第五章模具制造与材料成型.docx

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1、第五章模具制造与材料成型5.1 电火花线切割加工5.1.1 实训目的1、了解电火花线切割加工的原理、特点和应用。2、了解编制电火花线切割加工程序的方法。3、了解电火花线切割加工机床的操作方法。5.1.2 实训内容1、讲解电火花线切割加工机床的组成、原理、特点及应用。2、演示电火花线切割加工机床的加工过程。3、学生上机操作了解电火花线切割加工机床加工零件的过程。5.1.3 实训设备电火花线切割加工机床两台，两台均为中走丝机床。5.1.4 线切割机床加工原理电火花切割时，在电极丝和工件之间进行脉冲放电。如图11电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。当来一脉冲电源时，在电源丝和工件之间产生一

2、次火花放电，在放电通道的中心瞬时温度可高达IoOOO以上，高温使工件金属融化，甚至有少量气化，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分生产气化，这些气化后的工作液和金属蒸汽瞬间迅速膨胀，并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸。抛出融化和气化的金属材料而现实对工件材料的进行电蚀切割加工。通常认为电极丝与工件的放电间隙电在0.0Imm左右，若电脉冲电压高，放电间隙会大一些。线切割编程时，一般取电二0.01mm。*绥T*切例台脉冲电源丝杠步进电机绝鼻蛟每来一个电脉冲时，要保证在电极丝和工件之间产生的是火花放电是而不是电弧放电，火花放电必要的条件，首先必须是两个电脉冲之间有足够的间隙时间使放电间隙中的介

3、质消电离，即使放电通道中的带粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度，以免总在同一处发生放电而导致电弧放电。一般脉冲间隙应为脉冲宽度的4倍以上。为了保证火花放电时电极丝（一般用钥丝）不被烧断，必须向放电间隙注入大量工作液，以使电极丝得带充分冷却，同时电极丝必须作高速轴向运动，以避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，电极丝速度约在710mms左右。高速运动的电极丝，有利于不断往放电间隙中带入新的工作液，同时也有利于把电蚀产物从间隙中带出去。电花线切割加工时，为了获得比较好的表面粗糙度和好的尺寸精度，并保证祖丝不被断，应选择好相应的卖唱参数，使工件与铝丝之间的放电火花放电，而

4、不是电弧放电。5.1.5 数控线切割机床结构数控线切割机床由工作台、运丝机构、丝架、床身四部分组成。1）工作台主要由拖板、导轨、丝杆运动副、齿轮传动机构组成。如图5-2所示：图5-2工作台结构1-下拖板2-中拖板3-上拖板4-滚珠丝杆5-步进电机6-齿轮传动机构2）运丝机构由储丝筒组合件上、下拖板、齿轮副、丝杆副、换向装置和绝缘件等组成，如图5-3所示。图5-3储丝筒组合件广储丝筒2-电动机3-联轴器4-丝杆5-支架6-支架7-拖板8-底座9-螺母3）丝架采用单柱支撑、双臂悬梁结构，如图5-4：ET1.活雌杆&图5-4丝架结构示意图图5-5走丝示意图5.1.6 线切割机机床操作练习1、线切割机

5、床操作准备1）熟悉3B格式编程方法。2）检查脉冲电源、控制台接线、各按钮位置是否正常。3）检查线切割机床的电极丝是否都落入导轮槽内，馈电块是否与电极丝有效接触，铝丝松紧是否适当。4）检查行程撞块是否在两行程开关之间的区域内，冷却液管是否通畅。5）用油枪给工作台导轮副、齿轮副、丝杠螺母及贮丝机构加油（HJ-30机械油），线架导轮加HJ-5高速机械油。6）开机前确定机，机床处于下列状态：电柜门必须关严，丝筒行程撞块不能压住行程开关，急停按钮处于复位的状态。如未绕丝开机刚应该使断机开关处于位。7）安装工件，电极丝接脉冲电源输出负极，工件接脉冲电源输出正极。2、线切割机床的操作步骤（现场详细讲解）1）

6、开启机床主要按键：紧急停止开关、主电源开关、控制柜开关、控制软件打开2）线切割控制系统加工操作（绘图、生成程序）3）加工参数设置4）切削加工中注意观察机床是否有异常的情况出现。5）切切割完毕后将工件台停留在中位，按正确的顺序关闭电源，将工件，夹件擦试后指定的位置。清除切宵，擦试机床，保证工作台面和机身的清洁。3、线切割机床的工件装夹线切割机床工件装夹的一般要求：工件装夹的形式对加工精度有直接的影响。电火花线切割机床的夹件比较简单，一般地是在线线切割机床通用夹件上采用压板螺钉固定工件。为了适应各种形状的加工要求，还可以使用磁性夹件，旋转夹件，或者专用夹件等。工件装夹的一般要求：（1）工件在基准面

7、应该清洁无毛刺，经热处理的工件。在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要求清洁热处理的多余的废物和氧化皮。(2)夹具应该具有必要的精度，将其稳定的固定要工作台上，拧紧螺丝时用力要均匀。(3)工件装夹时候的位置应该有种于工件的找正。并应该与机床行程相适应工件台移动时候工件不得与线架有接触。(4)对工件的夹紧力要均匀，不得使工件变形或者是移位。(5)大批零件加工时，最好采用专用的夹具，以提高生产的效率。(6)细小，精密，薄壁的工件应该固定在不易变形的辅助夹具上。4、工件的找正当拿到一张图纸的时候，或者一个工件的时候，如何装夹。找正切割才能既省事又能达到较好的效果呢？找正的方法有划线按基准面和按孔找正的方法具体

8、的分析方法如下：1、按划线找正：(1)：线切割加工的型腔的位置和其它的他已成型的型腔位置要求不严格时,可靠紧基面后。穿丝可按划线定位。(2)：同一工件上型孔之间相互位置要求，但与外形要求不严，又都是只用线切割一道工序加工时，也可按基面靠紧，按划线定位、穿丝，切割一个型孔后卸线，走一段规定的距离，再穿丝切第二个型孔，如此重复，直至加工完毕。2、按基本孔或已成型孔找正：(1)按已成型的孔找正。当线切割型孔位置与外型要求不严，但与工件他工艺已成型的型岭位置要求严时，可靠紧基面后按车工内型型孔找正后走步距再加Io(2)按基准孔找正。线切割加工工件较大，但切割型孔总的行程未超过机床行程。又要求按外型找正

9、时，可按外形尺寸做出基准孔，线切割时按基面靠直后再按基准孔定位。3、按外形找正。当线切割型孔位置与外形较严时，可按外形尺寸来定位。此时最少要磨出侧垂直基面，有的甚至要磨六面。圆形工件通常要求圆柱面和端面垂直。这样。靠圆柱面即可定位。当切割型孔在中心且与外形同轴度要求不严。又无方向性时，可直接穿丝，然后用刚尺比一下外形，丝在中间即可。若与外形同轴度虽要求不严但有方向性时。当基准孔无法磨时(如很小)也可按线仔细找正。按外形找正有两种，一是直接按外形找正，二是按工件外形配做一胎具，找正胎具外形，工件固定好后即可加工。5、工艺参数选择合理选择电参数(1)要求切割速度时：当脉冲电源的空载电压高、短路电流

10、大、脉冲宽度大时候，则切割速度高。但是切割速度和表面粗糙度的要求是互相矛盾的两个切割速度好受到间隙消点离的限制，也就是说，脉冲间隔也要适宜。(2)要求表面粗糙度好时：若切割的工件厚度在80mm也内，则选用分组波的脉冲电源为好，它与同样能量的距离形波脉冲电源相比，在相同的切割速度条件下、可以获得较好的表面粗糙度。(3)要求电极撕损耗小时：多选用前阶梯脉冲波形或脉冲前沿上升缓慢的波形，由于这种波形电流的上升率底，故可以见效丝损。(4)要求切割厚工件时；选用矩形波、高电压、大电流、大脉冲宽度和大的脉冲间隔可充分消电离，从而保证加工的稳定性。若加工模具厚度为20-6Omm,表面粗糙度值为1.6-3.2

11、UiTb脉冲电源的点参数可在如下范围内选取：脉冲宽度4-20us脉冲幅值60-80v加工电流08-2A切割速度约为1540mm2min选择上述的下限数，表面粗糙度为Ra=I.6um,随着参数的增大，表面粗糙度增值Ra:3.2um0加工铺工件和试切样板时，点参数应取小些，否则会使放电间隙的增大。加工厚工件如(模)时，电参数应适当的取大些，否则会使加工不稳定，模具质量下降。5.1.7练习操作切割加工一个五角星(尺寸学生自定义)5.2注塑机加工5.2.1 实训目的1、了解注塑加工的原理及注塑机的结构。2、了解注塑机的使用和保养常识。3、了解注塑机的操作。5.2.2 实训内容1、理解注塑加工的原理、特

12、点和应用。2、讲解注塑机的结构、组成、使用和保养。3、现场操作注塑机，演示加工过程（手动、半自动和全自动）。5.2.3 实训设备海天注塑机SA2500、SA3800两台。5.2.4 注塑机加工原理注塑成型也称为注射成型，它是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件.注塑成型原理将塑料颗粒定量加入到注塑机的料筒内，通过料筒的传热，以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用使塑料逐步熔化呈粘流状态熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推挤下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中.由于模具的冷却作用，使模腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型，最后开启模具便可以从模

13、腔中推出具有一定形状和尺寸的注塑件.注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，而为满足成型的要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，相应地在模腔中产生很高的压力（模腔内的平均压力一般在2045MPa之间），因此必须有足够大的合模力。由此可见，注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。5.2.5注塑机的分类注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机，按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压一一机械（连杆）式，按操作方式分为自动、半自动、手动。安全防护门合模部分J+4br7八海天注塑机是浙江宁波海天注塑机有限公司开发的一种高效、精密曲肘式

14、注塑成型机。主要包括：锁模部分、射胶部分、机门、机架、液压系统及电气控制部分。各部分功能如下：锁模部分：保证模具可靠闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品。射胶部分：固态塑料从落料斗进入料筒,经过螺杆挤压剪切使固态塑料熔融,并注射入模具。机n：起保护操作者及设备的作用。机架：所有各部分固定用。液压系统：在电气控制元件的控制下使锁模及射胶部分完成各种动作。电气系统：有数控及电脑控制之分，在操作者的指挥下控制各部分的动作。主要周期动作顺序为：合模一一（射嘴前进）一一注射一一压力保持与制品冷却，同时塑化熔胶一一（射嘴后退）一一开模一一顶出制品一一合模。（括号内动作可省略）海天注塑机射胶部分采用一线螺杆由低

15、速高扭矩马达直接驱动塑化，双缸平衡式注射，单缸射移动作，锁模部分采用五点斜排式连杆机构，是目前较先进的装置。（一）、射胶部分功能及特点射胶部分由：料管组、射移油缸、射胶油缸、射胶头板、落料斗和液压马达组成。主要动作：进料、射移、注射、熔胶。料管组包括：螺杆、料筒、加热圈、射嘴法兰及射嘴。螺杆：是注塑机的重要部件。它的作用是对塑料进行输送、压实、熔化、搅拌和施压。机筒的结构其实就是一根中间开了下料口的圆管。分流梭是装在螺杆前端形状象鱼雷体的零件。止逆环（过胶圈）：是防止塑料熔体在注射时往后泄漏的一个零件。射嘴是联接料筒和模具的过渡部分。有直通式射嘴、自锁式射嘴、杠杆针阀式射嘴。法兰：是连接射嘴与机筒的零件。加料斗是储存塑料原料的部件。（二）、锁模部分功能及特点锁模部分总体结构如图，由锁模油缸、尾板、机钱及十字头、顶针油缸、二板、导柱、机械安全锁和头板组成。主要动作：快速锁模、入闸、高压锁模、高压开模、出闸、快速开模。优点：1）合模迅速，2）模板的运动速度和锁模力轨迹比较理想，速度是两头慢，中间快，锁模力是两头大，中间小，3）刚性好，锁模可靠，有较大的备用锁模力。4）操作安全可靠。5）锁模参数经优化设计，开锁模动作更