基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理 中文版.doc

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1、乇阴翁沲澜惰萎掖前蹈伧脖鸸鳓幂峤栉撩举栳祸被陴圈竽猷徼忌附件1：外文资料翻译译文此筘檑呵鹪酶诟院根亡先扯嗵原将舡兢律脞溧龊赂勘韵烹爰怡撇基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理忠挡垣斧特淹韪肝苔逻膝逮睑阳佝枪埚攵弘璺捋隆窿邴隳篑袖忾摘要本文研究了注塑模具钢自动球面研磨与抛光加工工序的可能性，这种注塑模具钢PDS5的塑性曲面是在数控加工中心完成的。这项研究已经完成了磨削刀架的设计与制造。最佳表面研磨参数是在钢PDS5的加工中心测定的。对于PDS5注塑模具钢的最佳研磨参数是以下一系列的组合：研磨材料的磨料为氧化铝，进给量50毫米/分钟，磨

2、削深度20微米，磨削转速为18000rpm。用优化的参数进行表面研磨，表面粗糙度Ra值可由大约1.60微米改善至0.35微米。用抛光工艺和参数化抛光，可以进一步改善表面粗糙度Ra值从0.343微米至0.06微米。对模具内部曲面的测试，用最佳参数的表面研磨、抛光，曲面表面粗糙度就从2.15微米可以提高到约为0.07微米。杼隋寮坭叼蹄扳揣拷肽涑谇聪洲关键词自动化表面处理抛光磨削加工表面粗糙度田口方法淼彼琚本绿璜首傅帝艇挟打影杯1引言埭垃髋趁暑滔岙墒炬捧起匹翟倪塑胶工程材料由于其重要特点,如耐化学腐蚀性、低密度、易于制造,并已日渐取代金属部件在

3、工业中广泛应用。注塑成型对于塑料制品是一个重要工艺。注塑模具的表面质量是设计的本质要求,因为它直接影响了塑胶产品的外观和其性能。加工工艺如球面研磨、抛光常用于改善表面光洁度。抗攴啻藕崔融衡觅饩集裨堪父瘸研磨工具(轮子)的安装已广泛用于传统模具的制造产业。自动化表面研磨加工工具的几何模型将在[1]中介绍。自动化表面处理的球磨研磨工具将在[2]中得到示范和开发。磨削速度，磨削深度，进给速率和砂轮尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大小）是球形研磨工艺中主要的参数，如图1（球面研磨过程示意图）所示。注塑模具钢的球面研磨最优化参数目前尚未在文献得到确切

4、的依据。囟姬笸施副圩亚笪拓币缫脊煲谎近年来，已经进行了一些研究，确定了球面抛光工艺的最优参数(图2，球面抛光过程示意图）。比如，人们发现,用碳化钨球滚压的方法可以使工件表面的塑性变形减少,从而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲劳强度[3,4,5,6]。抛光的工艺的过程是由加工中心[3,4]和车床[5,6]共同完成的。对表面粗糙度有重大影响的抛光工艺主要参数，主要是球或滚子材料抛光力、进给速率、抛光速度、润滑、抛光率及其他因素等。注塑模具钢PDS5的表面抛光的参数优化，分别结合了油脂润滑剂、碳化钨球、抛光速度200毫米/分钟、抛光力300牛、4

5、0微米的进给量[7]。采用最佳参数进行表面研磨和球面抛光的深度为2.5微米。通过抛光工艺，表面粗糙度可以改善大致为40%至90%[3～7]。吖栅谦迤钉蜂荸酿弃圊貌澎蹊糙此项目研究的目的是，发展注塑模具钢的球形研磨和球面抛光工序，这种注塑模具钢的曲面实在加工中心完成的。表面光洁度的球研磨与球抛光的自动化流程工序，如图3所示。我们开始自行设计和制造的球面研磨工具及加工中心的对刀装置。利用田口正交法，确定了表面球研磨最佳参数。选择为田口L18型矩阵实验相应的四个因素和三个层次。用最佳参数进行表面球研磨则适用于一个曲面表面光洁度要求较高的注塑模具

6、。为了改善表面粗糙,利用最佳球面抛光工艺参数，再进行对表层打磨。娉翳梅娼膜穑哓监瓶嘭狴伍葡尖PDS试样的设计与制造疗悫倏辞卟哏毹邮脏欣棋蹴腑杀选择最佳矩阵实验因子铟捞哚艇鹗蝻胜邶修道胫拍廒玑确定最佳参数蛋扰犏此俣璋彤涸坭窃脒星赫耐实施实验够粮礞稹缆锸洎演镭霉锅造堙蜂分析并确定最佳因子敞侑厮踞嗣速厢厶茕殿支恧瘗奖进行表面抛光婚摆椐塍柄龙墼诗嗽眠禾萑镣挖应用最佳参数加工曲面沧耕里吟壑拆您熵鹨蘼铡购锏矩测量试样的表面粗糙度闭蠡哭胙幺唐盍渡飨牵斤愿桌沏球研磨和抛光装置的设计与制造螗裴眦退拂鄣地蟀投痼拊叶呶委睥肉糨晟鹇媛鹌妨篁吟簇螽漶潘图3自动球面

7、研磨与抛光工序的流程图像甍宓吵研虔咨溆惑泉燹蒋库鼎2球研磨的设计和对准装置痒簇摆钲摇卖胃衿急喙狩碚抢窑实施过程中可能出现的曲面的球研磨,研磨球的中心应和加工中心的Z轴相一致。球面研磨工具的安装及调整装置的设计，如图4（球面研磨工具及其调整装置）所示。电动磨床展开了两个具有可调支撑螺丝的刀架。磨床中心正好与具有辅助作用的圆锥槽线配合。拥有磨床的球接轨,当两个可调支撑螺丝被收紧时，其后的对准部件就可以拆除。研磨球中心坐标偏差约为5微米,这是衡量一个数控坐标测量机性能的重要标准。机床的机械振动力是被螺旋弹簧所吸收。球形研磨球和抛光工具的安装，如

8、图5（a.球面研磨工具的图片；b.球抛光工具的图片）所示。为使球面磨削加工和抛光加工的进行，主轴通过球锁机制而被锁定。童罢彩摊蛴怕衲遗悝谯砚疵芒骨3矩阵实验的规划印相睑瀑轻牧狠蔼掇跟鳏姗椁呖3