采用機(jī)械式仿形機(jī)床加工工件時(shí),由于靠模與仿形觸頭之問(wèn)有較大的作用力,又有相對(duì)運(yùn)動(dòng),因而容易引起兩構(gòu)件工作面的磨損。而且在加工過(guò)程中,仿形觸頭以及起剛性連接的中間裝置需要傳遞很大的力,會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形。所以機(jī)械式仿形加工的精度較低,不適宜加工精度要求高的零件。
1.仿形加工的優(yōu)缺點(diǎn)
1)以樣板、模型、靠模作為依據(jù)加工模具型面,跳過(guò)復(fù)雜曲面的數(shù)學(xué)建模 問(wèn)題,簡(jiǎn)化了復(fù)雜曲面的加工工藝。
2)靠模、模型可用木材、石膏、樹(shù)脂等易成形的材料制作,擴(kuò)大了靠模的選取范圍。
3)仿形有誤差,加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱收縮、刀補(bǔ)問(wèn)題較難處理。
4)加工效率高,為電火花的40~50倍(常作為電火花加工前的粗加工)。
2.仿形車(chē)削
仿形車(chē)削主要用于形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)曲面如凸輪、手柄、凸模、凹模型腔或型孑L等的成型表面的加工。
仿形車(chē)削加工設(shè)備主要有兩類(lèi),一類(lèi)是裝有仿形裝置的通用車(chē)床,另一類(lèi)是專(zhuān)用仿形車(chē)床。仿形車(chē)削是平面輪廓仿形,需要兩個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一般仿形裝置是使車(chē)刀在縱向進(jìn)給的同時(shí),又使車(chē)刀按照預(yù)定的軌跡橫向運(yùn)動(dòng),通過(guò)縱向與橫向的運(yùn)動(dòng)合成,完成復(fù)雜旋轉(zhuǎn)曲面的內(nèi)、外形面加工。根據(jù)結(jié)構(gòu)與裝置的不同,可以完成仿形車(chē)削加工,也可以完成端面仿形車(chē)削。
根據(jù)靠模樣板在車(chē)床上的安裝位置不同仿形車(chē)削又分為靠板靠模仿形,刀架靠模仿形和尾座靠模仿形。
仿形車(chē)削所用的靠模一般選用3~5mm厚的鋼板或硬鋁板制造,其型面型槽須與被加工的旋轉(zhuǎn)曲面的形狀尺寸一致。有些與觸頭問(wèn)作用壓力小的靠??梢赃x用硬木、鋁材或環(huán)氧樹(shù)脂制造,其型面的形狀、尺寸與模具零件的形狀、尺寸須一致。仿形車(chē)削一般用于精加工工序,在仿形車(chē)削之前,應(yīng)先將毛坯粗車(chē)成形,留較小的仿形車(chē)削余量(一般不大于2.5mm),在仿形車(chē)削精加工之后,需經(jīng)拋光等加工。
3.仿形銑削
仿形銑削主要用于加工非旋轉(zhuǎn)體的復(fù)雜的成型表面的零件,如凸輪、凸輪軸、螺旋槳葉片、鍛模、冷沖模的成形或型腔表面等。仿形銑削可以在普通立式銑床上安裝仿形裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),也可以在專(zhuān)用仿形銑床上進(jìn)行。
(1)普通立式銑床上的仿形銑削
在普通立式銑床上應(yīng)用仿形裝置進(jìn)行平面輪廓仿形銑削,方法極其簡(jiǎn)單。只需要將與工件成型表面形狀相同或相似的靠模樣板與工件一起固定在工作臺(tái)上,雙手操縱銑床工作臺(tái)的縱向和橫向移動(dòng),使?jié)L輪始終與樣板接觸,并沿著樣板的型面作輪廓運(yùn)動(dòng),這樣便可以加工出凹模型腔,完成仿形銑削。
利用靠模樣板加工時(shí),要注意銑刀的半徑應(yīng)小于型腔轉(zhuǎn)角處的圓角半徑,這樣才能加工出完整輪廓。
(2)在專(zhuān)用仿形銑床上仿形銑削
在成批或大量生產(chǎn)中,平面輪廓仿形銑削最好采用專(zhuān)用平面仿形銑床進(jìn)行,以滿(mǎn)足成型表面加工精度和生產(chǎn)率的要求。常用的平面仿形銑床有雙端面靠模銑床。在專(zhuān)用仿形銑床上加工工件時(shí),必須先做好和零件形狀相同或相似的靠模樣板或靠模。
對(duì)于形狀復(fù)雜的需要三個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的零件(如凹模)的型腔或型面的加工,可以在立體仿形銑床上進(jìn)行,當(dāng)銑刀與工件進(jìn)行橫向、縱向及垂直三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),便可以加工出立體成形表面。
(3)仿形銑削的工作方式
仿形銑削因銑床不同,其銑削方式存在差異,但其切削運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)有以下三種基本方式。
1)水平分行。工作臺(tái)作水平移動(dòng),銑刀進(jìn)行切削,切削到型腔端頭,主軸箱在垂直方向上作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),然后銑刀反向作水平進(jìn)給。
2)垂直分行。主軸箱不斷作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)切削到型腔端頭,工作臺(tái)在水平方向作一橫向進(jìn)給,然后銑刀再作反向垂直進(jìn)給。
3)沿輪廓銑削。銑削時(shí),銑刀的垂直進(jìn)給與工作臺(tái)的水平橫向進(jìn)給同時(shí)受到協(xié)調(diào)控制。銑刀不需要作縱向進(jìn)給,仿形觸頭沿著靠模樣板的輪廓仿形,銑刀沿著工件的輪廓銑削。
(4)仿形銑刀
仿形銑削是在普通立式銑床或立體仿形床上進(jìn)行,仿形銑削所用銑刀也是類(lèi)似于立銑刀的結(jié)構(gòu),但應(yīng)根據(jù)加工表面形狀來(lái)確定。加工平面輪廓型槽,可選用端頭為平面的圓柱立銑刀;加工立體型槽時(shí),為得到工件全部曲面形狀,應(yīng)選用錐形球頭銑刀,銑刀端頭的圓弧半徑必須小于工件的內(nèi)圓弧最小半徑,錐形銑刀的傾角應(yīng)小于被加工表面的傾角。
4.仿形刨削
仿形刨削是在仿形刨床上進(jìn)行。仿形刨床又稱(chēng)刨模機(jī)、沖頭刨床,用于加工由直線(xiàn)和圓弧組成的各種形狀復(fù)雜的零件或凸模,其加工精度為±0.2mm,表面粗糙度尺。為1.6—0.4斗m。仿形刨削加工凸?;蚱渌慵渖a(chǎn)率較低。
仿形刨削前,零件或凸模的毛坯需要進(jìn)行車(chē)削、銑削、刨削等預(yù)加工,然后在凸模的端面上劃出凸模輪廓線(xiàn),再到銑床上按線(xiàn)加工出凸模輪廓,留有O.2—0.3mm的單面精加工的余量,最后用仿形刨床進(jìn)行精加工。
仿形刨削的原理是在仿形刨床上,“仿形”精加工凸模是指工件與刀具問(wèn)形成母線(xiàn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系,是根據(jù)工件劃出的圖線(xiàn)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的。加工時(shí),利用刨刀的切削運(yùn)動(dòng)和凸模毛坯的縱向、橫向送進(jìn)和旋轉(zhuǎn),即可加工制造出各種復(fù)雜形狀的凸模。加工圓弧時(shí),必須使凸模上的圓弧中心與卡盤(pán)中心重合。找正的方法是用劃線(xiàn)針指引著凸模端面上已劃出的圓弧,用手搖動(dòng)分度頭手柄,使凸模轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)不斷調(diào)整凸模的位置,直到圓弧上各點(diǎn)均與劃線(xiàn)針針尖重合為止。如凸模上有幾段不同心的圓弧時(shí),則需要多次進(jìn)行裝夾和找正,分段進(jìn)行加工。
仿形刨床上的刨刀除了作垂直向下的直線(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)外,切削到達(dá)模具根部時(shí),還能作擺動(dòng)切削使凸模根部刨出一段圓弧,因此,采用仿形刨床加工凸模時(shí),其根部應(yīng)設(shè)計(jì)成圓弧狀,凸模的固定部分則設(shè)計(jì)成圓形或者方形,這樣可增加凸模的剛性,也便于制造。
在仿形刨床上安裝插刀及專(zhuān)用刀桿,可以對(duì)直壁矩形孔或型腔進(jìn)行加工。安裝彈性劃針可以在仿形刨床上對(duì)工件進(jìn)行劃線(xiàn)。
仿形刨削加工后的凸模,經(jīng)過(guò)熱處理后,還需要對(duì)其工作型面進(jìn)行研磨和拋光。