环境艺术设计宾馆空间设计课程教案.docx
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环境艺术设计宾馆空间设计课程教案
课程教案
授课时间
第周第节课年月
课次
4
授课方式
(请打√)
理论课(√)讨论课()实践课(√)
习题课()其他()
课时安排
6+2
授课题目(教学章、节或主题):
§3模具零件机械加工及其他成形方法
教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
目的要求:
掌握零件的常规加工、配作加工、成形磨削、精密加工和数控加工的原理、方法、注意事项和技巧。
教学内容重点及难点:
重点:
零件的常规加工、配作加工、成形磨削、精密加工和数控加工的原理、方法、注意事项和技巧
难点:
精密加工和数控加工的原理、方法、注意事项和技巧
教具
多媒体
作业
思考题
课后小结
熟悉零件的常规加工、配作加工、成形磨削、精密加工和数控加工的原理、方法、注意事项和技巧
教学基本内容
方法及手段
§3模具零件机械加工及其他成形方法
机械加工方法广泛用于制造模具零件。
根据模具设计图样中的模具构成、零件的结构要素和技术要求,制造完成一副完整模具的工艺过程一般可分为:
毛坯外形的加工;工作型面的加工;模具零部件的再加工;模具装配。
模具零件的机械加工方法有以下几种情况普通精度零件用通用机床加工,例如,车削、铣削、刨削、钻削、磨削等。
这些加工方法对工人的技术水平要求较高,具有生产率低,模具制造周期长,成本高等特点。
加工完成后要进行必要的钳工修配再装配。
精度要求较高的模具零件用精密机床加工;形状复杂的空间曲面,采用数控机床加工;对特种零件可考虑其他加工方法,如挤压成型、超塑成型加工、快速成型等。
用于模具加工的精密机床有坐标镗床、坐标磨床等。
这些设备多用于加工固定板的凸模固定孔、模座上的导柱和导套孔、某些凸模和凹模的刃口轮廓等。
加工模具零件常用的数控机床有:
三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等。
由于数控加工对工人的操作技能要求低、成品率高、加工精度高、生产率高、节省工装、工程管理容易、对设计更改的适应性强、可以实现多机床管理等一系列优点,对实现机械加工自动化,使模具生产更加合理机械加工的传统方式具有十分重要的意义。
这也是今后模具发展的方向。
ξ3.1机械加工
一、车削加工
1、车削加工工艺范围
车削能形成的工件型面有内表面和外表面的圆柱面、端面、圆锥面、球面、椭圆柱面、沟槽、螺旋面和其它特殊型面,如表1所示。
车削加工的经济精度为IT11~IT12,也可达IT6。
经济的表面粗糙度Ra值为12.5~
6.3μm。
模架中的导柱和导套是典型的轴类和套类零件。
冷冲模的
一种标准导柱和导套。
它们在模具中起导向作用,保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置。
为了保证良好的导向性,导柱和导套装配后应保证模架的活动部分运动平稳、无滞阻现象。
所以,在加工中必须保证导柱和导套配合表面的尺寸精度和形状精度,同时还应保证导柱和导套配合面之间的同轴度。
2、工件的定位方式
对轴类零件,一般采用轴两端中心孔作为定位基准。
因为轴类零件的各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准一般都是中心线,选择两端中心装夹方便。
套类零件加工一般采用互为基准的原则,即加工内圆表面以
外圆为基准,加工外圆表面以内圆为基准。
(1)用两中心孔定位装夹工件以两中心孔为基准装夹在车床的前、后顶
尖上,用鸡心夹或拨盘带动工件转动。
用中心孔定位的优点是:
加工过程中不仅基准重合,而且基准统一,有利于保证各表面间较高的位置精度。
用中心孔定位的缺点是:
增加了加工中心孔的工序(或工步);顶尖孔深度不准确时,不易保证轴向尺寸精度,为此可同时用中心孔及一个端面定位。
(2)用外圆柱表面定位装夹较短的轴类零件常用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘定位夹紧;较长的轴类零件则要在另一端钻中心孔,利用后顶尖支承,以提高工件刚性。
(3)用两端孔定位装夹
对于粗加工后的孔用有齿的顶尖(菊花顶尖)装夹,如图3.3所示;当零件两端有锥孔或预先做出了工艺锥孔,就可用锥套心轴或锥形堵头定位装夹。
3、加工工艺过程
二、铣削加工
1、铣削加工工艺范围
铣削能形成的工件型面有平面、槽、成形面、螺旋槽、齿轮和其他特殊型面。
铣削加工的经济精度为IT9~IT7,也可达IT6。
经济的表面粗糙度Ra值为6.2~1.6μm。
2、工件的定位方式
模板加工常用三个相互垂直的平面作定位基准,还有利于保证孔系和各平面间的相互位置精度,定位准确可靠,夹具结构简单,工件装卸方便,在生产中应用较广。
3、工艺过程
铣削加工主要是平面加工,以上模座的机械加工为例。
编制二类工具(二级工具)是指加工模具零件和模具装配中所用的各种专用工具。
这些专用的二类工具,一般都由模具工艺技术人员负责设计和工艺编制(特殊的部分由专门技术人员完成)。
二类工具的质量和效率对模具质量和生产进度起着重要的作用。
在客观条件允许下可以利用通用工具改制,注意应该将二类工具的数量和成本降低到客观允许的最小程度。
4.工艺分析
三、刨削加工
1、铣削加工工艺范围
刨削是以刨刀相对工件的往复直线运动与工作台(或刀架)的间歇进给运动实现切削加工的。
刨削主要用于加工平面、斜面、沟槽或成形表面。
刨削加工的经济精度为IT9~IT7,也可达IT6,表面粗糙度Ra值一般为6.3~1.6μm,也可达0.8μm。
2、加工工艺特点
(1)加工质量中等;
(2)生产率低;
(3)加工成本较低。
四、钻削及绞削加工
1、钻削加工
钻削加工在切削加工中应用很广,主要有钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻丝和套丝等。
铣削加工的经济精度为IT11~IT12。
经济的表面粗糙度Ra值为6.3~3.2μm。
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教学基本内容
方法及手段
2、绞削加工
绞削加工用于孔的精加工及半精加工,也可用于磨孔或研孔前的预加工。
由于绞削的切削余量小、切削厚度薄,所以绞削加工的经济精度为IT9~IT7。
经济的表面粗糙度Ra值为0.65~5μm。
五、磨削加工
1、磨削加工范围
零件经刨、铣及淬硬后,均需经过平面磨床磨削平面。
磨削加工的经济精度为IT6~IT5。
经济的表面粗糙度Ra值为1.25-0.32μm。
2、磨削加工工艺
ξ3.2零件配作
一、压印锉修
压印锉修是利用经淬硬并已加工完成的凸模、凹模或另外制造的工艺冲头(又称样冲)作为压印基准件,垂直放置在未经淬硬(或硬度较低)并留有一定压印锉修余量的对应刃口或工件上,施以压力,经压印基准件的切削与挤压作用,在工件上压出印痕,钳工再按此印痕修整而作出刃口或工件。
1、压印方法包括如下几种:
(1)单型孔压印挫修压印前,工件(凸模的外形或凹模的型孔)需经加工基本成型并留单面余量0.2mm~0.8mm,当与基准件位置找正后即可在压床上进行第一次压印,钳工按此印痕将多余的金属挫修除去并使余量减少而均匀后,再次压印、再次挫修,如此反复,直至达到要求为止。
首次压印深度一般控制在0.2mm左右,以后各次的压印深度可适当增大一些。
压印过程中用角尺或用精密方铁校正压印凸模垂直度。
如图3.12(b)所示。
(2)多型孔压印挫修多型孔压印的基本方法与单型孔压印方法相同,但需控制各成型孔之间的距离,并保证各零件之间(如凹模与固定板之间)的成型孔相对位置。
用精密方箱夹具进行多型孔压印
各型孔之间的距离用精密方箱夹具及量块来保证。
精密方箱夹具的结构及使用方法如图3.13所示。
精密方箱夹具由角尺板2、9和底板8组成。
角尺板2具有一对相互垂直的经研光的基准面。
工件7的一对垂直基准面靠住角尺板2的基准面,并用螺钉紧固。
此时成型孔基面至夹具基准点O之间的垂直距离A与B可由计算得出。
斜度垫铁基准面至基准点之间的距离A'与B'均为已知,则所垫量块高度为:
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方法及手段
H1=A-A'
H2=B+B'
计算压印坐标尺寸时需要将凸模间隙考虑进去。
配压印
用精密方箱夹具或按工艺孔可分别对凹模、卸料板、凸模固定板、塑压模模框等进行压印。
为了保证有关各板间相对位置的一致性,生产中往往利用已经制成的多型孔凹模(或卸料板)作为导向件,对其他各板进行压印。
如图3.15所示。
利用已制成的多型孔凹模作为导向件对固定板进行压印。
此时,将凹模与固定板用平行夹固定其相对位置,然后分别
另一种方法是:
多型孔凹模在压印修正成型孔后暂不扩大间隙,用这种未经扩大间隙和淬硬的凹模作导向压印固定板,在固定板加工完毕后再扩大凹模的间隙并淬硬。
但这样做。
可能会便凹模淬硬后各型孔孔距变形,影响与固定板孔距的一致。
配合间隙对压印方法的影响
当凹模、凸模间隙较小时,可直接以淬硬凹模为导向对固定板进行压印。
由于凸、凹模间隙较小,凹模孔能很好地导向凸模,因此凹模与固定板成型孔的孔距一致性好。
当凸、凹模间隙较大,单面间隙在0.03mm~0.05mm时,可在凸模一端(压印端)镀铜或涂漆,镀(涂)到略小于凹模孔尺寸(成间隙配合),然后通过凹模孔对固定板压印。
ξ3.3模具零件成形磨削
一、概述
成型磨削用来对模具的工作零件进行精加工,不仅用于加工凸模,也可以加工镶拼式凹模的工作型面,还可以加工硬质合金和热处理后硬度很高的模具零件。
采用成型磨削加工零件可以获得高精度的尺寸和形状。
根据工厂的设备条件,成型磨削可以在平面磨床上采用成型砂轮或利用专用夹具。
二、成形砂轮磨削法(仿行法)
成型砂轮磨削法是将砂轮修整成与工件被磨削表面完全吻合的形状,进行磨削加工,以获得所需要的成型表面,如图3.18所示。
此法一次磨削的表面宽度不能太大。
用成型砂轮磨削法进行磨削,其首要任务是把砂轮修整成所需要的形状,并保证必要的精度。
二、轨迹运动磨削法(范成法)
轨迹法是利用刀具或工件作一定规律的轨迹运动来进行加工的方法。
图3.19所示是用夹具磨削圆弧面的加工示意图。
工件除了靠机床做纵向进给运动外,还可以借助于夹具使工件作断续的圆周进给,完成要加工的表面的运动轨迹,这种磨削圆弧的方法叫轨迹法。
常见的成型磨削夹具有以下几种。
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1、正弦精密平口钳
如图3.20(a)所示,夹具由带正弦规的虎钳和底座6组成。
正弦圆柱4被固定在虎钳体3的底面,用压板5使其紧贴在底座6的定位面上。
在正弦圆柱和底座间垫入适当尺寸的量块,可使虎钳倾斜成所需要的角度,以磨削工件上的倾斜面,如图3.20(b)所示。
量块尺寸按下式计算:
式中:
h1——垫入的量块尺寸,mm;
L——正弦圆柱的中心距,mm;
α——工件需要倾斜的角度,°。
正弦精密平口钳的最大倾斜角度为45°。
为了保证磨削精度,应使工件在夹具内正确定位,工件的定位基面应预先磨平并保证垂直。
2、正弦磁力夹具
正弦磁力夹具的结构和应用情况与正弦精密平口钳相似,两者的区别在于正弦磁力夹具是用磁力代替平口钳夹紧工件,如图3.21所示。
电磁吸盘能倾斜的最大角度也是45°。
3、正弦分中夹具
正弦分中夹具主要用来磨削凸模上具有同一轴线的不同圆弧面、等分槽及平面,夹具结构如图3.25所示。
工件支承在顶尖7和6上,顶尖座4可沿底座上的T形槽移动,用螺钉3固定,旋转手轮5能使尾顶尖6移动,用以调节工件和顶尖间的松紧程度。
顶尖7装在主轴的锥孔内。
转动手轮(图中未显示),通过蜗杆13、蜗轮9传动,带动主轴和通过鸡心夹头装夹的工件及装在主轴后端的分度盘11一起转动。
使工件实现圆周进给,磨出圆弧面。
分度盘的作用是控制工件的回转角度,其工作原理如图3.26所示。
分度盘上有四个正弦圆柱,其中心均处于直径为D的圆周上,并将所在圆周四等分。
磨削时,如果工件回转角度的精度要求不高,则转角可直
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