典型鋁擠壓分流模上模數控編程工藝解析

程廣鄧 朱永超

摘 要：本文選取標準φ378mm分流模上模為講解示例，根據CAD二維圖紙提供的數據信息，重點分析此上模的結構特點，結合車間數控刀具情況，就加工區域的選擇、加工順序的安排、數控刀具的應用等編程工藝中需要注意的環節做了重點闡述；目的是保證操機時的安全，減少裝夾換刀次數，優化機床走到方式，提高加工質量和加工效率。

關鍵詞：分流模上模 結構分析 數控刀具 工藝解析

中圖分類號：TG375.41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0004-02

數控銑削是鋁擠壓模具加工過程中的重要工序。通過查閱車間φ378mm標準模具加工工藝卡，可知粗銑加工占火前加工總時長的33.3%，精銑加工占火后加工總時長的38.5%；其加工費用，粗銑占火前加工總費用的42.0%，精銑占火后加工總費用的29.5%；無論從加工用時還是加工費用來看，數控銑都是整個模具加工過程中最需要控制好的環節；而編程工藝的制定對數控銑削的質量和效率起著決定性的作用，下面就如何做好此項工作做具體闡述。

1 上模CAD圖紙準備

通過查詢車間設計圖紙庫，共收集φ378mm標準分流模模具圖紙100余套，按照上模厚度、模芯高度、入口有無減壓、出口有無沉橋等因素進行篩選，最終選取YGΦ150×10分流模上模作為講解示例。準備CAD二維圖紙如圖1。

2 上模結構分析

該上模厚度為130mm、模芯高度為56mm，分流孔圓角半徑為R20mm，可選擇刀具半徑小于20mm的飛刀進行加工；上模入口有減壓設計，須從入口面進行加工，如上模入口無減壓、模芯對分流孔無遮擋，且上模厚度加模芯高度在180mm左右，可考慮從出口面一次完成加工，減少裝夾次數；模芯直徑為φ132.4mm，粗車直徑為φ160mm，粗車留量較小，可用同一把刀具完成加工，以減少換刀次數；模芯下空刀直位長12mm、徑向深度5mm，選擇T型刀具，一是保證刀片長度小于下空刀直位長度，二是保證T型刀徑向可加工深度大于下空刀徑向深度，同時盡量選取大直徑T型刀具進行加工，可提高加工效率。

3 數控刀具情況

3.1 車間常用數控刀具規格及加工深度

車間常用數控刀具規格及加工深度見表1。

3.2 數控加工刀具選用原則

（1）用短不用長。刀具長度要根據刀具加工深度來決定，一般來說，刀具越短越好，必須考慮到使用時的剛性，必要時可采用加長桿或小直徑刀柄；在深腔加工時不要一次把刀具加持太長，可分兩段或幾段深度加工，有助于提高加工效率，例如：用D32R0.8的飛刀加工220mm的深腔時，刀具先夾持180mm、再夾持220mm（下且步距要相對減少），分兩段加工，以達到快速切削的目的。

（2）用大不用小。粗加工盡可能考慮用大刀，z軸加工越深刀具直徑要越大；加工不到位的地方，可采用小直徑刀具進行清角加工，對于不影響火后加工的地方可先不清角，等火后再一并加工到位。

4 上模數控編程工藝解析

（1）數控刀具的選擇。根據對上模結構的分析，選用D32R0.8的飛刀分別對分流孔入口型腔、模芯、分流孔出口型腔進行加工；再選用D40T10R3的T型刀具對模芯下空刀進行加工。

刀具加工參數設置如表1。

（2）上模入口型腔的加工深度為上模厚度減去橋位根部至配合面的距離，此上模厚度為130mm，橋位根部距配合面的距離為60mm，故上模入口面的加工深度為130mm-60mm=70mm；上模出口型腔的加工深度為橋位根部距配合面的距離，但須根據模具大小、淬火留量多少，銑深3～6mm，保證入口面型腔與出口面型腔接通，故上模出口面的加工深度為63mm。

（3）上模模芯工作帶直徑為φ132.4mm，粗車直徑為φ160mm，粗銑加工量單邊為（160mm-132.4mm）/2=13.8mm，選用D32R0.8的飛刀完成上模模芯的加工；工作帶要根據模具大小和熱處理方式進行留量，一般留量在1.5～2.5mm之間；粗車高度為58mm，故z軸方向加工范圍為+58mm至配合面。刀具參數如表2所示。

（4）上模模芯下空刀的加工分為兩個步驟，一是在下空刀直位處產生一個徑向上的刀路，z軸最小值為模芯下空刀高度-刀片長度-火前留量，故z軸最小值為38mm-10mm-2mm=+26mm，z軸最大值為z軸最小值+下切步距（與刀片長度一致），為26mm+10mm=+36mm，保證在z=+26mm的位置上產生一個徑向刀路；徑向加工深度為模芯下刀空徑向深度+模芯工帶留量，故徑向加工深度為5mm+1.5mm=6.5mm。二是沿z軸完成其余下空刀直位與斜位的加工，z軸銑削范圍為+26mm至配合面。需要注意的是，第一個步驟T型刀具的進給率為800mm/min，因為此時是滿刀切削，進給率要慢些；第二個步驟T型刀具的進給率為1500mm/min，此時切削發力點僅為刀片底部，對整個刀具的作用力較小，故可提高進給率。

（5）螺絲孔、銷孔的編程工藝須根據模具大小來制定。一般Φ378mm以下的小模具直接在數控銑床上完成加工，具體工藝是引鉆→鉆底孔、通孔→入口倒角→攻絲；對于Φ378mm以上的較大模具由數控銑床完成引鉆，再由鉆床工序完成鉆孔和攻絲的操作。編制鉆孔的數控程序時，可直接在數控銑床上面完成，其自帶的宏程序，具有極好的易讀性和易修改性，編寫出來的程序簡潔，通用性強，而且機床在執行此類程序時，較執行CAM軟件生成的程序更加快捷，反應更迅速。

5 結語

本文主要結合車間生產實際，對以YGΦ150×10分流模上模為典型代表的鋁擠壓模具做了結構分析、數控刀具選擇、編程工藝解析等工作的闡述，為之后數控編程工作的開展奠定了堅實的基礎，確保編制出的數控程序符合設計圖紙的要求，同時最大程度的發揮出數控機床的加工效率，達到將本增效的目的，為企業創造出最大的經濟效益。

參考文獻

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