利用數控銑加工模具技術

　　模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。

　　利用數控銑加工模具技術【1】

　　摘 要：模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。

　　已有一大批模具企業推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續引進了相當數量CAD/CAM系統。

　　關鍵詞：數控編程;加工路線;刀具選擇

　　前言

　　當前，模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。

　　高性能的數控加工設備的應用已越來越多。

　　NC、DNC技術的應用越來越成熟，可以進行傾角加工超精加工。

　　這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。

　　1.數控編程系統的選擇

　　PowerMILL 是世界著名的功能最強大，加工策略最豐富的數控加工CAM軟件系統。

　　具體功能如下：

　　1.1能夠接受線型、曲面及實體數據模型，支持線型、曲面及實體數據模型的混合加工

　　1.2基于毛坯殘留知識的加工。

　　任何一道工序的完成，都可生成殘留模型來分析，系統清楚地知道當前加工結果的毛坯殘留狀況，將根據殘留模型，使用小刀具僅加工剩余區域，大大提高了加工效率。

　　1.3軟件能根據模型特征，自動識別平坦區域和陡峭區域，按區域特征，選擇合適的加工策略，確保加工質量和效率，提高刀具利用率。

　　1.4軟件充分利用最新的刀具設計技術，實現了側刃切削或深度切削的。

　　當刀具路徑切離主形體，路徑變得越來越平滑，從而降低機床負荷，減少刀具磨損，實現高速切削

　　1.5刀具載荷過載，自動擺線加工。

　　1.6刀具路徑修圓功能，避免刀具突然轉向和刀具損壞

　　1.7進給率優化處理功能，刀具路徑生成后，自動編輯指定加工區域的進給率

　　2.合理選用機床的原則

　　2.1根據零件的加工尺寸選用合適的機床加工，杜絕大馬拉小車式的浪費

　　2.2零件的重量不能超過機床的承重，避免機床損傷

　　2.3機床的選用在保證加工技術要求的前提下有利于提高生產率、降低生產成本為原則。

　　3.數控加工模具工藝性分析

　　3.1模具編程原點應盡量與模具圖樣上的設計基準、工藝基準、檢測基準統一。

　　有利于提高數控加工精度和重復定位精度。

　　3.2模具各加工部位的結構工藝性應符合數控加工的特點。

　　由于受刀具材料、規格及剛性等因素的影響，細、深筋型腔不適合采用數控加工。

　　3.3模具的粗、半精加工、精加工的基準必須統一。

　　一般常采用相互垂直的三個平面(檢驗角)為模具的加工和定位基準，以減少再次裝夾產生的誤差。

　　3.4根據模具的加工精度和表面粗糙度的要求。

　　通常采用按粗加工、半精加工、精加工的順序加工。

　　合理預留加工余量，最終保證圖紙要求。

　　4.工序和工步的劃分

　　4.1在數控機床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。

　　根據模具零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數控機床上完成整個零件的加工工作，若不能則應決定其中哪一部分在數控機床上加工，哪部分需要在其他普通機床上加工，就可以對模具零件的加工工序進行劃分。

　　4.2在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。

　　在工序內又劃分為工步。

　　對于模具零件來講經常采用按刀具劃分工步，這就節省了換刀時間、節省了換刀次數，提高了加工效率。

　　5.數控加工特點對夾具的選擇要求

　　5.1保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定

　　5.2要協調模具零件和機床坐標系的尺寸關系，一般有專用的工藝裝夾位置。

　　夾具的高度盡可能不要超過模具零件的上表面高度，以免快速移刀過程中撞刀，發生危險。

　　6.加工路線的確定原則

　　6.1加工路線的確定應保證模具零件的精度和表面粗糙度。

　　通常采用圓弧切向進刀 和圓弧退刀的方法加工模具切邊凹模 。

　　避免刀具直接下刀對刀具壽命的影響，節省刀具。

　　6.2采用法向延伸刀具半徑的方法加工模具定位基準(檢驗角)。

　　6.3采用斜向和螺旋下刀和圓弧退刀的方法加工模具型腔，目的是提高效率和節省刀具。

　　7.刀具的選擇

　　7.1根據加工模具零件的硬度分為淬火前加工用刀具和淬火后加工用刀具。

　　7.2根據加工模具零件的結構按規格有直徑分別為40、30、25、16、12 的牛鼻刀和直徑分別為16、12、10、8、6的球刀。

　　由于刀具越細剛性越差，所以優先選用大直徑的刀具。

　　并且加工效率也有提高。

　　8對刀點的選擇

　　8.1便于數值處理和簡化程序編制

　　8.2方便找正模具零件并在加工過程中便于檢查測量尺寸。

　　8.3對刀點通常在加工基準面上。

　　并且統一的原則。

　　8.4對刀點必須是已經加工完成的精加工面，如果沒有這樣的基準面，可以以工作臺面為基準后再在定工件坐標過程中進行外部偏移指定的數值。

　　9.切削用量的選擇

　　9.1主軸轉速的確定應根據刀具的直徑和刀具標明的切削速度來計算得出。

　　9.2進給速度應根據機床的轉速和刀具標明的每刃切削量計算得出范圍，再根據模具加工精度和表面粗糙度要求確定。

　　9.3每層切削深度根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使每層切削深度等于工件的加工余量，可以減少走刀次數，提高生產效率。

　　為了保證加工表面質量，可留少量的加工余量，一般為0.1-0.5mm。

　　10.結束語

　　目前利用數控銑床等先進設備進行模具及零件的加工。

　　在編制加工工藝和編制程序時考慮的因素有：機床的合理選用、模具工藝性分析、工序與工步的劃分、夾具的選擇、如何確定加工路線、如何選擇刀具、對刀點的確定以及切削用量的選擇。

　　將更能發揮現有數控設備的優勢，也能在滿足產品用戶要求的基礎上，更加提高產品的精度和質量，更大節省資源，從而建立起完整的現代化加工企業模式。

　　參考文獻：

　　[1]張超英，謝富春.《數控編程技術》.化學工業出版社.2003年

　　[2]韓步愈.《金屬切削原理與刀具》.機械工業出版社.1988年

　　[3]翟瑞波.《數控加工工藝》.機械工業出版社.2007年.

　　作者簡介：潘曉玉(1974.9-)，女，漢，吉林省梨樹縣，遼源方大鍛造有限公司，主要從事模具車間技術及數控編程工作，工程師。

　　a? < ? s P ? ?? =EN-US>h1=8mm、R=15mm以及α/2=5°代入式M錐孔=hcosα/2-h1sinα/2+R中，從而求出高度檢驗尺寸M錐孔的數值，即：

　　M錐孔 =hcosα/2-h1sinα/2+R=73.13cos5°-8sin5°+15=87.15mm。

　　參考文獻：

　　[1]王曉英，姜靜，李正.提前器總成角度測量裝置的設計與研究[J].現代車用動力.2010(04)

　　[2]劉興榮，張小希，馬桂茹，張博.一種新型實用的內錐錐角測量方法[J].中國計量.2009(05) .

　　數控銑加工模具零件工藝優化策略【2】

　　摘 要：隨著當前經濟技術的不斷發展，我國的產品加工行業水平也得到了進一步的提升。

　　本文介紹了數控銑加工模具的發展，并對該模具的特點進行說明，同時分別從基本流程、刀具及模具零件三方面闡述相關優化方案，以期能為相關工作提供參考。

　　關鍵詞：數控銑加工;模具零件;工藝優化;策略

　　0 引言

　　當前，我國加工產業正處于轉型狀態，在機械加工的過程中，機床的運用十分廣泛。

　　數控加工機組是現代機械加工產業當中的核心，而模具則是數控加工當中的核心構件。

　　因此，模具本身的設計和質量與加工行業的發展息息相關。

　　1 數控技術的發展情況

　　目前我國的經濟技術正處于高速進步當中，人們的日常需求越來越趨向多樣化，也使得生活當中對于日用品及其它產品的要求越來越高，而這就導致現代產品的更新換代速度較快，加工企業小批量生產業務增加。

　　同時，當前我國輕加工業的生產速度也在不斷攀升，各類日用品的消耗速度也較快，那么對模具本身的精度要求更高。

　　但當前我國相關模具設計和生產方面仍存在一定的問題，對模具的使用和制造產生一定的阻礙，亟待解決[1]。

　　2 數控銑加工技術的特點

　　(1)能力強。

　　對于數控銑加工技術來講，其具備較強的復雜加工能力，在飛機、輪船等制造過程中，均會應用到數控銑加工技術。

　　其加工質量同產品質量及性能間密切聯系。

　　該技術能夠進行普通加工技術所無法進行的復雜加工任務。

　　(2)質量優。

　　該技術屬于數字化技術，能夠在程序操控下完成自行加工操作，從而防止由于人為因素導致的加工誤差等問題。

　　另外，如果加工期間參數出現錯誤，銑加工技術能夠借助數控系統對其進行校正、補償，從而確保加工順利進行。

　　(3)效率高。

　　與傳統的模具零部件加工技術進行比較發現，數控銑加工技術在進行模具零件加工時效率更高，特別是針對一些五面體零部件及柔性單元零部件，一次操作就能夠完成多數位置的處理，可以高效降低因為重復加工而導致的誤差出現概率，同時增快加工速度[2]。

　　(4)柔性好。

　　良好的柔性主要表現在對不同零部件模具進行加工期間，僅需要調整設定程序，就可以對不同種類的元件進行加工，從而避免了專門制定工裝夾具的問題。

　　由此，也在很大程度縮減了產品生產及加工的時間，更適合現代社會小零部件生產的需求。

　　3 對模具數控編程的基本流程進行優化

　　在進行模具零部件加工期間，數控銑加工技術從本質上分析依舊需要在數控機床上操作，那么，就需要對數控的編程流程進行控制，從而確保加工的質量。

　　一般情況下，流程主要包括準備、方案、編程、定型四個階段[3]。

　　①準備階段。

　　在進行零部件加工前，需要預先做好準備工作，編程人員仔細閱讀、分析相關數據信息后，需要對數控編程程序進行制作、處理;②方案階段。

　　在完成準備階段后，編程人員就需要結合車間現有資源，即刀具、機床、設備、生產能力等條件編訂生產零部件模具的相關規程。

　　③編程階段。

　　此階段是整個基本流程中最為重要的環節。

　　程序編訂期間，結合零部件的特性，構思加工方法及過程，另外，需要系統考慮加工機床及車間的情況，選取合適的夾具等零件，同時在選定方案的前提上借助計算機計算出相應的運動軌跡。

　　之后利用仿真軟件進行認證，調整刀軌，進而確保程序的正確性。

　　④定型階段。

　　此階段不僅是數控流程編訂的最后階段，而且也是極為關鍵的驗收階段。

　　該階段較為常用的程序包括CLS格式文件及PRT格式文件。

　　4 對模具數控刀具進行優化

　　在進行模具零部件加工期間，刀具具有十分重要的作用，為了保障加工質量，需要對刀具進行優化，可以從以下兩方面入手：其一，合理選擇刀具的類別及型號。

　　刀具在數控銑加工技術中被廣泛應用，主要用于切割模具的成型面，一般來講，較為常用的刀具類別包括球頭刀、平頭刀等，型號一般在滿足模具零部件質量基礎上選用大型號的刀具;其二，合理選擇刀具的材質。

　　在選擇刀具的材質方面，需要結合零部件的原材料及切削要求進行挑選，盡量避免出現硬質刀具無法完全發揮切割功能而出現浪費的問題。

　　在生產一些形狀復雜、硬度較高的零部件時，盡量選擇高速鋼材質的刀具，進而確保符合耐磨性及切割速度、剛想強度等方面的需求[4]。

　　5 對模具數控零件進行優化

　　(1)優化加工方法。

　　在加工模具零部件期間，首要注意的內容就是確保切割刀能夠平穩的在斜面的運行，不可以出現突然轉變運動軌跡的問題，另外，保證刀具切割斜面、圓弧等位置時速度穩定。

　　當切割刀同零部件的傾斜面接觸時，會出現一定摩擦，從而發生共振問題，那么就需要對切割的長度及切入角進行控制，減少共振情況發生。

　　(2)優化切削量。

　　在進行數控銑加工技術操作期間，切削量的多少與模具零部件整體質量之間存在緊密關聯，因此，需要對切削量及切削的速度進行調控，進而保證零部件表面光滑，加工質量符合要求。

　　通常來講，切削的數量需要建立在零部件原料剛性強度允許的基礎上，保證加工深度同切削深度相統一，從而降低走刀概率，提高加工質量。

　　(3)優化內斜面。

　　當對模具零部件的內斜面進行銑加工處理時，需要對入刀方法進行優化，以往多采取豎直入刀，就需要相應降低切割的速度，同時模塊零部件表面也較粗糙，刀具受損較嚴重。

　　可以采用螺旋入刀的方法，能夠獲得良好的切割效果，但是需要注意入刀的半徑。

　　6 總結

　　總而言之，本文對模具零部件應用數控銑加工技術的方法、特點等內容進行了分析，提出了優化措施，目的在于更好的提高銑加工技術的水平，保證零部件加工質量，降低成本投入，為生產企業增加經濟收益。

　　參考文獻：

　　[1]劉漢華.數控銑加工模具零件工藝優化策略研究[J].科技創新與應用，2015(08)：64.

　　[2]區穎勤.數控銑加工模具零件工藝的優化策略分析[J].廣東教育(職教版)，2015(09)：89-90.

　　數控銑加工工藝編制【3】

　　【摘 要】 在進行高精度部件加工中，數控銑加工工藝發揮著重要作用。

　　數控銑加工工藝屬于數控機床零件加工的一種工藝技術，通過數控機床，應用數字信息進行零件及刀具位移控制的一種先進機械加工工藝，在制造業中應用十分廣泛。

　　研究并完善數控銑加工工藝編制在提高數控銑加工工藝，提高零件加工質量等方面發揮著重要的現實意義。

　　本文主要從工藝分析、零件裝夾與定位、刀具及切削用量、加工路線、數控編程等方面對數控銑加工工藝編制進行分析。

　　【關鍵詞】 數控銑 加工工藝 編制

　　1 數控銑加工工藝概述

　　數控銑加工工藝屬于一種在數控機床基礎上進行零件加工的工藝技術，采取數字信息進行零件及刀具位移控制的機械加工技術。

　　數控銑加工工藝實現的基礎為數控機床。

　　在零件加工中，程序員綜合分析零件材質、零件加工需求、機床特性等因素，合理編制數控系統指令，在指令下數控系統執行動作，完成零件加工。

　　數控銑機床與一般普通機床存在著較大區別，如數控銑加工機床其加工程序更為復雜，工藝規程要求更多。

　　為保證數控銑加工質量及效率，應做好數控銑加工工藝編制工作，其編制內容主要包括數控銑加工工藝分析、零件裝夾與定位、刀具及切削用量、加工路線、數控編程等。

　　2 數控銑加工工藝編制分析

　　2.1 數控銑加工工藝分析

　　在進行數控銑加工工藝編制工作時，首先應對需要加工的零件進行工藝分析，其工藝分析的主要內容包括以下幾點：第一，零件尺寸標注。

　　在數控銑加工零件編程作業中，其所有的尺寸，包括點、線、面及位置均是以編程原點為基準來確定。

　　為此，應在零件加工對象圖中直接標注出坐標尺寸;第二，元素分析。

　　在數控銑加工工藝銑加工編制中，編制人員應充分分析加工零件對象輪廓幾何要素參數及多個幾何要素之間存在的關系。

　　在工藝分析中，需要對加工零件元素，如加工零件曲線輪空、形狀、尺寸、空間曲線等因素進行分析。

　　在充分分析元素的基礎上方可進行工藝編程;第三，定位。

　　在數控銑加工工藝分析中，因其零件加工工序集中性較強，為此，應保證其基準定位精確性;第四，尺寸及幾何類型統一。

　　為降低換刀頻率，在進行零件加工中，其加工零件內腔及外形應盡量采取統一尺寸及幾何類型。

　　進行尺寸及幾何類型的統一，可以縮短程序長度，節省編程時間。

　　2.2 零件裝夾與定位

　　在進行零件加工之前，應將零件放置在相應夾具或機床上。

　　為避免零件加工中出現零件位移等問題，應保證零件裝夾牢固性及精度，即零件裝夾與定位。

　　為保證裝夾及定位效果，應盡量實現一次定位裝夾，避免多次裝夾，充分發揮數控機床性能，減少人工調整加工。

　　2.3 刀具與切削用量的選擇與確定

　　在應用數控銑機床進行零件加工的過程中，其對刀具性能及規格有著十分高的要求，一般在數控銑加工中多采取超細粒度硬質合金、高速鋼刀具等刀具，保證刀具應用符合工件切削要求。

　　(1)數控銑加工刀具選擇

　　刀具選擇是實現數控銑加工質量的關鍵環節，在刀具選擇時，應選擇精度高、強度好、剛性強、耐久性好、便于安裝與調整的刀具。

　　在零件加工中，應根據需要加工的零件選擇合適刀具。

　　在實際操作中，多是依據加工零件幾何參數進行刀具選擇。

　　如進行封閉鍵槽加工應使用鍵槽銑刀，進行精加工則應選擇四刃刀具等。

　　(2)切削用量的確定依據

　　將工件切削加工中各個運動參數稱之為切削用量，主要包括進給量、切削速度與主軸轉速等。

　　在選擇切削用量時，多會分析刀具應用壽命，并分為工序單件成本最低經濟壽命與最大生產率壽命兩個部分。

　　如按照工序單件成本最低經濟壽命來確定切削用量則可以稱之為最低成本切削用量;如按照最大生產率壽命來確定切削用量則可以稱之為最大生產率切削用量，在生產任務十分緊迫的情況下多應用最大生產率切削用量。

　　合理選擇切削用量，可以有效提高銑加工質量與加工效率。

　　切削用量的選擇應依據進給量、切削速度與主軸轉速等進行評價。

　　為實現零件加工的經濟效益，在選擇切削用量時應在保證加工質量的基礎上，選擇成本最低切削用量。

　　2.4 加工路線

　　在數控銑加工工藝編制工作中，應充分重視加工路線的選擇與安排。

　　其加工路線，指的是在零件加工中從毛坯到成品所經過的先后次序。

　　在進行數控銑加工路線設計時，應綜合考慮加工工藝、裝夾形式、刀具應用、切削用量、加工工序集中及分散程度與工序先后次序等。

　　在分析加工零件特征與要求的基礎上，將零件劃分為粗加工、精加工兩個階段。

　　其中粗加工階段主要目的是切除余量，精加工階段則是在設計程序基礎上進行精細加工。

　　在進行工件零件加工順序安排時，一般其次序為：先粗加工后精加工;先進行面加工后進行孔加工，再進行槽孔加工。

　　在基本確定數控銑加工工序次序的基礎上，應綜合考慮工序集中與分散程度問題。

　　如工件加工工序集中性突出，則其工藝編制難度較大，調整較為困難，但卻可以提高加工效率，降低成本;如加工工序分散性較為突出，則其工藝路線較長，時間花費較長，操作較為簡單且方便調整。

　　2.5 數控編程

　　數控編程質量直接影響著數控銑加工質量及效率，其數控編程的主要內容包括加工零件圖樣分析、加工工藝過程確定、走刀軌跡計算、加工程序編寫、程序校對、試切等。

　　數控編程主要分為手工編程與自動編程兩種形式。

　　在實際數控銑加工工藝編制中，應綜合分析各種因素，科學確定其工藝編制的各項內容，實現加工質量及加工效益。

　　3 結語

　　數控銑加工工藝在進行高精度零件加工中發揮著重要作用，因其通過數字信息進行零件與刀具位移控制，加工質量較好，在機械制造業中應用十分廣泛。

　　在進行數控銑加工工藝編制時，應對其編制內容，如工藝分析、零件裝夾與定位、刀具及切削用量、加工路線、數控編程等進行合理選擇與確定。

　　保證數控銑加工工藝編制質量，在提高加工質量，實現加工效益等方面發揮著重要現實作用。

　　參考文獻

　　[1]劉海初.數控銑加工工藝編制淺談[J].科技信息，2011，(10)：202-203.

　　[2]魏勇平.數控銑加工工藝編制[J].科技創新與應用，2013，(13)：75.

　　[3]唐建文.復雜型面零件的數控銑削加工工藝編制[J].制造業自動化，2011，33(13)：73-74，83.

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