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基于磨料流加工(AFM)的冲头抛光机设计文献综述

 2020-04-14 20:05:25  

1.目的及意义

玻璃模具是成型的主要工艺装置,是容器玻璃生产中的主要要素之一,它是直接成型玻璃制品的工具,决定了产品的形状及规格尺寸,模具的质量和玻璃容器的外观有直接的联系,因此玻璃容器的质量很大程度上取决于所使用的模具质量。冲头是玻璃模具关键零件,所以对冲头的表面质量和功能性边缘、边角要求的不断提高,致使目前使用的手工、机械及化学等传统加工工艺方法对零件表面进行抛光、倒圆角及去毛刺均有其局限性。磨粒流加工技术既有对零件研磨抛光、倒圆角的作用,又具有对外表面各种复杂型面研磨抛光的能力,尤其在零件的加工一致性上具有传统工艺无法比拟的优势及其他方法不具备的功能,故被称作“奇特工艺”。磨粒流加工方法的应用,创建了零件内外表面处理的新概念,使得金属表面处理更具有特色。

磨粒流加工时20世纪60年代由美国最早提出来的,英文名字是Abrasive Flow Machining 简称AFM,这种加工方式是通过磨料的流动挤压来达到对加工表面的去毛刺、除飞边、磨圆角。这种新型的加工工艺最初应用于航天航空领域中阶梯孔、交叉孔、内十字孔等复杂零件的珩磨,接着应用于一些复杂零件的精密加工,此后被应用于到各个领域。

磨粒流加工从20世纪80年代开始进入我国,开始主要是进口国外的整套设备,随后国内的几所大学先后对这种新型的加工工艺进行了详细而又系统的分析和研究,研发了机床,还研发了相应的磨料、夹液压系统、检测系统等一系列装置和设备。使这种新型的加工工艺被更多的人所熟知。为磨粒流加工技术的发展与应用奠定了基础。

磨粒流加工曾被列入“七五计划”,并作为重要的技术项目之一,我国对其进行了重点深入的研究,国内专家和学者的共同努力下,终于取得了巨大的进步。但是国内这种技术水平依然相对较低,国内落后国外10-15年,磨粒流机床的监测与控制系统不够完善,不够智能,监控系统还不能做到实时监控主要的加工参数,如加工周期、加工次数、加工速度、加工压力、加工温度、以及加工时间等。

国外磨粒流加工技术发展现状

国外磨粒流加工设备智能化程度较高,缸径小的可以达到几十毫米,大的可以达到650毫米,一些高端的磨粒流机床不仅拥有先进的监控系统,还拥有数据采集系统,完善的自动装卸系统,智能的冷却系统。

国外拥有不少生产磨粒流机床的公司,它们不仅生产机床,还生产机床配套的一系列设施。例如日本东洋公司、美国的Kennameltal Exturde Hone公司、德国的Micro Technica Technologies 公司、德国的Perfect Finish GmbH 公司。

日本东洋公司的机床已经系列化,能够生产出包括机床在内的一整套设施,机床的智能化水平较高,监控系统,冷却系统,数据采集系统,自动装卸系统等都比较完备。

美国的公司生产的磨粒流挤压研磨机床EasyFlow,智能化程度较高,能够自动完成夹具的识别,按照编写的程序对零件的加工,并带有自动检测系统和自动报警装置。拥有独立工作的液压系统,对加工过程,加工速度和温度具有良好的控制,并且拥有人机交互界面,能够储存和监控所有的加工数据。

德国的Micro Technica Technologies 公司。在最近几年展示推出的MICRO TECHNICA新型磨粒流机床,它拥有智能过程控制和翻转工作台。这款新型磨粒流机床是磨具制造商们专门设计的,显著地优点之一就是控制系统的自动化程度高,它应用编程技术,来控制机床,加工准确无误,精度高,新的翻转台使得工件的装卸更加方便、安全、可靠。

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