模具型腔數(shù)控銑削綜合加工工藝優(yōu)化

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1、模具型腔數(shù)控銑削綜合加工工藝優(yōu)化　　摘要本文以模具型腔為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析了數(shù)控加工工藝的優(yōu)化問題，并對(duì)高速銑削和電火花加工在提高模具型腔數(shù)控加工效率、加工質(zhì)量等特征方面進(jìn)行分析，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用，為工藝人員能夠高效率地加工出高質(zhì)量的工件提供理論支持及技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：模具型腔；數(shù)控加工；高速銑削；電火花加工；工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TG547文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-7597（2013）12-0121-021概述在模具的型腔銑削加工工藝中，數(shù)控加工中心已經(jīng)廣泛應(yīng)用開來，隨著軟件像UGNX的

2、CAM功能的實(shí)現(xiàn)及不斷發(fā)展強(qiáng)大，數(shù)控機(jī)床在加工質(zhì)量、精度上都上了一個(gè)臺(tái)階，然而很大程度上還要取決于加工工藝人員操作及編程水平的技術(shù)高低。除此之外，模具的型腔物理性狀盡管多種多樣，所組成這些基本特征種類是不多的。不同的加工特征，對(duì)應(yīng)著就需要不同的加工工藝，通過對(duì)比、研究傳統(tǒng)工藝技術(shù)要點(diǎn)，研究并總結(jié)規(guī)律，提高加工效率和加工質(zhì)量。如何把傳統(tǒng)工藝能夠很好地結(jié)合到數(shù)控加工中心是一個(gè)能夠提高加工效率的有效途徑，首先介紹模具數(shù)控加工技術(shù)相關(guān)特征。61.1模具制造的基本要求和特點(diǎn)在設(shè)計(jì)模具時(shí)，若要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，單單

3、設(shè)計(jì)合理是不夠的，還需要擁有一流的模具制造技術(shù)來生產(chǎn)制造模具。以下為模具設(shè)計(jì)的基本要求：1）制造精度高、產(chǎn)品合格、效能發(fā)揮好；2）使用壽命長；3）制造周期短；4）資金成本低。其特點(diǎn)是模具制造加工過程中和普通機(jī)械加工是不一樣的，前者難度較大，具有較多特殊性：制造質(zhì)量高、形狀復(fù)雜、材料硬度高的模具硬度高及單件生產(chǎn)模具制造、設(shè)計(jì)和制造周期長。1.2模具制造的主要加工方法模具制造的主要加工方法分如下幾種：1）鑄造加工；2）特種加工；3）數(shù)控加工；4）機(jī)械加工；5）焊接加工；6）塑性加工。特別需要注意的是，方法

4、6數(shù)控加工中，對(duì)刀具懸伸量的控制，其量的大小變化會(huì)對(duì)加工質(zhì)量影響變化很大。目前，就國內(nèi)而言關(guān)于刀具懸伸的研究主要有：廣東工大機(jī)電學(xué)院秦哲，通過刀具的合理使用，提高刀具的加工能力；淮海工學(xué)院陳書法，對(duì)引起刀具變形造成的加工誤差進(jìn)行了論述和分析，提出補(bǔ)償方法。1.3數(shù)控銑削刀具及選擇6數(shù)控加工刀具一定要和數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度、高效率及高速的特征相匹配，一般情況下，包含通用連接刀柄、少量的專用刀柄及通用刀具。2型腔模具加工工藝優(yōu)化物理模具型腔的數(shù)控銑削加工工藝流程如下：首先，對(duì)型腔進(jìn)行粗銑；然后，進(jìn)行半精銑；

5、其次，選用精銑；最后對(duì)模型型腔處理清角。在數(shù)控銑削的工藝方案選擇上，要綜合考慮眾多影響因素，如加工選用方法、所需設(shè)備、走刀及進(jìn)退刀方式、切削所用量、制造精度、加工余量、夾持方式等。接下來我們將從三個(gè)方面展開描述：影響優(yōu)化效果的銑削參數(shù)；工藝優(yōu)化目標(biāo)；兩種型腔模具優(yōu)化方式。2.1數(shù)控加工的銑削參數(shù)在切削用量的各要素中，其重要性次序：1）切削速度；2）進(jìn)給速度；3）吃刀量。如何在保證生產(chǎn)率的同時(shí)又能使刀具的耐用度保持良好，這是需要控制和掌握的難題。銑削的主要參數(shù)如下：1）切削深度ap；2）切削寬度ae；3

6、）切削速度vc；4）主軸轉(zhuǎn)速n；5）送進(jìn)速度vf；6）體積切除率。常見的兩種銑削方式順銑和逆銑。所謂順銑，即銑刀切削速度方向與工件的進(jìn)給方向一致；反之，稱為逆銑，見下圖1。2.2型腔粗銑工藝優(yōu)化目標(biāo)6對(duì)型腔進(jìn)行粗銑加工工藝優(yōu)化時(shí)，要達(dá)到提高加工效率、降低加工成本及留量均勻，便于半精加工和精加工的目標(biāo)。2.3兩種型腔模具加工工藝型腔模具加工主要采用的方法：1）電火花加工；2）高速銑削。在普通型腔加工工藝研究的基礎(chǔ)上，這里提出了一種新的模具型腔加工工藝綜合型優(yōu)化方案，使得生產(chǎn)率及質(zhì)量上一個(gè)臺(tái)階，配合高速銑

7、削使用電火花加工，這是一個(gè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。2.3.1工藝分析及設(shè)計(jì)在加工模具時(shí)，高速切削在切削材料多樣性、加工質(zhì)量、效率、尺寸精度及加工硬度上，都展現(xiàn)了極高的水平。而電火花加工的補(bǔ)充使用，是為了彌補(bǔ)其在半徑方面和深度方面的限制。高速銑削的加工工藝特點(diǎn)：在型腔模具加工中，加工比較平坦的質(zhì)量高、效率高的淺型腔。電火花加工加工工藝特點(diǎn)：在模型需要加工復(fù)雜型面時(shí)，如帶尖角、窄縫、深坑及深且窄小腔等，需要在材料性、表面粗糙度、尺寸精度及機(jī)床設(shè)備上制定方案。在零件加工的技術(shù)要求層面上，高速銑削用于完成工件大部分加

8、工表面的加工，然后借助于電火花加工來對(duì)清角及腔室加工，最后做一些表面處理，像拋光處理使表面粗糙度達(dá)到零件的使用要求。2.3.2加工工序6電火花加工工藝：使用D7140電火花成形機(jī)床完成型腔的加工，采用EROWA夾具來裝夾電極，將工件安置在永性磁鐵吸盤的臺(tái)面上，使用千分表來調(diào)整工件基準(zhǔn)面、機(jī)床軸移動(dòng)之間的平行度，并采用基準(zhǔn)球四面分中間接定位。高速銑削加工工序：機(jī)床選擇上選用MAKINOV33，刀具使用硬質(zhì)合金，使用平口虎鉗裝夾工件，一次裝夾完成全部工序。不