在模具制造中,利用成形磨削的方法来精加工凸模,凹模及型腔模模块和型芯,是当前最常用,也是最有效的一种加工方法。零件一般在热处理后进行成形磨削加工,减小了由于热处理后零件变形对模具精度的影响。成形磨削加工的特点是加工质量好,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块的几何形状,一般由圆弧与直线或圆弧与圆弧等几何线型组成。成形磨削的基本原理是把形状复杂的几何线型分解成若干直线,圆弧等简单的几何线型,然后分段进行磨削,使其连接成圆滑,光整并符合图样要求的一种磨削加工方法。
② 成形磨削的方法
成形磨削的方法主要有两种。一种是在平面磨床上采用修整后的成形砂轮或专用卡具进行成形磨削。另一种方法是利用光学曲线磨床、坐标磨床、万能工具磨床等专用成形磨床磨削。由于设备条件的限制,目前在中小型工厂大多仍利用普通平面磨床来进行成形磨削
怎样进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来对凸模、凹模及凸凹模零件进行精加工,是目前最常用,也是最有效的加工方法。
(1) 成型磨削的特点 所谓成型磨削,就是把复杂的成型表面分解成若干个简单表面,如平面、圆柱面等,然后分段磨削,并使其连接光滑、圆整,从而达到图样要求。成型磨削具有高精度、高效率的优点,它可对淬硬后的凸模、拼装凹模等进行精加工,可以消除热处理变形对精度的影响,从而提高模具的制造精度,同时,成型磨削可以减少钳工工作量,提高生产效率。
(2) 成型磨削的方法 成型磨削可以在平面磨床、成型磨床上进行,其方法主要有以下两种: 1) 成型砂轮磨削法。利用砂轮修整工具,将砂轮修成与工件型面完全吻合的相反型面,然后再以此砂轮对工件进行磨削,使工件成为所需形状。
修整砂轮的方法较多,但主要是采用金刚石修整砂轮,用金刚石修整砂轮时,多数是将成型面的几何形状分段进行修整。这种修整砂轮的方法,主要是通过各种修砂轮工具来完成的。
常用的修砂轮工具主要有修角度、修圆弧砂轮工具、万能修砂轮工具、靠模修砂轮工具等。 2) 夹具磨削法。
这是将工件按一定方位装夹在专用夹具上,在加工时通过夹具调整工件的位置,再移动或转动夹具进行磨削,从而获得所需的形状。这是一种在生产中使用最多的磨削法,用于成型磨削的夹具主要有:精密平口钳正弦磁力台、正弦分中夹具、万能夹具等。
① 图万能夹具1一转盘2—小滑板3-手柄4—中滑板 5—丝杠6-丝杠7—主轴8—蜗轮9一游标10_分度盘11—蜗杆12—正弦圆柱13-垫板14—夹具体15—滑板座十字滑板由固定在主轴7上的滑板座15、中滑板4和小滑板2组成。工件 装夹在转盘1上,中滑板可在滑板座上移动,小滑板2可在中滑板上移动,这两个移动方向精确垂直,转动丝杠5, 6,可调整工件的上下和左右位置。
而分度部分可用来控制工件的转动角度。 万能夹具能使工件回转,并通过十字滑板使工件在两个相互垂直的方向上移动,以调整工件的回转中心,使之与夹具主轴的中心重合,因此,万能夹具能完成不同轴线的凸、凹圆柱面的磨削。
切削加工时,工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相对运动来获得的。按表面形成方法,切削加工可分为刀尖轨迹法、成形刀具法、展成法三类。
刀尖轨迹法是依靠刀尖相对于工件表面的运动轨迹,来获得工件所要求的表面几何形状,如车削外圆、刨削平面、磨削外圆、用靠模车削成形面等,刀尖的运动轨迹取决于机床所提供的切削工具与工件的相对运动;
成形刀具法简称成形法,是用与工件的最终表面轮廓相匹配的成形刀具,或成形砂轮等加工出成形面,如成形车削、成形铣削和成形磨削等,由于成形刀具的制造比较困难,因此一般只用于加工短的成形面;
展成法又称滚切法,是加工时切削工具与工件作相对展成运动,刀具和工件的瞬心线相互作纯滚动,两者之间保持确定的速比关系,所获得加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面,齿轮加工中的滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等均属展成法加工。有些切削加工兼有刀尖轨迹法和成形刀具法的特点,如螺纹车削。
切削加工质量主要是指工件的加工精度和表面质量(包括表面粗糙度、残余应力和表面硬化)。随着技术的进步,切削加工的质量不断提高。18世纪后期,切削加工精度以毫米计;20世纪初,切削加工的精度最高已达0.01毫米;至50年代,切削加工精度已达微米级;70年代,切削加工精度又提高到0.1微米。
影响切削加工质量的主要因素有机床、刀具、夹具、工件毛坯、工艺方法和加工环境等方面。要提高切削加工质量,必须对上述各方面采取适当措施,如减小机床工作误差、正确选用切削工具、提高毛坯质量、合理安排工艺、改善环境条件等。
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径。常用的高效切削加工方法有高速切削、强力切削、等离子弧加热切削和振动切削等。
常见的机械加工方式有:车削、铣削、磨削、镗、钻、线切割、电火花等。
管机床是大是小,是简单还是复杂,都可分为五大类,这五大类也就是使金属成型的五种基本方法,机械加工有钻削、车削与镗孔、铣削、磨削和牛头刨五种方法,这些加工方法的特征如下:
1、钻削
钻削是在实心金属上钻孔的加工。使用一种称为麻花钻的旋转钻头。用于钻孔的机床称为钻床。钻床也有多种型号与规格。除钻孔外,钻床还可进行其他加工。钻孔时,工件定位夹紧、固定不动;钻头一面旋转,一面钻入工件。
2、车削与镗孔
普通机床是用于车削工件的最常见的机床。车削是从工件上切除金属的加工。在工件旋转的同时,刀具切入工件或沿着工件车削。
镗孔是把金属工件上已钻出或铸出的孔加以扩大或作进一步加工的加工方法。在车床上镗孔是通过单刃刀具一面旋转一面向工件进刀完成的。
3、铣削
铣削是使用旋转刀具切除金属的加工,这种刀具具有多个切削刀刃,称为铣刀。
4、磨削
磨削是使用一种称为砂轮的磨削轮来切除金属的加工方法。磨削对工件进行精加工,加工后的工件尺寸精确、表面光洁。磨削圆形工件时,工件一面旋转,一面向旋转着的砂轮进给。磨制扁平工件时,工件在旋转的砂轮下作往返运动。磨削工艺常用于对经过热处理的坚硬工件进行最后的精加工,使其达到精确的尺寸。
5、牛头刨
刨削、龙门刨刨削与插床插削这些加工均使用单刃刀具加工来生产出精密的平面。我们应当懂得牛头刨床、龙门刨床与插床之间的区别。用牛头刨床加工时,工件向刀具进给,刀具在工件上面作往返运动。用龙门刨加工时,刀具切入工件或向工件进给,工件在刀具下面作往返运动。
插削加工类似于牛头刨加工。插床实际就是立式牛头刨床,只是其刀具是上下运动的。插削加工时,工件如刀具方向作过给运动,根据被加工工件的类型不同,有时呈直线形,有时呈弧形。插床即立式牛头刨床,主要用于切削某些类型的齿轮。
拉床可以归入龙门刨床这一类。拉刀具有多个刀齿。拉床可以用于内加工,例如加工方孔,也可用于外加工,加工平面或某种特定的形状。
①纵向磨削法:采用相切—轨迹法,需三个运动:砂轮的旋转运动,工件的纵向进给运动,工件的旋转运动。
②切入磨削法:采用成形—相切法,需要两个运动:砂轮的旋转运动,工件的旋转运动。
磨床(grinder,grinding machine)是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。 大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工,少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工,如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。
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