重庆大学材料成型技术课件第七章.pptVIP

第七章 模具 3）模具制造的生产过程 模具的生产过程，是指将用户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、可加工性分析，设计成模具；并基于此，将原材料经过加工、装配，转变为具有使用性能的成形工具的全过程。具体地说，模具生产过程分以下6个阶段。 （1）模具方案确定 ； （2）模具设计 ； （3）生产准备 ； （4）模具成形零件加工 ； （5）装配与调试 ； （6）试模与验收 。 7.4.2 模具零件的加工 1）模具零件的成形磨削加工 形状复杂的模具零件一般都由若干个平面、斜面和圆柱面组成，成形磨削的原理就是将零件的轮廓分成若干直线与圆弧，然后按一定的顺序逐段磨削，达到设计要求，如图7.6和图7.7。 成形磨削的特点是精度高、效率高，主要用于凸模、拼块凹模及电极的加工。 图7.6复杂几何型线的分解磨削 图7.7模具刃口形状 （1）成形砂轮磨削法 成形砂轮磨削法也称为仿形法，是利用修整砂轮工具，将砂轮修整成与零件型面完全吻合、相同的相反型面，然后用该砂轮来磨削零件。 （2）夹具磨削法 夹具磨削法，也称为展成法。该方法是将工件按一定的条件装夹在专用夹具上，利用夹具的运动使工件不断改变位置，在平面磨床或曲线磨床上磨削二维弧面。常用的专用夹具有：正弦平口钳与正弦磁力台、正弦分中夹具、万能夹具等。 图7.8成形模削的两种方法 (a)成形砂轮磨削法；(b)夹具磨削法 1—砂轮；2—工件；3—夹具回转中心 图7.9各种圆弧砂轮形状 2）模具零件的电火花加工 电火花加工是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用而去除材料的一种工艺方法。可以加工各种高熔点、高硬度、高强度、高纯度、高韧性的材料。是目前模具加工的常用和重要方法。 （1）电火花成形加工的基本原理 图7.10电火花成形加工原理图 1—脉冲电源；2—电极；3—工件；4—工作液 图7.11电火花加工表面局部放大图 （2）实现电火花加工的基本条件 ①脉冲电源： 必须具有波形为单向的脉冲电源，脉冲宽度小于10-3s。 ②足够的放电能量： 保证在脉冲放电点有足够的放电强度使局部金属熔化和气化。电流密度应大于（105～106）A/cm2。 ③放电间隙： 电极与工件之间必须始终维持一定的间隙。间隙与工作介质、加工电压有关，一般为0.01～0.1mm。 ④绝缘介质： 为了使脉冲放电能重复进行，极间必须充有绝缘介质，同时，绝缘介质还有排出放电间隙中的电蚀物和冷却电极的作用 。 （3）电火花成形加工的特点 ①可加工用切削方法难以加工或无法加工的高熔点、高硬度、高强度、高韧性、脆性大的材料以及形状复杂的零件 。 ②加工时，工件与电极不接触，二者之间不存在明显的作用力，不受刚度和强度影响，电极材料也不需要比工件材料硬度高。 ③电火花加工时，脉冲放电时间短，热量传散范围小，工件上的热影响区也小。 ④脉冲参数可调，在同一台机床上可连续进行粗、中、精及精微加工 。 ⑤直接利用电能加工，便于实现自动化。 ⑥加工速度慢、效率低，需要制作电极，加工准备时间长，并存在电极损耗。 （4）电火花成形加工的基本方法 ①仿形法： 即按照工件形状、尺寸及精度要求，设计、制造凸凹形状相反、尺寸与精度相同、留有后续加工余量，用来进行成形加工的方法 。 ②创成法： 又称展成法、轨迹法。即按工件加工面形状要求，编制出轨迹的二维数字控制程序，控制形状简单的圆柱体电极（一般为铜电极）一方面作自转，同时沿数控轨迹（使电极外圆沿工作型面）运动，作电火花加工的方法。 （5）电火花线切割加工 电火花线切割加工原理 与电火花成形加工原理相同，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理。所不同的是电火花线切割加工不需要制作复杂的成形电极，而是用不断移动的电极丝作为工具，工件则按预定的轨迹进行运动而切割出所需的复杂零件形状。 图7.12电火花线切割原理 1—坐标工作台；2—夹具；3—工件；4—脉冲电源； 5—电极丝；6—导轮；7—丝架；8—工作液箱；9—贮丝筒 电火花线切割加工的主要特点： ①不需要制造专用的电极，可降低模具成本，缩短生产周期。 ②能用很细的丝电极加工出复杂形状的工件、细小通孔、窄缝和外表面等。 ③加工过程中，电极损耗小（可忽略不计），可获得较高的加工精度。 ④由于丝电极直径很小，蚀除金属量少，对贵重金属的加工更具意义。 ⑤自动化程度高，操作简便，并可一割两用。 ⑥脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，属中、精加工范畴。 ⑦只能加工以直线为母线的曲面而不能加工空间曲面。 3）其他模具制造技术 （1）模具的超声波加工 利用工具端面作超声频振动，并通过悬浮液中的磨料加工工件的方法叫超声波加工。 超声波加工具有以下特点： ①适于