数控毕业设计公模仁压块的加工工艺分析.docx
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数控毕业设计公模仁压块的加工工艺分析
声明
本人所呈交的公模仁压块的加工工艺分析，是在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的。
除文中注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：
翟玄旭
日期：
2014年4月11日
【摘要】
模具已经在我们生活当中起到了不可替代的作用,我们生活中用的东西大部分离不开模具，如：
插座，电话机，手机壳，键盘，杯子等等这些塑胶制品都是的,另外比如一些汽车和摩托车的发动机外罩也是用模具生产出来的，仅仅一个汽车各种各样的模具就要用到数万个.所以说现代生活模具的作用不可替代。
模具就是生产加工一样东西的模型，按照这个模型可以生产加工出产品来,有了模具就可以批量生产产品，大大提高了生产效率。
下面我要分析的模仁是用于模具中心部位的关键运作的精密零件，模仁一般结构复杂，加工难度大，造价昂贵。
模仁需经过线割，放电，CNC，磨床这些步骤的加工，本论文将重点解析公模仁压块在平面磨床的加工工艺，以及需要注意的事项。
【关键词】：
模具，模仁，平面磨床，加工
目录
引言1
一、概述2
（一）磨床的简介2
（二）磨床的特点及类型2
二、模仁加工前的准备3
（一）加工图纸分析3
（二）零件选材3
（三）使用到的砂轮4
（四）加工所需用到的机床6
（五）加工过程中需要用到的工具和测量仪器7
三、加工12
（一）加工过程12
（二）加工注意事项18
四、加工后的的处理19
（一）退磁19
（二）上油19
总结19
参考文献19
致谢20
引言
本课题来源于实习所在的苏州市建通光电端子有限公司。
经过在大学的两年，我们学习了数控编程技术，CAD，机械制图，数控原理和性能测试等理论课程。
我们还实训了好多项目，有钳工车工，铣床，加工中心等亲自操作的课程。
以及经过在公司磨床部长达半年的实习所获得的知识与技巧。
三者完美结合之后才定下了这个课题。
这个课题的研究意义还是很大的，一方面验证了三年来的学习成果，另一方面为将来的工作态度奠定了良好的开始。
本次论文的题目符合大纲要求，也是按照开题报告所提到的要点来写的。
零件的加工我也经过仔细的思考和分析，争取把该课题完美的诠释出来。
本次的课题为《公模仁压块的加工工艺分析》，会从选材开始介绍，一直到加工完成后交件。
重点分析工件在磨床的加工。
磨床加工要求的精度还是比较高的，清角也是一个很重要的步骤，这将影响到工件之间的配合，以及使用寿命，在保证精度的情况下还需保证美观，这样才算是一个合格的产品。
通过本次的课题研究，就可以将这几年的所有成果综合汇报，并为将来的工作学习做一个铺垫。
一、概述
（一）磨床的简介
磨床（grinder,grindingmachine）是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。
大多数的磨床都是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。
（二）磨床的特点及类型
磨床的特点：
1．使用磨料,磨具（如砂轮,砂带,油石,研磨料等）为工具,进行切削加工。
2．用来加工硬度较高的材料。
3．加工精度高,光洁度高。
4．一般加工余量较小。
磨床的主要类型：
1.外圆磨床
外圆磨床使用的最多，是能加工各种圆锥形和圆柱形外表面以及轴肩端面的磨床。
万能外圆磨床还带有内圆磨削附件，可磨削内孔和锥度较大的内、外锥面。
不过外圆磨床的自动化程度较低，只适用于中小批单件生产和修配工作。
2.内圆磨床
内圆磨床的砂轮主轴转速很高，能磨削圆柱、圆锥形内孔表面。
普通内圆磨床只适用于单件、小批量的生产。
自动和半自动内圆磨床除了工作循环自动进行外，还可在加工中自动测量，一般用于大批量的生产中。
3.平面磨床
平面磨床的工件一般是夹紧在工作台上，或靠电磁吸力固定在电磁工作台上，然后用砂轮的周边或端面磨削工件平面的磨床，也是本课题中会用到的磨床。
4.无心磨床
无心磨床通常指无心外圆磨床，即工件不用顶尖或卡盘定心和支承，而以工件被磨削外圆面作定位面，工件位于砂轮和导轮之间，由托板支承，这种磨床的生产效率较高，易于实现自动化，多用在大批量生产中。
5.工具磨床
工具磨床是专门用于工具制造和刀具刃磨的磨床，有万能工具磨床、钻头刃磨床、拉刀刃磨床、工具曲线磨床等，多用于工具制造厂和机械制造厂的工具车间。
6.其他磨床
还有砂带磨床，专门化磨床等这里就不多做介绍了。
二、模仁加工前的准备
（一）加工图纸分析
本次论文加工的零件是公模仁压块，如图1-1所示
图表1—1此图为整体加工要求
注释
从图中可以得知我们要加工的零件尺寸
长度和宽度都是30mm
高度为135mm
精度要求为－0.005mm到－0.01mm
（二）零件材料的选择
零件选材根据图1-2上标注选用的是SKD61，对于模仁材料的选择直接关系到模具的造价和模具的使用寿命。
SKD61是一种日本牌号的热作模具钢，对应我国的牌号（GB/T1299-2000）是4Cr5MoSiV1，是应用最广的热作模具钢。
SKD61具有良好的韧性与抗高温疲劳性能能承受温度聚变，适宜在高温下长期工作具有良好的切削性能和抛光性能。
所以这里选用了SKD61。
图1-2此图为加工的材料和精度等要求
（三）使用到的砂轮
红色砂轮一般厚度在12mm左右，适用于普通粗磨和细磨，不适用于清角。
白色砂轮常见的有60J，80J，100J和120J四种。
60J的主要用于磨让位，只能用于粗磨。
80J和100J的可以粗磨也可以细磨，主要用于让位开槽以及清角。
120J的砂轮因为比较细只适用于细磨，研磨时注意工件发热烧黑。
图1-4粗砂轮
图1-4细砂轮
常见砂轮参数
系别
名称
代号
主要成分
显微硬度（HV）
颜色
特性
适用范围
氧化物系
棕刚玉
A
AL2O391-96%
2200-2288
棕褐色
硬度高，韧性好，价格便宜
磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜
白钢玉
WA
AL2O397-99%
2200-2300
白色
磨削淬硬的碳钢、高速钢
碳化物系
黑碳化硅
SiC
SiC>95%
2840-3320
黑色带光泽
硬度高于钢玉，性脆而锋利，有良好的导热性和导电性
磨削铸铁、黄铜、铝及非金属
绿碳化硅
绿碳化硅
GC
3280-3400
绿色
优良的导电性
高硬磨料
立方氮化硼
CBN
立方氮化硼
8000-9000
黑色
硬度仅次于金刚石，耐磨性和导电性好，发热量小
磨削硬质合金、不锈钢、高合金钢等难加工材料
人造金刚石
MBD
碳结晶体
10000
乳白色
硬度极高，韧性很差，价格昂贵
（四）加工所需用到的机床
图1-5JL-614平面磨床
我们使用的机床是JL-614，该磨床主要是用砂轮周边磨削钢料、铸铁及有色金属等各种材料。
根据工件材料、形状，可采用不同的装夹、定位方法。
一般平面，可以采用电磁吸盘或直接紧固于工作台上进行磨削加工；平面、直角面、任意角度、圆柱端面及其它一些特殊形状，可在夹具或多功能强力电磁吸盘上进行磨削加工。
Z轴（上下磨头）：
采用PLC伺服电机通过蜗轮带动“T”型丝杆进行往复运动，其进刀定位更加精准。
（五）加工过程中需要用到的工具和测量仪器
加工过程中我们用到了游标卡尺，外测分厘卡，高度计，跳动表，光学投影机。
图1-6外测分厘卡
根据所加工工件的尺寸我们选用25mm到50mm量程的外测分厘卡。
图1-7高度计
高度计一般是用来测量无法用分厘卡测量的尺寸，我们选择的工件高度为135mm超过了最大外测分厘卡的量程（100mm到125mm），所以要用到高度计，高度计打出来的高度也是比较准确的，配合块规使用。
图1-8跳动表
跳动表是用来校平用的，加工时会用到夹具来打直角，不校平就不能保证工件的直角垂直度。
图1-9投影机
投影机在清角后会用到，确认角是否清的够干净。
图1-10虎钳
虎钳是打直角用的，部分在吸盘上不好放置的工件也会使用虎钳夹住摆放。
三、加工
（一）加工过程
（1）卡余量
工件毛胚拿到手上不要着急加工，应根据图纸测量估算是否还有加工余量，没有余量的工件加工了只是浪费时间加工了一个报废的工件，用游标卡尺测量余量，一般余量在0.5mm左右，太少了加工不了，多了加工起来浪费时间，应拿到水磨降余量。
（2）选择挡块
挡块是保证工件可以固定在吸盘上的不可缺少的工具，选择的挡块厚度要大于加工尺寸的2/3，小于加工尺寸。
（3）打毛边
吸盘的保养可以保证加工的精度，所以要确保其不被刮花，当挡块以及工件放上去的时候不要有毛边，挡块选好后用砂纸打毛边，毛胚工件用废弃的切割片就可以了，工件加工过后才用砂纸打毛边。
（4）修砂轮
修砂轮分粗修和细修，粗修进刀0.03mm，细修进刀0.005mm。
（5）磨平面
毛胚打完毛边后就可以磨平面了，我选择的放置方式如下图所示
磨平面时先将一个面光一下，然后将光过的面朝下放置根据两边余量研磨，一般两边余量加工是对称的，磨完一个面再磨对称面，粗磨每边要留0.01mm到0.03mm余量给细磨，细磨时磨完一个面将光栅尺归零，用外测分厘卡测量尺寸及另一个面的余量，再根据余量加工另一个面，再测量一遍尺寸是否到位，平面加工就完成了，打一下毛边可以开始下一个步骤。
（6）打直角
打直角是很重要的一个步骤，直角的直与不直影响到后面加工的尺寸，直角都打不直后面的加工就毫无意义，这个步骤用到虎钳和跳动表，工件在虎钳上夹好后用跳动表校平加工面，两边误差不超过0.05mm，粗磨完一个面再磨相邻的那个面，粗磨完也要细磨，直角打完前不得取下工件。
（7）磨外框
磨外框是最简单的，以打直角的俩个面为基准将剩余的外框尺寸加工到位就好了。
（8）开槽让位
开槽让位先用粗砂轮磨，再用白砂轮清角，如图方式摆放，前后加工基准定位好后不可再动，只可向下进刀研磨，确保尺寸。
（9）清角
清角时用漆笔在工件上画一下，然后俩个面轻轻靠刀确定基准，光栅尺归零，一个方向升刀开始研磨，磨到基准为止。
清角要求看下面两张图。
清角前
清角后
（10）去掉辅助部位
这个工件毛胚上比图纸上多出了两个部位，是用来辅助外框加工的，没有这两个辅助补位工件不好摆置，最后我们会用切割机把这两个部位割掉。
切割机
切割掉的部位
（11）最后处理
切割掉两个辅助部位后就可以完成最后的工序了，把剩余的让位加工完成后打好毛边再测量一下尺寸，就可以退磁上油交工件了。
（二）加工注意事项
（1）靠刀
靠刀要靠最高点，这个根据之前的测量可以知道。
靠刀时要慢，一下进多了待会儿研磨时会因为进刀量太大而难以研磨，严重的会撞刀，使砂轮和工件损坏。
（2）发热
工件加工时会发热，发热就会影响尺寸，测量时一定要等工件冷却后才会准确。
加工时也不宜过热，会把工件磨小了，加工工件时要注意工件温度。
（3）虎钳要夹紧
虎钳作为一个夹具，就是要把工件夹好，虎钳不夹紧了，研磨过程中工件会滑动，直角就难以打直。
（4）记得上磁
加工前一定要记得把吸盘上磁，不上磁工件不能固定，加工尺寸肯定不能保证，而且工件很容易打飞，上次不仅仅是保护工件更是保障了安全。
四、加工后的的处理
（一）退磁
（1）工件上的剩磁会影响安装在工件附近的罗盘、仪表等计量装置的精度和正确使用。
（2）退磁可以防止工件上剩磁大会给清除磁粉带来困难。
（3）仍然要继续加工的工件，剩余的磁力将使铁屑吸附在工件表面上，将会影响加工表面的光洁度，所以退磁也是很重要的。
（二）上油
工件的上油是为了工件更好的保存，不上油的话放置一段时间就会生锈，原本光滑的表面变得粗糙，继续使用会减少工件的使用寿命，损坏机器，所以必须上油。
总结
本次课题是我实习了半年的经验加上学校学到的知识所得出的，公模仁压块的在平面磨床的加工全是由我一个人很认真的亲手操作，加工过程中遇到了很多问题，比如研磨顺序就让我思考了很久，不过在师傅的指导下最后还是加工出了实习生涯中最完美的工件，深深的体会到只有不断的思考和实践才能挖掘出更多的能力，让自己发光发热。
到这里本次的课题研究算是结尾了，由于实习时间的问题，我只能分析一下这个工件在平面磨床的加工，其它的诸如线割，放电，CNC不能详细的了解到很是遗憾。
写完这些只是对我这几年的学习和实践收获的一个集中体现吧，相信毕业后会工作会了解到更多的操作，更多的知识，不断吸纳新的知识，融入到自己的思路里并加以实践才能更好的体现自己的能力。
本次实习让我好好体验到了工作的感觉，是那么的充实，当一个人每天都有目标要去做好一件事，要去学好本事的时候，就没什么累与不累，是那么的有干劲。
参考文献
[1]铁维麟，《磨床操作》.第1版.北京：
高等教育出版社1997
[2]盛晓敏，邓朝晖先进制造技术[M]，北京：
机械工业出版社2000
[3]任敬心，华定安，磨削原理，西安：
西北工业大学2000
[4]孙德茂，《数控磨床培训教程》.第1版.重庆：
中国科技出版社.2000
谢辞
经过这段时间的努力终于完成了毕业设计，在这里要感谢我的指导老师杨老师对我的督促以及悉心指导，还有实习时的师傅张奎，在实习过程中教给我的知识和经验，在她们的帮助和指导下我才完成了此次的毕业设计。
还要感谢这两年辅导员以及其它任课老师的帮助与教导，是你们让我从不会到会，渐渐的充实起来，有你们我才能一路走过来。
还要感谢我的家人和同学对我不断的支持和鼓励让我愉快的度过了大学生活。
还要感谢苏州工业职业技术学院对我的大力栽培，我不会忘记你们的，我的母校。
在论文结束之际我很是激动，大学最后一次很认真的写东西了，工作即将圆满完成，我学到了好多好多东西，认识了好多朋友，再次感谢这一路上有你们的陪伴。
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