在現(xiàn)代模具的成形制造中，由于模具的形面設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，自由曲面所占比例不斷增加，因此對模具加工技術(shù)提出了更高要求位俩，即不僅應(yīng)保證高的制造精度和表面質(zhì)量，而且要追求加工表面的美觀碳胳。隨著對高速加工技術(shù)研究的不斷深入勇蝙，尤其在機(jī)床加工、數(shù)控系統(tǒng)挨约、刀具系統(tǒng)味混、CAD/CAM軟件等相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的推動下，高速加工技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于模具的制造加工烫罩。高速加工技術(shù)對模具加工工藝產(chǎn)生了巨大影響惜傲，改變了傳統(tǒng)模具加工采用的“退火→銑削加工→熱處理→磨削”或“電火花加工→手工打磨、拋光”等復(fù)雜冗長的工藝流程贝攒。

　　但是，在實(shí)踐中為了提高模具的加工效率时甚，不能一味地去追求高速加工隘弊，有時為了節(jié)約生產(chǎn)成本與提高生產(chǎn)效率，必須采用高效加工方法荒适，使一部分加工工序在普通機(jī)床上就可高效率完成梨熙。這樣就要求設(shè)計(jì)者編制合理的模具加工工藝开镣，以便提高模具的加工效率，降低模具的制造成本锯忱，減少模具的制造周期常籍。

　　模具零部件的機(jī)加工方法

　　用機(jī)械加工方法加工模具零部件時要充分考慮零件的材料、結(jié)構(gòu)形狀闰妓、尺寸锨圣、精度和使用壽命等方面的不同要求，采用合理的加工方法和工藝路線过腰。盡可能通過加工設(shè)備來保證模具零部件的加工質(zhì)量骗采，減少鉗工修配工作量，提高生產(chǎn)效率和降低成本橄看。

　　模具高效加工工藝規(guī)程與策略制定

　　1.工藝規(guī)程制定

　　工藝規(guī)程必須針對加工對象词趾，結(jié)合本企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)條件進(jìn)行制定，技術(shù)上要先進(jìn)硅跌、經(jīng)濟(jì)上要合理审陌。

　　2.數(shù)控加工工藝策略

　　1）粗加工

　　模具粗加工的主要目標(biāo)是追求單位時間內(nèi)的材料去除率，并為半精加工準(zhǔn)備工件的幾何輪廓闲涕。在粗加工過程中通過利用國外先進(jìn)的CAD/CAM軟件可通過以下措施保持切削條件恒定疤格，從而獲得良好的加工質(zhì)量。

　⌒战ā（1）恒定的切削載荷诞仓；

　　通過計(jì)算獲得恒定切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡速兔，以提高刀具壽命和加工質(zhì)量墅拭；

　　（2）避免突然改變刀具進(jìn)給方向涣狗；

　〉瘛（3）避免將刀具埋入工件。如加工模具型腔時镀钓，應(yīng)避免刀具垂直插入工件穗熬，而應(yīng)采用傾斜下刀方式(常用傾斜角為20°～30°)，最好采用螺旋式下刀以降低刀具載荷丁溅；加工模具型芯時猾昆，應(yīng)盡量先從工件外部下刀然后水平切入工件讼崔；

　　（4）刀具切入、切出工件時應(yīng)盡可能采用傾斜式(或圓弧式)切入滚尼、切出玄柏，避免垂直切入、切出；

　■ㄐ邸（5）采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度帮课，提高加工質(zhì)量匙久。

　　2）半精加工

　　模具半精加工的主要目標(biāo)是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻八泡，這對于工具鋼模具尤為重要趾马，因?yàn)樗鼘⒂绊懢庸r刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩(wěn)定性及精加工表面質(zhì)量扛聂。

　　粗加工是基于體積模型(Volume model)艘尊，精加工則是基于面模型(Su rface model)。而以前開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)對零件的幾何描述是不連續(xù)的栏付，由于沒有描述粗加工后罚考、精加工前加工模型的中間信息，故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的组弥。

　　因此應(yīng)對半精加工策略進(jìn)行優(yōu)化以保證半精加工后工件表面具有均勻的剩余加工余量笼踩。優(yōu)化過程包括：粗加工后輪廓的計(jì)算、最大剩余加工余量的計(jì)算亡嫌、最大允許加工余量的確定嚎于、對剩余加工余量大于最大允許加工余量的型面分區(qū)(如凹槽、拐角等過渡半徑小于粗加工刀具半徑的區(qū)域)以及半精加工時刀心軌跡的計(jì)算等挟冠。

　　現(xiàn)有的模具加工CAD/CAM軟件大都具備剩余加工余量分析功能于购，并能根據(jù)剩余加工余量的大小及分布情況采用合理的半精加工策略。CIMATRON軟件提供清根加工（CLEAN UP）來清除粗加工后剩余加工余量較大的角落以保證后續(xù)工序均勻的加工余量知染。Pro/Engineer軟件的局部銑削(Local milling)具有相似的功能肋僧，如局部銑削工序的剩余加工余量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來清除粗加工未切到的角落控淡，然后再進(jìn)行半精加工嫌吠；如果取局部銑削工序的剩余加工余量值作為半精加工的剩余加工余量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落掺炭，還可完成半精加工辫诅。

　　3）精加工

　　模具的精加工策略取決于刀具與工件的接觸點(diǎn)，而刀具與工件的接觸點(diǎn)隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化涧狮。對于由多個曲面組合而成的復(fù)雜曲面加工炕矮，應(yīng)盡可能在一個工序中進(jìn)行連續(xù)加工，而不是對各個曲面分別進(jìn)行加工刹越，以減少抬刀厨刷、下刀的次數(shù)。然而由于加工中表面斜率的變化妨菩，如果只定義加工的側(cè)吃刀量(Step over)糙枚，就可能造成在斜率不同的表面上實(shí)際步距不均勻，從而影響加工質(zhì)量厚饱。CIMATRON軟件解決上述問題的方法是在定義側(cè)吃刀量的同時檐伞，使用Clean Between Pass(清除刀間殘留面積高度)來調(diào)整步距。Pro/Engineer 軟件解決上述問題的方法是在定義側(cè)吃刀量的同時捕如，再定義加工表面殘留面積高度(Scallop machine)切拳。一般情況下，精加工曲面的曲率半徑應(yīng)大于刀具半徑的1.5倍揩池，以避免進(jìn)給方向的突然轉(zhuǎn)變孽倒。在模具的精加工中，在每次切入泪桥、切出工件時救鲤，進(jìn)給方向的改變應(yīng)盡量采用圓弧或曲線轉(zhuǎn)接，避免采用直線轉(zhuǎn)接秩冈，以保持切削過程的平穩(wěn)性本缠。

　　四、高效加工實(shí)例

　　在現(xiàn)代化的模具生產(chǎn)中入问，隨著對產(chǎn)品功能要求的提高丹锹，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得越來越復(fù)雜，相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也要隨之復(fù)雜化芬失。

　　下面闡述了在電器盒塑料模具制造中所采用的新的設(shè)計(jì)制造工藝方法路線：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先進(jìn)的CAD/CAM軟件進(jìn)行產(chǎn)品的3D圖形設(shè)計(jì)楣黍；然后根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，生成模具型腔實(shí)體圖和工程圖棱烂；再在CIMATRON中根據(jù)模具型腔的特點(diǎn)繪制CNC數(shù)控加工工藝圖租漂，擬定數(shù)控加工工藝路線，輸入加工參數(shù)垢啼，生成刀具路徑窜锯；最后進(jìn)行三維加工動態(tài)仿真，生成加工程序芭析，并輸送到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行自動加工悄贴。

　　在實(shí)際加工時需用內(nèi)六角螺釘將四個方鐵塊固定于模芯上，然后再將這四個方鐵塊固定在機(jī)床工作臺上即可傀掘。

　　數(shù)控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一诈绷，其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量圃星、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用怒央。采用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先進(jìn)軟件進(jìn)行三維建模，然后根據(jù)模具型腔的特點(diǎn)，確定模具型腔项请、分模面烦盛，生成模具型腔實(shí)體圖、工程圖肚轴、加工工藝圖紧邑。根據(jù)CAM系統(tǒng)的功能，從CAPP數(shù)據(jù)庫獲取加工過程的工藝信息稠还，進(jìn)行零部件加工工藝路線的控制伞缺，輸入加工參數(shù)，然后再在CAM中編制刀具路徑叁丧，進(jìn)行三維加工動態(tài)仿真啤誊，生成加工程序并輸送到數(shù)控機(jī)床完成自動化加工。

　　這些加工步驟是現(xiàn)代化模具生產(chǎn)的過程和發(fā)展趨勢拥娄，它使復(fù)雜模具型芯的生產(chǎn)簡化為單個機(jī)械零件的數(shù)控自動化生產(chǎn)蚊锹，全部模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工編程過程都可以借助CAD/CAM軟件在計(jì)算機(jī)上完成。它改變了傳統(tǒng)的模具制造手段条舔，有效地縮短了模具制造周期枫耳，大大提高了模具的質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率孟抗。

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