模具是制造業(yè)中使用最大、影響面廣的工具產(chǎn)品牡借。沒有型腔模混弥、壓鑄模、鑄模荐吉、深拉模和沖壓模焙糟，就無法生產(chǎn)出被廣泛應(yīng)用和具有競爭價格的塑料件口渔、合金壓鑄件、鋼板件和鍛件穿撮。在現(xiàn)代批量生產(chǎn)中缺脉，沒有高水平的模具，就沒有高質(zhì)量產(chǎn)品悦穿，它對企業(yè)提高生產(chǎn)效率攻礼、降低生產(chǎn)成本也有重要作用。模具制造已成為先進制造技術(shù)的一個重要組成部分落怀。制造模具的材料通常是難加工材料甚宜，目前國內(nèi)模具型腔一般都釆用電火花加工成型和高速加工技術(shù)。現(xiàn)代加工技術(shù)中百览，模具制造業(yè)是最早應(yīng)用計算機技術(shù)來提高設(shè)計映情、制造水平的。自從現(xiàn)代高速加工技術(shù)被引進模具制造工業(yè)以來笑杯，計算機輔助設(shè)計(CAD)阱墩、計算機輔助測量(CAT)、反求工程(RE)辱得、計算機輔助工程(CAE)浴营、計算機輔助制造(CAM)和快速原型制造(RP)等在模具制造中獲得了廣泛而有效的應(yīng)用。下面只簡要介紹高速加工中CAM技術(shù)的應(yīng)用情況擂冷。

　　計算機輔助制造(CAM)主要用來解決產(chǎn)品造型設(shè)計和分析磁不、加工問題，可完成模具產(chǎn)品造型砂裹、產(chǎn)品可裝配性檢查贬池、動態(tài)流體分析等工作。常用軟件有UG文黎、Pro/Engineer惹苗、Mastercam、Cimatron和CAXA等耸峭，這些軟件都具有模具設(shè)計開發(fā)功能桩蓉。運用知識工程技術(shù)(KBE)，把模具設(shè)計原理劳闹、經(jīng)驗院究、技能和規(guī)范等結(jié)合到系統(tǒng)中，設(shè)計人員只要輸入工況參數(shù)本涕、工程參數(shù)或應(yīng)用要求业汰，系統(tǒng)就能自動推理構(gòu)造出符合要求的數(shù)字化幾何模型。有的設(shè)計軟件如(UG)還具有數(shù)據(jù)讀入、零件建模样漆、縮放控制为障、自動模型布局、分模等功能放祟，通過使用過程模板和標準件庫鳍怨，把過程向?qū)Ъ夹g(shù)應(yīng)用于模具的優(yōu)化設(shè)計中，使只有最基礎(chǔ)模具設(shè)計概念的初級設(shè)計人員也能設(shè)計出高質(zhì)量的模具來巾妖，大大提高了模具設(shè)計工作的效率估横。

　　由于模具的型腔大多數(shù)由復雜曲面構(gòu)成，在高速數(shù)控機床上加工時衙地，數(shù)控編程是一項繁重工作眶侣，編程質(zhì)量在很大程度上決定了模具零件的加工質(zhì)量。影響模具零件編程質(zhì)量的主要因素有：加工工藝路線洗筛、刀具類型夷著、走刀方式和方向、切削用量凸窖、轉(zhuǎn)角清根的處理以及加工精度與過切的檢查等望星。高速加工的工藝路線是影響模具制造質(zhì)量的主要因素。以往加工工藝是否合理完全決定于編程人員的個人經(jīng)驗天证，一不小心浸萤，常會忽略一些技術(shù)細節(jié)，如下刀點不正確哀买、抬刀的安全高度不夠顷锰、走刀方式不理想、沒有定義過切檢查面等亡问。如果在試加工中復查不嚴官紫，不及時糾正，輕者會造成打刀州藕、降低模具制造質(zhì)量束世，造成工件返工；重者造成工件報廢床玻，甚至發(fā)生人身設(shè)備事故毁涉。

　　在CAM軟件的模擬仿真環(huán)境下，這些問題可以得到很好解決锈死；在計算機軟件上虛構(gòu)出高速數(shù)控機床的加工環(huán)境贫堰，放上一個預先做好的“毛坯”，讓“刀具”進行動態(tài)模擬仿真馅精，其情形就像真實加工過程一樣严嗜，仿真過程可以隨時暫停粱檀，仿真時間可以自由控制洲敢，以便編程設(shè)計人員進行檢查漫玄。模擬仿真結(jié)束后，編程設(shè)計人員即可根據(jù)“刀具”運行的情況和“工件”加工后的效果來調(diào)整加工工藝路線摆采。這種虛擬加工技術(shù)猬笑，既可減輕編程人員的精神負擔，又可保證模具的制造質(zhì)量选从。釆用高速切削技術(shù)(HSC)和CAD/CAM技術(shù)后呜颓，模具的生產(chǎn)周期可縮短約40%。

　　高速加工對加工工藝麦咪、走刀方式比傳統(tǒng)方式有著特殊要求候摹，因而要求CAM系統(tǒng)能夠滿足這些特定工藝要求。為了能夠確保最大切削效率娄勒，又保證在高速切削時加工安全性她添，CAM系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)加工瞬時余量大小，自動對進給率進行優(yōu)化處理馋奠，以確保高速加工刀具受力狀態(tài)的平穩(wěn)性屎洒，提高刀具使用壽命。CAM軟件在生成刀具軌跡方面具備了以下功能：

　　1.應(yīng)保持刀具軌跡的平穩(wěn)丰吐，避免突然加速或減速

　　2.應(yīng)避免刀具軌跡中走刀方向的突然變化虑稼，以免因局部過切而造成刀具或設(shè)備的損壞。

　　3.殘余余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段势木，一般應(yīng)采用多次加工或采用系列刀具從大到小分層加工蛛倦，避免用小刀一次加工完成，還應(yīng)避免全力寬切削啦桌。

　　4.下刀或行間過度部分最好采用傾斜式下刀溯壶、螺旋下刀或圓弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料震蒋；行間連接采用圓弧連接茸塞。

　　5.刀具軌跡裁剪修復功能也很重要，可通過精確裁剪減少空刀查剖，提高效率钾虐，也可用于零件局部變化時的編程，此時只需修改變化的部分笋庄，無須對整個模型重編效扫。

　　6.刀具軌跡編輯功能非常重要，避免多余空走刀直砂、抬刀计侯，可通過對刀具軌跡鏡像帝畸、復制、旋轉(zhuǎn)等操作傻当，避免重復計算邀安。

　　7.可提供優(yōu)秀的可視化仿真加工模擬與過切檢查。

　　生產(chǎn)實踐表明堤型，高速加工技術(shù)在模具制造中有加工精度高扬瘸、表面質(zhì)量好和生產(chǎn)效率高等特點。舉幾個典型應(yīng)用實例教物。

　　用制造插座的壓鑄模具為例乌骇，材料硬度為54HRC。釆用傳統(tǒng)加工時的工藝過程是：粗加工-線切割-淬火-EDM成形-拋光糊争，加工總工時為55h序摔。釆用高速加工時工藝過程是：粗加工-淬火-HSC-拋光，加工總工時僅為14.5h婴鞭。工效提高近4倍柱悬。高速加工后的模具表面質(zhì)量極佳，還可大幅度降低生產(chǎn)成本靠抑。

　　另一個例子是連桿的鍛模量九，材料硬度為60HRC，原來用電火花加工型腔需15h颂碧，電極制作需2h荠列，共計17h。改用高速硬銑削后载城，表面粗糙度達Ra0.5~0.6um肌似，質(zhì)量完全符合要求，整個鍛模加工只需200min诉瓦，工效提高5倍川队。當用直徑為3mm的球頭銑刀對鍛模型面進行精銑加工時，為了實現(xiàn)151m/min的切削速度睬澡，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)達到16000r/min固额。

　　以生產(chǎn)卡車外殼的大型模具為例，現(xiàn)在釆用高速加工方法制造煞聪，粗加工刀具為直徑25.4mm的球頭銑刀斗躏，主軸轉(zhuǎn)速9000r/min，進給速度5000mm/min讹荣；精加工刀具為直徑8mm的球頭銑刀父森，主軸轉(zhuǎn)速20000r/min，進給量2000mm/min合杜，高速銑削后達到的表面粗糙度為1um秽烫。因此不必再進行手工研磨强媚，只需用油石拋光。和原來釆用的電加工工藝相比耙窥，手工操作時間減少了40%捞幅。

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