1 引言

　　波紋板成型模是噴管擴(kuò)張段內(nèi)壁毛坯內(nèi)外型面的成型模具，主要加工方法是采用數(shù)控加工技術(shù)去除毛坯余量，再用成型軌跡磨床通過(guò)磨削保證圖樣要求。一此加工技術(shù)大大提高了加工效率，縮短了生產(chǎn)周期，同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。這種優(yōu)化零件制造工藝流程通用性大、生產(chǎn)效率高、設(shè)備要求低，特別適合加工圓弧曲線、曲面輪廓零件，也適用于小批量多品種的生產(chǎn)，在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上都具有較大意義。

2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

　　波紋板成型模根據(jù)齒形排列形狀不同可分為三類:梯形齒直線排列;梯形齒直線扇形分散排列;梯形齒圓弧狀扇形分散排列。現(xiàn)取一種進(jìn)行實(shí)例分析。

　　零件材料采用Cr12MoV，通過(guò)鍛造成長(zhǎng)方形實(shí)體毛坯，經(jīng)加工后基本成規(guī)則形狀，一僅上端面排列分布著齒形，根據(jù)齒形形狀，在加工每一兒何要素時(shí)都必須弄清刀具軸線在空問(wèn)的方位和這個(gè)方位沿著加工軌跡的變化情況，同時(shí)需考慮到裝夾方法及加工形式萬(wàn)

3 加工工藝分析

　　零件信息來(lái)源于設(shè)計(jì)，是工藝決策的基礎(chǔ)信息，包括零件兒何信息、管理信息、材料、一工藝要求信息等方面，從工藝決策的角度考慮，零件信息應(yīng)由總體特征、一制造特征、公差特征三個(gè)方面組成，總體特征描述零件管理信息、材料信息、總體工藝技術(shù)要求等。制造特征信息包括特征的描述、特征方位、特征鄰接關(guān)系，特征父了關(guān)系、特征參數(shù)及特征構(gòu)成要素。特征構(gòu)成要素描述特征構(gòu)成的兒何元素及其拓?fù)潢P(guān)系，以及與特征構(gòu)成要素密切相關(guān)的粗糙度、形位公差、局部熱表處理等工藝要求。工藝中的定位基準(zhǔn)，夾緊位置等與特征構(gòu)成要素也密切相關(guān)，公差特征除形狀公差夕卜還包括尺寸、位置公差，尺寸、位置公差一般涉及兩個(gè)以上特征及特征構(gòu)成要素之問(wèn)的關(guān)系。當(dāng)選擇某個(gè)零件進(jìn)行加工時(shí)，必須對(duì)零件圖紙進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇最適宜的工藝方案。

　　波紋板成型模上下模是用數(shù)學(xué)模型描述的曲面輪廓零件，用數(shù)控加工技術(shù)去除毛坯余量，既可縮短加工周期，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，又可很好地保證圖樣要求。

　　3.1 設(shè)計(jì)合理的工藝流程

　　零件的工藝流程安排是關(guān)鍵步驟之一，影響到加工的成敗。經(jīng)分析論證，確定該零件工藝流程為:

　　鍛件-粗銑輪廓月-熱處理調(diào)質(zhì)-銑外形輪廓及齒形-粗磨端面及齒形-熱處理淬火-精磨端面及齒形。可以看出，零件工藝流程可分三個(gè)階段:

　　粗加工階段:目的在于去除鍛件毛坯較大余量；

　　半精加工階段:形成外形輪廓及齒形;

　　精加工階段:一按圖樣要求完成齒形加工。

　　3.2 確定合理的加工方法

　　根據(jù)圖1可以看出各齒以X、Y向扇形展開，Z向呈圓弧曲線變化，齒形為梯形，齒深由外型面軌跡和齒底型面軌跡兩因素決定。因此，零件的加工主要由數(shù)控銑加工去除毛坯余量，齒形基本形成，最后采用成型磨削達(dá)到圖樣尺寸和形狀的要求。

　　3.2.1 數(shù)控加工工藝

　　數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法。數(shù)控加工過(guò)程是用數(shù)控系統(tǒng)代替人工操縱機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化加工的過(guò)程。數(shù)控加工是把原先在通用機(jī)床上加工時(shí)需要操作工人考慮和決定的操作內(nèi)容及動(dòng)作如:工步的劃分與順序、走刀路線、位移量和切削參數(shù)等，一按規(guī)定的數(shù)碼形式編排程序，記錄在控制介質(zhì)上。加工時(shí)，控制介質(zhì)上的數(shù)碼信息輸入數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算和控制，并不斷向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的機(jī)電功能轉(zhuǎn)換部件機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與放大處理，然后電傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床按所編程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)加工出所要求的零件形狀。由此可見，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的關(guān)鍵在于編程。

　　數(shù)控加工最突出的優(yōu)點(diǎn)是零件加工尺寸的一致性好，易于控制中問(wèn)公差，從而使加工部件及整機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定可靠。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，一個(gè)最重要的特點(diǎn)是具有一定柔性，一當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí)，一般不需要對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，只需改變程序，就可以自動(dòng)加工出新的零件來(lái)。

　　數(shù)控設(shè)備為一臺(tái)XH716立式加工中心。

　　3.2.2 成型磨削工藝

　　波紋板模具數(shù)控銑加工后，在成型磨削時(shí)，工具磨床選用M9116，砂輪修成與齒型相似，并配以專用夾具進(jìn)行成型磨削，上下模夾具為兩種，根據(jù)上下模軌跡不同，選用不同的夾具。

　　3.2.2.1 砂輪形狀的修磨

　　砂輪形狀修磨的質(zhì)量直接影響到模具型面的加工質(zhì)量，砂輪形狀。

　　3.2.2.2 設(shè)計(jì)制造專用工裝夾具

　　根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀，為解決成型齒加工問(wèn)題，考慮設(shè)計(jì)制造一專用夾具以滿足齒加工最終成型需要。夾具結(jié)構(gòu)根據(jù)上下模軌跡不同更換不同的夾具。

4 普通銑加工與數(shù)控銑加工比較

　　4.1 普通銑加工工藝

　　普通銑床銑齒去余量，在銑加工之前，鉗工先在兩個(gè)垂直平面劃線，然后銑工根據(jù)劃線銑齒形狀，在Z向上只有憑工人的感覺及加工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)刀，這樣，勢(shì)必造成余量不均勻，給磨削帶來(lái)很大的加工余量，延長(zhǎng)制造周期。普通銑床銑齒形狀。

　　如圖可見，有的地方還遠(yuǎn)離曲線軌跡，而有的地方已將軌跡加工到，這樣，磨削時(shí)必須將曲線軌跡下降，但影響到模塊的高度尺寸。

　　4.2 數(shù)控銑加工工藝

　　數(shù)控銑加工是選用數(shù)控加工中心設(shè)備銑齒，這樣加工出來(lái)的齒形均勻，能控制圖紙要求的齒底型面軌跡，從而保證各齒尺寸余量均勻，齒形粗加工后再選用專用夾具對(duì)各齒形及端面進(jìn)行成型磨削，一很容易滿足理論型面軌跡，從而達(dá)到圖樣要求。數(shù)控加工中心銑齒形狀見。

5 成品件試驗(yàn)及檢測(cè)結(jié)果

　　上下模塊加工合格后，與上下模板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、卸料板等配套組裝，調(diào)整問(wèn)隙均勻后進(jìn)行模具試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果能很好的滿足圖樣要求。

6 結(jié)論

　　用數(shù)控加工技術(shù)加工型面復(fù)雜的波紋板成型模具，不僅加工質(zhì)量一致性好，而目_減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了制造周期。過(guò)去生產(chǎn)一套波紋板僅陰陽(yáng)模就需用近3個(gè)月的時(shí)問(wèn)，而現(xiàn)在僅需20天的時(shí)問(wèn)，大大的提高了生產(chǎn)效率。也帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，僅一套波紋板成型模就節(jié)約資金近萬(wàn)元。