數(shù)控銑加工模具零件工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)

王巖

摘 要：在我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)產(chǎn)品加工行業(yè)水平也有了進(jìn)一步的提高。現(xiàn)代加工產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型階段，機(jī)械加工過(guò)程中廣泛使用機(jī)床。目前，數(shù)控加工機(jī)組屬于現(xiàn)代機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的核心，模具是數(shù)控加工中的核心構(gòu)件。所以，模具自身設(shè)計(jì)及質(zhì)量與加工行業(yè)發(fā)展具有密切的聯(lián)系。基于此，本文就數(shù)控銑加工模具零件工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑；加工模具；零件；優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）20-0061-02

Optimization Design of CNC Milling Die Parts Process

WANG Yan

（Kaifeng Technician College， Kaifeng Henan 475000）

Abstract： In the process of the continuous development of modern economic technology in China， the level of China's product processing industry has also been further improved. The modern processing industry is in the transformation stage， and machine tools are widely used in the machining process. CNC machining units are the core of the modern machining industry， and molds are the core components of CNC machining. Therefore， the design of the mold itself and the development of the quality and processing industry are closely related. Based on this， this paper analyzed the process optimization design of CNC milling die parts， and hoped to provide reference for related work.

Keywords： CNC milling；machining die；parts；optimization

我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)目前正處于高速發(fā)展的階段，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也較為廣泛，如汽車(chē)、模具、航天、電子、機(jī)械等領(lǐng)域都會(huì)用到數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床能夠有效加工形狀復(fù)雜的零件，能夠有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，提高生產(chǎn)效率，并且降低加工成本。但是，目前數(shù)控機(jī)床加工中還存在部分問(wèn)題，比如誤差較大。所以，有必要對(duì)數(shù)控機(jī)床加工模具零件工藝進(jìn)行優(yōu)化。

1 數(shù)控銑加工工藝及存在的問(wèn)題

1.1 倒角立銑刀加工

一般，立銑刀加工過(guò)程中刀具的參數(shù)為：主軸速度設(shè)置為1 200r/min，進(jìn)給量設(shè)置為100mm/min，刀尖倒角β設(shè)置為30°，平頭立銑刀直徑設(shè)置為14mm。使用倒角立銑刀加工的時(shí)候，刀具表面會(huì)有殘留物，導(dǎo)致理想面與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。在處理基準(zhǔn)點(diǎn)殘留量的過(guò)程中，所得面積的理想面不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。如果在這樣的狀態(tài)下繼續(xù)加工制造，缺乏標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)線(xiàn)，也就無(wú)法使加工的零部件的尺寸滿(mǎn)足使用需求[1]。

1.2 不倒角立銑刀加工

有效掌握數(shù)控機(jī)床加工情況，能夠提高斜面接觸和刀具接觸的設(shè)計(jì)效果，還能夠在模具零件峰谷兩側(cè)進(jìn)行加工。但是，在實(shí)際使用過(guò)程中，加工表面也存在殘留的問(wèn)題，要想解決此殘留問(wèn)題，可以利用精加工工序?qū)埩羧コ瑥亩玫叫枨蟪叽纭Ｔ谠O(shè)置刀具加工參數(shù)的過(guò)程中降低加工增量值，就能夠得到小峰值，以此降低表面殘留量及加工難度。但是，在實(shí)際加工過(guò)程中，此種情況不僅會(huì)使工序及加工時(shí)間增加，還會(huì)降低工作效率。這說(shuō)明，不倒角立銑刀技工方法在理論上較為理想，但是在實(shí)際使用過(guò)程中存在多種問(wèn)題。例如，倒角不為0，不倒角剛度及強(qiáng)度降低，就會(huì)提高刀具磨損度，還會(huì)出現(xiàn)崩刃情況，致使加工零件表面粗糙。

2 數(shù)控銑加工模具零件工藝的優(yōu)化方法

2.1 優(yōu)化模具數(shù)控編程流程

在實(shí)現(xiàn)模具零部件加工的過(guò)程中，數(shù)控銑加工技術(shù)針對(duì)本質(zhì)進(jìn)行分析，并且利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行操作，能夠?qū)?shù)控流程編程進(jìn)行控制，從而保證加工質(zhì)量。一般情況下，流程主要包括準(zhǔn)備、方案、編程及定型。①準(zhǔn)備。在實(shí)現(xiàn)零部件加工之前要預(yù)先準(zhǔn)備，編程人員要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行仔細(xì)閱讀并且分析，之后制作數(shù)控編程程序并且處理。②方案。準(zhǔn)備工作完成之后，編程人員要結(jié)合車(chē)間現(xiàn)有資源，比如機(jī)床、刀具、生產(chǎn)能力及設(shè)備等，從而制定生產(chǎn)零部件模具流程。③編程。此階段為模具數(shù)控流程最重要的環(huán)節(jié)，在制定編程過(guò)程中，要結(jié)合零部件特點(diǎn)，構(gòu)思加工過(guò)程及方法。其次，還要考慮加工機(jī)床和車(chē)間情況，選擇合適的夾具等零件，以選擇的方案為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡。之后通過(guò)仿真軟件實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，對(duì)刀軌進(jìn)行調(diào)整，從而保證程序精準(zhǔn)性。④定型。此階段不僅為編寫(xiě)數(shù)控流程最后的階段，還是最主要的驗(yàn)收階段，此階段主要使用的程序包括PRT格式文件及CLS格式文件。

2.2 優(yōu)化加工方式

在加工的過(guò)程中，要保證斜面中刀具運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，不能突然改變刀具運(yùn)動(dòng)的方向，在斜面及斜面之間圓弧處減少銑削給進(jìn)速度。零件和刀具斜面在剛接觸的時(shí)候，后刀面與零件摩擦力較大，此種情況會(huì)導(dǎo)致刀具共振。刀具運(yùn)行到斜面圓弧地方的時(shí)候，切入角與銑削長(zhǎng)度會(huì)增加，銑時(shí)切削厚度較薄。逆銑和逆銑情況不同，因?yàn)殂姷稄椥詴?huì)導(dǎo)致刀具共振，從而導(dǎo)致過(guò)切情況出現(xiàn)。

選擇切削量在模具加工過(guò)程中具有重要的作用，其對(duì)零件加工質(zhì)量具有直接的影響。所以，在加工模具過(guò)程中，選擇良好切削速度及切削量，能夠保證加工表面理想。選擇切削量的過(guò)程中，滿(mǎn)足剛度需求，就能夠設(shè)置相同的切削深度及零件加工深度，減少走刀次數(shù)。

在銑刀加工路徑選擇的過(guò)程中，要保證零件加工精度及表面粗糙度，并且要降低走刀路線(xiàn)及空刀。如圖1所示，在零件斜面相鄰的兩行切刀路間采用一定半徑的圓弧過(guò)渡，在軟件所提供的刀路光順化設(shè)置后，在相鄰行切刀路中的行間移刀中增加一定半徑的圓弧過(guò)渡，也就是圖1中的②。之后，通過(guò)設(shè)置，在圖1中①處添加半徑圓弧過(guò)渡，從而有效避免兩次走刀過(guò)程中的突然轉(zhuǎn)彎情況，以此使銑刀自然地轉(zhuǎn)移到下一個(gè)加工路線(xiàn)中。假如加工斜面高度相同，也能夠添加一定半徑圓弧過(guò)渡。

在加工模具內(nèi)斜面的過(guò)程中，不能夠垂直下刀，要使用螺旋進(jìn)刀。垂直下刀切削的速度降低，所以增加了模具及銑刀的切削力，加重刀具的磨損，導(dǎo)致加工過(guò)程中加工表面的粗糙度增加。使用螺旋筋能夠避免出現(xiàn)此種情況。比如圖2中①，在使用螺旋進(jìn)刀的過(guò)程中，還要合理設(shè)置螺旋直徑范圍，那么在螺旋直徑比設(shè)置范圍小的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)降低螺旋直徑下刀，詳見(jiàn)圖2中②。另外，螺旋直徑范圍也不能夠過(guò)小，過(guò)小就是垂直下刀，這個(gè)時(shí)候應(yīng)改用斜坡下刀，加工過(guò)程中考慮斜坡下刀次數(shù)，盡量實(shí)現(xiàn)斜坡下刀，因?yàn)榉磸?fù)斜坡加工會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)振動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致加工表面出現(xiàn)刀痕。所以，在加工帶曲面的模具時(shí)，假如刀具兩行之間間距較小，就要選擇特定的加工方式。在精加工的過(guò)程中，假如刀具兩行間距較小，即便是提高半徑圓弧過(guò)渡，也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)直線(xiàn)過(guò)渡，這個(gè)時(shí)候就要使用圖2中③的擺線(xiàn)進(jìn)給加工方式，增加兩刀之間間距，從而保證加工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了模具零部件使用功能數(shù)控銑加工技術(shù)的方法優(yōu)化，其主要目的就是使銑加工技術(shù)水平得到提高，并且使零部件加工質(zhì)量得到保證，使成本投入得到降低，從而提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉漢華.數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（8）：64.