導(dǎo)語：如何才能寫好一篇模具數(shù)控，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞 SolidWorks；模具；設(shè)計

中圖分類號他TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）106-0162-02

1零件分析

如圖1所示的是三角凸臺注塑件產(chǎn)品[16] ，零件材料為ABS，材料的收縮率為5‰，注塑件產(chǎn)品的厚度為2mm。三角凸臺的凸模的分型面為產(chǎn)品的下表面，凸模的材料為鍛造鋁合金6061，凸模的尺寸設(shè)計依據(jù)產(chǎn)品尺寸設(shè)計，然后將比例縮小2mm的產(chǎn)品厚度。至于調(diào)整材料的收縮率，通過刀具補償值來統(tǒng)一調(diào)整獲得凸模尺寸，而且與其從設(shè)計角度和制造角度相比，在制造過程中通過調(diào)整刀具長度值要比設(shè)計容易實現(xiàn)。

2 工藝分析

工件材料為鍛造鋁合金6061，原牌號為LD30，是最常見的。鋁合金與大部分鋼材和鑄鐵材料相比，具有一個明顯的優(yōu)點：較低的屈服強度。因此，加工中需要的切削力較低，可以在刀具不發(fā)生過量磨損的情況下提高切削速度和進料比。

3 工藝方案的確定

該凸模零件由多個曲面組成，對表面粗糙度要求較高。采用球狀刀加工之后有加工痕跡存在，通過手工修模達到所需要求。因此，留有0.1mm的加工余量，由手工研磨到所需的粗糙度要求。

在數(shù)控加工前，工件在普通機床上完成6個面的銑削。為確保三角凸臺分型面的質(zhì)量，解決分型面在粗加工時可能受損的問題，在分型面上留有0.1mm的磨削余量。考慮到分型面預(yù)留的磨削量，對刀后將G54坐標中的Z值抬高0.1mm。

切削用量見數(shù)控加工工序卡片，表1所示。

4 SolidWorks凸模設(shè)計

4.1凸模曲面設(shè)計

步驟1：選擇上視圖為草繪基準平面，用草圖工具欄繪制三角凸臺體二維線框，用曲面特征的拉伸凸臺/基體命令工具拉伸高度為100mm，方向向上，角度為3度，根據(jù)預(yù)生成的形狀觀察拔模方向，如果方向不對則點擊特征樹下參數(shù)欄中的角度方向按鈕。再同樣用上視圖為草繪基準平面，用草圖工具欄繪制圓半徑為27.5mm，用曲面特征的拉伸凸臺/基體命令工具拉伸高度為50mm，方向向上，角度為3度，根據(jù)預(yù)生成的形狀觀察拔模方向，如果方向不對則點擊特征樹下參數(shù)欄中的角度方向按鈕。

步驟2：選擇上視圖，新創(chuàng)建一個基準面，距離上視圖為38.75mm，方向向上，在基準面1的草繪圓半徑為6mm，用曲面特征的拉伸凸臺/基體命令工具拉伸高度為10mm，方向向下，角度為3度，根據(jù)預(yù)生成的形狀觀察拔模方向，如果方向不對則點擊特征樹下參數(shù)欄中的角度方向按鈕。

步驟3：選擇側(cè)視圖為草繪基準平面，草繪一個圓弧半徑為150mm的矩形封閉圖，偏距10mm。采用曲面旋轉(zhuǎn)命令進行360度的旋轉(zhuǎn)。

步驟4：使用曲面剪切命令修剪掉不要的部分。

步驟5：選擇曲面圓角命令，在特征樹下設(shè)置參數(shù)圓角類型為：“面圓角”，在“切線延伸”方框前打勾。分別使用圓角半徑為2.5mm、1.875mm和1mm進行圓角。

4.2凸模實體設(shè)計

步驟1：選擇上視圖為草繪基準平面，用草圖工具欄繪制三角凸臺體二維線框，用實體特征的拉伸凸臺/基體命令工具拉伸高度為100mm，方向向上，角度為3度，根據(jù)預(yù)生成的形狀觀察拔模方向，如果方向不對則點擊特征樹下參數(shù)欄中的角度方向按鈕。

步驟2：選擇上視圖，新創(chuàng)建一個基準面，距離上視圖為38.75mm，方向向上，在基準面1的草繪圓半徑為6mm，用實體特征的拉伸凸臺/基體命令工具拉伸高度為10mm，方向向下，角度為3度，根據(jù)預(yù)生成的形狀觀察拔模方向，如果方向不對則點擊特征樹下參數(shù)欄中的角度方向按鈕。選擇側(cè)視圖為草繪基準平面，草繪一個圓弧半徑為150mm的矩形封閉圖。使用特征工具欄中的旋轉(zhuǎn)/切除命令進行多余部分切除。

步驟3：同樣用上視圖為草繪基準平面，用草圖工具欄繪制圓半徑為27.5mm，用實體特征的拉伸凸臺/基體命令工具拉伸高度為50mm，方向向上，角度為3度，根據(jù)預(yù)生成的形狀觀察拔模方向，如果方向不對則點擊特征樹下參數(shù)欄中的角度方向按鈕。將圓弧半徑為150mm的矩形封閉圖偏距10mm復(fù)制一個草圖，使用特征工具欄中的旋轉(zhuǎn)/切除命令進行多余部分切除。

步驟4：選擇實體圓角命令，在特征樹下設(shè)置參數(shù)圓角類型為：“面圓角”，在“切線延伸”方框前打勾。分別使用圓角半徑為2.5mm、1.875mm和1mm進行圓角。

三角凸臺模具的凸模設(shè)計結(jié)果如圖2所示：

圖2

5 SolidWorks設(shè)計技巧

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關(guān)鍵詞：模具制造；數(shù)控加工；技術(shù)應(yīng)用

引言

利用模具加工產(chǎn)出具有較高的應(yīng)用價值，且遠大于模具自身價值，模具加工制造水平關(guān)系著多種產(chǎn)品質(zhì)量，對社會生產(chǎn)具有較大的影響。為提高模具制造質(zhì)量，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用其中，對傳統(tǒng)模具制造工藝進行優(yōu)化，實現(xiàn)模具制造集成化、智能化與自動化發(fā)展，帶動整個模具制造行業(yè)生產(chǎn)效率的提高。

1數(shù)控加工技術(shù)分析

1.1技術(shù)概述

數(shù)控加工囊括了數(shù)字化與自動化學(xué)科，將數(shù)字化信息作為核心的一種新型技術(shù)，具有自動化程度高特點，可以實現(xiàn)對機械設(shè)備的有效控制，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到模具制造行業(yè)中，并取得了良好的效果[1]。在社會生產(chǎn)經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，產(chǎn)品消費水平不斷提高，相應(yīng)的對多樣化產(chǎn)品需求不斷加大，需要在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上做更進一步研究提升。而數(shù)控技術(shù)在模具制造行業(yè)中的應(yīng)用，可以對數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)進行優(yōu)化，可以有效提高制造工藝實施精確度與效率。

1.2技術(shù)特點

第一，提高精度。就模具制造傳統(tǒng)工藝來看，產(chǎn)品制造結(jié)果比較粗糙，而數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，主要是利用數(shù)字化信息系統(tǒng)來對制造工藝進行精確控制。通過多項專業(yè)軟件的應(yīng)用，將產(chǎn)品制造的各項要求輸入軟件內(nèi)，由相應(yīng)程序來完成各項要求，進而能夠使得整個加工過程更為精確，模具質(zhì)量更高。第二，勞動強度低。將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到模具制造中，提高操作的自動化水平，可以有效解放勞動力，利用流水線生產(chǎn)方式，降低勞動強度，在批量生產(chǎn)作業(yè)中具有更明顯的優(yōu)勢。第三，難度降低。對于重要的數(shù)控裝置部分，主要包括進給單元、主軸電機與進給電機等部分，面對驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)多坐標聯(lián)動操作，能夠更有效的完成各項復(fù)雜作業(yè)，降低了模具制造作業(yè)難度，可以滿足更大范圍產(chǎn)品生產(chǎn)要求[2]。

2模具制造中數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用方向

（1）作業(yè)高精度控制。數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用，主要針對的是數(shù)控機床上對零件加工工藝的過程，加工的零件均具有高精度要求，因此需要重點做好數(shù)控機床幾何精度與加工精度的控制。想要提高幾何精度，可以通過減少數(shù)控系統(tǒng)的方式，可以在一定程度上提高數(shù)控機床制作精度與穩(wěn)定性，常見的如利用閉環(huán)補償控制技術(shù)加工。（2）柔性化加工。柔性即數(shù)控機床適應(yīng)加工對象的應(yīng)變能力，利用相同的數(shù)控機床與數(shù)控系統(tǒng)能夠加工出不同形狀的模具，以及不同結(jié)構(gòu)要求的零件產(chǎn)品。為最大程度上來提高數(shù)控加工柔性化，實現(xiàn)多種加工用途，需要建立一個開放式的數(shù)控系統(tǒng)，并配置專用、通用功能，對用戶技術(shù)經(jīng)驗進行存儲與處理，在重新編輯后可以形成專家系統(tǒng)，作為模具制作控制的重要依據(jù)。（3）加工高速切削。實現(xiàn)模具制造的高速切削功能，對提高加工效率具有重要意義。并且高速切削還能夠克服機床振動問題，提高加工廢屑處理能力，以免加工件在制作過程中出現(xiàn)熱變形問題。同時能夠提高主軸切削性能，較之以往機床加工制作，工件表面質(zhì)量與加工精度效果更佳。實現(xiàn)數(shù)控加工機床的高速切削功能，要在保證具有良好主軸系統(tǒng)與剛性外，還應(yīng)保證數(shù)控系統(tǒng)具有高速運算、高速通信與高速差補等功能。（4）網(wǎng)絡(luò)化制作。在將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到模具制作中時，可以綜合柔性制作系統(tǒng)與計算機集成制造系統(tǒng)等，來建立完善多種通信協(xié)議，然后通過計算機平臺配備網(wǎng)絡(luò)接口，對制作工藝進行遠程監(jiān)控，同時可以實現(xiàn)工件制作質(zhì)量的檢測與診斷，提高工件制作效率與質(zhì)量。另外，利用計算機技術(shù)與智能技術(shù)，還可以提高控制系統(tǒng)的智能化水平，使得整個機床加工系統(tǒng)更好的適應(yīng)實際生產(chǎn)要求。

3數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中應(yīng)用措施

3.1應(yīng)用技術(shù)

（1）數(shù)控車削加工技術(shù)。數(shù)控車削加工技術(shù)多被應(yīng)用于制作中軸類標準件，如各類形態(tài)桿類零件與回轉(zhuǎn)體模具。其中，回轉(zhuǎn)體模具常見有瓶狀、盆狀注塑類模型。對于數(shù)控機床來說，一般僅僅能用來進行平面加工，在將此項技術(shù)應(yīng)用于實際加工時，需要結(jié)合模具特點來選擇，對一部分零件進行加工制造。（2）數(shù)控電火花加工技術(shù)。數(shù)控點火花技術(shù)的應(yīng)用，可以縮短模具成型所需時間，與編程加工技術(shù)相比，此類技術(shù)在實際應(yīng)用中加工難度更低。其中，在進行模具加工時，線切割主要利用直壁狀模具加工，如沖壓模加工時凹凸模以及電火花加工技術(shù)所用電極[3]。（3）數(shù)控銑削加工技術(shù)。此種技術(shù)主要被用于模具凹凸型面或者曲面的加工，可以對復(fù)雜程度較高工件的外形輪廓進行深度加工，也可用于曲面模具加工。例如可以利用電極對工件進行加工處理，促使電火花成形。

3.2應(yīng)用要點

一方面，要對加工模具進行分類，因為數(shù)控加工技術(shù)類型較多，在模具制作中，需要以獲取最大效益為目的，選擇最為合適的加工方式，并對加工對象進行分類，提高工件制作效率。例如帶有曲面或者外部形態(tài)復(fù)雜度高的模具，應(yīng)選擇以銑加工為主的技術(shù)；旋轉(zhuǎn)類工件制作，則應(yīng)選擇車加工為主的技術(shù)。另一方面，提高操作人員專業(yè)知識水平，因為數(shù)控加工工藝的操作，與傳統(tǒng)模具制作方式相比，對操作人員專業(yè)技能水平有更高的要求，需要熟練掌握數(shù)控加工工藝各種控制語言，能夠進行各類代碼編寫，有效控制數(shù)控機床。

4結(jié)束語

數(shù)控加工技術(shù)在模具制作中的應(yīng)用，可以有效提高工作效率，提高制作工藝的自動化與智能化水平，降低工作強度，以更少的成本來獲取更大的效益。雖然現(xiàn)在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得一定效果，但是還應(yīng)繼續(xù)研究，爭取不斷提高技術(shù)應(yīng)用水平，促進模具制作行業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]李海萍.模具數(shù)控加工技術(shù)的研究與發(fā)展[J].機械設(shè)計與制造,2008(06):210-212.

[2]榮星,鐘啟茂.模具制造中的高速數(shù)控加工技術(shù)[J].機械工程師,2005(07):34-36.

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關(guān)鍵詞：模具制造；數(shù)控加工；技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.044

0 引言

利用模具加工產(chǎn)出具有較高的應(yīng)用價值，且遠大于模具自身價值，模具加工制造水平關(guān)系著多種產(chǎn)品質(zhì)量，對社會生產(chǎn)具有較大的影響。為提高模具制造質(zhì)量，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用其中，對傳統(tǒng)模具制造工藝進行優(yōu)化，實現(xiàn)模具制造集成化、智能化與自動化發(fā)展，帶動整個模具制造行業(yè)生產(chǎn)效率的提高。

1 數(shù)控加工技術(shù)分析

1.1 技術(shù)概述

數(shù)控加工囊括了數(shù)字化與自動化學(xué)科，將數(shù)字化信息作為核心的一種新型技術(shù)，具有自動化程度高特點，可以實現(xiàn)對機械設(shè)備的有效控制，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到模具制造行業(yè)中，并取得了良好的效果[1]。在社會生產(chǎn)經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，產(chǎn)品消費水平不斷提高，相應(yīng)的對多樣化產(chǎn)品需求不斷加大，需要在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上做更進一步研究提升。而數(shù)控技術(shù)在模具制造行業(yè)中的應(yīng)用，可以對數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)進行優(yōu)化，可以有效提高制造工藝實施精確度與效率。

1.2 技術(shù)特點

第一，提高精度。就模具制造傳統(tǒng)工藝來看，產(chǎn)品制造結(jié)果比較粗糙，而數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，主要是利用數(shù)字化信息系統(tǒng)來對制造工藝進行精確控制。通過多項專業(yè)軟件的應(yīng)用，將產(chǎn)品制造的各項要求輸入軟件內(nèi)，由相應(yīng)程序來完成各項要求，進而能夠使得整個加工過程更為精確，模具質(zhì)量更高。第二，勞動強度低。將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到模具制造中，提高操作的自動化水平，可以有效解放勞動力，利用流水線生產(chǎn)方式，降低勞動強度，在批量生產(chǎn)作業(yè)中具有更明顯的優(yōu)勢。第三，難度降低。對于重要的數(shù)控裝置部分，主要包括進給單元、主軸電機與進給電機等部分，面對驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)多坐標聯(lián)動操作，能夠更有效的完成各項復(fù)雜作業(yè)，降低了模具制造作業(yè)難度，可以滿足更大范圍產(chǎn)品生產(chǎn)要求[2]。

2 模具制造中數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用方向

（1）作業(yè)高精度控制。數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用，主要針對的是數(shù)控機床上對零件加工工藝的過程，加工的零件均具有高精度要求，因此需要重點做好數(shù)控機床幾何精度與加工精度的控制。想要提高幾何精度，可以通過減少數(shù)控系統(tǒng)的方式，可以在一定程度上提高數(shù)控機床制作精度與穩(wěn)定性，常見的如利用閉環(huán)補償控制技術(shù)加工。

（2）柔性化加工。柔性即數(shù)控機床適應(yīng)加工對象的應(yīng)變能力，利用相同的數(shù)控機床與數(shù)控系統(tǒng)能夠加工出不同形狀的模具，以及不同結(jié)構(gòu)要求的零件產(chǎn)品。為最大程度上來提高數(shù)控加工柔性化，實現(xiàn)多種加工用途，需要建立一個開放式的數(shù)控系統(tǒng)，并配置專用、通用功能，對用戶技術(shù)經(jīng)驗進行存儲與處理，在重新編輯后可以形成專家系統(tǒng)，作為模具制作控制的重要依據(jù)。

（3）加工高速切削。實現(xiàn)模具制造的高速切削功能，對提高加工效率具有重要意義。并且高速切削還能夠克服機床振動問題，提高加工廢屑處理能力，以免加工件在制作過程中出現(xiàn)熱變形問題。同時能夠提高主軸切削性能，較之以往機床加工制作，工件表面質(zhì)量與加工精度效果更佳。實現(xiàn)數(shù)控加工機床的高速切削功能，要在保證具有良好主軸系統(tǒng)與剛性外，還應(yīng)保證數(shù)控系統(tǒng)具有高速運算、高速通信與高速差補等功能。

（4）網(wǎng)絡(luò)化制作。在將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到模具制作中時，可以綜合柔性制作系統(tǒng)與計算機集成制造系統(tǒng)等，來建立完善多種通信協(xié)議，然后通過計算機平臺配備網(wǎng)絡(luò)接口，對制作工藝進行遠程監(jiān)控，同時可以實現(xiàn)工件制作質(zhì)量的檢測與診斷，提高工件制作效率與質(zhì)量。另外，利用計算機技術(shù)與智能技術(shù)，還可以提高控制系統(tǒng)的智能化水平，使得整個機床加工系統(tǒng)更好的適應(yīng)實際生產(chǎn)要求。

3 數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中應(yīng)用措施

3.1 應(yīng)用技術(shù)

（1）數(shù)控車削加工技術(shù)。數(shù)控車削加工技術(shù)多被應(yīng)用于制作中軸類標準件，如各類形態(tài)桿類零件與回轉(zhuǎn)體模具。其中，回轉(zhuǎn)體模具常見有瓶狀、盆狀注塑類模型。對于數(shù)控機床來說，一般僅僅能用來進行平面加工，在將此項技術(shù)應(yīng)用于實際加工時，需要結(jié)合模具特點來選擇，對一部分零件進行加工制造。

（2）數(shù)控電火花加工技術(shù)。數(shù)控點火花技術(shù)的應(yīng)用，可以縮短模具成型所需時間，與編程加工技術(shù)相比，此類技術(shù)在實際應(yīng)用中加工難度更低。其中，在進行模具加工時，線切割主要利用直壁狀模具加工，如沖壓模加工時凹凸模以及電火花加工技術(shù)所用電極[3]。

（3）數(shù)控銑削加工技術(shù)。此種技術(shù)主要被用于模具凹凸型面或者曲面的加工，可以對復(fù)雜程度較高工件的外形輪廓進行深度加工，也可用于曲面模具加工。例如可以利用電極對工件進行加工處理，促使電火花成形。

3.2 應(yīng)用要點

一方面，要對加工模具進行分類，因為數(shù)控加工技術(shù)類型較多，在模具制作中，需要以獲取最大效益為目的，選擇最為合適的加工方式，并對加工對象進行分類，提高工件制作效率。例如帶有曲面或者外部形態(tài)復(fù)雜度高的模具，應(yīng)選擇以銑加工為主的技術(shù)；旋轉(zhuǎn)類工件制作，則應(yīng)選擇車加工為主的技術(shù)。另一方面，提高操作人員專業(yè)知識水平，因為數(shù)控加工工藝的操作，與傳統(tǒng)模具制作方式相比，對操作人員專業(yè)技能水平有更高的要求，需要熟練掌握數(shù)控加工工藝各種控制語言，能夠進行各類代碼編寫，有效控制數(shù)控機床。

4 結(jié)束語

數(shù)控加工技術(shù)在模具制作中的應(yīng)用，可以有效提高工作效率，提高制作工藝的自動化與智能化水平，降低工作強度，以更少的成本來獲取更大的效益。雖然現(xiàn)在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得一定效果，但是還應(yīng)繼續(xù)研究，爭取不斷提高技術(shù)應(yīng)用水平，促進模具制作行業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]李海萍.模具數(shù)控加工技術(shù)的研究與發(fā)展[J].機械設(shè)計與制造，2008（06）：210-212.

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關(guān)鍵詞：模具型腔；數(shù)控加工；機床性能；走刀方式；數(shù)控編程

0引言

數(shù)控加工是目前生產(chǎn)加工領(lǐng)域程序相對比較復(fù)雜，操作比較嚴格，工藝比較講究的一門生產(chǎn)技術(shù)，在高轉(zhuǎn)速以及高進給速度下，能夠完成各種粗加工以及精加工的要求。數(shù)控加工在機床性能、刀具選擇、走刀方式、加工工藝、參數(shù)設(shè)計以及智能化編程等方面要求非常嚴格，并且，面向模具型腔的數(shù)控加工難度大、耗時長，需要注意的事項比較多。對于面向模具型腔的數(shù)控加工，怎樣才能提高加工的質(zhì)量和效率，筆者將從以下五個方面進行分析。

1數(shù)控機床性能

機床是數(shù)控加工最基礎(chǔ)的運行部件，是支撐一系列數(shù)控加工工序的工作平臺，機床性能的好壞直接關(guān)系到數(shù)控加工的質(zhì)量。高效的數(shù)控加工往往都需要依靠性能良好的數(shù)控機床來實施。要確保數(shù)控機床的性能能夠滿足高效數(shù)控加工的需要，應(yīng)做到以下幾點：一是觀察機床的物理結(jié)構(gòu)即精準度和剛性是否達到標準。由于加工原材料本身都是具有高硬度，需要采用一定伸長量的銑刀加工模具型腔，要求機床的抗震能力以及加工精度比較達到標準要求，所以，高剛性和高精度是對高效數(shù)控加工機床的最基本要求；二是機床的轉(zhuǎn)速和功率必須高，這樣才能使得刀具關(guān)聯(lián)的主軸轉(zhuǎn)速足夠快，同時需要完成型腔以及其他部件的協(xié)調(diào)運作，確保加工的一致性和嚴密性；三是機床應(yīng)具備多軸聯(lián)動和深孔腔綜合切削的能力，多軸聯(lián)動能夠支持機床工作臺持續(xù)的回轉(zhuǎn)進給，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的深孔腔需要多軸聯(lián)動前提下加工出各種曲面的模具零件；四是機床的控制系統(tǒng)必須先進。我國數(shù)控機床控制系統(tǒng)一直在不斷的升級和完善，目前已經(jīng)具備自行調(diào)整切削進給速度、機床的熱變形補償以及高速度傳遞數(shù)控加工數(shù)據(jù)等功能。

2刀具系統(tǒng)

面向模具型腔的高效數(shù)控加工在刀具系統(tǒng)方面也需要不斷改進。在具體選擇加工刀具上需要考慮以下因素：首先，應(yīng)選擇高剛性和耐磨性的刀具材料，確保加工中不易變形或者損壞，這樣才能有效避免在高速切削加工中出現(xiàn)刀口損壞或者其它刀具失效現(xiàn)象發(fā)生，以免降低加工效率和出現(xiàn)加工產(chǎn)品表面質(zhì)量問題。同時在刀具系統(tǒng)管理中，需要針對刀具系統(tǒng)的有關(guān)切削參數(shù)進行針對性設(shè)置，以確保加工的高精準度；其次，在不同的切削刀刃的連接處最好采用倒角刀尖，避免熱摩擦過大而損壞刀具，同時在實際操作中，還要結(jié)合具體情況選擇不同類型和形狀的加工刀具，這樣才能針對不同的加工要求來提高加工精度和加工效率。同時在實際加工中還要注意所采用的刀具必須與編程所選擇的刀具參數(shù)一致，防止因為誤差影響到模具的加工精度；再次，應(yīng)選擇高精度刀片以及密齒刀。這樣才能發(fā)揮出刀具高速加工的性能，提高材料切除的效率；最后，應(yīng)采用自動換刀系統(tǒng)。這樣做是為了自動換刀來壓縮時間和提高定位的精準度。

3走刀方式

如何走刀是考驗數(shù)控加工水平的重要指標，也是考驗數(shù)控編程人員專業(yè)能力的重要體現(xiàn)。由于走刀直接關(guān)系到數(shù)控加工的效率和質(zhì)量，數(shù)控編程人員必須根據(jù)數(shù)控加工的實際情況選擇合理的走到方式。如果走刀方式選擇不當，往往會耽誤數(shù)控加工的時間和進度，還可能影響到加工質(zhì)量。所以，數(shù)控編程人員往往需要經(jīng)過精密的思考和計算，確定最佳的走刀方式，盡可能的節(jié)約時間、保證質(zhì)量、提高效率。當前我國多數(shù)的數(shù)控編程走刀方式都是采用CAM軟件，對于模具型腔的粗加工在加工復(fù)雜零件時大部分時間都耗費在粗加工上，由于存在多種刀位軌跡的生成方法，我們在選擇的走刀方式不同所耗費的加工時間即刀位軌跡長度差別就會很大。對于加工質(zhì)量不高的問題常常就是因為在走刀方式的選擇有誤，所以，走刀方式也是衡量數(shù)控加工水平的一個重要參數(shù)，這就對有關(guān)數(shù)控編程以及技術(shù)人員提出了非常高的要求，需要選擇出最合理的走刀方式并且還要不斷改進技術(shù)，從而促進數(shù)控加工水平的不斷提升。

4加工工藝與參數(shù)

直觀判斷數(shù)控加工能力的強弱很大程度上體現(xiàn)在切削效率上，也就是需要從轉(zhuǎn)速、吃刀量以及進給速度等方面來做文章，通過提高切削效率來促進數(shù)控加工能力的提升。所以，在數(shù)控加工過程中，要保證有效的切削用量，發(fā)揮出刀具應(yīng)有的切削性能。除此以外，對于加工參數(shù)的優(yōu)化，還必須從建立有效的瞬時切削力模型入手，這就需要技術(shù)人員加大切削實驗，盡量保證工藝參數(shù)的實用性。同時模具型腔粗加工要去除大量材料，就需要充分考慮曲面形狀、余量、材料硬度以及刀具磨損變化等因素，所以在實際加工中基本采用的還是保守的切削進給速度。

5數(shù)控編程的智能化

模具型腔粗加工通常需要采用多種數(shù)控編程策略。我們上面提到的CAM系統(tǒng)相對比較傳統(tǒng)且具有很強的經(jīng)驗性，在具體的加工進給速度方面缺乏針對性，在生成的刀具路徑方面缺乏可靠性，同時刀具壽命的維護不到位，所以，許多學(xué)者和專家都致力于改進和優(yōu)化數(shù)控編制，將模具型腔復(fù)雜曲面數(shù)控加工的重點放在數(shù)據(jù)編程的智能化上，這也是目前數(shù)控編程的發(fā)展趨勢。CAM系統(tǒng)數(shù)據(jù)編程智能化能夠?qū)崿F(xiàn)信息的自動化處理，能夠根據(jù)CAD傳遞的幾何信息以及相應(yīng)的工藝系統(tǒng)識別加工特征，從而根據(jù)特征選擇最佳的加工方式，并且能利用有關(guān)技術(shù)和工具計算出刀具的大小、加工余量、走刀方式以、切削用量以及優(yōu)化刀具軌跡。數(shù)控編程的智能化是實現(xiàn)模具型腔高效數(shù)控粗加工的關(guān)鍵，也是實現(xiàn)面向車間編程的重要前提，更是下一代CAM系統(tǒng)的突破口。數(shù)據(jù)編程的智能化需要使用者建立自己的用戶模版，能夠?qū)崿F(xiàn)獨立利用和全面操作，從而大大提升了數(shù)控編程的效率。因此，現(xiàn)階段我們要加大科研和實踐力度，開發(fā)出模具型腔粗加工的智能工藝系統(tǒng)，結(jié)合材料以及加工余量科學(xué)考慮加工的切削參數(shù)，達到變速切削和高速切削的目標，建立起包括模具型腔加工幾何模型的切削工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫，促進無干涉刀具路徑的生成，最終實現(xiàn)面向模具型腔的高效數(shù)控加工。

參考文獻：

[1]張曉陸.模具高效加工方法與工藝規(guī)程制定[J].模具工業(yè),2007(09).

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（東莞市高技能公共實訓(xùn)中心，廣東東莞,523106）

摘要：本文以一塑料小盆注射模后模的設(shè)計與數(shù)控加工為例，較為詳盡地講述了運用CAD\CAM軟件進行塑料模具型芯設(shè)計和數(shù)控加工的工藝步驟及注意事項。

關(guān)鍵詞 ：塑料小盆、數(shù)控加工、型芯

一 后模圖形處理

根據(jù)此零件的特點，設(shè)計了小盆的后模。后模和前模相對應(yīng)的，前篇文章中已經(jīng)設(shè)計好前模，

1、依次點擊File/Read file讀入前模的3D圖形文件。

2、打開所有圖層，關(guān)閉前模的曲面及相關(guān)線條的圖素，保留后模曲面，另存為后模的層里。

3、依次點選Create/Curve/Create curve onone Edge，選擇后模四周的曲面，繪制的曲面邊界。此邊界要作為加工曲線，必須將此曲線修剪圓順，不能有斷點和重復(fù)的曲線。

4、在Z0處繪制358×290的矩形，并按圖紙要求繪制相應(yīng)的導(dǎo)柱孔等曲線。依次點選Create/Surface/Create Ruled/Lofted Surface，選擇矩形的兩條邊，繪制出所須的平面。

5、選擇所繪制的平面和曲面邊界，依次點選Xform/Xform Project，用投影剪切對平面進行剪切。得到模具的分型面。

6、用同樣的方法繪制肥皂臺的曲面邊界及型芯下部的加工曲線。

圖形圖素較多，為便于管理，繪圖進行了分層管理，分為七個層，第1層blank繪制圖形隱藏的圖素，第2層QMsurface繪制了前模曲面，第3層curve繪制了圖形的繪圖曲線，第4層partsurface繪制了模具的分型面，第5層curveforcut繪制了編制刀路時要使用的曲線及加工邊界，第6層HMsurface繪制了后模曲面，第7層Dim標注了后模的尺寸。層管理圖如圖1所示。加工時打開第2、4和第5層，關(guān)閉其它層。

切削曲線及邊界如圖2。圖形坐標原點放在后模XY方向的中心處，后模分型面處的Z方向尺寸為0.0mm。

塑料小盆后模3D圖如圖3所示。

二 后模的數(shù)控加工工藝分析

如圖3為設(shè)計好的小盆后模加工3D圖。加工時要注意以下幾點：

1、小盆后模成型塑件的外表面，光潔度和尺寸精度要求比前模高。

2、后模型芯采用整體式設(shè)計。后模板厚度為100mm，加工后的后模板厚度為50mm。零件的尺寸較大，粗加工時的加工余量大，耗時長，刀具磨損大，要盡可能采用鑲合金圓刀粒大直徑圓鼻刀，并設(shè)置和里加工工藝和刀具參數(shù)。

3、后模型芯頂部、中部及底部曲面的曲率變化是不同的，精加工時，Z方向要分段進行，以獲得良好的加工效果。

4、后模型腔四周的最小圓弧半徑為R1.016，須用平底刀自行磨制取Φ12R1.016的圓鼻刀進行精加工。

5、后模型芯周圍的型腔為凹面，為降低成本，沒有設(shè)計銅公，直接加工成型。凹槽的寬度不大，而后模型芯的高度卻高達50mm，加工時要選用合適的刀具，同時要設(shè)置合理的刀具伸出長度，避免夾頭碰到后模型芯。

6、后模型腔肥皂臺處底部和四周的曲面直角相交，直邊兩曲面相交處的過度圓弧半徑為R0.92mm，無法直接加工出來，必須設(shè)計銅公。

7、肥皂臺的底面和側(cè)面設(shè)計8條半圓柱加強筋，也必須設(shè)計銅公進行電火花加工。

8、四個導(dǎo)柱孔的直徑為Φ25，公差要求高，是后模加工的另一難點，要采取合理的鏜孔刀具和鏜孔工藝。

9、考慮到毛坯尺寸較大，超出普通磨床的加工范圍，只能磨削上下平面，在數(shù)控加工后模型腔時再加工毛坯的外形，來保證上下面的平行度及四周面之間的相互垂直度。

10、考慮到加工時要加工四個導(dǎo)柱孔，為避免加工到工作臺，模板的下部要墊高20mm。

11、為提高塑件內(nèi)表面的粗糙度，同時便于脫模，后模電加工后必須進行拋光。

數(shù)控加工前，利用銑、平面磨等通用設(shè)備先加工出360×292×100mm的毛坯，用壓板固定在數(shù)控機床的工作臺上進行加工。加工完畢后，選擇垂直的三個面作為加工和定位的基準面，為便于辨認基準，要打上字碼。

三 后模加工注意事項

1、后模通常成型塑件的內(nèi)表面，表面粗糙度要求沒有前模高，但后模型芯結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，抽芯、鑲件等結(jié)構(gòu)較多，加工量校前模多，材料同前模一樣較硬。加工時要謹慎，避免差錯。

2、編寫刀路之前，須將圖形中心移動到系統(tǒng)默認坐標原點，最高點移動到Z原點，并將長邊放在X軸方向，短邊放在Y軸方向，基準位置的長邊向著自己。

3、加工前必須檢查工件的裝夾方向與計算機中的圖形方向是否一致，在模具中的排位是否正確，裝夾具是否妨礙加工，前、后模的方向是否相配。

4、后模加工的刀路大致順序：大直徑刀粗加工小直徑刀粗加工和清角大直徑刀精加工小直徑刀清角和精加工。

5、后模同前模所用材料相同，應(yīng)盡量用鑲合金刀粒的大直徑刀具進行加工，不要用太小的刀。分型面為平面時，可用圓鼻刀精加工。

6、后模的加工一般先選取鑲合金刀粒的大直徑圓鼻刀（因這種刀夠大，有力）進行粗加工，采用3D曲面挖槽刀路進行加工（留0.25mm的余量）。

7、半精加工一般選取鑲合金刀粒的刀具（或合金刀），采用等高外形刀路進行加工（留0.15mm的余量）。

8、精加工一般選取鑲合金刀粒的球頭刀（尺寸小時選小直徑整體球頭刀），采用平行銑削來進行加工（不留余量）。局部輔以清角加工。加工型芯時，常遇到的問題是球頭刀不易清除利角，這時可以用端銑刀走曲面斜面加工清角。

9、如果后模型芯采用的是鑲件，則后模分為鑲件型芯和鑲件固定板。需要分開加工。加工鑲件固定板的內(nèi)部外形要多走幾遍空刀，不然外形會有斜度，造成上面加工到尺寸，下面加工不到位的現(xiàn)象，安裝時難以配模。若鑲件固定框深度尺寸大，則更明顯。精加工外形框時盡量用大直徑的新刀。

10、鑲件固定板深度較大時，可翻轉(zhuǎn)過來，首先加工外形部位，裝配入框后，再加工型芯的外部形狀。

11、塑件產(chǎn)品上下殼配合處突起的邊緣稱為止口，止口結(jié)構(gòu)在型芯鑲件上加工或在鑲件固定板上用外形刀路加工。

12、如果有止口臺階，用球頭刀精加工時需控制加工深度，防止過切。鑲件固定板的尺寸可比型芯鑲件單邊小0.02mm，以便配模。型芯鑲件精加工時的公差為0.01～0.03 mm，Z方向步距值為0.2～0.5mm。

四 后模型芯加工刀路]

1、首先選取Φ25R5鑲合金圓刀粒的圓鼻刀，C N C 刀桿規(guī)格： T R S - 5 R × 2 5 × 1 5 0 。刀片規(guī)格：PPMW1003M0。進給率1000mm/min，下刀速率500mm/min，抬刀速率2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速S=2000轉(zhuǎn)/分。用3D曲面挖槽刀路對小盆的后模型腔曲面進行粗加工。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為46.44mm，最大深度設(shè)置為0.6mm。加工余量0.4mm。Z方向步距為0.5mm。

2、繼續(xù)選取Φ25R5鑲合金圓刀粒的圓鼻刀，用3D曲面挖槽刀路對后模型腔肥皂臺處的曲面進行粗加工。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為0.0mm，最大深度設(shè)置為-6.6mm。加工余量0.4mm。Z方向步距為0.4mm。

3、選取Φ16R0.8鑲合金方刀粒的圓鼻刀，用2D外形刀路對后模型芯的外形粗加工，采用絕對尺寸，工件頂部高度為0.0mm，加工深度為-50.0mm，XY方向的加工余量為0.4mm，Z方向的加工余量為0.2mm。

4、選取Φ16平底白鋼刀，用2D外形刀路對后模型芯的外形精加工，工件頂部高度設(shè)置采用絕對尺寸，為0.0mm，加工深度設(shè)置采用相對，也為0.0mm。XYZ方向的加工余量為都為0.0mm。

5、選取Φ25R5鑲合金圓刀粒的圓鼻刀，用3D曲面挖槽刀路對后模頂部的分型平面（Z0處）進行精加工。加工面的加工余量0.0mm。采用絕對尺寸，最小深度和最大深度都設(shè)置為0.0mm。(實際上只加工了一刀)

6、選取Φ25R5鑲合金圓刀粒的圓鼻刀，用曲面精加工等高外形刀路對后模上部曲面精加工。加工余量0.0mm。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為56.44mm，最大深度設(shè)定為54.5mm。Z方向步距0.06mm。

7、選取Φ25R5鑲合金圓刀粒的圓鼻刀，用曲面精加工等高外形刀路對后模中部曲面精加工。加工余量0.0mm。Z方向步距0.06mm。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為55.0mm，最大深度設(shè)定為0.1mm。

8、后模型腔的最小圓弧半徑為R1.016，這里選取Φ12R1.016的圓鼻刀（用平底刀自行磨制），用2D外形刀路對后模型芯四周的型腔精加工，XYZ方向的加工余量都為0.0mm。（此模具的產(chǎn)品要求不是很高，采用此工藝加工后模的凹型腔，有效提高了加工的表面粗糙度，省略了加工此部位所需的電火花銅公，降低了模具加工成本）。

9、選取Φ12R1.016的圓鼻刀，用曲面精加工等高外形刀路對后模肥皂臺處的曲面型腔半精加工。減少電火花加工余量。加工余量0.2mm。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為-0.1mm，最大深度設(shè)定為-6.6mm。Z方向步距0.2mm。

10、選取Φ12R1.016的圓鼻刀，用2D挖槽刀路對后模肥皂臺處型腔曲面的底部進行精加工。采用相對尺寸，工件加工表面設(shè)置為0.2mm，加工深度設(shè)置為0.0。XY方向的加工余量為0.5mm，Z方向加工余量為0.0mm。

11、選取Φ6平底合金刀，用2D外形刀路對后模肥皂臺型腔曲面相交處的過度圓弧半精加工，采用絕對尺寸，工件加工表面設(shè)置為0.0mm，加工深度設(shè)置為-6.5。XY方向的加工余量為0.2mm，Z方向的加工余量為0.0mm。

12、選取Φ10平底合金刀，用曲面精加工等高外形刀路對后模型芯下部的曲面精加工。加工余量0.0mm。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為5.5mm，最大深度設(shè)定為0.05mm。Z方向步距0.12mm。

13、繼續(xù)選取Φ10平底合金刀，用曲面精加工等高外形刀路對后模型芯下部的型腔曲面精加工。加工余量0.0mm。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為-0.02mm，最大深度設(shè)定為-6.6mm。Z方向步距0.12mm。

14、選取Φ10平底合金刀，用曲面精加工等高外形刀路對后模型芯下部的型腔曲面精加工。加工余量0.0mm。采用絕對尺寸，最小深度設(shè)置為-6.61mm，最大深度設(shè)定為-7.62mm。Z方向步距0.04mm。

15、選取Φ16中心鉆，用鉆孔刀路鉆削后模板四個導(dǎo)柱孔的中心孔。Z方向的鉆孔深度8.0mm。

篇6

課程旨在使學(xué)生具備根據(jù)零件的工藝性分析能力，具有制定數(shù)控加工工藝能力；具備利用機床數(shù)控指令完成零件加工程序編制能力；具備應(yīng)用仿真軟件模擬加工能力；具備利用數(shù)控機床完成零件加工能力；具備較強的生產(chǎn)質(zhì)量控制能力；具備良好的團隊協(xié)作與交流溝通能力；同時還應(yīng)具有較強的崗位責(zé)任感和敬業(yè)精神。

2.課程設(shè)計理念

該課程從工作過程為導(dǎo)向的職業(yè)教育“適應(yīng)能力”向“建構(gòu)能力”進行主導(dǎo)性轉(zhuǎn)變，教學(xué)重心突出以傳統(tǒng)的教師“講”向?qū)W生“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，教學(xué)內(nèi)容從實際生產(chǎn)中提取相應(yīng)工作任務(wù)并針對此工作任務(wù)開發(fā)出適合教學(xué)的學(xué)習(xí)項目和情境模塊，以實現(xiàn)專業(yè)理論知識向工作過程知識轉(zhuǎn)變，進而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用。

3.課程內(nèi)容選取

為了使課程內(nèi)容更好地滿足任職崗位的要求，課程團隊在內(nèi)容選擇時與行業(yè)、企業(yè)專家進行座談，對生產(chǎn)實際情況進行調(diào)研，明確相應(yīng)任職崗位所應(yīng)具備的能力和素養(yǎng)，選取實際生產(chǎn)典型零件做載體，將真實工作任務(wù)及其工作過程整合進課程內(nèi)容中，并設(shè)計適合教學(xué)的內(nèi)容。同時，課程團隊還考慮到課程應(yīng)體現(xiàn)高職學(xué)生高起點、高技能、高素養(yǎng)的特點，課程內(nèi)容選取時還應(yīng)滿足學(xué)生職業(yè)生涯持續(xù)發(fā)展。根據(jù)企業(yè)實際任職崗位職責(zé)結(jié)合學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律，教學(xué)內(nèi)容按工作內(nèi)容不同序化為4個教學(xué)項目13個學(xué)習(xí)任務(wù)，總共88學(xué)時，實踐學(xué)時比為34%，采用理實一體授課方式。

4.課程組織

課程各項目學(xué)習(xí)通過“資訊-決策-計劃-實施-檢查-評價”六步教學(xué)法組織進行，并按照任職崗位工作過程引導(dǎo)和幫助學(xué)生得到必要的結(jié)論，從而最終完成全部任務(wù)。任務(wù)完成過程具有以下特點：（1）完成前有計劃和實施方案；（2）進行中有記錄和數(shù)據(jù)圖表；（3）結(jié)束后有結(jié)果和總結(jié)報告；（4）完成的效果通過自我評價和相互評價體現(xiàn)。具體實施過程中靈活運用了引導(dǎo)文法、案例教學(xué)法、小組討論、個別指導(dǎo)、現(xiàn)場示范、角色扮演、小組協(xié)作等多種教學(xué)方法，為了有效的實現(xiàn)教學(xué)目標將傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方法相互結(jié)合，相互補充。

5.課程實施

根據(jù)企業(yè)中模具零件數(shù)控加工的工作過程（看懂圖紙對零件的幾何形體進行分析擬定加工方案編制數(shù)控程序模擬仿真在數(shù)控機床上裝夾毛坯執(zhí)行程序并加工），我們又將每個工作任務(wù)設(shè)計為6個學(xué)習(xí)情境以貫穿學(xué)習(xí)過程始終。

6.教學(xué)評價

該課程采用項目考核、過程考核與綜合考核相結(jié)合的考核方式。

7.改革效果

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1 基于IPW的數(shù)控加工工藝

一個零件的加工過程包括很多步驟。在傳統(tǒng)的數(shù)控加工編程中，由于數(shù)控編程員對每一步加工工序后哪些材料還沒有被加工掉不清楚，在進行粗加工、半精加工、精加工或是換刀加工的工藝編程時，都是從零件毛坯開始，這樣導(dǎo)致在進行半精加工、精加工或是換刀加工時，數(shù)控機床要按照工進的速度走完很多己經(jīng)加工過的毛坯表面(我們稱為空切)，浪費大量工時。

在實際加工中，每一個加工工序完成后都有一個毛坯的中間過程，稱為IPW (In Process Work-piece)。編程時可以將前個工序加工后生成的IPW作為后續(xù)加工工序的毛坯，進而達到減少空切、提高加工效率的目的。這就是我們今天要討論的基于IPW的數(shù)控加工工藝，也是UG/CAM模塊提供的一項獨特的功能。

模塊數(shù)控加工的質(zhì)量及效率基本決定了模具的質(zhì)量和交貨期。因此，探討最佳的數(shù)控加工工藝對提高模具質(zhì)量和按時交貨十分必要?？ㄣQ體覆膜砂疊型鑄造模具模塊如圖1所示，由鑄造方法獲得毛坯，再進行加工獲得模具模塊。由圖1可知，模塊除了分型面上需要完全清根(無圓角)，其余最小圓角為R3~5mm。此外為了降低成本，分型面清根擬采用鉗工手工清根。因此初步確定精加工使用最小刀具直徑為8mm。根據(jù)鑄鐵模塊的特點，初步選定采用合金鑲片刀具進行粗加工和半精加工，整體硬質(zhì)合金刀具進行精加工。

加工由粗加工、半精加工和精加工三道工序來完成，下面分別討論其基于IPW的數(shù)控加工工藝。

2 基于IPW的數(shù)控加工工藝應(yīng)用

2.1 粗加工工藝

粗加工最小刀具直徑確定為16mm，加工余量側(cè)面為0.6mm，底面為0.2mm。對于模具模塊的粗加工，一般采用型腔銑。由于型腔銑是沿深度方向分層加工，不管分層多細，總會有臺階，所以在型腔銑后都要進行等高銑。等高銑是沿零件橫截面輪廓進行的一種仿形加工，切削條件比較一致，切削平穩(wěn)，工件表面的粗糙度情況也比較好。這里我們主要比較了傳統(tǒng)的型腔粗加工和基于IPW的型腔粗加工工藝。

雖然模具模塊的形狀外形是一個長方體，但已經(jīng)在內(nèi)部有了空腔，如圖1，而傳統(tǒng)的型腔銑工藝以一個長方體為加工毛坯進行數(shù)控編程，在加工出與模具模塊內(nèi)腔相同的具有一定加工余量的型腔后，再用平刀等高銑加工所留臺階，其加工工藝效果及參數(shù)見圖2，總加工工時為372.3min。

轉(zhuǎn)貼于 可以看出，由于我們翻制的毛坯本身就只有均勻的6mm加工余量，與內(nèi)腔深度相差較大，且內(nèi)腔形狀己經(jīng)與圖2所示型腔銑加工的內(nèi)腔相同，因此采用傳統(tǒng)的型腔銑加工，第一道16mm平刀型腔銑工序必然存在很多空刀，不僅增加了一個加工工序，而且也增加了大量的工時。

基于IPW的型腔銑加工參數(shù)及效果圖如圖3所示?？偧庸すr122.4min。它是利用模具設(shè)計過程產(chǎn)生的模具模塊圖(圖1)作為傳統(tǒng)型腔銑加工后的中間過程，然后在其基礎(chǔ)上進行平刀等高銑的數(shù)控加工編程，雖然在曲面毛坯上編程增加了數(shù)控編程的時間與定位等輔助時間，但由于省去了傳統(tǒng)型腔銑的第一個有較多空切的工序，可縮短數(shù)控加工工時50%以上，極大地提高了粗加工的效率。

2.2半精加工工藝

由于精加工刀具直徑為8 mm，因此半精加工最小刀具直徑確定為10mm或8mm，加工余量為0.1mm。這里我們也比較了傳統(tǒng)的半精加工工藝和基于IPW半精加工工藝。

傳統(tǒng)的半精加工工藝主要是逐步減小刀具直徑，以達到逐步減小加工余量的目的。編制數(shù)控加工程序時用粗加工后的輪廓重新作為編程與定位對刀的依據(jù)，編制程序花費時間較長，同時考慮到粗加工刀具直徑為16mm，一般先采用直徑為12mm平刀等高銑的數(shù)控加工工藝進行加工，具體參數(shù)為:側(cè)面加工余量0.45 mm，底面加工余量0.15 mm，每層切深0.4mm;加工工時為:224.2min。然后采用l0mm球刀等高銑的數(shù)控加工工藝進行第二次加工，具體參數(shù)為:側(cè)面加工余量 0.1mm，底面加工余量0.1mm，每層切深0.3mm;加工工時為:284.1min?？偧庸すr為508.3min基于IPW的半精加工類似于基于 IPW的粗加工工藝，即利用16mm平刀型腔銑粗加工程序生成一個IPW，然后基于此IPW，直接采用8mm平刀進行型腔銑加工。側(cè)面加工余量和底部加工余量均為0. 1mm，每層切削深度為0.25 mm，總加工工時為391.2min。

兩種工藝對比如表1所示，可以看出基于IPW的半精加工可縮短數(shù)控加工工時，而且基千IPW加工的圓角都達到R4mm，為后續(xù)的精加工留下了更小的圓角加工余量。

2.3精加工工藝

UG3.0中對等高銑精加工做了重大改進，將UG2.0中需要的兩個精加工程序等高陡坡加工和等高緩坡加工合二為一，減少了加工時接刀帶來的誤差。精加工工藝相對比較簡單，我們主要采用以下加工工藝:8mm球刀等高銑+8mm平刀平面精銑。此階段不需基于IPW進行。

綜上所述，覆膜砂疊型鑄鐵模具模塊最佳數(shù)控加工工藝如表2所示。該工藝具有節(jié)約工時、表面質(zhì)量好、工序簡單等優(yōu)點。

3 結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：數(shù)控銑 模具零件 精度 工藝 精度

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0060-02

我國的機械加工業(yè)正處于高速發(fā)展階段，如今各個行業(yè)對于數(shù)控機床的應(yīng)用也比較廣泛。如模具、汽車、航空、航天、機械、電子、家電等眾多領(lǐng)域。數(shù)控機床有效地解決了形狀復(fù)雜零件的加工，同時實現(xiàn)了加工自動化，很大程度上提高了生產(chǎn)效率，降低了加工成本。但數(shù)控機床的加工仍然存在一些難以解決的問題。例如在加工圖1所示零件時，模具零件帶有斜面，結(jié)構(gòu)尺寸如圖，機床為XK7132，工件的材料為：2A12。刀具參數(shù)：主軸速度為n=1500 r/min，進給量為f=200 mm/min，立銑刀的直徑為Φ14 mm。零件的精度通過機床本身、刀具以及程序控制。但加工后對零件進行測量，其斜面的角度為60°20’，和設(shè)計要求的60±4’相比，誤差較大。同時零件斜面的表面粗糙度也不能達到滿意，測試結(jié)果為Ra12.5 μm，而且兩斜面之間的圓弧處存在明顯的條紋。反復(fù)加工過程，確定工件定位、加工程序、加工精度等環(huán)節(jié)都沒問題，但仍然不能解決上述問題。因此，該文對實際加工中應(yīng)該注意的事項以及如何提高加工精度和保證零件的表面粗糙度進行了詳細的分析。

1 加工工藝分析

通過選取不同的立銑刀，比較建工過程中刀具和所加工零件斜面的接觸情況，通過比較對數(shù)控銑床加工斜面零件進行進一步的探討。

1.1 倒角立銑刀加工方法

刀具加工參數(shù)：主軸速度1200 r/min；進給量100 mm/min；平頭立銑刀直徑Φ14 mm；刀尖倒角β=30 °。由圖2可知，用此方法加工，其加工表面殘留除了圖中的ABC，還多出了因刀具被倒掉部分所形成的殘留部分AHG、CEF，因此零件的表面殘留部分增加，理想面和谷G的距離為GJ，但是在處理時要以E，G為基準點，也就是說在處理掉E，G之間的殘留量后理想面和所得表面之間仍會有GJ的距離，所以得到的工件尺寸會存在較大的誤差。如果在此基礎(chǔ)上繼續(xù)加工，則沒有基準線，這種情況下很難加工出符合設(shè)計尺寸的零件。

1.2 不倒角立銑刀加工方法

刀具加工參數(shù)：主軸速度1200 r/min；進給量100 mm/min；立銑刀直徑Φ14 mm；刀尖半徑為R=0。為了更好地分析加工精度情況，在理論上將刀具與斜面的接觸情況理想化如圖3所示每兩刀之間，沿斜面的峰B與谷A之間高度為BD，加工表面殘留量為ABC部分，通過精加工工序可去掉殘留量，即可得到要求的尺寸。如果在刀具加工參數(shù)設(shè)置中，減小加工的增量值，可以得到更小的BD，使表面殘留量減少，降低精加工的難度。然而實際加工時會增加加工程序，增加但實際加工時間，從而降低工作效率。因此不倒角的立銑刀加工方法只是在理論上可行，實際加工時銑刀的倒角不可能為零，如果刀尖不倒角那么刀具的強度和剛性都會下降，導(dǎo)致在加工時刀具容易磨損、崩刃，相應(yīng)的加工出來的零件表面粗糙度也會不理想，因此，實際加工不會使用不倒角的銑刀。

2 工藝解決方法

2.1 倒角立銑刀改進加工質(zhì)量

上述分析表明如果能夠采用不倒角銑刀則可保證加工質(zhì)量最佳，要想得到理想斜面，只要在銑削后精加工處理掉斜面表面的刀痕即可，但這種方法容易磨損刀具甚至崩刃，因此在實際加工中一般不采用不倒角立銑刀。利用倒角立銑刀加工來提高加工質(zhì)量，保證加工尺寸精度和表面粗糙度的方法有以下幾種。

2.2 改變加工方式

（1）加工時，應(yīng)該保持刀具在斜面上運動的平穩(wěn)性，不應(yīng)該突然變化刀具的運動方向，在斜面和斜面間的圓弧處應(yīng)該減小銑削的給進速度。刀具和零件的斜面剛接觸時，后刀面和零件有比較大的摩擦力，這種情況容易造成刀具共振，刀具運行到斜面之間的圓弧處時，切入角和銑削長度都會隨之增加，銑時切削厚度變薄，由于銑刀的彈性形變會造成讓刀現(xiàn)象，而逆銑時與銑情況相反，由于銑刀的彈性形變會引起刀具共振，造成過切現(xiàn)象。

（2）切削量的選擇在模具加工中至關(guān)重要，切削量選擇是否合適直接影響零件加工的質(zhì)量，因此，模具的加工中，如果能夠選擇好切削量和切削速度，就能夠保證加工出理想的加工表面。對于切削量的選擇，通常如果剛度允許，則可設(shè)定切削深度與零件的加工深度相等，這樣對減少走刀的次數(shù)有很好的作用。

（3）合理設(shè)置刀具路徑。在選擇銑刀的加工路徑時，要確定保證零件的加工精度和表面粗糙度，同時也要減少走刀的路線，減少空刀。如圖4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渡，在軟件所提供的刀路光順化設(shè)置后，相鄰行切刀路中的行間移刀中增加一定半徑的圓弧過渡（圖4中②處所示），另外經(jīng)過一定的設(shè)置，在圖4中①處增加一定的半徑圓弧過渡。這樣可避免了兩次走刀之間的突然轉(zhuǎn)彎現(xiàn)象，從而使銑刀很自然地移到下一加工路線。如果加工斜面等高時，也可以采用增加一定半徑的圓弧過渡的方法。如圖5中②處所示，在模具兩層間的增加一定半徑的圓弧過渡既有效的解決了刀路平滑的要求，又符合螺旋下刀減少切削阻力的問題，刀具的磨損明顯減少。另外如圖5中①處所示，增加一定半徑的圓弧過渡使切入、切出工件時也是沿著零件切線方向切入切出，這樣可以提高零件的加工質(zhì)量。

（4）對模具內(nèi)斜面加工時，不能應(yīng)用垂直下刀的方式，要采取螺旋進刀。垂直下刀，切削速度會降低，因此銑刀和模具之間的切削力增加，這樣會加速刀具的磨損，加工過程中會造成加工表面的粗糙度增加。選用螺旋進刀的方式則可以有效的預(yù)防此種情況的發(fā)生。如圖6中①處所示，當采取螺旋進刀的方式切入零件時，還應(yīng)該設(shè)定一個合理的螺旋直徑范圍，這樣當螺旋直徑小于設(shè)定范圍時，系統(tǒng)會自動減小螺旋直徑，直至能夠下刀（圖6中②處）。同時螺旋直徑范圍不能太小，如果螺旋直徑過小，那就相當于垂直下刀了，這種情況下可以采取斜坡下刀的方式，加工時要可慮斜坡下刀的次數(shù)，最好一個斜坡下刀完成，因為反復(fù)的斜坡加工會引起強烈的振動，導(dǎo)致加工表面有刀痕，嚴重時可能導(dǎo)致刀具磨損或者斷刀。因此，在加工帶曲面的模具時，要做到合理選擇加工方式。當精加工時，如果刀具兩行間距太小時，即使增加一定半徑的圓弧過渡也可能因為過渡圓弧直徑太小而近似為直線過渡，此時要使用圖6中③處所示的擺線進給這樣的加工方式，以增加相互兩刀之間的間距，從而保證加工的質(zhì)量。

篇9

模具流道一般可以分為兩種，第一種是水平面上流道，另一種是非水平面流道。流道的形狀有許多種，常見的有半圓形，梯形，矩形等。（1）圓形流道。圓形流道是所有流道中最好的，因為比較其他類型流道，具有表面小的特點，所以壓力和熱量的損失是極微小的。但是，它的加工成本相對來說比較高，尺寸選擇是非常講究，而且是嚴格。（2）梯形流道。梯形流道主要是使用在三板模時候，因為圓形流道不容易突出，并且在分型面上面，圓形流道與模具的滑動部位非常容易干涉。

2、流道的加工通常的流道加工方式

模具的澆道設(shè)計截面為半圓形，澆道頂部為半球形，而部分的設(shè)計應(yīng)該是梯形，特殊的澆道設(shè)計為特殊的形狀，來滿足其性質(zhì)和需求。其次對于普通半球形澆道直接銑刀加工即可。平面上的半球形形狀，在其直接畫出直線以后用特定的方式生成刀路。而斜面或曲面的澆道以另外一種相應(yīng)的技術(shù)生成，完全不需要精加工，采刀量控制在0.15-0.2mm之間方可。特殊的澆道則應(yīng)該要使用特殊的技術(shù)方法來達到目的。

（1）基于水平面加工操作規(guī)程通過軟件CAM模塊中的功能加工操作，生成分型面為平面形狀的流道加工程序，編程主要要點在于以下幾點：選擇部位的時候，應(yīng)當將模式調(diào)整為點線，類型設(shè)置為開放型，同時切記刀位設(shè)置應(yīng)該為上。利用“切削”方式來進行操作，整個按照沿著輪廓的方式一步步下去，并且設(shè)置一定的切削深度，達到對精確度要求?！斑M刀/退刀”中要將其設(shè)置為“沿直線”“斜角”角度分別為0，90度。類型改為線性，刀具距離則根據(jù)實際情況來具體設(shè)置。（2）基于非水平面加工操作規(guī)程通過調(diào)整CAM模塊中的非水平面加工設(shè)置，且使用輔助體方法，有效的生成了應(yīng)有的流道加工刀路軌跡，其具體的要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①根據(jù)流道的要求要創(chuàng)建輔助體②選擇輔助體為部件，同時選擇加工輔助面為“加工區(qū)域”③設(shè)置過程中，需要設(shè)置“切割模式”其中“部件余量”為負值。大小設(shè)置為流道的半徑，切割方向為“混合型”并選取“移除邊界跟蹤選項”設(shè)置。“進刀/退刀”中要設(shè)置傾斜模式，“斜角”角度分別為0，90度。類型改為線性，刀具距離則根據(jù)實際情況來具體設(shè)置。該種方式優(yōu)點體現(xiàn)在了雙向走刀，加工效率不斷提高，能夠很好地實現(xiàn)模具設(shè)計一定要求和參數(shù)，同時也應(yīng)用在分型面為平面類的加工流道編程中。（3）基于曲面加工操作編程方法通過修改軟件中的曲面加工操作，設(shè)置為“曲面區(qū)域”驅(qū)動方法，且創(chuàng)建輔助面，能夠有效的生成流道加工道路軌跡。主要要點體現(xiàn)在以下幾個方面創(chuàng)建鎖需要的輔助面，不需要加工部件，輔助面設(shè)置為“驅(qū)動幾何體”且設(shè)置刀位為上設(shè)置切削的方式為為平行線，類型則根據(jù)具體情況不斷的更改設(shè)置“切削步長”為公差，且按照具體要求更改為最小值“進刀/退刀”中要設(shè)置為非切削模式，且為線性這種加工方式的優(yōu)點在于這種刀非常均勻地來回進行工作，刀路非常清晰，并且適合加工分型面為平行面的流道，同樣也適用于平行面為曲面的流道。除了上述的方法之外，還有一種是曲線與點之間的技術(shù)，它的加工方法類似于以上幾種，優(yōu)點在于比較均勻地來回下刀切削，刀路簡單明了，同樣的適用于多種不同型面的流道加工。

3、UG與模具流道加工的應(yīng)用

UG是世界上非常先進的設(shè)計軟件，在計算機輔助設(shè)計中起著良好發(fā)揮功能，很多模具的重要部位的設(shè)計都離不開它，利用該軟件輔助設(shè)計加工出來的產(chǎn)品具有高品質(zhì)的特點，能夠提供各種需求和功能。除了一些常用的模塊之外，還是一個獨立自主的智能化設(shè)計和模塊的系統(tǒng)，綜合性的利用該模塊的主流功能，在UG平臺上面設(shè)計并且制造出來的產(chǎn)品質(zhì)量整體水平是處于非常高的境界。使用UG軟件是非常容易找到切合點，并且設(shè)施好相應(yīng)的參數(shù)是能夠輕松，準確的完成各個部位的設(shè)計任務(wù)，而且自帶的修改功能，有效地幫助了設(shè)計人員解決其中的問題，方便，簡單，而且后期的處理過程對于數(shù)據(jù)的保存是要講究方法，準確性非常高，而且是具有效果。系統(tǒng)為其提供了優(yōu)秀的設(shè)計參考環(huán)境，提供了標準化的操作模式。（1）水平面上流道。是其中的主要關(guān)鍵步驟，其利用了二維外形切削方式來加工操作，首先是將進刀/退刀設(shè)置為一定參數(shù)，直接下刀或者是提刀，注意一點是刀具走在中心線上，每層的截面應(yīng)該控制在0.15mm之間，而精加工方式仍然是使用二維外形切削方式來進行，將刀片直接完好無缺的去使用，堅持不更換刀具，而且表面處理干凈，清潔。一層層洗洗到位，同時也是要注意其效果的差異，因為每個刀具存在著各種不同差距，所以往往其真實的使用功能性也是會不經(jīng)相同。（2）非水平面上流道加工UG的3D數(shù)控編程技術(shù)。作為地道中心的，兩端各一半徑。然后選用底部中線線來作為驅(qū)動刀路，為了能夠使得刀路非常的合理，甚至是不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)方面的誤差，編程用0.1mm球刀，每層吃料01.5mm，參數(shù)圖如圖4。同時機床上面也是相應(yīng)的使用了球刀，其他加工也是采用了上述所提到的方法，同時做好更換刀具的工作，如果在刀具完好無損的前提下是可以不用更換其刀具的，充分的體現(xiàn)了其人性化的一面。做好了這一步，我們將余料0.1mm分為兩層精銳，每層可以吃到0.05mm。一層層的到位，那么加工的精確度是可以得到了保證。也是能夠在后期加工過程中對于模具產(chǎn)品質(zhì)量的好壞給予了極大的支持，奠定了生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有良好的穩(wěn)定性，也是特別的有生產(chǎn)意義。

4、UG的3d流道數(shù)控加工

利用中心線來作為直紋曲面，如圖5，同時再次利用該曲面作為驅(qū)動刀路，編程定義為流道截面等大的球刀，每一層吃料為0.15mm，刀路方向主要設(shè)置為上，同時可以將刀路設(shè)置為0.1mm，以便留余料0.1mm。如圖6和圖7精加工一樣是使用上述的方法來操作，可以更換刀片，但是要根據(jù)實際情況，如果說刀片處于一個比較良好的保養(yǎng)狀態(tài)是可以不用更換刀具，值得注意的一點是刀具的清洗工作要具體到位，精加工刀具方面主要是要按照標準來操作。UG軟件在完工以后，提供了一種簡單的處理修改功能，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)就可以自動完成，方便了操作人員的工作，減少了不必要的時間，基本上能夠有效的保證了其效率，利用該功能，產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量以及相應(yīng)的性能得到了大大提升，不同功能發(fā)揮出強大作用。使用過程中遇到任何方面問題，團隊可以在一起一起討論，是逐漸幫助修改原先的設(shè)計，設(shè)計的效果大大提升。UG在模具中的廣泛應(yīng)用依賴于它的整個功能強大，處理起來很方便，簡單的功能就可以幾部完成工作內(nèi)容。UG軟件還不僅僅是這樣，如果在有條件的情況下，可以聯(lián)網(wǎng)一起學(xué)習(xí)，相互的設(shè)計人員是能夠批次之間聯(lián)系，溝通，最大程度上面滿足了現(xiàn)代化的需求，積極的作用非常明顯，有利于模具產(chǎn)品的整體性開發(fā)和創(chuàng)新。

5、結(jié)語

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關(guān)鍵詞：UG注塑模具設(shè)計；數(shù)控加工；手機前翻蓋

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.210

1 UG注塑模具設(shè)計

1.1 創(chuàng)建塑件三維模型并確定注塑模具的整體結(jié)構(gòu)

首先需要確定注塑模具的整體結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖1可知，整個塑件的尺寸適中，但是內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，需要很多抽芯機構(gòu)的組合，為了簡化模具的結(jié)構(gòu)，完善加工和裝配的過程，降低注塑壓力，減少注塑缺陷的產(chǎn)生，采取一模一腔的設(shè)計理念。由于零部件對于頂面和側(cè)面的整體需求很高，需要降低粗糙度，澆注系統(tǒng)的整個流道幾乎可以采取熱流道的形式，分流道的截面是圓形，隧道形式的澆口[1]。

1.2 分模

分模是注射模具設(shè)計過程中十分重要的內(nèi)容，其利用分模面的形式將模具腔的整個體積劃分成動模型芯和定模型腔，分模面就是兩者之間的接觸面。分模面的基礎(chǔ)是分型線，其利用拉伸面和有界面或者其他類型的創(chuàng)建方式來獲取，創(chuàng)建分模面之后其組成變化成很多曲面，需要將其進行縫合，形成統(tǒng)一的面[2]。對其區(qū)域進行提取，將塑件中的很多面指派到型芯側(cè)或型腔側(cè)，如果面積相加之和和總面積對應(yīng)統(tǒng)一的話，可以采取自動或者分布形式獲取原始的型腔和型芯。

1.3 確定模架和模具標準件

需要針對型芯和型腔的大小來選取適應(yīng)的模架，從系統(tǒng)中西東導(dǎo)入模架，為整個模具的設(shè)計選擇對應(yīng)的標準件，其中包含定位環(huán)、拉料桿、垃圾釘?shù)取?/p>

1.4 側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計

由于手機前翻蓋的兩側(cè)邊 和頭部位置包含很多的倒扣結(jié)構(gòu)，為了促使塑件在注塑過程中順利完成脫模，需要采取倒抽芯的結(jié)構(gòu)形式，分析模具的具體尺寸和模具強度，選取斜頂側(cè)抽芯。

1.5 其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計

UG建模的另一個重要的方式是采取特征建模的形式，根據(jù)對于整個塑件的質(zhì)量要求來看，整個模具的澆注系統(tǒng)都采取單頭熱流道主流道的形式，圓形的橫截面作為分流道，采取隧道式澆口的形式。為了促進加工和裝配的順利完成，需要改造原先的型腔和型芯，將分型面設(shè)計成平面。在整個模具設(shè)計 完成之后，開始針對模具的二位零件圖和 裝配圖進行設(shè)計，將原先的三維模型進行投影即可。

2 模具材料的選擇及加工

2.1 模具材料的選擇

由于動模型芯整個切削量是很大的，因此其對于表面質(zhì)量的需求不是很高，使用的材料可以選擇瑞典ASSAB公司生產(chǎn)的一勝百8407模具鋼，該材料在出廠之后的整體硬度大概是185HB，材料具有良好的韌性和延展性，且其用于切削的功能優(yōu)良，十分適用于數(shù)控銑床或加工中心進行材料的加工。斜頂主要選擇8407，導(dǎo)桿選擇德國生產(chǎn)的GS2510，作為合金鋼，其韌性和耐磨性較高，十分適用于機械加工[4]。

2.2 模具加工

在模具設(shè)計完成后，模具中包含的多數(shù)零部件，都可以采取數(shù)控銑加工的形式來完成，需要靈活運用UGCAM中多種多樣的加工形式，經(jīng)過加工之后零部件幾乎都可以滿足數(shù)控銑削的基礎(chǔ)要求。針對于模具中水道等十分深的圓形孔加工來看，其可以采取深孔鉆鉆削加工的方式，針對于異形且沒有斜度或者含有一定斜度的通孔來看，可以采取線切割加工的方式。

傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計都是依照設(shè)計者的設(shè)計經(jīng)驗和建模經(jīng)驗來完成，對設(shè)計人員要求非常高，設(shè)計效率低下，且修改難度大。但是采用UG Mold Wizard系統(tǒng)之后，其可以引導(dǎo)設(shè)計人員完成相應(yīng)的設(shè)計，且模具和塑件產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)息息相關(guān)，模具設(shè)計效率提升，容易修改。

參考文獻：

[1]蔡厚道.基于UG和Moldflow的塑料外殼注塑模具設(shè)計與數(shù)控加工[J].塑料，2015（06）：89-92.

[2]蘇君，趙巖，劉保軍.基于UG數(shù)碼相機前蓋注塑模具設(shè)計與數(shù)控加工[J].模具技術(shù)，2012（04）：51-54.