Mastercam在注塑模具加工中的应用一例简介

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　　以下介绍的稳压电源后壳注塑模具在计算机加工中心上的加工过程，它是目前注塑模具的主要加工方法。该模具是作者在广东东莞凤岗毅力电子集团有限公司模具CNC加工中心工作期间，用日本富士通MCV-560电脑加工中心加工完成的，采用的是目前最流行的PC机加工中心软件Mastercam8.0系统。实践证明，加工出的模具完全达到设计要求，保证了产品质量，这一成熟的CNC模具加工方法具有很高的借鉴价值。

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　　1、稳压电源后壳结构特点与技术要求图1为某公司稳压电源后壳示意图。要求生产20万塑件不修模。塑件材料为黑色聚苯乙烯PS和聚碳酸脂PC的混合工程塑料，表面过渡自然、无流痕、银丝等缺陷。塑件内面光顺、粗糙度Ra0.32，外面蚀纹。另外，塑件壁厚均为δ=2.5mm，上部结构为一凸起的长方体(其棱倒R1.0圆角)，下部结构所有棱倒圆角均为R8.0。

　　2、模具结构设计怀模芯加工工艺分析通过对产品结构和技术要求进行分析，结合我公司模具CNC加工中心的具体情况，做出如下安排：(1)选材，采用瑞典718镜面模具钢作为前、后模模芯材料，它是生产20万塑件无修模的可靠保证。但是其硬度为HRC39以上，加工比较困难。(2)模具采取整体结构，文形模芯料藏入模胚，前、后模均为整体结构加工，采取计算机CNC加工中心粗加工，然后用电火花机床加工到尺寸。由塑件示意图可知，模具分型面应设地后壳配合面处(即后壳底部平面)。参见后面前、后模加工过程(图2，图5)。(3)根据刀具的切削要求，白钢刀比较适合粗加工和半精加工，加工方式对于硬质材料不应从横向进刀切削，而应采用自下而上加工方式比较好，顺铣可改善切削条件，养活刀具磨损。而合金刀具适合横向进刀，小的切削浓度，高切削速度，缺点是下刀切削比较困难，顺、逆铣没有较大区别。因此，在安排加工工艺时，应合理选择刀具轨迹，在粗加工(开粗)时，应彩在加工件以外切削进刀，绝对不允许直接在加工工件上垂直下刀，这样会出现“扎刀”和“断刀”事故。当毛胚件(模芯料)以控槽(Pocket)或外形(Contour)方式粗加工(Rough)时，可采用斜直线下刀或螺旋线下刀方式，让切削浓度逐渐加深到位，这样可改善切削性能和加工质量。3、前模CNC加工过程由于稳压电源后壳外形最大几何尺寸约为：120×90×60(长×宽×高)，可采用已有的直径为φ=30合金平底球刀(刀粒半径R5.0)来粗加工，以提高切削效率。在加工中，我们采取如下的加工工艺：(1)开粗(Rough)：用直径φ30mm的平底球刀加工。采取挖槽方式(Pocket),斜向进刀(倾斜角α=5°）逐渐加大切深到规定值进行切削加工，每层下刀量h=2.5mm,刀具转速n=2500r/min。最后裕留量δ=0.5mm作为半精加工和精加工的切削量。粗加工刀具路径见图2。

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　　(2)半精加工和精加工(Finish)：选用直径φ12mm的合金球头刀，以平行铣削方式，横向进刀加工，刀具轨迹取与加工中心OX轴线成225°方向ZigZig来回双赂进刀切削加工。半精加工裕留量δ=0.15mm留作精加工切削，塑件上所有R8.0mm圆角可由刀具直接加工出来。但是，前模沉下的方形凹槽R1.0的圆角没办法加工到尺寸，只能得出R6.0的刀具半径。精加工刀具路径与加工成品见图3所示。

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　　4、前模R1.0清角铜电极(铜公)的CNC加工过程前模型腔通过以上的加工过程，大部分型面已加工到位，只有沉下的方形凹槽R1.0的圆角没办法加工到尺寸。我们可以用电蚀加工方法来处理。通过采用电火花机床的电极(铜公)与被加工模具之间的脉冲性放电，来蚀去多余的金属，达到表面质量和设计尺寸的要求。电极借助于辅助夹具，如平动头、旋转头等，能扩大和修正型腔，以满足不同工件的要求。铜电极(铜公)一般有粗、精之分，材料一般用紫铜加工，谷称粗公、精公。对于特别精细的塑件，如手表、呼机、电话机、移动通讯设备等等外壳，通常还啬一个中电极(中公)。铜公的放电间隙一般与工件的尺寸有关。一般粗公的单边放电间隙为0.8mm、中公的为0.5mm、精公的为0.2mm.本文所叙的稳压电源后壳的前模加工,由于没到设计尺寸的金属量很少,所以仅用一精公便可满足尺寸要求.铜公的加工过程如下:下料粗加工外形(CONTOUR)、粗加工大面、精加工大面、精加工外形，最后加工打表分中基准(电火花加工基准，即铜公尺底部凸台)粗加工外形(CONTOUR)、精加工大面刀具路径与加工成品见图4。

　　5、后模CNC加工过程要求生产20万塑件不修模，我们选用了瑞典718镜面模具钢作为模材料，其硬度较高，难切削。取胶位(粒厚)的方法，一般有两种：(1)刀具补正法：如需取胶位2.0mm，可以采用R14mm球刀编写CNC程序，用R16mm球刀来加工，但是，必须注意一点在刀具对刀后应从分型面降低2.0mm来加工工件(此点可以由CNC加工中心控制台来保证，也可由CNC程序中平移2.0mm来保证)。(2)裕留量法：采用加工余量-2.0mm来处理。本文我们采取后一方法加工，其加工工艺如下：(1)开粗(I)：用2D外形(CONTOUR)加工，以φ30合金平底球刀圆弧切线进刀(合金刀粒半径R5.0mm)，每刀切深2.5mm；加工出轮廓线-2.3mm的柱体，便于后续工序加工。(3)开粗(II)：同样用φ30mm合金平底球刀以外形(CONTOUR)方式开粗程序，从后模体外弧线入刀等高切削，裕留量δ=-2.3mm，刀具转速n=3500r/min。粗加工刀具路径见图5。

　　(4)精加工(I)：分别用φ12mm、φ5.0mm合金球头刀，取加工余量-2.4mm、-2.5mm进行加工，刀具路径选用平等刀路，且与加工中心OX轴线成225°角处入刀，刀具转速n=3500r/min。在精加工刀具路径CNC编程过程中，庆特别留意刀具是否会过切分型面，本例就出现这一现象应及时处理掉过切的刀路，否则后果不堪设想！处理后的精加工刀具路径见图6所示。

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　　(5)精加工(II)：精加工-2.5mm裕留量处后模轮廓2D外形，用2D外形方式，选取φ12mm平底合金刀加工，刀具切削转速n=1500r/min。另外，由于处理前面精加工刀路过切分型面所造成的部分地方加工不到，还需编写一后模侧面局部光刀程序来结束后模的加工。

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