模具加工技术

模具加工技术（共12篇）

模具加工技术 篇1

模具是塑造了很多种金属或非金属零部件产品的专用工艺设备和工具。模具已经被应用在汽车、家用电器、摩托车和电子设备等工业生产中, 百分之六十到八十的零部件都是靠模具来加工成型的。由模具加工制造出来产品具有精度高、形状复杂、一致性强、生产率高等特性。与其他加工制造方法相比较, 模具制造是相对比较占优势的方法, 现在一个国家产品制造水平的高低取决于模具生产技术水平。

模具所加工出来的产品的质量以及所带来的经济效益的直接影响因素就是模具所需材料的性能和使用寿命[1]。各个国家尝试了所有以改善管芯材料的性能和使用寿命的方法, 如新材料的发展, 提高了热处理过程, 以提高利用率的表面处理技术的性能和使用寿命, 以便能合理设计模具。除了上述措施还需要有精湛的制造工艺。现在的模具应用越来越广泛, 以及随之而来的模具制造技术也逐步扩大。例如, 电火花加工技术与高速加工技术已成为模具成形的主力军, 现在高速加工生产模具已经成了模具制造的发展趋势。

1 电火花加工

1.1 电火花加工特点

1模具加工要求低的材料特性。在加工的过程中, 模具的电极不会和工具发生直接接触, 因此两者之间就不会产生较为明显的作用力, 工件的材料一般比工具的材料 (如紫铜、石墨等) 软。2能加工出形状较为复杂的零部件。当道具不能加工出熔点高、硬度高、强度高以及韧性高的材料时, 并且工件的形状比较复杂的时候, 可以采用模具加工。3选择材料的范围比较宽。使用脉冲放电的方式加工能够加工更硬、更脆、更韧和高熔点等具有导电性能的材料。4在加工的时候, 工具电极和工件保持不接触的状态能使加工状态良好。这种加工在加工刚度低、工件比较薄并且外形比较复杂的时候能便于实现精细加工。5加工精度和加工工件表面的质量较高。由于脉冲放电的时间短, 因此热量就不能及时的传到零件内部, 这样影响工件表面的热性能就较小。同时又由于工具的切削力较小, 工件的变形量小, 所以就会使得工件具有较为精确的尺寸。6生产率高。利用电能进行加工使自动化生产程度有所提高。

1.2 电火花加工技术的应用

电火花加工的快速发展的同时, 模具行业也得到了快速发展。反过来, 模具工业的迅猛发展对电火花加工技术的要求也越来越高[2]。因此二者是相互促进、协调发展的。

各部分的尺寸的正确分析, 在不同的地方的尺寸精度的控制, 用于精密模具腔室的处理是非常重要的, 尤其是要特别注意要求高的位置的尺寸, 因此, 使得重要部位的零件精度型腔模具公差达到± (2~3) 微米。模具型腔的建模精度较高, 并且需要有清楚的角度, 清晰的棱角, 均匀的表面粗糙度t特点等。最近几年, 电火花加工技术已经完全把工件的表面质量问题解决了。比如说现在兴起的镜面电火花加工技术和精密电火花成型机在模具加工中所起的作用巨大。

分析零部件各部分的尺寸和自由控制不同地方的尺寸精度, 对加工精密型腔的模具是非常重要的, 尤其要特别注意尺寸要求高的比较的部位, 这样能使精密型腔模具的重要尺寸部位的公差达到± (2~3) 微米。模具型腔对仿真形状的要求1比较高, 并且应该清角, 棱角清晰, 表面粗糙度均匀, 最近几年, 电火花加工技术已经完全把工件表面质量的加工问题解决掉了。比如说现在兴起镜面电火花加工技术, 精密电火花成形机床这两大方面在模具加工中的作用是非常大的。

目前, 电火花切削技术也在不断的发展, 其切割精度已达到2微米, 有时表面粗糙度可以控制低于Ra0.3微米以下, 这对精密磨削加工影响是非常大的, 例如IC引线框模等等。现在的大锥度[± (30°~40°) , 或者甚至切割90°]和大厚度 (已切割厚度为1米机床) 的两个主要处理技术的发展, 并且具有自动定位和自动穿线技术也在快速发展。在挤压模具和冲压模具制造过程中, 电火花线切割加工技术已经得到了充分的发挥。精密电火花线切割和研磨, 加工方法抛光相结合, 在模具加工也得到了长足的进步。

精密机床结构, 以使工件的加工精度提高, 通过使用3点吸收器支撑结构, 运动的各轴不会影响其他轴的精度;因为运动的各轴采用的是线性编码器和编码器的双测量反馈伺服系统, 可以使位置检测和控制精度可达到0.1微米。此外, 该温度传感器被安装在所有的机器的加热源, 从而消除了温度上升的影响。使用多个切割加工工艺和螺纹切削加工技术, 这些措施都有助于提高加工精度。由于解决了表面质量问题, 并使得技术进步和加工效率, 切削加工的加工精度已经飞跃式的发展。因此, 我们可以认为:迄今为止, 慢走丝电火花切割技术是用于处理多级进冲压模具先进入模的最优选择。

2 激光快速成形技术

2.1 激光快速成形技术的特性

被称为3D打印技术的激光快速成形技术属于增材制造技术的一个重要分支, 3D技术改变了传统的模具的设计、开发以及制作的观念。

1) 在整个生产过程中有很大一部分的模具制造成本, 而且也限制了产品设计过程中的自由度。利用激光快速成形技术可以改变我们的传统工艺对模具的依赖性, 还能减少需要用高精度的机床来加工模具的需要, 这样的模具加工可用于快速的单件和小批量生产中, 同时也能降低生产成本。

经过多年的发展, 激光快速成形技术已经具有工程应用化的条件, 市场上也具有商用机成熟的销售。金属模具的精度不高, 可以使用激光直接制造快速成形, 采用喷丸硬化处理, 研磨流动加工处理的表面处理方式, 通过机械或NC用于激光快速成型制造技术精密电火花成型加工可以得到进行高精度的金属模具。

2) 模具的设计可以完全摆脱传统制造工艺的限制的同时设计师可以尽情发挥想象, 他们以物体的3D模型的设计为主, 然后再进行简单的处理, 这样可以快速产生模具。

3) 该技术可以优化激光快速成型模具, 在设计诸如塑料注射模具的时候, 这个过程通常需要冷却结构设计, 而传统的方法是根据模具的结构并考虑加工的可行性和安装设计的可行性而单独设计的, 结果导致制冷效果不理想。

对设计师来说, 如果根据模具的形状设计成螺旋形的冷却管道的结构, S结构, 非对称交叉网格结构通常被认为是最理想的。但传统的制造技术却难以实现, 而使用激光快速成形技术就能轻易的实现快速成型的目的, 用此种技术在生产注塑制品时可以实现均匀冷却的模具, 因此使得产品的质量大幅度提高。

2.2 激光快速成形技术的应用

科学技术在迅猛发展, 在未来的日子里, 3D打印技术在模具加工中的作用会越来越大。尤其是在现代快节奏的社会中, 人们对新产品, 新产品开发周期短的要求, 模具制造行业正面临着日益激烈的挑战, 如何实现快速有响应的设计是产品成功关键[3]。该技术可以在设计周期非常短的情况下, 将产品定型。这样就提高了该种产品的在市场上的竞争力。在产品设计的早期阶段, 开发者通过3D技术可以直接生产的产品, 然后根据用户的意见进行改进设计, 之后再进行反复测试, 这样就可以缩短产品设计周期, 实现批量生产, 就能大大降低产品开发的成本。

3 结论

一种成熟的技术-电火花加工被广泛应用于模具加工中, 在一些模具加工方法上比传统更具有相应的优势, 因为其成形精度不能满足模具的激光快速成型, 现在主要用于研究和开发的产品的加工要求上, 随着模具技术不断的进步, 我们相信模具肯定会在激光快速成型技术该领域发挥更大更强的作用。

参考文献

[1]柯秉光.模具特种加工技术及应用[J].产业论坛, 2013, (9) :31-34.

[2]张玉峰.微细电火花加工技术在模具加工中的应用[J].金属加工, 2012, (4) :17-19.

[3]李大鑫, 张秀棉.模具技术现状与发展趋势综述[J].模具制造, 2005, (2) :34-36.

模具加工技术 篇2

对于数控铣加工技术来讲，其具备较强的复杂加工能力，在飞机、轮船等制造过程中，均会应用到数控铣加工技术。

其加工质量同产品质量及性能间密切联系。

该技术能够进行普通加工技术所无法进行的复杂加工任务。

(2)质量优。

该技术属于数字化技术，能够在程序操控下完成自行加工操作，从而防止由于人为因素导致的加工误差等问题。

另外，如果加工期间参数出现错误，铣加工技术能够借助数控系统对其进行校正、补偿，从而确保加工顺利进行。

(3)效率高。

与传统的模具零部件加工技术进行比较发现，数控铣加工技术在进行模具零件加工时效率更高，特别是针对一些五面体零部件及柔性单元零部件，一次操作就能够完成多数位置的处理，可以高效降低因为重复加工而导致的误差出现概率，同时增快加工速度[2]。

(4)柔性好。

良好的柔性主要表现在对不同零部件模具进行加工期间，仅需要调整设定程序，就可以对不同种类的元件进行加工，从而避免了专门制定工装夹具的问题。

由此，也在很大程度缩减了产品生产及加工的时间，更适合现代社会小零部件生产的需求。

3 对模具数控编程的基本流程进行优化

在进行模具零部件加工期间，数控铣加工技术从本质上分析依旧需要在数控机床上操作，那么，就需要对数控的编程流程进行控制，从而确保加工的质量。

一般情况下，流程主要包括准备、方案、编程、定型四个阶段[3]。

①准备阶段。

在进行零部件加工前，需要预先做好准备工作，编程人员仔细阅读、分析相关数据信息后，需要对数控编程程序进行制作、处理;②方案阶段。

在完成准备阶段后，编程人员就需要结合车间现有资源，即刀具、机床、设备、生产能力等条件编订生产零部件模具的相关规程。

③编程阶段。

此阶段是整个基本流程中最为重要的环节。

程序编订期间，结合零部件的特性，构思加工方法及过程，另外，需要系统考虑加工机床及车间的情况，选取合适的夹具等零件，同时在选定方案的前提上借助计算机计算出相应的运动轨迹。

之后利用仿真软件进行认证，调整刀轨，进而确保程序的正确性。

④定型阶段。

此阶段不仅是数控流程编订的最后阶段，而且也是极为关键的验收阶段。

该阶段较为常用的程序包括CLS格式文件及PRT格式文件。

4 对模具数控刀具进行优化

在进行模具零部件加工期间，刀具具有十分重要的作用，为了保障加工质量，需要对刀具进行优化，可以从以下两方面入手：其一，合理选择刀具的类别及型号。

刀具在数控铣加工技术中被广泛应用，主要用于切割模具的成型面，一般来讲，较为常用的刀具类别包括球头刀、平头刀等，型号一般在满足模具零部件质量基础上选用大型号的刀具;其二，合理选择刀具的材质。

在选择刀具的材质方面，需要结合零部件的原材料及切削要求进行挑选，尽量避免出现硬质刀具无法完全发挥切割功能而出现浪费的问题。

机械模具数控加工制造技术研究 篇3

【关键词】机械模具 数控加工 制造技术

对于一个制造业发展中的大国，模具是其工艺装备的基础，也是国民经济的命脉，更是国家工业发展的基石。采用模具生产出来的最终产品，往往是模具价值的好几十倍。我国的各个行业都依赖模具制造。因此，模具的设计生产水平也就决定了最终产品的质量和效益，模具数控加工能力也体现了企业产品开发能力和市场的竞争力。从目前来看，机械模具对加工技术的要求比较高，其主要原因是以往的模具加工技术满足不了现阶段的社会需要[1]。因此，要不断提高模具数控加工水平，只有这样才能使得生产效率提升，同时也提高产品的质量。数控加工制造技术在模具生产中的作用十分重要，而且加工方法也很多。例如数控车加工、铣加工和磨削加工等，这些对于机械模具来讲，都有十分重要的意义。

1 国内模具制造技术的回顾与发展

从20世纪初到目前，模具制造都在飞快地发展。在很短时间内，我国已经自主研发了非常先进的数控机床。在我国加入世贸组织后，我国的进出口贸易也获得了一定的机遇，很多世界上先进的数控模具机床以正常的价格进口到国内，极大促进了我国数控加工设备的快速发展。由于先进数控机床的使用，开拓了模具制造技术发展的新领域，通过CAD三维设计，CAM仿真以及CAPP机械加工，使得整个模具制造更加完美。不过由于我国的数控加工技术与其他一些发达国家还有一定差距，所以，一些大型的模具和高精密的模具制造水平还达不到世界水平[2]。

2 机械模具数控加工的要求

2.1 明确产品特征

对于模具制造来讲，常常都是单件生产，每件模具在结构上都有自己的特征。因此在生产时候，不存在重复开模的现象，这就对机床控制和数控编程提出了非常严格的要求。如果模具的结构很复杂，还需要借助其他机械软件进行辅助，从而完成机械模具的加工。

2.2 了解模具制造开发中的不确定性

模具的设计主要是为了更好地开发产品，不是以产品的最终形式呈现。因此，在整个模具的开发时间和开发数量上都具有不确定性和随机性。需要模具设计人员有非常强的适应能力，以满足模具开发过程中的不确定性和随机性，并且设计人员还需要具有良好的实践经验。

2.3 减少误差的发生

对于机械模具的数控加工来讲，其精准度是一个非常重要的标准，要求加工人员在模具加工中严格控制误差的出现率。机械模具的制造需要具备较高的精准度，这就要求加工人员在模具加工过程中，控制误差出现率。如果在模具加工过程中无法控制误差的出现率，那么就保证不了产品的质量[3]。

2.4 实现机械加工的规范化

一般来讲，模具内部的构造是很复杂的，因此在机械加工的时候，很容易出现加工不到位的情况。这就需要采用其他机械加工手段对其进行再次加工。例如用电火花对特殊的模具进行加工，这种加工方法很简单，不仅有效地完成了模具加工，还减少了机床的使用率。此外，在机械加工过程中要实现规范化，这样才能保证模具加工的质量[4]。

3 机械模具数控加工技术的应用

随着科学技术的发展，机械模具的加工技术也发生了翻天覆地的变化，模具制造对数控加工技术提出了非常严格的要求。从目前的情况来看，数控加工的技术种类越来越多，基本能够满足现代化模具加工的基本要求，而且数控机床的精准度也符合国际标准，可以充分地发挥在模具加工上，让模具加工制造的周期越来越短，质量越来越高，成本越来越低。将先进的数控加工技术在模具加工中应用，不仅可以提高模具加工质量，还可以提高产品质量。

3.1 数控车削技术

在整个制造业中，数控车削技术是整个加工制造业的基础，其主要用于杆类零件的加工和回转模具的加工。此外，一些瓶体和塑料模具也可以采用数控车削技术来完成。

3.2 数控铣削技术

数控铣削技术也是一项十分重要的数控加工技术，很多模具的外部结构是平面结构，而且基本是曲面构成的。因此，数控铣削技术就有了用武之地，在工程技术中的应用也非常广泛。有了数控铣削技术，完成了很多车削技术不能完成的任务。

目前数控铣削技术发展得越来越好，在整个模具制造中发挥了重要的作用。

3.3 数控电火花技术

在模具制造快速成型加工中，数控电火花技术的应用范围非常广泛，而且对于加工精度的要求很高。并且，数控电火花技术对编程要求不是很高，可以很好地应用于模具加工制造中[5]。

4 机械模具数控加工技术未来的发展方向

4.1 精准度高

对于数控加工技术未来发展方向，其精确度是重中之重。在整个数控加工过程中，要严格控制数控加工的几何精度和加工精度，要减少误差的发生率。同时，还可以通过闭环补偿技术来提高数控加工精度。

4.2 具有良好的柔性

从目前的数控加工技术来看，柔性化是必不可少的，当柔性体现在整个加工对象发生变化后，整个数控机床也能够适应对象产生的变化。

在同一个数控系统和机床中，可以对结构不同的零件进行柔性化加工。由于数控加工属于开放式系统，因此，具有更好的通用性和专用型，用户可以更好地进行体验和及时进行存储，还可以对整个系统进行重新编辑和重组。目前，我国使用的数控系统比较单一，还没有更好地融和柔性化。

4.3 做到数控加工高效化

如果想要数控加工高效化，那么必须要实现数控的高速切削。高速切削不仅可以克服机床震动的问题，还可以很好地促进排屑能力，大大减少加工变形的发生率，也可以提高模具表面加工质量和精度。数控加工高效化还可以让模具加工后，无需进行精加工，提高了工作效率。

4.4 智能化加工

在未来的模具数控加工中，会出现智能化加工的模式。这种模式可以实现加工的全智能化，不仅可以降低加工人员的工作强度，还能提高工作效率，最重要的是简单方便、加工质量高。

结语

机械模具数控加工在整个模具加工中具有非常重要的作用，利用机械模具数控加工技术，不仅提高了加工精度，还减少了误差出现率，同时缩短了制造周期，提高了工作效率。在未来发展中，机械模具数控加工技术会发挥更重要的作用。

参考文献

[1]刘颖辉，张伟.基于斯沃软件的注塑模具数控仿真加工实验开发[J].科技致富向导，2013（18）：28+55.

[2]龚肖新，芮延年.模具数控加工切削参数优化方案模糊综合评价[J].机械设计与制造，2010（08）：242-244.

[3]葛付存.模具数控加工质量的因素分析[J].信息与电脑（理论版），2010（01）：42-43.

[4]乔玉林，孟令东，孙晓峰等.纳米纳米Si02/SiC复合体系的高温减摩抗磨性能研宄[J].稀有金属材料与工程，2009，38（2）：1018-1023.

高速加工技术在模具加工中的应用 篇4

高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响, 改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、抛光”等复杂冗长的工艺流程, 甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。高速加工技术除可应用于淬硬模具型腔的直接加工 (尤其是半精加工和精加工) 外, 在电极加工、快速样件制造等方面也得到广泛应用。大量生产实践表明, 应用高速切削技术可节省模具后续加工中约80%的手工研磨时间, 节约加工成本费用近30%, 模具表面加工精度可达1μm, 刀具切削效率可提高一倍。

1 模具高速加工对加工系统的要求

高速加工是一项先进的、复杂的系统工程技术, 与传统加工工艺技术相比, 它对机床、刀具、刀柄、加工工艺、控制系统、CAD/CAM软件等多项指标都有较高要求。由于模具加工的特殊性以及高速加工技术的自身特点, 对模具高速加工工艺系统 (加工机床、数控系统、刀具等) 提出了比传统模具加工更高的要求。

1.1 加工机床

高速机床的主轴性能是实现高速切削加工的重要条件。高速切削机床主轴的转速范围为10000～100000m/min, 并要求主轴具有快速升速、在指定位置快速准停的性能 (即具有极高的角加减速度) 。

1.2 数控系统

先进的数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量和效率的关键因素, 其特性体现在加减预差补, 前馈控制, 精确矢量补偿, 最佳拐角减速、安全防护与实时监控等方面。模具高速切削加工对数控系统的基本要求为:高速的数字控制回路;先进的基于NURBS的样条插补计算方法, 以获得良好的表面质量、精确的尺寸和高的几何精度。

预处理功能。要求CNC具有大容量缓冲寄存器, 可预先阅读和检查多个程序段 (如1000～2000个程序段) , 以便在被加工表面形状 (曲率) 发生变化时可及时采取改变进给速度等措施以避免过切等。

误差补偿功能, 包括因直线电机、主轴等发热导致的热误差补偿、象限误差补偿、测量系统误差补偿等功能。

此外, 模具高速切削加工对数据传输速度的要求也很高。传统的数据接口, 如RS232串行口的传输速度为19.2kb, 而高速加工中心均已采用以太局域网进行数据传输, 速度可达200kb。

1.3 高速切削刀具系统

高速切削刀具系统的主要发展趋势是空心锥部和主轴端面同时接触的双定位式刀柄 (如德国OTT公司的HSK刀柄) , 其轴向定位精度可达0.001mm。在高速旋转的离心力作用下, 刀夹锁紧更为牢固, 其径向跳动不超过5μm。用于高速切削加工的刀具材料主要有硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、立方氮化硼 (PCBN) 、聚晶金刚石等。为满足模具高速加工的要求, 刀具技术的发展主要集中在新型涂层材料与涂层方法的研究、新型刀具结构的开发等方面。

2 模具高速加工工艺

2.1 粗加工

模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率, 并为半精加工准备工件的几何轮廓。在切削过程中因切削层金属面积发生变化, 导致刀具承受的载荷发生变化, 使切削过程不稳定, 刀具磨损速度不均匀, 加工表面质量下降。目前开发的许多CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定, 从而获得良好的加工质量。粗加工时工件轮廓形状对刀具载荷的影响:

1) 恒定的切削载荷。通过计算获得恒定的切削层面积和材料去除率, 使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡, 以提高刀具寿命和加工质量。

2) 避免突然改变刀具进给方向。

3) 避免将刀具埋入工件。如加工模具型腔时, 应避免刀具垂直插入工件, 而应采用倾斜下刀方式 (常用倾斜角为20°～30°) , 最好采用螺旋式下刀以降低刀具载荷;加工模具型芯时, 应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件。

4) 刀具切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式 (或圆弧式) 切入、切出, 避免垂直切入、切出。

5) 采用攀爬式切削可降低切削热, 减小刀具受力和加工硬化程度, 提高加工质量。

2.2 半精加工

模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整, 表面精加工余量均匀, 这对于工具钢模具尤为重要, 因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化, 从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。现有的模具高速加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能, 并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。

2.3 精加工

模具的高速精加工策略取决于刀具与工件的接触点, 而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工, 应尽可能在一个工序中进行连续加工, 而不是对各个曲面分别进行加工, 以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化, 如果只定义加工的侧吃刀量, 就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀, 从而影响加工质量。组合曲面的加工 Pro/Engineer解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时, 再定义加工表面残留面积高度, 可保证走刀路径间均匀的侧吃刀量, 而不受表面斜率及曲率的限制, 保证刀具在切削过程中始终承受均匀的载荷。一般情况下, 精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍, 以避免进给方向的突然转变。在模具的高速精加工中, 在每次切入、切出工件时, 进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接, 避免采用直线转接, 以保持切削过程的平稳性。

2.4 进给速度的优化

目前很多CAM软件都具有进给速度的优化调整功能:在半精加工过程中, 当切削层面积大时降低进给速度, 而切削层面积小时增大进给速度。应用进给速度的优化调整可使切削过程平稳, 提高加工表面质量。切削层面积的大小完全由CAM软件自动计算, 进给速度的调整可由用户根据加工要求来设置。

3 结语

模具高速加工技术是多种先进加工技术的集成, 不仅涉及到高速加工工艺, 而且还包括高速加工机床、数控系统、高速切削刀具及CAD/CAM技术等。大力发展和推广应用模具高速加工技术对促进我国模具制造业整体技术水平和经济效益的提高具有重要意义。

参考文献

[1]艾兴.高速切削加工技术[M].北京:国防工业出版社, 2003.

难加工材料超声辅助切削加工技术 篇5

高性能合金（如高温合金、钛合金、高强度钢等）、复合材料、硬脆材料（如光学玻璃、工程陶瓷和功能晶体）等先进材料具有优异的性能，在航空、航天、军工、电子和汽车等领域得到越来越广泛的应用。复合材料具有密度低、比强度和比模量高、可设计性强、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能好和结构尺寸稳定性好等优点，在航空航天领域主要用于制造如机翼、尾舵、刹车盘、制动鼓、仪器舱段、支架等复杂结构件和零件。这些经过成型制备的复合材料结构件和零件上，许多连接装配和附件安装用的孔、窗口、型腔和安装定位面等需要进行精密机械加工。航空航天领域典型的复合材料和硬脆材料结构件和零件如图1 所示。这些结构件和零件不仅对加工精度和加工质量要求高，而且对加工效率也有很高要求。由于这些复合材料硬脆材料具有硬度高、脆性大和耐磨性好等特点，材料切削加工性差，零件加工要求高，很难用传统机械加工方法和加工工具进行加工。因此，如何实现难加工材料零件的高质高效精密加工已成为当前国内外关注的课题。为了适应各种先进材料不断扩大的应用需求，一方面，传统机械加工技术通过自身的不断更新发展以及与其他相关技术的融合，在一些难加工材料加工领域(尤其在加工、铝合金和钛合金结构件加工等)表现出了加工精度和加工效率方面的优势。另一方面，利用光、电、声、热、化学、磁和原子能等能量进行加工的特种加工方法（包括、超声、、电化学、高压水切割等）得到了较快的发展，在一些高性能合金和硬脆材料等难加工材料加工领域显示出一定的优越性。但是，无论是传统机械加工，还是特种加工方法，多数是直接利用单一能量进行加工，在加工效率、精度、表面质量和工具寿命等方面必然存在一定缺点和局限。于是，利用多种形式能量的综合作用的复合加工技术出现了。复合加工技术可以根据加工材料特性以及加工精度和效率的要求，通过传统加工和特种加工方法的复合，不同特种加工方法的复合等多种形式组合出各具特点的新的复合加工方法，达到优势互补，成为机械加工技术的重要发展方向之一。

超声加工作为20 世纪初发展并开始应用于工业领域的一种非常有效的特种加工方法，特别适合于加工玻璃、陶瓷、石英、金刚石、硅等各种硬脆材料，并已得到了广泛应用。将超声加工与传统的切削加工结合所形成新的加工技术是一种典型的复合加工技术，多年来的研究和应用实践表明，这一复合加工技术既充分发挥了机械加工和超声加工这两种加工技术的优点，又弥补了两种技术的局限和不足，因而具有一些突出优点。超声辅助切削加工技术不仅可以有效降低切削力、提高加工质量、减小磨损和提高加工效率，而且拓展了可加工材料和可加工零件的适用范围和应用领域。近年来，国内外研究人员针对难加工材料的超声辅助切削加工开展了大量的研究，一些机床生产商还开发了超声辅助切削加工机床。超声辅助切削加工技术已成为难加工材料零部件加工中主要先进加工技术之一，具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

本文针对航空航天等领域中典型难加工材料零件加工的技术需求和应用背景，结合作者和国内外学者的研究成果，介绍了几种超声辅助切削加工技术的原理、特点和应用效果，以及这一复合加工技术的一些新的进展。

超声辅助切削加工技术的原理、系统与分类

本文由吊篮 联合整理发布

超声辅助切削加工是在传统切削加工中工具与工件相对运动的基础上，在切削工具或工件上施加超声振动，以获得更好加工性能的加工方法。超声辅助切削加工过程中，通过工具对被加工材料的机械和超声复合作用，使工具与被加工材料的接触状态和作用机制发生变化，主要通过机械切削作用、高频微撞击作用以及超声空化作用等进行材料去除。由于超声振动的引入，改变了材料去除机理，降低了工具与工件之间的摩擦力，减少了工具与工件的接触时间，增强了工具对工件的切削去除作用，从而有效地提高了材料去除率，减小切削力，降低切削热，减少刀具磨损，改善加工精度和质量。

超声辅助切削加工系统主要由超声电源、超声能量传输系统、超声换能器、超声变幅杆、工具或工件、冷却液供给单元等组成。在超声辅助切削加工过程中，超声电源通过超声发生器将产生大于15kHz 的高频电信号，并经过功率放大后输出功率超声信号，通过传输系统将功率超声信号传输到超声换能器，再经过超声换能器将电信号转换成相应频率的机械振动，通过超声变幅杆将机械振动的幅度增大，并传递给工具或工件，使其产生超声振动，实现超声辅助切削加工。根据超声辅助切削加工的方式不同，超声辅助切削加工技术的分类如图2 所示。

本文结合航空航天难加工材料零件的加工，介绍了超声辅助车削、超声辅助钻孔、超声辅助磨削和超声辅助切割等几种先进加工技术。

超声辅助车削技术

超声辅助车削是在普通车削机床运动基础上，在上施加超声振动。超声振动方向主要有沿着工件旋转方向切向的振动和沿着进给方向的振动。图3 为作者研制的一种安装在普通卧式上的超声辅助车削加工装置。

采用聚晶金刚石（PCD）刀具普通车削和超声辅助车削碳纤维复合材料的加工表面形貌和刀具磨损对比如图4 和图5 所示。与普通车削加工表面相比，超声辅助车削表面碳纤维和基体过渡部位相对较光滑，碳纤维复合材料表面加工质量明显改善，刀具磨损量可减小约30% 左右[1-2]。采用硬质合金刀具普通车削和超声辅助车削Ni718 和C263 等高温合金并和普通车削加工质量进行对比试验表明，超声辅助车削的加工表面粗糙度降低25%~50%，圆度提高40%~50%[3]。超声辅助车削还可应用于铝基碳化硅等金属基复合材料的加工，和普通车削加工相比表面粗糙度可降低25% 左右，切削力降低1/3~1/2[4]。超声辅助车削作为先进的复合加工技术，已在发动机轴、叶轮胚体、机匣和活塞等航空难加工材料零件加工领域获得了重要应用。

二维的超声椭圆振动车削（UEVC）是新发展起来的一种加工方法。目前UEVC 的驱动主要包括两种方式：一种是非共振方式，目前主要是基于平行配置压电叠堆和相互垂直配置压电叠堆的直驱结构，这种椭圆振动需要两个激振源同时激振，其工作原理和基于该原理研制的加工装置如图6 所示[5]。另一种是共振方式，主要是利用变幅杆的两个模态振动组合实现椭圆振动，其工作原理如图7 所示。

本文由吊篮 联合整理发布 研究表明，这种方法不仅能够减小切削力，改善加工精度和表面质量，减少刀具磨损，而且能实现脆性材料延性切削，既可以用于宏观加工，也可以进行微细结构加工。近几年来这种加工方法受到国际学术界和工程界的高度关注。此外，名古屋大学的社本教授等人还提出了三维UEVC 的概念，代表了UEVC 的最新进展[6]。

超声辅助钻削技术

超声辅助钻削技术是在传统钻削机床的加工运动基础上，在旋转的钻削工具上施加超声振动，实现超声辅助钻削。图8 所示为作者研制的超声辅助钻削装置。

超声辅助钻削较早应用于钛合金、高温合金和复合材料等难加工材料的钻削加工。利用硬质合金超声辅助钻削和普通钻削镍基高温合金材料的出口形貌和切屑形貌如图9 和图10 所示。结果表明，超声辅助钻削的出口毛刺小且少，切屑为断续切屑，利于切屑的排出。与普通钻削加工相比，超声辅助钻削高温合金的表面粗糙度可以降低60%[9]。利用WC 硬质合金钻头超声辅助钻削Ti6Al4V 钛合金材料时，切削力比普通钻削降低20% 左右[10]。目前，超声辅助钻削在航天器、飞机机体和发动机中难加工材料关键零部件的定位孔、连接孔、冷却孔和深小孔的加工中具有重要应用价值和应用前景，特别在航空航天结构件的加工装配中，可用于钛合金蒙皮和复合材料蒙皮与合金骨架之间装配连接孔加工。复合材料/ 合金叠层结构的钻孔加工，可以减小钻削力，延长刀具寿命，减小合金连续切屑对复合材料的损伤，改善钻孔质量。

超声辅助磨削技术

超声辅助磨削技术是采用电镀或烧结法制备的固结超硬（金刚石和立方氮化硼）磨削工具，在磨削工具或工件上施以超声振动的复合加工方法。根据施加超声振动的方式不同，分为两种形式：一种是在传统的基础上，通过在工件上施加超声振动，实现超声辅助磨削加工。图11 所示为在一种在传统卧式平面磨床上通过对工件上施加超声振动进行加工的典型超声辅助磨削加工装置[11]。另一种是利用或，将超声振动施加于旋转的磨削工具上实现超声辅助磨削加工，也称为旋转超声加工（RUM）。图12所示为作者研制的采用超声振动旋转工具的超声辅助磨削加工系统。超声辅助磨削加工系统包括超声加工电源、超声功率传输装置、超声振动刀柄、磨削工具和加工机床等，该系统中的超声振动刀柄内集成有超声换能器和传输超声装置，采用通用刀柄（如HSK、BT 和SK 等刀柄系列）结构与不同的数控机床或加工中心的主轴连接，可夹持杯型砂轮、平行砂轮、空心磨头、圆柱磨头、球形磨头等不同结构形式的磨削工具。该系统利用磨削工具的轴向超声振动和旋转运动，并结合数控机床或加工中心的加工运动，可以实现平面、内外圆面、制孔、型腔和复杂曲面的超声辅助磨削。

作者采用超声振动刀柄夹持电镀金刚石砂轮加工了碳纤维复合材料、铝基碳化硅复合材料、反应烧结碳化硅陶瓷和光学玻璃等难加工材料取得较好的加工效果。其中采用电镀金刚石杯形砂轮进行碳纤维复合材料超声辅助平面磨削和普通磨削后的加工表面和砂轮表面形貌分别如图14 所示。结果表明超声辅助磨削加工的表面纤维丝翘起较少，边沿没有毛刺；超声辅助磨削后的工具表面磨粒磨损小，本文由吊篮 联合整理发布 工具表面几乎没有堵塞现象；超声辅助磨削时磨削力可以降低约50%，表面粗糙度改善约10%~30%[13]。超声辅助磨削加工C/SiC 陶瓷基复合材料，磨削力可降低约20%，表面粗糙度可改善约30%[12]。

以固结金刚石的空心磨头为磨削工具“以磨代钻”是进行陶瓷、玻璃和复合材料等硬脆难加工材料高效精密制孔的有效加工方法。在此基础上，采用超声振动刀柄夹持电镀或烧结金刚石空心磨削工具，可以实现这些硬脆难加工材料的超声辅助磨削制孔。

利用电镀金刚石空心磨头对碳纤维复合材料进行超声辅助磨削和普通磨削制孔加工, 加工后的出口形貌和工具表面形貌如17 所示.由图可以看出超声辅助磨削加工孔的出口处几乎没有毛刺工具磨损较小，几乎没有堵塞现象[14]。采用金属结合剂金刚石空心磨头进行陶瓷基复合材料超声辅助磨削制孔，与普通磨削制孔相比，轴向磨削力可以降低约60%，加工效率可以提高约10%，且孔壁和进出口质量明显改善[15]。近年来，德国在超声辅助加工技术应用方面处于领先水平。德国的Hermann Sauer 公司和Deckel Maho公司将超声技术和先进的机床技术相结合，开发出了ULTRASONIC 系列超声复合加工中心，已在光学、医药、半导体、汽车和航空航天等工业领域得到应用。

超声辅助切割加工技术

超声辅助切割加工技术是在传统切割加工工具上施加超声振动的一种复合切削加工技术。采用固结磨料旋转将锯片切割技术用于陶瓷、光学玻璃和蓝宝石等硬脆材料划片、开槽、切断等加工。在硅和蓝宝石晶圆、面板玻璃等划片和切割中得到广泛应用。日本DISCO 公司在已有金刚石薄锯片切割技术基础上，开发了采用旋转切割片的超声辅助切割加工技术[16]。采用金刚石旋转切割片进行超声辅助切割时，切割力更小，切割片不易堵塞，刀具寿命，可以采用高进给速度提高加工效率3倍以上，可使用更细粒度的切割片获得更好的加工质量和使用更薄的切割片获得更窄的切缝。

采用硬质合金尖刀和圆片刀等切割刀片的超声辅助切割加工技术主要用于复合材料铺设时预浸纤维材料的裁剪和下料以及蜂窝结构复合材料的切割和复杂型面加工等。与普通切割相比，采用超声辅助切割时，切削力小，材料不易变形，可提高切割精度；可以采用高的进给速度大幅度提高加工效率；可以减小刀具与工件间的摩擦力，降低切割温度，减小刀具磨损；可以解决普通切割加工中粘刀等问题。

结束语

复合加工技术是先进加工技术的重要发展方向之一，超声辅助切削加工技术是涉及技术领域较宽，应用范围较广的先进复合加工技术。国内外对难加工材料超声辅助切削加工技术的基础研究和应用研究结果表明，这种先进复合加工技术可以有效降低切削力、提高加工质量和精度、减少刀具磨损和提高加工效率，既可用于碳纤维复合材料、颗粒增强复合材料、陶瓷及陶瓷基复合材料等复合材料结构本文由吊篮 联合整理发布 件的加工，也可用于光学棱镜、陶瓷盘、玻璃腔体、反射镜轻量化结构和陶瓷活塞等硬脆材料精密零件的加工，在航空航天等领域具有广阔的应用前景。为了实现难加工材料高质量、高精度、高效率的加工，满足不同应用领域难加工材料零件的加工要求，目前，超声辅助切削加工技术通过借鉴其他加工技术的发展经验，正不断向微细化、高效化、精密化、自动化和智能化等方向发展。(end)文章内容仅供参考()()(2012-8-24)

快餐米粉加工技术 篇6

快餐米粉的加工技术是：

一、选米。粳糙米、籼糙米、糯糙米均可。要除去其中的谷粒、稗粒、碎粒、未熟粒、泥沙及金属等杂质，并用流水冲洗。

二、干燥。将冲洗过的糙米，用离心机脱水，使含水量降至10％～15％。也可采用垂直振动干燥。用微波干燥则更好。

三、初碎。用粉碎机将糙米粗粉碎至粒度全通160目/50微米。因为这种粗细度的粉体，在挤压膨化后，能获得最优的膨化效果。

四、膨化。可选用单螺杆挤压膨化机，将糙米碎粒连续增压挤出，骤然降压，使其体积膨大几倍或几十倍。挤压膨化的工艺参数为：高温150℃～180℃，高压098兆帕斯卡，主轴转速290±10转/分钟。

五、再碎。将膨化后的糙米果，用涡轮式气流粉碎机粉碎为粒度全通240目/50微米的膨化糙米粉。

六、混合。如加工成甜型，可加入15％的糖粉，如加工成乳型，可加入20％～30％的全脂或脱脂奶粉。分别加入后应混合均匀。

七、喷雾。将混合均匀的糙米膨化细粒，置于沸腾床造粒干燥机内，进行喷雾，液滴约100微米，使细粒与液滴附聚在一起而团粒化。喷雾可用乳粉溶解成浓液，或以无水乳脂肪为溶媒，喷涂卵磷脂。沸腾干燥至细粒含水量5％。

八、杀菌。在对细粒进行沸腾干燥的同时，作杀菌处理。

九、冷却。待干燥终止后，便将团粒化的粉体，进行无菌化冷却。

模具加工中的高速切削技术 篇7

精度高, 模具不仅要有很高的加工精度, 同时也要有很好的加工质量。一般地, 公差范围应控制在微米级。只有高精度的模具才能保证产品达到一定的精度, 保证产品的合格率, 才有可能延长模具的使用。使用寿命长, 模具属于比较昂贵的工艺装备, 其加工费用约占成本的100/0~30%, 所以要求模具的寿命长更有意义。

制造周期短, 这主要是为了满足生产的要求和产品的市场竞争能力。成本低, 模具的成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求及加工方法等有关。所以要合理设计和制定加工工艺, 选用恰当的加工设备, 保证低的加工成本。

模具形状复杂, 模具的工作部分一般都是二维或者三维复杂曲面, 而不是简单的平面。比如汽车覆盖件模具, 其内腔大部分都是由曲面组成。所用的材料硬度高, 一般模具都是由淬火工具钢或硬质合金制成, 运用传统的加工方法加工较为困难。目前在模具加工制造过程中, 主要以普通机加工和电火花加工为主。要缩短制造周期并降低成本, 必须广泛采用先进切削加工技术加工模具。而作为先进制造技术的高速切削技术的出现, 正是满足了模具加工这些要求和特点。

2 高速切削机床技术

性能良好的高速切削机床是实现高速切削的前提和关键, 而具有高精度的高速主轴和控制精度高的高速进给系统, 则是高速切削机床技术的关键所在。

2.1 高速主轴

高速主轴是高速切削机床的核心部件, 在很大程度上决定着高速切削机床所能达到的切削速度加工精度和应用范围。目前, 适于高速切削的加工中心其主轴最高转速一般都大于10, 000r/min, 有的高达60, 000-100, 000r/min, 为普通机床的10倍左右;主电动机功率15~80kW, 以满足高速车削、高速铣削之要求。随着电气传动技术 (变频调速技术、电动机矢量控制技术等) 的快速发展, 高速数控机床主传动的机械结构得到极大简化, 取消了齿轮传动和带传动, 实现了机床的“零传动”, 采用机床主轴与主轴电机一体化的传动结构形式, 即所谓的电主轴。轴承是决定主轴寿命和负荷的关键部件。电主轴采用的轴承主要有滚动轴承、流体静压轴承和磁悬浮轴承。滚动轴承因其具有刚度高、高速性能好结构简洁、标准化程度高和价格适中等优点, 在电主轴中得到最广泛应用。滚动轴承在高速回转时润滑极为重要, 目前, 电主轴主要采用两种润滑方式:油脂润滑和油一气润滑。目前, 生产磁悬浮轴承电主轴的厂家有德国GMN公司、瑞士IBAG公司及中国洛阳轴承研究所等。

2.2 高速进给系统

控制精度高的高速进给系统也是实现高速切削的关键技术之一。传统的滚珠丝杠副传动系统对高速进给系统表现出不适应性, 必须对其技术改进和技术创新, 才能适应高速切削之要求。高速滚珠丝杠副传动系统的加速度范围为0.5-1.0g, 行程范围≤6m, 用于低档高速数控机床;高速进给系统采用直线电机进给驱动系统后, 其加速度可高达2~10g, 行程范围不受限制, 用于高档高速数控机床和高速加工中心。

3 高速切削刀具技术

刀具技术是实现高速切削的重要保证。正确选择刀具材料和设计刀具系统对于提高加工质量、延长刀具寿命和降低加工成本都起着重要作用。

3.1 高速切削刀具材料

高速切削要求刀具材料具有如下性能:高硬度、高强度和耐磨性;高韧度、良好的耐热冲击性;高热硬性、良好的化学稳定性。日前, 高速切削加工常用的刀具材料有:涂层刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼 (CBN) 材料和聚品金刚石 (PCD) 材料等。

3.2 高速切削刀具系统

刀具几何参数对加工质量和刀具耐用度有很大影响, 一般高速切削刀具的前角比普通切削刀具约小10°, 后角约大5°-8°。刀具在高速旋转时, 会承受很大的离心力, 其大小远远超过切削力, 成为刀具的主要载荷, 足以导致刀体破碎, 造成重大事故。

4 高速切削工艺技术

高速切削工艺和常规切削工艺有很大不同。常规切削认为高效率来自低转速、大切深、缓进给、单行程;而高速切削则追求高转速、中切深、快进给、多行程的加工工艺。在进行高速切削时, 工件材料不同, 所选用的切削刀具、切削工艺和切削参数也有很大不同。下面我们着重探讨轻金属、钢和铸铁的高速切削工艺技术。

4.1 高速切削钢和铸铁技术

高速铣削钢和铸铁时, 遇到的主要问题是刀具的磨损。高速铣削钢材时, 刀具使用锋利切削刃和较大后角可减少刀具磨损, 提高刀具使用寿命。刀具的磨损与工件材料的力学性能有关。如工件材料的抗拉强度增大, 则刀具磨损增加, 因此应减少每齿的进给量。

4.2 高速切削轻金属技术

铝合金因具有良好的耐蚀性, 较高的比强度, 导电性及导热性好等优点, 在汽车工业和航空航天工业中已经大量应用。铝镁合金大多使用铸件。这些轻合金的最大优点就是其固有的易切特性。轻合金可采用很高的切削速度和进给速度进行加工, 切削速度可高达1000~7500m/min, 高速切削使95-98%的切削热被切屑迅速带走, 工件保持室温状态, 热变形小, 加工精度高。高速铣削轻金属时, 由于加工过程存在较大的冲击载荷, PCD和CBN刀具的寿命特性并不好。当切削速度达到1000m/min时, 可使用K型硬质合金刀具;当切削速度达到2000m/min时, 可使用金属陶瓷刀具;当切削速度更高时, 可使用PCD刀具;高速铣削铝镁合金时, 可使用Kl0硬质合金刀具。

高速切削 (High Speed Cutting) 是一个相对概念, 迄今尚未有一个确切的界定。高速切削通常指比常规切削速度和进给速度高出5-10倍的切削加工, 有时也称为超高速切削 (Ultra-High Speed Cutting) 。也有将主轴转速达到10000r/min-60000r/min, 快速进给速度20m/min以上, 平均进给速度10m/min以上, 加速度大于lg的切削加工定义为高速切削。对于不同的工件材料和加工工艺, 高速切削速度 (切削加工的线速度, 单位m/min) 范围也同。按工件材料划分, 当切削速度对钢材达到380m/min以上、铸铁700m/min以上、铜材1000m/min以上、铝材l100m/min以上、塑料1150m/min以上时, 被认为是合适的高速切削速度范围;按加工工艺划分, 高速切削速度范围为:车削700~7000m/min, 铣削300~6000m/min, 钻削200~1100m/min, 磨削5000~10000m/min。

5 高速切削的应用效益据生产实践证明, 高速切削应用于模具制造的效益是:

(1) 高速粗加工和半精加工, 提高加工效率数倍至几十倍, 只体与被加工的材料有关; (2) 高速高精度精加工硬切削代替光整加工, 表面质量高, 形状精度提高, 比EDM加工提高效率50%, 减少手工修磨; (3) 硬切削加工最后成型表面, 提高表面质量、形状精度, (不仅是表面粗糙度低, 而且表面光亮度高) , 用于复杂表面的加工显得更具优势。 (4) 避免EDM加工产生的表面损伤, 提高模具寿命20%。

6 结束语

由于市场进入全球化以及竞争的加剧, 模具市场对每一种模具技术最重要、带有先决性的要求是其快速性, 即从设计到进入市场的时间尽可能的短, 除了快速模具技术外, 就是高速切削技术。当前, 这些技术还是跟不上现代模具的需求。加快硬件及软件产业发展步伐, 用高性能高品质功能的硬件及软件满足高速切削机床配套的要求, 已成为各企业共同的奋斗目标。因此, 需要各个方面的协调发展, 产学研结合, 加大投入, 综合利用各个方面力量推动高速切削在模具制造中的应用。总之, 通过各方面的努力, 在市场需求的推动下, 使技术不断进步、像汽车、家电、机床一样, 在不远的将来, 我国不但要成为模具生产大国, 而且要成为模具生产强国。

参考文献

[1]刘海坤.精密铸造压型制造新工艺的研究[D].大连交通大学.2007年

[2]潘培道.高速切削技术及在模具制造中的应用[D].合肥工业大学.2007年

[3]李小忠.高速切削有限元仿真及加工参数优化的研究[D].南京理工大学.2007年

[4]李发尧.高速直线运动单元设计及性能评价实验技术研究[D].重庆大学.2006年

[5]王金珑.模具高速铣削数据库[D].广西大学.2006年

[6]李子艳.高速切削机理及若干问题研究[D].天津大学.2006年

[7]吕程辉.整体叶轮的五轴高速铣削加工工艺优化[D].同济大学.2007年

模具加工技术 篇8

上两期我们介绍了几种典型的压力机用可移动的模具夹紧技术和持续油压式的液压型固定位置的模具夹紧技术。这一期我们将继续介绍其他几类典型的液压型固定位置的模具夹紧技术和专用的集成泵站系统。

2 HSS型摆动式夹紧

HSS型摆动式夹紧是双动油缸通过持续油压提供夹紧力, 由机械导向机构实现摆动夹紧与松开动作。其实物照片、原理及性能参数分别见图1和表1。

3 HKS型斜面式夹紧

HKS型斜面式夹紧是双作用油缸触动夹紧动作, 通过持续油压作用斜面提供夹紧力并保持夹紧, 提供反向油压实现松开。其实物照片、原理及性能参数分别见图2和表2。

下面我们再介绍几种典型的有机械自锁功能的液压型固定位置的模具夹紧技术。由于有了机械自锁的保障, 夹紧力的产生和维持都是由机械结构来实现的, 液压系统的作用不再是提供和维持夹紧力, 而是起了转换系统状态的“开关”作用, 即由夹紧转换到松开或由松开转换到夹紧的促动作用。在夹紧状态, 即便液压系统受到损坏, 油压丧失, 夹紧力也不会受到影响, 所以接近开关监控的是夹紧力, 而不必监控油压。这样更好地提高了操作安全性。

4 OHZ-K型板式夹紧

OHZ-K型板式夹紧是油压仅作为夹紧或松开的动作启动, 夹紧力由机械结构提供并保持, 具有机械自锁特性。其实物照片、原理及性能参数分别见图3和表3。

5 PDV型块式夹紧

PDV型块式夹紧是油压仅作为夹紧状态转变的驱动, 夹紧力由专利机械结构提供并维持, 具有机械自锁特性。该类产品由于运用了欧铁马自有的专利设计结构, 从而达到了没有易损、易耗件的免维修水平。其实物照片、原理及性能参数分别见图4和表4所示。

6 配套的集成泵站系统

下面我们再介绍一下配套于这两期介绍的液压型类夹紧器的集成泵站系统 (图5) 。

在欧美大多数应用场合, 由于模具夹紧所需工作压力的特殊性, 模具夹紧系统的液压泵站一般是独立于压力机自身的泵站系统的。成熟的独立泵站具有以下几个特点:

(1) 安全性高———具有多项监控功能, 如油位、油压、油温的监控等, 并与压力机操作系统实现互锁;

(2) 性能可靠———效率高、压力稳定, 具备自动储能保压、油路过滤等功能;

(3) 结构紧凑———外观体积小巧紧凑, 既能集成独立的电控箱, 也可连接压力机主控制系统;

(4) 操作简便———既可用手持操作器独立操作, 也可并入压力机操作面板统一操作。

对于需要通过持续油压来维持夹紧力的系统, 通常采用高压油泵系统, 与之配套的管件与管接件也都必须是耐400巴高压的零件见图6原理图。这类泵站系统的常规参数如表5所示。

而对于无需液压提供并维系夹紧力的系统, 通常采用低压油泵系统, 与之配套的管件与管接件也是低压零件见图7原理图。这类泵站系统的常规参数如表6 所示。

到这里我们已经介绍完了典型的液压类夹紧技术和泵站技术, 下一期我们将为大家介绍典型的电动机械类模具夹紧技术。

参考文献

模具加工技术 篇9

在现代化冲压加工过程中, 模具快换和高效夹紧是提高生产效率、减少辅助时间的有效手段之一。更为重要的是, 为能有效监控夹紧状态或夹紧力的模具夹紧系统提供了可靠的安全生产保障, 大大减少了可能造成操作者人身伤害的事故隐患, 也保护了设备、模具以及在制品。随着精密化生产的不断普及, 对高效模具夹紧技术的需求也越来越多。在这里, 我们将陆续介绍目前在德国比较先进的、应用成熟的模具夹紧技术。

2 可移动模具夹紧技术

所谓可移动的模具夹紧技术, 是指在同一锻压设备上实现对不同大小模具夹紧的技术。这里将模具夹紧分成了两个步骤, 首先是一个为满足不同大小模具而配置的行走机构 (positioning unit) ;另外还有一个夹紧头机构 (clamp unit) 。通过这两部分产品之间的组合, 可以实现多种大小不同模具的夹紧。目前在德国应用最为普及和成熟的是电机驱动的行走机构, 根据具体的动作原理又分为链传动 (EVK) 和轴传动 (EVS) 两种。EVK链传动式电机驱动行走机构和EVS轴传动式电机驱动行走机构的主要特性区别, 见表1所示。

3 模具夹紧头

与上述两种行走机构配套的夹紧头有很多不同的类型。从被夹紧表面特性来看, 可以分为适用于模具被夹紧边缘有U形缺口的夹紧头和适用于模具被夹紧边缘为直线形的夹紧头两种;从夹紧头的夹紧力机制的不同可分为液压式、液压机械式、电动机械式等。这里介绍一下这几种不同类型夹紧头的特性, 见表2~表8。

4 结束语

以上这些夹紧头覆盖了所有需要移动夹紧的模具加紧需求, 也适应于不同工厂的动力资源特性。在上述各类夹紧头中, HKZ、MHKZ和HEE三种可以不和行走机构配用, 可以作为独立的夹紧头悬挂在滑块的T形槽中前后滑动, 通过操作人员的手持操作来实现对不同大小模具的夹紧 (照片HKZ, MHKZ, HEE) 。今后我们还将陆续为大家介绍其他各类模具夹紧技术和压力机的安全锁定技术产品。

参考文献

模具加工技术 篇10

关键词：机械制造,夹紧器,冲压模具,应用

1 前言

上一期, 介绍了几种典型的压力机用可移动模具夹紧技术。从这一期开始, 将分批介绍几种典型的固定位置的模具夹紧技术。

2 固定位置夹紧技术

所谓固定位置的模具夹紧, 是指固定安装于锻压设备的夹紧器对统一规格的模具、或通过过渡板达到统一装夹规格的模具实施夹紧。根据不同的动作驱动来源, 可将夹紧类型分为液压和电动两类。在各个类别内, 根据夹紧动作特点又可将夹紧形式分为转动式、转动行程式、摆动式、翻转式等不同形式。

3 固定夹紧器的性能与参数

以下是目前在德国和欧美地区应用普及的、技术成熟的液压类固定位置的模具夹紧形式中通过持续油压提供夹紧力的产品, 其性能及参数见表1~4。

3.1 HSL型板式夹紧——一组单作用油缸提供持续油压实现夹紧, 弹簧复位实现松开。

3.2 HSZ型直线式夹紧——双作用油缸提供持续的正向油压实现夹紧, 提供反向油压实现松开。

3.3 HDSZ型转动式夹紧——单作用油缸提供持续油压实现夹紧, 弹簧复位实现松开, 双作用油缸实现旋转运动, 松开状态时夹紧头旋转90度, 便于模具进出。

3.4 HDHSZ型转动行程式夹紧——双作用油缸提供正向持续油压实现行程运动和夹紧, 提供反向油压实现松开, 松开状态时夹紧头旋转90度并缩回到夹紧面以内, 便于模具进出。

4 结束语

下一期我们将继续为大家介绍其他典型的液压类模具夹紧技术、压力机滑快的安全锁定技术和常用的泵站技术。

参考文献

肉干加工技术 篇11

一、原料的选择和处理。一般制作肉干多取用牛肉为原料，以新鲜前后腿的瘦肉为最好。除去肉块的粗大筋腱脂肪，切成1公斤左右的肉块，然后放在冷水中浸泡1小时左右，将肌肉中余血浸出，捞出沥干。

二、初煮。将沥干的肉块放入沸水中煮制。汤中亦可加入1．5％的精盐及少许桂皮、大料等。水温保持在90‘C以上，并随时清除汤里的浮油沫，待内部切面呈粉红色，约1．5小时左右，即为初煮完毕。

三、冷却、切块。初煮后的肉块，放在竹筐中自然冷却后，易除粗大盘腱，然后根据需要，切成所需规格的肉片或肉丁。

四、配料。随各地的嗜好习惯等实际需要而定，下面介绍几种配料方法，供参考试用。

配方一：瘦肉100公斤，精盐2．5公斤，酱油5公斤，五香粉0．25公斤。

配方二：瘦肉100公斤，精盐3公斤，酱油6公斤，五香粉100-200克。

配方三瘦肉100公斤，精盐2公斤，酱油6公斤，砂糖8公斤，黄酒1公斤，生姜0．25公斤，葱0．25公斤，五香粉0．25公斤。

配方四：瘦肉半成品100公斤，精盐1．2公斤，酱油14公斤，砂糖1公斤，姜粉200克，甘草粉360克，辣椒粉400克，味精400克，安息香酸钠100克，绍兴酒2．日公斤。

五、复煮。取初煮的原汤加入配料于锅内，用大火煮开加入切好的瘦肉半成品，待汤有香味时，改用小火煮。煮时应不时用锅铲轻轻翻动，待汤快要熬干时，再加入酒和味精搅拌匀立即出锅。然后放在烤筛上摊开沥干，冷凉。

六、烘烤。烘烤前，在肉胚中加入咖喱粉或五香粉、辣椒粉、蚝油等香料拌和匀，经烘烤后，就成为咖喱牛肉干或其它各自风味的肉干。

将摊有肉胚的烤筛放入烘房的格架上。烘房温度保持在50-60℃，每隔1-2小时调一次上下筛的位置，并翻动肉干，避免烤焦。约7小时，即为成品。

七、包装与保藏。经包装后的肉干，在干燥通风的地方，一般可保存2-3个月。装入玻璃瓶或马口铁缸中，可以保存3-5个月。先用纸袋包装，与纸袋一起再烘烤1小时，则可以防止长霉，延长保存期。

仿真工艺品表面加工技术

仿真工艺品制作原料一股可分为工艺树脂、水晶树脂、喷沙树脂、环氧树脂等几大类化工产品，原料经模具浇注而成，但其表面的加工技术较讲究，这里介绍在市场常见的几种仿真工艺晶表面加工技术。

仿铜工艺品：主要原材料是铜金粉、聚氨酸清漆。首先将铜金粉倒人一只小盆内加入少许香蕉水加以充分搅拌均匀成半稀糊状，但不能调得太薄，然后再倒入聚氨脂清漆搅拌均匀即可。采用干净的刷子将金粉液均匀涂刷在产品坯表面，一般第一遍尽可能涂的薄一点，待干透后不沾手时方可进行第二遍涂刷，最后再刷上一层清漆作光亮剂即可。铜金粉一般分为红光粉、青光粉、青红光粉等，根据产品不同需要选用不同原料。当然在具体操作时金粉液应随配随用，否则干结后无法使用。

仿紫铜工艺品：主要原料是铜金粉、碳黑粉、虫胶漆、香蕉水以及硝基酸清漆。首先按照仿铜工艺品调配好并在产品坯体上涂刷完工干透后，在虫胶漆中加入少许碳黑粉调均匀，然后薄薄涂上一层即可，但当产品干透后发现光泽度不够透亮时，应用硝基酸清漆在表面加涂一层，以保证产品足够的光泽度。

仿陶瓷工艺品：主要原料是防水树脂、色釉漆。先将工艺品坯体打磨光滑，然后涂上一层很薄的防水树脂，待树脂半干透后将已调好的色釉漆涂刷上去，并让色釉漆在坯体上任其自由流淌，以产生自然流动的曲线美。当然如果将几种不同颜色的色釉料但又不易相互拌和溶解混合成一体料，那么产品表面则会产生奇特的五彩花纹效果。

仿黄杨木工艺品：主要原料是虫胶漆、硝基酸清漆。可以直接用刷子将胶漆涂刷在产品坯体上，涂刷一遍时即会产生黄杨木色彩，一般涂刷一遍即可，然后用清漆作上光处理完成(虫胶漆的配方是将虫胶片放在酒精液中浸泡之完全溶解方可使用)。

模具的精加工技术研究 篇12

1.1 模具水平落后

在模具制造水平上, 虽然我国有些设备已达到或近世界先进水平, 但总体上要比发达国家落后许多。开发能力较差, 经济效益欠佳;与国际水平相比, 模具企业管理上的差距更大。标准化、专业化、商品化程度低, 模具材料及模具相关技术落后, 也是造成与国外先进水平差距大的重要原因。模具材料性能、质量和品种是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。国产模具钢品种、规格不齐全, 低档次产品多, 高质量、高性能的高端产品少, 加工高端模具所需的模具钢相当部分依赖进口, 加工模具所需的其他材料诸如塑料、板材的性能也不如人意, 加之工艺设备落后, 直接影响国产模具水准的提高。

1.2 装备水平落后

近年来, 我国机床行业已经能够为模具制造业提供比较成套的精密加工设备, 但与国外装备相比, 差距仍然较大。模具企业总的工艺装备水平比国外发达国家落后, 特别是设备数控化率、应用覆盖率要比国外企业相差许多。

1.3 高端模具依赖进口

我国技术含量低的模具已供过于求, 市场利润空间狭小, 而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要, 精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。近五年来, 我国平均每年进口模具约//61亿美元, 1227年就进口了近768亿美元的模具, 这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。国内模具自配率只有829左右。其中, 市场上中低档模具供大于求, 而中高档模具自配率只有:29。

1.4 出口太少

我国模具的出口量极少, 虽已向香港、东南亚地区出口模具标准件, 但数量极为有限。

1.5 专业化水平低

我国的模具行业, 能被称作龙头企业的少之又少。长期以来, 我国企业受大而全、小而全的影响, 企业内部设一个模具生产车间, 生产的模具为自己企业服务这就造成了模具专业厂很少, 即使有专业模具厂, 规模也不大。汽车工业正在高速发展, 市场又急需精密、性能稳定的大型模具, 虽然有一汽模具制造公司等几家大型模具公司的努力, 对行业有所带动, 但其真正的龙头作用, 很难体现。

1.6 税负过重

模具行业是增值率高、增值税负较重的基础产业。据国家税务总局对/万多家工业企业流转税平均负担率的统计, 模具行业比其他行业高出:628个百分点, 这与现代模具产业高投入的产业特点不协调, 制约了模具工业的发展。

2 模具加工的过程控制

根据模具零件的外观形状不同, 大致可把零件分三类:轴类、板类与异形零件, 其共同的工艺过程大致为:粗加工→热处理 (淬火、调质) →精磨→电加工→钳工 (表面处理) →组配加工。

2.1 零件热处理

零件的热处理工序, 在使零件获得要求的硬度的同时, 还需对内应力进行控制, 保证零件加工时尺寸的稳定性, 不同的材质分别有不同的处理方式。随着近年来模具工业的发展, 使用的材料种类增多了, 除了Cr12、40Cr、Cr12Mo V、硬质合金外, 对一些工作强度大、受力苛刻的凸、凹模, 可选用新材料粉末合金钢, 如V10、ASP23等, 此类材质具有较高的热稳定性和良好的组织状态。针对以Cr12Mo V为材质的零件, 在粗加工后进行淬火处理, 淬火后工件存在很大的残余应力, 容易导致精加工或工作中开裂, 零件淬火后应趁热回火, 消除淬火应力。淬火温度控制在900℃~1020℃, 然后冷却至200℃, 220℃出炉空冷, 随后迅速回炉220℃回火, 这种方法称为一次硬化工艺, 可以获得较高的强度及耐磨性, 对于以磨损为主要失效形式的模具效果较好。生产中遇到一些拐角较多、形状复杂的工件, 回火还不足以消除淬火应力, 精加工前还需进行去应力退火或多次时效处理, 充分释放应力。粉末合金钢的造价较高, 但其性能好, 正在形成一种广泛运用趋势。

2.2 零件的磨削加工

磨削加工采用的机床有三种主要类型:平面磨床、内外圆磨床及工具磨具。精加工磨削时要严格控制磨削变形和磨削裂纹的产生, 即使是十分微小的裂纹, 在后续的加工使用中也会显露出来。因此, 精磨的进给量要小, 不能大, 冷却液要充分, 尺寸公差在0.01mm以内的零件要尽量恒温磨削。由计算可知, 300mm长的钢件, 温差3℃时, 材料有10.8μm (10.8=1.2×3×3, 每100mm变形量1.2μm/℃) 左右的变化, 各精加工工序都需充分考虑这一因素的影响。

精磨时选择恰当的磨削砂轮十分重要, 针对模具钢材的高钒高钼状况, 选用GD单晶刚玉砂轮比较适用, 当加工硬质合金、淬火硬度高的材质时, 优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮, 有机粘结剂砂轮自锐性好, 磨出的工件粗糙度可达Ra0.2μm, 近年来, 随着新材料的应用, CBN (立方氮化硼) 砂轮显示出十分好的加工效果, 在数控成型磨、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精加工, 效果优于其它种类砂轮。磨削加工中, 要注意及时修整砂轮, 保持砂轮的锐利, 当砂轮钝化后, 会在工件表面滑擦、挤压, 造成工件表面烧伤, 强度降低。

板类零件的加工大部分采用平面磨床加工, 在加工中常会遇到一种长而薄的薄板零件, 此类零件的加工较难。因为加工时, 在磁力的吸附作用下, 工件产生形变, 紧贴于工作台表面, 当拿下工件后, 工件又会产生回复变形, 厚度测量一致, 但平行度达不到要求, 解决的办法可采用隔磁磨削法磨削时以等高块垫在工件下面, 四面挡块抵住, 加工时小进刀, 多光刀, 加工好一面后, 可不用再垫等高块, 直接吸附加工, 这样可改善磨削效果, 达到平行度要求。轴类零件具有回转面, 其加工广泛采用内外圆磨床及工具磨床。加工过程中, 头架及顶尖如果存在跳动问题, 加工出来的工件同样会产生圆跳动超差, 影响零件的质量, 因此在加工前要做好头架及顶尖的检测工作。进行内孔磨削时, 冷却液要充分浇到磨削接触位置, 以利于磨屑的顺利排出。加工薄壁轴类零件, 最好采用夹持工艺台, 夹紧力不可过大, 否则容易在工件圆周上产生“内三角”变形。

3 结束语

目前, 模具制造厂家大都采用模具设计、加工甚至装配一体化, 也就是模具CAD/CAE/CAM的一体化, 模具制造业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化, 追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计及制造周期, 降低生产成本, 最大限度地提高模具制造业的应变能力, 满足用户需求。实践证明, 良好的精加工方法, 可以有效减少零件超差、报废, 有效提高模具的一次成功率及使用寿。

摘要：许多的零件构成了一副合格的模具, 零件的质量直接影响的模具质量的好坏。而零件质量的好坏是由精加工技术来保证的, 因此控制好精加工技术是非常重要的。要通过对精细加工的有效控制和改革, 保障最终良好的加工效果。

关键词：模具,精加工技术,研究

参考文献

[1]张景黎.模具加工与装配[M].北京:化学工业出版社, 2007.

[2]林朝.冲模材料选择与热处理要求的分析[J].模具设计与制造, 2004 (4) ;25-27.

[3]程培源.模具寿命与材料[M].北京:机械工业出版社, 1999.