數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略探析

陳啟明

（衡陽市廣播電視大學 湖南衡陽 421000）

數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略探析

陳啟明

（衡陽市廣播電視大學 湖南衡陽 421000）

現(xiàn)階段，我國模具加工技術(shù)雖然經(jīng)過長期發(fā)展與完善，但仍存在一些不足之處，例如，切削參數(shù)設(shè)置、刀具選擇以及加工路徑選擇等。本文簡要分析了數(shù)控銑加工模具零件工藝，并在此基礎(chǔ)上，提出了一系列優(yōu)化策略，僅供相關(guān)工作人員參考。

數(shù)控銑加工 模具零件工藝 優(yōu)化策略

現(xiàn)今我國機械加工業(yè)蓬勃發(fā)展，數(shù)控機床受到了很多行業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及大力推廣，例如，家電領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、機械領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域以及模具領(lǐng)域等。在實際生產(chǎn)過程中應(yīng)用數(shù)控機床，不僅可以有效加工形狀較為特殊的零件，還能提高加工自動化程度，有利于優(yōu)化加工效率，縮減加工成本。但數(shù)控機床在實際加工過程中仍存在一些無法解決問題，因此，對其加工工藝進行分析，探討加工優(yōu)化策略具有非常重大的現(xiàn)實意義。［1］

一、加工工藝

1.倒角立銑刀加工

擇取平頭立銑刀，直徑控制在φ13.5mm左右，刀尖倒角約為30°，具體加工參數(shù)如下：進給量設(shè)定在每分鐘100mm左右；主軸速度設(shè)定為每分鐘1200r左右。詳情如圖1。

圖1 倒角立銑刀加工示意圖

加工表面不僅要保留圖中的ΔABC，還要保留刀具倒掉區(qū)域的殘留余量，即ΔAHG以及ΔCEF，這樣便會擴大加工表面的殘留余量。由圖1可知，谷G和理想面的間距可以用GJ表示，對加工面進行精加工處理，其基準點應(yīng)為點G與點E，如果排除點G與點E圍成的殘留量，最終形成表面仍和理想面之間保持GJ的間距，與此可見，最終加工所得零件的尺寸與實際要求標準之間存在一定的差異性。如果加工人員繼續(xù)精加工，將會喪失基準線，導致斜面尺寸缺乏準確性，零件仍不符合實際要求標準。

2.不倒角立銑刀加工

刀具加工的具體參數(shù)如下：立銑刀；直徑在φ13.5mm左右；刀尖半徑等于0；主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定在每分鐘1200r左右；進給量設(shè)定在每分鐘100mm左右，詳情如圖2所示：

圖2 不倒角立銑刀加工示意圖

如上圖所示，兩刀間谷A與峰B之間存在高度BD，加工表明的殘留量為ΔABC，對其進行精加工處理，可以有效去掉加工表面的殘留量，保證所得加工零件尺寸符合實際要求標準。如果加工人員在設(shè)置刀具實際加工參數(shù)過程中，將加工增值量減少，便可以縮減谷A與峰B之間的高度BD，進而縮減ΔABC面積，促使精加工操作更具便捷性。但實際加工過程中，會增加數(shù)控系統(tǒng)的加工程度，進而擴增加工時間，導致生產(chǎn)效率降低。由此可見，不倒角立銑刀加工方法具有一定的理想性，即理論可行，實際不可行。因為刀具刀尖角半徑等于0不存在，刀尖不倒角，將會在很大程度上降低其強度與剛性，以及出現(xiàn)嚴重磨損，甚至崩刃情況，加大零件表面的粗糙度，導致加工零件與實際需求不符。［2］

二、優(yōu)化策略

通過上述分析可知，在實際加工過程中，如果擇取不倒角立銑刀加工方法，可以促使零件加工質(zhì)量實現(xiàn)最優(yōu)化，加工人員要想獲取理想斜面，只需要對加工面進行銑削與精加工處理，消除斜面的表面刀痕即可，但這種方面，極易導致刀具出現(xiàn)嚴重磨損，甚至崩刃情況，因此，在實際加工過程中，應(yīng)用價值并不顯著，未受到廣泛應(yīng)用與推廣。擇取倒角立銑刀加工方法，加工人員要想保證零件具有良好的加工質(zhì)量，應(yīng)通過以下幾種方法，優(yōu)化零件加工表面的粗糙度，確保零件的加工尺寸具有良好的精準度。

其一，加工過程中，加工人員要確保刀具可以平穩(wěn)運行于加工斜面上，不能隨意變動其運行方向，刀具位于加工面斜面，或是斜面構(gòu)成的圓弧區(qū)域時，加工人員要適當減緩銑削給進速度。刀具初次接觸零件斜面時，后刀面和零件之間的摩擦力相對較大，此時極易出現(xiàn)刀具共振情況。刀具行至斜面構(gòu)成的圓弧區(qū)域時，銑削長度以及切入角都會擴增，導致銑切削厚度銳減，由于銑刀存在彈性變形，此時極易出現(xiàn)讓刀情況，逆銑時則會造成過切問題。

其二，模具加工過程中，加工人員要科學且合理的選擇切削量，加工人員所選擇的切削量是否具有可行性，將會直接決定零件加工質(zhì)量。因此，加工模具過層中，加工人員只有通過科學合理的方式擇取切削量，保證切削量可靠可行，便可以提高切削速度，并保證所得加工面與理想需求相符。一般情況下，如果剛度條件適宜，加工人員可以按照零件加工深度設(shè)定切削深度，這樣可以有效減少走刀次數(shù)。［3］

其三，加工人員要對刀具路徑進行合理化設(shè)置。加工人員擇取銑刀加工路徑時，不僅要確保零件具有較好的表面粗糙度以及加工精度，還要確保走刀路線較少，減少空刀數(shù)量。加工人員可以利用特定尺寸的圓弧在斜面鄰近的切刀路之間進行過渡，然后對刀路進行光順化設(shè)置，移刀在斜面鄰近切刀路之間構(gòu)成特定圓弧進行過渡，并通過特定設(shè)值，在斜面切刀路邊緣處增加特定的圓弧進行過渡，這樣可以避免加工過程中，兩次走刀間出現(xiàn)突然轉(zhuǎn)彎情況，促使銑刀向下一加工路線自然過渡。如果加工斜面的高度相同，加工人員也可以將特定圓弧加設(shè)于模具的兩層間進行過渡，這樣不僅可以保證刀路平滑，還能減少螺旋下刀的切削阻力。

其四，加工人員在加工處理模具內(nèi)斜面過程中，要擇取螺旋進刀方式。如果加工人員應(yīng)用垂直下刀方式，將會在很大程度上降低銑刀切削速度，擴大銑刀、模具二者間的切削力，造成刀具嚴重磨損，最終擴大模具加工面粗糙度。而擇取螺旋進刀方式，可以有效避免出現(xiàn)此類問題。螺旋進刀過程中，加工人員要合理化設(shè)定螺旋直徑，避免其出現(xiàn)過小的情況，如果螺旋直徑過小，螺旋進刀方式的加工結(jié)果便會等同于垂直下刀方式。除此之外，精加工過程中，如果刀具行距較小，加工人員可以通過加設(shè)特定圓弧的方式進行過渡，如果圓弧直徑較小，過渡方式基本等同于直線過渡時，加工人員可以通過擺線進給方式進行加工，擴大兩刀間距，確保加工質(zhì)量符合實際要求標準。

結(jié)語：

通過上述分析可知，倒角立銑刀加工過程中，通過順銑方式，以特定圓弧對鄰近斜面進行過渡加工，并結(jié)合螺旋進刀方式進行下刀處理，可以保證零件表面具有良好的粗超度，優(yōu)化零件加工精度，確保其加工尺寸符合實際要求標準，提高加工有效率。

［1］劉漢華.數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（08）.

［2］周其江.數(shù)控銑加工模具零件工藝改進分析［J］.輕工科技，2013（06）.

［3］丁力.加工模具零件的數(shù)控銑工藝改進［J］.科技創(chuàng)新導報，2014（10）.