第五章 模具典型零件的加工.ppt

1、華中科技大學(xué)材料學(xué)院,第五章模具典型零件的加工,模具制造工藝,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,2,學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求 1掌握模具典型零件的加工方法和加工工藝 2對(duì)常見加工方法的各自特點(diǎn)有清晰的認(rèn)識(shí) 3能夠根據(jù)實(shí)際情況確定合理的零件加工工藝規(guī)程 5.對(duì)目前最新的加工方法有一定的了解 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 1各種常見加工方法的特點(diǎn)和適用情況及注意事項(xiàng) 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 1數(shù)控編程加工方法的使用,內(nèi)容摘要,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,3,5.1桿類零件的加工,（1）導(dǎo)柱的作用 在模具中起導(dǎo)向作用，并保證上模和下模在工作時(shí)具有正確的相對(duì)位置；保證模架的活動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無阻滯現(xiàn)象。 冷沖模標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套如圖5-1。,圖51 導(dǎo)柱和導(dǎo)套,5.

2、1.1導(dǎo)柱的加工,（2）基本特征：加工面為繞中心線回轉(zhuǎn)的表面 （3）原材料：熱軋圓鋼 （4）加工工藝路線 表5-1 導(dǎo)柱的單件加工工藝路線,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,5,導(dǎo)柱的精加工，外圓柱面的車削和磨削以兩端的中心孔定位，使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合。若中心孔有較大的同軸度誤差，將使中心孔和頂尖不能良好接觸，影響加工精度，如圖5-2所示。,圖5-2 中心孔的圓度誤差使工件產(chǎn)生圓度誤差示意圖,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,6,修正中心孔可采用磨、研磨和擠壓如下： 車床磨削方法修正中心孔 如圖5-3,圖5-3 磨中心孔 1-三爪自定心卡盤 2-砂輪 3-工件 4-尾頂尖,用硬質(zhì)合金多棱頂尖擠壓中心孔 如圖5-4

3、。,圖5-4 多棱頂尖,導(dǎo)柱在熱處理后修正中心孔，目的是消除中心孔在熱處理過程中可能產(chǎn)生的變形和其它缺陷。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,7,推桿、復(fù)位桿都是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)件廠制造，一般不需要自己加工。加工工藝為：型材切斷-端部鐓粗-粗車-熱處理-磨外圓。,5.1.2 推桿、復(fù)位桿、頂針加工,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,8,5.2導(dǎo)套類零件的加工,導(dǎo)套就其結(jié)構(gòu)形狀來看，屬于套筒類零件中的短套筒，以圖51中的導(dǎo)套為例： 1技術(shù)條件和工藝分析 其主要技術(shù)要求為：45r6外圓對(duì)32H7孔的徑向圓跳動(dòng)公差為0.008mm；導(dǎo)套外圓為IT7級(jí)精度，采用磨削可以滿足要求；內(nèi)孔精度也為IT7級(jí)，采用磨孔可以滿足要求

4、。內(nèi)孔的加工順序?yàn)椋恒@孔車孔磨孔。 由于外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向圓跳動(dòng)要求在0.008mm內(nèi)，用軟卡爪裝夾無法保證。因此精磨外圓時(shí)應(yīng)以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，使導(dǎo)套在小錐度心軸上定位，用兩頂尖裝夾。這樣可使加工基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)一致，容易達(dá)到圖紙要求。 車內(nèi)孔時(shí)，應(yīng)與端面在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂直度。,5.2.1導(dǎo)套的加工,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,9,2導(dǎo)套的加工工藝 表5-2為導(dǎo)套的單件加工工藝過程 表5-2導(dǎo)套的單件加工工藝,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,10,導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、復(fù)位桿、頂針等都是標(biāo)準(zhǔn)件，都有專業(yè)廠生產(chǎn)，屬于大批量生產(chǎn)的模式，甚至都有專機(jī)加工，專業(yè)廠實(shí)際的加工工藝與上述的單件加工工藝

5、有出入。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,11,5.3成型部分零件加工,一、普通機(jī)械加工方法 一）車：成型零件回轉(zhuǎn)曲面、圓形型芯。 二）銑：模板、成型面、型腔、溝槽及澆注系統(tǒng)加工。 三）刨：面的加工、毛坯粗加工、成型刀刨削（已漸淘汰，下略作介紹）。 1傳統(tǒng)的牛頭刨床刨削凸模 刨削加工一般用于粗加工和半精加工，刨削凸模的工藝過程如下： 平口鉗裝夾，刨削坯料兩面，保平行度要求，留單邊精修余量0.02mm。刨兩側(cè)面與高度尺寸到要求，側(cè)面留精修量單邊0.02mm。,5.3.1成型部分的加工方法,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,12,專用夾具裝夾,刨兩斜面,留單邊余量0.02mm,用圓弧刨刀刨出圓弧。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院

6、,13,熱處理:HRC58-62。 鉗工:修研凸模側(cè)面及刃口,保證設(shè)計(jì)要求。 檢驗(yàn):測(cè)量各部尺寸,圓弧和硬度等。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,14,2靠模刨削凸模 對(duì)于大型的曲面形狀凸模，可以在牛頭刨床上裝置靠模機(jī)構(gòu)進(jìn)行靠模刨削加工?，F(xiàn)在已多用加工中心代替，這里只做一介紹。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,15,四）磨：平面磨削、基準(zhǔn)面加工、成型零件精加工等 1磨削加工的基本方法 1）內(nèi)孔磨削 如圖5-8 所示,圖5-8,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,16,1磨削加工的基本方法 2）外圓磨削 如圖5-9所示,圖5-9 外圓磨削,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,17,1磨削加工的基本方法 3）錐孔磨削 如圖5-10所示,圖5-1

7、0,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,18,1磨削加工的基本方法 4）平面磨削 如圖5-11所示,圖5-11,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,19,1磨削加工的基本方法 5）側(cè)磨 如圖5-12所示,圖5-12,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,20,1磨削加工的基本方法 6）基本磨削綜合運(yùn)用，可對(duì)復(fù)雜形狀的型孔進(jìn)行磨削加工，如圖5-13所示,圖5-13 磨削異型孔,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,21,1磨削加工的基本方法 7）成型磨削 模具零件的成型磨削主要在成形磨床、光學(xué)曲線磨床和平面磨床上進(jìn)行。主要使對(duì)凸模、型芯、拼塊凹模、拼塊型腔等模具的工作或成型零件的精加工。 成型磨削需掌握的基本原則： 凸模、型芯的基準(zhǔn)面應(yīng)預(yù)先磨削，并保證精

8、度； 與基準(zhǔn)面有關(guān)的平面優(yōu)先磨削； 對(duì)精度要求高的平面先磨削，避免產(chǎn)生累積誤差； 面積較大的平面先磨削；,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,22,1磨削加工的基本方法 7）成型磨削 與直角坐標(biāo)系相平行的平面先磨削，斜面后磨削； 與凸圓弧相接的平面與斜面先磨削，凸圓弧面后磨削； 與凹圓弧面相接的平面及斜面應(yīng)先磨削凹圓弧面，后磨削斜面與平面； 兩凸圓弧面相連接時(shí)應(yīng)先磨半徑較大的圓弧面； 兩凹圓弧面相連接時(shí)應(yīng)先磨半徑較小的圓弧面； 凸圓弧面與凹圓弧面相接時(shí)，應(yīng)先磨削凹圓弧面。 自動(dòng)化先進(jìn)成型磨削設(shè)備，可以磨削形狀復(fù)雜、精度要求高、具有三維型面的凸?；蛐托绢惖牧慵Ｓ械挠猩拜喿詣?dòng)修整功能。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,

9、23,7）成型磨削,圖5-14各式磨削圖,五）鉗：劃線、螺紋孔加工、修配、拋光及裝配,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,24,二、普通機(jī)械加工與電加工、數(shù)控加工結(jié)合 普通機(jī)械加工：完成毛坯加工、型腔粗加工。 數(shù)控加工：完成精加工、包括成型曲面、重要配合及精確孔位加工。 電加工：電火花和數(shù)控線切割。其特點(diǎn)是可加工淬硬的模具材料，故電加工可在熱處理后，可減少熱處理變形。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,25,三、特種加工 1）電鑄加工：利用電鍍?cè)?，在預(yù)先準(zhǔn)備的原模上鍍上一層適當(dāng)厚度的鎳、銅或鐵，殼從原模上脫下，外形經(jīng)機(jī)加工后，鑲?cè)肽Ｌ變?nèi)作型腔。 2）電解加工：利用金屬在電解液中發(fā)生陽極溶解原理，將工件加工成型。 3）

10、冷擠壓：常溫下，將淬硬工藝凸模壓入模坯，使坯料產(chǎn)生塑性變形，以獲得與工藝凸模工作表面相同的內(nèi)成型表面。 4）超塑性成形：利用超塑性金屬ZnAl22為型腔材料，在超塑性狀態(tài)下擠壓成型。 5）陶瓷型鑄造：將耐火材料與粘結(jié)劑配成漿料、灌入砂型，經(jīng)噴燒、烘干后形成耐火、尺寸精度高和表面粗糙度小的精密鑄型，利用它澆注出所需鑄件。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,26,1凸模的特點(diǎn) 凸模是沖壓模具的主要零件之一。各類模具中，凸模的形狀、要求各不相同，但就加工過程、加工內(nèi)容來講，各類凸模都具備以下特點(diǎn)。 （1）一般模具中，凸模都有兩部分組成，即工作部分和配合部分。工作部分主要由成形件形狀及尺寸決定，具有較高的尺寸精度

11、及形狀位置精度；配合部分與固定板呈H7m6配合，且與工作部分要求同軸，為了裝配方便。配合部分徑向尺寸較工作部分稍大，裝入固定板以后，與固定板平面配磨平齊。以保證工作部分垂直。 （2）凸模加工一般是外形加工。 （3）當(dāng)有強(qiáng)度要求的凸模加工時(shí)，凸模表面不允許出現(xiàn)有影響強(qiáng)度的溝槽，各聯(lián)接部分應(yīng)用圓弧過渡。,5.3.2凸模的加工,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,27,2凸模的結(jié)構(gòu)形式及加工工藝 由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等。凸模的固定方法

12、有臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。 （1）圓形凸模 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，圓形凸模有以下3種形式如圖5-15所示。與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n6）制造；最大直徑的作用是形成臺(tái)肩，以便固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,28,圖5-15a用于較大直徑的凸模，圖5-15b用于較小直徑的凸模，它們適用于沖裁力和卸料力大的場(chǎng)合。圖5-15c是快換式的小凸模，維修更換方便。,圖5-15圓形凸模,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,29,圓形凸模的單件加工工藝過程如下： 1）備料（用棒材） 2）車 車外圓、留0.5mm磨量，車出右端面及圓角；車臺(tái)階，切斷。 3）熱處理

13、 淬火并回火，檢查硬度5862HRC。 4）磨 磨出外圓，并保證同軸度要求。 如圖5-15的圓形凸模已都有專業(yè)公司生產(chǎn)，直接購(gòu)買即可，其工藝與上述略有不同。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,30,（2）非圓形凸模 在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的是非圓形凸模，圖5-16為常見的凸模形狀。 非圓形凸模的加工工藝： 1）備料 2）粗銑,圖5-16異形凸模,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,31,3）平磨 4）鉗工（加工出螺紋孔、線割穿絲孔、基準(zhǔn)位或其他非線切割加工的要素） 5）熱處理 6）平磨（一般是上下平面） 7）線切割 8）打磨、清潔（去毛刺、鐵屑及雜物）,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,32,電火花線切割加工（Wire Electr

14、ical Discharge Machining，簡(jiǎn)稱WEDM），有時(shí)又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,33,根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同，電火花線切割機(jī)床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)

15、，一般走絲速度為810m/s，電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向時(shí)停頓，使加工質(zhì)量下降，是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式；另一類是低速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,34,線切割放電加工以銅線作為工具電極，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60300V的脈沖電壓，并保持550um間隙，間隙中充滿煤油、純水等絕緣介質(zhì)，使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕，在工件表

16、面上電蝕出無數(shù)的小坑，通過NC控制的監(jiān)測(cè)和管控，伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，從而達(dá)到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品。圖5-16凸模都可用線割加工完成，現(xiàn)在的線割技術(shù)在往以割代磨的方向發(fā)展。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,35,凹模與凸模是配對(duì)的，其截面形狀有圓形和非圓形，刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式等。凹模的材料：各種模具鋼和硬質(zhì)合金。 熱處理要求：HRC58-62。 1一般凹模的加工工藝 1）備料（毛坯鍛造退火） 2）粗銑 3）平磨 4）鉗工（加工出螺紋孔、線割穿絲孔、基準(zhǔn)位或其他非線切割加工的要素） 5）熱處理 6）平磨（一般是上下平面） 7）線

17、切割 8）打磨、清潔（去毛刺、鐵屑及雜物）,5.3.3凹模的加工,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,36,2對(duì)單圓形孔也可采用鉆、鏜工藝進(jìn)行粗加工和半精加工，熱處理后，用內(nèi)圓磨進(jìn)行精加工。 對(duì)多圓形孔屬于孔系的加工，除了孔本身的精度要求外，各孔之間的位置要求一般都相當(dāng)高，也可用精密坐標(biāo)鏜加工（孔距0.005-0.01mm）或坐標(biāo)磨削加工。 異形孔的加工一般采用線切割，也可采用拼塊式制造，使內(nèi)形加工變?yōu)橥庑渭庸ぁ０寄２捎描偲唇Y(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡可能保持選在對(duì)稱線上，如圖5-17，以便一次同時(shí)加工幾個(gè)鑲塊。凹模的圓形刃口部位應(yīng)盡可能保持完整的圓形。,圖5-17拼合面在對(duì)稱線上,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,37,鑲拼型孔的加

18、工 鑲拼型孔就是把形狀復(fù)雜的異型孔按一定要求拆分幾塊，使復(fù)雜的內(nèi)形表面加工變成外形表面的加工。 1）型孔的鑲拼方法與分段 原則：尖角處加工困難，淬火易開裂處應(yīng)分開；容易磨損的位置要分開；對(duì)稱線要求處分開；拼合線要錯(cuò)開。,圖5-18,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,38,2）拼塊的制造過程 拼塊的精加工一般都是采用平面、成型磨床和光學(xué)曲線磨床來進(jìn)行的。 例如：定子槽拼塊（圖519所示）的制造過程： a下料：圓形 b改鍛：長(zhǎng)方形 c熱處理：調(diào)質(zhì)，HRC22-24 d毛坯外形粗加工：留單邊余量0.2-0.3mm。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,39,2）拼塊的制造過程,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,40,e檢驗(yàn)：尺寸和探傷。

19、 f熱處理：淬火低溫回火，HRC58-62。 g平面磨削：如圖5-20。 h外圓磨削：專用工裝，圖5-21。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,41,i光學(xué)曲線磨：磨出刃口部分, 圖5-22。,圖5-22,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,42,j精磨或研磨各拼塊面內(nèi)徑，均勻鑲?cè)氕h(huán)規(guī)中，要求配合緊密，可靠，符合設(shè)計(jì)要求，如圖5-23所示。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,43,k端面磨削：拼塊壓入固定板后，精磨上下端面。 l檢驗(yàn)：投影儀 一般電機(jī)的定轉(zhuǎn)子沖裁模具的加工都是采用此方法，是因?yàn)榕看?，整體凸凹模加工質(zhì)量達(dá)不到，尤其是刃口的表面粗糙度，采用此工藝比較合理有效，如果，模具材料采用硬質(zhì)合金，一般是線切割下料，留磨量0.0

20、3-0.05mm后精加工。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,44,3對(duì)鑲?cè)胧桨寄５蔫偧?，其加工工藝參照上述凸模和凹模的工?如圖5-24所示。,圖5-24,圖5-24,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,45,一、 回轉(zhuǎn)曲面型腔的車削 車削加工主要用于加工回轉(zhuǎn)曲面的型腔或型腔的回轉(zhuǎn)曲面部分。,圖5-25型腔3D示意圖,5.3.4塑料模型腔的加工,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,46,如圖5-25所示為半邊型腔的3D圖,其加工工藝如下: 1）將坯料加工為兩平行六面體。 2）在拼塊上加工出導(dǎo)釘孔和工藝螺孔，車削時(shí)裝用。 3）將分型面磨平，在兩拼塊上裝導(dǎo)釘，用螺絲將兩拼塊收在一起。 4）將兩塊拼塊拼合后磨平四側(cè)面及一端面，保證垂直度

21、，要求兩拼塊厚度保持一致,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,47,如圖5-25所示為半邊型腔的3D圖,其加工工藝如下: 5）在分型面上以球心為圓心，以45.7mm為直徑劃線，如圖5-26所示。,圖5-26 分型面劃線示意圖,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,48,如圖5-25所示為半邊型腔的3D圖,其加工工藝如下: 6）車削過程 a.車床上裝夾用四爪卡盤裝夾，調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心定位在劃線的交點(diǎn)上 b.鉆孔 鉆小于最小型腔直徑的通孔。 c.車圓柱面型腔 d.粗車球面型腔,留精加工余量0.5mm，須用磨制的半球車刀 e.精車球面型腔到尺寸,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,49,二、非回轉(zhuǎn)曲面型腔的加工 一）普通銑床加工平面型腔 立銑和萬

22、能工具銑床：適合于加工平面結(jié)構(gòu)的型腔，如裝配模芯的模框。 考慮由于切削力波動(dòng)導(dǎo)致刀具傾斜變化造成的誤差 ,選用比型腔圓弧半徑R小的銑刀半徑。,圖5-27 銑刀選擇,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,50,圖5-28 銑削前鉆孔處理,為提高銑削效率，銑削前可在型腔輪廓線的內(nèi)部連續(xù)鉆孔，深度和型腔的深度接近，如圖5-28所示。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,51,特點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工精度低，操作者技術(shù)水平要求高，平面加工能力強(qiáng)，作輔助設(shè)備。 加工某些特殊的形狀部位（如流道），可采用適合于不同用途的單刃指銑刀。,圖5-29各類單刃指銑刀,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,52,二）仿形銑床加工型腔（已漸淘汰） 特別適合于加工具有

23、曲面結(jié)構(gòu)的型腔。 1）仿形銑床 立式、臥式仿形銑床 圖5-30是XB4480型電氣立體仿形銑床的結(jié)構(gòu)外形。加工平面輪廓、立體曲面等。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,53,二）仿形銑床加工型腔（已漸淘汰） 特別適合于加工具有曲面結(jié)構(gòu)的型腔。 1）仿形銑床,圖5-30 XB4480型電氣立體仿形銑床,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,54,2）加工方式 按樣板輪廓仿形 銑削時(shí)靠模銷沿著靠模外形運(yùn)動(dòng)，不作軸向運(yùn)動(dòng)，銑刀也只沿工件的輪廓銑床，不作軸向運(yùn)動(dòng). 可用于加工負(fù)責(zé)輪廓形狀，但需深度不變。 按照立體模型仿形 水平分行：周期進(jìn)給的方向與半圓柱面的軸線方向平行。 垂直分行：周期進(jìn)給的方向與半圓柱面的軸線方向垂直。,華中

24、科技大學(xué)材料學(xué)院,55,3）銑刀和仿形銷 銑刀端頭的形狀。,圖5-31銑刀端頭的形狀,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,56,銑刀端部的圓弧半徑必須小于被加工表面凹入部分的最小半徑，錐形銑刀的斜度應(yīng)小于被加工表面的傾斜角 。,圖5-32 銑刀端部圓角及錐度要求示意圖,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,57,4）仿形靠模 仿形加工靠模的主要材料：石膏、木材、塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼板 三）、數(shù)控、電火花加工型腔 加工中心、數(shù)控銑床、雕銑機(jī)、高速加工機(jī)都是屬于數(shù)控機(jī)床之列,原理都是用國(guó)際通行的代碼控制機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的動(dòng)作，由這些運(yùn)動(dòng)軸的協(xié)同運(yùn)動(dòng),在主軸所裝刀具的切削下，加工到程序（代碼的集合）設(shè)計(jì)所要求的結(jié)果。 所涉及的工

25、作可以分為兩部分:程序設(shè)計(jì)和機(jī)床的操作。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,58,1程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)通稱為編程，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)之初，編程是直接在機(jī)床上編制的，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及獨(dú)立的編程軟件的開發(fā)出來，編程已經(jīng)成為獨(dú)立于機(jī)床之外的工作。但所有的數(shù)控系統(tǒng)中都保留有在機(jī)床上手動(dòng)編程的功能。 目前，獨(dú)立的編程軟件使用廣泛的有CIMATRON、MASTERCAM、POWERMILL、UG等。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,59,使用這些軟件來編程，首先就要建立需加工的零件的數(shù)學(xué)模型（二維或三維圖），通過調(diào)用軟件中的對(duì)應(yīng)某種加工方法的命令，生成刀具的軌跡，這些命令產(chǎn)生的刀具軌跡的集合，稱為程序，由一系列程序的集合最

26、終形成所需的加工效果。要得到所需的零件，最終是刀具和機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)形成的。編程生成的程序需要處理成機(jī)床可以識(shí)別的代碼，這個(gè)過程稱為后處理，把程序處理成代碼的程序稱為后處理程序，各軟件系統(tǒng)都有自己的后處理程序。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,60,2機(jī)床的操作 軟件中的模型有自己的坐標(biāo)系，編好的程序是基于軟件的坐標(biāo)系的。機(jī)床也有自己的坐標(biāo)系，工件放在機(jī)床上就有了相互位置關(guān)系。機(jī)床操作的重要工作之一就是建立工件（在機(jī)床上）與模型（在軟件中）的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 機(jī)床的操作分為打表、裝夾、碰數(shù)、對(duì)刀、傳送、運(yùn)行幾個(gè)步驟。 打表是為了定義工件的基準(zhǔn)； 裝夾是把工件恰當(dāng)?shù)墓潭ㄔ跈C(jī)床上； 碰數(shù)是建立對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系關(guān)系；

27、 對(duì)刀是定義刀具的相對(duì)長(zhǎng)度。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,61,3型腔數(shù)控加工 例：加工圖5-33型腔零件,圖5-33 模具型腔,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,62,1）加工技術(shù)要求分析： A鑲件鑲嵌安裝尺寸240 x187,其配合公差為0.02，對(duì)邊平行度、周邊與底面垂直度要求較高 。 B最小凹圓角半徑R1.8的型位較多，半徑較小，并且在工件上的深度也較深，用銑刀加工保證較為困難，可做電極進(jìn)行電加工清角。 C四角R5過渡圓角，由復(fù)雜曲面構(gòu)成的塑膠制品型位，可以通過數(shù)控加工完成; 鑲件上兩個(gè)配合精度要求較高的20的圓孔，可用鉆-鉸的加工工藝。 2）定位基準(zhǔn)選擇： 通過磨削加工的長(zhǎng)方體坯料，平行度、垂直度、尺

28、寸精度都已得到保證?？梢赃x用長(zhǎng)寬兩方向相對(duì)面作為水平方向（XY方向）的基準(zhǔn)（兩邊碰數(shù)分中）；選用底面作為高度方向（Z方向）的基準(zhǔn)。這些基準(zhǔn)面在數(shù)控加工過程中不再加工，作為加工基準(zhǔn)可以保證基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和前后的統(tǒng)一性。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,63,3）裝夾： 采用虎鉗裝夾，工件頂面高于鉗口至少52MM,底面用等高墊鐵墊起,墊鐵注意避開20鉆孔位置。 4）數(shù)控加工方案： 坯料為長(zhǎng)方體，制品型面加工切削量較大，必須先進(jìn)行粗加工，然后再經(jīng)過半精加工和精加工完成。工件上兩個(gè)圓孔是在平的型面（平面）上加工出來的，可在型面加工完后再加工孔。 粗加工 A選用20R2圓角銑刀進(jìn)行粗加工，銑去大部分的余料，留后加工

29、余量0.6； B選用10R5的球刀進(jìn)行二次開粗，銑去第一次粗加工時(shí)內(nèi)圓角部位留下的過多的余料，留后加工余量0.6； C選用20立銑刀進(jìn)行四個(gè)R5圓角的粗加工，留精加工余量0.6。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,64,半精加工 A選用10R5球形銑刀進(jìn)行半精加工，留精加工余量0.2。 精加工 A選用10R5球形銑刀進(jìn)行精加工，不留余量（加工到位）。 B選用8R2圓角銑刀進(jìn)行內(nèi)圓角位的清角，盡可能清掉內(nèi)圓角位的余料以減少電加工的量。 C選用20立銑刀進(jìn)行四個(gè)R5圓角的精加工，不留余量（加工到位）。 20孔的加工 A中心鉆打中心孔 B選用18第一次鉆孔，鉆通（裝夾時(shí)工件底下墊鐵注意避開鉆孔位置） C選用19

30、.8鉆頭第二次鉆孔 D鉸孔（可機(jī)外手工鉸孔）,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,65,圖534五軸加工中心及加工的零件,數(shù)控加工不僅能加工型腔，也能加工模具型芯、滑塊、復(fù)雜曲面的拉伸凸模、成形模、帶圓角的拉伸凹模、普通機(jī)床難加工的壓形板等。目前，應(yīng)用最廣泛的是三軸加工中心，也有四軸、五軸加工中心的使用，以前許多難加工甚至是不能加工的零件都可以用數(shù)控機(jī)床完成。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,66,由于數(shù)控加工的高效高質(zhì)量，原先許多普通機(jī)床的切削加工都越來越多的拿給數(shù)控機(jī)床。隨著數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步普及和技術(shù)的提高，模具零件數(shù)控加工的范圍及質(zhì)量會(huì)進(jìn)一步的提高，會(huì)極大的促進(jìn)中國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和模具精度的提高。 5.型腔

31、電火花加工 電火花加工分為電火花線切割加工和電火花成型加工，一般所說的電火花加工是指電火花成型加工。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,67,（一）電火花加工的特點(diǎn)及適用范圍 1電火花加工的特點(diǎn)電火花加工又稱為放電加工或電蝕加工，它是利用在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用對(duì)工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。與常規(guī)的金屬加工相比較，電火花加工具有如下特點(diǎn)：（1）電火花加工屬不接觸加工。工具電極和工件之間不直接接觸，而有一個(gè)火花放電間隙（0.010.1 mm），間隙中充滿工作液。脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的工件。（2）加工過程

32、中工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。火花放電時(shí)，局部、瞬時(shí)爆炸力的平均值很小，不足以引起工件的變形和位移。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,68,（3）電火花加工直接利用電能和熱能來去除金屬材料，與工件材料的強(qiáng)度和硬度等關(guān)系不大，因此可以用軟的工具電極加工硬的工件，實(shí)現(xiàn)“以柔克剛”。 （4）脈沖參數(shù)可以在一個(gè)較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以在同一臺(tái)機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、半精及精加工。精加工時(shí)精度一般為0.01mm，表面粗糙度Ra為0.631.25m；微精加工時(shí)精度可達(dá)0.0020.004 mm，表面粗糙度Ra為為0.040.16m。（5）直接利用電能加工，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。,華中科技大學(xué)材料學(xué)

33、院,69,圖535電火花加工的示意圖,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,70,2.電火花加工的適用范圍 如圖5-35所示為電火花加工的適用范圍，具體有以下方面：（1）可以加工任何難加工的金屬材料和導(dǎo)電材料?？梢詫?shí)現(xiàn)用軟的工具加工硬、韌的工件，甚至可以加工聚晶金剛石、立方氮化硼一類的超硬材料。目前電極材料多采用紫銅或石墨，因此工具電極較容易加工。（2）可以加工形狀復(fù)雜的表面，特別適用于復(fù)雜表面形狀工件的加工，如復(fù)雜型腔模具加工，電加工采用數(shù)控技術(shù)以后，使得用簡(jiǎn)單的電極加工復(fù)雜形狀零件成為現(xiàn)實(shí)。（3）可以加工薄壁、彈性、低剛度、微細(xì)小孔、異形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具電極和工件的非接觸，沒

34、有機(jī)械加工的切削力，更適宜加工低剛度工件及微細(xì)工件。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,71,（二）數(shù)控電火花成型加工工藝過程 數(shù)控電火花成型加工過程中，必須綜合考慮機(jī)床特性、零件材質(zhì)、零件的復(fù)雜程度等因素對(duì)加工的影響，針對(duì)不同的加工對(duì)象，其工藝過程有一定差異?，F(xiàn)以常見的型腔加工工藝路線為例，操作過程如下。1工藝分析對(duì)零件圖進(jìn)行分析，了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料，明確加工要求。2選擇加工方法根據(jù)加工對(duì)象、精度及表面粗糙度等要求和機(jī)床功能選擇采用單電極加工、多電極加工、單電極平動(dòng)加工、分解電極加工、二次電極法加工或是單電極軌跡加工。3選擇與放電脈沖有關(guān)的參數(shù)根據(jù)加工的表面粗糙度及精度要求確定。按表5-3選擇與放

35、電脈沖有關(guān)的參數(shù)。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,72,5.選擇電極材料選擇電極材料。常用電極材料一般使用石墨和銅，一般精密、小電極用銅來加工，而大的電極用石墨。5設(shè)計(jì)電極按零件圖要求，并根據(jù)加工方法和與放電脈沖設(shè)定有關(guān)的參數(shù)等設(shè)計(jì)電極縱橫切面尺寸及公差。6制造電極根據(jù)電極材料、制造精度、尺寸大小、加工批量、生產(chǎn)周期等選擇電極制造方法。7加工前的準(zhǔn)備對(duì)工件進(jìn)行電火花加工前鉆孔、攻螺紋加工、銑、磨平面、銳邊倒棱去毛刺、去磁、去銹等。8熱處理安排對(duì)需要淬火處理的型腔，根據(jù)精度要求安排熱處理工序。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,73,9編制、輸入加工程序根據(jù)機(jī)床功能設(shè)置，一般采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO代碼。10裝夾與定位（

36、1）根據(jù)工件的尺寸和外形選擇或制造的定位基準(zhǔn)。（2）準(zhǔn)備電極裝夾夾具。（3）裝夾和校正電極。（4）調(diào)整電極的角度和軸心線。（5）工件定位和夾緊。（6）根據(jù)零件圖找正電極與工件的相對(duì)位置。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,74,11開機(jī)加工選擇加工極性，設(shè)置電規(guī)準(zhǔn)、調(diào)節(jié)加工參數(shù)，調(diào)整機(jī)床，保持適當(dāng)液面高度，保持適當(dāng)電流，調(diào)節(jié)進(jìn)給速度、充油壓力等。隨時(shí)檢查工件加工情況，遵守安全操作規(guī)程正確操作。 12加工結(jié)束 檢查加工零件是否符合圖紙要求，對(duì)零件進(jìn)行清理；關(guān)機(jī)并打掃工作場(chǎng)地和機(jī)床衛(wèi)生。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,75,（三） 電火花加工的主要工藝參數(shù) 1加工速度 對(duì)于電火花成形機(jī)來說加工速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，工

37、件被蝕除的體積或重量。一般用體積加工速度表示。 2工具電極損耗 在電火花成形加工中，工具電極損耗直接影響仿形精度，特別對(duì)于型腔加工，電極損耗這一工藝指標(biāo)較加工速度更為重要。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,76,電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。絕對(duì)損耗最常用的是體積損耗Ve和長(zhǎng)度損耗Veh二種方式，它們分別表示在單位時(shí)間內(nèi)，工具電極被蝕除的體積和長(zhǎng)度。在電火花成形加工中，工具電極的不同部位，其損耗速度也不相同。 在精加工時(shí)，一般電規(guī)準(zhǔn)選取較小，放電間隙太小，通道太窄，蝕除物在爆炸與工作液作用下，對(duì)電極表面不斷撞擊，加速了電極損耗，因此，如能適當(dāng)增大電間隙，改善通道狀況，即可降低電極損耗。,華中科技大學(xué)材

38、料學(xué)院,77,3表面粗糙度,表面粗糙度是指加工表面上的微觀幾何形狀誤差。對(duì)電加工表面來講，即是加工表面放電痕坑穴的聚集，由于坑穴表面會(huì)形成一個(gè)加工硬化層，而且能存潤(rùn)滑油，其耐磨性比同樣粗糙度的機(jī)加表面要好，所以加工表面允許比要求的粗糙度大些。而且在相同粗糙度的情況下，電加工表面比機(jī)加工表面亮度低。工件的電火花加工表面粗糙度直接影響其使用性能，如耐磨性，配合性質(zhì)，接觸剛度，疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性等。尤其對(duì)于高速、高潔、高壓條件下工作的模具和零件，其表面粗糙度往往是決定其使用性能和使用壽命的關(guān)鍵。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,78,5.放電間隙 放電間隙是指脈沖放電兩極間距，實(shí)際效果反映在加工后工件尺寸的單

39、邊擴(kuò)大量。對(duì)電火花成形加工放電間隙的定量認(rèn)識(shí)是確定加工方案的基礎(chǔ)。其中包括工具電極形狀，尺寸設(shè)計(jì)，加工工藝步驟設(shè)計(jì)，加工規(guī)準(zhǔn)的切換以及相應(yīng)工藝措施的設(shè)計(jì)。 以上各項(xiàng)都不是互相獨(dú)立的，而是互相關(guān)聯(lián)的。主要電參數(shù)對(duì)工藝指標(biāo)的影響，如表5-3所示。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,79,表5-3 主要電參數(shù)對(duì)工藝指標(biāo)的影響,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,80,（四）電極材料及加工特性 電火花成型加工生產(chǎn)中為了得到良好的加工特性，電極材料的選擇是一個(gè)極其重要的因素。它應(yīng)具備加工速度高、電極消耗量小、電極加工性好、導(dǎo)電性好、機(jī)械強(qiáng)度好和價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在廣泛使用的電極材料主要有以下幾種：1銅：銅電極是應(yīng)用最廣泛的材料，

40、采用逆極性（工件接負(fù)極）加工鋼時(shí)，可以得到很好的加工效果，選擇適當(dāng)?shù)募庸l件可得到無消耗電極加工（電極的消耗與工件消耗的重量之比l）。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,81,2石墨：與銅電極相比，石墨電極加工速度高，價(jià)格低，容易加工，特別適合于粗加工。用石墨電極加工鋼時(shí)，可以采用逆極性（工件接負(fù)極），也可以采用正極性（工件接正極）。從加工速度和加工表面粗糙度方面而言，正極性加工有利，但從電極消耗方面而言，逆極性加工電極消耗率小。3鋼：鋼電極使用的情況較少，在沖模加工中，可以直接用沖頭作電板加工沖模。但與銅及石墨電極相比，加工速度、電極消耗率等方面均較差。5.銅鎢、銀鎢合金：用銅鎢（Cu-W）及銀鎢（Ag

41、W）合金電極加工鋼料時(shí)，特性與銅電極傾向基本一致，但由于價(jià)格很高，所以大多只用于加工硬質(zhì)合金類耐熱性材料。除此之外還用于在電加工機(jī)床上修整電極用，此時(shí)應(yīng)用正極性。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,82,（五） 加工液的處理 在放電加工過程中產(chǎn)生的加工切屑、加工液燃燒分解生成的碳化物及氣體的排出是否順暢，直接影響加工質(zhì)量，加工效率。下面介紹幾種常用的加工液處理方法： 1電極躍動(dòng)法 這種方法使電極作周期性上下運(yùn)動(dòng)（Z軸加工時(shí)），使加工屑等從極間排出。排出的效果由躍動(dòng)速度、躍動(dòng)量、躍動(dòng)周期等來決定，還和搖動(dòng)加工的使用、加工電條件、加工面積、加工深度、電極（或加工）形狀有關(guān)。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,83,2噴流

42、法,圖536 加工液處理方法,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,84,加工液的處理方式主要有電極噴流法（如圖5-36中1）和底孔噴流法（如圖5-36中2）。電極噴流時(shí)流量要根據(jù)放電面積、極間距及生成物的多少來調(diào)整，并不是要將極間都刷洗沖盡就算好，要根據(jù)放電的穩(wěn)定性進(jìn)行控制，否則噴流過強(qiáng)會(huì)造成不能維持連續(xù)穩(wěn)定放電、電極異常損耗等弊端。底孔噴流時(shí)還應(yīng)注意以下幾方面： （1）當(dāng)加工余量偏向一側(cè)時(shí)，注意保持噴流路徑平衡或加強(qiáng)夾具剛性，否則會(huì)造成電極變位，加工超差。 （2）注意噴流容器和工件是否有泄漏，如有應(yīng)加以堵塞和密封，否則得不到噴流效果。 （3）要注意不要在容器及電極下部集留下氣體。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,8

43、5,3吸引法 也分為電極吸引法及底孔吸引法（如圖5-36中3）、4）。在底孔吸入時(shí)應(yīng)設(shè)置輔助進(jìn)油口，以防止可能發(fā)生的在容器內(nèi)氣體集聚引爆炸的危險(xiǎn)。吸引法常用在深孔的精加工，在數(shù)控電火花機(jī)床上進(jìn)行螺紋、斜齒輪加工時(shí)，也常使用，但是由于這時(shí)加工液的路徑較長(zhǎng)而且 是螺線形，所以最好在電極的側(cè)面加工出像絲錐溝那樣的槽，以利于加工液的流通如圖5-37所示。,圖537螺紋電極側(cè)面切槽,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,86,5.噴射法 噴射法一般采用如圖5-38所示方式，主要用于窄小的不通縫隙韻加工。這時(shí)很難在電極上設(shè)置加工液噴流或吸引孔，只能從是電極側(cè)面的間隙強(qiáng)行噴射加工液；在這種情況下，噴射的加工液的大部分均被電

44、極及工件所阻擋，只有一小部分進(jìn)入放電部位。在噴射法中應(yīng)注意，噴射過強(qiáng)時(shí)，容易將自然升起擴(kuò)散的加工碳化物等沖擊回去，使在進(jìn)行深窄縫加工時(shí)，會(huì)造成在噴射沖擊處 二次放電引起過切。在進(jìn)行諸如刻字等面積大而深度淺的加工時(shí)，若在一個(gè)方向進(jìn)行較強(qiáng)噴射時(shí)也會(huì)使另一側(cè)產(chǎn)生二次放電，引出不良結(jié)果。解決方法是將噴頭沾接在電極上如圖5-38中1）、圖5-38中2），或在電極上加工出流道和澆口，使加工液盡可能送入電極前部。這種方法能較好的發(fā)揮加工液的處理效果如圖中3）所示。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,87,圖538噴射法形式,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,88,5型腔光整加工 1）光整加工 型腔經(jīng)淬硬、電火花加工后，表面硬化層約

45、達(dá)HRC50，給光整加工帶來困難。 拋光方法：手工-銼刀、油石、砂紙、研磨膏； 設(shè)備超聲波拋光、電解拋光、機(jī)械拋光機(jī)、電解修磨。 2）表面裝飾 雕刻加工：花紋、圖案、文字。 消光處理：電火花加工、噴砂、表面氮化。 照相腐蝕加工：照相制版和化學(xué)腐蝕相結(jié)合技術(shù)。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,89,（一）數(shù)控加工編程工序的劃分 一般可按下列方法進(jìn)行： （1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。 （2）以加工部位分序法 對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

46、將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。,5.3.5數(shù)控加工編程注意事項(xiàng),華中科技大學(xué)材料學(xué)院,90,（3） 以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。 綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來確定，但一定力求合理。,華

47、中科技大學(xué)材料學(xué)院,91,（二）加工順序的安排應(yīng)遵循的原則 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。 （2）先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。 （3）以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。 （4）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,92,（三）走刀路線的選擇 走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)

48、軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密切相關(guān)。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點(diǎn): 1）保證零件的加工精度要求。 2）方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。 3）尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率。 4）盡量減少程序段數(shù)。 5）保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來。 6）刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,93,（四）刀具的選用 刀具按材料一般分為普通硬質(zhì)白鋼刀（材料為高速鋼）,涂層刀

49、具（如鍍鈦等）,合金刀具（如鎢鋼,氮化硼刀具等）；按形狀有端銑刀、球刀、圓鼻刀、錐度銑刀等；按結(jié)構(gòu)又可分為整體式、可換刀片式、刀頭刀桿組合式等。1平面銑削時(shí)應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時(shí)，盡量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑60%-75%。 2立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺(tái)、凹槽和箱口面。3球刀、圓刀（亦稱圓鼻刀）常用于加工曲面和變斜角輪廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用于開粗。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,94,（一）在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)： （1）力求設(shè)計(jì)、

50、工藝、與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 （2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面。 （3）夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞），碰到此類情況時(shí)，可采用用虎鉗或加底板及螺絲的方式裝夾。,5.3.6數(shù)控機(jī)床操作應(yīng)注意的方面,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,95,（二）確定對(duì)刀時(shí)的注意事項(xiàng) （1） 對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工的零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系

51、找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。其選擇原則如下：a找正容易。b編程方便。c 對(duì)刀誤差小。d加工時(shí)檢查方便。 （2）工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置是由操作者自己設(shè)定的，它在工件裝夾完畢后，通過對(duì)刀確定，它反映的是工件與機(jī)床零點(diǎn)之間的距離位置關(guān)系。工件坐標(biāo)系一旦固定，一般不作改變。工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系兩者必須統(tǒng)一，即在加工時(shí)，工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系是一致的。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,96,（三）加工過程中的監(jiān)控與調(diào)整 工件在找正及程序調(diào)試完成之后，就可進(jìn)入自動(dòng)加工階段。在自動(dòng)加工過程中，操作者要對(duì)切削的過程進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問題及其它事故。 對(duì)切削過程進(jìn)行監(jiān)

52、控主要考慮以下幾個(gè)方面： （1）加工過程監(jiān)控 粗加工主要考慮的是工件表面的多余余量的快速切除。在機(jī)床自動(dòng)加工過程中，根據(jù)設(shè)定的切削用量，刀具按預(yù)定的切削軌跡自動(dòng)切削。此時(shí)操作者應(yīng)注意通過切削負(fù)荷表觀察自動(dòng)加工過程中的切削負(fù)荷變化情況，根據(jù)刀具的承受力狀況，調(diào)整切削用量，發(fā)揮機(jī)床的最大效率。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,97,（2）切削過程中切削聲音的監(jiān)控 在自動(dòng)切削過程中，一般開始切削時(shí)，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的、連續(xù)的、輕快的，此時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的。隨著切削過程的進(jìn)行，當(dāng)工件上有硬質(zhì)點(diǎn)或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過程出現(xiàn)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發(fā)生變化，刀具與工件之間會(huì)出現(xiàn)相互撞擊

53、聲，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量及切削條件，當(dāng)調(diào)整效果不明顯時(shí)，應(yīng)暫停機(jī)床，檢查刀具及工件狀況。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,98,（3）精加工過程監(jiān)控 精加工，主要是保證工件的加工尺寸和加工表面質(zhì)量，切削速度較高，進(jìn)給量較大。此時(shí)應(yīng)著重注意積屑瘤對(duì)加工表面的影響，對(duì)于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過切與讓刀。對(duì)于上述問題的解決，一是要注意調(diào)整切削液的噴淋位置，讓加工表面時(shí)刻處于最佳的冷卻條件；二是要注意觀察工件的已加工面質(zhì)量，通過調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無明顯效果，則應(yīng)停機(jī)檢察原程序編得是否合理。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,99,（4）特別注意的是，在暫停檢查或停機(jī)檢查時(shí)，

54、要注意刀具的位置。如刀具在切削過程中停機(jī)，突然的主軸停轉(zhuǎn)，會(huì)使工件表面產(chǎn)生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態(tài)時(shí)，考慮停機(jī)。 （5）刀具監(jiān)控 刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質(zhì)量。在自動(dòng)加工切削過程中，要通過聲音監(jiān)控、切削時(shí)間控制、切削過程中暫停檢查、工件表面分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據(jù)加工要求，對(duì)刀具及時(shí)處理，防止發(fā)生由刀具未及時(shí)處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問題。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,100,1高速銑削技術(shù) 早在20世紀(jì)30年代，德國(guó)切削物理學(xué)家Carl Salomon根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)曲線，即現(xiàn)在被稱為“Salomon曲線”，提出了高速切削（High Speed Cutting

55、，HSC）的概念5。銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小，加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量良好、加工效率高（為普通銑削加工的510倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具的加工中日益受到重視。具體展開，高速銑削具有以下一些特點(diǎn)。,5.3.7現(xiàn)代模具加工技術(shù),華中科技大學(xué)材料學(xué)院,101,（1）高效、高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速一般為1500040000r/min，最高可達(dá)100000r/min。在切削鋼時(shí)，其切削速度約為 400m/min，比傳統(tǒng)的銑削加工高510倍；在加工型腔模時(shí)與傳統(tǒng)的加工方法相比（傳統(tǒng)銑削、電火花成形加工、拋光）其效率提高45倍；與完全采用EDM加工

56、相比，其加工速度提高48倍。例如，加工一個(gè)插座外殼的壓鑄模，若采用傳統(tǒng)銑削、電火花成形加工、拋光等工藝，約需5060h，而采用高速銑削加工約需14h，效率提高近4倍。 （2）高精度。一般加工精度為10m，有的精度還要高。 （3）高表面質(zhì)量。由于高速銑削的工件溫升?。s3），故表面沒有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1m。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,102,（4）可加工高硬材料。可銑削HRC5054的鋼材，銑削的最高硬度可達(dá)HRC60。以上這些特點(diǎn)都優(yōu)于EDM加工，由此可見，高速銑削加工工藝及裝備無疑是模具制造技術(shù)重要的發(fā)展方向。 瑞士克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，其機(jī)床定位精度可達(dá)8m，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉(zhuǎn)速為42000r/min。意大利RAMBAUDR公司的高速銑床，其加工范圍達(dá)2500mm5000mm1800mm，轉(zhuǎn)速達(dá)20500r/min，切削進(jìn)給速度達(dá)20r/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可達(dá)0.01mm。,華中科技大學(xué)材料學(xué)院,103,2. 電火花加工技術(shù)和“綠色”產(chǎn)品技術(shù) 電火花加工是在一定的液體介質(zhì)中，利