成形磨削
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-20
成形磨削的實例教程
生產中，利用平面磨床進行零件的成形磨削，主要有兩種方法。
改善途徑
磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷有兩個途徑:一是盡可能地減少磨削熱的產生;二是改善冷卻條件，盡量使產生的熱量少傳入工件。
1.有沉割槽的曲軸止推軸頸
在圖1中，曲軸止推軸頸有較深的沉割槽，而沉割槽已在以前工序加工好，在磨削時不用磨削沉割槽，只需磨削止推軸曲軸頸和兩個止推面。在這種情況下，即使是使用成形砂輪磨削，只要使用強力冷卻、合理的磨削余量和選擇好砂輪參數，一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時，可采用的方案是:調整程序和砂輪的角度磨削，再快速退出。在上述磨削時，要應用強力冷卻。至此，止推軸頸及兩側面磨削完畢。
2.無沉割槽的曲軸止推軸頸
圖2所示曲軸止推軸頸無沉割槽，在磨削時需磨削止推軸頸和兩個止推面，另外還有兩個成形圓角。在這種情況下，即 使是使用窄砂輪磨削，使用強力冷卻，也很難避免磨削燒傷缺陷的出現。
下面分兩種磨削方式來分述解決方案:
(1)成形磨削。在成形磨削中，其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷，退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降，表層產生退火組織，止推面的耐磨性變差，嚴重影響發動機的運行穩定性。根據其造成燒傷的主要因素，我們分別從3個方面入手:選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削余量和改善冷卻條件。
①選擇合適的砂輪。淬火鋼曲軸止推面硬度高、面積大，砂粒易磨鈍。為了避免砂粒磨鈍而產生大量磨削熱，砂輪硬度宜選軟些，以便磨鈍的砂粒及時脫落，保持砂輪的自銳性。組織較軟的砂輪氣孔多，其中可以容納切屑，避免砂輪堵塞，又可將冷卻液或空氣帶入磨削區域，從而使磨削區域溫度降低。
展開 其他鍛模如冷擠壓模、壓鑄模、粉末冶金模、塑料模、橡膠模等都屬于型腔模，用于成形立體形狀的工件。型腔模在長、寬、高3個方向都有尺寸要求，形狀復雜，制造困難。模具生產一般為單件、小批生產，制造要求嚴格、精確，多采用精密的加工設備和測量裝置。
平面沖裁?？捎秒娀鸹庸こ?em>成形，再用成形磨削，坐標磨削等方法進一步提高精度。成形磨削可用光學投影曲線磨床，或帶有縮仿、修打砂輪機構的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用專用成形磨削工具磨削。坐標磨床可用于模具的精密定位，以保證精密孔徑和孔距。也可用計算機數控(CNC)連續軌跡坐標磨床磨削任何曲線形狀的凸模和凹模。型腔模多用仿形銑床加工、電火花加工和電解加工。將仿形銑加工與數控聯合應用和在電火花加工中增加三向平動頭裝置，都可提高型腔的加工質量。電解加工中增加充氣電解可提高生產效率。
常用軟件
塑形模具
PTC的EMX，Siemens的NXMoldWizard，CimatronE，DelcamMoldmaker，Missler的TopsolidMold，Think3的MoldDesign，Manusoft的IMOLD，R&B的MoldWorks等。
五金模具
PTC的PDX、Siemens的NXProgressiveDieDesign、Logopress的Logopress3、3DQuickToolsLimited的3DQuickPress、R&BMold&DieDesign的MoldWorks、Missler的TopsolidProgress等。
工藝性能
模具的制造一般都要經過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質量，降低生產成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。
展開 電火花成形加工主要包括穿孔加工和型腔加工兩大類。穿孔加工在制造五金沖壓模具時常被用到，下面來了解下用這種方法制造沖壓模具有哪些優點。
沖模加工是電火花穿孔加工的典型應用。一副沖模的主要零件是沖頭和凹模。沖頭可用成形磨削等一系列機械加工方法加工。凹模用傳統的機械加工方法加工比較困難，而采用電火花加工則有一系列的優點：
1.這種加工方法不受材料硬度限制而可以對淬炎后的碳素鋼或合金鋼模具進行加工，也可加工硬質合金模具；
2.可以得到均勻的配合間隙和所需的落料斜度，從而提高沖壓件質量和模具使用壽命；
3.對復雜的凹模，可以不用鑲拼結構，從而大大節約設計和制造工時，提高凹模的強度。
值得說明的是：盡管由于電火花線切割工藝的發展、現在大多數沖壓件廠的模具采用線切割加工，但對一些配合精度、表面粗糙度、刀口斜度等要求高的沖模，仍然采用電火花穿孔加工這種方法。
展開 這種模具除進行沖孔落料工作外，還可根據沖壓件結構的特點和成形性質，完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成裝配工序。
加工沖壓件時，將帶料或條料由模具入口端送進后，在嚴格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過各工位的連續沖壓，在最后工位經沖裁或切斷后，便可沖制出符合產品要求的沖壓件。為保證多工位級進模的正常工作，模具必須具有高精度的導向和準確的定距系統，配備有自動送料、自動出件、安全檢測等裝置。所以多工位級進模與普通沖模相比要復雜，具有如下特點。
①在一副模具中，可以完成多道沖壓件加工工序（包括沖裁，彎曲，拉深和成形等）；減少了使用多副模具的周轉和重復定位過程，顯著提高了勞動生產率和設備利用率。
②由于在級進模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復合模的“最小壁厚”問題，設計時根據模具強度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強度和裝配空間。
③多工位級進模通常具有高精度的內、外導向（除模架導向精度要求高外，還必須對細小凸模實施內導向保護）和準確的定距系統，以保證沖壓件產品零件的加工精度和模具壽命。
④多工位級進模常采用高速沖床生產沖壓件，模具采用了自動送料、自動出件、安全檢測等自動化裝置，操作安全，具有較高的生產效率。目前，世界上最先進的多工位級進模工位數多達50多個，沖壓速度達1000次／min以上。
⑤多工位級進模結構復雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調試及維修帶來一定的難度。同時要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速、方便、可靠。所以模具工作零件選材必須好（常采用高強度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質合金等材料），必須應用慢走絲線切割加工、成形磨削、坐標鏜、坐標磨等先進加工方法制造模具。
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3、成形磨削工藝尺寸的換算
在成形磨削時，操作者需要將圖樣的設計尺寸換算成成形磨削的工藝尺寸。其原因是工藝裝備零件的尺寸一般按設計基準標注，而成形磨削時所選用的施工基準與設計基準往往不一致。但由于個類零件的加工方法不同，則對成形磨削工藝尺寸換算也有不同的要求。
下面分兩種磨削方式來分述解決方案:
(1)成形磨削。在成形磨削中，其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷，退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降，表層產生退火組織，止推面的耐磨性變差，嚴重影響發動機的運行穩定性。根據其造成燒傷的主要因素，我們分別從3個方面入手:選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削余量和改善冷卻條件。
①選擇合適的砂輪。
在曲軸成形磨削中，多屬于此種燒傷。
平面沖裁模可用電火花加工初成形，再用成形磨削，坐標磨削等方法進一步提高精度。成形磨削可用光學投影曲線磨床，或帶有縮仿、修打砂輪機構的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用專用成形磨削工具磨削。坐標磨床可用于模具的精密定位，以保證精密孔徑和孔距。也可用計算機數控(CNC)連續軌跡坐標磨床磨削任何曲線形狀的凸模和凹模。型腔模多用仿形銑床加工、電火花加工和電解加工。
沖頭可用成形磨削等一系列機械加工方法加工。凹模用傳統的機械加工方法加工比較困難，而采用電火花加工則有一系列的優點：
1.這種加工方法不受材料硬度限制而可以對淬炎后的碳素鋼或合金鋼模具進行加工，也可加工硬質合金模具；
2.可以得到均勻的配合間隙和所需的落料斜度，從而提高沖壓件質量和模具使用壽命；
3.對復雜的凹模，可以不用鑲拼結構，從而大大節約設計和制造工時，提高凹模的強度。
[4] 余飛 齒輪成形磨削界面熱力耦合研究[D]武漢：湖北工業大學，2014.
[5] 周力 齒輪高速干式滾切過程有限元仿真實驗及分析[D]重慶：重慶大學，2015.
[6] 任仲偉，王冬，宋鵬飛等 基于 DEFORM 的錐齒輪加工刀具銑削過程研究[J]機械2016，(4)43:22-24.
所以模具工作零件選材必須好（常采用高強度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質合金等材料），必須應用慢走絲線切割加工、成形磨削、坐標鏜、坐標磨等先進加工方法制造模具。
⑥多工位級進模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^2mm）、產量大、形狀復雜、精度要求較高的中、小型沖壓件。用這種模具沖制的沖壓件，精度可達IT10級。
.3 凸模的設計
.3.1 凸模的結構形式
凸模結構為直通式凸模，其工作部分和固定部分的形狀與尺寸相同，可采用成形磨削或線切割加工，加工方便，其結構如下圖：
查資料《冷沖模設計指導》表4-27得知：
D1=17 L=40-55 h=3 D=14
3.2凸模長度.
凸模長度一般根據模具結構需要而定.
.3 凸模的設計
.3.1 凸模的結構形式
凸模結構為直通式凸模，其工作部分和固定部分的形狀與尺寸相同，可采用成形磨削或線切割加工，加工方便，其結構如下圖：
查資料《冷沖模設計指導》表4-27得知：
D1=17 L=40-55 h=3 D=14
3.2凸模長度.
凸模長度一般根據模具結構需要而定.
按照工具電極的形式及其與工件之間相對運動的特征，可將電火花加工方式分為五類：利用成型工具電極，相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工；利用軸向移動的金屬絲作工具電極，工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動，以切割導電材料的電火花線切割加工；利用金屬絲或成形導電磨輪作工具電極，進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削；用于加工螺紋環規、螺紋塞規、齒輪等的電火花共軛回轉加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面強化等其他種類的加工
