模具的数控加工

模具的数控加工（共11篇）

模具的数控加工 篇1

1 CAXA在模具中的应用

1.1 CAD/CAM在吹塑模具设计中的应用

三维设计软件在模具设计中的使用已经非常普遍, 作为CAD/CAM在其中的一种典型应用, 对吹塑模具设计中使用CAD/CAM的研究与开发已经相当成熟, 在这一方面, 国内外的研究均起步较早, 已经开发出来的各种商用软件已经成为在模具设计中使用最广泛的软件。

代表国际先进水平的吹塑模CAD/CAM工程应用的特点具体表现在如下几个方面:1) 基于特征的三维造型技术的广泛应用;2) 基于微机平台的CAD/CAM在模具行业得到广泛应用;3) 基于网络的模具CAD/CAM集成系统的应用;4) 专业的模具CAD/CAM功能及智能化程度的提高。在西方工业发达国家, 吹塑模CAD/CAM的应用已非常普遍, 可完全实现从塑料制品设计、模具设计至模具NC加工的无纸化模具设计与加工, 公司之间模具订货所需的塑料制品资料已广泛使用电子图档。从发展趋势看, 应用三维模具CAD/CAM是提高模具设计制造质量、缩短周期的必然选择。

1.2 CAXA制造工程师概述

1.2.1 主要功能

CAXA制造工程师是在Window s环境下运行CAD/CAM一体化的数控加工编程软件, 它集成了数据接口、几何造型、加工轨迹生成、加工过程防真检验、数控加工代码生成、加工工艺单生成等一整套面向复杂零件和模具的数控编程功能。并且具有自身独特的优点:

1) 方便的特征实体造型。采用了精确的特征实体造型技术, 可将设计信息用特征术语来描述, 简便而准。2) 强大的NURBS自由曲面造型。CAXA制造工程师继承和发展了CAXA制造工程师以前版本的曲面造型功能。从线框到曲面, 提供了丰富的建模手段。3) 灵活的曲面实体复合特征。基于实体的“精确特征造型”技术, 使曲面融合进实体中, 形成统一的曲面实体复合造型模式。利用这一模式, 可实现曲面剪裁实体、曲面生成实体、曲面约束实体等混合操作, 是用户设计产品和模具的有力工具。4) 两轴到三轴的数控加工功能。两轴到三轴加工方式:可直接利用零件的轮廓曲线生成加工轨迹指令, 而无需建立其三维模型;提供轮廓加工和区域加工功能, 加工区域内允许有任意形状和数量的岛。可分别指定加工轮廓的拔模斜度, 自动进行分层加工。三轴加工方式:多样化的加工方式可以安排从粗加工、半精加工到精加工的加工工艺路线。5) 支持高速加工。支持高速切削工艺, 降低代码数量, 使加工质量和效率大大提高。6) 参数化轨迹编辑和轨迹批处理。CAXA制造工程师的“轨迹再生成”功能可实现参数化轨迹编辑。CAXA制造工程师可以先定义加工轨迹参数, 而部立即生成轨迹。工艺设计人员可先将大批加工轨迹参数事先定义而在某一集中时间批量生成。这样, 合理地优化了工作时间。7) 加工工艺控制。CAXA提供了丰富的工艺控制参数, 可以方便地控制加工过程, 使编程人员的经验得到充分利用。8) 加工轨迹防真。CAXA制造工程师提供了轨迹防真手段一检验数控代码的正确性。可以通过实体真实感防真如实的模拟加工过程, 展示加工零件的任意截面, 显示加工轨迹。9) 通用后置处理。CAXA制造工程师提供的后置处理器, 无须生成中间文件就可直接输出G代码控制指令。系统不仅可以提供常见的数控系统的后置格式, 用户还可以定义专用数笼系统的后置处理格式。

1.2.2 CAXA软件的特色

CAXA制造工程师是高效易学, 具有卓越工艺性的数控加工编程软件, 是一套Windows原创风格、功能强大、易学易用的全中文三维造型、曲面实体完美结合的CAD/CAM一体化软件。CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决工具。

2 模具加工工艺

2.1 加工方法的选择

加工方法的选择原则是保证加工面的精度和工艺要求, 由于达到这种要求的加工方法有多种, 但是在实际操作中应根据零件的外型、尺寸及后置热处理的要求来进行。在工厂中, 还要考虑到生产设备与生产效率的因素。

通常模具的曲面较多, 而且吹塑模具对其光洁度要求较高。本模具内表面光洁度按照要求应达到Ra1.6um。

平面轮廓零件的轮廓多由直线, 圆弧和曲线组成, 一般在两坐标联动的数控铣床上加工;具有三维曲面轮廓的零件, 多采用三坐标或三坐标以上联动的数控铣床或加工中心加工。经粗铣的平面, 尺寸精度可达IT12~IT14级 (指两平面之间的尺寸) , 表面粗糙度及Ra值可达12.5um~50um。经粗, 精铣的平面, 尺寸精度可达IT7~IT9级, 表面粗糙度Ra值可达1.6um~3.2um, 通过精铣可达到设计要求。

2.2 刀具的选择

数控加工要求精度高、刚度好、耐用度高, 而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时, 要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中, 平面零件周边轮廓的加工, 常采用立铣刀。铣削平面时, 应选用硬质合金刀片铣刀;加工凸轮、凹槽时, 选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时, 可选镶硬质合金的玉米铣刀。

对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工, 常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。

2.3 数控加工对刀点和换刀点的确定

“对刀点”就是在数控机床上加工零件时, 刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行, 所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。对刀点可选在工件上, 也可选在工件外面 (如选在夹具上或机床上) 。但必须与零件的定位基准有一定的关系。

对刀点即是程序的起点又是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度, 该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值 (x0, y0) 来校核。

加工过程中需要换刀时, 应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点 (如加工中心机床, 其换刀机械手的位置是固定的) , 也可以是任意的一点 (如车床) 。换刀点应设在工件或夹具的外部, 以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确定。

2.4 加工路线的确定

在数控加工中, 刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。编程时, 加工路线的确定原则主要有以下几点:

1) 加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度, 且效率较高。2) 使数值计算简单, 以减少编程工作量。3) 应使加工路线最短, 这样既可减少程序段, 又可减少空刀时间。

摘要：本文对CAD/CAM软件CAXA的特点及在模具设计与加工方面进行了分析, 重点阐述了模具的加工工艺。

关键词：CAXA,模具,加工工艺

参考文献

[1]张玉龙.塑料制品吹塑成型实例[M].机械工业出版社, 2005.

[2]李树, 贾毅.塑料吹塑成型与实例[M].化学工业出版社, 2006.

模具数控加工制造技术研究 篇2

【关键词】模具工业；制造；数控加工；技术

模具工业是制造业发展的基础工艺装备，是国民经济各部门发展的重要基础，是一个国家工业发展的基石。中国是世界的制造工厂，号称“世界制造大国”。虽然我国制造业发达，但技术含量不高，需要借助经济结构调整的推动力，逐渐由制造大国向制造强国转变。在模具工业转型的过程中，数控加工技术扮演着重要角色，起到重要作用。模具制造工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，决定着一个国家制造业的国际竞争力。作为现代制造重要的组成部分，模具制造中运用数控加工技术是未来发展的一种趋势。

近年来，我国模具工业快速发展，模具制造业总体发展态势良好，企业加工水平大大提高，既在国内市场抵挡住境外厂商的排挤，又在国际市场上表现出较强的竞争力，发展之路一步三折。[1]但在发展过程中也暴露出一些问题，如规模偏小、技术偏低、涉及领域狭窄等等。如何在激烈的竞争中应对挑战，勇于创新，是模具工业当前要解决的首要问题。数控加工技术成为首选，为模具制造的发展指明了方向。

一、数控加工技术的基本内涵

一般来说，我们把数控加工技术称之为“数字化和自动化的加工和控制技术”。数控技术是机械加工自动化的基础，是一种核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平。[2]从未来的发展趋势来看，数控加工制造技术是主流。实现数控加工技术在模具制造中的应用是制造业未来的发展趋势和方向。通过对数控加工技术的运用，模具工业更好经营和管理。

二、数控加工技术在模具制造中的重要性

数控技术是制造业信息化工程的关键技术之一，数控加工是现代制造的重要组成部分。随着科学技术的不断发展，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更新换代越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高。另外，激烈的市场竞争环境对产品研发生产周期的要求越来越短，传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效、高质量加工要求。能有效解决复杂、精密、小批多变零件加工问题的数控加工技术得到迅速发展和广泛运用，使制造技术发生根本性变化。

三、数控加工技术在模具制造中的发展

（一）健全和完善数字化信息操作系统

现代社会是信息化时代，传统的技术手段已不能满足模具制造工业的发展需求。计算机的运用，为模具工业的发展节省了劳动成本，提高了生产效率。利用数字信息操作，采用多种计算机技术，加大精确数字输入完成程序的可行性，进一步提高模具制造的精准度，提高质量水平和工作效率。

（二）多视角关注科技创新，改进数控加工技术

在竞争日益激烈的形势下，要想数控加工技术在模具制造中长久发展，必须时刻更新技术，不断创新，采用新材料，研发新技术，开发新领域，制造新产品，提高生产效率，扩大市场占有量，满足客户的需求。推陈出新，持续不断地给数控加工技术注入新鲜血液。

（三）优化数控编程程序，提高生产效率

数控编程技术作为数控加工技术的一部分，发挥着不可替代的作用。数控加工技术水平在很大程度上体现出数控编程程序的技巧。编程工程师编程时要综合考虑生产的质量、数量、时间、效率等方面，这就决定了整个编程并不是机械的加工生产过程。如何在最短的时间内保质保量地完成工作任务，追求量和质的最大满足，是生产者和使用者都无法回避的问题。

（四）提高数控加工技术人员的专业技能

数控加工是一项高技术含量的的工作，从业人员必须要具备丰富的计算机知识和技能，清楚了解数控机械的相关原理和理论知识，还要有较强的实际动手操作能力，将理论知识和实际操作紧密结合。此外，数控加工技术人员要掌握数控加工语言中的ATL语言和NC语言，能够进行计算机编程，充分发挥工程人员在模具加工中的实际作用。

当今，模具数控加工制造技术已渗透到生产的各个领域，尤其是在家电、轻工、汽车制造、医疗器械、工艺品、儿童玩具等行业更是应用广泛。在国外，先进的模具数控加工制造技术已经为风电、水电、核电、铁路交通和航空航天等领域服务。但我国的模具数控加工制造技术还处于初级阶段，在国家大力倡导自主创新的形势下，相信在不久的将来，我国的模具数控加工制造技术一定会快速发展，为我国的经济建设服务，促进经济大发展、大繁荣。

参考文献：

[1]吴维锋.模具制造与数控加工技术的探究[J].数字技术与应用，2013，05：26.

[2]朱丽华.浅谈模具数控加工技术一体化教学改革[J].学园（教育科研），2012，20：181.

锻造模具的数控加工工艺 篇3

Powermill是英国Delcam公司CAD/CAM专业化软件模块之一,是一个独立式的三维加工软件,能读入各种CAD系统产生的三维模型,快速、准确地产生无过切刀具路径,加工策略非常丰富,而且专业性强、自动化程度高,对生成的加工轨迹可以进行仿真校验,以确保加工程序准确无误,特别适合模具加工。

山东能源机械集团乾泰精密机械有限公司锻造专业公司自成立后引进了Power Mill软件,公司一直把该软件作为模具数控加工的唯一编程软件,先后完成了各种刮板机、液压支架等矿山类设备配件模具的数控加工,现已制作了一百多套模具。对比其他CAD/CAM软件,Power Mill编程效率和加工质量大大提高,极大增强了企业在国内模具市场的竞争力。

1 锻模的数控加工工艺和powermill模拟加工流程

结合764刮板机用刮板锻造模具,介绍Power Mill软件在锻造模具数控加工中的工艺规划和编程策略。

1.1 加工工件的特点分析

刮板模具与一般的零件模具相比,具有体积大、工作型面复杂、自由曲面多、加工精度要求高、制造周期长、模具制造成本高等特点,因此有计划的对模具加工进行工艺规划十分重要。

1.2 数控加工的工艺规划

针对锻模的特点和技术要求,一般只对模具型腔进行数控加工,而模具外形和燕尾部分通过刨、铣等方式加工即可。不同类别和大小的锻件决定了不同规格的锻模,因此数控加工工艺有所区别,但是基本方法相同:开粗—半精加工—精加工。

以764刮板机用刮板模具的上模为例,模具材料是五铬镍钼,数控加工范围是毛坯尺寸:930×450×466mm。加工工艺是:

(1)建立模型。根据刮板锻件(如图1)用UG软件建立刮板模具所需的加工模型(如图2),然后把三维造型导入Power Mill模块中。

(2)确定加工坐标系。数控加工编程时采用刮板模具建模时的模具坐标系,,这样有利于模具加工时的定位和找正。

(3)建立毛坯。根据锻模模块的大小计算产生毛坯(如图3),毛坯尺寸为930×450×466mm。

(4)数控加工工序设置。根据模具的形状特点、工艺要求和精度要求,灵活的选用加工方式和加工参数进行数控模拟加工,加工工序一般可分为:局部粗加工→粗加工→半精加工→精加工→精清角工序。

(a)局部粗加工。由于毛坯的加工余量较大且分布不均匀,直接大范围进行全部粗加工,会造成刀具的不稳定切削,加速刀具磨损,对刀具使用寿命和模具加工质量不利,所以在粗加工前要进行局部粗加工,一般采用轮廓区域清除、等高加工方式或三维偏置方式等。本加工实例使用D50R25的球头刀,公差为0.1mm,加工策略使用偏置区域清除模型方式,余量为1.5mm,行距为20 mm,采用斜向下切方式(如图4)。

(b)粗加工。粗加工所应采取的工艺方案是:高切削速度、高进给率和小切削量的组合,粗加工尽可能地保持刀具负荷的稳定,减少任何切削方向的突然变化,从而减少切削速度的降低。加工策略推荐使用偏置区域清除、轮廓区域清除或平行区域清除加工方式。

本例中粗加工采用偏置区域清除加工方式,余量为1.0mm,行距为12mm,切削方向选任意,如图5:

(c)半精加工。半精加工是介于粗加工和精加工之间的一个过渡工序,其目的是保证精加工时余量均匀。加工策略可选用最佳等高、三维偏置或平行加工方式,本例中半精加工使用三维偏置策略,刀具为D30R15,公差0.05mm,余量0.2mm,行距2.5mm。

(d)精加工。精加工是实现产品最终形状最关键的一步,模具的表面质量和尺寸精度都是由该工序保证的。精加工的基本要求是要获得很高的精度、光滑的表面质量,轻松实现精细区域的加工。为了实现这个目的,加工时应采用较小的切削量、较高的切削速度。本例中精加工使用最佳等高精加工策略,刀具为D30R15,公差0.02mm,余量0mm,行距0.2mm。

(e)精清角。精加工后在模具圆弧处可能还会有较小的加工余量,对这些局部位置还要进行清角加工。通常精清角加工要分几次来完成,精清角一般采用自动清角或多笔清角。

本实例精清角加工过程如下:第1次精清角加工,选用D25R5球头刀使用自动清角策略,公差0.02mm,余量0.1mm;后续三次精加工分别选用D12R6、D8R4和D6R3球头刀使用自动清角策略,公差0.02mm,余量0mm,分界角60°,残留高度0.001mm,参考上一把刀具,重叠1mm。

(f)加工程序参数设置。参数设置包括行距、公差、加工余量、进退刀位置及方式、切削进给率等的设置。

(g)生成刀具加工轨迹,检验刀具路径。

PowerMill具有可视化的加工仿真模拟功能,可直观查看产生的刀具路径在模拟机床上的加工路径,能检查过切、碰撞等切削情况,避免了模具、刀具、机床的损坏,节约加工成本。

(h)后置处理,生成加工程序

产生完毕一系列刀具路径后,经过模拟仿真和检查确定无误之后,将这些刀具路径按其在NC机床中的加工顺序排列,然后通过PowerMill提供的后处理模块经自动处理后即可产生机床代码文件NC代码,然后传送到机床进行加工。

2 总结

现在我们乾泰精密机械有限公司使用PowerMILL软件进行编程加工,错误发生率几乎为零,切削精确度明显提高。由于PowerMILL操作简便,节省了25%～80%的加工编程时间,高效的自动化生产为我们减少了加工时间、降低成本、提高生产力。

参考文献

[1]刘万菊.数控加工工艺及编程.机械工业出版社,2007.

试析机械模具数控加工制造技术 篇4

关键词：制造;模具;数控加工

数控生产的过程中，加工技术朝着更加多元化的方向发展，出现了众多新型的数控加工技术，这些技术的出现很大程度上促进了数控模具加工的发展，在这些新技术中最为常用的一种技术就是数控铣床及加工技术，紧随其后的就是数控线切割加工和数控电火花加工技术，这些技术在数控加工行业的发展中都扮演着非常重要的角色。

1 模具数控加工的特点

模具具有结构.型面复杂.精度要求高.使用的材料硬度高.制造周期短等特点。模具制造是一个生产周期要求紧迫。技术手段要求较高的复杂的生产过程。每一副模具都是一个新的项目。有着不同的结构特点。因而对于机械加工的技术上水平要求较高。传统的机械加工技术及设备具有一定的局限性，工艺水平较低、精准度不够，且生产周期较长，直接影响到模具制造的生产效率以及质量。

1.1 模具制造的过程中都是单件生产，每一个模具在结构方面都是存在着十分明显的差异的，同时在生产的过程中没有二次开膜的机会，所以在编程和控制上都有着非常严格的要求，不能出现任何的闪失，如果所加工的模具需要复杂的流程支持，通常要选择第三方机械软件对其进行自动化编程，之后再通过模具加工人员对其进行仔细的修整。

1.2 模具的开发和设计并不是终端的产品，它主要是为新产品的研发提供一系列支持的一个程序，所以在数量上和时间上都有着非常强的不确定性，所以设计和制造者必须要具备非常强的专业能力，同时还应该具备丰富的实践经验，模具腔面的加工流程具有非常强的.复杂性，所以其在加工的过程中也可能会出现非常大的障碍，在加工中，必须要达到精度的要求，采取有效的措施来减少和避免手工修整和手工的抛光。

1.3 模具加工的过程中对加工精度有着十分严格的要求。为了保证产品成型的效果，必须要在加工的过程中对误差进行有效的控制，不然模具上的误差就会在产品上得以充分的体现，只有保证加工精度达到要求，才能防止溢料问题的产生。

1.4 在模具加工的过程中还存在着一些特殊机械加工，通常情况下，模具的内部结构有着十分明显的复杂性，所以对尖角和肋条等比较细小的结构是很难实现用机械加工的，还有一些特殊的商品会要务求用电火花进行加工，同时电火花加工的过程中还要对电极之间的间隙进行设置，模具加工的过程中也应该使用纯铜和石墨作为材料，这样才能保证其导电性，从而也有效的对其加工速度进行有效的控制。采用这种加工方式所使用的成本也更低，但是需要注意的是，使用石墨加工对机床的性能会产生非常大的负面影响，所以在加工的过程中也应该设置一些专业的吸尘设备，或者是将其浸泡在液体中进行加工，同时还需要使用专门的数控石墨加工中心，保证加工整个过程的顺利进行。

2 数控加工技术在模具制造中的应用

对模具的数据加工进行了详细的研究之后可以发现。模具制造的过程中对期间所使用的机械性能有着非常严格的要求，数控加工工作是当今一种非常重要的机械加工方式，这种加工方式可以有效的提高加工的效率，它还能很好的满足模具加工中的各种特殊的要求，尤其是在数字控制技术和数控机床生产中的精度控制。当前这些技术已经有了很明显的提升，在模具制作的过程中，应用数控加工技术可以十分有效的将加工的质量和效率提升到一个新的水平，同时还能有效的降低生产和加工的成本，数控加工技术在当今的模具加工中已经有了越来越广泛的应用，它可以降低对工人实际经验的要求，所以这种变化也是革命性的转变，在很多比较先进的企业中普遍使用的都是数控加工技术进行模具制造，同时还要以数控加工为主要的内容进行模具制造整个步骤的规划。

2.1 数控车削加工

一般来说，数控车削加工多用于模具制造中轴类标准件，如各种杆类零件，包括顶尖，导柱、等等，同时也可以用于回转体模具的制造加工，如瓶体、盆类的注塑模具，轴类、盘类零件的锻模，冲压模具的冲头等。数控车床由于加工平面的限制，往往仅能够用于模具中部分零件的加工。

2.2 数控铣削加工

由于模具外部结构多为平面结构，同时多为凹凸型面以及曲面的加工，因而数控铣床的应用较多，采用数控铣床可以加工外形轮廓较为复杂或者带有曲面的模具。如电火花成形加工用电极、注塑模、压铸模等，也可以采用数控铣削加工。随着数控加工技术的不断发展，目前大型数铣加工中心在模具制造中较为常用。

2.3 数控电火花加工

数控电火花加工方式普遍应用在快速成型交工当中，这种加工工艺的精度非常高，而整个过程的变成难度也不是很大，数控电火花额要比其他加工技术具备更好的适应性，而线切加工主要是针对直壁的模具进行加工，在加工中能够起到良好的作用，实现预期的加工效果。

3 数控加工技术的发展前景

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在加工精度方面，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

4 结束语

当今，数控加工技术已经广泛地用于模具制造的各个生产领域，尤其是在家电、轻工、汽车、医疗器械、工艺品、儿童玩具等行业得到了更为充分地应用，而目前国外的先进数控加工技术已经开始为风电、水电、核电、铁路交通和航空航天等领域制造模具。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工模具可以大副度提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定的典型性，比普通产品的数控加工有更高的要求。

参考文献：

[1]刘淑华.模具受力状态及钢材合理使用解析[J].科技传播，(1).

模具的数控加工 篇5

【关键词】模具加工；数控机床；技术

模具加工产业的发展与我国制造业的发展息息相关，比如它与家电行业、电子行业、汽车行业等都有很大的关联。而模具加工离不开数控机床的应用，因此，我们必须重视数控机床的发展。一般而言，数控机床涉及很多的学科知识，比如自动检测技术、计算机技术、精密机械技术等。

一、关于数控机床

数控机床，它的全称为数字控制机床，即Computer numerical control machine tools，它是一种带有控制系统的自动化机床。它需要充分利用数字代码形式的信息，用以控制刀具根据给定的工作程序、轨迹以及运动速度，从而实现自动加工目标的机床。它的基本组成部分主要有加工程序载体、机床主体、数控装置、伺服驱动装置以及其他辅助装置。

数控机床的特点可以从加工特点和结构特点两个方面来分析。第一，加工特点：加工精度高，质量稳定；生产效率高、经济效益好；对加工对象的适应性强；自动化程度高，劳动强度低；有利于现代化管理；通信功能强。第二，结构特点：高刚度和高抗振性；高灵敏性；热变形小；高可靠性；高进度保持性。

二、数控机床在模具加工中的应用

近年来，工业产品逐渐向多样化和高性能化方向发展，产品的生产厂家对模具生产提出了更高的要求，即要在较短的时间内提供高精度的模具。传统的手工加工显然满足不了客户的要求。因此，模具制造业需要不断提高模具加工的生产效率，利用数控加工先进制造技术，推动模具加工进入以数控加工为主的新时期。

（一）数控机床在模具加工中应用的技术

模具零件加工的主要方法是数控机床加工，这种加工方法包含多种技术，一般有数控电火花加工、数控加工中心加工、数控线切割加工、数控车削加工等，所以一般特别适合那些运用于小批量、复杂表面、单件、高精度的零件加工。

（二）数控机床在模具加工中应用的范围

数控机床在模具加工中的应用范围非常广泛，这里主要从三个方面来分析。

1、加工中心

这种数控加工一般都会带有自动刀具交换装置的数控镗铣床。加工中心可以分为两种，一种是利立式加工中心，其主轴为垂直方向；另外一种是卧式加工中心，其主轴为水平方向。

2、数控电火花成型机床

这是一种特种加工方法，它的原理是利用两个不同极性的电极，将其放在绝缘体中，电极产生放电现象可以去除材料，最终完成加工。这种方法一般适用于那些形状比较复杂的模具。

3、数控线切割机床

这种方法同数控电火花成型机床的原理一样，只不过这里的电极是电极丝，采用的加工液则是去离子水。

三、数控机床的发展方向

我国的数控机床产业正处于一个变革时期，其需求主要表现在汽车工业。就目前我国数控机床的发展情况来看，总体概况可以分为以下几种：第一，产量总体规模逐渐扩大，现已居于世界的前列；第二，从常规的数控机床领域来看，产品的技术水平有了很大的提升；第三，随着我国机床行业的快速发展与进步，进一步推动了产业组织结构的变化，其结构呈现出初步优化的现象。

数控机床综合了很多领域的新技术，就目前数控机床的发展来看，主要呈现出以下几种趋势。

（一）控制智能化

近年来，人工智能技术快速发展，我国模具生产也日渐趋向生产柔性化、制造自动化方向发展，这在一定程度上推动了数控机床的智能化程度发展。主要体现在以下几个方面。第一，加工过程自适应控制技术的发展，它能促使设备保持在最佳运行状态，从而进一步提高了加工的精度，为设备的安全运行提供良好的保障。第二，加工参数的智能优化与选择，从而提高编程效率。第三，智能故障自诊断与自修复技术。此外，还有智能4M数控系统、智能化交流伺服驱动装置以及智能故障回放与自修复技术等，这些都促使数控机床向控制智能化方向发展。

（二）加工过程绿色化

随着社会的不断发展与进步，人们越来越重视环保，所以数控机床的加工过程也会向绿色化方向发展。比如在金切机床的发展中，需要逐步实现切削加工工艺的绿色化，就目前的加工过程来看，主要是依靠不使用切削液手段来实现加工过程绿色化，因为这种切削液会污染环境，而且还会严重危害人们的身体健康。

（三）网络化

随着网络技术的日渐成熟，人们在数控机床领域中提出了数字制造的概念。现在很多的用户在进口数控机床时，都要求具有远程通讯服务等功能。

此外，数控机床也开始向高可靠性、功能复合化等方向发展。

四、结束语

综上所述，随着数控机床在模具加工中的广泛运用，我国的数控机床技术有了很大的提升，从而保障了模具加工的质量，促进模具制造业的快速发展。因此，人们应该不断总结经验并且追求技术创新，推动我国数控机床的良好发展。

参考文献：

[1]朱正方，孔亚.如何提高数控机床在模具加工中的地位[J].硅谷，2012（5）.

[2]王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].机电信息，2010（18）.

[3]王广来.数控机床在模具业的发展现状浅议[J].机电信息，2010（36）.

影响模具数控加工效率的因素探析 篇6

一、加工工艺的选择

对于模具毛坯的加工包含基于原始毛坯的等高层加工和基于中间工序的残留毛坯加工两种方式。采用基于毛坯的刀具轨迹工艺可以实现刀具在加工过程中的加工量均匀。刀具每次加工时所承受的切削刀、切削深度、切削宽度相当, 从而保持加工的平稳性, 是提高模具加工效率、刀具使用寿命、保持机床精度、提高产品质量的有效途径。现有的CAM软件, 如UGNX和Cimatron、Power Mill等都提供了较好的基于毛坯加工编程的工艺。

模具型腔和型芯的加工, 其特征一般表现在型面比较复杂, 大部分都是空间的三维曲面, 因此曲面铣削加工时, 曲面的光顺性、表面粗糙度等直接影响产品的成型质量。常用的数控加工中心多为三轴联动数控机床, 在模具铣削时, 对于模具的粗加工和精度要求不高的模具的半精加工 (后续采用抛光工序) , 最常见的刀具轨迹工艺是采用X、Z或Y、Z两轴联动, 通过等步距或变步距行切的方式进行加工。对于模具的半精加工和精加工, 则采用450行切实现X、Y、Z三轴联动加工的工艺, 对于模具的半精加工和精加工表面质量、表面粗糙有着非常明显的改善作用。

对于大深度模具型腔的粗加工, 常用的典型加工方式有钻削排量、钻铣排量、挖槽等高分层加工等几种。其中钻削排量效率高, 但是钻削排量时, 孔与孔之间形成的尖锐区是后续加工的难点, 这些尖锐区无论采用铣削还是其他方式加工, 对于后续的精加工都是不利的, 尤其是锯齿状侧面轮廓铣削时, 由于余量非常不均, 对刀具和机床冲击较大, 严重影响了后续加工的顺利进行。相对于单纯的钻削排量, 采用钻铣刀钻铣排量可有效避免钻削排量的缺点, 但由于钻铣刀的底刃相对于钻头的底刃来说, 轴向的下刀及加工效率相对钻削排量要低得多。采用钻销排量+钻铣排量是一种比较好的方式, 主要余量部分采用钻削排量, 尖锐区采用钻铣排量。

二、铣削刀具、刀柄的选择

铣刀是模具加工的主要刀具, 模具的轮廓侧面、上下平面、沟槽及凹凸的成型表面都由粗精铣削加工完成, 工作量约占模具切削加工量的80%~90%。

一般数控机床加工模具时, 如果考虑刀具成本, 采用焊接硬质合金刀具来进行模具粗加工是可行的。为提高模具型腔粗加工切削效率, 各模具厂从使用高速钢球头立铣刀逐渐转向装涂层硬质合金可转位刀片的球头立铣刀和带圆弧形刀角立铣刀。球头立铣刀与带圆弧形刀角立铣刀各有优点, 在经济上、刀齿数方面, 带圆弧形刀角立铣刀为好, 其铣刀上的可转位刀片多为圆形刀片, 价格低廉, 可使用刀角数相对较多。若立铣刀直径大, 装刀片数就多, 可实现更大进给量。

模具精加工所耗费时间占模具总加工时间比例极大, 广义地说精加工应包括精切削加工与研磨加工。若能提高精切削加工的效率, 不仅能缩短精切削加工时间, 还可缩短以后的研磨工序时间。精加工型腔成型部分的表面, 现主要采用整体球头立铣刀加工, 因它富于柔性, 适应仿形加工、等高线加工等而被广泛使用。

常用刀柄有BT柄和HSK柄。BT柄与机床主轴的接口锥柄锥度为7∶24, 这种方式的刀柄只适合于传统的低速加工, 因为BT刀柄与主轴只是锥面配合, 当转速太高时, 由于离心力的作用会使锥面配合间隙增大, 从而影响数控加工质量。当机床最高转速达到15 000 r/min时, 通常需要采用HSK型刀柄, HSK刀杆为过定位结构, 提供与机床标准联结, 在机床拉力作用下, 保证刀杆短锥和端面与机床紧密配合。

三、铣削方式与切削参数的选择

应用于模具铣削加工的现代铣削方法有多种, 需要在实际应用中结合模具自身的特点组合应用, 提高加工效率, 为降低加工成本打下扎实的基础。

1. 高速铣削方法。

加工特征:采用小的径向切削深度 (啮合量) ae (降低切削热产生) ;采用小的平均断屑厚度切削hm (降低切削热产生) ;采用小的轴向切削深度 (余量) ap (降低切削热产生) ;采用更耐磨的硬质合金刀片材质等级 (因为红硬性好的硬质合金刀片材质等级在高的线速度下以及工件硬度高但线速度相同时, 具有更好的刀具寿命) ;尽量采用比较锋利的切削刃和槽型设计;采用加冷却液的加工方法使其及时带走因高速切削而产生的大量切削热 (可能因此影响刀具寿命, 但是综合经济性反而提高) 。

用此方法的优点是:大大减少后续抛光所需时间, 减少 (甚至取消) 电火花加工所需时间, 缩短3D造型所需时间, 节省加工辅助材料的无畏消耗, 良好的质量和表面粗糙度Ra, 避免或延缓变形, 生产效率高, 切削热量产生低, 从而减少对工件质量的影响。

2.“剥皮”铣削方法。

加工特征:采用较小的径向切削深度 (啮合量) 、较大或大的轴向切削深度、高切削线速度、螺旋切削刃设计要求, 不仅起到粗加工的效果, 还可以省却半精加工过程。“摆线”铣削方法是与“剥皮”铣削方法类似的一种加工方法。采用小的切削径向深度 (啮合量) 和较大的铣削摆动直径。由于刀具切削过程中切削热有效分散, 刃口得到充分冷却所以允许采用比常规方法更大的轴向切削深度或更高切削线速度。

3. 高进给铣削方法梁。

其加工特征为:采用较小的轴向切削深度、非常高的每齿进给量、较高的切削线速度。

优点:只采用较小的轴向切削深度, 似乎加工效率还不如用传统圆刀片, 但实际上由于采用了比传统大得多的每齿进给量 (尤其是当加工大悬伸深模腔时传统圆刀片铣刀轴向切深往往也不大) , 所以实际金属切除率明显提高;切削力方向以轴向力为主, 有利刀具切削刚性提高, 尤其当加工大悬伸深模腔时, 表现优于传统圆刀片铣刀。

无论是采用传统的数控加工方式还是高速切削方式进行模具加工, 以下几条原则都是应该注意的。

(1) 对称和非对称切削的应用。对刀具而言, 采用非对称切削方式, 刀具在切削加工过程中所承受的切削力小, 主轴的扭矩也小。刀具在加工过程中, 要避免双侧受力。这样切削比较平稳, 切削力小, 切屑容易排出, 对刀具的伤害比较小。铣刀铣削时, 如果铣刀双侧受力 (满齿宽切削) , 因切削力比较大, 受机床振动、切削干涉、主轴跳动等影响, 对刀具、机床的要求较高, 刀具磨损较快。原则上要避免满齿宽切削, 采用45%~80%削宽度是可行的。

(2) 深度优先和宽度优先的选择。对于普通数控机床采用焊接硬质合金螺旋立铣刀进行模具型腔加工时, 在铣削深度和铣削宽度选择上, 满足相等金属切屑去除率的前提下, 优先采用较深的铣削深度、相对较小的切削宽度是比较合理的。这是由于螺旋立铣刀在加工时, 刀具的磨损集中在切削部位, 如果采用小深度、大宽度方式, 对刀具寿命的影响较大, 采用大深度、大宽度方式, 对刀具的磨损集中在切削部位;如果采用小深度、大宽度方式, 对刀具寿命的影响较大, 采用大深度、相对窄的宽度进行铣削, 相同的刀具, 其刀具耐用度较高。

采用高速切削机床进行模具加工时, 由于多采用镶齿刀片进行型腔加工, 采用宽度优先、深度相对较小的加工方式比较合理。这是由于高速机床加工时要避免切削力过大对电主轴的损伤, 另外, 高速切削时采用较小的切削深度可以有效减小刀具振动, 保证加工的稳定性, 减小材料对刀具和主轴的冲击。

(3) 每齿切削量。无论是传统数控铣削还是高速切削, 主轴转速与进给速度之间的关系要结合被加工材料的特点来考虑。对金属切削而言, 不同材料, 由于结构和机械性能的不同, 加工性能也不同。如铝合金, 要选择比较锋利的刀具;如高速钢或硬质合金刀具, 粗加工时, 每齿切削量在0.08~0.15mm比较合理。这是由于铝合金强度低、熔点低, 在切削加工过程中, 容易粘刀, 如果刀具不锋利, 每齿切削量较小时, 刀具与工件之间是在摩擦, 而不是在切削。

钢制模具型腔加工, 刀具材料要选择强度比较高的硬质合金、立方氮化硼, 每齿的切削量控制在0.03~0.10mm是合理的。如果每齿切削量过小, 刀具与工作将会是摩擦, 而不是切削;如果每齿削量过大, 切削力大, 刀具磨损将较严重。如果采用整体硬质合金力具或陶瓷刀具, 应保证切削稳定性, 这是由于陶瓷材料和硬质合金抗冲击性较差、很容易崩刃, 要尽可能避免加工过程中的振动和冲击。

模具大型滑块的数控加工 篇7

滑块 (行位) 在注射模具中是一种常见的机构, 主要起侧向分型抽芯的作用, 滑块一方面需要保证产品的外表面质量, 一方面需要周期性的滑动, 对其加工精度有较高的要求。与常规斜导柱侧向分型抽芯滑块不同, 本文案例这种类型的滑块使用液压油缸侧向抽芯, 因其不需要考虑机械抽芯力, 其胶位面积、宽高比较大。基本尺寸如图1所示, 考虑工件尺寸及加工精度, 粗加工使用VCM1370立式加工中心, 其行程为1 300 mm×700 mm, 主轴最高转速6 000 r/min。因工件加工面积大, 机加工会产生较大的内应力, 需要热处理去应力, 这就需要在热处理前的粗加工时充分考虑热处理后的精加工的余量、装夹、取数等加工工艺, 无疑增加了加工的难度, 下文通过详细的分析, 制订其工艺流程及加工方法。

1 工艺制订

案例工件加工面积较大, 机加工会产生较大的内应力, 内应力较大而未及时予以去除时, 会导致工件在运动过程中容易产生变形甚至形成裂纹, 因而需要热处理去应力, 这就需要机加工时考虑热处理后的装夹、碰数问题, 将整个加工过程分成两个阶段:热处理前及热处理后。热处理前需去除大部分材料, 只留精加工余量;热处理后需要清除预留的材料, 并得到在精度要求范围内的最终零件, 精加工使用加工精度较高的德马吉DMC 64 Iinear加工中心, 有效行程640 mm×600 mm, 数控系统为FANUC 180i-MB, 主轴最高转速12 000 r/min。

热处理前的粗加工分正面、背面、及两侧面四个方位的加工, 如图2所示。因热处理去应力后, 工件会有所变形, 需重新以一个准确的参考基准作为加工碰数基准, 像这种大滑块一般以基准角碰数, 这就需要一个准确的基准角。粗加工时, 预留顶面材料, 其平面作为热处理后研磨支撑平面, 热处理后可通过磨床, 研磨加工出基准角的三个基准面, 研磨量为0.2 mm, 保证其垂直度。

热处理后的精加工时, 加工方位与热处理前一样, 但因背部材料已去除, 工件正面加工时 (胶位面方向) 如何装夹是要考虑的问题。如果用虎钳夹住尾部平位加工, 其尾部平位与高度比为60∶322, 大概为其总高度的1/6, 有2/3的重量处于悬空状态, 且正面有较多的材料需要去除, 受力不均匀, 容易在角位处产生较大内应力, 有可能会产生变形或裂纹, 并且这么大的滑块装夹、拖表不方便, 对机床要求也较高, 需要考虑其他装夹工艺。解决方案是在加工背部耐磨片槽时预留工艺凸台 (如图3所示) , 这样在正面加工时可用工装板及垫块紧固装夹固定 (如图4所示) , 其好处是装夹、对数方便, 并能较好地平衡加工时的作用力, 实用性强。

热处理后精加工时, 因正面已粗加工, 按精加工时的方法将无法装夹固定, 这时可考虑使用直角弯板装夹, 在数控铣床上去除工艺台, 如图5所示。

背面粗加工时, 耐磨片槽后部有一大块相边区域需要去除材料, 其尺寸达到261.5 mm×174.8 mm×280 mm, 常规的数控加工, 需要用刀具一层层的切削, 必定会占去较长的加工时间, 并且损耗刀具, 生产效率不高。通过分析对比, 用线切割加工较为合适, 不但能得到一块实用的材料, 而且省下很多的时间, 如图6所示。同时考虑工艺台, 这样线割时将一起切割出来, 留0.5 mm作为热处理后精加工余量, 这样背面方位加工只需加工耐磨片槽, 大大节省时间, 一举多得。

2 滑块的数控加工

编程分热处理前的粗加工及热处理后的精加工, 按不同的方位加工顶面方位、背面方位及正面方位。热处理前粗加工需要去除大部分材料, 考虑装夹加工工艺, 预留部分材料到热处理后, 粗加工整体留预量0.3 mm。因篇幅关系, 下文重点介绍正面方位的数控编程加工, 编程软件为UG NX7.5, 机床使用德马吉DMC 64 Iinear加工中心, 数控系统为FANUC 180i-MB, 主轴最高转速为12 000 r/min。正面装夹如图4所示, 将已线切割余料的工件, 通过螺钉与工装板、垫块紧固为整体, 并固定于机床工作台上, 基准角对刀。

(1) 热处理前粗加工

加工编程前先设定加工坐标系、安全平面、材料毛坯及加工工件, 如图7所示。粗加工使用型腔铣削加工, 该模块提供粗切单个或多个型腔、沿任意形状切去大量毛坯材料以及可以加工出型芯的全部功能, 最突出的功能是对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹, 确定走刀方式。如图8所示为零件正面方位的型腔铣削粗加工, 加工余量0.3 mm, 用ϕ40R6的圆鼻刀完成主体大部分材料的去除工作, 切削模式为跟随部件, 封闭区域用螺旋进刀, 开放区域用圆弧进刀, 区域间的快速移刀为到达安全平面, 区域内为前一平面;切削深度为顶面开始深70 mm, 每刀公共深度为恒定0.3 mm, 主轴转速为1 800 r/min, 进给为2 000 mm/min。

再采用ϕ35R5的圆鼻刀完成次级窄角位的材料的去除工作, 加工方法设置与上述ϕ40R6刀具一样, 控制切削范围, 使用参考刀具ϕ42R8, 对ϕ40R6未能加工的区域进行补刀。接着可用更小的刀具进行更小窄角位的材料去除工作, 但因粗加工后需要热处理去应力, 去应力并不会增加材料硬度, 部分更窄角位的余料对整体应力影响不大, 为减少工作量, 提高加工效率, 可不需要进一步粗加工。

(2) 热处理后半精加工

热处理后材料已去除应力, 可完全去除多余材料, 但工件表面有变形, 需通过磨床研磨加工, 重新定好基准。研磨好三个基准面及工艺台面后, 按图4所示正面装夹好, 整体固定于德马吉DMC 64 Iinear加工中心上。因滑块正面为产品的表面, 要求较高, 且正面各层陡峭不一样, 可通过切削层深度控制切削范围, 分段进行加工, 减少移刀时间, 优化刀路。如图9所示, 先用ϕ30R5圆鼻刀进行半精加工, 去除热处理前的窄角位材料, 切削模式使用轮廓铣加工, 切削层深度0.3 mm, 切削余量为0.3 mm, 控制切削层深度为0~60mm, 完成顶部较凸出部分的清角加工;接着用同样的刀具及加工参数控制切削深度为60~70 mm, 完成中间较平表面的加工;延续刀具及加工方法, 控制切削深度为70~140 mm, 完成侧面垂直面的加工。

完成上述刀路后, 正面大部分余料已去除, 但更窄角位处还有余量, 延续上述的加工方法, 使用型腔铣模块轮廓铣进一步清角, 如图10所示, 先用ϕ16R0.8的圆鼻刀, 再用ϕ10R5、ϕ6R3的圆鼻刀逐级递减更换更小的刀具进行清角, 进一步减少余量。

完成窄角位半精加工后, 延续半精加工的装夹方法, 在同一机床上进行整体表面精加工, 以减少装夹对刀过程中的误差。这里采用固定轴铣削加工, 该模块提供了完全和综合的, 用于产生3轴运动的刀具路径, 实际上它能加工任何曲面模型和实体模型, 可以用功能很强的方法来选择零件需要加工的表面或加工部位。有多种驱动方法和走刀方式可供选择, 如沿边界、径向、螺旋线以及沿用户定义的方向驱动, 此外, 还可以容易地识别前道工序未能切除的区域和陡峭区, 快速完成清除上一次加工的余量, 提高工件的加工质量, 使精加工时均匀切削。如图11所示, 刀具选用要考虑粗加工所留下余量大小, 使加工时不至于断刀, 此处选用ϕ16R8的球刀完成上一次加工的余量去除, 加工面为正面所有曲面, 使用区域铣削加工方法, 切削模式为往复加工, 步距为恒定0.35 mm, 主轴转速为3 800 r/min, 进给为1 800 mm/min, 精加工留余量0.02 mm, 用于抛光, 如图11 (a) 所示。

完成后使用ϕ10R5的球刀完成次级小角位的精加工, 使用区域铣削加工方法, 驱动方法使用清根, 陡峭角为65°, 非陡峭区域切削模式为往复加工, 步距为0.1 mm, 主轴转速为4 000 r/min, 进给为1 500 mm/min, 精加工留余量0.02 mm, 如图11 (b) 所示。完成后延续上述加工方法, 步距为恒定0.06 mm, 使用ϕ6R3的球刀完成更小角位的精加工, 如图11 (c) 所示。热处理后正面机械加工序卡如表1所示。

通过上述的数控加工, 零件正面的加工基本完成, 部分筋位及直角位因为刀具及位置的限制, 无法进一步数控加工, 需要用到电火花加工, 根据数控加工的余量设计电极, 如图12所示为正面电极, 本文不再进一步阐述其设计过程。

3 结束语

对于复杂、大型零件的机械加工, 其工艺流程的编排是非常重要的。工艺编排时要综合考虑本身的机加工设备及能力, 熟悉各工种各工序的加工需要及其加工精度, 统一加工基准、装夹定位基准, 才能得到更高的几何精度及尺寸精度, 同时也提高生产效率降低生产成本。

参考文献

[1]李维.UG NX7.5数控编程工艺师基础与范例标准教程[M].北京:电子工业出版社, 2011.

[2]许祥泰, 刘艳蔟.数控加工实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[3]李德林, 顾国超.UG NX6数控编程实例图解[M].北京:清华大学出版社, 2009.

模具制造与数控加工技术的探究 篇8

在机械加工领域, 模具生产制造的结构较为复杂, 对于各个数据和精度的要求比较高, 模具制造要选择硬度高的原材料, 同时, 整个模具制造和生产的时间较短。因此, 在进行模具制造生产时, 要严格要求每一个制造环节, 每个模具都有不同的结构和特点, 对技术水平的要求也存在差异。由于传统的加工方式存在一些不足, 比如技术水平不达标、无法精准加工以及加工时间较长, 对整个模具制造的工作质量和效率产生了消极的作用和影响。随着数控加工方式的广泛应用, 呈现出多元化发展的态势, 该加工方式种类繁多, 为模具制造和生产奠定了极强的技术基础。其中应用最为广泛的是数控铣床及加工中心。因此, 在整个机械加工领域, 为了使模具制造和生产得到进一步的发展和壮大, 要积极发挥技术优势, 利用先进化的数控加工技术, 推动整个机械加工领域的进步。

1 模具数控加工的显著特征

1.1 模具制造具有独特性

每一个模具都是不同的, 在结构上都存在一定差异。模具是一件一件生产出来的, 基本不会出现二次开模的现象。因此, 在模具制造生产过程中, 对于数控编程的准确度控制较为严格。针对部分加工程序比较多、工艺较为复杂的模具时, 会借助自动化的机械编程软件, 再由技术人员进行调整和修正。

1.2 模具制造具有随机性

对模具进行设计和开发, 主要是为新产品的生产服务, 并不是整个生产环节的最终成果。因此, 在生产数量、时间、具体结构要求等方面存在不确定的因素, 其生产具有极高的随机性。模具相关的设计制造工作人员要具备随机应变的能力, 对该生产工作要尽快适应, 同时还要有多年的相关工作经验。此外, 针对较为复杂的加工, 比如模具型腔面, 需要提高加工的精度和工艺, 避免后期需要二次修整和人工抛光。

1.3 模具制造要求高精准

对模具进行加工和制造, 需要达到高精准的要求。我们必须要对加工时可能出现的偏差进行控制和避免, 以此来确保成型后的模具符合标准, 从而避免了产品的误差的产生。一般来说, 对于模具的公差要控制在1/5 ~ 1/10 的范围之内, 在产品接合处, 精度的要求更高。只有模具的精度达标, 才能保证新产品的质量水平。

2 数控加工技术在模具制造中的广泛应用

在机械制造领域, 我们对模具的数控加工技术进行了深入的分析和研究, 对于模具制造来说, 其反映出来的显著特征决定了加工技术的高标准。数控加工技术运用现代化的方式和手段, 能够满足模具制造的需求, 数字化的加工方式能够提高各项工作的精度和准度。对于模具的数控制造过程中运用先进的数控生产技术, 在提高生产精准度、有效减少生产时间以及降低生产费用等方面都有着十分积极的作用。此外, 随着数控加工技术的不断运用, 转变了传统模具生产模式对钳工生产经验的依赖度。由此可见, 利用数控技术给模具制造提供了发展机遇, 产生了根本性的变革。就目前来说, 我国较为先进模具生产制造商主要以数控技术为主进行生产, 数控加工技术渗透于整个模具制造全过程。

2.1 数控车削加工技术

通常, 数控车削加工技术主要应用于中轴类的标准件制造, 主要包括形态各异的杆类零部件和回转体的模具制造。其中, 回转体模具有以下几类:瓶状或盆状的注塑类模型;轴类的零件等等。由于数控车床只能进行平面的加工, 因此, 在具体应用中数控车削加工技术主要对模具中一部分零部件进行加工和制造。

2.2 数控铣削加工技术

数控铣削加工技术主要用于模具中的凹凸型面或者曲面的加工, 采用该技术能够将复杂的外形轮廓进行深度加工, 对曲面的模具也有较多的应用。举例来说, 该技术的应用, 能够利用电极等方式进行加工, 使电火花成形。数控加工技术在我国机械加工领域的广泛应用, 一些规模较大的数铣加工中心普遍利用数控铣削加工技术进行加工和生产。

2.3 数控电火花加工技术

为了满足模具的快速成形, 要使用数控电火花加工技术。与编程相比, 该技术加工手段相对较低。其中, 模具加工中的线切割主要利用的是直壁状的模具加工。比如在冲压模具中, 出现的凹凸模以及电火花加工技术中利用的电极等。

3 结语

随着机械加工领域的不断发展, 数控加工技术以其自身的技术优势大范围的应用于模具制造的实际生产过程中, 特别是为家用电器、汽车制造等领域提供了良好的技术保障。近些年, 国际上一些领先的数控加工技术在不同程度上为环保能源、航天以及运输领域进行运用。 在机械加工领域, 模具生产制造的结构较为复杂, 对于各个数据和精度的要求比较高, 模具制造要选择硬度较高的原材料, 还有就是整个模具制造和生产的时间和周期较短。由此可见, 模具制造有其独特性, 比一般的机械产品在技术加工方面有更高的要求和标准, 在高标准严要求的基础上推动整个机械加工业的长足发展。

参考文献

[1]张曙.数控加工技术的现状和发展趋势[J].金属加工 (冷加工) , 2010 (20) .

[2]王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].机电信息, 2010 (18) .

模具制造的数控加工技术探讨 篇9

利用模具加工产出具有较高的应用价值, 且远大于模具自身价值, 模具加工制造水平关系着多种产品质量, 对社会生产具有较大的影响。为提高模具制造质量, 将数控技术应用其中, 对传统模具制造工艺进行优化, 实现模具制造集成化、智能化与自动化发展, 带动整个模具制造行业生产效率的提高。

1 数控加工技术分析

1.1 技术概述

数控加工囊括了数字化与自动化学科, 将数字化信息作为核心的一种新型技术, 具有自动化程度高特点, 可以实现对机械设备的有效控制, 现在已经被广泛的应用到模具制造行业中, 并取得了良好的效果[1]。在社会生产经济快速发展背景下, 产品消费水平不断提高, 相应的对多样化产品需求不断加大, 需要在传统技术基础上做更进一步研究提升。而数控技术在模具制造行业中的应用, 可以对数控机床与数控编程技术进行优化, 可以有效提高制造工艺实施精确度与效率。

1.2 技术特点

第一, 提高精度。就模具制造传统工艺来看, 产品制造结果比较粗糙, 而数控加工技术的应用, 主要是利用数字化信息系统来对制造工艺进行精确控制。通过多项专业软件的应用, 将产品制造的各项要求输入软件内, 由相应程序来完成各项要求, 进而能够使得整个加工过程更为精确, 模具质量更高。第二, 劳动强度低。将数控加工技术应用到模具制造中, 提高操作的自动化水平, 可以有效解放劳动力, 利用流水线生产方式, 降低劳动强度, 在批量生产作业中具有更明显的优势。第三, 难度降低。对于重要的数控装置部分, 主要包括进给单元、主轴电机与进给电机等部分, 面对驱动装置可以实现多坐标联动操作, 能够更有效的完成各项复杂作业, 降低了模具制造作业难度, 可以满足更大范围产品生产要求[2]。

2 模具制造中数控加工技术应用方向

(1) 作业高精度控制。数控加工技术在模具制造中的应用, 主要针对的是数控机床上对零件加工工艺的过程, 加工的零件均具有高精度要求, 因此需要重点做好数控机床几何精度与加工精度的控制。想要提高几何精度, 可以通过减少数控系统的方式, 可以在一定程度上提高数控机床制作精度与稳定性, 常见的如利用闭环补偿控制技术加工。

(2) 柔性化加工。柔性即数控机床适应加工对象的应变能力, 利用相同的数控机床与数控系统能够加工出不同形状的模具, 以及不同结构要求的零件产品。为最大程度上来提高数控加工柔性化, 实现多种加工用途, 需要建立一个开放式的数控系统, 并配置专用、通用功能, 对用户技术经验进行存储与处理, 在重新编辑后可以形成专家系统, 作为模具制作控制的重要依据。

(3) 加工高速切削。实现模具制造的高速切削功能, 对提高加工效率具有重要意义。并且高速切削还能够克服机床振动问题, 提高加工废屑处理能力, 以免加工件在制作过程中出现热变形问题。同时能够提高主轴切削性能, 较之以往机床加工制作, 工件表面质量与加工精度效果更佳。实现数控加工机床的高速切削功能, 要在保证具有良好主轴系统与刚性外, 还应保证数控系统具有高速运算、高速通信与高速差补等功能。

(4) 网络化制作。在将数控加工技术应用到模具制作中时, 可以综合柔性制作系统与计算机集成制造系统等, 来建立完善多种通信协议, 然后通过计算机平台配备网络接口, 对制作工艺进行远程监控, 同时可以实现工件制作质量的检测与诊断, 提高工件制作效率与质量。另外, 利用计算机技术与智能技术, 还可以提高控制系统的智能化水平, 使得整个机床加工系统更好的适应实际生产要求。

3 数控加工技术在模具制造中应用措施

3.1 应用技术

(1) 数控车削加工技术。数控车削加工技术多被应用于制作中轴类标准件, 如各类形态杆类零件与回转体模具。其中, 回转体模具常见有瓶状、盆状注塑类模型。对于数控机床来说, 一般仅仅能用来进行平面加工, 在将此项技术应用于实际加工时, 需要结合模具特点来选择, 对一部分零件进行加工制造。

(2) 数控电火花加工技术。数控点火花技术的应用, 可以缩短模具成型所需时间, 与编程加工技术相比, 此类技术在实际应用中加工难度更低。其中, 在进行模具加工时, 线切割主要利用直壁状模具加工, 如冲压模加工时凹凸模以及电火花加工技术所用电极[3]。

(3) 数控铣削加工技术。此种技术主要被用于模具凹凸型面或者曲面的加工, 可以对复杂程度较高工件的外形轮廓进行深度加工, 也可用于曲面模具加工。例如可以利用电极对工件进行加工处理, 促使电火花成形。

3.2 应用要点

一方面, 要对加工模具进行分类, 因为数控加工技术类型较多, 在模具制作中, 需要以获取最大效益为目的, 选择最为合适的加工方式, 并对加工对象进行分类, 提高工件制作效率。例如带有曲面或者外部形态复杂度高的模具, 应选择以铣加工为主的技术;旋转类工件制作, 则应选择车加工为主的技术。另一方面, 提高操作人员专业知识水平, 因为数控加工工艺的操作, 与传统模具制作方式相比, 对操作人员专业技能水平有更高的要求, 需要熟练掌握数控加工工艺各种控制语言, 能够进行各类代码编写, 有效控制数控机床。

4 结束语

数控加工技术在模具制作中的应用, 可以有效提高工作效率, 提高制作工艺的自动化与智能化水平, 降低工作强度, 以更少的成本来获取更大的效益。虽然现在数控加工技术的应用已经取得一定效果, 但是还应继续研究, 争取不断提高技术应用水平, 促进模具制作行业的进一步发展。

参考文献

[1]李海萍.模具数控加工技术的研究与发展[J].机械设计与制造, 2008 (06) :210-212.

[2]荣星, 钟启茂.模具制造中的高速数控加工技术[J].机械工程师, 2005 (07) :34-36.

模具的数控加工 篇10

【摘要】从当前铝型材的生产现状来看，常规铝型材模具的设计已趋于成熟，只有提高其加工质量，才能为铝型材的生产提供更为有力的支持。基于这一认识，我们不但要对铝挤压模具的加工引起足够的重视，还要认真分析铝挤压模具的加工特点，并根据铝挤压模具加工的实际过程，制定具体的质量控制措施，保证铝挤压模具加工过程的质量得到全面有效的控制，进而提升铝挤压模具加工质量，更好的为铝型材生产服务，为铝型材生產提供有力的技术支持和铝挤压模具支持。

【关键词】铝挤压模具；铝型材生产；质量控制措施

一、前言

考虑到铝挤压模具的特点，在模具加工过程中，做好质量控制不但能够有效提升铝挤压模具的整体质量，而且能降低铝挤压模具的质量缺陷，对解决铝挤压模具的质量问题和满足铝挤压模具的加工需要具有重要的促进作用。基于这一认识，我们应立足铝挤压模具的加工实际，对工艺流程进行全面分析，并认真总结铝挤压模具加工过程中的质量影响因素，根据质量影响因素制定具体的质量控制措施，保证铝挤压模具加工的整体质量得到全面提高。因此，制定具体的质量控制措施，对铝挤压模具而言具有重要意义。

二、铝挤压模具加工的工艺流程分析

从目前铝挤压模具加工实际来看，铝挤压模具加工的工艺流程主要可以见下图：

其工艺特点主要可以概括为以下几点：

1、铝挤压模具加工的工艺程序多，工艺流程较长，质量控制难度较大。从目前铝挤压模具的加工工序来看，其工艺流程主要包括17个环节，这17个环节的作用特殊，对铝挤压模具的质量有着重要影响，只有做好每一个环节的加工，才能保证铝挤压模具的整体质量满足实际需要。

2、铝挤压模具加工涉及的工艺环节相对复杂，影响质量的因素多。在铝挤压模具的工艺流程中，铝挤压模具的所有加工环节都具有特殊作用，都是不可替代的，做好铝挤压模具工艺流程控制，并正确分析工艺流程中影响质量的因素，对解决铝挤压模具加工质量问题具有重要作用。

3、铝挤压模具加工对工艺要求较高，工艺过程对质量有着重要影响。考虑到铝挤压模具的重要作用，铝挤压模具对质量要求较高。要想满足质量要求，在铝挤压模具加工过程中，就要加强对模具质量的控制。基于这一认识，认真分析模具加工工艺过程对质量的重要影响是十分重要的。

三、铝挤压模具加工过程中影响质量的主要因素

结合铝挤压模具加工实际，影响铝挤压模具质量的因素较多，具体表现在以下几个方面：

1、原材料的缺陷。目前，铝挤压模具的材料主要以重融棒料和锻坯料为主。重融棒料用于小模具加工，而直径大于473mm的模具多采用锻造坯料；这两种坯料的主要问题是内部夹渣、裂纹和气泡，如前期检测不到位，将会对模具的加工造成不可挽回的损失。

2、CNC粗铣与设计要求不符。实际生产中，为提高设计效率，铝挤压模具的设计图纸往往不符合机械制图的规范，这就造成CNC编程人员对设计要求理解不够，同时没有及时与设计人员进行沟通，最终造成CNC粗铣与设计要求不符。

3、热处理硬度过高、过低、或不均。热处理工艺使用不当、操作者不规范操作或本身设备有缺陷，无法达到工艺技术要求，这些都可能造成热处理的模具硬度达不到所设计要求，严重影响模具的使用。

4、出料空刀打偏、供料孔（槽）不顺畅。对于悬臂较大或者是散热器型材来说，出料空刀起到关键性的支撑作用，实际操作中，人为因素是决定空刀打偏与否的关键因素；对于有加强筋的型材模具来讲，供料孔（槽）加工的是否顺畅、到位，也是由人为因素决定的。

5、工作带精度不高。在后工抛光的过程中，工作带往往存在角度不正，平面度不够的问题，工作带被抛成促流角或阻碍角，使模具在使用中出料变得加快或减慢，给修模和设计人员造成误导，使后期修模变得困难。

四、铝挤压模具加工过程中的质量控制措施

1、保证原材料质量的稳定。对于铝挤压模具而言，原材料是决定其整体质量的重要因素，只有做好原材料的质量控制，并保证原材料的整体质量达标，才能达到提高铝挤压模具加工质量的目的；实际生产中，多采用超声波探伤的方式对坯料内部缺陷进行检测，以避免不合格坯料进入下一道工序。

2、保证CNC粗铣符合设计要求。数控加工的应用极大了提高了铝挤压模具的加工质量和效率，为保证CNC粗铣效果与设计要求一致，CNC编程人员在三维造型的过程中要与设计人员进行沟通确认，以免偏离设计要求；同时，模具设计人员要做好现场跟踪，及时了解模具的加工情况。

3、制定更为合理的热处理工艺。一是合理装炉，模具的装炉量和摆放方式应符合工艺要求；二是大模具与小模具应分开装炉，以保证淬火硬度均匀；三是合理设置回火次数，大模具据和结构复杂的模具回火次数要在3次以上；四是合理利用热处理炉的温控区，硬度高的模具至于高温区，硬度低的至于低温区，以保证回火硬度均匀。

4、采用粗打和精打相结合的方式、引进多轴加工设备。对于悬臂较大或者是散热器模具，电火花工序在加工出料孔的过程中，要充分利用好先粗打、后精打的工艺，同时降低放电电流，以较慢的速度完成成型加工；对于供料槽的加工，可引进4轴或5轴加工中心，最大限度的降低人为因素对模具加工质量的影响。

5、合理设置抛光余量、加强后工质检。实际生产中，线割余量可控制在1丝以内，为后工抛光提供便利，避免由于抛光造成工作带角度不正；同时，加强对工作带的检测，避免出现加工缺陷。

五、结论

模具的加工质量是由每一道工序质量来保证的，只有建立完整的质量控制体系，加强对操作工的技能培训和责任心培养，减少加工过程中人为因素的影响，才能促进模具加工质量的提升；同时，引进高性能、高精度的机床设备，提高铝挤压模具加工的自动化水平，推动铝挤压行业的不断发展。

参考文献

[1]王智祥，张建新.影响铝挤压模具寿命的因素分析[J].模具工业，2013年02期

[2]于玲，张治民.复杂杯形件温挤压数值模拟[J].CMET.锻压装备与制造技术，2014年03期

[3]周小平.真空粉末烧结法在模具钢表面制备的硬质覆层的组织和性能[D].武汉理工大学，2013年

模具的数控加工 篇11

随着我国职业教育的不断发展, 以课堂教学为主的学科性课程已不能适应现代职业教育自身的要求, 所以我院以模具设计与制造专业塑料成型与模具技术方向为试点, 以常州机电职业技术学院江苏省重点教改课题“重构高职模具设计与制造专业教学体系的研究与实践”为依托, 开展高职课程模式改革。改革依据职业岗位 (群) 工作任务体系, 结合模具行业现状及其发展趋势, 紧跟现代模具设计与制造技术的发展方向, 打破传统的课程体系, 从岗位工作任务分析着手, 通过课程分析、知识和能力分析, 构建了“以工作任务为中心, 以项目课程为主体”的高职模具设计与制造专业课程体系, 课程内容充分体现理论与实践的结合, 充分体现知识、技能、态度、情感的综合, 素质拓展贯穿全程。

2 课程内容的改革

在课程专家和行业专家的指导和参与下, 对本门课程的理论、实践体系进行了系统的改革, 突破了传统的科学性课程模式, 实现理论、实践教学的有机结合, 构建了以工作任务为中心, 以项目课程为主体的高职课程内容。

课程内容上实现了由科学体系回归到工作体系的转变, 即以工作任务为中心, 项目为载体, 实践知识为明线, 理论知识为暗线的项目课程体系。

3 项目课程的格式

根据提出的课程目标, 分解到项目目标和模块目标中, 通过工作任务的引领, 展示解决任务所需的相关性实践知识、支撑的相关性理论知识和拓展知识、课后练习以及对学习结果评价等。

4 课程的组织与实施

在充分论证项目课程教学实施需要的基础上, 我们确定了项目课程教学实施的五个主要环节:教学团队、教学管理、教学组织形式、教学评价体系和教学环境。

第一, “项目化”的教学团队。“项目化”的教学团队直接目标是能承担起该项目课程的教学实施。“项目化”的教学团队的建设可以通过建设高水平“双师型”师资队伍来实现。

而建设高素质“双师型”师资队伍, 可以采用进修、专项能力培训、工程实践及实践教学等方式开展, 需深入开展校企合作和产学研工作, 积极进行教学改革研究与实践。

第二, “导学导行一体化”的教学管理。依托“项目化”的教学团队, 实现教学管理和学生管理一体化。

第三, “三结合”的教学组织形式。采用分组教学和集中教学相结合、教师主导教学和学生自主学习相结合、规定项目训练和自选项目训练相结合的“三结合”教学组织形式。按照项目课程的实施规律, 制订项目教学任务书、实施方案等教学过程文件。

第四, “五结合”的教学评价体系。建立了“五结合”的评价体系, 即教师评价和学生互评相结合、过程评价和结果评价相结合、课内评价和课外评价相结合、理论评价和实践评价相结合、校内评价和校外评价相结合。

第五, “工学结合”的教学环境。建立具有教学、讨论、训练等功能区域的项目教学专用教室, 建立校内生产性实训基地和校外实训基地, 模拟职业岗位情景, 实现教学场所与工作现场的融合。

5 项目教学的效果

项目课程教学, 激发了学生的学习兴趣, 使学生积极主动的去学习, 改变了学生被动学习的态度;通过项目任务, 有效提高了学生的专业能力, 培养了学生的方法能力, 提升了学生的职业素养, 提高了学生的社会能力;学生在完成项目过程中独立思考、自定计划等活动改变了学生的学习方法, 提高学生的创新能力和动手能力, 有助于学生的自主发展。我院模具设计与制造专业塑料成型与模具技术方向学生在项目课程改革后, 各项能力指标比以前有了明显提高, 顶岗实习阶段签约率比以往同期提高了30%, 深受用人单位青睐。

参考文献

[1]戴士弘.高职教改课程教学设计案例集[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[2]庆斌, 徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育, 2005, (22) .

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