負余量閉合有助于你以更少的時間制作更好的模具。這里有該工藝明確的定義和描述。雖然概念相當簡單誊锭，但實施起來是有挑戰(zhàn)性的。

　　想象你正在看一個完成的塑料注塑模的型芯蓄帐，而與其配合的型腔坯料（尺寸40" x 12" x 6"）仍放在它旁邊的地面上市砍，還未加工。想象一下警钥，你正被告知整套模具要將在明天下午試模射疤。“不可能的抵思！”悉砌，那將是一個自然的反應(yīng)，然而想象一下就在第二天下午你目睹了試模并接受了整套模具焙句。這個模具用于生產(chǎn)豐田汽車格柵的一個零件符晃，它約三英尺長、四英寸寬港摘。型腔自動地被加工而且整夜無人看守绒双，而整套模具實際上在第二天下午的首次試模時驗收通過躬源。

　　這個應(yīng)用使我們認識到，通過編程还织、機床和刀具周密地集成拆座，老式繁重的模具制造可改造為科學的模具制造（見圖1）。
 
　　負余量閉合的定義

　　從歷史看冠息，閉合區(qū)域是謹慎和乏味地刮研并定制裝配挪凑，所以型腔和型芯的側(cè)面實際上將相互碰撞并封堵模具內(nèi)的塑料 - 限制塑料流動到型腔和流道區(qū)。模具的刮研是一種藝術(shù)形式逛艰，需要技巧和耐心躏碳。結(jié)果是一種定制的分模，由于它的裝配散怖，每個模具都是獨一無二的菇绵。

　　名稱“負余量閉合”引用保留負余量的概念；實際上是模具分型線和閉合線的間隙镇眷！制造技術(shù)能提供更短的加工周期和更高的利潤咬最。模具的好處是壽命更長和性能更好。

　　間隙很小欠动，不足以引起塑料的任何流動永乌，所以模具仍然是閉合的。對于大多數(shù)塑料翁垂，大約0.0008"通常是一個可接受的余量铆遭，雖然那個間隙根據(jù)制模材料的不同而變化。為了獲得最佳的結(jié)果减磷，負余量必須根據(jù)表面（通常是型腔）來制定哮霹，所以沿分型面周圍的較大區(qū)域與零件隱藏的內(nèi)表面有輕微的重疊。

　　好處眾多

　　消除刮研的處理對于所有方面都是一個很大的勝利氏赴。從歷史看墅轩，在模具制造過程中，裝配和刮研是最大和最昂貴的勞動力要素之一服酥。它也是不可預(yù)計的付昧，通常延誤模具的完工、試模和/或驗收找肤。消除刮研能縮短加工周期并降低成本严齿。也許更重要的是模具制造從技巧到科技轉(zhuǎn)變所帶來的好處。保持模具的幾何形狀完美無缺意味著模具可被更容易地維修踩林，而且鑲嵌件能互換骄闺。

　　當模具閉合時沒有干涉和碰撞，延長了模具的壽命醋掖。模具的間隙通過模具邊角內(nèi)置的四個接觸墊片來維持剃袍，注口和流道區(qū)域也是如此黄刚。既然模具的精密表面不發(fā)生型腔和型芯的碰撞，那些表面不易在使用中磨損和變壞民效。通過消除碰撞憔维，更軟的模具鋼可能產(chǎn)生相同或甚至極好的結(jié)果，同時還為你和模具制造商提供一個更快的模具制造工藝畏邢。

　　間隙還使模具工作得更好业扒。通風的需要通過負余量閉合自動地解決了，因為空氣決不會被擋住棵红。壓機需要更少的力來支持模具的閉合和塑料的注入凶赁。加工節(jié)拍更快而且具有更低的力咧栗，提高模具的效果逆甜。

　　令人印象深刻的利益組合使得負余量閉合令人向往；更快和更便宜的模具致板、更長的模具壽命交煞、更快的加工節(jié)拍以及更小的壓機。當今我們能如何實施負余量閉合斟或？

　　開始演變

　　總的來說熬鸟，負余量閉合被看成是最成功的一種改良的工藝。從今日開始迫使公差能滿足你的工作肮插。使整個模具制造工藝保持更緊的公差秸铣。隨著我們達到一種可靠性能的狀態(tài)，信心和效果將接踵而來晚惊。轉(zhuǎn)變發(fā)生于從模具制作的技巧轉(zhuǎn)到模具制造的科技朱泞。

　　當今技術(shù)的廣泛實施使得負余量閉合更實用。高性能CAM系統(tǒng)以更少的時間獲得更緊宛蒲、更精確的刀具路徑膀琐。刀具路徑區(qū)域的可靠性對于自信的無人看管的整夜和整個周末的加工是關(guān)鍵的。高性能CNC 機床使得加工自動化恼稠，同時切得更快和更精確苦旋。極好的夾具、刀柄和刀具結(jié)合在一起来锥，按期交付外觀更好的絕對精確的模具偏秦。

　　為了說明負余量閉合的原理，讓我們檢查一個兩度拔模斜度和周圍間隙0.0008"的輪廓陡峭的公母套件腥例。四個邊角的墊片限制零件的嚙合量為0.0008"辅甥，仍然沒有可察覺的側(cè)向移動或旋轉(zhuǎn)。
 
　　了更好地理解負余量閉合所需的關(guān)鍵公差院崇，考慮相對于陡峭的型腔和閉合面的公差肆氓。在兩度的拔模角度上袍祖，Z向深度0.0005"的不同小于X/Y平面的0.000020"。工作于如此緊的公差要求密切注意所有的細節(jié)谢揪，采用現(xiàn)有最好的刀具蕉陋。

　　所有這些方面（編程、刀具和機床）協(xié)同工作以獲得負余量閉合的成功拨扶。最終產(chǎn)品的精度依靠該方法的每一步凳鬓。有效的程序執(zhí)行要求更好的機床和刀具性能。刀具壽命要求更好的編程和機床性能患民。有效的機床加工要求緊密缩举、精確的程序來指導運動和耐用且精確的刀具。三個要素不可避免地纏繞在一起匹颤，為了其自身的成功而相互倚賴仅孩。

　　表面模型

　　你知道大多數(shù)流行的CAM系統(tǒng)并不真正用數(shù)學NURBS（非均勻有理B樣條）表面來定義你的零件嗎？實際上卡催，多數(shù)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步之一是生成一個幫助他們工作得更快的平鋪或“方格狀”的表面责名。不幸的是，這種生成在精度方面作出讓步绘菲。當在CAM系統(tǒng)內(nèi)生成本地文件時液炼，這個缺點能通過收緊表面公差而被最小化，但是這又降低了系統(tǒng)的速度雄工。最好的方法仍然看起來是采用真實的零件表面模型枕络，消除中間的零件模型步驟。

　　更緊的參數(shù)

　　“輸入垃圾番产，輸出也是垃圾”是關(guān)于計算機程序的一個熟悉的表述搜澈。負余量閉合依靠緊密且精確的刀具路徑來制造精確的零件。關(guān)鍵之一是選擇刀具路徑的公差將保持零件很好地在公差范圍內(nèi)瞒唇，并且為CNC機床提供最優(yōu)運轉(zhuǎn)所需的信息坡驹。

　　最新的高速CNC機床有更多的參數(shù)才能運轉(zhuǎn)得更好。這意味著你能為CAM的輸出指定0.0001"到0.000050"的公差服畜。這不僅適用于你的CNC四爹，而且總的來說它將運轉(zhuǎn)得更好。每步運動較小的方向變化實際上更易于使CNC能比以更少的運動而采用更尖銳的偏差執(zhí)行得更精確投放。

　　這要求更多的刀具路徑奈泪，采用更小的步距。當今你的帶有CAM系統(tǒng)的CAM快速的計算機處理能力和直接的網(wǎng)絡(luò)功能使得具有更大刀具路徑的有效加工能夠進行灸芳。

　　機床設(shè)計

　　當今的高性能CNC 機床能比過去運動得更快且更精確涝桅。這是機床設(shè)計和控制共同作用的結(jié)果。更快的電子器件、響應(yīng)更快的驅(qū)動系統(tǒng)和動態(tài)性能更好的機械設(shè)計共同提高速度和精度冯遂。 　　

　　傳統(tǒng)的箱形導軌正日益被替代蕊肥，因為表面積大且引起摩擦。直線導軌的球軸承具有最小的摩擦和很高的響應(yīng)速度蛤肌，但是它們遇到缺乏阻尼的問題壁却，因為滾珠的接觸面積極小。

　　振顫和振動是常見的問題裸准。導軌設(shè)計選擇直線滾動導軌日漸增多展东。在其導軌表面上，滾子的直線接觸表面有助于把力通過機床部件傳遞到地基上炒俱，抑制了振動盐肃。最終結(jié)果是機床的響應(yīng)更快而不犧牲表面質(zhì)量。

　　機床動態(tài)性能的提高不僅使零件加工得更快没靖，而且使刀具的壽命更長锚倦。刀具被設(shè)計用于剪切材料，而不是把它擦掉勤驾。如果我們能為任何特別的刀具維持設(shè)計的切屑負載耻宋，刀具的壽命將得到延長。無論切屑載荷多么小身州，有效的摩擦作用磨損切削刃。因此躬摆，機床的加值港、減速性能越好，刀具的壽命將越長阻洋。附帶的好處將是表面粗糙度更一致绕鸯，零件的外觀更好。

　　預(yù)讀

　　加速所需的時間可能更不相同败芙，但在所有情形下鹃壤，時間的要求是控制、預(yù)讀的一個關(guān)鍵要素壁顶。這是一個大的話題珠洗，值得一篇文章全部講述其優(yōu)點。簡而言之若专，沒有預(yù)讀的話许蓖，復(fù)雜輪廓的刀具路徑通常將受到妨礙。

　　更隱蔽的缺陷是當點群集在一起時的過切调衰。從歷史看膊爪，NC 和CNC機床每次執(zhí)行單步運動。由于更低的進給量和更差的生成刀具路徑的能力，每個連續(xù)的塊移動通常允許足夠的時間用于其自身從停止開始加速和減速降到停止米酬。由于CAM和CNC已經(jīng)進步了沛豌，數(shù)據(jù)密度和進給量已經(jīng)提高了流經(jīng)這些點的運動，它是如今模具制造的一個關(guān)鍵能力赃额。

　　問題是如果我們盲目地假定穿越這些點時我們能停在一個很小的硬幣上琼懊，我們一定要被過切刺痛。如果我們以每分鐘五英寸的進給沿著輪廓運動爬早，我們很可能將不會碰到問題掩纺。另一方面，如果我們以300 ipm的速度穿越這些點碟姓，多數(shù)機床需要在C點處開始降速以便精確地到達角點F炼注。否則，機床將在F點處過切易传，侵害零件并使機床顛簸方数。

　　機床的預(yù)讀性能有限或完全缺少這個性能，不僅會引起零件的侵害臭赃，而且能導致刀具上過大的應(yīng)力或甚至是刀具的破壞询烤。進一步，引起的機床顛簸導致機床驅(qū)動部件和導軌的過量磨損尽舱。

　　主軸

　　機床要運動得快旷酗，也必須有一個快速的主軸。老式的皮帶或齒輪傳動的主軸幾乎不能那樣做元炭，所以應(yīng)該使用筒形的主軸星嗜、部件本身集成馬達和線圈的主軸。這消除了驅(qū)動系統(tǒng)額外的熱和振動软吐。為了保持主軸的溫度受到控制瘩将，增加冷卻-循環(huán)的液體通過馬達線圈和軸承周圍的腔室。冷卻器保持液體恒溫凹耙，使主軸和床頭箱避免膨脹姿现。

　　HSK刀柄

　　更高的主軸轉(zhuǎn)速要求更精確、動平衡更好的刀柄肖抱。刀柄的安全夾持在高速下尤其重要备典。7/24錐柄的開發(fā)是在半個多世紀之前，而且當今售賣的CAT虐沥、BT 和 ISO 刀柄不針對主軸高轉(zhuǎn)速熊经。目前的主流技術(shù)是HSK，大約在10年前由DIN（德國標準協(xié)會）委員會把它定義成了行業(yè)標準欲险。HSK刀柄有幾種型式镐依，但由于其設(shè)計，都具有很高的剛度和非常低的跳動。錐面和端面都進行定位槐壳。高轉(zhuǎn)速時動平衡是至關(guān)重要的然低，所以很多HSK的設(shè)計都是完全對稱的，以避免象驅(qū)動鍵常見的不平衡區(qū)域课妙。HSK刀柄的保持力針對整個設(shè)計速度范圍的安全性拘挖，而且實際上隨著轉(zhuǎn)速的提高，夾持變得更緊翎钳。

　　紅套刀柄

　　幫助HSK刀柄激增的刀柄研發(fā)成果之一是紅套技術(shù)挑画。這個簡單的物理應(yīng)用使用熱脹和冷縮的原理來把立銑刀夾到刀柄上。通過消除側(cè)固刀柄常見的止動螺釘和其它刀柄中廣泛使用的彈簧夾頭鸣丝，跳動和不平衡充分消除猎肄。紅套刀柄通常的跳動量小于0.0001"。

　　紅套刀柄為用戶提供的好處有幾個方面瘪巡。首先欠住，刀具運轉(zhuǎn)得更精確，所以你的零件將更精確佳珊，本文建議的一個關(guān)鍵要求在于我們工作的成敗與型腔到型芯剛好0.0008"的配合所決定揉民。銑削表面看起來也更好。精度方面的一個額外好處是立銑刀的所有切削刃都參與切削听公。這意味著更順暢的性能鼎嫉、更好的表面粗糙度和更好的刀具壽命。

　　紅套刀柄提供更多的好處拍嵌。刀柄不需要彈簧夾頭或止動螺釘來夾持刀具遭赂，所以它們能被做成非常細長的形狀以 提供到達不平常的狹小地方，使得較短的横辆、成本較低的硬質(zhì)合金刀具完成挑戰(zhàn)性更強的應(yīng)用。即使你有自己的五軸或3+2軸機床茄猫，細長的紅套刀柄能幫助你減少五軸的裝夾狈蚤，消除必要的干涉檢查并提高程序的復(fù)雜性。

　　刀具精度

　　刀具本身的實際精度是成功應(yīng)用負余量閉合的又一關(guān)鍵因素划纽。工作于如此緊的公差脆侮，我們不能接受刀具的實際形狀的偏差。

　　刀具行業(yè)的一些創(chuàng)新者提供球頭立銑刀精度三微米之內(nèi)的個體證書勇劣，所有四個刃具有過中心切削性能的真正的四刃球頭銑刀靖避。

　　因為有了紅套刀柄，精確的刀具形狀再次提供雙贏的機會比默；其精度制造出更精確的零件幻捏，而且通過提供每齒更一致的切屑載荷，還保證更高的生產(chǎn)率和更長的刀具壽命。

　　刀具幾何角度

　　各種各樣的刀具形狀能使你的加工效率產(chǎn)生很大的不同故弟。為此蘸腾，考慮公制刀具。你的CAM 系統(tǒng)不在乎你的刀具是英制還是公制又蝌。一般而言鸟焊，美國以外的世界各地都用公制，所以其市場更大场致，因此選擇也更多藕龄。這意味著你能根據(jù)手頭的任務(wù)定制合適的刀具。

　　在這里籍投，簡單的選擇是長徑比削蕊。當我們可能要尋找兩種或三種標準、長系列和超常系列的刀具時欢公，公制刀具通常能提供非常多的選擇豫鲁。這其中一個很好的例子就是銑削加強筋的刀具廓形」蔡ィ可提供很多種球頭直徑和拔模角度凛未，多數(shù)規(guī)格有2-mm的長度增量，從粗短的到最長的有效長度都有供應(yīng)轧葛。

　　當需求更復(fù)雜時搂抒，結(jié)合很長的可達深度和剛度的各種其它形狀的刀具能滿足需求。關(guān)鍵是用標準刀具的有效性消除刀具修改的需要尿扯。

　　公差的累積

　　正如我們看到的那樣求晶，為了成功應(yīng)用負余量閉合，我們需要從剛開始時為完美而努力衷笋，采用零件表面精確的3-D模型芳杏，完整的刀具路徑生成和執(zhí)行，始終結(jié)合使用最好的技術(shù)和刀具辟宗。

　　有趣的是爵赵，故事恨圓滿，因為任何模具都能完成泊脐。工藝文件的編制對于你的實施是很關(guān)鍵的空幻。推薦采用大量的筆記本，讓每個人專致于工作容客，跟蹤記錄刀具的速度秕铛、進給，甚至是使用的進給倍率蛙途。通過跟蹤刀具的性能讯完、壽命和刀具彎曲變形两漫，工藝能不斷地被優(yōu)化。

　　工廠和編程員之間明確的溝通渠道是必須的鳞集。實際上所有CAM 系統(tǒng)都有一個刀具數(shù)據(jù)庫姆盲，但通常未被使用。如果實際的加工參數(shù)經(jīng)常更新該刀具數(shù)據(jù)庫祷濒，所有的編程員能生成一個有效且一致運轉(zhuǎn)的最優(yōu)刀具路徑盒咪。

　　把負余量作為競爭力

　　原先不可能的關(guān)于高質(zhì)量和快速交貨的要求現(xiàn)在通過使用負余量閉合而滿意地解決了。結(jié)合編程勘春、刀具和機床的最新技術(shù)產(chǎn)生了巨大的好處瘟麻。你能真正地超越模具的零公差，有意地在閉合出留一個小的間隙刹埋。你能以更短的時間交貨并且你的模具因為有了集成的通風而工作得更好钮咱。

　　消除面與面的接觸降低了制模壓機的噸位并提高模具的壽命。你加工和工藝的文檔越多这敬，回報更好 - 進一步提高效果并建立公司自身的競爭優(yōu)勢航夺。雙贏實際上看起來象一種保守的說法。用負余量閉合制造模具對你和你的客戶來說都是真正肯定的崔涂。

　　sidebar：一小部分技巧

　　很多因素為了成功應(yīng)用負余量閉合而協(xié)同工作阳掐。對于CAM系統(tǒng)，關(guān)鍵要素包括：從表面開始工作冷蚂；加工過程中的余量控制缭保；自動的粗加工路徑；控制粗加工的切屑載荷蝙茶；消除尖銳的運動艺骂； 總是順銑；自動的“額外行程”隆夯。在粗加工中钳恕，這控制切屑載荷。當精加工時蹄衷，額外的行程控制低標高（切向）表面的粗糙度的高度苞尝；使用刀具數(shù)據(jù)庫的特性！

　　對于刀具宦芦，關(guān)鍵要素包括：精確的球頭幾何角度；刀具后角的選擇以減少振顫和源自拖拉的過切闺酬；選擇懸伸的長徑比以提供最優(yōu)的剛性哟口；為了剛性和精度采用紅套刀柄；為更長的刀具壽命采用微霧潤滑瑟捡；為快速裝夾采用磁性的工件夾持棠雌；為更多的正常運行時間而碼垛堆積萨羽。

　　對于機床，關(guān)鍵要素包括：動態(tài)響應(yīng)塊旬城； 預(yù)讀钙径；高速主軸；高精度的反饋卒赖；熱穩(wěn)定性 (主軸冷卻和線性比例)踊嘲；自動的激光檢測；升級的柔性睡清。作為最昂貴的單一部件疏菩，最好的機床不局限于現(xiàn)在的能力，而且隨著新的研發(fā)成果的推出能通過軟件進行升級刨仑。

　　在過去四年里郑诺，我們一直在向負余量閉合靠攏。我們在剛聽說時沒有真正地確信杉武。隨著我們改進了編程辙诞，我們減少了手工加工并開始向真正的設(shè)計最終形狀靠攏。新的刀具幾何角度和改進的涂層很有幫助轻抱。紅套刀柄的實施進一步提高了我們的精度和表面粗糙度飞涂。我們最新的工作臺行程40" x 40"的CNC銑床真正地把任務(wù)捆綁在一起。它的精度就在那里十拣，而且加工好的模具也放在那里封拧。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享夭问，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責泽西，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布缰趋、編輯整理上傳捧杉，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責桶辉。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻募型、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題杠尘，請第一時間告知哀揽，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益酗裕！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn睬肮。