橡膠篩板模具數(shù)控加工工藝研究

薛 彪，王國俊

（太原工業(yè)學(xué)院工程訓(xùn)練中心，山西 太原 030008）

引言

橡膠篩板模具材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，尺寸380 mm×410 mm×50 mm，中間凸塊有5°錐角、均布（如圖1 所示）。

圖1 零件圖

1 采用設(shè)備及參數(shù)

立式加工中心（FVP-1000A）；系統(tǒng)為FANUCSeries Oi-MD；電源電壓為380 V；質(zhì)量為4 950 kg；最高轉(zhuǎn)速為10 000 r/min；空壓源為0.6～0.8 MPa。

2 坐標(biāo)系

2.1 坐標(biāo)系分類

如圖2 所示，坐標(biāo)系分為三種，分別為絕對坐標(biāo)系、相對坐標(biāo)系以及機械坐標(biāo)系。其中絕對坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系，由G54-G59 來設(shè)定；相對坐標(biāo)系又叫局部坐標(biāo)系，可以隨時清零使用；機械坐標(biāo)系是機床自身的坐標(biāo)系，坐標(biāo)零點在出廠已經(jīng)設(shè)好，不可以隨意改變。

圖2 坐標(biāo)顯示界面

2.2 坐標(biāo)系設(shè)定

在三類坐標(biāo)中工件坐標(biāo)系是需要進行設(shè)定的，也就是需要將工件坐標(biāo)系零點坐標(biāo)所對應(yīng)的機械坐標(biāo)系的坐標(biāo)值輸入到對應(yīng)的G54-G59 工件坐標(biāo)中，這一過程稱為對刀。

3 產(chǎn)品加工工藝分析

3.1 工序一

在這里用軟件劃上具體裝卡樣式，加工內(nèi)容，裝卡方式。如圖3 所示，圖中1、2、3 均為待加工平面。

圖3 銑上平面和Y 向2 條邊

3.2 工序二

工件翻轉(zhuǎn)180°，回轉(zhuǎn)90°，銑下表面和另外2條邊。

3.3 工序三

銑立體圖上的下沉面在加工完六個面的毛坯上開始加工兩側(cè)下沉面及兩個通孔。

3.4 工序四

加工凸臺槽溝。

3.5 工序五

凸臺成型如圖4 所示。

圖4 加工成形后的零件

4 切削用量三要素

切削用量是指切削速度vc、進給量f（或進給速度vf）、背吃刀量ap三者的總稱，也稱為切削用量三要素。

1）切削速度vc是指刀具切削刃上選定點相對于工件待加工表面在主運動方切削用量的瞬時速度，單位為m/min。

2）進給量f 在主運動每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時（或單位時間內(nèi)），刀具與工件之間沿進給運動方向的相對位移，單位mm/s。

3）背吃刀量（切削深度）ap待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位mm。

5 裝卡工件

5.1 工序一、二找正

將工件先用三副壓板壓在機床上（不能壓實）將百分表吸附在機床主軸上，調(diào)節(jié)手輪，使百分表碰頭接觸到待測表面，調(diào)手輪，使工件輕壓百分表，待大針刻度轉(zhuǎn)過半圈時停止，調(diào)手輪，使機床作平行與X軸或Y 軸的運動，觀察百分表刻度，若工件有傾斜，適當(dāng)敲打工件，當(dāng)百分表指針跳動在0.01 以內(nèi)時，稍微旋緊一下壓板，再用百分表測傾斜度，調(diào)節(jié)工件，當(dāng)指針跳動在合理范圍內(nèi)時，旋緊壓板。

重復(fù)以上步驟，直至三塊壓板全部壓緊，最后把最后一副壓板壓緊。

5.2 工序三找正分中

自由式虎鉗夾裝下的工件的找正如圖5 所示。

圖5 工件找正圖

1）使用百分表精確找正。校正時，將磁性表座吸在銑床主軸部分，安裝百分表，使表的測量桿與待測工件表面垂直。

2）測量觸頭觸到工件3 表面，壓縮桿縮進0.3 mm 左右，移動工作臺，使得觸頭在工件表面移動。

3）觀察百分表讀數(shù)，調(diào)整自由式虎鉗，使得百分表的指針在0.01 mm 范圍內(nèi)波動。

4）調(diào)整自由式虎鉗需要注意：先用較小的力使得三個虎鉗與工件接觸；調(diào)整其中的一個，使百分表的指針在0.01 mm 范圍波動；當(dāng)百分表的指針波動很小時，給四個虎鉗相同大小的預(yù)緊力；再次重復(fù)之前的找正步驟，使得工件裝夾緊的時候百分表依舊在0.01 mm 范圍波動。

5）用百分表找中：將百分表吸在主軸上，讓百分表處于接近水平位置，將百分表下降至需要校準(zhǔn)的精基準(zhǔn)平面；通過手輪移動工作臺X 軸方向，同時手動轉(zhuǎn)動主軸，使百分表的尾端掃除一個圓弧，百分表最大值達到50 絲，清零坐標(biāo)；移動工作臺，以同樣的方法使得百分表在與之前平行的平面接觸且刻度達到和之前一樣的數(shù)值。即中點坐標(biāo)即為現(xiàn)在X 軸坐標(biāo)的一半。

如圖6 所示，圖中的圓環(huán)即為百分表的觸頭掃出的圓弧軌跡。

圖6 工件分中圖

6 選刀

6.1 加工平面

加工平面，從精度和效率方面考慮，選用可換刀片銑刀盤（如圖7 所示）。刀具直徑為50 mm；主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min；切削進給速度為300 mm/min；背吃刀量為1 mm。

圖7 銑刀盤

6.2 粗加工兩端面

粗加工兩端面，選用方肩銑刀（如圖8 所示）。刀具直徑為32 mm；主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min；切削進給速度為300 mm/min；背吃刀量為1.5 mm。

圖8 方肩銑刀加工圖

6.3 順銑和逆銑的優(yōu)缺點

1）順銑。銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相同。順銑的范圍：當(dāng)工件表面無硬皮，機床進給機構(gòu)無間隙時，應(yīng)選用順銑。優(yōu)點：零件表面的質(zhì)量好，刀齒磨損小。

2）逆銑。銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相反。逆銑的范圍：當(dāng)工件表面有硬皮，機床的進給機構(gòu)有間隙時多選用逆銑。優(yōu)點：刀齒是從已加工表面切入，不會崩刀；機床進給機構(gòu)的間隙不會引起振動和爬行。

一般應(yīng)盡量采用順銑法加工，以提高被加工零件表面的光潔度，保證尺寸精度。但是在切削面上有硬質(zhì)層、積渣、工件表面凹凸不平較顯著時，應(yīng)采用逆銑法。在毛坯狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)選擇逆銑。

6.4 精銑兩端面選用整體立銑刀

精銑兩端面選用整體立銑刀。刀具直徑為18mm；主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min；切削進給為手動；背吃刀量為30 mm。

6.5 加工凸臺

1）粗開10mm槽16mm深度。刀具直徑為10mm；主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min；切削進給速度為300 mm/min；背吃刀量為1 mm。

2）粗開6 mm 槽16 mm 深度。刀具直徑為6 mm；主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min；切削進給速度為300 mm/min；背吃刀量為1 mm。

3）粗銑凸臺成形。刀具直徑為6 mm；主軸轉(zhuǎn)速為2 000 r/min；切削進給速度為300 mm/min；背吃刀量為2 mm。

4）精銑凸臺成形。刀具直徑為6 mm；主軸轉(zhuǎn)速為2 000 r/min；切削進給速度為300 mm/min；背吃刀量為2 mm。

7 結(jié)語

通過對橡膠篩板模具數(shù)控加工工藝的詳細(xì)介紹，詳細(xì)說明了如何卡裝工件、如何對刀、如何對中、如何選刀、如何對CAD 繪制的模具三維圖的模擬加工驗證，減少了加工出錯幾率，體現(xiàn)了加工中心在現(xiàn)代加工中的重要作用和顯著效果。