数控加工工艺第7章

1、第7章其他数控加工方法简介 v7.1 数控磨削加工工艺 7.1.1 数控外圆磨床的特点 7.1.2 数控外圆磨削方式 7.1.3 数控磨削加工工艺参数 7.1.4 典型零件的加工实例 v7.2 数控冲压加工工艺 7.2.1 数控冲模回转头式压力机冲压工艺 7.2.2 数控直角剪板工艺 7.2.3 数控板料折弯工艺 v7.3 数控电脉冲加工工艺 7.3.1 数控电火花成形加工工艺 7.3.2 数控电火花线切割加工工艺7.1 数控外圆磨削加工工艺 v7.1.1 数控外圆磨床的特点数控外圆磨床的特点v1、数控外圆磨床与普通外圆磨床比较、数控外圆磨床与普通外圆磨床比较 ：v、在磨削范围方面在磨削范围方

2、面：vA：普通外圆磨床普通外圆磨床：主要用于磨削圆柱面、：主要用于磨削圆柱面、圆锥面或阶梯轴肩的端面磨削。圆锥面或阶梯轴肩的端面磨削。vB：数控外圆磨床数控外圆磨床：除此而外，还可磨削圆：除此而外，还可磨削圆环面（包括凸环面（包括凸R和凹和凹R面），以及上述各种形面），以及上述各种形式的复杂的组合表面式的复杂的组合表面v、在进给方面在进给方面：vA：普通外圆磨床普通外圆磨床：一般采用液压和手轮手：一般采用液压和手轮手动调节进给，且只能横向（径向）进给和纵动调节进给，且只能横向（径向）进给和纵向（轴向）进给。向（轴向）进给。vB：数控外圆磨床数控外圆磨床：除横向（：除横向（X轴）和纵向轴）和纵向

3、（Z轴）进给外，还可以两轴联动，任意角度轴）进给外，还可以两轴联动，任意角度进给（切入或退出），以及作圆弧运动等，进给（切入或退出），以及作圆弧运动等，这些运动速度完全数字化，因此可以选择最这些运动速度完全数字化，因此可以选择最佳的磨削加工工艺参数。佳的磨削加工工艺参数。v2、数控外圆磨床其他的特点、数控外圆磨床其他的特点：v、数控外圆磨床在磨削量的控制、自动测量控、数控外圆磨床在磨削量的控制、自动测量控制、修正砂轮和补偿等方面都有独到之处。制、修正砂轮和补偿等方面都有独到之处。v、数控外圆磨床的工件主轴头和工作台一般可、数控外圆磨床的工件主轴头和工作台一般可调整一定角度，用于磨削锥面或校正磨

4、削锥度。调整一定角度，用于磨削锥面或校正磨削锥度。主轴中心顶尖、尾座中心顶尖以及测量头等一般主轴中心顶尖、尾座中心顶尖以及测量头等一般可手动和用可手动和用M代码控制前进和后退。代码控制前进和后退。 v、数控外圆磨床砂轮头的分类及适用范围：、数控外圆磨床砂轮头的分类及适用范围：v分类为：分类为：直型和角型直型和角型vA：直型直型适合于磨削砂轮两侧需要修整的工件，适合于磨削砂轮两侧需要修整的工件，vB：角型砂轮头角型砂轮头一般偏转一般偏转300角，适合于磨削砂轮角，适合于磨削砂轮单侧需要修整的工件单侧需要修整的工件 7.1.2 数控外圆磨削方式 v1一般直轴外圆及轴肩端面的磨削一般直轴外圆及轴肩端

5、面的磨削 v（1）横向磨削横向磨削 例例v在需要磨削部分轴向尺寸小于砂轮宽度时，采用在需要磨削部分轴向尺寸小于砂轮宽度时，采用横向磨削的方法，一次切人完成粗磨、半精磨和横向磨削的方法，一次切人完成粗磨、半精磨和精磨，整个磨削过程只有精磨，整个磨削过程只有X轴运动轴运动v（2）纵向磨削纵向磨削 例例v在工件需要磨削部分轴向尺寸大于砂轮宽度时，在工件需要磨削部分轴向尺寸大于砂轮宽度时，采用采用Z轴移动纵向磨削的方法轴移动纵向磨削的方法 v（3）端面磨削端面磨削 例例v端面磨削一般采用角型砂轮。端面与外圆都需要端面磨削一般采用角型砂轮。端面与外圆都需要磨削时，可采用磨削时，可采用X、Z轴联动，斜向切

6、入的方法轴联动，斜向切入的方法v2复杂外圆形面的磨削复杂外圆形面的磨削 v（1）在普通外圆磨床上加工在普通外圆磨床上加工：v、一是分别磨削外圆柱面、圆锥面、圆弧等、一是分别磨削外圆柱面、圆锥面、圆弧等表面，但这样很难达到同轴度、位置度等高精表面，但这样很难达到同轴度、位置度等高精度的要求。度的要求。v、另一种方法是成形磨削，但在普通磨床上、另一种方法是成形磨削，但在普通磨床上砂轮要修整出精确的轮廓形面很难。砂轮要修整出精确的轮廓形面很难。 v（2）数控外圆磨床上磨削加工方式数控外圆磨床上磨削加工方式 ：v、砂轮沿零件表面走出轮廓形状、砂轮沿零件表面走出轮廓形状 例例v、成形砂轮磨削、成形砂轮磨

7、削 例例v、复合磨削既有成形磨削又有沿零件表面轮、复合磨削既有成形磨削又有沿零件表面轮廓形状进给磨削廓形状进给磨削 例例v3测量磨削测量磨削 v特点特点：考虑编程所设原点与实际磨削原点，通：考虑编程所设原点与实际磨削原点，通过选定的测量部分直径的坐标值，使每个工件过选定的测量部分直径的坐标值，使每个工件测量部分磨削后的直径，基本保持一致，可有测量部分磨削后的直径，基本保持一致，可有效地防止间接测量产生的累积误差。效地防止间接测量产生的累积误差。v（1）测量磨削装置测量磨削装置 图图a、bv外径测量装置概念：在磨削过程中对工件的尺外径测量装置概念：在磨削过程中对工件的尺寸进行直接测量，并将结果转

8、变为电信号，当寸进行直接测量，并将结果转变为电信号，当达到设定尺寸时，发出电信号来控制砂轮头的达到设定尺寸时，发出电信号来控制砂轮头的退出退出 v（2）实际实际“测量磨削测量磨削”程序程序 v一般采用跳跃机能（一般采用跳跃机能（G31）或（）或（/）来编程。测）来编程。测量头在工件氧化皮磨掉后再进到测量位置较好量头在工件氧化皮磨掉后再进到测量位置较好 7.1.3 数控磨削加工工艺参数数控磨削加工工艺参数 v数控磨削加工工艺参数的设定，应从工件形状、硬数控磨削加工工艺参数的设定，应从工件形状、硬度、刚性及夹具等工艺系统各部分的因素综合考虑，度、刚性及夹具等工艺系统各部分的因素综合考虑，同时还要注

9、意砂轮、修整器金刚石的选择，以及考同时还要注意砂轮、修整器金刚石的选择，以及考虑编程方式，修整条件等。虑编程方式，修整条件等。 v一般磨削加工情况下的参考值一般磨削加工情况下的参考值 v1外径横向磨削条件设定外径横向磨削条件设定 v（1）间接测量部分间接测量部分 v（2）直接测量部分直接测量部分 v2外径纵向磨削条件设定外径纵向磨削条件设定 v3端面磨削条件设定端面磨削条件设定 v4工件主轴转速设定工件主轴转速设定 主轴转速主轴转速n = 1000v / dv为工件线速度，为工件线速度，d为工件直径为工件直径7.1.4 典型零件的加工实例 v喷嘴阀喷嘴阀（如（如图图所示），是在数控外圆磨床上加

10、所示），是在数控外圆磨床上加工的一个较典型的零件。该零件要磨削圆柱面工的一个较典型的零件。该零件要磨削圆柱面（10h5），圆锥面（），圆锥面（ 1:8）和圆弧面）和圆弧面（R2.5），各处单边磨削余量），各处单边磨削余量0.1，试分析，试分析其数控磨削加工工艺。其数控磨削加工工艺。v1磨削工件零件图分析磨削工件零件图分析v2选择设备选择设备 v3工件工艺方案的确定工件工艺方案的确定 v4数控磨削加工工艺参数数控磨削加工工艺参数 v1磨削工件零件图分析磨削工件零件图分析 v该零件外圆该零件外圆10h5（ ）和锥面粗糙度）和锥面粗糙度Ra0.2m，以及同轴度，以及同轴度0.005是磨削加工是磨削加

11、工要达到的重点。要达到的重点。v2选择设备选择设备 v选用选用GA5N型数控外圆磨床。型数控外圆磨床。v数控系统为数控系统为FANUC-10T，并配有自动测量装，并配有自动测量装置。置。 0006. 0v3工件工艺方案的确定工件工艺方案的确定v因有同轴度的要求，所以要一次装夹完成外圆因有同轴度的要求，所以要一次装夹完成外圆与锥面的磨削。根据喷嘴阀的结构形状，采用与锥面的磨削。根据喷嘴阀的结构形状，采用M120.5螺纹与螺纹与16侧面拧紧定位。磨削侧面拧紧定位。磨削方法既可用平砂轮控制磨出圆柱面，再用圆弧、方法既可用平砂轮控制磨出圆柱面，再用圆弧、直线插补走出圆弧面及锥面（见直线插补走出圆弧面及

12、锥面（见图图A），也可将），也可将砂轮修整成喷嘴阀标准轮廓形状，进行成形磨砂轮修整成喷嘴阀标准轮廓形状，进行成形磨削（见图削（见图B） v4数控磨削加工工艺参数数控磨削加工工艺参数v外径横向磨削条件的设定：直接测量部分外径横向磨削条件的设定：直接测量部分1P=0.04,2P=0.005,3P=0 7.2 数控冲压加工工艺 v构成了用来改变工件形状和尺寸的构成了用来改变工件形状和尺寸的冲压工艺系统冲压工艺系统的三大要素的三大要素： 加工设备、模具和材料加工设备、模具和材料 v冲压工艺的冲压工艺的传统加工设备传统加工设备主要有三类：压力机、主要有三类：压力机、剪板机和折弯机；剪板机和折弯机；v加工

13、的加工的原材料原材料主要是卷料和板材；模具主要包括：主要是卷料和板材；模具主要包括：冲压模、剪切模和折弯模。冲压模、剪切模和折弯模。 v目前常用的目前常用的数控板材加工设备数控板材加工设备有：数控步冲压力有：数控步冲压力机、数控冲模回转头压力机、数控剪板机、数控机、数控冲模回转头压力机、数控剪板机、数控直角剪板机、数控折弯机、数控三点折弯机和数直角剪板机、数控折弯机、数控三点折弯机和数控四边折边机等设备。控四边折边机等设备。 7.2.1 数控冲模回转头式压力机冲压工艺 v1模座及模具的选择模座及模具的选择 v模座是用来安装模具的，它装在转盘上，上模座是用来安装模具的，它装在转盘上，上模座装在上

14、转盘上，下模座装在下转盘上。模座装在上转盘上，下模座装在下转盘上。 v（1）模座及模具的规格模座及模具的规格 v一般为一般为972个模座个模座 ，模座及模具的规格和，模座及模具的规格和数量按表数量按表7-3选用。选用。 v（2）模具间隙模具间隙 v冲孔时，上模和下模之间的间隙根据板厚和冲孔时，上模和下模之间的间隙根据板厚和材料性质，按表材料性质，按表7-4选用选用 v（3）冲孔力的计算冲孔力的计算 v2加工举例加工举例 v图图为一仪表盘零件展开图，图中排列着用于电为一仪表盘零件展开图，图中排列着用于电压表、电流表、按键开关、指示灯及调节手柄压表、电流表、按键开关、指示灯及调节手柄安装的各种圆孔

15、、方孔及异形孔。安装的各种圆孔、方孔及异形孔。 v（1）传统的机械加工和数控压力机加工比较：）传统的机械加工和数控压力机加工比较：v（2）数控压力机加工此零件分析：）数控压力机加工此零件分析： v、零件图工艺分析、零件图工艺分析v、机床的选择、机床的选择 v、模具的选择、模具的选择v、 零件的加工程序（略）零件的加工程序（略） v（1）传统的机械加工和数控压力机加工比较）传统的机械加工和数控压力机加工比较：v按传统的机械加工工艺加工该零件，需经板料剪按传统的机械加工工艺加工该零件，需经板料剪裁、冲压、钻孔等工序，需配备大型剪板机、冲裁、冲压、钻孔等工序，需配备大型剪板机、冲床及大型摇臂钻床，涉

16、及的加工设备多，且要多床及大型摇臂钻床，涉及的加工设备多，且要多次重复定位，这样，各孔相对位置精度很难保证。次重复定位，这样，各孔相对位置精度很难保证。从工装上讲，该零件在普通冲床上加工，需配备从工装上讲，该零件在普通冲床上加工，需配备圆孔模、方孔模、异形孔模等圆孔模、方孔模、异形孔模等10套模具，这些模套模具，这些模具设计、生产准备周期至少具设计、生产准备周期至少3个月，约个月，约2万元费用。万元费用。 v用数控压力机加工此零件，它只需编出程序，一用数控压力机加工此零件，它只需编出程序，一次装夹定位，即可完成全部加工。其编程时间最次装夹定位，即可完成全部加工。其编程时间最多二、三个小时，加工

17、时间仅几分钟，且加工精多二、三个小时，加工时间仅几分钟，且加工精度高。度高。 v、零件图工艺分析、零件图工艺分析 v该零件冲形有圆孔、方孔、菱形孔、异形孔等，该零件冲形有圆孔、方孔、菱形孔、异形孔等，且零件外廓尺寸较大，零件材料为低碳钢，板厚且零件外廓尺寸较大，零件材料为低碳钢，板厚为为3。 v、机床的选择、机床的选择 v由于此零件的异形孔具有不规则角度（非直角），由于此零件的异形孔具有不规则角度（非直角），应考虑选用具有应考虑选用具有C轴功能的机床。另外零件外廓轴功能的机床。另外零件外廓尺寸较大，选用的机床工作台面应大于零件尺寸，尺寸较大，选用的机床工作台面应大于零件尺寸，或具有再定位功能的

18、机床。通过或具有再定位功能的机床。通过P = 100At公式公式计算，计算，P 300kN，考虑上述因素，我们选用，考虑上述因素，我们选用AMADA PEGA30冲床，该机床为数控转盘式，冲床，该机床为数控转盘式，最大冲裁力为最大冲裁力为300kN。 v、模具的选择、模具的选择v按零件加工孔形要求，在转盘中配备所需模具。按零件加工孔形要求，在转盘中配备所需模具。配模具时，应根据零件冲裁的厚度和材质，选定配模具时，应根据零件冲裁的厚度和材质，选定模具间隙，以便确定合适的间隙。图示零件是厚模具间隙，以便确定合适的间隙。图示零件是厚3的低碳钢，查表的低碳钢，查表7-4选用模具间隙为选用模具间隙为0.

19、5。 v、 零件的加工程序零件的加工程序（略）（略）7.2.2 数控直角剪板工艺v数控直角剪板机的数控直角剪板机的结构特点结构特点与通常使用的剪与通常使用的剪板机的根本区别：就是前者有互成板机的根本区别：就是前者有互成900角的角的上下两组刀片，并在一次行程中能完成板材上下两组刀片，并在一次行程中能完成板材垂直方向上的切断加工。垂直方向上的切断加工。 v其他区别其他区别：在数控直角剪板机上还设有半剪：在数控直角剪板机上还设有半剪切和再定位机构，能实现板材沿长度方向的切和再定位机构，能实现板材沿长度方向的任意剪切，扩大其使用范围任意剪切，扩大其使用范围。v1数控直角剪板机的选用数控直角剪板机的选

20、用 v一般情况下数控直角剪板机的选取是根据加工一般情况下数控直角剪板机的选取是根据加工范围和能力来决定的。范围和能力来决定的。v加工范围包括材质、厚度和加工尺寸。加工范围包括材质、厚度和加工尺寸。 v加工能力加工能力是指设备最大加工力。是指设备最大加工力。 v2刀片间隙的确定刀片间隙的确定 v正确选择刀片间隙，是获得良好切断面和提高正确选择刀片间隙，是获得良好切断面和提高刀片使用寿命的保证，也是必须考虑的工艺因刀片使用寿命的保证，也是必须考虑的工艺因素之一。素之一。v刀片的间隙最好根据刀片的间隙最好根据冲压工艺手册冲压工艺手册和相关和相关的资料选取。的资料选取。7.2.3 数控板料折弯工艺v板

21、料折弯机板料折弯机功能功能：v板料折弯机板料折弯机是一种金属板料冷加工成形机。在冷态是一种金属板料冷加工成形机。在冷态下它可利用所配备的通用模具下它可利用所配备的通用模具(或专用模具或专用模具)，将金，将金属板材折弯成各种几何截面形状的属板材折弯成各种几何截面形状的工件工件 v数控板料折弯机的数控板料折弯机的原理原理：v数控板料折弯机数控板料折弯机是利用数控系统对滑块行程是利用数控系统对滑块行程(凸模进凸模进入凹模深度入凹模深度)和后挡料器位置进行自动控制，以实现和后挡料器位置进行自动控制，以实现对折弯工件的不同折弯角度和折弯边宽度的折弯成对折弯工件的不同折弯角度和折弯边宽度的折弯成形。形。

22、v数控板料折弯工艺的优点数控板料折弯工艺的优点：v（1）生产率高）生产率高 。v（2）能提高折弯件精度。）能提高折弯件精度。v（3）调整简单。）调整简单。 v（4）节省中间堆放面积）节省中间堆放面积。v（5）减轻劳动强度。）减轻劳动强度。v1板料折弯板料折弯方法方法 v（1）自由折弯自由折弯v概念概念：自由折弯是利用凹模开口处的两棱边和凸：自由折弯是利用凹模开口处的两棱边和凸模顶端的棱边进行折弯，由凸模进入凹模的深度模顶端的棱边进行折弯，由凸模进入凹模的深度确定折弯角度确定折弯角度 图图 (a) 、( b) v优点优点：自由折弯所需折弯力较小，模具受力较缓：自由折弯所需折弯力较小，模具受力较缓

23、和，能延长模具使用寿命。和，能延长模具使用寿命。v缺点：缺点：板料的厚度和机械性能的不一致性以及钢板料的厚度和机械性能的不一致性以及钢板轧制方向等都会造成折弯角度的变化。板轧制方向等都会造成折弯角度的变化。v（2）校正折弯校正折弯v校正折弯校正折弯是凸模对工件的圆角和直边进行精压。是凸模对工件的圆角和直边进行精压。在凸模向下运动过程中，毛坯角度会小于凹模在凸模向下运动过程中，毛坯角度会小于凹模角度而产生负回弹角度而产生负回弹参看图参看图 (c)；到了行程终了；到了行程终了时，凸凹模对毛坯进行校正，使其圆角、直边、时，凸凹模对毛坯进行校正，使其圆角、直边、弯曲半径全部与凸模靠紧弯曲半径全部与凸模

24、靠紧图图 (d)。v采用校正折弯时，凹模开口距对折弯板料厚度采用校正折弯时，凹模开口距对折弯板料厚度的合适比例为的合适比例为6:1。折弯板厚一般小于。折弯板厚一般小于2。 例例v（3） 三点折弯三点折弯v三点折弯的三点折弯的工作原理工作原理见图见图 v在图示剖面内，凹模入口在图示剖面内，凹模入口处的圆角与其柱销表面组处的圆角与其柱销表面组成（成（1，2，3）三点，由）三点，由 这三点精确地确定折弯角这三点精确地确定折弯角度度 。三点折弯法的折弯角。三点折弯法的折弯角度误差为度误差为15 v三点折弯法是得到精确折三点折弯法是得到精确折弯的唯一方法弯的唯一方法 三点折弯法示意图 v2板料折弯机的选

25、择板料折弯机的选择 v常用的板料折弯机常用的板料折弯机结构型式结构型式：v、上动式即滑块带动凸模向下运动上动式即滑块带动凸模向下运动 。v优点优点：易于配备机械或液压同步控制系统，：易于配备机械或液压同步控制系统，机械同步装置结构简单、造价低，且能获得机械同步装置结构简单、造价低，且能获得一定的同步精度一定的同步精度 v缺点缺点：承受偏载能力较差，因此只适合于中：承受偏载能力较差，因此只适合于中小型液压板料折弯机。小型液压板料折弯机。 v、下动式即滑块安装在机床下部，并带动下动式即滑块安装在机床下部，并带动凹模向上运动凹模向上运动。 v优点优点：重量轻、结构紧凑、便于维修；：重量轻、结构紧凑、

26、便于维修；v缺点缺点：同步精度不高；单作用缸解决滑块倾斜：同步精度不高；单作用缸解决滑块倾斜问题有困难；精确控制凸模进入凹模深度较难；问题有困难；精确控制凸模进入凹模深度较难；不适用于冲切；且工作台上的凹模带着工件向不适用于冲切；且工作台上的凹模带着工件向上运行，操作者不易操作上运行，操作者不易操作v、三点折弯式是根据前述中的三点折弯法工、三点折弯式是根据前述中的三点折弯法工作原理工作的作原理工作的v三点折弯机三点折弯机优点优点在于折弯精度高，工艺用途广，在于折弯精度高，工艺用途广，并具备有四边成形机的功能。并具备有四边成形机的功能。 v目前数控板料折弯机的坐标轴已从单轴发展到目前数控板料折弯

27、机的坐标轴已从单轴发展到12轴。轴。v3模具模具v板料折弯和模具形状各异，主要是根据折弯工件板料折弯和模具形状各异，主要是根据折弯工件的形状设计模具的形状设计模具 v（1）通用模具通用模具v概念概念：在自由折弯或校正折弯中普遍常用的模具：在自由折弯或校正折弯中普遍常用的模具称为通用模具称为通用模具 图图v多数凹模四面都开有不同规格的槽口，以适应不多数凹模四面都开有不同规格的槽口，以适应不同板厚的折弯。同板厚的折弯。 图图v凸模常用的有尖头形，直角头形、鹅颈形等凸模常用的有尖头形，直角头形、鹅颈形等 图图v凹模材料多采用凹模材料多采用5CrMnMo，CrWMn；凸模材料；凸模材料有有70号钢，号

28、钢，9SiCr等。等。 v(2)三点板料折弯机的模具三点板料折弯机的模具v三点折弯机模具是根据三点折弯法原理设计的三点折弯机模具是根据三点折弯法原理设计的 v凸模的归类凸模的归类 ：图图v一是一是尖头形尖头形 v图图中中 适用于折弯板厚小于适用于折弯板厚小于2 v二是二是鹅颈形鹅颈形 v图图中中 用于折弯中厚钢板用于折弯中厚钢板 v三是三是平端形平端形 v图图中中11 主要用于压扁、校正折弯工艺主要用于压扁、校正折弯工艺 v图图中夹持器中夹持器、凸模、凸模为标准件，其余为标准件，其余为专用件。为专用件。v其他一些凸模图形及用途其他一些凸模图形及用途v图图 (d)用于四边双弯边左边带角的工件，凸

29、模用于四边双弯边左边带角的工件，凸模宽度宽度7580；v图图(e)用于四边双弯边右边带角的工件，凸模用于四边双弯边右边带角的工件，凸模宽度宽度75175；其中有宽度为；其中有宽度为50的中间模的中间模块；块；v图图(f)是利用凸模夹持器校正折弯边的工艺状态是利用凸模夹持器校正折弯边的工艺状态v凹模凹模 图图 续续v凹模开口尺寸是至关重要的折弯参数，它与折凹模开口尺寸是至关重要的折弯参数，它与折弯板厚和折弯力有密切关系。弯板厚和折弯力有密切关系。v各种不同开口尺寸的凹模各种不同开口尺寸的凹模 图图 续续 v4折弯精度折弯精度 v(1) 影响折弯精度的因素影响折弯精度的因素v、数控板料折弯机的、数

30、控板料折弯机的工作精度内容工作精度内容：不仅包括：不仅包括设备本身的静态精度和动态精度，同时还与模具设备本身的静态精度和动态精度，同时还与模具的形状、加工误差、折弯件坯料尺寸的误差及弯的形状、加工误差、折弯件坯料尺寸的误差及弯曲弹复等都有很大关系。曲弹复等都有很大关系。 v、影响折弯精度的因素影响折弯精度的因素：v板料折弯件的精度除受机床工作精度影响外，还板料折弯件的精度除受机床工作精度影响外，还受钢板弯曲回弹的影响。受钢板弯曲回弹的影响。 v、回弹回弹的的概念概念：材料的弯曲变形是由弹性变形：材料的弯曲变形是由弹性变形过渡到塑性变形，在塑性变形中不可避免的有弹过渡到塑性变形，在塑性变形中不可

31、避免的有弹性变形存在，致使工件的弯曲半径和折弯角度与性变形存在，致使工件的弯曲半径和折弯角度与所要求的尺寸不一致，称之所要求的尺寸不一致，称之回弹回弹。 v、影响回弹的因素影响回弹的因素 ：vA、材料的机械性能、材料的机械性能 vB、材料的相对弯曲半径、材料的相对弯曲半径 vC、折弯件的形状、折弯件的形状 vD、折弯方法、折弯方法 vE、材料轧制后的纤维组织、材料轧制后的纤维组织 v（2）提高折弯精度的措施）提高折弯精度的措施 v凸模进入凹模深度的控制凸模进入凹模深度的控制 v滑块和工作台的挠度补偿滑块和工作台的挠度补偿 v模具微调模具微调 v折弯角度的自动测量折弯角度的自动测量 v钢板厚度自

32、动测量钢板厚度自动测量 v采用三点折弯法可有效地提高折弯精度采用三点折弯法可有效地提高折弯精度 v5折弯工艺力的确定折弯工艺力的确定 v折弯工艺力分类折弯工艺力分类：v以自由折弯为基础的工艺力和三点折弯工艺力。以自由折弯为基础的工艺力和三点折弯工艺力。v（1）自由折弯和校正折弯工艺力）自由折弯和校正折弯工艺力v概念和参数概念和参数： v、模具比、模具比：凹模开口宽度：凹模开口宽度W与板料厚度与板料厚度t的比值的比值称为称为模具比模具比。v标准模具比：标准模具比：选择模具开口尺寸为选择模具开口尺寸为8倍于板料的厚倍于板料的厚度即模具比为度即模具比为8:1；板厚；板厚12.719.2的模具比为的模

33、具比为10:1；板厚在；板厚在19.2以上的模具比为以上的模具比为12:l。这三。这三种比例称为种比例称为标准模具比标准模具比。v、折弯半径、折弯半径(内半径内半径) v在自由折弯时，不管板料厚度如何，最适宜的在自由折弯时，不管板料厚度如何，最适宜的折弯半径约等于凹模开口距的折弯半径约等于凹模开口距的0.156倍。折弯半倍。折弯半径小于或等于板料厚度时，弯曲层很容易断裂，径小于或等于板料厚度时，弯曲层很容易断裂，因此要得到较小的折弯半径，就应采用校正折因此要得到较小的折弯半径，就应采用校正折弯法。弯法。 v折弯半径对计算折弯力具有重要的作用，再加折弯半径对计算折弯力具有重要的作用，再加上材料有

34、压延特性，因而在计算校正折弯力时，上材料有压延特性，因而在计算校正折弯力时，须考虑折弯力系数须考虑折弯力系数(F)。 v自由折弯工艺力自由折弯工艺力计算公式计算公式： vP= v式中式中 P每米所需折弯力每米所需折弯力(kN)；v b材料抗拉极限强度材料抗拉极限强度(Pa)；v t折弯板料厚度折弯板料厚度()； v l折弯板料长度折弯板料长度(m)； v W凹模开口宽度凹模开口宽度()； v C弯曲系数弯曲系数(见表见表7-7（教材（教材236）)。 WltCb2vi为模具比，为模具比，iv校正折弯工艺力计算公式：校正折弯工艺力计算公式： vT=10FKb t2v式中式中 T每米所需要的折弯力

35、每米所需要的折弯力(kN)；v b -材料抗拉极限强度材料抗拉极限强度(MPa)； v t折弯板料厚度折弯板料厚度()； v K校正折弯常数，取校正折弯常数，取1.55； v F 折弯力系数折弯力系数(见表见表7-8)tWv（2） 三点折弯工艺力三点折弯工艺力v钢板抗拉极限强度为钢板抗拉极限强度为4500MPa时，每米需时，每米需要折弯力的近似值是：要折弯力的近似值是： vT=4500 x1.3 v式中式中 T每米所需要的折弯力每米所需要的折弯力(kN)；v t折弯板料厚度折弯板料厚度()；v W凹模开口宽度凹模开口宽度()。Wt2v6加工实例加工实例 v图图中是我国某纺织机械厂采用三点折弯工

36、艺中是我国某纺织机械厂采用三点折弯工艺加工的零件，其工艺效果十分明显。加工的零件，其工艺效果十分明显。 v图图 (a)所示零件材料为所示零件材料为2的不锈钢板，全长的不锈钢板，全长3m，分两侧共，分两侧共14道折弯成形工序，按要求成道折弯成形工序，按要求成形后其不锈钢表面不得有任何拉毛、划伤，形后其不锈钢表面不得有任何拉毛、划伤，其盖和槽体成形后安装时上下成形轮廓应完其盖和槽体成形后安装时上下成形轮廓应完全吻合。全吻合。v该零件按传统工艺分别在该零件按传统工艺分别在160t，80t折弯机和折弯机和315t油压机上用两套通用模具和一套精制的专油压机上用两套通用模具和一套精制的专用整形模经多次互转

37、加工，并经三次人工修整用整形模经多次互转加工，并经三次人工修整工序，用工序，用12.2h加工完成，最后尚须抛光处理。加工完成，最后尚须抛光处理。v用数控三点折弯机加工，仅用用数控三点折弯机加工，仅用15min在一台机在一台机床一次全部折弯成形，效率为常规折弯工艺的床一次全部折弯成形，效率为常规折弯工艺的49倍，而且无须成型模具准备，大大缩短了互倍，而且无须成型模具准备，大大缩短了互转周期，成批加工精度稳定，产品质量远比常转周期，成批加工精度稳定，产品质量远比常规工艺高。规工艺高。v图图 (b)零件的材料为零件的材料为LY8，厚度，厚度t12，要求，要求由四块板折弯拼合成由四块板折弯拼合成106

38、1303110圆筒，内圆经弧面样板检查，接触面不得少圆筒，内圆经弧面样板检查，接触面不得少于于2/3，接触点均布，四块结合缝，接触点均布，四块结合缝0.3，且内，且内圆弧面压成圆弧面压成48条沿全长条沿全长21.5(宽宽深深)的的V型均布的穿线槽，槽上钻有型均布的穿线槽，槽上钻有5839个个5及及2孔孔v图图 (c)所示零件，原用冷拔铝合金异型管制造，所示零件，原用冷拔铝合金异型管制造，成本高昂，后改造为厚度成本高昂，后改造为厚度t0.7的不锈钢折的不锈钢折弯罗拉，全长弯罗拉，全长940，经，经24道折弯成形工序，道折弯成形工序，不仅要求同时保证其内圆、外圆直径公差，还不仅要求同时保证其内圆、

39、外圆直径公差，还要保证内、外圆同轴度为要保证内、外圆同轴度为0.2 v图图所示折弯零件，零件厚度为所示折弯零件，零件厚度为2，材料为，材料为20钢，试分析其数控板料折弯工艺。钢，试分析其数控板料折弯工艺。 v(1) 零件的工艺分析零件的工艺分析v(2) 模具的选择模具的选择 v(3) 折弯顺序折弯顺序v(4) 工件展开长度及折弯定位长度的计算工件展开长度及折弯定位长度的计算 v(5) 对零件进行编程及加工对零件进行编程及加工 v (1) 零件的工艺分析零件的工艺分析v该零件包含了小于该零件包含了小于900，大于，大于900，900和压死边和压死边等较完整的折弯工艺过程。编程时首先应分析等较完整

40、的折弯工艺过程。编程时首先应分析设备、系统加工工艺上的可能性，如压死边操设备、系统加工工艺上的可能性，如压死边操作，对零件最小后定位尺寸的可能性，零件模作，对零件最小后定位尺寸的可能性，零件模具工艺尺寸上可能的干涉等。具工艺尺寸上可能的干涉等。v(2) 模具的选择模具的选择v一般按工件厚度的一般按工件厚度的8倍选用下模口宽度，上述零倍选用下模口宽度，上述零件厚度为件厚度为2，选模口宽度，选模口宽度16。v(3) 折弯顺序折弯顺序v 先查表确定最小定位尺寸应大于先查表确定最小定位尺寸应大于12。再进一。再进一步判定折弯工序顺序，确定好步判定折弯工序顺序，确定好折弯工艺图折弯工艺图。 v判定折弯顺

41、序的判定折弯顺序的原则原则：在折弯全过程中，不得：在折弯全过程中，不得失去定位基准或折弯时产生干涉失去定位基准或折弯时产生干涉 v在制定折弯顺序时，应尽可能考虑对精度要求在制定折弯顺序时，应尽可能考虑对精度要求高的折弯边折弯尺寸和定位基准尺寸的一致，高的折弯边折弯尺寸和定位基准尺寸的一致，以提高尺寸公差严格的折弯边的折弯精度。以提高尺寸公差严格的折弯边的折弯精度。v此外，还应考虑定位时重量大的一侧由机床托此外，还应考虑定位时重量大的一侧由机床托架支撑，以及尽量减少折弯过程工件翻转次数，架支撑，以及尽量减少折弯过程工件翻转次数，以减轻工人劳动强度。以减轻工人劳动强度。 v (4) 工件展开长度及

42、折弯定位长度的计工件展开长度及折弯定位长度的计算算 v沿用有影响的瑞士沿用有影响的瑞士WS公司数控三点折弯机准公司数控三点折弯机准确而简易的计算方法确定确而简易的计算方法确定 v也可用常规经验方法计算展开长，由试折弯也可用常规经验方法计算展开长，由试折弯(用调试操作方式用调试操作方式)修正确定。修正确定。 v(5) 对零件进行编程及加工对零件进行编程及加工7.3 数控电脉冲加工工艺 7.3.1 数控电火花成形加工工艺过数控电火花成形加工工艺过程程 v1电加工工艺参数的选定电加工工艺参数的选定 v（1）电极极性的选择）电极极性的选择 v（2）加工峰值电流和脉冲宽度的选择）加工峰值电流和脉冲宽度的

43、选择 v（3）脉冲间隙时间选择）脉冲间隙时间选择 v（1）电极极性的选择）电极极性的选择v工具电极极性一般工具电极极性一般选择原则选择原则是：是：v铜电极对钢：选铜电极对钢：选“+”极性；极性；v铜电极对铜：选铜电极对铜：选“-”极性；极性；v铜电极对硬质合金：铜电极对硬质合金：“+”“-”极性都可以；极性都可以；v石墨电极对铜：选石墨电极对铜：选“-”极性；极性；v石墨电极对硬质合金：选石墨电极对硬质合金：选“-”极性；极性；v石墨电极对钢：加工石墨电极对钢：加工R max为为15m以下孔，为以下孔，为“-”极，加工极，加工R max为为15m以上孔，为以上孔，为“+”极极性；性；v钢电极对

44、钢：选钢电极对钢：选“+”极性。极性。 v（2）加工峰值电流和脉冲宽度的选择）加工峰值电流和脉冲宽度的选择：v加工峰值电流和脉冲宽度主要影响加工表面粗加工峰值电流和脉冲宽度主要影响加工表面粗糙度、加工宽度。糙度、加工宽度。 v把加工峰值电流及脉冲宽度分为三个区域：即把加工峰值电流及脉冲宽度分为三个区域：即粗加工区，半精加工区，精加工区。粗加工区，半精加工区，精加工区。v精加工区的峰值电流精加工区的峰值电流及加工脉冲宽度都最小，及加工脉冲宽度都最小，最小加工峰值电流可达最小加工峰值电流可达1/6的最大加工峰值电流的最大加工峰值电流和和1/30最大脉冲宽度，最大脉冲宽度，半精加工区半精加工区为为1

45、/6的最大的最大加工峰值电流和加工峰值电流和1/30最大脉冲宽度，至最大脉冲宽度，至1/2的最的最大加工峰值电流和大加工峰值电流和1/12最大脉冲宽度；最后剩下最大脉冲宽度；最后剩下的即为的即为粗加工区域粗加工区域。 v（3）脉冲间隙时间选择）脉冲间隙时间选择 v脉冲间隙时间影响加工效率，但过短的间隙脉冲间隙时间影响加工效率，但过短的间隙时间会引起放电异常，所以选择时重点考虑时间会引起放电异常，所以选择时重点考虑排屑情况，以保证正常加工。排屑情况，以保证正常加工。 v2预加工预加工v提高加工效率的一般方法有提高加工效率的一般方法有：v（1）工件预加工工件预加工 v（2）蚀出物去除蚀出物去除 v

46、保证有良好的排屑环境的方法：保证有良好的排屑环境的方法： v冲液法冲液法 在工件或电极上开加工液孔，让工在工件或电极上开加工液孔，让工作液从中流过作液从中流过 （如（如图图所示）所示） v抽液法抽液法 和冲液法相反和冲液法相反 v喷射法喷射法 在工件或电极不能开加工液孔时，在工件或电极不能开加工液孔时，可用喷射法（如可用喷射法（如图图所示）所示） v3加工方式选定加工方式选定 v多电极多次加工的加工时间较长，需要电极多电极多次加工的加工时间较长，需要电极定位正确，但这种方法工艺参数选择比较简定位正确，但这种方法工艺参数选择比较简单。单。v单电极加工一般用于型腔要求比较简单的加单电极加工一般用于

47、型腔要求比较简单的加工。工。 v对于一些型腔粗糙度、形状精度要求较高的对于一些型腔粗糙度、形状精度要求较高的零件，可以采用摇动加工方式。零件，可以采用摇动加工方式。 v数控电火花加工机床的数控电火花加工机床的摇动方式摇动方式 ：v（1）放射运动放射运动 从中心向外作半径为从中心向外作半径为R的扩的扩展运动，边扩展边加工如图（展运动，边扩展边加工如图（a）。）。v（2）多边形运动多边形运动 从中心向外扩展至从中心向外扩展至R位置位置后，作多边形运动加工如图（后，作多边形运动加工如图（b）。）。 v（3）任意轨迹运动任意轨迹运动 用各点坐标值（用各点坐标值（x，y）先编程，以后再动作如图先编程，以

48、后再动作如图c）。）。 v（4）圆弧运动圆弧运动 从中心向半径从中心向半径R方向作圆弧方向作圆弧运动，同时加工如图（运动，同时加工如图（d）。）。v（5）自动扩大加工自动扩大加工 对以上对以上4种运动方式，种运动方式，顺序增加顺序增加R值，同时移动进行加工如图（值，同时移动进行加工如图（e）。）。v（6）螺旋式螺旋式 从中心向外作半径从中心向外作半径R的扩展运的扩展运动，并以螺旋线形式下降。动，并以螺旋线形式下降。 v电火花加工工艺安排的流程电火花加工工艺安排的流程：电极材料电极材料 电极制造方法电极制造方法 电极尺寸电极尺寸 电极个数电极个数 加工液孔加工液孔 找正基准面找正基准面 电极设计

49、、制作电极设计、制作 找正基准面找正基准面 工件工件预加工预加工电极电极、工件定位工件定位 电极极性电极极性 峰值电流峰值电流 脉冲宽度脉冲宽度 脉冲间隙脉冲间隙 加工电压加工电压 电条件设定电条件设定 放电加工放电加工 完成完成 蚀出物排出蚀出物排出 v4加工实例：加工实例：v纪念币模具加工纪念币模具加工 v(1) 零件的工艺分析零件的工艺分析 v纪念币的纹路细，要求电极损耗小，另外纪念币的纹路细，要求电极损耗小，另外要求光泽好。要求光泽好。v纪念币尺寸：纪念币尺寸：38，型腔深，型腔深1.2 v(2) 选择设备选择设备v选择机床：三菱选择机床：三菱M25C6G15型型 v(3) 加工工艺安

50、排加工工艺安排 v电极电极：选用电铸电极；：选用电铸电极；v电极极性电极极性：“+”；v工件预加工工件预加工：模板上下面平磨，四边平面：模板上下面平磨，四边平面用作定位面；用作定位面； v电极安装电极安装：以：以 9铜柄作装夹柄并调整其铜柄作装夹柄并调整其垂直度，要求倾斜度小于垂直度，要求倾斜度小于0.007mm； v排屑方法排屑方法：两边喷射，压力：两边喷射，压力0.3MPa；v电条件选择电条件选择：分粗、半精、精、光整四次：分粗、半精、精、光整四次加工；加工； v粗加工粗加工： 峰值电流峰值电流 10Av 脉冲宽度脉冲宽度 90sv 脉冲间隙脉冲间隙 60sv 加工深度加工深度 1.0v半

51、精加工半精加工：峰值电流：峰值电流 5Av 脉冲宽度脉冲宽度 32sv 脉冲间隙脉冲间隙 32s v 加工深度加工深度 1.1v精加工精加工： 峰值电流峰值电流 2Av 脉冲宽度脉冲宽度 16sv 脉冲间隙脉冲间隙 16sv 加工深度加工深度 1.16v光整加工光整加工：峰值电流：峰值电流 1Av 脉冲宽度脉冲宽度 4sv 脉冲间隙脉冲间隙 4sv 加工深度加工深度 1.27.3.2 数控电火花线切割加工工艺v1数控线切割加工概述数控线切割加工概述 v概念概念：v电火花线切割电火花线切割：用线状电极（铜丝或钼丝）靠：用线状电极（铜丝或钼丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切火花放电对工

52、件进行切割，故称为电火花线切割。割。 v数控线切割加工数控线切割加工：电火花线切割加工机床的运：电火花线切割加工机床的运动由数控装置控制时，称为动由数控装置控制时，称为数控线切割加工数控线切割加工。 v数控线切割加工的数控线切割加工的基本原理基本原理：v利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作为工具利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作为工具电极（接高频脉冲电源的负极），对工件（接电极（接高频脉冲电源的负极），对工件（接高频脉冲电源的正极）进行脉冲火花放电而切高频脉冲电源的正极）进行脉冲火花放电而切割成所需的工件形状与尺寸割成所需的工件形状与尺寸 v数控线切割机床数控线切割机床根据电极丝的运行速度分类根

53、据电极丝的运行速度分类：v一类是一类是快走丝快走丝数控线切割机床，这类机床的电极数控线切割机床，这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为丝作高速往复运动，一般走丝速度为812m/s；v另一类是另一类是慢走丝慢走丝数控线切割机床，这类机床的电数控线切割机床，这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度为极丝作低速单向运动，一般走丝速度为0.2 m/s。 v（1）快走丝数控线切割机床）快走丝数控线切割机床v快走丝数控线切割机床快走丝数控线切割机床通常使用钼丝作为电极，通常使用钼丝作为电极，线切割速度可达线切割速度可达350/min v切割零件的表面粗糙度一般为切割零件的表面粗糙度一般为Ra

54、1.252.5m，最佳也只有最佳也只有Ra 1m；线切割零件的加工精度在；线切割零件的加工精度在0.010.02左右。左右。 v（2）慢走丝数控线切割机床）慢走丝数控线切割机床 v慢走丝数控线切割机床慢走丝数控线切割机床使用铜丝作为加工电极，使用铜丝作为加工电极，且铜丝仅使用一次，不重复使用。线切割速度为且铜丝仅使用一次，不重复使用。线切割速度为4080/min ；所加工的工件表面粗糙度一般；所加工的工件表面粗糙度一般可达可达Ra 1.25m，最佳可达，最佳可达Ra 0.2m左右；零左右；零件的加工精度在件的加工精度在0.0020.005左右。左右。 v（3）数控线切割加工的应用）数控线切割加

55、工的应用 v加工模具加工模具v加工电火花成形加工用的电极加工电火花成形加工用的电极v加工零件加工零件 vA、试制新产品、试制新产品 vB、零件制造方面零件制造方面 v2数控线切割加工工艺分析数控线切割加工工艺分析v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析 v（2）工艺基准的选择）工艺基准的选择v（3）加工路线的选择）加工路线的选择v（4）确定穿丝孔的位置）确定穿丝孔的位置v（5）确定加工参数）确定加工参数v（6）加工实例：防松垫圈的加工）加工实例：防松垫圈的加工 v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析 v首先对零件图进行分析以明确加工要求。首先对零件图进行分析以明确加工要求。v其次，对工件上已加工

56、表面进行分析确定哪些其次，对工件上已加工表面进行分析确定哪些面可以作为工艺基准，采用什么方法定位。面可以作为工艺基准，采用什么方法定位。v在确定工艺基准时，除了遵循基准选择原则外，在确定工艺基准时，除了遵循基准选择原则外，还应从数控加工的特点出发，使工序尺寸的标还应从数控加工的特点出发，使工序尺寸的标注方便于编程。注方便于编程。v除此以外，还要分析零件的形状及材料热处理除此以外，还要分析零件的形状及材料热处理后的状态，考虑会不会在加工过程中发生变形，后的状态，考虑会不会在加工过程中发生变形，哪些部位最容易变形。哪些部位最容易变形。 v（2）工艺基准的选择）工艺基准的选择 v分析选择主要定位基准

57、以保证将工件正确、分析选择主要定位基准以保证将工件正确、可靠地装夹在机床或夹具上。应尽量使定位基可靠地装夹在机床或夹具上。应尽量使定位基准与设计基准重合。准与设计基准重合。 v选择某些工艺基准作为电极丝的定位基准，选择某些工艺基准作为电极丝的定位基准，用来将电极丝调整到相对于工件正确的位置。用来将电极丝调整到相对于工件正确的位置。 v对于以底平面作主要定位基准的工件，当其上对于以底平面作主要定位基准的工件，当其上具有相互垂直而且又同时垂直于底平面的相邻具有相互垂直而且又同时垂直于底平面的相邻侧面时，应选择这两个侧面作为电极丝的定位侧面时，应选择这两个侧面作为电极丝的定位基准。基准。 v（3）加

58、工路线的选择）加工路线的选择v选择加工路线时，尽量避免破坏工件或毛坯结选择加工路线时，尽量避免破坏工件或毛坯结构刚性。因此要注意以下几点：构刚性。因此要注意以下几点： v避免从工件端面由外向里开始加工，破坏工避免从工件端面由外向里开始加工，破坏工件的强度，引起变形。应从穿丝孔开始加工。件的强度，引起变形。应从穿丝孔开始加工。如如图图所示。所示。v不能沿工件端面加工，这样放电时电极丝单不能沿工件端面加工，这样放电时电极丝单向受电火花冲击力，使电极丝运行不稳定，难向受电火花冲击力，使电极丝运行不稳定，难以保证尺寸和表面精度。以保证尺寸和表面精度。v加工路线距端面距离应大于加工路线距端面距离应大于5

59、。以保证工件。以保证工件结构强度少受影响而发生变形。结构强度少受影响而发生变形。v加工路线应向远离工件夹具的方向进行加工，加工路线应向远离工件夹具的方向进行加工，以避免加工中因内应力释放引起工件变形。待以避免加工中因内应力释放引起工件变形。待最后再转向工件夹具处进行加工。最后再转向工件夹具处进行加工。 v在一块毛坯上要切出两个以上零件不应该连在一块毛坯上要切出两个以上零件不应该连续一次切割出来，而应从不同穿丝孔开始加工。续一次切割出来，而应从不同穿丝孔开始加工。如如图图所示。所示。v（4）确定穿丝孔的位置）确定穿丝孔的位置v当切割凸模需要设置穿丝孔时，位置可选在加当切割凸模需要设置穿丝孔时，位

60、置可选在加工轨迹的拐角附近以简化编程。工轨迹的拐角附近以简化编程。 v切割凹模等零件的内表面时，将穿丝孔设置在切割凹模等零件的内表面时，将穿丝孔设置在工件对称中心对编程计算和电极丝定位都较为方工件对称中心对编程计算和电极丝定位都较为方便。但切入行程较长，不适合大型工件采用。便。但切入行程较长，不适合大型工件采用。 v在加工大型工件时，穿丝孔应设置在靠近加工在加工大型工件时，穿丝孔应设置在靠近加工轨迹边角处或选在已知坐标点上使运算简便，缩轨迹边角处或选在已知坐标点上使运算简便，缩短切入行程。短切入行程。 v在加工大型工件时，还应沿加工轨迹设置多个在加工大型工件时，还应沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以