浅谈利用数控铣加工模具技术

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摘 要：模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。

关键词：数控编程;加工路线;刀具选择

前言

当前，模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的数控加工设备的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。

1.数控编程系统的选择

PowerMILL 是世界著名的功能最强大，加工策略最丰富的数控加工CAM软件系统。具体功能如下：

1.1能够接受线型、曲面及实体数据模型，支持线型、曲面及实体数据模型的混合加工

1.2基于毛坯残留知识的加工。任何一道工序的完成，都可生成残留模型来分析，系统清楚地知道当前加工结果的毛坯残留状况，将根据残留模型，使用小刀具仅加工剩余区域，大大提高了加工效率。

1.3软件能根据模型特征，自动识别平坦区域和陡峭区域，按区域特征，选择合适的加工策略，确保加工质量和效率，提高刀具利用率。

1.4软件充分利用最新的刀具设计技术，实现了侧刃切削或深度切削的。当刀具路径切离主形体，路径变得越来越平滑，从而降低机床负荷，减少刀具磨损，实现高速切削

1.5刀具载荷过载，自动摆线加工。

1.6刀具路径修圆功能，避免刀具突然转向和刀具损坏

1.7进给率优化处理功能，刀具路径生成后，自动编辑指定加工区域的进给率

2.合理选用机床的原则

2.1根据零件的加工尺寸选用合适的机床加工，杜绝大马拉小车式的浪费

2.2零件的重量不能超过机床的承重，避免机床损伤

2.3机床的选用在保证加工技术要求的前提下有利于提高生产率、降低生产成本为原则。

3.数控加工模具工艺性分析

3.1模具编程原点应尽量与模具图样上的设计基准、工艺基准、检测基准统一。有利于提高数控加工精度和重复定位精度。

3.2模具各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。由于受刀具材料、规格及刚性等因素的影响，细、深筋型腔不适合采用数控加工。

3.3模具的粗、半精加工、精加工的基准必须统一。一般常采用相互垂直的三个平面（检验角）为模具的加工和定位基准，以减少再次装夹产生的误差。

3.4根据模具的加工精度和表面粗糙度的要求。通常采用按粗加工、半精加工、精加工的顺序加工。合理预留加工余量，最终保证图纸要求。

4.工序和工步的划分

4.1在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。根据模具零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪部分需要在其他普通机床上加工，就可以对模具零件的加工工序进行划分。

4.2在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。在工序内又划分为工步。对于模具零件来讲经常采用按刀具划分工步，这就节省了换刀时间、节省了换刀次数，提高了加工效率。

5.数控加工特点对夹具的选择要求

5.1保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定

5.2要协调模具零件和机床坐标系的尺寸关系，一般有专用的工艺装夹位置。夹具的高度尽可能不要超过模具零件的上表面高度，以免快速移刀过程中撞刀，发生危险。

6.加工路线的确定原则

6.1加工路线的确定应保证模具零件的精度和表面粗糙度。通常采用圆弧切向进刀 和圆弧退刀的方法加工模具切边凹模 。避免刀具直接下刀对刀具寿命的影响，节省刀具。

6.2采用法向延伸刀具半径的方法加工模具定位基准（检验角）。

6.3采用斜向和螺旋下刀和圆弧退刀的方法加工模具型腔，目的是提高效率和节省刀具。

7.刀具的选择

7.1根据加工模具零件的硬度分为淬火前加工用刀具和淬火后加工用刀具。

7.2根据加工模具零件的结构按规格有直径分别为40、30、25、16、12 的牛鼻刀和直径分别为16、12、10、8、6的球刀。由于刀具越细刚性越差，所以优先选用大直径的刀具。并且加工效率也有提高。

8对刀点的选择

8.1便于数值处理和简化程序编制

8.2方便找正模具零件并在加工过程中便于检查测量尺寸。

8.3对刀点通常在加工基准面上。并且统一的原则。

8.4对刀点必须是已经加工完成的精加工面，如果没有这样的基准面，可以以工作台面为基准后再在定工件坐标过程中进行外部偏移指定的数值。

9.切削用量的选择

9.1主轴转速的确定应根据刀具的直径和刀具标明的切削速度来计算得出。

9.2进给速度应根据机床的转速和刀具标明的每刃切削量计算得出范围，再根据模具加工精度和表面粗糙度要求确定。

9.3每层切削深度根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使每层切削深度等于工件的加工余量，可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量的加工余量，一般为0.1-0.5mm。

10.结束语

目前利用数控铣床等先进设备进行模具及零件的加工。在编制加工工艺和编制程序时考虑的因素有：机床的合理选用、模具工艺性分析、工序与工步的划分、夹具的选择、如何确定加工路线、如何选择刀具、对刀点的确定以及切削用量的选择。将更能发挥现有数控设备的优势，也能在满足产品用户要求的基础上，更加提高产品的精度和质量，更大节省资源，从而建立起完整的现代化加工企业模式。

参考文献：

[1]张超英，谢富春.《数控编程技术》.化学工业出版社.2003年

[2]韩步愈.《金属切削原理与刀具》.机械工业出版社.1988年

[3]翟瑞波.《数控加工工艺》.机械工业出版社.2007年.

作者简介：潘晓玉（1974.9-），女，汉，吉林省梨树县，辽源方大锻造有限公司，主要从事模具车间技术及数控编程工作，工程师。

a? < ? s P ? ?? =EN-US>h1=8mm、R=15mm以及α/2=5°代入式M锥孔=hcosα/2-h1sinα/2+R中，从而求出高度检验尺寸M锥孔的数值，即：

M锥孔 =hcosα/2-h1sinα/2+R=73.13cos5°-8sin5°+15=87.15mm。

参考文献：

[1]王晓英，姜静，李正.提前器总成角度测量装置的设计与研究[J].现代车用动力.2010（04）

[2]刘兴荣，张小希，马桂茹，张博.一种新型实用的内锥锥角测量方法[J].中国计量.2009（05） .