模具的型芯和型腔往往具有各種自由曲面，非常適合在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工朽慕。數(shù)控加工的工藝與普通加工工藝有較大區(qū)別松奖。本文結(jié)合兒童產(chǎn)品裝飾物的模具型芯的數(shù)控加工工藝技術(shù)。

　　數(shù)控加工工藝是指采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)盹挑，所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和赃慰，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。由于數(shù)控加工具有加工效率高假刘、質(zhì)量穩(wěn)定纪尊、對(duì)工人技術(shù)要求相對(duì)較低、一次裝夾可以完成復(fù)雜曲面的加工等特點(diǎn)判哥，所以献雅，數(shù)控加工在模具制造行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，地位也越來越重要塌计。數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的好壞將直接影響數(shù)控加工尺寸的尺寸精度和表面質(zhì)量挺身、加工時(shí)間的長(zhǎng)短、材料和人工的耗費(fèi)锌仅，甚至直接影響加工的安全性章钾。下面通過實(shí)例對(duì)典型模具成型零件的數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行分析。

　　一热芹、產(chǎn)品分析

　　本文舉例的產(chǎn)品為一款兒童產(chǎn)品的裝飾物贱傀，材料為ABS。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單伊脓，表面平整府寒，側(cè)面有半圓孔，頂部有多個(gè)圓孔报腔。由于該產(chǎn)品是裝飾品株搔，不屬于精密的結(jié)構(gòu)件，故產(chǎn)品的外觀質(zhì)量要求較高榄笙，尺寸公差要求不嚴(yán)格丰倾。

　　二助苫、成型零件結(jié)構(gòu)與分析

　　在獲得產(chǎn)品的實(shí)體造型或者工程圖后晶聂，其模具可以使用Pro/ENGINEER、NX或者M(jìn)asterCAM中的CAD功能進(jìn)行設(shè)計(jì)条馍，設(shè)計(jì)出來的模具型芯顶恍。

　　該模具型芯具有以下特點(diǎn)：

　　(1)型芯毛坯尺寸為200×170×65mm，加工后尺寸為160.8×126.6×35.8mm，材料為S136鋼蔼处。

　　(2)型芯膠位高度為35.8mm晋挑，橢圓面與三角形面相交的位置圓角偏小，只有R1mm铭能。這些位置用銑刀直接加工的話難度較大肄寻，可以利用放電加工達(dá)到要求。

　　由于產(chǎn)品的尺寸公差要求不高励螺，所以可以對(duì)該型芯直接使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精加工串锁。

　　三、工藝分析

　　數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)的加工工藝是有一定區(qū)別的糊探。由于數(shù)控機(jī)床大多都不具備工藝處理能力钾埂，加工過程的每一細(xì)節(jié)都必須預(yù)先確定，加工按照編好的程序自動(dòng)完成科平，因此,必須在編程前對(duì)加工工藝做詳細(xì)的分析褥紫，并設(shè)計(jì)好相應(yīng)的加工工序。

　　1.工藝基準(zhǔn)選擇

　　數(shù)控加工多采用工序集中原則進(jìn)行加工瞪慧，因此髓考，在選擇工藝基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能選擇合適的基準(zhǔn)要素弃酌，減少裝夾次數(shù)绳军，提高加工效率和加工精度;同時(shí)，選擇定位基準(zhǔn)時(shí)矢腻，需參照?qǐng)D紙的要求门驾，使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，減少因基準(zhǔn)不重合帶來的誤差多柑。

　　本例中奶是，工件毛坯是經(jīng)過磨削加工的長(zhǎng)方體坯料，平行度平俘、垂直度和尺寸精度都已得到保證宋泊，因此，可以選用長(zhǎng)寬兩方向相對(duì)面作為水平方向(XY方向)的基準(zhǔn);選用底面作為高度方向(Z方向)的基準(zhǔn)猴豁。同時(shí)在機(jī)床上找一對(duì)刀基準(zhǔn)湃改，以保證換刀后仍然可以準(zhǔn)確地找到編程的高度基準(zhǔn)，即工件坐標(biāo)系的Z0點(diǎn)悲碰。這些基準(zhǔn)面在數(shù)控加工過程中不再加工丧足，作為加工基準(zhǔn)可以保證基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和前后的統(tǒng)一性。

　　2.裝夾方式的選擇

　　銑削加工時(shí)泻磅，工件的裝夾方式一般有采用壓板加螺栓裝夾蜗胖、使用機(jī)用平口鉗裝夾和使用專用夾具裝夾等形式搔片。模具型芯屬于單件訂單生產(chǎn)，一般不使用專用夾具;本模具型芯的尺寸為200×170×65mm袄雷，屬于小型工件脸缆，因此，選擇用機(jī)用平口鉗進(jìn)行裝夾跑事。

　　采用機(jī)用平口鉗裝夾時(shí)别粮，要考慮到型芯的高度為35.8mm，因此蛇耀，裝夾后毛坯頂面離平口鉗鉗口的高度應(yīng)大于35.8mm计贰，底面可用等高墊鐵墊起。

　　3.加工順序安排

　　在數(shù)控機(jī)床上加工的零件蒂窒，一般按照工序集中的原則劃分工序躁倒，即每道工序應(yīng)包括盡可能多的加工內(nèi)容。工序劃分方法有按所用的刀具劃分洒琢、按安裝次數(shù)劃分秧秉、按粗精加工劃分或按加工部位劃分等。本例為模具型芯衰抑，屬于單件生產(chǎn)象迎，故在安排加工順序時(shí)以工序集中為原則，以減少換刀次數(shù)呛踊，提高加工效率砾淌。

　　加工順序安排得是否合理，直接影響著加工質(zhì)量谭网，加工效率和加工成本汪厨。在選擇加工順序時(shí)，要根據(jù)毛坯情況和零件結(jié)構(gòu)卡宛，結(jié)合零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方法蛙檐，重點(diǎn)需考慮保證工件在加工過程中的剛性不受破壞，減少變形胚闲，保證加工質(zhì)量贪犁。

　　本模具型芯的毛坯料為長(zhǎng)方體，制品分型面加工切削量較大缭柄，必須先進(jìn)行粗加工檀氏，然后再經(jīng)過半精加工和精加工完成。加工完分型面后软架，再按順序精加工頂面纳帽、碰穿面和膠位。

　　4.刀具選用

　　刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一杂虐。加工刀具不僅影響機(jī)床的加工效率返工，而且直接影響零件的加工質(zhì)量易贿。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床意沸，而且主軸輸出功率較大嫡纠，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對(duì)數(shù)控加工刀具提出了更高的要求延赌，要求其具有精度高除盏、強(qiáng)度大、剛性好和耐用度高等特點(diǎn)挫以，而且要求尺寸穩(wěn)定者蠕，安裝調(diào)整方便。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一掐松，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀踱侣、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性大磺。

　　本模具型芯的材料為S136鋼抡句，硬度大概為220HB左右;毛坯裝夾采用平口鉗，提供了足夠的剛性杠愧。因此待榔，本型芯的加工選用硬質(zhì)合金銑刀，刀具參數(shù)如下：

　　(1)直徑30mm流济，半徑為5mm的圓鼻刀;

　　(2)直徑16mm锐锣，半徑0.5mm的圓鼻刀;

　　(3)半徑為5mm的球頭刀;

　　(4)直徑為8mm的平底立銑刀。

　　四铆糙、基于MaterCAM的數(shù)控加工工藝過程

　　MaterCAM軟件是基于PC平臺(tái)的CAD/CAM系統(tǒng)缕翁，由于它對(duì)硬件要求不高，并且操作靈活械琴、易學(xué)易用旭眼，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、模具制造昭仓、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域料害，具有二維幾何圖形設(shè)計(jì)、三維曲面設(shè)計(jì)凯辆、刀具路徑模擬和加工實(shí)體模擬等功能掸栋。本例利用MasterCAM9.1進(jìn)行刀具路徑編制。

　　上述加工步驟經(jīng)過實(shí)際加工的驗(yàn)證宜裂，證明加工效果良好浑季，尺寸精度和表面加工質(zhì)量符合圖紙的要求。

　　五掀哎、分析與小結(jié)

　　(1)數(shù)控機(jī)床在加工具有復(fù)雜曲面的模具成型零件中具有明顯的優(yōu)勢(shì)俩莽，只要工藝設(shè)計(jì)合理旺坠，可以完成80%以上的加工量。

　　(2)模具的數(shù)控加工一般為單件小批生產(chǎn)扮超，故通常使用通用夾具進(jìn)行裝夾取刃，并且多為一次裝夾完成多個(gè)工序的加工，因此出刷，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)璧疗，應(yīng)采用工序集中原則，讓工序盡量集中馁龟，同時(shí)崩侠，盡量減少換刀次數(shù)，以減少待機(jī)時(shí)間坷檩，提高機(jī)床利用率却音。

　　(3)模具成型零件一般可以通過粗加工→半精加工→精加工三個(gè)工序完成。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)矢炼，必須注意定位基準(zhǔn)的選擇系瓢，盡量保證定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的重合，減少因基準(zhǔn)不統(tǒng)一帶來的誤差宜柱。同時(shí)侦演，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該使工件坐標(biāo)系的設(shè)置變得簡(jiǎn)單。

　　(4)選擇刀具時(shí)拣薄，應(yīng)根據(jù)機(jī)床左撤、工件材料和設(shè)計(jì)要求等諸多因素進(jìn)行綜合考慮。刀具參數(shù)的設(shè)置要根據(jù)刀具廠商提高的參數(shù)為基準(zhǔn)校搀，同時(shí)根據(jù)加工條件進(jìn)行相應(yīng)的修改三二，以盡量發(fā)揮刀具的潛能。保證刀具與工件不發(fā)生干涉的前提下房幌，盡量縮短裝刀長(zhǎng)度会刀，以減少刀具振動(dòng)，延長(zhǎng)刀具壽命膜护，提高加工精度掏绍。

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