加工模具零件的數控銑工藝改進（jìn）策略探討-數控機床市場網

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加工模具零件的數控銑工藝改進策略探討

2018-7-17 來源：晉中職業技術（shù）學院作者：龔真蕊

摘　要：隨（suí）著我（wǒ）國機械生產行（háng）業（yè）不斷迅速（sù）發展，社會生產對機械加工精度的要求準確性越高。現如今，數控銑（xǐ）工工藝在機械零件生產加工中應用非常廣泛，但是加工誤（wù）差問題也是其難以解決（jué）的問題。此文中對加工精度不高的問題進行分析，從而（ér）提出數（shù）控銑床加（jiā）工磨具零件中的特別注意事項和處理方法等，旨在全麵提高模具零件加工精度。

關（guān）鍵詞：模具零（líng）件；數控（kòng）銑工工藝；改進；策略

0　引言

　　在市場經濟條件下，我國機械加工（gōng）技術正處於高速發展階（jiē）段，為提高我國社會生產力提供了巨大貢獻。當今，各個行業對數控機床的應用愈加廣泛（fàn），包（bāo）括模具、航天、汽車、機械、電子等領域。數控機床能（néng）夠有效的解決複雜零件（jiàn）加工（gōng）問題，同時也實現（xiàn）了（le）加工（gōng）自動（dòng）化，在很大程度上（shàng）提高了模具零件生產效（xiào）率，降低人工投入成（chéng）本（běn）。但是（shì）在數控銑床工藝（yì）實際應用（yòng）中，依然存在著難以解決的問題。例如加工零件帶有斜麵、結構尺寸不精準等。如果出現這一問題，就需要投入二次加工，甚至是多次加工，從（cóng）而保障（zhàng）模具零（líng）件加工精度，降低了生產效率。就需（xū）要對數控銑床工藝進行逐步改（gǎi）進，從而提高模具零件加工質量和加工效率。

1　、數控技術發展背（bèi）景（jǐng）與特點

1.1　數控技術發（fā）展背景

　　現如今，我國科（kē）學技術發展尤為迅速，社（shè）會對模具產（chǎn）品的多樣性、功（gōng）能性也提出了（le）更高（gāo）的要求。現如今市麵上的模具產（chǎn）品更新速度（dù）逐漸增快，有好多品種小批量生產比（bǐ）重也不斷提升。再者，隨著現代航空運輸和輕工消費生產速度加快，各種複雜形式的零部件加（jiā）工精度也（yě）不斷提高。在此背景下，數控加（jiā）工技術會不斷朝向（xiàng）自動化、網絡化、數字化方向發展（zhǎn），同時也對數控銑工藝改進指明了方向。

1.2　數控銑工藝特點分（fèn）析

　　（1）複雜工件（jiàn）加工（gōng）能力（lì）強。數（shù）控銑工藝具有複雜工件加工的能力，例如數控銑加工輪船、機艙、國防軍工（gōng）等，這些領域對加工（gōng）模具的精度非常高，並且工件結構也非常複雜。可（kě）以說數控銑工藝（yì）加工效果會直接影（yǐng）響到最終產品（pǐn）的使用情況。數控銑加工的可控性可以完成普通（tōng）加工工具（jù）無法加工的複雜任務，因此在（zài）當今各個加工工業領域（yù）都有著廣泛的應用。

　　（2）加（jiā）工質量高。數控銑工藝依托於計算機（jī）技術，通過數據程序控製（zhì）實現（xiàn）自動（dòng）化加工，工作人員隻需要在控製（zhì）終端中輸入相關的加工信息，即可保證（zhèng）加工質量，從而避（bì）免人工操作的誤（wù）差問題。如果在加工過程中出現了誤差問題，可以通過調整數（shù）控係統（tǒng）軟件即可實（shí）現誤差矯正（zhèng），非常便捷。

　　（3）加工效率高。相比傳統的模具加（jiā）工工藝相比，數（shù）控銑工藝（yì）在零件加工中可以有（yǒu）效提高加工效率，特別是對於五麵體加工中心和柔性單元等設備來說，在零件裝夾後即可實現（xiàn）絕大部（bù）分的施工，這樣即可避免多次裝夾所造成的加工誤差（chà）問（wèn）題，減少服務操作流程，從而進一步提高模具加工效率。

　　（4）柔（róu）性高。柔性主要是（shì）體（tǐ）現在進行多種模具（jù）加工過程中，隻需要對編程內容進（jìn）行調整即可實（shí）現不同種類模具加工，通常不需要（yào）專門定製專用工具夾，這（zhè）樣接口大大縮（suō）短模具（jù）生產周期，並且可（kě）以降低成（chéng）本，從而更好的適應各種模（mó）具加工，滿足批量生產的需求。

2　、數（shù）控銑床加工工（gōng）藝與問題

　　通過選用不同（tóng）類型的銑刀，比較建工過程中刀具和所加工零件斜

麵（miàn）接觸情況，對比數控銑床加工（gōng）斜麵零件精度，從而進行（háng）深度探究。

2.1　倒角立銑刀加工

　　通常（cháng）情況下，立銑刀加工中的刀具參數為：主軸速度（dù）為 1200r/min；進給量 100mm/min；平頭立銑刀直徑（jìng） Φ14mm；刀尖倒角β=30 °。采用（yòng）倒角立銑刀加工方法，加（jiā）工表麵會（huì）出現一定的殘留（liú）物，並（bìng）且還多出了因為道具被（bèi）倒掉部分的（de）殘留部分，因此，增加了表麵上的（de）殘留物，理想麵和（hé）基準點的距離也不（bú）符合標準，想要處理掉基準點中的殘留量，其理想麵和所（suǒ）得麵之間的距離也不（bú）符合標準（zhǔn），最終導致所得到的工件上（shàng）存在一（yī）定的誤差問題。如果在此基（jī）礎上繼（jì）續加（jiā）工製造，則沒有標準的基準線，這樣很（hěn）難加工出符合設計尺寸的零部件。

2.2　不倒角立銑刀（dāo）加工方法

　　刀（dāo）具加（jiā）工參數：主軸速度 1200r/min；進給量 100mm/min；立銑刀直徑 Φ14 mm；刀尖半徑為 R=0。為了能（néng）夠更好觀察數控機床的加工情況，在理論上可以將刀具（jù）和斜麵接觸情況（kuàng）進行理想化設計，沿著模具零件的（de）峰、穀兩側進行加（jiā）工（gōng），但是在實（shí）際應用中，加工表麵依然（rán）存在殘（cán）留問題，可以通過精加工工序去除（chú）殘（cán）留（liú）量，並得到要求尺（chǐ）寸。如果在刀具加工參數設置過程中，降低加工增量（liàng）值，可以得到更小的峰值，因（yīn）此表麵殘留量也會有所降低，同時也能夠降低加工難度。但（dàn）實際加工中恰恰相反，不僅會增加工序、增加加工（gōng）時間，同時（shí）也會降低工作（zuò）效率。可見，不倒（dǎo）角立銑刀（dāo）加工方法理論上非常理想（xiǎng），但是在實踐中有著各種（zhǒng）問題，倒角不可能為零，如果刀（dāo）具不倒角（jiǎo）會大大（dà）降低強度和剛度，提（tí）高刀（dāo）具的磨損度，甚至出現崩刃問（wèn）題，加工出的零件也表麵粗（cū）糙、不夠理想。因此不會采用不倒角立銑（xǐ）刀加工法。

3　、加工模具零件的數控銑（xǐ）工藝（yì）改進策（cè）略

　　上述表明，如果采（cǎi）用不倒角銑（xǐ）刀能夠保障加工質量，想要得到更加理想（xiǎng）的斜麵，需要在銑削之後進行精加工處理掉斜麵刀痕即可，但該種方法會導致刀具磨損和崩刃問題（tí），因此不采用不倒角立銑刀。為了能夠提高加工精度和降低表麵粗糙度，可以從以下幾點出發：

3.1　改進加工方式（shì）

　　在（zài）加工（gōng）過程中，需要保證刀具斜麵上的（de）穩定性，不能突然變化刀具的運（yùn）動（dòng）方向，在斜麵和斜麵間的圓弧位置需要降低銑削給進速度。道具與零件斜麵一旦接觸，後刀麵和零件會（huì）生產較大的摩擦力，這種（zhǒng）情況會產（chǎn）生刀具（jù）共振問題，在刀具運行到斜麵圓弧位置時，切入角和銑削長度也會增加，銑削切削（xuē）度會變（biàn）薄。由於（yú）銑刀的彈（dàn）性形變會造成讓刀現象，再加上逆銑時和順銑時的狀態不（bú）同，彈性變形會產生共振（zhèn），從而造成過切問題。這就需要關注（zhù）切削（xuē）量，由於切削量選擇（zé）是否合理直接影響著整個零件加工質量。這就需要控製好切削量（liàng）和切削速度，降低（dī）共振現象，這樣即可保證加工出更加理想（xiǎng）的加工麵。如果剛度允許的條件下，需要保證切削量（切削深度）與加工深度（dù）相等（děng），這樣（yàng）對降低走刀次數有著很好的作用。

3.2　合理設置道具路徑（jìng）

在設置銑（xǐ）刀加工路徑時，需要（yào）掌握模具零件的加（jiā）工精度和表麵粗糙度，同時要盡量減（jiǎn）少走刀路（lù）線（xiàn），降低空刀幾率。可以在零件相鄰兩行切刀路之間采用一定半徑的孤獨（dú）給予過渡，在軟件所提供道路光順化設置之後，相鄰行切路中的行間移刀中增加一定半（bàn）徑的圓弧過（guò）渡，並在另外一側進行過渡設置，這（zhè）樣即可避免出（chū）現兩次走到之間突然轉彎的情況，讓銑刀更加自然移動到下一個加工（gōng）路線上。如果加工斜（xié）麵是等高的情況，可以采用一定半徑的圓弧過渡方法。在（zài）兩（liǎng）個（gè）模具兩層間增加半圓弧度孤獨，這樣（yàng）不僅能夠滿足刀路平滑需求，同時也能夠緩解螺旋下刀減（jiǎn）少（shǎo）切削阻力問題，大大降低道具的磨損度。

3.3　內斜麵采用螺旋進刀

　　由於（yú）垂直下刀會導（dǎo）致切削速度降低，增加銑刀和模（mó）具之間的切（qiē）削力，從而（ér）提高銑刀的磨損度，同時也會（huì）提高模（mó）具表麵的粗（cū）糙（cāo）度。而選擇螺旋進刀（dāo）形式可以有效預防此類問題。在應用螺旋進刀過程（chéng）中，需要設置一個合理的螺旋直（zhí）徑範圍，如果螺（luó）旋直徑小於設定範圍時，係統會自動降低螺旋直（zhí）徑，直到能夠下刀為止（zhǐ）。同時，在應用中有可（kě）能造成螺旋直徑過（guò）小，這樣就與垂直下刀無異，這就（jiù）需要采用斜坡下刀方法，但是反（fǎn）複斜（xié）坡下刀會產生（shēng）振動現象，在模具表麵（miàn）留下刀痕。這就要在加工帶曲麵的模具時，合理選擇加工（gōng）方法。在精加工時，如果道具行間距離過小，即使采用一定半徑圓弧過渡也會因為直徑太小（xiǎo）而產生近（jìn）乎直線過（guò）渡，這（zhè）時就需（xū）要采用擺線進（jìn）給的方法（fǎ）進行加工，也就是通過（guò）兩個刀具之間的距離，從而避免產生半徑弧度過小而產生直（zhí）線過渡問題，從而保證模（mó）具零件的加工質量。

3.4　優化（huà）數控銑加工流（liú）程

　　通常（cháng）情況下，數控（kòng）銑加工模具需要做好前期準備（bèi）、方案設計、編程、最後定（dìng）型四（sì）個環節。在（zài）前期（qī）準備中，要提前設定模具零件，實現將可能出現的情況提出相應的應對措施，找出在實際加（jiā）工中可能出現的問題，掌握所有數（shù）據信息，並針對問題提出合理的建議；在設計方案中，需要結合車（chē）間實際情況進行設計（jì），細化到每個加工細節，將所有加工資源，如道具、設（shè）備機床等進行分析，規定產品型（xíng）號數（shù）據；編程（chéng）環節作（zuò）為（wéi）中心環節，需要重點考慮不同加工零件的作用與功能，最大限（xiàn）度上發揮（huī）生產工具價值，能夠結（jié）合設計標準內容進行自動化加工，通（tōng）過前期準備方案設計好道具運行軌跡，之後通過模擬演練的方法觀察軌跡是否可行，如果存在偏差需要進行調整；定（dìng）型環節需要從頭到尾檢查整個流程的正確性，提高（gāo）驗收質量品質，從而不斷（duàn）優化加工工藝，保證加工中不（bú）會（huì）出現任（rèn）何問題（tí）。

4　、結束語

　　綜上所述，由於（yú）數控銑工藝在實（shí）際應用過程中，加工模具零件的尺寸誤差較大，並（bìng）且斜麵之間的弧度處會產生（shēng）明顯的加工（gōng）痕（hén）跡。這就需要加強對加工工藝的分（fèn）析，提出相應的應（yīng）對方案，抓住在加工過程中的應對事項，從改變傳統立銑刀加（jiā）工工藝的（de）弊端，提高模具零件的加工精度。

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