外文翻译--注塑模表面自动化磨削和抛光的过程中文版.doc

8Fang-Jung Shiou · Chao-Chang A. Chen · Wen-Tu Li注塑模表面自动化磨削和抛光的过程发表日期： 2004年3月30日： 2004年7月5日 网上公布： 2005年3月30日©斯普林格-柏林出版社，伦敦有限公司2005年摘要：本文探讨在数控加工中心中对注塑模上任意一个自由表面进行自动化磨削和抛光过程的可能性作者在本文中已经完成了磨削和抛光工具的设计和制造在加工中心的注塑模使用Taguchi正交矩阵方法确定其最佳表面磨削参数注塑模的最佳表面参数为：磨削材料为 ，磨削速度为，磨削深度为，进给速度为通过使用最佳磨削参数的平磨可使其表面粗糙度从提高到，使用最佳抛光参数的抛光过程可使其表面粗糙度从提高到，将最佳表面磨削和抛光参数运用到自由表面模腔，其部分表面粗糙度值可从提高到关键字：自动表面抛光，抛光加工，磨削加工，表面粗糙度，Taguchi方法1 介绍塑料是重要的工程材料，由于其具有特定的特点：如耐腐蚀性，抗化学品的腐蚀，密度低，并且易于制造，在工业应用上已日益取代金属部件注射成型工艺在塑料产品中是一个重要的成形过程表面加工的质量是注塑模的一个重要要求，因为它直接影响塑胶产品的外观。

加工过程中的抛光和研磨被普遍使用来改善工件表面光洁度展开磨削已被广泛应用于传统模具加工行业展开磨削的自动化表面加工过程的几何模型将在【1】中介绍球面磨削加工使自动化表面加工系统被提高了【2】磨削速度，切削深度，进给速度，磨具属性，如研磨材料和磨料粒大小，在球形磨削过程中起主导作用，如图1所示注塑模具的最优球面磨削参数尚未被证实近几年来，一些确定抛光过程最佳参数的研究已经进在行了举例来说，现在已发现塑料变形可使工件表面减少使用碳化钨材料，从而改善其表面粗糙度，表面硬度，抗疲劳强度[ 3-6 ] 抛光过程是通过加工中心[ 3，4]和车床[ 5 ，6 ] 来完成年的主要抛光参数对球或滚子材料的表面的粗糙度具有重大作用，抛光力，进给速度，抛光速度，润滑，其他的抛光途径，其中包括[ 3 ] 注塑模的最佳表面抛光参数是一种组合的油脂润滑剂，碳化钨材料，抛光速度，抛光力，进给 [ 7 ] 抛光表面采用最佳球面抛光参数的渗透速度为2.5微米通过抛光过程来改善表面粗糙度的概率一般在到 [ 3-7 ] 图1.磨削过程示意图图2 .抛光过程示意图本研究的主要目的是提高加工中心注塑模具自由表面的磨削和抛光光洁度。

自动化表面磨削和抛光过程的流程图如图我们给加工中心设计和制造球面磨削工具及其对准装置，最佳球面磨削参数的特定是利用Taguchi正交矩阵方法四个因素和三个相应条件，然后挑选Taguchi正交矩阵方法矩阵进行实验表面研磨的最佳展开球面磨削参数被应用到自由曲面加工过程中用最佳球面抛光参数来改善表面粗糙度和光洁度2 设计球面磨削工具及其对准装置从自由表面的球面磨削过程进行的可能性看，球面磨削中心应在加工中心的轴，展开磨削的工具及调节装置的设计如图所示电动磨床是安装在两个可调枢轴螺钉之间该磨床中心的磨削球借助圆锥曲线沟槽的对齐组件和圆锥形凹线进行的良好的排列排列好的研磨球被两个可调螺钉固定，之后，对准元件可以被撤销球面磨床的中心坐标和它的偏差在左右，它是由数控坐标测量机测量机床振动导致的力被螺旋型弹簧吸收球面磨削工具和球面抛光工具的安装如图所示，主轴被锁，不论磨削过程还是抛光过程由主轴锁定图.4.球面磨床工具及其调整示意图3 矩阵实验的步骤 3.1 Taguchi正交阵列的结构用Taguchi正交矩阵[ 8 ]做矩阵实验要求那些参数的影响是有效地。

为了配合上述球面磨削参数的要求，在本研究中磨削的材料（直径10毫米），进给速度，磨削深度，电动磨床的转速被选定为四个实验因素（参数）并被指定为因子A至D （见表1 ）并为每个素设定了3个等级来包含它们所涉及的范围，用数字1、2、3来标识每个因素的3个表1 .实验因素和层次因素 等级123:研磨材料 WA,PA:进给速度50100200:磨削深度202080:转数120001800024000数值要求在在研究结果的基础上来确定第四个因素的第三级的磨削过程用正交矩阵来进行矩阵实验3.2 数据分析工程设计上的问题可以分成越小越好的类型，额定最佳类型，越大越好的类型，标记目标类型，其中还包括[ 8 ] 该信号和噪音（）的比例是用来作为优化产品或工艺设计的目标函数经过磨削参数的组合，其表面粗糙度值应小于原来表面的粗糙度值因此，球面磨削过程是越小越好类型问题的一个例子该比，，是指由下列方程[ 8 ]定义的 ： （1） 结果： ：观测表明，质量特性是根据不同的噪声条件来确定的n ：多次实验每个 正交矩阵计算的的比值显示，每个因素的主要影响是由不同技术的分析和方差测试的结果来决定的 [ 8 ] 。

解决越小越好问题的的最佳方法是取的最大值，由公式1来定义的各个因素的最大值的选定将对有重大影响，然后就能确定球面磨削的最佳条件图.6.实验设置来确定最佳的球面磨削参数4 实验工作及结果该材料用于工具钢的研究[ 9 ] ，这是常用于在汽车部件和家用器具领域的大型注塑模具制品这种材料的优越性在于经过加工后，模具可以直接用于其特殊前处理未经热处理的进一步加工过程该产品的设计制造使它们可以被要求装在动力架上来测量其动力经过简单加工，然后装在动力架上对3坐标加工中心进行测量，该加工中心由Yang-Iron公司生产，配备了FUNUC公司数控控制器运用Hommelwerke T4000设备对预加工表面粗糙度的测量，大约为图6显示了实验开始时的球面磨削过程，由Renishaw公司生产的触发器结合加工中心刀具参数来测量和协调该制品该抛光路径由PowerMILL CAM软件生成数控代码这些代码可以同步传送到数控加工中心的RS232串行接口中表2总结了表面粗糙度值Ra的测量和用公式1计算每个正交矩阵的值，然后进行真叫矩阵材料实验通过的平均值可以得到每个级别的4个因素，在表3中列表，其数字在表2中列出其示意图如图7所示。

图 .7 控制因素的影响表2 . 标本表面粗糙度年限序号内部阵列（控制因素）衡量表面粗糙度值（）结果AbCDy1（μm）y2(μm)y3(μm)S/N比例(dB)平均值(μ m)111110.350.350.359.1190.35212220.370.360.388.6340.37313330.410.440.407.5970.417421230.630.650.643.8760.640522310.730.770.782.3800.760623120.450.420.397.5200.42731320.340.310.329.8010.323832130.270.250.2811.4710.267933210.320.320.329.8970.3201011220.350.390.408.3900.3801112330.410.500.436.9680.4471213110.400.390.427.8830.4031321130.330.340.319.7120.3271422210.480.500.476.3120.4831523320.570.610.534.8680.5701631310.590.550.545.0300.5601732120.360.360.358.9540.3571833230.570.530.535.2930.543表3 . 各因素的比值的平均值（分贝）因素ABCD等级18.0997.6559.1106.770等级25.7787.4537.0678.028等级38.4087.1766.1077.486结果2.6300.4793.0031.258等级2413平均值.428其目的在于将磨削过程中的表面粗糙度值减到最小，确定每项因素的最佳等级。

由于该函数为单调递减函数，我们应定量增大值因此，我们能确定每一项因素的最佳等级其最高值为因此，基于矩阵实验，最佳研磨材料是粉红氧化铝（,PA），最佳进给速度为，最佳磨削深度为，最佳转速为如表4所示表4 .球面磨削的最佳参数因素等级研磨材料,PA进给速度50mm/min磨削深度20um转数18000rpm表5 .表面粗糙度比的方差分析表因素自由度平方和均方和方差比A224.79112.3963.62B20.6920.346C228.21814.1094.12D24.7762.388误差9总计17汇集误差133.424分析每一项因素的主要原因，进一步采用方差分析技术和F对比检验，以确定其定义（见表5）根据F分布表，是指F值在时，废品率为，自由度数为2，汇集误差为13.F值若大于，对表面粗糙度值有重大影响，因此，进给速度和磨削深度对表面粗糙度有重大影响表6 .被测样品经实验测得的表面粗糙度值年限序号实测值（Ra）平均值（um）S/N 比Y1Y2Y310.300.310.330.31310.07320.360.370.360.3638.80230.360.370.370.3678.71440.350.370.340.3539.03150.330.360.350.3479.163平均值0.3499.163通过观察五个验证实验得出了用最佳抛光参数的可重复性，如表6所示。

该表面粗糙度值被测量是大约.用最佳组合的球面磨削参数可使表面粗糙度大概提高了约78 ％ 表面用最佳抛光参数进一步抛光通过抛光后，表面粗糙度值可能达到图8显示的是用30倍的的显微镜对抛光后的表面粗糙度进行观察抛光后预加工表面的粗糙度改进大约为从Taguchi正交矩阵实验获得的最佳磨削参数应用到表面光洁度的自由曲面的模具插入评价表面粗糙度的改善 1个香料被选定为测试载体。