| 3.1概述 3.2 模具零件的機(jī)械加工 3.3 模具的其他加工 返回目錄3.1 機(jī)械加工方法廣泛用于制造模具零件。根據(jù)模具設(shè)計(jì)圖樣中的模具構(gòu)成、零件的結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)要求， 制造完成一副完整模具的工藝過(guò)程一般可分為：毛坯 外形的加工；工作型面的加工；模具零部件的再加工； 模具裝配。模具零件的機(jī)械加工方法有以下幾種情況 普通精度零件用通用機(jī)床加工，例如，車削、銑削、 刨削、鉆削、磨削等。這些加工方法對(duì)工人的技術(shù)水 平要求較高，具有生產(chǎn)率低，模具制造周期長(zhǎng)，成本 高等特點(diǎn)。加工完成后要進(jìn)行必要的鉗工修配再裝配。 精度要求較高的模具零件用精密機(jī)床加工；形狀復(fù)雜 的空間曲面，采用數(shù)控機(jī)床加工；對(duì)特種 返回目錄 零件可考慮其他加工方法，如擠壓成型、超塑成型 加工、快速成型等。 用于模具加工的精密機(jī)床有坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)磨床 等。這些設(shè)備多用于加工固定板的凸模固定孔、模 座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔、某些凸模和凹模的刃口輪廓 加工模具零件常用的數(shù)控機(jī)床有：三坐標(biāo)數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床等。由于數(shù)控加工對(duì)工人 的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生產(chǎn) 率高、節(jié)省工裝、工程管理容易、對(duì)設(shè)計(jì)更改的適 應(yīng)性強(qiáng)、可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)床管理等一系列優(yōu)點(diǎn)，對(duì)實(shí) 現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)化，使模具生產(chǎn)更加合理Α 謀淠＞呋械加工的傳統(tǒng)方式具有十分重要的意義。 這也是今后模具發(fā)展的方向。 返回 模架是由模座、模板及導(dǎo)向零件等構(gòu)成的一種模具組 合結(jié)構(gòu)體，用來(lái)安裝或支承成型零件和其他結(jié)構(gòu)零件， 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。 圖3.1所示是冷沖模模架的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)。模架的主要組成 零件是：模板、墊板、固定板等平板類零件和導(dǎo)柱、導(dǎo) 套等軸套類零件。模架的加工是指組成模架的零件的加 3.2模具零件的機(jī)械加工 3.2.1 導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工 1.加工要點(diǎn) 模架中的導(dǎo)柱和導(dǎo)套是典型的軸類和套類零件。 圖3.2所示為冷沖模的一種標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套。它們?cè)?模具中起導(dǎo)向作 返回 用，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)向性，導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后應(yīng)保證 模架的活動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)滯阻現(xiàn)象。所以，在 加工中必須保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合表面的尺寸精度和 形狀精度，同時(shí)還應(yīng)保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合面之間的 同軸度。 返回 返回 2.工件的定位方式 對(duì)軸類零件，一般采用軸兩端中心孔作為定位基準(zhǔn)。因 為軸類零件的各外圓、錐孔、螺紋等表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一 般都是中心線，選擇兩端中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則， 加工時(shí)能達(dá)到較高的相互位置精度，且工件裝夾方便。 套類零件加工一般采用互為基準(zhǔn)的原則，即加工內(nèi)圓表 面以外圓為基準(zhǔn)，加工外圓表面以內(nèi)圓為基準(zhǔn)。 用兩中心孔定位裝夾工件以兩中心孔為基準(zhǔn)裝夾 在車床的前、后頂尖上，用雞心夾或撥盤帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。 用中心孔定位的優(yōu)點(diǎn)是：加工過(guò)程中不僅基準(zhǔn)重合，而 且基準(zhǔn)統(tǒng)一，有利于保證各表面間較高的位置精度。 用中心孔定位的缺點(diǎn)是：增加了加工中心孔的工序(或工 步)；頂尖孔深度不準(zhǔn)確時(shí)，不易保證軸向尺寸精度，為 此可同時(shí)用中心孔及一個(gè)端面定位。 用外圓柱表面定位裝夾較短的軸類零件常用三爪 自定心卡盤或四爪單動(dòng)卡盤定位夾緊；較長(zhǎng)的軸類零件 則要在另一端鉆中心孔，利用后頂尖支承，以提高工件 剛性。 返回 用兩端孔定位裝夾對(duì)于粗加工后的孔用有齒 的頂尖(菊花頂尖)裝夾，如圖3.3所示；當(dāng)零件兩端 有錐孔或預(yù)先做出了工藝錐孔，就可用錐套心軸或 錐形堵頭定位裝夾。如圖3.4所示。 返回 3.加工工藝過(guò)程 冷沖模模架的軸套零件如圖3.2所示，選用適當(dāng)尺寸的熱 軋圓鋼20號(hào)鋼作毛坯，單件小批生產(chǎn)。其加工工藝過(guò)程如 表3.1和表3.2所示。 返回 上表注：表中的工序簡(jiǎn)圖是為了直觀地表示零件的加工部位繪 制的，除專業(yè)模具廠 外，一般模具生產(chǎn)屬于單件小批生產(chǎn)， 工藝文件多采用工藝過(guò)程卡片，不繪制工序圖。 返回 返回 4.工藝分析 導(dǎo)套加工時(shí)能否正確選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證內(nèi)外 圓柱面的同軸度要求十分重要。表3.2所列的導(dǎo)套的 加工工藝過(guò)程，在車削時(shí)以外圓柱面定位，一次裝 夾加工出Φ32H7內(nèi)孔和Φ45r6外圓。保證了這兩個(gè)重 要表面的同軸度要求，為精加工提供了良好的質(zhì)量 準(zhǔn)備。精加工在萬(wàn)能外圓磨床上，利用三爪自定心 卡盤夾持Φ48mm外圓柱面，一次裝夾磨出Φ32H7內(nèi) 孔和Φ45r6外圓，可以避免由于多次裝夾帶來(lái)的誤差。 容易保證內(nèi)外圓柱面的同軸度要求。但每磨一件都 要重新調(diào)整機(jī)床，所以這種方法只適宜單件小批生 產(chǎn)。如果加工數(shù)量較多的同一尺寸的導(dǎo)套，可以先 磨內(nèi)孔，再把導(dǎo)套裝在專門設(shè)計(jì)的錐度心軸上，如 圖3.5所示，以心軸兩端的中心孔定位，借心軸和導(dǎo) 套間的摩擦力帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，磨削外圓柱面，也能 獲得較高的同軸度要求，并可使操作過(guò)程簡(jiǎn)化，生 產(chǎn)率提高。 返回 返回 圖3.6所示是在車床上用磨削方法修正中心孔。在 被磨削的中心孔處，加入少量的煤油或全損耗系統(tǒng)用 油(即機(jī)油)，手持工件進(jìn)行磨削。這種修正方法效率 高，質(zhì)量較好。但砂輪磨損較快，需經(jīng)常修整。 返回 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。在單件小批量生 產(chǎn)中可以采用簡(jiǎn)單的研磨工具，如圖3.7和圖3.8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)運(yùn) 動(dòng)。研磨導(dǎo)套和研磨導(dǎo)柱類似，由主軸帶動(dòng)研磨工具 旋轉(zhuǎn)，手握在研具上的導(dǎo)套，作軸線方向的往復(fù)直線 運(yùn)動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)研具上的調(diào)整螺釘和螺母，可以調(diào)整 研磨套的直徑，以控制研磨量的大小。 返回 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的工藝過(guò)程可以歸納為：備料 粗加工和 半精加工階段 熱處理 精加工階段 光整加工階段 按工藝過(guò)程劃分加工階段的目的是保證加工質(zhì)量、合理 使用設(shè)備、便于安排熱處理工序。 返回 5.加工方法 構(gòu)成導(dǎo)柱和導(dǎo)套的基本表面都是回轉(zhuǎn)體表面。導(dǎo)柱和 導(dǎo)套主要是進(jìn)行內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面加工。內(nèi)、外圓柱面的機(jī) 械加工方法很多，常用的有車削、鉆、擴(kuò)、鉸削、磨削 等加工方法。 車削加工車削加工是用車刀在車床上對(duì)軸類零件 進(jìn)行加工的一種方法。車削使用最早，應(yīng)用最廣，在機(jī) 械加工中，其加工量占30%左右。 車削一般分為粗車、半精車、精車。 粗車的主要目的是在短時(shí)間內(nèi)切除工件上大部分加工 余量，對(duì)加工質(zhì)量要求不高。粗車一般是精車的預(yù)備工 序，當(dāng)加工精度要求不高時(shí)也可作為終加工工序。通常， 粗車的加工精度為IT12~IT11，表面粗糙度值Ra可達(dá)到 50μm ~12.5μm。 半精車是在粗車的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高加工精度和減 小表面粗糙度值。半精加工可作為中等加工質(zhì)量要求的 終加工，也可作為精車或精磨前的預(yù)加工。一般，半精 返回 精車的主要目的是確保加工質(zhì)量，可作為零件的終加 工。一般，精加工精度為IT8~IT7，表面粗糙度Ra可達(dá)到 1.6μm ~0.8μm。 鉆孔和擴(kuò)孔統(tǒng)稱為鉆削加工。鉆孔是用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的一種方法；擴(kuò)孔是用 擴(kuò)孔刀具擴(kuò)大工件孔徑的加工方法。鉆削加工一般在鉆 床上加工。模具零件上的許多孔，如螺孔、銷釘孔、工 作零件的安裝孔等，常用鉆床加工。小直徑孔常用臺(tái)式 鉆床加工；中小型模具零件上較大的直徑孔，常用立式 鉆床加工；大中型模具零件上的孔則采用搖臂鉆床加工。 鉆孔屬于粗加工，可作為攻絲、擴(kuò)孔、鉸孔和鏜孔的 預(yù)備加工；擴(kuò)孔屬于半精加工，也可作為孔的終加工， 或作為鉸孔、磨孔前的預(yù)加工。兩者均適合于加工小直 徑孔。鉆孔精度可達(dá)到IT11~IT12，表面粗糙度值Ra可達(dá) 到12.5μm ~6.3μm；擴(kuò)孔精度可達(dá)到IT11~IT9，表面粗糙 度Ra值可達(dá)到6.3μm ~3.2μm。 返回 鉸削加工是使用鉸刀從工件孔壁切除微量金屬層， 以提高其尺寸精度和降低表面粗糙度的方法。 鉸孔的工藝范圍如下： 鉸削適用于孔的精加工及半精加工，也可用于磨孔或研孔前的預(yù)加工。由于鉸孔時(shí)切削余量小，切 削厚度薄，所以，鉸孔后公差等級(jí)一般為IT9~IT7，表 面粗糙度Ra為0.63μm ~5μm，精細(xì)鉸尺寸公差最高可達(dá) IT6，表面粗糙度Ra為0.32μm ~0.16μm。 鉸削是定尺寸刀具，適合加工小直徑孔。鉸孔時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題如下： 鉸削余量要適中。余量過(guò)大，會(huì)因切削熱多而導(dǎo)致鉸刀直徑增大，孔徑擴(kuò)大；余量過(guò)小，會(huì)留下底 孔的刀痕，使表面粗糙度達(dá)不到要求。粗鉸余量一般 為0.15mm~0.35mm，精鉸余量一般為0.05mm~0.15mm。 返回 鉸削精度較高。鉸刀齒數(shù)較多，心部直徑大，導(dǎo)向及剛性好。鉸削余量小，且綜合了切削和擠光作 用，能獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量。 鉸削時(shí)采用較低的切削速度，并且要使用切削液，以免積屑瘤對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。粗鉸時(shí)取 0.07m/s~0.17m/s，精鉸時(shí)取0.025m/s~0.08m/s。 鉸刀適應(yīng)性很差。一把鉸刀只能加工一種尺寸、一種精度要求的孔。且直徑大于80mm的孔不適宜鉸削。 為防止鉸刀軸線與主軸軸線相互偏斜而引起的孔軸線歪斜、孔徑擴(kuò)大等現(xiàn)象，鉸刀與主軸之間應(yīng)采 用浮動(dòng)連接。當(dāng)采用浮動(dòng)連接時(shí)，鉸削不能校正底孔 軸線的偏斜，孔的位置精度應(yīng)由前道工序來(lái)保證。 機(jī)用鉸刀不可倒轉(zhuǎn)，以免崩刃。返回 (3)零件的外圓磨削與內(nèi)圓磨削 外圓磨削 模具軸類零件的磨削可采用外圓磨床進(jìn) 行磨削。外圓磨削加工能切除極薄、極細(xì)的切屑；修 整誤差的能力較強(qiáng)；加工精度高，一般可達(dá)IT6~IT8 級(jí)；表面粗糙度Ra可達(dá)0.8μm ~0.1μm。外圓磨削可 分為粗磨、精磨、細(xì)磨、超精密磨削和鏡面磨削。在 磨削時(shí)，要特別注意砂輪的選用、砂輪的修整和磨削 用量的大小，并要減少加工時(shí)的振動(dòng)。當(dāng)磨削材料硬 度較高的零件時(shí)，應(yīng)選擇較硬的砂輪。為了提高磨削 效率，在磨削時(shí)盡量要縮短磨削的輔助時(shí)間，如采用 自動(dòng)裝卸零件，做到自動(dòng)測(cè)量、數(shù)字顯示、砂輪磨損 自動(dòng)修整及補(bǔ)償?shù)?；另一方面，要改變切削用量和?大磨削面積，來(lái)提高磨削效率。 內(nèi)圓磨削的加工精度可以達(dá)到IT7~IT9級(jí)，表面粗糙 度Ra可達(dá)5μm ~0.32μm。 零件的內(nèi)圓磨削方法有三種：普通內(nèi)圓磨床磨削法 (圖3.9(a))、行星磨削法(圖3.9(b))、無(wú)心磨削法(如圖 返回 圖3.9 內(nèi)圓磨削方法 普通內(nèi)圓磨床磨削法；(b)行星磨削法；(c) 無(wú)心磨削法 返回 返回 1.加工要點(diǎn) 模座包括上、下模座，動(dòng)、定模座板等；模板包括 各種固定板、套板、支承板、墊板等，這些都屬于板 類零件，其結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。在制造過(guò)程中，主 要是進(jìn)行平面加工和孔系加工，為保證模架的裝配要 求，加工后應(yīng)保證模座上、下平面的平行度要求及裝 配時(shí)有關(guān)接合面的平面度要求Ｉ稀履Ｉ系賈 2.工件的定位方式模板加工常用三個(gè)相互垂直的平面作定位基準(zhǔn)。有 利于保證孔系和各平面間的相互位置精度。定位準(zhǔn)確 可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝卸方便，生產(chǎn)中應(yīng)用較 3.2.2模座、模板加工 返回 3.加工工藝過(guò)程 板類零件主要是平面加工，現(xiàn)在以冷沖模上、下模 座的加工為例，介紹其加工工藝過(guò)程的編制，并進(jìn)行 工藝分析。 圖3.10所示為上、下模座的零件圖，表3.4為上模座 的機(jī)械加工工藝過(guò)程，表3.5為上模座的機(jī)械加工工藝 過(guò)程。 返回 返回 返回 4.工藝分析 模具中的各種模板、支承板等零件，都是平板類零件， 在制造過(guò)程中主要進(jìn)行平面加工和孔系加工。根據(jù)模架的 技術(shù)要求，在加工過(guò)程中要特別注意保證模板平面的平面 度和平行度以及導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的尺寸精度、孔與模板 平面的垂直度要求。在平面加工中要特別注意防止彎曲變 形。在粗加工后若模板有彎曲變形，在磨削中電磁吸盤會(huì) 把這種變形矯正過(guò)來(lái)，磨削后加工表面的這種形狀誤差又 會(huì)恢復(fù)。為此，在加工前，應(yīng)在電磁吸盤與模板間墊入適 當(dāng)厚度的墊片，再進(jìn)行磨削。上下兩面用同樣的方法交替 磨削，可獲得較高的平面度。若需要更高精度的平面時(shí)， 應(yīng)采用刮研的方法加工。 為了保證模板上導(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)鏜床或數(shù)控坐標(biāo)鏜床進(jìn)行加工。 若加工精度要求低或現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有此設(shè)備的情況下，可在臥式 銑鏜床或銑床上，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。如果單件生產(chǎn)，可 返回 在對(duì)模板進(jìn)行鏜孔加工時(shí)，應(yīng)在模板平面精加工后以模 板的大平面及兩相鄰側(cè)面作定位基準(zhǔn)，將模板放置在機(jī)床 工作臺(tái)的等高墊鐵上。各等高墊鐵的高度應(yīng)保持一致。對(duì) 于精密模板，等高墊鐵的高度差應(yīng)小于3μm。工作臺(tái)和墊 鐵應(yīng)用凈布擦拭，徹底清除鐵屑粉末。在使模板大致達(dá)到 平行后，輕輕夾住，然后以長(zhǎng)度方向的前側(cè)面為基準(zhǔn)，用 百分表找正后將其壓緊，最后將工作臺(tái)再移動(dòng)一次，進(jìn)行 檢驗(yàn)并加以確認(rèn)。模板用螺栓加墊圈緊固，壓板著力點(diǎn)不 應(yīng)偏離等高墊鐵中心以免模板變形。如圖3.11所示。 返回 5.加工方法 平面的加工方法有刨削、銑削、磨削，根據(jù)模座與模板的 不同精度和表面粗糙度要求選用不同的加工方法。 銑削加工是以銑刀的旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，工件或銑刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 的切削加工方法。 銑削加工工藝范圍主要包括加工模具零件上的平面、各種 溝槽和各種型腔、型孔。如用銑床加工凹模、凸模固定板、 卸料板底座漏孔、型腔模的型腔固定板型孔。 銑削加工特點(diǎn)如下： 生產(chǎn)率較高銑削加工以回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)代替了刨削加工 的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有空行程。并且以多齒刀具代替單齒刨 刀。因此，銑削加工的生產(chǎn)率較高。 適應(yīng)性好銑刀的類型多，銑床的附件多，特別是分 度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的應(yīng)用，使得銑削加工的范圍極為廣泛。 加工質(zhì)量中等銑削時(shí)，每個(gè)刀齒輪流切入切出工件， 斷續(xù)地進(jìn)行切削，使刀齒和工件受到周期性的沖擊，切削力 發(fā)生波動(dòng)。因此，銑削總是處于振動(dòng)和不平穩(wěn)的工作狀態(tài)中， 返回 銑削總是處于振動(dòng)和不平穩(wěn)的工作狀態(tài)中，使加工質(zhì)量 受到影響。 成本較高銑床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，銑刀的制造和刃磨比較 困難。一般來(lái)說(shuō)，銑削加工成本較高。 刨削加工是以刨刀(或工件)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)， 以方向與之垂直的工件(或刨刀)的間歇移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的 切削加工方法。 刨削加工工藝范圍包括牛頭刨床主要用于粗加工、半 精加工模具零件的外形平面、斜面、垂直面和曲面。由 于沖模制造主要是單件生產(chǎn)，用牛頭刨床加工模具零件 具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 龍門刨床主要加工大型模具零部件，龍門刨床除了可 以加工直平面以外，還可以加工斜面。在加工斜面時(shí)水 平進(jìn)刀和垂直進(jìn)刀可以同時(shí)進(jìn)行。在精度高、剛性好的 龍門刨床上也可以用寬刃刨刀作細(xì)刨以代替刮研。 返回 刨削加工工藝特點(diǎn)如下： 加工質(zhì)量中等一般來(lái)說(shuō)，刨削加工切削速度低， 有沖擊和振動(dòng)現(xiàn)象，加工質(zhì)量一般，但是，刨床通用性好， 換刀方便，可以在一次裝夾中加工幾個(gè)不同的表面，用機(jī) 床精度保證加工表面之間的位置精度。另外，刨削大平面 時(shí)無(wú)接刀痕，表面質(zhì)量較好。但是，用寬刃細(xì)刨的加工方 生產(chǎn)率低刨削時(shí)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不僅限制了切削 速度的提高，而且空行程又顯著降低了切削效率。因此， 刨削加工生產(chǎn)率較低。 (3)加工成本較低 刨床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。刨刀制造、 刃磨容易，因此，刨削加工成本較低。 零件的平面磨削工藝范圍包括零件經(jīng)刨、銑及淬硬后， 均需經(jīng)過(guò)平面磨床磨削平面，以使其表面達(dá)到所規(guī)定的表 面粗糙度等級(jí)。一般情況下，經(jīng)平面磨削后，其表面粗糙 度Ra可達(dá)0.8μm以上。 平面磨削方法分為圓周磨削法(圖3.12(a))和端面磨削法 兩種，其磨削特點(diǎn)如表所示。 返回 返回 返回 凸模和凹模是沖裁模的工作零件，形狀、尺寸差別較 大，有較高的加工精度要求。它們的加工質(zhì)量直接影響 模具的使用壽命及沖裁制件的質(zhì)量。 沖裁凸模與凹模的加工過(guò)程中，凸模的刃口輪廓和凹 模的型孔，是加工難度最大的部位，花費(fèi)的勞動(dòng)量最多。 由于沖裁制件的形狀繁多，凹模型孔和凸模的刃口輪廓 也多種多樣，按截面形狀可分為圓形和非圓形兩類。 具有圓形刃口的凸模加工比較簡(jiǎn)單。具有非圓形型孔 的凹模有以下兩種情況。 這類模具的型孔加工也比較簡(jiǎn)單。熱處理前采用鉆、鏜等方法進(jìn)行粗加工和半精加工。熱處理后 型孔在內(nèi)圓磨床上精加工。 3.2.3 工作零件加工 返回 這種模具的型孔加工屬于孔系加工，除保證各型孔的尺寸精度及形狀精度外，還要保證各型孔的位置 精度。可采用高精度坐標(biāo)鏜床加工。 具有異形刃口輪廓的凸模和凹模在加工工藝上比較復(fù)雜， 下面重點(diǎn)介紹其加工方法。 1.成型磨削 成型磨削用來(lái)對(duì)模具的工作零件進(jìn)行精加工，不僅用于 加工凸模，也可以加工鑲拼式凹模的工作型面，還可以加 工硬質(zhì)合金和熱處理后硬度很高的模具零件。采用成型磨 削加工零件可以獲得高精度的尺寸和形狀。根據(jù)工廠的設(shè) 備條件，成型磨削可以在平面磨床上采用成型砂輪或利用 成型砂輪磨削法成型砂輪磨削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，以獲得所需要的成型表面， 如圖3.13所示。此法 返回 一次磨削的表面寬度不能太大。用成型砂輪磨削法進(jìn) 行磨削，其首要任務(wù)是把砂輪修整成所需要的形狀， 并保證必要的精度。 軌跡運(yùn)動(dòng)磨削法軌跡法是利用刀具或工件作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)來(lái) 進(jìn)行加工的方法。圖3.14所示是用夾具磨削圓弧面的加 工示意圖。工件除了靠機(jī)床做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還可 以借助于夾具使工件作斷續(xù)的圓周進(jìn)給，完成要加工 的表面的運(yùn)動(dòng)軌跡，這種磨削圓弧的方法叫軌跡法。 常見(jiàn)的成型磨削夾具有以下幾種。 正弦精密平口鉗 如圖3.15(a)所示，夾具由帶正弦規(guī)的虎鉗和底座6組 成。正弦圓柱4被固定在虎鉗體3的底面，用壓板5使其 緊貼在底座6的定位面上。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 削工件上的傾斜面，如圖3.15(b)所示。量塊尺寸按下式 返回 返回 式中：h1 ——墊入的量塊尺寸，mm； L——正弦圓柱的中心距，mm； ——工件需要傾斜的角度，。 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。 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3.16所示。電磁吸盤能傾 斜的最大角度也是45。 返回 圖3.16 正弦磁力夾具 1—電磁吸盤；2—電源線；3—正弦圓柱；4—底座；5—鎖緊手輪 返回 以上磨削夾具，若配合成型砂輪也能磨削平面與圓 弧面組成的形狀復(fù)雜的成型表面。進(jìn)行成型磨削時(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3.17所示。量 塊座2能在三角架1的斜面上沿V形槽上、下移動(dòng)，當(dāng) 移動(dòng)到適當(dāng)位置后，用滾花螺母3和螺釘4固定。為了 保證測(cè)量精度，要求量塊座沿斜面移到任何位置時(shí)， 量塊支承面A、B應(yīng)分別與測(cè)量調(diào)整器的安裝基面D、 C保持平行，其誤差不大于0.005mm。 返回 返回 例3-1 圖3.18所示凸模，采用正弦磁力夾具磨削斜 面a、b及平面c。除a、b、c面外，其余各面均已加工 到設(shè)計(jì)要求。 返回 磨削工藝過(guò)程如下： 將夾具置于機(jī)床工作臺(tái)上找正，使夾具的正弦圓柱軸線與機(jī)床工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)方向平行。 以d及e面為定位基準(zhǔn)磨削a面，調(diào)整夾具使a面處于水平位置，如圖3.19(a)所示。調(diào)整夾具傾斜角度的量塊尺 H1=150mmsin10=26.0472mm磨削時(shí)采用比較法測(cè)量加工表面的尺寸，圖中Φ20mm 圓柱為測(cè)量基準(zhǔn)柱。按圖示的位置調(diào)整測(cè)量調(diào)整器上的量 塊座，用百分表檢查，使量塊座的平面B(或A)與測(cè)量基準(zhǔn) 柱的上母線處于同一水平面內(nèi)，并將量塊座固定。檢測(cè)磨 削尺寸的量塊按下式計(jì)算： M1=[(50-10)cos10-10]mm=29.392mm 加工面a的尺寸用百分表檢測(cè)，當(dāng)百分表在a面上的測(cè)量 值與百分表在量塊上平面的測(cè)量示值相同時(shí)，工件尺寸即 達(dá)到磨削要求。 磨削b面：調(diào)整夾具使b面處于水平位置，如圖返回 返回 調(diào)整夾具的量塊尺寸： H2=150mmcos30=75mm 測(cè)量加工表面尺寸的量塊尺寸： M2={[(50-10)+(40-10)tan30]cos30- 10}mm=39.641mm 注意：當(dāng)進(jìn)給至與c面的相交線近旁時(shí)停止，以留下適當(dāng) 磨削余量。 磨削c面：調(diào)整夾具磁力臺(tái)成水平位置，如圖3.19(c)所示。磨c面到尺寸，在兩平面交線處留適當(dāng)?shù)哪ハ饔嗔俊?測(cè)量加工表面尺寸時(shí)的量塊尺寸： M3={50- [(60-40)tan30+20] }mm=39.641mm 磨削b、c面的交線部位：兩平面交線部位用成型砂輪磨削，為此，將夾具磁力臺(tái)調(diào)整為與水平面成30，把 砂輪圓周修整出部分錐頂角為60的圓錐面，如圖3.19(d) 所示。 返回 用成型砂輪磨削b、c面的交線部位，如圖3.19(e)所示。使 砂輪的外圓柱面與處于水平位置的b面部分微微接觸(出現(xiàn)極 微小的火花)，再使砂輪慢速橫向進(jìn)給，直到c面也出現(xiàn)極微 小的火花，加工結(jié)束。 正弦分中夾具 正弦分中夾具主要用來(lái)磨削凸模上具有同一軸線的不同圓 弧面、等分槽及平面，夾具結(jié)構(gòu)如圖3.20所示。工件支承在 頂尖7和6上，頂尖座4可沿底座上的T形槽移動(dòng)，用螺釘3固 定，旋轉(zhuǎn)手輪5能使尾頂尖6移動(dòng)，用以調(diào)節(jié)工件和頂尖間的 松緊程度。頂尖7裝在主軸的錐孔內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(圖中未顯 示)，通過(guò)蝸桿13、蝸輪9傳動(dòng)，帶動(dòng)主軸和通過(guò)雞心夾頭裝 夾的工件及裝在主軸后端的分度盤11一起轉(zhuǎn)動(dòng)。使工件實(shí)現(xiàn) 圓周進(jìn)給，磨出圓弧面。分度盤的作用是控制工件的回轉(zhuǎn)角 度，其工作原理如圖3.21所示。分度盤上有四個(gè)正弦圓柱， 其中心均處于直徑為D的圓周上，并將所在圓周四等分。磨 削時(shí)，如果工件回轉(zhuǎn)角度的精度要求不高，則轉(zhuǎn)角可直接由 分度盤外圓面上的刻度和讀數(shù)指示器10讀出(見(jiàn)圖3.20)。若 返回 返回 例如，工件需要回轉(zhuǎn)的角度為α，轉(zhuǎn)動(dòng)前正弦分度盤 的位置如圖3.21(a)所示，轉(zhuǎn)過(guò)角度α后正弦分度盤的位置 如圖3.21(b)、(c)所示。為控制轉(zhuǎn)角墊入的量塊尺寸按下 式計(jì)算： h1=h-sinα- h2=h+sinα-在圖3.21(a)所示的情況下，如果α=0，則 h0=h- 式中：h1、h2——控制工件回轉(zhuǎn)角需要墊入的量塊尺寸， mm； h——夾具主軸中心至量塊支承面的距離，mm； D——正弦圓柱中心所在圓的直徑，mm； α——工件轉(zhuǎn)過(guò)的角度，； d——正弦圓柱的直徑，mm。 返回 工件在正弦分中夾具上的裝夾方法有兩種。 心軸裝夾法 如果是帶圓柱孔的工件，且孔的軸線正好與 被磨削圓弧面的軸線重合，可在該孔中插入心軸，利用心軸 兩端的頂尖孔定位，將工件支承在正弦分中夾具的兩頂尖之 間進(jìn)行磨削，如圖3.22所示。夾具主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)雞心夾 頭5和撥盤帶動(dòng)工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。若工件上沒(méi)有圓柱孔，在技 術(shù)要求允許的情況下，也可在工件上作出穿心軸用的工藝孔。 返回 返回 雙頂尖裝夾法 當(dāng)工件上沒(méi)有圓柱孔，不具備作出穿心軸 的工藝孔的條件時(shí)，可采用雙頂尖裝夾工件，如圖3.23所 示。夾具上除前后頂尖外，還裝有一個(gè)副頂尖，與此相對(duì) 應(yīng)，凸模上除兩端的主頂尖孔外還有一個(gè)副頂尖孔，主頂 尖孔用來(lái)將工件正確定位。副頂尖孔連同副頂尖用來(lái)?yè)軇?dòng) 工件回轉(zhuǎn)。副頂尖成彎曲狀，可以在叉形滑板的槽內(nèi)上下 移動(dòng)，用螺母3調(diào)節(jié)其伸出的長(zhǎng)短并鎖緊。因此它有較大的 適應(yīng)范圍。采用雙頂尖裝夾工件，要求各頂尖與頂尖孔配 合良好，不能有軸向竄動(dòng)；要防止主頂尖孔與頂尖配合過(guò) 松，副頂尖對(duì)工件的軸向推力過(guò)大，使工件產(chǎn)生歪斜，影 響加工精度，如圖3.24所示。 使用正弦分中夾具進(jìn)行成型磨削，被磨削表面的尺寸， 用測(cè)量調(diào)整器、量塊和百分表進(jìn)行比較測(cè)量。為了能對(duì)高 于或低于夾具回轉(zhuǎn)中心線的表面都能進(jìn)行測(cè)量，一般將量 塊支承面的位置調(diào)整到低于夾具回轉(zhuǎn)中心線50mm處。為此， 在夾具兩頂尖間裝一根直徑為d的標(biāo)準(zhǔn)圓柱，如圖3.25所示。 在測(cè)量調(diào)整器的量塊支承面上放置尺寸為 的量塊后， 返回 返回 當(dāng)工件上被測(cè)量表面的位置高于夾具回轉(zhuǎn)中心線h'(若被 測(cè)量表面為凸圓弧面，則h'為圓弧半徑)時(shí)，只要在量塊支 承面上放置尺寸為(50+ h')的量塊，用百分表檢測(cè)量塊上 平面與被測(cè)量表面的等高性，當(dāng)兩者讀數(shù)相同時(shí)，表明工 件已加工到所要求的尺寸。若被測(cè)量表面低于夾具的回轉(zhuǎn) 中心h'，則量塊支承面上放置的量塊尺寸為(50-h')。測(cè)量 方法與上述相同。若被測(cè)表面是凹圓弧面，則測(cè)量圓弧的 最低點(diǎn)。 例3-2 圖3.26所示凸模，在平面磨床上用正弦分中夾具 磨削刃口的輪廓形狀。各面所留磨削余量為 0.15mm~0.2mm。 磨削過(guò)程如下： 將正弦分中夾具置于機(jī)床的工作臺(tái)上校正。裝夾工件，檢查各面是否有足夠的磨削余量，檢查方法如圖 3.27(a)所示。 磨平面1、2，調(diào)整平面1到水平位置，磨削該平面到要求尺寸，如圖3.27(b)所示。檢查平面尺寸的量塊為 返回 將工件回轉(zhuǎn)180，磨削平面2到要求尺寸，其操作過(guò) 程與平面1相同。 磨削斜面3和4。將工件回轉(zhuǎn)40，使斜面3處于水平位置，如圖3.27(c)所示。磨削斜面3到尺寸，在砂輪橫 向進(jìn)給到距圓弧與斜面的切點(diǎn)1mm~2mm處停止進(jìn)給，以 免切入凹圓弧?？刂乒ぜ剞D(zhuǎn)角度的量塊尺寸為： h1=h-sin40- 返回 返回 設(shè)分中夾具的h=70mm，=50mm，d=20mm代入上式得： h1=27.86mm 檢測(cè)斜面3的量塊尺寸為h1=50mm。 將工件回轉(zhuǎn)100，使斜面4處于水平位置。磨削斜面4到 要求尺寸，其操作過(guò)程和磨削斜面3相同。 磨削R35mm的圓弧面。將工件回轉(zhuǎn)130，使R35mm的圓弧面處于磨削位置，如圖3.27(d)所示。通過(guò)分 中夾具使工件作圓周進(jìn)給，磨削圓弧到尺寸。檢測(cè)該圓弧 半徑的量塊尺寸為(50+34.985)mm。磨削時(shí)工件可以自由回 轉(zhuǎn)，因此不必控制工件的回轉(zhuǎn)角度。 磨削R15mm的圓弧面。要求將工件回轉(zhuǎn)180使R15圓弧面處于磨削位置，如圖3.27(e)所示。用回轉(zhuǎn)法磨削該 圓弧到要求尺寸，檢測(cè)圓弧半徑的量塊尺寸為 (50+14.985)mm。為防止砂輪切入斜面3、4，在順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 磨削時(shí)，應(yīng)控制砂輪左側(cè)寬度b=1mm~2mm左右，磨到距 兩圓弧切點(diǎn)1mm~2mm處停止進(jìn)給。按上述控制方法，逆 時(shí)針回轉(zhuǎn)磨出另一半圓弧面。 返回 磨削R2mm圓弧面。R2mm的圓弧面用成型砂輪磨削。為此，應(yīng)將砂輪兩側(cè)修整出R2mm的凸圓弧，如圖 3.27(f)、(g)所示。將工件回轉(zhuǎn)140使斜面3(或4)處于水平 位置。調(diào)整機(jī)床使砂輪圓周和斜面微微接觸，如圖3.27(f) 所示。再將工件逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一適當(dāng)角度，砂輪橫向進(jìn)給(或 手動(dòng))使其側(cè)面與R15mm的圓弧面微微接觸，如圖3.27(g) 所示。順時(shí)針回轉(zhuǎn)工件，磨凹圓弧到砂輪圓周與斜面微微 接觸為止。 用同樣的方法磨出另一個(gè)R2mm圓弧面。 在磨削過(guò)程中，檢測(cè)被磨削表面尺寸的量塊，均按被磨 削表面的平均尺寸計(jì)算。從以上磨削實(shí)例來(lái)看，用正弦分 中夾具配合成型砂輪，也可以磨出某些帶凹圓弧的成型表 返回返回 萬(wàn)能夾具 萬(wàn)能夾具是成型磨床的主要部件，也可在平面磨床 或萬(wàn)能工具磨床上使用。 萬(wàn)能夾具的結(jié)構(gòu)如圖3.28所示。它由十字滑板、回 轉(zhuǎn)部分、分度裝置和工件的裝夾部分組成。 返回 返回 十字滑板由固定在主軸5上的滑板座4、中滑板11和小滑 板2組成。轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿3能使中滑板11沿滑板4上的導(dǎo)軌上下移 動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿10能使小滑板2沿中滑板11上的導(dǎo)軌移動(dòng)。兩 個(gè)移動(dòng)方向互相垂直，用以將安裝在轉(zhuǎn)盤上的工件調(diào)整到 適當(dāng)位置。 回轉(zhuǎn)部分由蝸桿(圖中未畫出)及蝸輪6和主軸5組成。用 手輪12轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，通過(guò)蝸輪6帶動(dòng)主軸、分度盤8、十字滑 板和工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 分度裝置用來(lái)控制工件的回轉(zhuǎn)角度，由分度盤8來(lái)實(shí)現(xiàn)。 夾具裝夾部分用來(lái)裝夾工件，根據(jù)不同的加工對(duì)象，可 以采用以下幾種裝夾方法。 用螺釘與墊柱裝夾工件 如圖3.29所示，利用凸模端面上 的螺孔，通過(guò)螺釘3、墊柱2將工件拉緊在夾具的轉(zhuǎn)盤1上。 墊柱和螺釘?shù)拈L(zhǎng)度要保證砂輪在磨削中超越工件的定位面 時(shí)，不至和夾具相碰。為了保證定位精度，要求墊柱高度 一致，以免工件產(chǎn)生偏斜。轉(zhuǎn)盤1裝在萬(wàn)能夾具的小滑板上， 可繞軸線O—O旋轉(zhuǎn)，便于調(diào)整工件在圓周方向上的相對(duì)位 返回 返回 用精密平口鉗裝夾工件 利用精密平口鉗端部(或側(cè)面)上 的螺孔，用螺釘和墊柱將精密平口鉗拉緊在夾具的轉(zhuǎn)盤上， 如圖3.30所示，再用平口鉗夾持工件。這種裝夾方法，操 作簡(jiǎn)單、方便，但一次裝夾只能磨出工件上的部分表面。 返回 用電磁臺(tái)裝夾工件 利用小型電磁臺(tái)端部(或側(cè)面)上 的螺孔，用螺釘和墊柱將其拉緊在轉(zhuǎn)盤上，如圖3.31所 示，用電磁力吸住工件。這種方法，裝夾迅速、方便。 但工件必須以平面定位，一次裝夾也只能磨削工件上的 部分表面。 返回 萬(wàn)能夾具能磨削刃口由直線和凸、凹圓弧組成的形狀復(fù) 雜的凹模。磨削平面時(shí)可利用夾具將被加工表面調(diào)整到水 平(或垂直)位置，用砂輪的圓周(或端面)進(jìn)行磨削；磨削 圓弧時(shí)可以利用十字滑板將圓弧的圓心調(diào)整到夾具主軸的 回轉(zhuǎn)軸線上，用回轉(zhuǎn)法進(jìn)行磨削。 萬(wàn)能夾具中心高度用測(cè)量調(diào)整器來(lái)測(cè)量，如圖3.32所示。 測(cè)量調(diào)整器的使用方法是利用測(cè)量平臺(tái)基面至夾具中心的 固定距離(該距離在測(cè)量平臺(tái)位置不變時(shí)為定值)，根據(jù)工 件被測(cè)表面位于夾具中心的上方或下方，來(lái)增減被測(cè)尺寸 的量塊值，并用百分表對(duì)工件磨削面與量塊面比較，直至 讀數(shù)相等。 在夾具上用精密平口鉗夾持一個(gè)尺寸為100mm的量塊組， 并校正到水平位置，如圖3.32(a)所示。用百分表測(cè)量量塊 A面，記下讀數(shù)。將主軸回轉(zhuǎn)180，測(cè)量量塊B面，與A 面讀數(shù)比較，利用萬(wàn)能夾具十字滑板調(diào)整量塊位置，使A、 B面對(duì)稱于夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線。再按圖3.32(c)調(diào)整量塊 支承座的位置 返回 當(dāng)使用萬(wàn)能夾具進(jìn)行成型磨削時(shí)，由于模具零件的設(shè) 計(jì)圖樣上給出的尺寸是按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注的，成型磨削過(guò) 程中所選定的工藝基準(zhǔn)往往與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不一致，因此， 在進(jìn)行磨削之前，需要根據(jù)零件的設(shè)計(jì)尺寸換算出所需 的工藝尺寸，并按計(jì)算結(jié)果繪制成型磨削工序圖，以便 進(jìn)行加工和測(cè)量。 成型磨削的工藝尺寸換算，應(yīng)按照加工中調(diào)整和測(cè)量 的需要確定。加工中為了進(jìn)行磨削和測(cè)量，工件需要繞 著某些回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。工件繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心稱為成 型磨削的工藝中心。一般情況下工件上有幾段用回轉(zhuǎn)法 磨削的圓弧，就有幾個(gè)工藝中心(同心圓弧例外)。對(duì)那 些半徑很小不適宜用回轉(zhuǎn)法磨削的圓弧面， 常采用成型砂輪進(jìn)行磨削，它們的圓心不作為工藝 中心。采用回轉(zhuǎn)法磨削圓弧面時(shí)，為了把磨削圓弧的工 藝中心調(diào)整到夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線上，就需要計(jì)算出各 工藝中心的坐標(biāo)。同時(shí)在回轉(zhuǎn)磨削過(guò)程中，為了不使砂 輪超越被磨削的圓弧長(zhǎng)度而切入相鄰表面，還要計(jì)算出 返回 采用回轉(zhuǎn)法磨削圓弧面時(shí)，為了把磨削圓弧的工藝中 心調(diào)整到夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線上，就需要計(jì)算出各工藝 中心的坐標(biāo)。同時(shí)在回轉(zhuǎn)磨削過(guò)程中，為了不使砂輪超 越被磨削的圓弧長(zhǎng)度而切入相鄰表面，還要計(jì)算出被磨 削圓弧的圓心角，以便在磨削時(shí)控制工件的回轉(zhuǎn)角度。 磨削平面時(shí)，為了將被磨削的平面轉(zhuǎn)到水平(或垂直) 位置進(jìn)行磨削，需要知道這些平面對(duì)坐標(biāo)軸的傾斜角度。 為了對(duì)被磨削平面進(jìn)行測(cè)量，還應(yīng)計(jì)算出被磨削平面與 工藝中心之間的距離。 總之，用萬(wàn)能夾具進(jìn)行成型磨削，按工藝要求應(yīng)進(jìn)行 下列計(jì)算： 各工藝中心的坐標(biāo)尺寸； 各平面至對(duì)應(yīng)工藝中心的垂直距離； 返回 返回 各平面對(duì)所選定坐標(biāo)軸的傾斜角度； 某些圓弧面的圓心角； 為了提高計(jì)算的精確度，在計(jì)算過(guò)程中，三角函數(shù)及一 般數(shù)值計(jì)算應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后六位，運(yùn)算的最終結(jié)果精確 到小數(shù)點(diǎn)后二位或三位。 例3-3 圖3.33所示為凸模零件圖，用萬(wàn)能夾具進(jìn)行刃口 輪廓的磨削加工。其步驟如下。 確定并計(jì)算工藝中心和工藝坐標(biāo)圖3.33所示工件上 所有的圓弧都可用回轉(zhuǎn)法磨削，因此需要計(jì)算工件的所有 回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)O1、O2、O3。為了計(jì)算中心坐標(biāo)，首先 建立圖3.34所示的XOY直角坐標(biāo)系。 計(jì)算各工藝中心的坐標(biāo)尺寸工藝中心O1的Y坐標(biāo) 和O3的X坐標(biāo)設(shè)計(jì)圖上未標(biāo)注，應(yīng)按圖3.34進(jìn)行計(jì)算： 在O1O2A中 返回 O1O2=16.015mm+15.985mm=32mm O1A=28.015mm-16.015mm=12mm O2A=mm=29.655mm 返回 返回 O1點(diǎn)到X軸的距離 AB=O2B-O2A=44.985mm-29.665mm=15.32mm 得到O1點(diǎn)的坐標(biāo)為(-16.015，-15.32) 在O2O3C中 O2O3=65.985mm-15.985mm=50mm O3C=18mm O2C=mm=46.648mm O3點(diǎn)與Y軸的垂直距離 DC= O2C-O2D=46.648mm-18.015mm=18.633mm 得O3點(diǎn)的坐標(biāo)為(18.633，-62.985) 計(jì)算斜面3到工藝中心O2的距離及斜面相對(duì)于X坐標(biāo)軸傾斜角度α α=arcsin=arcsin=216' 平面3到工藝中心O2的距離等于凸圓弧的半徑15.985mm。 返回 計(jì)算各圓弧的圓心角磨削凹圓弧R16mm和凸圓 弧R66mm時(shí)，工件可以自由回轉(zhuǎn)，不需計(jì)算圓心角。磨 削兩個(gè)R16mm凸圓弧時(shí)，砂輪有可能切入與它們銜接的 相鄰表面，應(yīng)嚴(yán)格控制工件的回轉(zhuǎn)角度。所以本例中應(yīng) 計(jì)算的圓心角有：α1、α2、α3、α4。 α1=O1O2A+90 O1O2A=arcsin=arcsin=221'28" α1=221'28"+90=1121'28" α2=α3=90-α=90-216'=6854' α4=α=216' 根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制凸模工序圖如圖3.35所示。 返回 返回 工件裝夾利用凸模端面上的螺孔(圖中未畫出)，用螺釘和墊柱將 凸模裝夾在萬(wàn)能夾具的轉(zhuǎn)盤上。通過(guò)找正使工件的工藝坐 標(biāo)軸與十字滑板的導(dǎo)軌方向保持平行，當(dāng)各工藝中心分別 與夾具主軸的回轉(zhuǎn)軸線重合時(shí)，工件的各加工表面上都能 有較均勻的余量。 為了找正工件的位置，在分度盤的正弦圓柱下墊入以下 尺寸的量塊： h1=h-216' 使十字滑板的導(dǎo)軌分別與水平和垂直方向的夾角為α=216'。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，用百分表找正工件上的平面3至水 平位置后，將轉(zhuǎn)盤固定在小滑板上，如圖3.36所示。經(jīng)過(guò) 找正后的工藝坐標(biāo)軸分別與十字滑板的移動(dòng)方向平行。由 于平面3的寬度比平面1、2大，以它為基準(zhǔn)找正坐標(biāo)軸位 置能獲得更高的定位精度。 使十字滑板的導(dǎo)軌分別處于水平和垂直位置，以平面1、 2為基準(zhǔn)(如果工件上沒(méi)有和兩坐標(biāo)軸平行的平面，可在工 返回 工藝中心O2調(diào)整到夾具的回轉(zhuǎn)軸線上。方法是：在測(cè) 量調(diào)整器上放置尺寸為(50+44.985)mm的量塊，使百分表 在量塊上平面的讀數(shù)為“0”，如圖3.37(a)所示。用十字 滑板調(diào)整工件的位置，使百分表在平面1上的讀數(shù)等于磨 削余量。再將工件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90，使平面2處于水平位 置，如圖3.37(b)所示。調(diào)整工件位置的方法與調(diào)整平面1 相同，在測(cè)量調(diào)整器上放置量塊尺寸等于(50-28.015)mm。 返回 調(diào)整好工藝中心O2的位置后，轉(zhuǎn)動(dòng)工件，用量塊和 百分表檢查R16mm和R66mm及斜面3是否有足夠的磨 削余量。 以平面1、2為測(cè)量基準(zhǔn)，把工藝中心O3、O1依次 調(diào)到夾具的回轉(zhuǎn)軸線上，用量塊和百分表檢查其余各 表面的磨削余量是否夠用、均勻。若工件上某些部位 沒(méi)有余量或余量分布不均勻，還需作補(bǔ)充調(diào)整，直到 各表面的磨削余量比較均勻?yàn)橹埂?返回 返回 磨削基準(zhǔn)面1、2和R16mm凹圓弧面先將工藝中心 O1調(diào)整到夾具的回轉(zhuǎn)軸線上，再使平面1處于水平位置， 磨削平面至規(guī)定尺寸，再將工件旋轉(zhuǎn)90，使平面2處于 水平位置，磨削到規(guī)定尺寸，如圖3.38(a)、(b)所示。注 意平面2在磨削到距凹圓弧切點(diǎn)2mm~3mm處停止磨削， 剩下部分作為磨削切點(diǎn)的余量。 返回 返回 用回轉(zhuǎn)法磨R16mm的凹圓弧至規(guī)定尺寸。為了易于控制 被磨削圓弧的尺寸，應(yīng)將砂輪修整成圓弧，其半徑小于被磨 削的圓弧半徑，如圖3.38(c)所示。在磨削工程中當(dāng)平面2轉(zhuǎn) 到水平位置時(shí)停止工件轉(zhuǎn)動(dòng)，用砂輪架或工作臺(tái)橫向進(jìn)給將 切點(diǎn)磨出，使凹圓弧和平面2在切點(diǎn)處連接平滑。因磨削時(shí) 工件可以自由回轉(zhuǎn)，不必控制回轉(zhuǎn)角度。 磨削R66mm、R16mm的圓弧面和斜面3將工藝中心O2調(diào)整到夾具的回轉(zhuǎn)軸線上。用回轉(zhuǎn)法磨削R66mm的圓弧 面至尺寸，如圖3.39(a)所示。工件可以自由回轉(zhuǎn)，不用控制 回轉(zhuǎn)角度。 使平面3處于水平位置，磨削平面3到規(guī)定尺寸，如圖 3.39(b)所示，控制轉(zhuǎn)角=216'的量塊尺寸為h1=h-216'-。 用回轉(zhuǎn)法磨削R16mm的圓弧到尺寸，如圖3.39(c)所示。為 防止在磨削時(shí)砂輪入R16mm的凹圓弧面和斜面3，應(yīng)控制工 件的回轉(zhuǎn)角度、?？刂妻D(zhuǎn)角和的量塊尺寸分別為： H2=h+ 返回 返回 磨O3的凹圓弧將工藝中心O3調(diào)整到夾具主軸 的回轉(zhuǎn)軸線上，用回轉(zhuǎn)法磨削該圓弧到尺寸，如圖 3.40所示。控制回轉(zhuǎn)角度和的量塊尺寸分別為： 圖3.40 以O(shè)3為中心磨凸圓弧 返回 h1=h-sin216'- h2=h+sin216'- 由以上磨削實(shí)例可以看出，用萬(wàn)能夾具能磨削刃口由不同 心圓弧及直線組成的形狀復(fù)雜的凸模和凹模鑲塊。 在曲線磨床上進(jìn)行成型磨削目前專業(yè)模具生產(chǎn)廠都采用專用成型磨床加工，如工 具曲線磨床、光學(xué)曲線磨床等。利用這些專用磨床加工零 件表面，其加工精度高，表面質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。 工具曲線磨床的磨削方法是將被磨削的工件形狀分成若 干圓弧與直線，然后分段進(jìn)行磨削；光學(xué)曲線磨床是利用 光學(xué)投影放大系統(tǒng)將工件放大映像到屏幕上，與夾在屏幕 上的工件放大圖對(duì)照，加工時(shí)操作砂輪，將越過(guò)圖線的余 量磨去，直至物像的輪廓與圖線全部重合為止。 圖3.41所示為光學(xué)曲線磨床。它主要由床身、坐標(biāo)工作 臺(tái)、砂輪架、光屏組成。 返回 返回 坐標(biāo)工作臺(tái)用于固定工件，可做縱向、橫向移動(dòng)和垂 直方向的升降。 砂輪架用來(lái)安裝砂輪，它能做縱向和橫向手動(dòng)送進(jìn)，可 繞垂直軸旋轉(zhuǎn)一定角度以便將砂輪斜置進(jìn)行磨削，如圖 3.42所示。砂輪除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還可沿砂輪架上的垂直 導(dǎo)軌做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其行程可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。為了對(duì)非 垂直表面進(jìn)行磨削，垂直導(dǎo)軌可沿砂輪架上的弧形導(dǎo)軌進(jìn) 行調(diào)整，使砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與垂直方向成一定角度。 光學(xué)曲線磨床的光學(xué)投影放大系統(tǒng)原理如圖3.43所示。 光線從機(jī)床的下部光源1射出，通過(guò)砂輪3和工件2，將兩 者的影像射入物鏡，經(jīng)過(guò)棱鏡和平面鏡的反射，可在光屏 上得到放大的影像。將該影像與光屏上的工件放大圖進(jìn)行 比較。由于工件留有加工余量，放大影像輪廓將超出光屏 上的放大圖形。操作者即根據(jù)兩者的比較結(jié)果操縱砂輪架， 做縱、橫向運(yùn)動(dòng)，使砂輪與工件的切點(diǎn)沿著工件被磨削輪 廓線將加工余量磨去，完成仿形加工。 返回 對(duì)于光屏尺寸500mm500mm，放大50倍的光學(xué)投影放 大系統(tǒng)，一次所能看到的投影區(qū)域范圍為10mm10mm。 當(dāng)磨削的工件輪廓超出10mm10mm時(shí)，應(yīng)將被磨削表面 的輪廓分段，如圖3.44(a)所示。把每段曲線放大50倍繪圖， 如圖3.44(b)所示。為了保證加工精度，放大圖應(yīng)繪制準(zhǔn)確， 其偏差不大于0.5mm，圖線粗細(xì)為0.1mm~0.2mm。 返回 返回 返回 磨削時(shí)先按放大圖磨出曲線1-2所對(duì)應(yīng)的工件輪廓。 由于放大圖上曲線1-2的終點(diǎn)2和2-3的起點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的都 是工件上的同一點(diǎn)。點(diǎn)2在兩段放大圖上具有相同的縱 坐標(biāo)，沿水平方向兩者卻相距500mm，所以在磨完1-2 段的形狀后，必須借助量塊和百分表使工作臺(tái)向左移 動(dòng)10mm，將工件上的分段點(diǎn)2移到放大圖2-3段起點(diǎn)上， 以便按2-3段的放大圖磨削工件。如此逐段將工件的整 個(gè)形狀磨出。 在按工件輪廓分段繪制放大圖時(shí)，對(duì)放大50倍的光 學(xué)放大系統(tǒng)，其分段長(zhǎng)度不能超過(guò)10mm。 |
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