模具成形表面的特种加工课件.ppt

1、 项目2 轴类零件的制造工艺轴类零件的制造工艺 教学内容：教学内容：u车床的加工原理和工艺过程车床的加工原理和工艺过程u外圆磨的原理和加工工艺外圆磨的原理和加工工艺u热处理的原理和加工工艺热处理的原理和加工工艺u研磨抛光的原理和工艺过程研磨抛光的原理和工艺过程零件的分析（1）形状精度）形状精度（2）位置精度）位置精度（3）尺寸精度）尺寸精度（4）表面质量）表面质量特点：特点：同轴圆柱面同轴圆柱面2、导柱的加工、导柱的加工1）加工方案的选择）加工方案的选择2）导柱的制造工艺过程）导柱的制造工艺过程备料备料 粗加工粗加工 半精加工半精加工 热处理热处理 精加工精加工 光整加工光整加工下料下料 车端

2、面、打中心孔车端面、打中心孔 车外圆车外圆 检验检验 热处理热处理 研中心孔研中心孔 磨外圆磨外圆 研磨研磨 检验检验 3）导柱加工过程中的定位）导柱加工过程中的定位 导柱中心孔在热处理加工后需要定位修正，导柱中心孔在热处理加工后需要定位修正，消除热处理变形和其他缺陷，使磨削外圆能消除热处理变形和其他缺陷，使磨削外圆能够获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位够获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度。置精度。修正方式：修正方式：三爪卡盘夹持锥形砂轮、三爪卡盘夹持研磨三爪卡盘夹持锥形砂轮、三爪卡盘夹持研磨头、硬质合金梅花棱形顶尖（见下图）头、硬质合金梅花棱形顶尖（见下图）4）导柱的研磨）导柱的研

3、磨 典型的杆类零件典型的杆类零件 零件：导柱、顶针、模柄零件：导柱、顶针、模柄 特点：同轴圆柱面特点：同轴圆柱面光整加工光整加工v光整加工是以降低零件表面粗糙度，提高表面形状精度、位置精度和增加表光泽为主要目的；v研磨和抛光加工统称为光整加工。在模具加工中，光整加工主要用于模具的成形表而它对于提高模具寿命和形状精度，以及保证顺利成形都起着重要的作用。一、研磨和抛光的机理一、研磨和抛光的机理v (一)研磨的机理v 研磨是使用研具、游离磨料对被加工表面进行微量加工的精密加工方法。在被加工表面和研具之间置以游离磨料和润滑剂，使被加工表面和研具之间产生相对运动并施以定压力，磨料产生切削、挤压等作用，从

4、而去除表面凸起处使被加工表面精度提高、表面粗糙度降低，研磨加工过程如图51所示。在研磨过程中，被加工表面发生复杂的物理和化学变化其主要作用如下：v微切削作用v挤压塑性变形v化学作用（二）研磨的特点v尺寸精度高:0.025umv形位精度高v表面粗糙度低:0.1v表面耐磨性提高v耐疲劳强度提高v多为手工作业，劳动强度大（三）抛光的机理v抛光与研磨加工基本相同，抛光是种比研磨更微磨削的精密加工。抛光和研磨的区别v研磨时研具较硬，微切削作用和挤压塑性变形作用较强 在尺寸精度相表面粗糙度两方面都有明显的加工效果。在抛光过程中存在着微切削作用和化学作用，由于抛光所用的研具较软，不改变表面的形状精度和位置精

5、度,抛光加工后的表面粗糙度可达0.4um以下。三、研磨抛光分类三、研磨抛光分类v ()按操作方式分v 1手工作业研磨抛光 v 2机械没备研磨抛光 v 二)按磨料在研磨抛光过程中的运动轨迹分v 1游离磨料研磨抛光 v 2固定磨料研磨抛光 v (三)按研磨抛光的机理分v 1机械式研磨抛光 v 2.非机械式研磨抛光 主要依靠电能、化学能等非机械能形式进行的研磨抛光。v (四)按研磨抛光剂使用的条件分v 1湿研 效率高 粗研 v 2干研 精研v 3半干研 膏状四、研磨抛光的加工要素四、研磨抛光的加工要素五、研磨抛光剂五、研磨抛光剂 研磨抛光剂是由磨料和研磨抛光液组成。1.磨料 磨料起对被加工表面产生切

6、削、挤压等作用，使被加工表面精度提高。氧化铝系（刚玉系）碳化物系（碳化硅）金刚石系 氧化铁系磨料粒度：筛分法 4#-240#显微镜分析法 W 65-W 0.5 2.研磨抛光液 研磨抛光液起调和磨料和冷却润滑作用 研磨抛光液有植物油、矿物油、动物油3.研磨抛光膏 研磨抛光膏是由磨料和研磨抛光液配制好的研磨抛光剂六、研磨抛光工具六、研磨抛光工具v1、研具材料 v 研具 研磨抛光是直接与加工表面接触 的工具研具材料有低碳钢、灰铸铁、铜、木材、塑料、皮革、毛毡等。v2.普通油石 直接用于粗研磨。v3.研磨平板 用于平面研磨v 4.外圆研磨环 一般用在车床上磨工件外圆。5.内圆研磨芯棒 可在钻床上研磨内

7、孔。6.研磨抛光辅助工具v三、研磨抛光工艺过程三、研磨抛光工艺过程v抛光余量：抛光余量：取决于零件的尺寸、原始表面粗糙度、最终精度取决于零件的尺寸、原始表面粗糙度、最终精度等，原则上研磨抛光余量只能去处表面加工痕迹等，原则上研磨抛光余量只能去处表面加工痕迹和变质层。和变质层。v研磨抛光过程：研磨抛光过程：粗研磨粗研磨-细研磨细研磨-精研磨精研磨-抛光抛光v抛光轨迹抛光轨迹往复或交叉不能重复往复或交叉不能重复第 三 节 电化学抛光一、基本原理和特点一、基本原理和特点（一）基本原理阳极在电化学作用下产生溶解现象，使工件表面平整。（二）、特点v1、提高尺寸和表面精度Ra达0.40.2mv2、效率提高

8、v3、工艺方法简单v4、不能消除表面粗波纹。二、抛光方式二、抛光方式v（一）整体电化学抛光（二）逐步电化学抛光抛光工具导电油石金属导电锉小毡轮和硬木棍超声波抛光基本原理基本原理v超声波抛光是利用工具端面作超声频振动，迫使磨料悬浮液对硬脆材料表面进行高频率的微加工和空化作用的一种成形方法。超声波抛光的作用是降低表面粗糙度。超声波抛光原理示意图如下 二、设备简介二、设备简介v模具超声波抛光机如图514所示。超声波抛光机主要由超声波发生器、机械振动换能器和机械振动系统三部分组成。如图515所示。(一)、超声波发生器超声波发生器的作用是将50Hz的交流电转变成具有一定功率输出的超声波电振荡，迫使工具端

9、面做纵向往复振动。模具超声波振荡发生器多采用晶体管式和集成电路式。(二)机械振动换能器v换能器的作用是将超声波电振荡转换成机械振动、目前有压电效应式和滋致伸缩效应式两种：1、压电效应式换能器v压电效应式换能器是利用在锆钛酸铅介面上加以一定电压后则产生一定的机械变形；反之，当它受到机械压缩或机械拉伸时介面将产生一定的电荷，形成一定的电势，这种现象称为“压电效应”。压电效应式v换能器如图5-16所示，锆钛酸铅制成圆形薄片，两面镀银，经高压直流电进行极化处理，一面为阳极，一面为阴极。使用时，将两片迭在一起，阳极在中间，阴极在两侧，经上、下端块用螺钉夹紧，阳极必须与设备绝缘，为了导电引线方便，常用镍片

10、夹在两压电陶瓷片阳极之间作为接线端片。2磁致伸缩效应式换能器v磁致伸缩效应式换能器是利用镍、钴、铁等铁磁体置于变化的磁场内，随着磁场的变化，铁磁体长度发生变化的现象称为磁致伸缩效应。v机械振动系统包括变幅杆和工具。v当加工端面较小时，两者可以做成一体。v变幅杆 变幅杆也叫振荡扩大器2工具v工具和变幅杆之间采用机械或胶合方式相连接，超声波机械振动经变幅杆扩大振幅后传给工具，工作时沿轴向振功，工具头的形状应该和模具抛光型腔形状相适应；根据抛光方式不同，工具头分固定磨料和游离磨料两种形式。第 五 节 挤压研磨抛光挤压研磨抛光属于磨料流动加工，还可以去除零件内部通道上的毛刺。一、基本原理一、基本原理v

11、挤压研磨抛光是利用一种含有磨料和油泥状的弹粘性高分子介质混合组成的粘性研磨抛光剂，在一定压力作用下通过被加工表面，由于磨料颗粒的刮削作用去除被加工表面的微观不平材料的工艺方法。磨料颗粒相当于“软砂轮”，在流动中紧贴零件加工表面的磨料由于压力摩擦和切削作用，将“切屑”从被加工表面刮离。二、特点二、特点v1适用范围广 v2抛光效果好 v3研磨抛光效率高四、机床简介和夹具四、机床简介和夹具v(一)机床v 目前，国内外挤压研磨抛光机多为立式对置活塞式，通过两活塞的运动，迫使研磨抛光剂作上下流动。机床结构如图520所示。上磨料室固定在机床活动横梁5、活动横梁在两立柱上可以上下移动，夹具和被抛光的零件安装在上、下磨料室之间，通过夹紧液压缸3使活动横梁完成夹紧。上、下磨料室内的上、下活塞内两个挤压液压缸2驱动，作上下住复运动。(二)夹具v挤压研磨抛光所用的夹具，除要完成定位和夹紧作用外，还应能容纳和引导研磨抛光剂通过零件需要研磨抛光的部位，反阻抗、干扰研磨抛光剂不流过不需要加工的部位。v 图521常用研磨抛光夹具工作示意图喷丸抛光利用含有微细玻璃球的高速干燥气流对被抛光表面进行喷射,去除表面微量金属材料,降低表面粗糙度.喷丸使用的玻璃球颗粒更细,不回收,喷砂则不同.喷丸抛光