模具高速加工的編程方式之研究

[摘 要] 在研究中以模具高速加工為核心，探究模具高速加工編程方式，促進模具高速加工技術的應用和推廣，進而為相關研究人員提供一定的借鑒和幫助。

[關 鍵 詞] 模具；高速加工；編程方式；途徑

[中圖分類號] F416.4 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）18-0131-01

隨著社會經(jīng)濟和科學技術的不斷發(fā)展，針對模具制造領域而言，高速加工技術的應用，打破了傳統(tǒng)模具加工的局限性，提高了模具加工效率和模具加工綜合質量水平，進而推動了我國高速加工技術的可持續(xù)健康發(fā)展。對此，在這樣的環(huán)境背景下，探究模具高速加工的編程方式具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、高速粗加工編程方式

（一）層切法

粗加工以單位時間內材料去除率為編程核心，屬于半精加工中的重要內容，作為一種準備工件幾何輪廓，通過高切削速度和高進給率實現(xiàn)加工效果。層切法作為一種CAM軟件加工策略，主要適用于自由曲零件的加工，借助層切法維持加工零件的恒定切削載荷，防止仿形加工時出現(xiàn)切削載荷突變的情況，進而保證加工效果。

（二）順銑與逆銑

在加工零件順銑的過程中，切削面歷經(jīng)從薄到厚的過程，刀齒切入加工面，為銑刀的切入和使用創(chuàng)造了有利條件。在加工零件逆銑的過程中，銑刀刀齒接觸加工件表面后，不能立即切入金屬層，要在加工件表面進行滑動，進而達到加工效果。而在滑動中摩擦生熱，使得加工件表面出現(xiàn)硬化層，加大刀具磨損，消耗逆銑功率。對此，工件加工以順銑為主，在保證加工件表面光滑程度的同時，提高加工尺寸的準確性，并結合編程條件和編程要求，實行混合銑加工方式，系統(tǒng)通過計算執(zhí)行最短路徑，在減少功率消耗和道具磨損的同時，提高加工效率和加工質量，進而達到工件加工的預期效果。

（三）走刀方式

在模具高速加工的過程中，走刀方式主要有單向走刀、雙向走刀和環(huán)繞走刀方式，單向走刀方式會在實際加工中形成大量的抬刀路徑，雙向走刀方式會造成運動方向的突然改變，由于雙向走刀方式無法維持順銑方向，必須通過環(huán)繞走刀方式維持順銑切削，在保證切削距離最短的情況下，提高切削效率，進而達到預期的切削效果。

二、高速精加工編程方式

（一）平行加工

在實際加工中，平行加工主要以零件上方水平面為基礎，其二維平行刀具軌跡排列在加工模型表面，進而形成頭型，獲得包絡模型曲線，根據(jù)刀具結合形狀，以曲面法線矢量為核心進行補償，獲得刀具軌跡。這種加工方式具有切削率高的特點，通過較小的計算量，即可獲得與刀具軌跡相平行的斜切面，保證斜切面的光滑程度，提高加工效果。

（二）放射軌跡加工

在實際加工中，向等高分層軌跡加工主要通過等距離水平面切片方式，在加工零件等高曲面中獲取刀具軌跡，使得刀具軌跡呈現(xiàn)Z型，進而達到加工切面效果。而由于向等高分層軌跡方向突變形式，加大了刀具磨損和功率消耗。相比較而言，放射性軌跡加工方式主要應用在要求加工紋理的工件中，借助二維放射性刀具，可以對刀具軌跡進行有效排列，形成并向工件模型，獲取包絡曲線，及時收集刀具各個軌跡數(shù)據(jù)，進而達到預期的加工效果。如下圖所示，放射性加工建立中心位置，以中心進行軌跡重疊，將刀具軌跡延長到中心位置，可以滿足工件的圖形需要和紋理需要。

（三）螺旋軌跡

螺旋軌跡加工方式由于抬刀次數(shù)減少，可以防止刀具起降和移動的過程中消耗功率，破壞加工面的完整性，一次性切入切出，實現(xiàn)工件表面包絡模型，保證殘留高度的預定值，進而滿足模具高速加工的質量要求。在實際應用的過程中，這種高速加工技術主要應用在切削圓形模具中，避免刀具位于工件中心的循環(huán)重疊，進而提高零件切削效率和切削質量。

三、半精加工編程方式

半精加工以工件輪廓平整度為最終目的，強調表面精加工的平滑性和均勻性，提高模具高速加工綜合質量水平。這主要是因為在實際加工的過程中，工件表面均勻性直接關系到切削載荷值和實際切削面積，粗加工傾向于體積模型，而精加工以面模型為主，控制變量因素，進而提高工件切削過程中的穩(wěn)定性，保證加工件表面質量。在殘料加工中，在CAM軟件的基礎上，將殘料實體看作加工毛坯，組建切削路徑，通過殘留模型去除多余加工工序，進而實現(xiàn)余量的清除，保證加工效果。

四、對模具高速加工的編程方式的研究結論

首先，高速粗加工編程方式以體積模型為基礎，追求單位時間內的余量去除率，為精加工做好加工件的基礎加工準備。

其次，高速細加工編程方式在粗加工方式的基礎上，以平面模型為條件，保證切削面的光滑度和平整性，達到模具高速加工的質量標準。

最后，半精加工編程方式強調工件輪廓平整度，控制切削中的變量因素，提高切削穩(wěn)定性，達到加工效果。

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