数控技术在波纹板成型模的应用

1 引言

　　波纹板成型模是喷管扩张段内壁毛坯内外型面的成型模具，主要加工方法是采用数控加工技术去除毛坯余量，再用成型轨迹磨床通过磨削保证图样要求。一此加工技术大大提高了加工效率，缩短了生产周期，同时降低了工人的劳动强度。这种优化零件制造工艺流程通用性大、生产效率高、设备要求低，特别适合加工圆弧曲线、曲面轮廓零件，也适用于小批量多品种的生产，在技术及经济上都具有较大意义。

2 零件的结构特点分析

　　波纹板成型模根据齿形排列形状不同可分为三类:梯形齿直线排列;梯形齿直线扇形分散排列;梯形齿圆弧状扇形分散排列。现取一种进行实例分析。波纹板成型模上下模结构见图1。

图1 上下模形状示意图 

　　零件材料采用Cr12MoV，通过锻造成长方形实体毛坯，经加工后基本成规则形状，一仅上端面排列分布着齿形，根据齿形形状，在加工每一儿何要素时都必须弄清刀具轴线在空问的方位和这个方位沿着加工轨迹的变化情况，同时需考虑到装夹方法及加工形式万

3 加工工艺分析

　　零件信息来源于设计，是工艺决策的基础信息，包括零件儿何信息、管理信息、材料、一工艺要求信息等方面，从工艺决策的角度考虑，零件信息应由总体特征、一制造特征、公差特征三个方面组成，总体特征描述零件管理信息、材料信息、总体工艺技术要求等。制造特征信息包括特征的描述、特征方位、特征邻接关系，特征父了关系、特征参数及特征构成要素。特征构成要素描述特征构成的儿何元素及其拓扑关系，以及与特征构成要素密切相关的粗糙度、形位公差、局部热表处理等工艺要求。工艺中的定位基准，夹紧位置等与特征构成要素也密切相关，公差特征除形状公差夕卜还包括尺寸、位置公差，尺寸、位置公差一般涉及两个以上特征及特征构成要素之问的关系。当选择某个零件进行加工时，必须对零件图纸进行仔细的工艺分析，选择最适宜的工艺方案。

　　波纹板成型模上下模是用数学模型描述的曲面轮廓零件，用数控加工技术去除毛坯余量，既可缩短加工周期，降低工人劳动强度，又可很好地保证图样要求。

　　3.1 设计合理的工艺流程

　　零件的工艺流程安排是关键步骤之一，影响到加工的成败。经分析论证，确定该零件工艺流程为:

　　锻件-粗铣轮廓月-热处理调质-铣外形轮廓及齿形-粗磨端面及齿形-热处理淬火-精磨端面及齿形。可以看出，零件工艺流程可分三个阶段:

　　粗加工阶段:目的在于去除锻件毛坯较大余量；

　　半精加工阶段:形成外形轮廓及齿形;

　　精加工阶段:一按图样要求完成齿形加工。

　　3.2 确定合理的加工方法

　　根据图1可以看出各齿以X、Y向扇形展开，Z向呈圆弧曲线变化，齿形为梯形，齿深由外型面轨迹和齿底型面轨迹两因素决定。因此，零件的加工主要由数控铣加工去除毛坯余量，齿形基本形成，最后采用成型磨削达到图样尺寸和形状的要求。

　　3.2.1 数控加工工艺

　　数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。数控加工过程是用数控系统代替人工操纵机床进行自动化加工的过程。数控加工是把原先在通用机床上加工时需要操作工人考虑和决定的操作内容及动作如:工步的划分与顺序、走刀路线、位移量和切削参数等，一按规定的数码形式编排程序，记录在控制介质上。加工时，控制介质上的数码信息输入数控机床的控制系统后，控制系统对输入信息进行运算和控制，并不断向直接指挥机床运动的机电功能转换部件—机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后电传动机构驱动机床按所编程序进行运动，自动加工出所要求的零件形状。由此可见，实现数控加工的关键在于编程。

　　数控加工最突出的优点是零件加工尺寸的一致性好，易于控制中问公差，从而使加工部件及整机质量稳定可靠。数控机床与普通机床相比，一个最重要的特点是具有一定柔性，一当加工对象改变时，一般不需要对机床设备进行调整，只需改变程序，就可以自动加工出新的零件来。

　　数控设备为一台XH716立式加工中心。