汽车后视镜镜片热成型胎模加工方法的研究

曲存景
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郭素霞
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顾培民
要： 介绍了汽车后视镜镜片的曲面形状、 热成型工艺以及硅藻土的切削加工性； 研究分析了汽车后视镜镜片热
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汽车后视镜镜片和热成型工艺
汽车后视镜镜片的曲面形状有单圆弧曲面、 双圆
弧曲面和曲率渐变非圆弧曲面。 汽车种类不同， 所使用 后视镜的样式、 规格不同， 对后视镜品质的要求不同， 镜片的曲面形状及几何参数也不相同。 后视镜属于几 （主要是视 何光学中的曲面全反射镜， 影响其光学性能 （主要是影像清晰度、 野范围） 和成像质量 像差等） 的主 要因素是镜片的曲面形状、 几何参数和镜片成型后曲 面形状的偏差和镜片表面的波纹度。 汽车后视镜镜片工业化生产是用热成型的工艺： （平板玻璃毛片 ） 首先把镜片坯料 放在汽车后视镜镜片 热成型胎模成型表面上， 然后在高温炉中加热， 使坯料 软化变形下沉， 并在胎模抽气小孔的真空吸力作用下 与胎模成型面完全贴合， 然后保温、 冷却定型， 即可获 得与胎模成型面曲率相同的曲面镜片。 因此， 胎模成型 曲面的几何精度和表面质量是后视镜质量的关键。
渐成法加工胎模成型曲面， 使用标准刀具， 在数控 机床上加工， 只要改变程序就可加工不同尺寸和几何 参数的曲面， 灵活方便， 尤其适用于新产品开发， 但渐 成法的效率较低。 ! + # 成型法 成型法加工方式， 刀具切削刃刃形与 工件廓形相同， 工件廓形是由刀具切削刃一次切削完 成的， 见图2所示。 用成型法加工汽车后视镜镜片热成型胎模成型曲 面， 可在普通机床上加工， 使用专用刀具， 每把刀具只 能加工一种尺寸和几何形状的胎模。 基于硅藻土强度 低， 切削加工性能好的特点， 我们设计的汽车后视镜镜 片热成型胎模成型铣刀只有两条刀刃， 刀片用板材制 但切削 造， 结构简单实用。 虽然切削刃长度达 341’’， 力并不大。 成型法加工的表面质量好， 效率比渐成法高 几十倍， 最适宜批量加工， 加工成本最低。 单圆弧、 双圆 弧曲面的胎模成型曲面适用于成型法加工。 ! 2 # 包络法 包络法加工方式 5 刀具切削刃刃形与 工件廓形不相同， 加工时刀具与工件必须满足一定的 空间位置关系和运动关系， 工件廓形是由刀具切削刃 的运动轨迹包络形成的。 包络法只能用于加工单圆弧
参考文献(3条) 1.北京市《金属切削理论与实验》编辑委员会 北京市金属切削理论与实践 1985 2.刘雄伟 数控加工理论与编程技术 2000 3.孟少农 机械加工工艺手册 1991
相似文献(1条) 1.期刊论文 曲存景.于保华.顾培民.徐金木 硅藻土胎模成形刀具设计 -工具技术2004,38(12)
通过硅藻土胎模的加工实践,分析了硅藻土特点及其切削性能,设计了加工硅藻土胎模成型曲面的成形刀具,不但提高了胎模加工表面的质量,而且使硅藻土胎模成 型曲面的加工效率提高了几十倍.
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刀盘倾角 !， 用一把刀盘就可以加 工多种不同曲 率的单圆弧曲面汽
（ 或圆弧刃车刀 ） 用球头立铣刀 加工曲面时， 走刀 加工精度越高， 而加工效 行距 # 和加工带宽 $ 越小， 率越低。 因此， 应在满足加工精度的前提下， 尽量加大 以提高加工效率。 同时， # 和 $， # 和 $ 影响胎模成型 曲面的加工残留高度 !* ， 见图+所示。 加工残留高度 !* 与加工带宽 $、 刀具半径 %&、 加 工表面沿加工方向的法向曲率 & 的关系表达式为： ! * , %& $ [ - . /- . ( + )] %
制造・材料
汽车后视镜镜片热成型胎模加工方法的研究
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摘 成型胎模成型曲面的加工方法。 关键词： 后视镜 硅藻土切削 曲面加工 文献标识码： * 文章编号： ’+++ , -../ ! )++- # +( , ++01 , +) 生磨损， 切削磨损仅仅发生在后刀面上， 属于磨料研磨 磨损。 硅藻土切削时切削速度不宜高， 并且要有吸尘装 置， 否则切屑飞扬， 不但污染周围环境， 如果落在机床 导轨和传动件上， 还会加剧机床磨损。 中图分类号： %&’()
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机械制造 !" 卷 第 !#$ 期
万方数据
汽车后视镜镜片热成型胎模加工方法的研究
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 曲存景， 郭素霞， 顾培民 杭州电子工业学院机电工程学院,310018 机械制造 MACHINERY 2004，42(6) 0次
镜片热成型胎模的优选材料。 适用于单件、 小批量加工， 尤 " 渐成法灵活方便， 其适用于曲面复杂的成型胎模和新产品开发， 缺点是 加工效率低。 表面质量好， 批量加工成本 #成型法加工效率高， 最低， 缺点是需要制造专用刀具。 $包络法用一把刀盘就可以加工多种不同曲率的 单圆弧曲面汽车后视镜镜片热成型胎模， 加工精度高， 效率高， 刀具费用低。
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若 已 知 允 许 的 最 大 残 留 高 度 !*’"0 ， 加工带宽 $ 用下式计算： ( - ) &%& ） $.+ /+%&!*’"0（ 处理， 此时， & , 1， $.+ /+%&!*’"0 !2# !+#
当曲面的曲率半径较大时， 为方便计算， 可按平面
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结束语
耐高温， 是制作汽车后视镜 !硅藻土切削性能好，
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车后视镜镜片热成型胎模。 刀盘倾角 ! 用下式计算： ! , "6%7() ! "& 8 + ! # "&’()： "&’"0 , + /!+ ) !* 8 + "&’() , /+!* 式中 — 胎模成型曲面圆弧半径 !—— — 胎模成型曲面圆弧深度 *—— 包络法加 工汽车 后视镜 镜片热成 型胎模 的精度 高， 效率高， 单件、 批量都适用； 刀具通用性强， 费用低。 !3# !4# !/# 由 图 /$、 最小直径 /% 可 以 求 出 刀 盘 最 大 直 径 "&’"0 、
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"图6 用成型法加工胎模成型曲面
胎模成型曲面上的加工残留高度
机械制造 !" 卷 第 !#$ 期 万方数据
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制造・材料
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曲面的汽车后 视镜镜片热成型胎 模， 在普通铣床上加工， 见图 /" 所 示。 铣刀刀盘回转形成切削运动， 热成型胎模也 回转形成圆周进给 （两者之间的转速比没有严格 运动 要求 ） 。 相对于热成型胎模， 铣刀刀 盘切削刃的运动轨迹是球面。 包络 法加工， 铣刀刀盘是通用的， 改变
参考文献
- 北京市金属切削理论与实践编委会9 北京市金属切削理论与 实践 : ; < 9 北京： 北京出版社， -=>39 机械工业出版 + 刘雄伟9 数控加工理论与编程技术 : ; < 9 北京： 社， +1119 机械工业出版社， 2 孟少农9 机械加工工艺手册 : ; < 9 北京： -==! 编辑 作者单位： 杭州电子工业学院机电工程学院 邮政编码： 2-11-> 收稿日期： +112年-+ 月 功 # 成#
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硅藻土及其切削性能
硅藻土是一种 白色或浅黄 色的多孔粉 状硅质岩
其余是 *5) 46 、 石， 由硅藻遗体组成， 主要成分是 234) ， （ 密 度 +9 - : +9 .; < => ） 碳酸盐和黏土等； 质轻 78) 46 、
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且软， 强度低而易破碎， 容易切削加工。 硅藻土绝热性 能好， 不氧化， 高温尺寸稳定， 非常适合汽车后视镜镜 片热成型胎模的工作条件。 从切削定义， 硅藻土属于非金属脆性材料， 切削 时， 切削层在前刀面的推挤作用下崩碎成粉末状。 硅藻 土的强度很低， 单位切削力很小， 刀具前刀面几乎不发
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热成型胎模成型曲面的加 工方法
汽车后视镜镜片热成型胎模成型曲面的形状与后
视镜镜片相同， 同样有单圆弧曲面、 双圆弧曲面和曲率 渐变非圆弧曲面， 从几何构成定义， 前两种曲面都是由 二维平面曲线绕对称轴旋转而成。 单圆弧曲面后视镜 镜面曲率半径相同， 双圆弧曲面后视镜由两种不同曲 率半径的镜面圆滑连接而成。 曲率渐变非圆弧曲面的 曲率是变化的， 是由很多个不同曲率半径的面圆滑连 接而成的复合曲面； 后视镜镜面从上至下曲率半径越 来越小， 上半部曲率半径很大， 下半部曲率半径不但从 上至下越来越小， 而且从内侧到外侧的曲率半径也是 （称为大视野变曲率镜片 ） 越来越小 。 切削加工中， 工件廓形表面的形成方式有渐成法、 成型法和包络法 6种。 我们可依据工件廓形尺寸、 几何构 成及其他相关因素确定合理的加工方式， 满足工件廓 形表面加工精度、 加工效率、 加工成本等方面的要求。 ! ’ # 渐成法 渐成法加工方式， 刀具切削刃刃形与 工件廓形不相同， 工件廓形是由刀刃一层一层切削后 形成的。 用渐成法加工汽车后视镜镜片热成型胎模成 型曲面， 普通机床不能胜任， 必须使用数控机床。 可在 数控车床、 数控铣床或加工中心上加工， 见图 ’ 所示。 在 数控车床上加工， 使用圆弧刃车刀； 在数控铣床或加工 中心上加工， 使用仿形球头立铣刀。