉆床(DrillingMachine)有臺(tái)式鉆床,立式鉆床和搖臂鉆床.
1)臺(tái)式鉆床
臺(tái)鉆結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,適于加工小型零件上直徑小于等于13mm的孔.
2)立式鉆床
立式鉆床簡稱立鉆(DrillVertical).它常用于加工單件,小批生產(chǎn)中的中,小型工件.
3)搖臂鉆床
搖臂鉆床(BeamDrill)適用于加工笨重和多孔的工件.
二,鏜削加工
1.鏜削加工的特點(diǎn)
鏜削可以對(duì)工件上的通孔和盲孔進(jìn)行粗加工,半精加工和精加工.適宜加工箱體,機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸較大的工件上的孔及孔系.
優(yōu)點(diǎn)是用一種鏜刀可以加工一定范圍內(nèi)各種不同直徑的孔,特別是大直徑孔,幾乎是可供選擇的惟一方法.
2.鏜床
鏜床有臥式鏜床,立式鏜床,深孔鏜床和坐標(biāo)鏜床之分,應(yīng)用最廣的是臥式鏜床.
小結(jié)
通過本次課程的學(xué)習(xí),主要了解傳統(tǒng)加工中基本加工法,車,銑,刨,鉆,鏜.掌握他們的特點(diǎn)及運(yùn)用范圍,了解常用的機(jī)床.
教 案
課 題: 2.1 零件常用的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法
教學(xué)目的: 1.了解磨削加工
2.掌握平面,孔,回轉(zhuǎn)體的加工方法
教學(xué)重點(diǎn):平面,孔,回轉(zhuǎn)體的加工方法
教學(xué)難點(diǎn):平面,孔,回轉(zhuǎn)體的加工方法
教學(xué)方法:講授
教 具:多媒體
課 時(shí):2學(xué)時(shí)
2.1零件常用的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法
2.1.5磨削加工
1.磨削加工的范圍及其特點(diǎn)
(1)加工精度高.磨削加工精度一般可達(dá)IT6～I(xiàn)T4,表面粗糙度為Ra0.8～0.1μm,當(dāng)采用高精度磨床時(shí),粗糙度可達(dá)Ra0.1～0.08μm.
(2)工件的硬度高.
(3)磨削溫度高.磨削時(shí)要有充足的冷卻液,同時(shí)冷卻液還可以起到排屑和潤滑作用.
磨削加工主要用于零件的內(nèi)外圓柱面,內(nèi)外圓錐面,平面和成型面(如花鍵,螺紋,齒輪等)的精加工,以獲得較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度.
2.磨床
磨床(Grinders)是指用磨具(如砂輪)或磨料加工工件表面的機(jī)床,廣泛應(yīng)用于工件的精加工,尤其是淬硬鋼件及其他高硬度特殊材料的精加工.
床的類型很多,主要有平面磨床,外圓磨床,內(nèi)圓磨床,無心磨床,工具磨床及各種專門化磨床(曲軸磨床,凸輪磨床,齒輪磨床,螺紋磨床,導(dǎo)軌磨床)等.常用的是平面磨床和外圓磨床.
2.1.6加工方法的選擇
一,回轉(zhuǎn)面加工方法的選擇
每一種回轉(zhuǎn)面都有很多加工方法,具體選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的材料,毛胚種類,結(jié)構(gòu)形狀,尺寸,加工精度,粗糙度,技術(shù)要求,生產(chǎn)類型及工廠的生產(chǎn)條件等因素來決定,以確保加工質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本.
1.外圓表面加工
1)外圓表面加工技術(shù)的要求
外圓表面的技術(shù)要求包括:尺寸與形狀精度;位置精度;表面質(zhì)量.
2)外圓表面加工方案的分析
各種加工要求的外圓表面的加工方案件,供選用時(shí)參考.
①精車→半精車→磨
②精車→半精車→粗磨→精磨→研磨或超級(jí)光磨
③精車→半精車→精車→細(xì)精車→研磨
一般最終工序采用車加工方案的,適用于各種金屬(淬火鋼除外).
最終工序采用磨加工方案的,適用于淬火鋼,未淬火鋼和鑄鐵,但不宜加工強(qiáng)度低,韌性大的有色金屬.磨削前的車削精度無需很高,否則對(duì)車削不經(jīng)濟(jì),對(duì)磨削也無意義.
最終工序采用精細(xì)車或研磨方案的,適用于有色金屬的精加工.
研磨,超級(jí)光磨和高精度小粗糙值磨削前的外圓精度和粗糙度對(duì)生產(chǎn)率和加工質(zhì)量影響極大,所以在研磨或高精度磨削前一般都要進(jìn)行精磨.
對(duì)尺寸精度要求不高,而粗糙度值要求而光亮的外圓,可通過拋光達(dá)到要求.
2.孔加工
1)孔加工的技術(shù)要求
零件上的孔多種多樣,常見的有;螺栓螺釘孔,油孔,套筒,齒輪,端蓋上的軸向孔;箱體上的軸承孔;深孔(深徑比L/D>5~10).
2)孔加工方案的分析
常用的各種孔的加工方案,供選用時(shí)參考.
①鉆→鉸
②鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸→研磨或手鉸
③鉆→粗鏜→(半精鏜)→粗磨→精磨→研磨
④鉆→粗鏜→半精鏜→磨
⑤鉆→粗鏜→半精鏜→精鏜→精細(xì)鏜
鉆孔適用于各種批量生產(chǎn)中,對(duì)各類零件和各種材料(淬火鋼除外)的實(shí)體進(jìn)行孔加工.
加工公差等級(jí)IT9的孔,如孔徑小于10mm時(shí),可采用鉆鉸方案;孔徑小于30mm的孔,可采用鉆模鉆孔,或采用鉆孔后擴(kuò)孔;孔徑大于30mm的孔,一般采用鉆孔后鏜孔,鏜孔常用于單件小批生產(chǎn).
加工公差等級(jí)IT8的孔,當(dāng)孔徑小于20mm時(shí),可采用鉆孔后鉸孔;若孔徑大于20mm,可視具體情況,采用鉆一擴(kuò)(或鏜)一鉸,此方案適用于加工除淬火鋼以外的各種金屬,但孔徑應(yīng)在∮20mm~∮80mm范圍內(nèi).此外,也可采用最終工序?yàn)榫M或拉的方案.淬火鋼可采用磨削加工.
加工公差等級(jí)IT7的孔,當(dāng)孔徑小于12mm時(shí),一般采用鉆孔后進(jìn)行兩次鉸孔的方案;孔徑大于12mm時(shí),可采用鉆一擴(kuò)(或鏜)一粗鉸一精鉸的方案,或采用最終工序?yàn)榫蚓サ姆桨?精拉適用于一批大量的生產(chǎn),精磨適于加工淬火鋼,不淬火鋼和鑄鐵,但不宜加工硬度底,韌性大的有色金屬.
加工公差等級(jí)IT6的孔,起最終工序要視具體情況進(jìn)行選擇.例如韌性較大的有色金屬不宜采用珩磨,可采用研磨或精細(xì)鏜;研磨對(duì)大孔,小孔均可加工,而珩磨適于加工較大的孔.
對(duì)于已經(jīng)鑄出或鍛出的孔,(一般為中,大尺寸的孔),可直接進(jìn)行擴(kuò)孔或鏜孔,直徑在100mm以上的孔,用鏜孔比較方便.
加工盤套類零件中間部位的孔,為保證孔與外圓,端面的位置精度,一般是在車床上將孔與外圓,端面一次裝夾加工出來.在成批生產(chǎn)或深徑比較大時(shí),應(yīng)采用鉆一擴(kuò)一鉸方案;若零件需要淬火,則應(yīng)在半精加工后安排淬火再進(jìn)行磨削.
二,平面加工方法的選擇
1.平面加工的技術(shù)要求
面加工的技術(shù)要求主要包括:形狀精度;位置精度,尺寸精度以及平行度,垂直度等;表面質(zhì)量等.
2.平面加工方案的分析
常用的平面加工方案如下,可供參考.
①粗刨(粗銑)→拉削
②粗刨(粗銑)→精刨→刮削(高速精銑)
③粗刨(粗銑)→刮削(高速精銑)→精磨→研磨
④粗刨(粗銑)→粗磨→精磨→研磨
⑤粗車→半精車→精車
⑥粗車→半精車→精磨→研磨
(1)最終工序采用刮起削時(shí),用于要求直線度高,粗糙度值小且不淬硬的平面.當(dāng)批量較大時(shí),可采用寬刃細(xì)刨代替刮削,以提高生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度.尤其是加工狹長的精密平面(如導(dǎo)軌面),或缺少導(dǎo)軌磨床時(shí),常采用寬刃細(xì)刨.
(2)最終工序采用高速精銑時(shí),適于加工精度要求高的有色金屬工件.若采用高精度高速銑床和金剛石刀具,銑削表面粗糙度Ra值可達(dá)0.008um以下.
(3)最終工序采用磨削時(shí),適于加工要求直線度高,粗糙度值小的淬硬工件和薄片工件,也用于不淬硬的鋼件或鑄件上較大平面的精加工.但不宜精加工塑性大的有色金屬.
(4)精車主要用于加工軸,套,盤等回轉(zhuǎn)體零件的端面;大型盤類零件的端面,一般在立式車床上加工.車床上加工端面易保證端面與軸線的垂直度要求.
(5)拉削平面加工精度高,生產(chǎn)率高,拉刀壽命長,是一種先進(jìn)的加工方法.適于大批大量生產(chǎn)中加工質(zhì)量要求較高而面積不太大的平面.
(6)研磨適于加工高精度,小粗糙度值表面,例如塊規(guī)等精度零件的工作面.對(duì)于精度要求不高,僅要求光亮和美觀的零件,可采用拋光加工.
小結(jié)
通過本次課程的學(xué)習(xí),主要零件不同的加工工藝方法,典型的回轉(zhuǎn)體零件,孔以及平面的加工.熟悉選擇不同加工方案的原則.以及能達(dá)到的要求..
教 案
課 題: 2.2冷沖模導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工
教學(xué)目的: 1.了解冷沖模具模架的基本結(jié)構(gòu)
2.掌握導(dǎo)柱導(dǎo)套的加工工藝
3.掌握上下模座的加工工藝
教學(xué)重點(diǎn): 1.導(dǎo)柱導(dǎo)套的加工工藝
2.上下模座的加工工藝
教學(xué)難點(diǎn):無
教學(xué)方法:講授
教 具:多媒體
課 時(shí):2學(xué)時(shí)
2.2 冷沖模導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工
模架的主要作用:把模具的其它零件連接起來,并保證模具的工作部分在工作時(shí)具有正確的相對(duì)位置.
模架的結(jié)構(gòu)分析:
a上模座,下模座都是平板類零件,在工藝上主要是進(jìn)行平面和孔系的加工.
b模架中的導(dǎo)柱導(dǎo)套是機(jī)械加工中常見的軸類和套類零件,主要進(jìn)行內(nèi)外圓柱表面的加工.
2.2.1導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工
冷沖模標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套.這兩種零件在模具中起導(dǎo)向作用,以保證凸模和凹模在工作時(shí)具有正確的相對(duì)位置.為了保證良好的導(dǎo)向,導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后應(yīng)保證模架的活動(dòng)部分移動(dòng)平穩(wěn),無滯阻現(xiàn)象.所以,在加工中除了保證導(dǎo)柱,導(dǎo)套配合表面的尺寸和形狀精度外,還應(yīng)保證導(dǎo)柱,導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求.
圖2.2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套
(a)導(dǎo)柱;(b)導(dǎo)套
構(gòu)成導(dǎo)柱和導(dǎo)套的基本表面都是回轉(zhuǎn)體表面,按照?qǐng)D示的結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計(jì)要求,可以直接選用適當(dāng)尺寸的熱軋圓鋼作毛坯.
為獲得所要求的精度和表面粗糙度,外圓柱面和孔的加工方案可參考表2-1和表2-2.
導(dǎo)柱,導(dǎo)套的加工工藝路線:
在導(dǎo)柱的加工過程中,外圓柱面的車削和磨削都是以兩端的中心孔定位的,由于要用中心孔定位,因此在外圓柱面進(jìn)行車削和磨削之前總是先加工中心孔,以便為后續(xù)工序提供可靠的定位基準(zhǔn).
中心孔的形狀精度和同軸度對(duì)加工質(zhì)量有直接影響,導(dǎo)柱在熱處理后修正中心孔,以保證外圓柱面的形狀和位置精度要求.修正中心孔可以采用磨,研磨和擠壓等方法,可以在車床,鉆床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上進(jìn)行.
用研磨法修整中心孔,是用錐形的鑄鐵研磨頭代替錐形砂輪,在被研磨的中心孔表面加研磨劑進(jìn)行研磨的.
圖2.5所示是擠壓中心孔的硬質(zhì)合金多棱頂尖.擠壓時(shí)多棱頂尖裝在車床主軸的錐孔內(nèi),其操作和磨頂尖孔相類似,利用車床的尾頂尖將工件壓向多棱頂尖,通過多棱頂尖的擠壓作用來修正中心孔的幾何誤差.此法生產(chǎn)率極高(只需幾秒鐘),但質(zhì)量稍差,一般用于修正精度要求不高的頂尖孔.
磨削導(dǎo)套時(shí)正確選擇定位基準(zhǔn),對(duì)保證內(nèi),外圓柱面的同軸度要求是十分重要的.
圖2.5多棱頂尖圖2.6用小錐度心軸安裝導(dǎo)套
導(dǎo)柱和導(dǎo)套的研磨加工,其目的在于進(jìn)一步提高被加工表面的質(zhì)量,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求.在生產(chǎn)數(shù)量大的情況下(如專門從事模架生產(chǎn)),可以在專用研磨機(jī)床上研磨;單件小批生產(chǎn),可以采用簡單的研磨工具(如圖2.7和圖2.8所示),在普通車床上進(jìn)行研磨.研磨時(shí)將導(dǎo)柱安裝在車床上,由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),在導(dǎo)柱表面均勻涂上一層研磨劑,然后套上研磨工具并用手將其握住,作軸線方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng).研磨導(dǎo)套與研磨導(dǎo)柱相類似,由主軸帶動(dòng)研磨工具旋轉(zhuǎn),手握套在研具上的導(dǎo)套,作軸線方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng).調(diào)節(jié)研具上的調(diào)整螺釘和螺帽,可以調(diào)整研磨套的直徑,以控制研磨量的大小.詳細(xì)內(nèi)容見后續(xù)光整加工部分.
1-研磨架;2-研磨套;
3-限動(dòng)螺釘;4-調(diào)整螺釘
圖2.7導(dǎo)柱研磨工具
1-錐度心軸;2-研磨套;3,4-調(diào)整螺母
圖2.8導(dǎo)套研磨工具
磨削和研磨導(dǎo)套孔時(shí)常見的缺陷是"喇叭口"(孔的尺寸兩端大中間小).造成這種缺陷的原因來自以下兩方面:
(1)磨削內(nèi)孔時(shí),若砂輪完全處在孔內(nèi),砂輪與孔壁的軸向接觸長度最大,磨桿所受的徑向推力也最大,徑向彎曲位移使磨削深度減小,孔徑相應(yīng)變小.當(dāng)砂輪沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)到兩端孔口部位時(shí),砂輪必將超越兩端口,使孔徑增大.
避免方法:要減小"喇叭口",就要合理控制砂輪相對(duì)孔口端面的超越距離,以便使孔的加工精度達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求.
圖2.9磨孔時(shí)"喇叭口"的產(chǎn)生
(2)研磨時(shí)工件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使磨料在孔口處堆積,在孔口處切削作用增強(qiáng)所致.
避免方法:在研磨過程中應(yīng)及時(shí)清除堆積在孔口處的研磨劑,以防止和減輕這種缺陷的產(chǎn)生.
按被研磨表面的尺寸大小和要求,一般導(dǎo)柱,導(dǎo)套的研磨余量為0.01～0.02mm.
將導(dǎo)柱,導(dǎo)套的工藝過程適當(dāng)歸納,大致可劃分成如下幾個(gè)加工階段:
備料(獲得一定尺寸的毛坯)階段→粗加工和半精加工(去除毛坯的大部分余量,使其接近或達(dá)到零件的最終尺寸)階段→熱處理(達(dá)到需要硬度)階段→精加工階段→光整加工階段(使某些表面的粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)要求)
注意:在各加工階段中應(yīng)劃分多少工序,零件在加工中應(yīng)采用什么工藝方法和設(shè)備等,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型,零件的形狀,尺寸大小,零件的結(jié)構(gòu)工藝性以及工廠的設(shè)備技術(shù)狀況等條件綜合考慮.在不同的生產(chǎn)條件下,對(duì)同一零件加工所采用的加工設(shè)備,工序的劃分也不一定相同.
2.2.2上,下模座的加工
保證模架的裝配要求,使模架工作時(shí)上模座沿導(dǎo)柱上,下運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),無滯阻現(xiàn)象,保證模具能正常工作.
冷沖模的上,下模座用來安裝導(dǎo)柱,導(dǎo)套,連接凸,凹模固定板等零件,其結(jié)構(gòu),尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化.
上,下模座上導(dǎo)柱,導(dǎo)套安裝孔的孔間距離尺寸應(yīng)保持一致;孔的軸心線應(yīng)與模座的上,下平面垂直,對(duì)安裝滑動(dòng)導(dǎo)柱的模座,其垂直度公差不超過100:0.01
模座加工主要是平面加工和孔系加工.為了加工方便和易于保證加工技術(shù)要求,在各工藝階段應(yīng)先加工平面,再以平面定位加工孔系(先面后孔).
小結(jié)
通過本次課程的學(xué)習(xí),主要了解冷沖模具模架的基本加工法,導(dǎo)柱導(dǎo)套為典型的軸類零件的加工,主要用車削和磨削加工.上下模座的加工為典型的板類零件的加工,主要涉及到平面和孔系的加工,應(yīng)該注意加工順序,先面后孔.
教 案
課 題: 2.3注射模模架的加工
教學(xué)目的: 1.了解塑料模具模架的基本結(jié)構(gòu)
2.掌握澆口套的加工工藝路線
3.掌握側(cè)型芯滑塊的工藝路線
教學(xué)重點(diǎn): 1.澆口套的加工工藝路線
2.側(cè)型芯滑塊的工藝路線
教學(xué)難點(diǎn):無
教學(xué)方法:講授
教 具:多媒體
課 時(shí):2學(xué)時(shí)
2. 3注射模模架的加工
2.3.1注射模的結(jié)構(gòu)組成
注射模的結(jié)構(gòu)根據(jù)各零(部)件與塑料的接觸情況,可以將模具的組成零件分為以下兩類:
(1)成型零件:指與塑料接觸并構(gòu)成模腔的那些零件.它們決定著塑料制品的幾何形狀和尺寸,如凸模(型芯)形成制件的內(nèi)形,而凹模(型腔)形成制件的外形.
(2)結(jié)構(gòu)零件:指除成型零件以外的模具零件.這些零件具有支承,導(dǎo)向,排氣,頂出制品,側(cè)向抽芯,側(cè)向分型,溫度調(diào)節(jié),引導(dǎo)塑料熔體向模腔流動(dòng)等功能.
2.3.2模架組成零件的加工
1.模架的技術(shù)要求
模具主要分型面閉合時(shí)的貼合間隙值應(yīng)符合下列要求:
Ⅰ級(jí)精度模架為0.02mm;
Ⅱ級(jí)精度模架為0.03mm;
Ⅲ級(jí)精度模架為0.04mm.
2.模架零件的加工
若從零件結(jié)構(gòu)和制造工藝考慮,模架的基本組成零件有三種類型:導(dǎo)柱,導(dǎo)套及各種模板(平板狀零件).
導(dǎo)柱,導(dǎo)套的加工主要是內(nèi),外圓柱面加工,適應(yīng)加工不同精度要求的內(nèi),外圓柱面的各種工藝方法,工藝方案及基準(zhǔn)選擇等
支承零件(各種模板,支承板)都是平板狀零件,在制造過程中主要進(jìn)行平面加工和孔系加工,在平面加工中要特別注意防止變形,保證裝配時(shí)有關(guān)結(jié)合平面的平面度和平行度要求.
1)若需要精度更高的平面,應(yīng)采用刮研方法加工.
2)為了保證動(dòng),定模板上導(dǎo)柱,導(dǎo)套安裝孔的位置精度,根據(jù)實(shí)際加工條件,可采用坐標(biāo)鏜床,雙軸坐標(biāo)鏜床或數(shù)控坐標(biāo)鏜床進(jìn)行加工.
3)若無上述設(shè)備且精度要求較低,也可在臥式鏜床或銑床上,將動(dòng),定模板重疊在一起,一次裝夾,同時(shí)鏜出相應(yīng)的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝孔.
圖2.12模板的裝夾
(a)模板單個(gè)鏜孔;(b)定,動(dòng)模板同時(shí)鏜孔
2.3.3其它結(jié)構(gòu)零件的加工
1.澆口套的加工
常見的澆口套有兩種類型,如圖2.13所示的A型和B型.一般采用碳素工具鋼T8A制造,局部熱處理,硬度HRC57左右.
與一般套類零件相比,澆口套錐孔小(其小端直徑一般為3～8mm),加工較難,同時(shí)還應(yīng)保證澆口套錐孔與外圓同軸,以便在模具安裝時(shí)通過定位環(huán)使?jié)部谔着c注射機(jī)的噴嘴對(duì)準(zhǔn).
圖2.13澆口套
2.側(cè)型芯滑塊的加工
當(dāng)注射成型帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑料制品時(shí),模具必須帶有側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),如圖2.10(c),(b)所示.在側(cè)型芯滑塊上裝有側(cè)向型芯或成型鑲塊.側(cè)型芯滑塊與滑槽可采用不同的結(jié)構(gòu)組合,如圖2.15所示.
圖2.14斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)
(a)合模狀態(tài);(b)開模狀態(tài)
表2-10加工澆口套的工藝過程
圖2.15側(cè)型芯滑塊與滑槽的常見結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)分析:側(cè)型芯滑塊是側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的重要組成零件,注射成型和抽芯的可靠性需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證.滑塊與滑槽的配合特性常選用H8/g7或H8/h8,其余部分應(yīng)留有較大的間隙,兩者配合面的粗糙度Ra<0.63～1.25μm.滑塊材料常采用45鋼或碳素工具鋼,導(dǎo)滑部分可局部或全部淬硬,硬度HRC40～45.
圖2.16所示為側(cè)型芯滑塊,其工藝路線見表2-11.
圖2.16側(cè)型芯滑塊
表2-11加工側(cè)型芯滑塊的工藝路線
小結(jié)
通過本次課程的學(xué)習(xí),主要了解塑料模具模架的基本加工法,澆口套的加工工藝路線和側(cè)型芯滑塊的工藝路線
教 案
課 題: 2.4沖裁凸模的加工
教學(xué)目的: 1,掌握?qǐng)A形凸模的加工方法
2,掌握非圓形凸模的常用加工方法
3,了解仿形加工
4,成型磨削的加工方法
教學(xué)重點(diǎn): 1,圓形凸模的加工方法
2,非圓形凸模的常用加工方法
3.成型磨削的加工方法
教學(xué)難點(diǎn):非圓形凸模的常用加工方法
教學(xué)方法:講授
教 具:多媒體
課 時(shí):2學(xué)時(shí)
2.4沖裁凸模的加工
2.4.1圓形凸模的加工
圖2.17是圓形凸模的典型結(jié)構(gòu).這種凸模加工比較簡單,熱處理前毛坯經(jīng)車削加工,表面粗糙度在Ra=0.8μm及其以上,表面留適當(dāng)磨削余量;熱處理后,經(jīng)磨削加工即可獲得較理想的工作型面及配合表面.
圖2.17圓形凸模
2.4.2非圓形凸模的加工
凸模的非圓形工作型面,大致分為平面結(jié)構(gòu)和非平面結(jié)構(gòu)兩種.加工以平面構(gòu)成的凸模型面(或主要是平面)比較容易,可采用銑削或刨削方法對(duì)各表面逐次進(jìn)行加工,如圖2.18所示.
圖2.18平面結(jié)構(gòu)凸模的刨削加工
凸模;(b)刨四面;(c)刨兩端面;(d)刨小平面;(e)刨30°斜面;(f)刨10°斜面
采用銑削方法加工平面結(jié)構(gòu)的凸模時(shí),多采用立銑和萬能工具銑床進(jìn)行加工.對(duì)于這類模具中某些傾斜平面的加工方法有:
(1)工件斜置:裝夾工件時(shí)使被加工斜面處于水平位置進(jìn)行加工,如圖2.19所示.
(2)刀具斜置:使刀具相對(duì)于工件傾斜一定的角度對(duì)被加工表面進(jìn)行加工,如圖2.20所示.
圖2.19工件斜置銑削圖2.20刀具斜置銑削
(3)將刀具制成一定的錐度對(duì)斜面進(jìn)行加工,這種方法一般少用.
加工非平面結(jié)構(gòu)的凸模(如圖1-21所示)時(shí),可根據(jù)凸模形狀,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和尺寸大小采用車床,仿形銑床,數(shù)控銑床或通用銑(刨)床等進(jìn)行加工.
圖2.21非平面結(jié)構(gòu)的凸模
采用仿形銑床或數(shù)控銑床加工,可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,容易獲得所要求的形狀尺寸..
在普通銑床上加工凸模是采用劃線法進(jìn)行加工的.
當(dāng)采用銑,刨削方法加工凸模的工作型面時(shí),由于結(jié)構(gòu)原因而不能用一種方法加工出全部型面(如凹入的尖角和小圓弧)時(shí),應(yīng)考慮采用其它加工方法對(duì)這些部位進(jìn)行補(bǔ)充加工.在某些情況下,為便于機(jī)械加工而將凸模做成組合結(jié)構(gòu).
2.4.3成形磨削
1.成形砂輪磨削法
這種方法是將砂輪修整成與工件被磨削表面完全吻合的形狀進(jìn)行磨削加工,以獲得所需要的成形表面.
特點(diǎn):一次所能磨削的表面寬度不能太大.為獲得一定形狀的成形砂輪,可將金剛石固定在專門設(shè)計(jì)的修整夾具上對(duì)砂輪進(jìn)行修整.
圖2.22成形砂輪磨削法
2.夾具磨削法
夾具磨削法是借助于夾具,使工件的被加工表面處在所要求的空間位置上(如圖2.24(b)所示),或使工件在磨削過程中獲得所需的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),從而磨削出成形表面
工件除作縱向進(jìn)給(由機(jī)床提供)外,還可以借助夾具使工件作斷續(xù)的圓周進(jìn)給,這種磨削圓弧的方法叫回轉(zhuǎn)法.
圖2.23用夾具磨削圓弧面
常見的成形磨削夾具有:
(1)正弦精密平口鉗.在正弦圓柱和底座間墊入適當(dāng)尺寸的量塊,可使虎鉗傾斜成所需要的角度,以磨削工件上的傾斜表面,如圖2.24(b)所示.量塊尺寸按下式計(jì)算:
h1=Lsinα
式中:h1——墊入的量塊尺寸,單位為mm;
L——正弦圓柱的中心距,單位為mm;
α——工件需要傾斜的角度,單位為(°).
正弦精密平口鉗的最大傾斜角度為45°.為了保證磨削精度,應(yīng)使工件在夾具內(nèi)正確定位,工件的定位基面應(yīng)預(yù)先磨平并保證垂直.
圖2.24正弦精密平口鉗
(a)正弦精密平口鉗;(b)磨削示意圖
(2)正弦磁力夾具.正弦磁力夾具的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用情況與正弦精密平口鉗相似,兩者的區(qū)別在于正弦磁力夾具是用磁力代替平口鉗夾緊工件,如圖2.25所示.電磁吸盤能傾斜的最大角度也是45°.
以上磨削夾具若配合成形砂輪,也能磨削平面與圓弧面組成的形狀復(fù)雜的成形表面.進(jìn)行成形磨削時(shí),被磨削表面的尺寸常采用測(cè)量調(diào)整器,量塊和百分表進(jìn)行比較測(cè)量.測(cè)量調(diào)整器的結(jié)構(gòu)如圖2.26所示.
圖2.26測(cè)量調(diào)整器
小結(jié)
通過本次課程的學(xué)習(xí),主要掌握?qǐng)A形凸模的加工方法,并掌握非圓形凸模的常用加工方法,掌握非平面結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)常用的加工方法以及成型磨削的加工方法.
教 案
課 題:2.7模具制造工藝路線
教學(xué)目的: 1.了解模具制造工藝路線的類別
2.能分析模具零件加工的工藝了解其工藝過程
3.掌握編制工藝路線的方法
教學(xué)重點(diǎn):掌握編制工藝路線的方法
教學(xué)難點(diǎn):掌握編制工藝路線的方法
教學(xué)方法:講授
教 具:多媒體
課 時(shí):2學(xué)時(shí)
2.7模具制造工藝過程及分析
模具制造工藝是把模具設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為模具產(chǎn)品的過程.模具制造工藝的任務(wù)就是研究探討模具制造的可能性和如何制造的問題,進(jìn)而研究怎樣以低成本,短周期制造高質(zhì)量模具的問題.
如圖2.58所示是一套典型冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖和一套典型的注塑成形模具結(jié)構(gòu)圖.下面先了解這兩種模具的結(jié)構(gòu)組成.
圖2.58模具結(jié)構(gòu)圖
(a)落料沖孔復(fù)合模;(b)注塑成形模
2.7.1模具制造工藝路線
1.模具制造工藝路線的類別
工藝路線是指進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā),研制,生產(chǎn)所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié),模具制造是該系統(tǒng)工程各個(gè)環(huán)節(jié)中的一環(huán).然而,一套模具,從其使用性質(zhì)來看是服務(wù)于上述產(chǎn)品的開發(fā),研制,生產(chǎn)過程的一套工具裝置,但模具制造過程完全獨(dú)立于產(chǎn)品開發(fā),研制,生產(chǎn)的過程,使其成為另外的一項(xiàng)系統(tǒng)工程——模具制造工程.所以,工藝路線應(yīng)分為產(chǎn)品開發(fā),研制,生產(chǎn)工藝路線和模具制造工藝路線.
2.模具零件加工的工藝分析
模具的零件圖是制訂加工工藝最主要的原始資料之一,在制訂加工工藝時(shí),必須首先對(duì)其加以認(rèn)真分析.為了更深刻地理解零件結(jié)構(gòu)上的特征和主要技術(shù)要求,通常還要研究模具的總裝圖,部件裝配圖及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),從中了解零件的功用和相關(guān)零件的裝配關(guān)系,以及主要技術(shù)要求制訂的依據(jù)等.
1)零件的結(jié)構(gòu)分析
A在研究具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時(shí),要分析該零件是由哪些表面組成的,因?yàn)楸砻嫘螤钍沁x擇加工方法的基本因素.
B根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),在認(rèn)真分析了零件主要表面的技術(shù)要求之后,對(duì)零件的加工工藝即有了初步的認(rèn)識(shí).根據(jù)零件主要表面的精度和表面質(zhì)量的要求,可初步確定為達(dá)到這些要求所需的加工方法,再確定相應(yīng)的中間工序及粗加工工序所需的加工方法.
C要分析加工表面之間的相對(duì)位置關(guān)系,包括表面之間的尺寸聯(lián)系和相對(duì)位置精度.可初步確定各加工表面的加工順序.
D零件的熱處理要求影響到加工方法和加工余量的選擇,同時(shí)對(duì)零件加工工藝路線的安排也有很大的影響.
E在研究零件圖時(shí),如發(fā)現(xiàn)圖樣上的視圖,尺寸標(biāo)注,技術(shù)要求有錯(cuò)誤或遺漏,或零件的結(jié)構(gòu)工藝性不好時(shí),應(yīng)提出修改意見.
3.模具零件加工的工藝過程
模具由各種零件組成,其制造過程包括零件的加工,鉗工裝配以及模具的試模和調(diào)整.毛坯經(jīng)過車,銑,刨,磨,熱處理和鉗工等加工,改變其形狀,尺寸和材料性能,使之變?yōu)榉蠄D樣要求的零件的過程,稱為工藝過程.對(duì)于同一個(gè)零件可以有幾種不同的工藝過程.在制定工藝過程時(shí),應(yīng)根據(jù)零件圖樣的要求和工廠的實(shí)際生產(chǎn)條件制定.若將其內(nèi)容以一定的格式寫成文件,用于指導(dǎo)生產(chǎn),則此文件稱為該零件的工藝規(guī)程.
模具制造屬于單件或小批生產(chǎn).模具零件的工藝規(guī)程一般都定得比較簡單,而且往往與零件的工藝路線卡合在一起,以表格的形式寫在卡片上,此卡片稱為工藝卡.卡片的格式和內(nèi)容根據(jù)各工廠的具體情況而定.模具零件工藝卡的內(nèi)容大致包括工種,施工說明及工時(shí)定額等,但通常將加工(或裝配)內(nèi)容及要求簡要地編寫在工藝卡片的該工序上.
必須指出的是,工藝規(guī)程并不是一成不變的,隨著模具制造技術(shù)的發(fā)展和提高,它也必須作相應(yīng)的修改,以把新的技術(shù)成果反映到工藝規(guī)程中,使其不斷完善.
4.模具制造工藝路線的編制
在模具制造過程中有必要編制如下有關(guān)工藝文件:模具制造的基本工藝路線,模具零件制造的工藝路線和模具制造工藝規(guī)程等.
1)模具制造的基本工藝路線
模具制造的基本工藝路線如圖2.59所示,是在接受模具制造的委托時(shí),首先根據(jù)制品零件圖樣或?qū)嵨?分析研究后確定模具制造過程中所需要涉及到的相關(guān)部門及其所承擔(dān)的任務(wù).
圖2.59模具制造的基本工藝路線
2)模具零件制造的工藝路線
模具零件制造的工藝路線是指根據(jù)模具零件設(shè)計(jì)要求,確定模具零件在加工過程中所需要的加工工序,使用的設(shè)備及所需協(xié)作的相關(guān)部門.
模具零件制造的工藝路線是指導(dǎo)模具零件加工流程的工藝文件,一般用卡片形式標(biāo)明模具零件加工過程中所需要的每一道工序,順序及完成的加工內(nèi)容.
不同模具零件在制造過程中,因模具零件形狀,技術(shù)要求,加工手段等不同,而具有不同的工藝路線.
圖2.70所示為落料凹模.
圖2.70落料凹模
其工藝路線如下:
方案一:①備料→②外形加工→③平磨,磨基準(zhǔn)平面→④鉗工:劃線,鉆孔,攻螺紋→⑤粗,精銑/車/鏜加工型孔→⑥熱處理→⑦平磨→⑧鉗修.
方案二:①備料→②外形加工→③平磨,磨基準(zhǔn)平面→④鉗工:劃線,鉆孔,攻螺紋→⑤粗銑/車/鏜加工型孔→⑥熱處理→⑦平磨,磨基準(zhǔn)平面→⑧精磨銷孔,修磨型孔.
方案三:①備料→②外形加工→③平磨,磨基準(zhǔn)平面→④鉗工:劃線,鉆孔,攻螺紋→⑤熱處理→⑥平磨,磨基準(zhǔn)平面→⑦線切割型孔,銷孔→⑧修磨型孔,銷孔.
從上面的工藝路線方案中可以看到:
(1)因模具型孔形狀不同,則所采用加工手段也不同.方案一,二的方孔采用銑削加工,圓孔則可以采用車床鏜孔或銑床鏜孔.
(2)采用加工手段不同,則工藝路線不同.
(3)方案一的型孔避免不了熱處理造成的變形,所以只適用于要求不高的小型模具.
(4)方案二,三的型孔,銷孔的加工均在熱處理之后,避免了熱處理造成的變形,使模具能獲得較高的加工精度.
方案二獲得的模具質(zhì)量最高;方案三的加工工藝最為簡單,而且適用于任何形狀的沖裁模,這是目前采用最多的工藝方案.
由上可知,編制模具零件加工工藝路線必須考慮如下因素:
(1)模具的種類不同,其制造工藝不同.
(2)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及模型的形狀.
(3)模具的精度.
(4)模具的使用要求.
(5)模具的加工條件.
(6)模具材料.
3)模具制造工藝規(guī)程
模具制造工藝規(guī)程是指導(dǎo)在模具制造過程中每一道工序如何保證模具制造質(zhì)量的工藝文件.一般配有工藝簡圖,并詳細(xì)說明該工序的每個(gè)工步的加工(或裝配)內(nèi)容,工藝參數(shù),操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等.
模具制造工藝規(guī)程通常包括模具零件加工工藝規(guī)程,模具熱處理工藝規(guī)程,模具裝配調(diào)試工藝規(guī)程等文件.模具制造工藝規(guī)程多用于大批量生產(chǎn)和成批生產(chǎn)中的重要零件.
小結(jié)
通過本次課程的學(xué)習(xí),主要了解模具制造的工藝過程,了解其工藝分析方法,會(huì)編寫模具制造的工藝路線.