數(shù)控銑床加工模具零件的工藝要點
2019-8-5 來源： 杭州東新模具有限公司 作者：唐黎標
摘要：數(shù)控銑床加工后的模具出現(xiàn)零件尺寸誤差以及斜面弧度存在明顯痕跡且粗糙度較差是常見的不良現(xiàn)象之一，通過對其加工工藝的分析提出調(diào)整加工方式、規(guī)劃刀具路徑、選擇進刀方式以及優(yōu)化加工流程等方法，加以改善后在實際應(yīng)用中效果良好。
關(guān)鍵詞：模具；數(shù)控撫床；刀具；加工工藝
〇引言
隨著技術(shù)進步和品牌意識的逐步提升，相關(guān)產(chǎn)品制造商對機加工零部件的質(zhì)量提出更高要求。當前，自動化數(shù)控加工設(shè)備逐漸替代普通機床加工設(shè)備，應(yīng)用在多行業(yè)。以模具產(chǎn)品為例，在多樣性、功能性上有著較快、較新發(fā)展，產(chǎn)品更新速度快，各種復雜形式的零部件加工精度也在不斷提高。在此背景和需求下，加工技術(shù)將不斷朝自動化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化方向發(fā)展。
１、概述
在數(shù)控銑床工藝實際應(yīng)用中往往會出現(xiàn)一些加工零件帶有斜面、結(jié)構(gòu)尺寸不精準等問題，由此需要投入二次加工甚至是多次加工，降低生產(chǎn)效率，這就需要從數(shù)控銑床的工藝流程入手進行改進，逐步提高模具零件加工質(zhì)量和加工效率。
２、數(shù)控銑床特性
１）復雜工件加工能力強
數(shù)控銑床對于零件加工的適應(yīng)性強、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件等。同時，可加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學模型描述的復雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。
２）加工質(zhì)量高
依托于計算機技術(shù)，通過數(shù)據(jù)程序控制實現(xiàn)自動化加工，工作人員只需要在控制終端中輸人相關(guān)的加工信息，即可保證加工質(zhì)量，從而避免人工操作的誤差問題。如在加工過程中出現(xiàn)了誤差問題，通過調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)軟件即可實現(xiàn)誤差矯正，較為便捷。
３）加工效率高
相比傳統(tǒng)的模具加工工藝，數(shù)控銑工藝在零件加工中較大幅度提高加工效率，特別是對于五面體加工中心和柔性單元等設(shè)備而言，在零件裝夾后即可實現(xiàn)絕大部分施工，避免多次裝夾引發(fā)的加工誤差，減少操作流程。
４）柔性高
柔性主要是體現(xiàn)在進行多種模具加工過程中，對編程內(nèi)容進行調(diào)整即可實現(xiàn)不同種類模具加工，無需定制專用工具夾，縮短生產(chǎn)周期，降低成本，滿足批量生產(chǎn)需求。
３、加工工藝與問題
通過選用不同類型的銑刀，比對加工過程中刀具和所加工零件斜面接觸情況以及數(shù)控銑床加工斜面零件精度，從而進行深度探究。
１）倒角立銑刀
刀具參數(shù)：主軸速度：１２００ｒ／ｍｉｎ，進給量１００ｍｍ／ｍｉｎ；平頭立統(tǒng)刀０１４ｍｍ；刀尖倒角ｐ＝３０°。采用倒角立銑刀加工法，加工表面會出現(xiàn)一定的殘留物，理想面和基準點的距離也不符合標準，最終導致所得到的工件存在一定的誤差。如在此基礎(chǔ)上繼續(xù)加工制造，則缺失了標準的基準線，很難加工出符合設(shè)計要求的零部件。
２）不倒角立銑刀
刀具參數(shù)：主軸速度１２００ｒ／ｍｉｎ；進給量１００ｍｍ／ｍｉｎ；立統(tǒng)刀０１４ｍｍ；刀尖半徑Ｒ＝０〇為更好地觀察實際加工情況，理論上可將刀具與斜面接觸情況進行理想化設(shè)計，沿模具零件的峰、谷兩側(cè)進行加工。但是，在實際應(yīng)用中，加工表面依然存在殘留問題，通過精加工工序去除殘留量可得到符合要求的尺寸。理論上，在刀具加工參數(shù)設(shè)置過程中降低加工增量值可得到更小的峰值，其表面殘留量也有所降低，同時也能降低加工難度。但實際加工中恰恰相反，不僅會增加工序、增加加工時間，同時也會降低工作效率。可見，不倒角立銑刀加工方法理論上非常理想，但是在實踐中有著各種問題，倒角不可能為零。如刀具不倒角則降低了其強度和剛度，增加了刀具的磨損程度，甚至出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，由此加工的零件表面粗糙度也較差。
４、改進策略
１）改進加工方式
在加工過程中，應(yīng)確保刀具斜面上的穩(wěn)定性，合理規(guī)劃刀具運動方向，在斜面與斜面之間的圓弧位置降低銑削給進速度。刀具與零件斜面一旦接觸，后刀面和零件之間產(chǎn)生較大摩擦力，易引發(fā)共振。當?shù)毒哌\行至斜面圓弧位置時，切人角與銑削長度增加，銑削切削度變薄，受銑刀的彈性變形影響產(chǎn)成“讓刀”現(xiàn)象，逆銑時，產(chǎn)生“過切”現(xiàn)象。
切削量選擇是否合理直接影響著整個零件加工質(zhì)量，控制切削量和切削速度可有效降低共振現(xiàn)象，得到理想的加工面。如剛度允許，切削量（切削深度）與加工深度應(yīng)相等，這對降低走刀次數(shù)有較好幫助。
２）合理設(shè)置刀具路徑
在設(shè)置銑刀加工路徑時，需掌握模具零件的加工精度和表面粗糙度，盡量減少走刀路線，降低空刀幾率。可在零件相鄰兩行切刀路之間采用一定半徑的圓弧給予過渡，在軟件所提供刀路光順化設(shè)置之后，相鄰行切刀路中的行間移刀中增加一定半徑的圓弧過渡，同時在另外—側(cè)進行過渡設(shè)置，可避免出現(xiàn)兩次走刀之間突然轉(zhuǎn)彎的情況，讓銑刀自然移動至下一個加工路線。如加工斜面為等高情況，可采用一定半徑的圓弧過渡方法，在兩個模具層間增加半圓弧度過渡，滿足刀路平滑需求，同時緩解螺旋下刀減少切削阻力的題，有效降低刀具磨損度。
３）內(nèi)斜面采用螺旋進刀
在應(yīng)用螺旋進刀過程中，需設(shè)置合理的螺旋直徑范圍，當小于設(shè)定范圍時，系統(tǒng)自動降低螺旋直徑，直至能夠下刀為止。如螺旋直徑過小，可釆用斜坡下刀方法，加工時應(yīng)考慮斜坡下刀次數(shù)，避免因振動在模具表面留下刀痕。加工帶曲面的模具時，應(yīng)注重合理選擇加工方法。
精加工時，如刀具行間距離過小，即使采用一定半徑圓弧過渡也會因直徑太小而產(chǎn)生近乎直線過渡，此時應(yīng)采用擺線進給方法進行加工，即增加兩個刀具之間的距離，保證模具零件的加工質(zhì)量。
４）優(yōu)化加工流程
通常情況下，數(shù)控銑床加工模具應(yīng)重視前期準備、方案設(shè)計、編程、定型四個環(huán)節(jié)。在前期準備中，提前設(shè)定模具零件，提出問題預判和應(yīng)對措施，掌握相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，針對問題提出合理的建議。
在設(shè)計方案中，應(yīng)結(jié)合車間實際情況細化到每個加工細節(jié)，進行刀具、設(shè)備機床等相關(guān)設(shè)備分析，規(guī)定產(chǎn)品型號數(shù)據(jù)。
編程環(huán)節(jié)作為中心環(huán)節(jié)，需重點考慮不同加工零件的作用與功能，最大限度發(fā)揮生產(chǎn)工數(shù)控銃床篇工模具零件的工藝要點ＫｅｙＰｏｉｎｔｓｏｆＭａｃｈｉｎｉｎｇＭｏｕｌｄＰａｒｔｓｂｙＮＣＭｉｌｌｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ具價值，結(jié)合設(shè)計標準內(nèi)容進行自動化加工，通過前期準備方案設(shè)計好刀具運行軌跡，通過模擬演練觀察軌跡是否可行，對于存在的偏差進行調(diào)整。
定型環(huán)節(jié)檢查、驗證整個流程的正確性，確保各項工藝正確，防止加工期間不良現(xiàn)象的發(fā)生。
５、結(jié)語
綜上，由數(shù)控銑床加工后的模具零件尺寸誤差以及斜面弧度有明顯痕跡且粗糙度較差是模具加工中常見等不良現(xiàn)象之一，通過對其加工工藝的分析提出調(diào)整加工方式、規(guī)劃刀具路徑、選擇進刀方式以及優(yōu)化加工流程等方法進行改善，實際應(yīng)用中效果良好。
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