五金模具加工技术及方法应用

HEATS

　　五金模具加工技术及方法应用摘要：MSC.Software最新有限元技术我国软包装设备状况及发展涂层技术与提高工具性能的关系刀具磨损的小波检测耳片加工工艺及工装我国木工机械行业的发展与对策热气机发电技术值得大面积推广运用产品数据管理技术的发展现状和趋势如何保证机床工序能力指数(CP值)电火花加工和数控铣加工的选择对比套圈的正火高精度球轴承模削中UG的应用开关电源介绍冲压工艺数字化设计中的优化排样算法研究线路板数控铣床的铣技术分析钻孔、攻螺纹主轴的共箱设计Flexdeburr使精加工单元更完美分析零件图——零件图的审查对甘肃机械装备工业发展现状的思考我国首台超大型齿轮测量中心在哈尔滨开发成功方法应用技术加工模具五金刀具剩余余量表面粗加工模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。在切削过程中因切削层金属面积发生变化，导致刀具承受的载荷发生变化，使切削过程不稳定，刀具磨损速度不均匀，加工表面质量下降。目前开发的许多CAM软件可通过以下措.

" U( L8 N" i4 V

　　粗加工模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。在切削过程中因切削层金属面积发生变化，导致刀具承受的载荷发生变化，使切削过程不稳定，刀具磨损速度不均匀，加工表面质量下降。

/ E+ |: G$ j8 H3 Y 5 Y) R4 v# B1 b \

　　目前开发的许多CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定，从而获得良好的加工质量。恒定的切削载荷。通过计算获得恒定的切削层面积和材料去除率，使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡，以提高刀具寿命和加工质量。避免突然改变刀具进给方向。避免将刀具埋入工件。如加工模具型腔时，应避免刀具垂直插入工件，而应采用倾斜下刀方式(常用倾斜角为20°～30°)，最好采用螺旋式下刀以降低刀具载荷；加工模具型芯时，应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件。刀具切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式(或圆弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出。采用攀爬式切削(Climbcutting)可降低切削热，减小刀具受力和加工硬化程度，提高加工质量。半精加工模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀，这对于工具钢模具尤为重要，因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化，从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。粗加工是基于体积模型(Volumemodel)，精加工则是基于面模型(Surfacemodel)。而以前开发的CAD/CAM系统对零件的几何描述是不连续的，由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息，故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的。因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。

, a; I! d' A2 z$ y9 p& o

　　优化过程包括：粗加工后轮廓的计算、最大剩余加工余量的计算、最大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于最大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。现有的模具高速加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能，并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。如OpenMind公司的HyperMill和HyperForm软件提供了束状铣削(Pencilmilling)和剩余铣削(Restmilling)等方法来清除粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。Pro/Engineer软件的局部铣削(Localmilling)具有相似的功能，如局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等，该工序只用一把小直径铣刀来清除粗加工未切到的角落，然后再进行半精加工；如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量，则该工序不仅可清除粗加工未切到的角落，还可完成半精加工。

　　最新的发展是由外接计算机与数控机床通过RS-232C串行口直接连接，直接进行NC程序的快速，准确的传输，并且外接计算机可与多台具有相同的或者不同控制系统的数控机床相连接，进行信息共享，并能管理多台机床组成的数控工段内的生产过程中的信息，以减少生产准备，尤其是数控NC程序的准备时间。随着CAD/CAM,集成管理软件的成熟，以及对柔性制造系统的需求的增加，数控机床的使用，从单机使用到计算机集成管理是生产加工业技术发展的方向。

9 ?" f& N9 i( ^* v3 X& x; o+ x2 l

　　正是基于机械加工业存在的上述问题,以及CAD/CAM系统新技术新概念的引用,MIS系统,ERP系统的不断引进,更进一步,CIMS技术在国内的发展,车间底层的信息集成是重中之重。为此,我们设计开发了以下介绍的用于车间加工设备集成的各种产品。

2 Q/ ^ E& S% p {% c 3 B* c' I" O. `' p3 {4 v

　　精加工模具的高速精加工策略取决于刀具与工件的接触点，而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工，应尽可能在一个工序中进行连续加工，而不是对各个曲面分别进行加工，以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化，如果只定义加工的侧吃刀量(Stepover)，就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀，从而影响加工质量。Pro/Engineer解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，再定义加工表面残留面积高度(Scallopmachine)；HyperMill则提供了等步距加工(Equidistantmachine)方式，可保证走刀路径间均匀的侧吃刀量，而不受表面斜率及曲率的限制，保证刀具在切削过程中始终承受均匀的载荷。

　　一般情况下，精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍，以避免进给方向的突然转变。在模具的高速精加工中，在每次切入、切出工件时，进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接，避免采用直线转接，以保持切削过程的平稳性。进给速度的优化目前很多CAM软件都具有进给速度的优化调整功能：在半精加工过程中，当切削层面积大时降低进给速度，而切削层面积小时增大进给速度。应用进给速度的优化调整可使切削过程平稳，提高加工表面质量。切削层面积的大小完全由CAM软件自动计算，进给速度的调整可由用户根据加工要求来设置。

3 Q6 n( _3 s. N1 b, x

　　结语

0 Z8 ]# L& Y! L

　　模具高速加工技术是多种先进加工技术的集成，不仅涉及到高速加工工艺，而且还包括高速加工机床、数控系统、高速切削刀具及CAD/CAM技术等。

0 x% D5 S+ J3 d t$ @

　　模具高速加工技术目前已在发达国家的模具制造业中普遍应用，而在我国的应用范围及应用水平仍有待提高，大力发展和推广应用模具高速加工技术对促进我国模具制造业整体技术水平和经济效益的提高具有重要意义。 $ Z0 D5 E# e4 u: P【MechNet】

k; H3 d5 g* W; U" L ; x6 B1 ^2 w# _