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模具是现代制造业规模生产中至关重要和广泛应用的基础工艺装备。通过模具成型产品,其外观与内在质量主要取决模具型腔的尺寸精度和表面粗糙度。而抛光是作为决定模具型腔表面质量不可或缺的收尾工序,一直是模具制造工艺难以逾越的瓶颈之一。高质量的模具型腔表面,不仅能提高制件的外观质量,同时也影响着产品的内在质量和模具的成型效率与使用寿命。 机器人是现代科技实用性发展的产物,其通用的特性,以及运动范围大、手腕柔性与曲面适应性好、动作自由度高、能精确控制复杂运动轨迹和应用灵活方便等显著特点,符合模具型腔,特别是大型、任意曲面型腔抛光的基本要素。机器人与适用的抛光执行机构及合理的抛光工艺结合,才能达到预期的抛光功能与效果。因此,控制抛光工艺参数以达到型腔表面粗糙度值的要求,自然成为必要前提。 本文以较典型的模具用45钢为实验研究载体,分析适应机器人抛光的工艺技术要点和工艺流程,研究抛光中压力、转速、行走速度、轨迹间距、抛光介质等对抛光效果的真实影响,研制相应的实验装置,通过正交实验获取数据并加以分析,从而确定合理的抛光工艺参数。研究内容主要包括: (1)实验方案设计。研究抛光工艺中的主要影响因素,分析确定压力、转速、行走速度、轨迹间距和抛光介质等因素为实验的必要因素。研究正交试验原理,分析因素水平,根据正交实验方法按L16(45)确定代表性抛光试验点。 (2)实验装置设计。以工具铣床作为实验平台,选择适用的电动抛光工具,研制相应的压力可调夹具,集成为一套适应对抛光工艺中压力、转速、行走速度、轨迹间距可灵活调整的实验装置,以满足抛光工艺实验的要求。并对45钢实验样品进行合理设计与制作。 (3)抛光工艺实验。根据正交实验方法按L16(45)确定的代表性抛光试验点,就压力、转速、行走速度、轨迹间距和抛光介质按5因数4水平展开抛光实验。通过对实验样品被抛光表面粗糙度的测定,获得抛光实验结果。 (4)抛光结果分析。分析抛光实验对表面粗糙度的影响规律,通过对抛光工艺正交试验结果的均值与极差分析,确定较优工艺参数。进一步对较优工艺参数进行验证实验,从而获得抛光工艺参数最优组合的结论。