模具是基础工业制造中的关键装备,主要运用于机械、电子、交通运输、金属制品等领域大批量零件的生产制造中。作为一门综合性学科,模具加工涉及新材料、新工艺、新产品的开发与设计,是一项多学科的系统工程。模具使用条件往往十分恶劣,这导致模具因为塑性变形、磨损以及疲劳断裂而失效,其中表面质量问题是导致模具失效的主要因素。本设计结合表面强化处理技术与表面研磨处理技术,通过引入数控技术,开发一套面向模具加工的硬件装置与软件系统,可以实现对强化精密研磨加工参数以及喷射轨迹的精确控制,同时可以提高模具表面加工工序的加工效率,以此来提高模具的表面质量。本文的研究内容主要从以下三方面展开:(1)数控强化研磨机的机械结构设计。根据数控强化研磨机的工作原理和工作要求,其机构主要由四部分够成:研磨机主体机架、倒置式工作台、进给丝杠系统和喷射循环系统。研磨机主体机架是支撑各零件安装与定位的平台,倒置式工作台将待加工模具翻转朝下夹持,进给丝杠系统控制研磨液喷头的喷射轨迹,喷射循环系统负责研磨液在的搅拌、循环与回收,它们共同组成强化研磨机的机械结构。(2)喷射系统硬件设计。针对强化研磨系统中加工参数和喷射轨迹进行硬件系统的设计,以实现数控加工。核心部件是HUST H6控制器,通过设置合适的MCM机械参数驱动伺服电机带动三轴丝杠移动,控制喷头的喷射速度与喷射距离;控制器AD/DA接口与电气比例阀相连,通过调节模拟电压大小控制喷头的喷射压力;控制器A轴连接步进电机驱动器,步进电机驱动器驱动步进电机最终实现工作台的翻转功能。(3)喷射系统软件设计。通过编辑控制器LCD屏幕,设计人机界面程序实现加工参数的实时监控与调整;根据HUST控制器与机械设备接口的逻辑关系编辑PLC程序;以模具表面处理要求设计最终加工CNC程序。