機械加工方法分析與比較畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 孔徑小于20mm時，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（或鏜）一鉸，此方案適用于加工除淬火鋼以外的各種金屬，但孔徑應在∮20mm~∮80mm范圍內。此外，也可采用最終工序為精鏜或拉的方案。淬火鋼可采用磨削加工。（3） 加工公差等級IT7的孔，當孔徑小于12mm時，一般采用鉆孔后進行兩次鉸孔的方案；孔徑大于12mm時，可采用鉆一擴（或鏜）一粗鉸一精鉸的方案，或采用最終工序為精拉或精磨的方案。精拉適用于一批大量的生產，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。（4） 加工公差等級IT6的孔，起最終工序要視具體情況進行選擇。例如韌性較大的有色金屬不宜采用珩磨，可采用研磨或精細鏜；研磨對大孔、小孔均可加工，而珩磨適于加工較大的孔。（5） 對于已經鑄出或鍛出的孔，（一般為中、大尺寸的孔），可直接進行擴孔或鏜孔，直徑在100mm以上的孔，用鏜孔比較方便。（6） 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。在成批生產或深徑比較大時，應采用鉆一擴一鉸方案；若零件需要淬火，則應在半精加工后安排淬火再進行磨削。二、平面加工方法的選擇１．平面加工的技術要求面加工的技術要求主要包括：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，用于要求直線度高、粗糙度值小且不淬硬的平面。當批量較大時，可采用寬刃細刨代替刮削，以提高生產率和減輕勞動強度。尤其是加工狹長的精密平面（如導軌面），或缺少導軌磨床時，常采用寬刃細刨。(2)最終工序采用高速精銑時，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。(3)最終工序采用磨削時，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、生產率高、拉刀壽命長，是一種先進的加工方法。適于大批大量生產中加工質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，例如塊規等精度零件的工作面。對于精度要求不高，僅要求光亮和美觀的零件，可采用拋光加工。 冷沖模模架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具有正確的相對位置。模架的結構分析：a上模座，下模座都是平板類零件，在工藝上主要是進行平面和孔系的加工。b模架中的導柱導套是機械加工中常見的軸類和套類零件，主要進行內外圓柱表面的加工。冷沖模標準導柱和導套。這兩種零件在模具中起導向作用，以保證凸模和凹模在工作時具有正確的相對位置。為了保證良好的導向，導柱和導套裝配后應保證模架的活動部分移動平穩，無滯阻現象。所以，在加工中除了保證導柱、導套配合表面的尺寸和形狀精度外，還應保證導柱、導套各自配合面之間的同軸度要求。　導柱和導套(a)導柱；(b)導套構成導柱和導套的基本表面都是回轉體表面，按照圖示的結構尺寸和設計要求，可以直接選用適當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21和表22。導柱、導套的加工工藝路線：在導柱的加工過程中，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，因此在外圓柱面進行車削和磨削之前總是先加工中心孔，以便為后續工序提供可靠的定位基準。中心孔的形狀精度和同軸度對加工質量有直接影響，導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、鉆床或專用機床上進行。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行研磨的。擠壓時多棱頂尖裝在車床主軸的錐孔內，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。此法生產率極高(只需幾秒鐘)，但質量稍差，一般用于修正精度要求不高的頂尖孔。磨削導套時正確選擇定位基準，對保證內、外圓柱面的同軸度要求是十分重要的。導柱和導套的研磨加工，其目的在于進一步提高被加工表面的質量，以達到設計要求。在生產數量大的情況下(如專門從事模架生產)，可以在專用研磨機床上研磨；單件小批生產，可以采用簡單的研磨工具()，在普通車床上進行研磨。研磨時將導柱安裝在車床上，由主軸帶動旋轉，在導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，作軸線方向的往復直線運動。研磨導套與研磨導柱相類似，由主軸帶動研磨工具旋轉，手握套在研具上的導套，作軸線方向的往復直線運動。調節研具上的調整螺釘和螺帽，可以調整研磨套的直徑，以控制研磨量的大小。詳細內容見后續光整加工部分。1－研磨架；2－研磨套；3－限動螺釘；4－調整螺釘1－錐度心軸；2－研磨套；4－調整螺母磨削和研磨導套孔時常見的缺陷是“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)磨削內孔時，若砂輪完全處在孔內，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，孔徑相應變小。當砂輪沿軸向往復運動到兩端孔口部位時，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孔口端面的超越距離，以便使孔的加工精度達到規定的技術要求。“喇叭口”的產生(2)研磨時工件的往復運動使磨料在孔口處堆積，在孔口處切削作用增強所致。避免方法：在研磨過程中應及時清除堆積在孔口處的研磨劑，以防止和減輕這種缺陷的產生。按被研磨表面的尺寸大小和要求，一般導柱、～。將導柱、導套的工藝過程適當歸納，大致可劃分成如下幾個加工階段：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，使其接近或達到零件的最終尺寸)階段→熱處理(達到需要硬度)階段→精加工階段→光整加工階段(使某些表面的粗糙度達到設計要求)注意：在各加工階段中應劃分多少工序，零件在加工中應采用什么工藝方法和設備等，應根據生產類型、零件的形狀、尺寸大小、零件的結構工藝性以及工廠的設備技術狀況等條件綜合考慮。在不同的生產條件下，對同一零件加工所采用的加工設備、工序的劃分也不一定相同。、下模座的加工保證模架的裝配要求，使模架工作時上模座沿導柱上、下運動平穩，無滯阻現象，保證模具能正常工作。冷沖模的上、下模座用來安裝導柱、導套，連接凸、凹模固定板等零件，其結構、尺寸已標準化。上、下模座上導柱、導套安裝孔的孔間距離尺寸應保持一致；孔的軸心線應與模座的上、下平面垂直，對安裝滑動導柱的模座，其垂直度公差不超過100∶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要求，在各工藝階段應先加工平面，再以平面定位加工孔系(先面后孔)。2. 3注射模模架的加工注射模的結構根據各零(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)形成制件的內形，而凹模(型腔)形成制件的外形。 (2)結構零件：指除成型零件以外的模具零件。這些零件具有支承、導向、排氣、頂出制品、側向抽芯、側向分型、溫度調節、引導塑料熔體向模腔流動等功能。1．模架的技術要求模具主要分型面閉合時的貼合間隙值應符合下列要求：Ⅰ；Ⅱ；Ⅲ。2．模架零件的加工若從零件結構和制造工藝考慮，模架的基本組成零件有三種類型：導柱、導套及各種模板(平板狀零件)。導柱、導套的加工主要是內、外圓柱面加工，適應加工不同精度要求的內、外圓柱面的各種工藝方法、工藝方案及基準選擇等支承零件(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，保證裝配時有關結合平面的平面度和平行度要求。1）若需要精度更高的平面，應采用刮研方法加工。2）為了保證動、定模板上導柱、導套安裝孔的位置精度，根據實際加工條件，可采用坐標鏜床、雙軸坐標鏜床或數控坐標鏜床進行加工。3）若無上述設備且精度要求較低，也可在臥式鏜床或銑床上，將動、定模板重疊在一起，一次裝夾，同時鏜出相應的導柱和導套的安裝孔。(a)模板單個鏜孔；(b)定、動模板同時鏜孔1．澆口套的加工常見的澆口套有兩種類型。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，同時還應保證澆口套錐孔與外圓同軸，以便在模具安裝時通過定位環使澆口套與注射機的噴嘴對準。2．側型芯滑塊的加工當注射成型帶有側凹或側孔的塑料制品時，模具必須帶有側向分型或側向抽芯機構，(c)、(b)所示。在側型芯滑塊上裝有側向型芯或成型鑲塊。側型芯滑塊與滑槽可采用不同的結構組合。(a)合模狀態；(b)開模狀態表210加工澆口套的工藝過程結構分析：側型芯滑塊是側向抽芯機構的重要組成零件，注射成型和抽芯的可靠性需要它的運動精度保證。滑塊與滑槽的配合特性常選用H8/g7或H8/h8，其余部分應留有較大的間隙，兩者配合面的粗糙度Ra＜～。滑塊材料常采用45鋼或碳素工具鋼，導滑部分可局部或全部淬硬，硬度HRC40～45。，其工藝路線見表211。表211加工側型芯滑塊的工藝路線。這種凸模加工比較簡單，熱處理前毛坯經車削加工，表面粗糙度在Ra＝，表面留適當磨削余量；熱處理后，經磨削加工即可獲得較理想的工作型面及配合表面。凸模的非圓形工作型面，大致分為平面結構和非平面結構兩種。加工以平面構成的凸模型面(或主要是平面)比較容易，可采用銑削或刨削方法對各表面逐次進行加工。凸模；(b)刨四面；(c)刨兩端面；(d)刨小平面；(e)刨30176。斜面；(f)刨10176。斜面采用銑削方法加工平面結構的凸模時，多采用立銑和萬能工具銑床進行加工。對于這類模具中某些傾斜平面的加工方法有：(1)工件斜置：裝夾工件時使被加工斜面處于水平位置進行加工。(2)刀具斜置：使刀具相對于工件傾斜一定的角度對被加工表面進行加工。(3)將刀具制成一定的錐度對斜面進行加工，這種方法一般少用。加工非平面結構的凸模(如圖121所示)時，可根據凸模形狀、結構特點和尺寸大小采用車床、仿形銑床、數控銑床或通用銑(刨)床等進行加工。采用仿形銑床或數控銑床加工，可以減輕勞動強度，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行加工的。當采用銑、刨削方法加工凸模的工作型面時，由于結構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，應考慮采用其它加工方法對這些部位進行補充加工。在某些情況下，為便于機械加工而將凸模做成組合結構。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行磨削加工，以獲得所需要的成形表面。特點：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計的修整夾具上對砂輪進行修整。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((b)所示)，或使工件在磨削過程中獲得所需的進給運動，從而磨削出成形表面工件除作縱向進給(由機床提供)外，還可以借助夾具使工件作斷續的圓周進給，這種磨削圓弧的方法叫回轉法。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，(b)所示。量塊尺寸按下式計算：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(176。)。正弦精密平口鉗的最大傾斜角度為45176。為了保證磨削精度，應使工件在夾具內正確定位，工件的定位基面應預先磨平并保證垂直。(a)正弦精密平口鉗；(b)磨削示意圖(2)正弦磁力夾具。正弦磁力夾具的結構和應用情況與正弦精密平口鉗相似，兩者的區別在于正弦磁力夾具是用磁力代替平口鉗夾緊工件。電磁吸盤能傾斜的最大角度也是45176。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雜的成形表面。進行成形磨削時，被磨削表面的尺寸常采用測量調整器、量塊和百分表進行比較測量。具有圓形型孔的凹模有以下兩種情況：(1)單型孔凹模。這類凹模制造工藝比較簡單，毛坯經鍛造、退火后進行車削(或銑削)及鉆、鏜型孔，并在上、下平面和型孔處留適當磨削余量；再由鉗工劃線、鉆所有固定用孔、攻螺紋、鉸銷孔，然后進行淬火、回火；熱處理后磨削上、下平面及型孔即成。(2)多型孔凹模。沖裁模中的連續模和復合模，凹模有一系列圓孔，各孔尺寸及相互位置有較高的精度要求，這些孔稱為孔系。為保持各孔的相互位置精度要求，常采用坐標法進行加工。　　　。固定板上的鑲件孔可在坐標鏜床上加工。立式雙柱坐標鏜床：作臺能在縱、橫移動方向上作精確調整，；定位精度一般可達177。～。工作臺移動值的讀取方法可采用光學式或數字顯示式。在坐標鏜床上按坐標法鏜孔，是將各孔間的尺寸轉化為直角坐標尺寸，如圖所示。找正方法：。加工分布在同一圓周上的孔，可以使用坐標鏜床的機床附件——萬能回轉工作臺。對具有鑲件結構的多型孔凹模加工，在缺少坐標鏜床的情況下，也可在立式銑床上用坐標法加工孔系。為此，可在銑床工作臺的縱、橫運動方向上附加量塊、百分表測量裝置來調整工作臺的移動距離，以控制孔間的坐標尺寸。整體結構的多型孔凹模，一般以碳素工具鋼或合金工具鋼為原材料，熱處理后其硬度常在HRC60以上。制造時毛坯經鍛造退火，對各平面進行粗加工和半精加工，鉆、鏜型孔。在上、下平面及型孔處留適當磨削余量，然后進行淬火、回火。熱處理后，磨