機(jī)械制造工藝裝備項(xiàng)目4模具工作零件加工工藝裝備

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1、項(xiàng)目4 模具工作零件加工工藝裝備 （1）項(xiàng)目要求 如圖4.1、圖4.2所示為一副托板沖模的凹模和凸模，材料為CrWMn，淬火硬度分別為HRC6064和HRC5660，凹模的刃口尺寸有公差，凸模的刃口尺寸按凹橫刃口實(shí)際尺寸配作。 模具零件的生產(chǎn)性質(zhì)為單件生產(chǎn)，確定加工這副沖壓模具工作零件（凹模、凸模）的工藝過程及工藝裝備。 圖4.1托板落料凹模 圖4.2托板落料凸模 （2）項(xiàng)目分析 1）模具工作零件（凸模及凹模）的工藝分析 凹模和凸模是模具的工作零件，它們直接與制品材料相接觸，完成材料的成形過程。一般其主要特點(diǎn)是形狀復(fù)雜多樣，精度高，熱處理硬度要求高，表面粗糙度小，通常還需要配作。常用的加工方法

2、有機(jī)械加工、電火花加工（電火花成形加工、電火花線切割加工）、數(shù)控加工等。本項(xiàng)目主要討論前兩種加工方法。 該凹模及凸模刃口形狀由直線及圓弧組成，凹模刃口尺寸標(biāo)有公差，凸模刃口尺寸沒有標(biāo)注公差，加工時(shí)要按凹模刃口實(shí)際尺寸及沖裁間隙配作。凹模刃口輪廓屬于內(nèi)表面，采用線切割加工較合適；而凸模刃口輪廓屬于外表面，可采用成形磨削加工。它們都是在工件淬硬后進(jìn)行。 2）毛坯的選擇 凹模及凸模的材料為CrWMn，屬低變形冷作模具鋼。為保證模具的質(zhì)量和使用壽命，毛坯采用鍛件。為便用機(jī)械加工，毛坯的形狀采用六面體。根據(jù)基準(zhǔn)重合及便于裝夾的原則，凹模和凸模都選平面及兩個(gè)相互垂直的側(cè)面作為定位及加工的基準(zhǔn)面。 3）工藝

3、路線的擬訂 凹模和凸模機(jī)械加工工藝路線見表4.1和表4.2。 4）成形磨削加工常用的工具、夾具、量具 對于模具工作零件如凸模、凹模、型芯、型腔等，一般要求要有高硬度、高耐磨、高精度、高表面粗糙度（Ra數(shù)值要小），加工過程中常采用淬火等熱處理工藝，淬火后硬度提高給精加工有帶來一定的困難，成形磨削就是工件淬硬后，精加工常采用的方法之一。工具、夾具、量具的選擇直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)率和制造成本，應(yīng)根據(jù)不同情況適當(dāng)選擇。 成形磨削零件加工常用的工具、夾具和量具見表4.3。 5）電火花加工常用的工具、夾具、量具與機(jī)械加工相比，因電火花加工的顯著特點(diǎn)是加工難度與工件材料硬度無關(guān)，加工中不存在顯著的機(jī)

4、械力，加工變形小，所以是模具工作零件的主要加工方法之一。 相對來說，電火花加工中裝夾工件的夾具比機(jī)械加工用的夾具要簡單些。 電火花加工常用的工具、夾具和量具見表4.4。 任務(wù)4.2 成形磨削方法 磨削加工是模具工件或機(jī)械零件加工工藝過程中的精加工工序或最終工序。因此，經(jīng)磨削后的加工面必須保證加工面的粗糙度要求，保證加工面的形狀、尺寸、位置精度符合設(shè)計(jì)精度的要求。 成形磨削用來對模具的工作零件進(jìn)行精加工，主要用于加工凸模及鑲拼式凹模的工作型面。采用成形磨削加工模具零件，可獲得高精度的尺寸及形狀精度，良好的表面質(zhì)量；可加工淬硬鋼和硬質(zhì)合金。成形磨削一般安排在工件淬火后進(jìn)行，這樣減少熱處理后的變形現(xiàn)

5、象。 與其他工藝系統(tǒng)一樣，夾具也是磨削工藝系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。 形狀復(fù)雜的模具零件或機(jī)械零件，一般都是由若干平面、斜面和圓弧面所組成，如圖4.3所示。成形磨削的原理，即是把零件的輪廓分解成若干直線和圓弧，然后按照一定的順序逐段磨削，使其聯(lián)接圓滑、光整，并達(dá)到圖樣的技術(shù)要求。 圖4.3復(fù)雜模具零件的形狀 （1）成形砂輪磨削法 這種方法是利用修整砂輪夾具把砂輪修整成與工件型面完全吻合的形狀，然后再用此砂輪對工件進(jìn)行磨削，使其獲得所需的形狀，如圖4.4（a）所示。利用成形砂輪對工件進(jìn)行磨削是一種簡單有效的方法，可使磨削生產(chǎn)效率高，但砂輪消耗較大。 修整砂輪的夾具主要有修整角度砂輪夾具、修整圓弧砂輪夾具

6、、萬能修整砂輪夾具及靠模修整砂輪夾具等。 成形磨削的方法主要有兩種，如圖4.4所示。 圖4.4成形磨削的兩種方法 （2）夾具磨削法 將工件按一定的條件裝在專用夾具上，在加工過程中通過夾具的調(diào)節(jié)使工件固定或不斷改變位置，從而使工件獲得所需的形狀，如圖4.4（b）所示。利用夾具磨削法對工件進(jìn)行磨削其加工精度很高，甚至可達(dá)到零件具有互換性。 成形磨削的專用夾具主要有磨平面及斜面用夾具、分度磨削夾具、萬能夾具及磨大圓弧夾具等。 上述兩種磨削方法，雖然各有特點(diǎn)，但在加工模具零件時(shí)，為了保證零件質(zhì)量，提高生產(chǎn)率、降低成本，往往需要兩者聯(lián)合使用。并且將專用夾具與成形砂輪配合使用時(shí)，?？煞奖愕啬ハ鞒鲂螤顝?fù)雜的

7、工件。 成形磨削所使用的設(shè)備，可以是特殊專用磨床，如成形磨床，也可以是一般平面磨床。由于設(shè)備條件的限制，利用一般平面磨床并借助專用夾具及成形砂輪進(jìn)行成形磨削的方法，在模具零件的制造中占有很重要的地位。而在一般大中型工廠及專業(yè)模具工廠，常利用成形磨床進(jìn)行磨削，即在成形磨床的夾具工作臺(tái)上，安裝有萬能夾具，必要時(shí)再配合成形砂輪，可磨削由圓弧及直線組成的復(fù)雜模具零件表面，其加工精度高、表面粗糙度低。 任務(wù)4.3 修整成形砂輪的夾具及應(yīng)用 (1)用擠壓輪修整成形砂輪 夾具修整原理如圖4.5所示。用一個(gè)與砂輪所要求的表面形狀完全吻合的圓盤形擠輪與砂輪接觸，并保持適當(dāng)壓力。由擠輪帶動(dòng)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在擠壓力的作用

8、下，砂輪表面的磨粒和結(jié)合劑不斷破裂和脫落，獲得所要求的砂輪形狀。 圖4.5用擠壓輪修整成形砂輪1擠輪;2砂輪;3擠輪夾具 擠輪的旋轉(zhuǎn)可機(jī)動(dòng)或手動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)速度一般為50100 r/min。擠輪用合金工具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼制造，硬度為HRC5864。其結(jié)構(gòu)如圖4.6所示。擠輪上沿圓周不等分分布的斜槽中有一條為直槽，用以嵌入薄鋼片，并與擠輪的成形面一起加工，加工后的薄鋼片用以檢查擠輪的形狀。一套擠輪有兩個(gè)或3個(gè)，一個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)輪，其余為工作擠輪。當(dāng)工作擠輪磨損后，再用標(biāo)準(zhǔn)擠輪修整的砂輪進(jìn)行修磨。 圖4.6擠壓輪 (2)修整砂輪角度的夾具 修整砂輪角度的夾具結(jié)構(gòu)如圖4.7所示，可修整0100范圍內(nèi)的各種角

9、度砂輪。當(dāng)旋轉(zhuǎn)棘輪1時(shí)，通過齒輪8和滑塊上齒條7的傳動(dòng)，使裝有金剛石刀5的滑塊6沿著正弦尺座4的導(dǎo)軌作直線移動(dòng)。正弦尺座可以繞心軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是利用在正弦圓柱13與平板11或側(cè)面墊板12之間墊一定尺寸量塊的方法來控制的。 圖4.7修整砂輪角度的夾具結(jié)構(gòu)1棘輪;2螺母;3支架;4正弦尺座;5金剛石刀;6滑塊;7齒條;8齒輪;9心軸;10底座;11平板;12側(cè)面墊板;13正弦圓柱 使用這種夾具時(shí)，先根據(jù)所要修整的砂輪角度，計(jì)算出應(yīng)墊量塊的厚度值H，如圖4.8所示。當(dāng)045時(shí)（見圖4.8（a），則H=P-L sin -d/2當(dāng)修整砂輪外圓平面時(shí)，=0，則H=P-d/2當(dāng)4590時(shí)（見圖4.8（

10、b），則H=P+L cos -d/2當(dāng)修整砂輪垂直側(cè)面時(shí)，=90，則H=P-d/2當(dāng)90100時(shí)（見圖4.8（c），則H=P-L cos -d/2 圖4.8量塊的計(jì)算 （3）修整砂輪圓弧的夾具 修整砂輪圓弧的夾具結(jié)構(gòu)如圖4.9所示。可修整各種不同半徑的凹、凸圓弧，或由圓弧與圓弧相連的型面。主軸7的左端裝有滑座4，金剛石刀1固定在金剛石刀支架2上。通過螺桿3可使金剛石刀架沿滑座上下移動(dòng)，以調(diào)整金剛石刀尖至夾具回轉(zhuǎn)中心的距離，使之獲得所修整砂輪的不同圓弧半徑。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)手輪8時(shí)，主軸7及固定在其上的滑座4等均繞主軸中心回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)的角度可用固定在支架上的刻度盤5、擋塊9和角度來控制。 圖4.9臥式圓

11、弧修整砂輪夾具結(jié)構(gòu)1金剛石刀;2金剛石刀支架;3螺桿;4滑座;5刻度盤;6角度標(biāo);7主軸;8手輪;9擋塊 金剛石刀尖到主軸回轉(zhuǎn)中心的距離就是所修整的圓弧半徑大小，此值是用在金剛石刀尖與基準(zhǔn)面之間墊量塊的方法來調(diào)整的。 當(dāng)修整半徑為R的凸圓弧砂輪時(shí)，如圖4.10（a）所示，金剛石刀尖應(yīng)高于主軸中心，其墊量塊值H為H=P+R當(dāng)修整半徑為R的凹圓弧砂輪時(shí)(見圖4.10（b）)，金剛石刀尖應(yīng)低于主軸中心，其墊量塊值H為H=P-R式中P主軸的中心高。在修整砂輪時(shí)，應(yīng)先根據(jù)所修整砂輪的情況（凸或凹形）及半徑大小計(jì)算量塊值，并通過量塊調(diào)整好金剛石刀尖的位置。如圖4.10所示為圓弧半徑的調(diào)整。然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使刀

12、尖處于砂輪下面，根據(jù)砂輪圓弧修整角度調(diào)好圖4.9中擋塊9的位置。 圖4.10圓弧半徑的調(diào)整圖 在砂輪高速回轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)手輪使金剛石刀繞主軸中心來回?cái)[動(dòng)，即可修整出如圖4.11所示的圓弧砂輪。 圖4.11修整圓弧砂輪1砂輪;2手輪;3金剛石刀 任務(wù)4.4 成形磨削常用的夾具及應(yīng)用 (1)平面磨削常用夾具 具有相互垂直、平行精度要求的六面體模板是模具中的基本構(gòu)件。為此，將模板正確定位、夾緊于磨床工作臺(tái)上進(jìn)行平面磨削是常用的加工方法。其正確定位、夾緊的常用夾具有以下幾種： 1）磁性吸盤、導(dǎo)磁鐵 磁鐵吸盤和常用的導(dǎo)磁鐵如圖4.12、圖4.13所示。圖4.12磁性吸盤和平行導(dǎo)磁體圖4.13磁性吸盤和

13、端面導(dǎo)磁體 使用導(dǎo)磁鐵裝夾工件的方法舉例如圖4.14所示。 圖4.14導(dǎo)磁體裝夾工件方法舉例1工件;2導(dǎo)磁鐵;3圓柱;4端面導(dǎo)磁鐵;5平行導(dǎo)磁鐵;6圓球 2）精密平口鉗 精密平口鉗的結(jié)構(gòu)如圖4.15所示。它主要由螺桿、螺母、鉗體、活動(dòng)鉗口與測量柱組成。精密平口鉗是裝在磁力工作臺(tái)上，并校正其鉗口平行或垂直于機(jī)床x，y運(yùn)動(dòng)方向后使用。其作用與用途如下：定位、夾緊工件，以備磨削垂直基面。定位、夾緊磁力工作臺(tái)難以吸住的細(xì)小工件或非導(dǎo)磁材料的工件。也可定位、夾緊工件，進(jìn)行成形磨削。 圖4.15精密平口的結(jié)構(gòu)1螺桿;2螺母;3鉗體;4活動(dòng)鉗口;5測量柱 （2）斜面磨削常用夾具 斜面是機(jī)械零件和模具零件結(jié)構(gòu)

14、上常見的工作表面。例如，型芯楔緊塊；斜銷分型抽芯機(jī)構(gòu)中的斜滑塊、斜滑槽；大型沖模常用的斜楔側(cè)沖機(jī)構(gòu)中斜滑塊與斜滑槽，以及安裝導(dǎo)板用斜面等等。加工這些斜面時(shí)，不僅要求保證斜角精度和位置精度高，而且其表面粗糙度也要求在Ra0.320.63 m。因此，這些斜面在進(jìn)行磨削時(shí)，常用夾具有精密角度導(dǎo)磁體和各種結(jié)構(gòu)形式的正弦夾具。 1）角度導(dǎo)磁體 如圖4.16所示，角度導(dǎo)磁體的上、下面（A）和兩側(cè)面（B），以及角的兩斜面，均需經(jīng)過精密磨削。角度導(dǎo)磁體需校正，安裝于磁力臺(tái)上，以吸住工件，并磨削其斜面，適用于磨削帶斜面、批量較大的工件。圖4.16角度導(dǎo)磁體 正弦精密平口鉗的結(jié)構(gòu)如圖4.17所示。它主要由帶有正弦

15、尺的精密平口鉗和底座組成，使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)螺桿4使活動(dòng)鉗口3沿精密鉗體1上的導(dǎo)軌移動(dòng)，以裝夾被磨削的工件2。在正弦圓柱5和底座7的定位面之間墊入量塊，可使工件傾斜一定的角度。這種夾具用于磨削零件上的斜面，最大的傾斜角度為45。 為了使工件傾斜所需的角度，應(yīng)墊入的量塊值可計(jì)算為H=L sin 式中H 應(yīng)墊入的量塊高度，mm；L 兩正弦圓柱之間的中心距，mm； 工件所需的傾斜角度。 圖4.17正弦精密平口鉗結(jié)構(gòu)1精密平口鉗;2工件;3活動(dòng)鉗口;4螺桿;5正弦圓柱;6量塊;7底座 3）測量調(diào)整工具 成形磨削工件時(shí)，被磨削表面的尺寸往往是用測量調(diào)整器、量塊和百分表作比較測量的。 測量調(diào)整器的結(jié)構(gòu)如圖4.1

16、8所示。它主要由三腳架4、塊規(guī)座1、滾花螺母2及螺釘3組成。測量時(shí)，可在測量平臺(tái)上墊放適量的量塊，測量平臺(tái)能沿著三腳架斜面上的T形槽移動(dòng)。 使用測量調(diào)整器、量塊、百分表進(jìn)行比較測量的方法通常是：首先在測量平臺(tái)上墊放適量高度P的基礎(chǔ)量塊，然后調(diào)整測量平臺(tái)的位置。通過百分表對工件基準(zhǔn)面和基礎(chǔ)量塊上表面的測量，使兩 者的高度相等。圖4.18測量調(diào)整器1塊規(guī)座;2滾花螺母;3螺釘;4三腳架 例4.1如圖4.19所示，工件的6面已由平面磨加工。現(xiàn)磨削a，b，c面，而其中b和c面之間為內(nèi)接角。 圖4.19工序尺寸圖 本工件的磨削采用單向正弦電磁夾具，工件的e面在夾具電磁吸盤上定位，d面在擋板上定位。其磨削

17、工藝及夾具使用方法如圖4.20所示。 圖4.20磨削工藝及夾具使用方法 （3）磨削圓弧及分度零件用的正弦分中夾具 正弦分中夾具的結(jié)構(gòu)如圖4.21所示。此夾具適于磨削具有一個(gè)回轉(zhuǎn)中心的凸圓弧面、多角體、分度槽等工件，一般工件不帶臺(tái)肩。 圖4.21正弦分中夾具的結(jié)構(gòu)1前頂針;2鋼套;3主軸;4蝸輪;5分度盤;6正弦圓柱;7蝸桿;8前支架;9滑鏈;10尾座;11基座;12后頂針;13螺桿;14手柄 圖4.22帶正弦規(guī)的正弦分中夾具 圖4.22帶正弦規(guī)的正弦分中夾具 正弦分中夾具主要由正弦分度頭、尾架和基座3部分組成。前頂針1和后頂針12分別裝在前支架8和尾座10內(nèi)，前支架固定在基座11上，而尾座可在

18、基座的T形槽中移動(dòng)位置。工件裝夾在前后頂針之間，安裝工件時(shí)，先根據(jù)工件的長短調(diào)好尾架的位置，用螺釘將尾架鎖緊，然后旋轉(zhuǎn)螺桿13使后頂尖移動(dòng)，以調(diào)整頂尖與工件的松緊。轉(zhuǎn)動(dòng)與蝸桿7聯(lián)接的手輪時(shí)，通過蝸輪4、主軸3及雞心夾頭帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)。主軸的后端裝有分度盤5，磨削精度要求不高時(shí)，可直接用分度盤的刻度來控制工件的回轉(zhuǎn)角度。磨削精度要求高時(shí)，可在正弦圓柱6與固定在基座11上的量塊墊板之間墊以一定量塊的方法來獲得工件所需的回轉(zhuǎn)角度。 該夾具與如圖4.21所示的正弦分中夾具工作原理、構(gòu)成相同，只是下部分裝有正弦規(guī)，即在縱向可通過于正弦圓柱下墊塊構(gòu)成一定角度，可磨削錐形成形件。 在正弦分中夾具上，工件的裝夾

19、通常有心軸裝夾和雙頂裝夾兩種方法，心軸裝夾法如圖4.23所示。如工件本身有內(nèi)孔，并且此孔的中心是外成形表面的回轉(zhuǎn)中心時(shí)，可在孔內(nèi)裝入心軸；如工件無內(nèi)孔，則可在工件上加工出工藝孔，用來安裝心軸。利用心軸兩端的中心孔將心軸和工件夾持在分中夾具的兩頂尖之間。夾具主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，通過雞心夾頭4帶動(dòng)工件一起回轉(zhuǎn)。 圖4.23用心軸裝夾工件1心軸;2工件;3螺母;4雞心夾頭;5夾具主軸 主軸雙頂尖裝夾法如圖4.24所示。當(dāng)工件上沒有內(nèi)孔，也不允許在工件上作工藝孔時(shí)，可采用雙頂尖裝夾法。工件上除應(yīng)有一對主中心孔外，還應(yīng)作出一個(gè)副中心孔，夾具的加長頂尖4和后頂尖對工件的一對主中心孔進(jìn)行定位裝夾，副頂尖1頂在工件副

20、中心孔中用來撥動(dòng)工件隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。副頂尖可在叉形滑塊3的槽內(nèi)移動(dòng)，以適應(yīng)工件副中心孔的位置，并能借助螺母2調(diào)節(jié)其所需的長度及鎖緊在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。副頂尖做成彎的，還可進(jìn)一步增加其使用范圍。 圖4.24雙頂尖裝夾工件1副頂尖;2螺母;3叉形滑塊;4加長頂尖 例4.2正弦分中夾具如圖4.25所示的工件和圖4.26所示的工藝過程圖。由圖4.25可知，工件本身有一個(gè) 10+0.0160 mm的內(nèi)孔，因此可用心軸裝夾法安裝工件。 圖4.25工件圖 圖4.26工藝過程圖 （4）萬能夾具 萬能夾具用于磨削直線與直線，直線與圓弧或圓弧與圓弧相接的各種形狀復(fù)雜的工件。 1）萬能夾具的結(jié)構(gòu) 萬能夾具的結(jié)構(gòu)如圖4.27

21、所示。它主要由工件裝夾、十字滑板、回轉(zhuǎn)及正弦分度4部分組成。 圖4.27萬能夾具結(jié)構(gòu)1螺釘;2墊柱;3手柄;4絲杠;5主軸;6襯套;7蝸輪;8蝸桿;9螺母;10分度盤;11角度游標(biāo);12正弦圓柱;13量塊墊板;14手輪;15縱滑板;16絲杠;17橫滑板;18轉(zhuǎn)盤 2）萬能夾具的裝夾方法 萬能夾具上工件的裝夾方法通常有以下4種： 直接用螺釘和墊柱裝夾（見圖4.28）。在工件上預(yù)先做出工藝螺釘孔（M8M10），用螺釘和墊柱將工件固緊在圓盤6上，再用螺釘5和滾花螺母把圓盤固定在夾具上。螺釘2的數(shù)目一般用14個(gè)，視工件大小而定。墊柱的數(shù)目與螺釘數(shù)相同，其長度要保證砂輪退出時(shí)不致碰壞夾具，一般取7090

22、 mm，同時(shí)要求各墊柱的高度一致，以保證工件的安裝精度。用這種裝夾方法，一次裝夾便能磨削出工件的整個(gè)輪廓，因此適用于磨削封閉形狀的工件。 圖4.28直接用螺釘和墊柱裝夾1墊柱;2螺釘;3工件;4滾花螺母;5螺釘;6圓盤 用精密平口鉗裝夾（見圖4.29） 用螺釘和墊柱將精密平口鉗安裝在夾具圓盤上，便可利用平口鉗裝夾工件。用這種裝夾方法，工件的裝夾過程簡單方便，但在一次裝夾中，只能磨削工件上的一部分表面。 圖4.29精密平口鉗裝夾 用電磁吸盤裝夾(見圖4.30） 用螺釘和墊柱將電磁吸盤安裝在圓盤上，工件在電磁吸盤上被吸牢裝夾。這裝夾方法方便迅速，適用于磨削扁平的工件。但在一次裝夾中，也只能磨削工件

23、上的一部分表面。 圖4.30電磁吸盤裝夾 3）萬能夾具中心高的測定方法 如圖4.31所示，用精密平口鉗或電磁吸盤裝夾100 mm的量塊，并校正成水平（見圖4.31（a）。用百分表測量量塊的A面，記下其讀數(shù)（見圖4.31(b)）。 將主軸回轉(zhuǎn)180，測量B面，將讀數(shù)與A面讀數(shù)比較，調(diào)整縱向滑板使A,B兩面讀數(shù)一致（見圖4.31（c）。在測量調(diào)整器平臺(tái)基面上,放一組100 mm的量塊，通過百分表的測量來確定測量器的位置，使平臺(tái)上的量塊與精密平口鉗或電磁吸盤上的量塊等高，則平臺(tái)基面與萬能夾具中心相距50 mm。 圖4.31萬能夾具中心高的測定 4)使用萬能夾具磨削的工藝要點(diǎn) 使用萬能夾具磨削的工藝要

24、點(diǎn)如下： 分析被磨削工件的幾何形狀，將復(fù)雜的幾何型面分解成由若干直線和圓弧組成的簡單型面。按這些簡單型面的類別根據(jù)表4.5幾種類別型面的磨削次序排出每個(gè)型面的磨削次序，依次分別進(jìn)行磨削。 對于平面或斜面，是將被加工的平面或斜面依次轉(zhuǎn)至水平（或垂直）位置，以便用砂輪進(jìn)行磨削。對于圓弧型面，除凹圓弧半徑較小采用成形砂輪磨削外，一般圓弧中心即為回轉(zhuǎn)中心，磨削時(shí)依次調(diào)整各中心與夾具中心重合，并按此中心測量各磨削面的尺寸。 根據(jù)萬能夾具磨削的工藝特點(diǎn)，首先要在工件上建立平面坐標(biāo)系。磨削斜面時(shí)，為了將被加工面轉(zhuǎn)至水平位置進(jìn)行加工，必須知道斜面對坐標(biāo)軸的傾斜角；為了以回轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)對加工的平面作比較測量，還

25、要知道各平面與回轉(zhuǎn)中心之間的垂直距離。磨削圓弧時(shí)，為了把各回轉(zhuǎn)中心依次調(diào)至夾具中心，必須知道各回轉(zhuǎn)中心之間的坐標(biāo)；為了在磨削圓弧時(shí)不致碰壞其他表面，需要知道圓弧的包角，以便在磨削時(shí)控制夾具的回轉(zhuǎn)角度。 例4.3某模具的凸模零件圖如圖4.32所示。該工件是由3個(gè)平面和5個(gè)圓弧所組成的復(fù)雜型面，選擇兩個(gè)互相垂直的平面1和3為工藝基準(zhǔn)，建立xOy坐標(biāo)系，如圖4.33所示為工藝尺寸計(jì)算圖。 圖4.32 凸模零件圖圖4.33 工藝尺寸計(jì)算圖 將以上計(jì)算出的尺寸和角度注在圖樣上，繪出成形磨削工藝尺寸圖（見圖4.34）。 成形磨削的操作過程如下： 調(diào)整工件的裝夾方向（見圖4.35）。 圖4.34成形磨削工藝

26、尺寸圖圖4.35 調(diào)整工件回轉(zhuǎn)中心的位置（見圖4.36）。磨削兩個(gè)基準(zhǔn)面1和3（見圖4.36）。磨削R38.385 mm凸圓弧、平面2和R17.985 mm凸圓弧面。(見圖4.37)。圖4.36 圖4.37圖4.38 磨削R13.015 mm凹圓弧面（見圖4.39）。 磨削以O(shè)3為中心的凸圓?。ㄒ妶D4.40）。 圖4.39圖4.40 磨削以O(shè)2為中心的凸圓?。ㄒ妶D4.41） 圖4.41 任務(wù)4.5 電火花加工常用的夾具 (1)電火花加工常用夾具的特點(diǎn) 電火花加工是在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用，對工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。它可加工各種高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高純度

27、、高韌性材料，并在生產(chǎn)中顯示出了很多優(yōu)越性，已成為模具制造中的主要加工方法之一。常用來加工凹模及型腔。 與一般機(jī)械加工不同，電火花加工時(shí)，由于工具電極與工件并不接觸，宏觀作用力很小，因此，施于工件上的夾緊力也比較小，工件裝夾一般都比較簡單。 1）電火花成形加工夾具 電火花成形加工夾具包括工具電極裝夾用夾具和工件裝夾用夾具。由于在電火花成形加工中，被加工工件將定位、并以夾緊元件或以工件本身重力安放于工作臺(tái)上，工作臺(tái)只在粗加工時(shí)，作x、y移動(dòng)，以調(diào)整被加工工件與成形工具電極的相對位置。此后，被加工工件一般不再作移動(dòng)，直到加工完成。 電極安裝在機(jī)床主軸上，應(yīng)使電極軸線與主軸軸線方向一致，保證電極與工

28、件在垂直的情況下進(jìn)行加工。電極的裝夾方式有自動(dòng)裝夾和手動(dòng)裝夾兩種。 裝夾電極用的夾具具有以下特點(diǎn)： 成形工具電極需進(jìn)行專門設(shè)計(jì)與制造。其加工尺寸、形位精度要求達(dá)到成形件設(shè)計(jì)要求，或比其要求高。 成形工具電極的制造，一般需裝夾在專用夾具上進(jìn)行；當(dāng)制造完成成形工具電極后，連同專用夾具一起裝夾于電火花成形機(jī)床主軸上，則可進(jìn)行電火花成形加工。 為改善電火花成形加工過程中，成形電極與被加工面間的間隙狀態(tài)，減少其間二次放電和沖去其間的蝕除物，以提高加工效率與表面粗糙度，裝夾工具電極的夾具往往設(shè)計(jì)成可進(jìn)行二維、三維“平動(dòng)”結(jié)構(gòu)形式的夾具。 被加工工件在電火花成形加工時(shí)，也需符合六點(diǎn)定位原理，以保證被加工面的

29、尺寸、形狀與位置精度。這時(shí)，6個(gè)自由度均需被限制，這與車、銑等機(jī)械加工不同。另外，成形工具電極，則除了z方向移動(dòng)自由度外，其他5個(gè)方向的自由度均需被限制。 2）電火花線切割加工夾具 電火花線切割加工，采用金屬絲為工具電極。其絲與絲張力系統(tǒng)已成為線切割機(jī)床的組成部分。而被加工工件則需采用夾具使之定位、安裝于進(jìn)行數(shù)字控制（NC）x，y方向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上。 電火花線切割加工中，由于工件受力很小，且工作只作水平x，y方向運(yùn)動(dòng)，因此，線切割?yuàn)A具比較簡單。一般是在通用夾具上采用壓板螺釘固定。 （2）電火花加工常用夾具 1）電火花成形加工工具電極常用夾具 電火花加工有兩種方法，即仿形法和展成法。仿形法采用與

30、工件型面形狀相同的成形工具電極直接加工；展成法則采用圓柱體為工具電極，按數(shù)字程序（編碼）規(guī)定的路線進(jìn)行展成加工。 電火花成形加工工具電極的常用夾具是在電加工工藝實(shí)踐中不斷創(chuàng)造、設(shè)計(jì)形成了一套通用、標(biāo)準(zhǔn)的工具電極用的夾具，并針對不同結(jié)構(gòu)的成形件的設(shè)計(jì)要求，而設(shè)計(jì)的組合工具電極用裝夾多電極的專用夾具，如采用電火花成形加工電機(jī)定、轉(zhuǎn)子硅鋼片沖模中的整體沖槽凹模用的組合（多）電極專用夾具。電火花成形加工常用工具電極見表4.6。 2）電火花線切割常用夾具 電火花線切割加工機(jī)床可分為快速走絲線切割機(jī)床和慢速走絲線切割機(jī)床。慢速走絲線切割機(jī)床加工精度較高。電火花線切割的工具電極為0.100.35 mm的金屬

31、絲。被加工工件定位、安裝于夾具上；夾具定位、安裝于進(jìn)行數(shù)字化控制（NC，CNC）作x，y方向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上。啟動(dòng)脈沖電源與數(shù)控系統(tǒng)，則在工具電極（金屬絲）與工件間的放電間隙中，產(chǎn)生脈沖放電，并沿?cái)?shù)控程序規(guī)定的路線連續(xù)放電切割工件坯料，直到切割完成由二維型面所圍成的沖模成形件（即凹模）。因此，與其他加工工藝系統(tǒng)一樣，按照六點(diǎn)定位原理設(shè)計(jì)、制造電火花線切割工藝中定位、裝夾被加工工件的夾具，同樣是線切割工藝系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。 電火花線切割用夾具具有以下要求與特點(diǎn)： 必須保證在切割直壁工件時(shí)，其工具電極（金屬絲）與工作臺(tái)面的垂直精度。 必須保證在夾具的定位基準(zhǔn)面與x，y運(yùn)動(dòng)方向（全程內(nèi)）的平行與垂直精度。 當(dāng)放電切割斜面時(shí)，被切割工件主要定位基準(zhǔn)面（即凹模刃口所在平面）必須與工具電極線架的擺動(dòng)圓心O點(diǎn)在同一高度上，即O點(diǎn)需在刃口所在的平面上，則圓心O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，必是數(shù)控程序所規(guī)定的切割線路。 數(shù)控電火花線切割的夾具結(jié)構(gòu)較為簡單，但其定位基準(zhǔn)面的位置精度卻要求高。常用電火花線切割?yuàn)A具的基本結(jié)構(gòu)見表4.7。