模具高速加工的編程方式之研究

[摘 要] 在研究中以模具高速加工為核心，探究模具高速加工編程方式，促進(jìn)模具高速加工技術(shù)的應(yīng)用和推廣，進(jìn)而為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。

[關(guān) 鍵 詞] 模具；高速加工；編程方式；途徑

[中圖分類(lèi)號(hào)] F416.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）18-0131-01

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)模具制造領(lǐng)域而言，高速加工技術(shù)的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)模具加工的局限性，提高了模具加工效率和模具加工綜合質(zhì)量水平，進(jìn)而推動(dòng)了我國(guó)高速加工技術(shù)的可持續(xù)健康發(fā)展。對(duì)此，在這樣的環(huán)境背景下，探究模具高速加工的編程方式具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、高速粗加工編程方式

（一）層切法

粗加工以單位時(shí)間內(nèi)材料去除率為編程核心，屬于半精加工中的重要內(nèi)容，作為一種準(zhǔn)備工件幾何輪廓，通過(guò)高切削速度和高進(jìn)給率實(shí)現(xiàn)加工效果。層切法作為一種CAM軟件加工策略，主要適用于自由曲零件的加工，借助層切法維持加工零件的恒定切削載荷，防止仿形加工時(shí)出現(xiàn)切削載荷突變的情況，進(jìn)而保證加工效果。

（二）順銑與逆銑

在加工零件順銑的過(guò)程中，切削面歷經(jīng)從薄到厚的過(guò)程，刀齒切入加工面，為銑刀的切入和使用創(chuàng)造了有利條件。在加工零件逆銑的過(guò)程中，銑刀刀齒接觸加工件表面后，不能立即切入金屬層，要在加工件表面進(jìn)行滑動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到加工效果。而在滑動(dòng)中摩擦生熱，使得加工件表面出現(xiàn)硬化層，加大刀具磨損，消耗逆銑功率。對(duì)此，工件加工以順銑為主，在保證加工件表面光滑程度的同時(shí)，提高加工尺寸的準(zhǔn)確性，并結(jié)合編程條件和編程要求，實(shí)行混合銑加工方式，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算執(zhí)行最短路徑，在減少功率消耗和道具磨損的同時(shí)，提高加工效率和加工質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到工件加工的預(yù)期效果。

（三）走刀方式

在模具高速加工的過(guò)程中，走刀方式主要有單向走刀、雙向走刀和環(huán)繞走刀方式，單向走刀方式會(huì)在實(shí)際加工中形成大量的抬刀路徑，雙向走刀方式會(huì)造成運(yùn)動(dòng)方向的突然改變，由于雙向走刀方式無(wú)法維持順銑方向，必須通過(guò)環(huán)繞走刀方式維持順銑切削，在保證切削距離最短的情況下，提高切削效率，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的切削效果。

二、高速精加工編程方式

（一）平行加工

在實(shí)際加工中，平行加工主要以零件上方水平面為基礎(chǔ)，其二維平行刀具軌跡排列在加工模型表面，進(jìn)而形成頭型，獲得包絡(luò)模型曲線，根據(jù)刀具結(jié)合形狀，以曲面法線矢量為核心進(jìn)行補(bǔ)償，獲得刀具軌跡。這種加工方式具有切削率高的特點(diǎn)，通過(guò)較小的計(jì)算量，即可獲得與刀具軌跡相平行的斜切面，保證斜切面的光滑程度，提高加工效果。

（二）放射軌跡加工

在實(shí)際加工中，向等高分層軌跡加工主要通過(guò)等距離水平面切片方式，在加工零件等高曲面中獲取刀具軌跡，使得刀具軌跡呈現(xiàn)Z型，進(jìn)而達(dá)到加工切面效果。而由于向等高分層軌跡方向突變形式，加大了刀具磨損和功率消耗。相比較而言，放射性軌跡加工方式主要應(yīng)用在要求加工紋理的工件中，借助二維放射性刀具，可以對(duì)刀具軌跡進(jìn)行有效排列，形成并向工件模型，獲取包絡(luò)曲線，及時(shí)收集刀具各個(gè)軌跡數(shù)據(jù)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的加工效果。如下圖所示，放射性加工建立中心位置，以中心進(jìn)行軌跡重疊，將刀具軌跡延長(zhǎng)到中心位置，可以滿足工件的圖形需要和紋理需要。

（三）螺旋軌跡

螺旋軌跡加工方式由于抬刀次數(shù)減少，可以防止刀具起降和移動(dòng)的過(guò)程中消耗功率，破壞加工面的完整性，一次性切入切出，實(shí)現(xiàn)工件表面包絡(luò)模型，保證殘留高度的預(yù)定值，進(jìn)而滿足模具高速加工的質(zhì)量要求。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，這種高速加工技術(shù)主要應(yīng)用在切削圓形模具中，避免刀具位于工件中心的循環(huán)重疊，進(jìn)而提高零件切削效率和切削質(zhì)量。

三、半精加工編程方式

半精加工以工件輪廓平整度為最終目的，強(qiáng)調(diào)表面精加工的平滑性和均勻性，提高模具高速加工綜合質(zhì)量水平。這主要是因?yàn)樵趯?shí)際加工的過(guò)程中，工件表面均勻性直接關(guān)系到切削載荷值和實(shí)際切削面積，粗加工傾向于體積模型，而精加工以面模型為主，控制變量因素，進(jìn)而提高工件切削過(guò)程中的穩(wěn)定性，保證加工件表面質(zhì)量。在殘料加工中，在CAM軟件的基礎(chǔ)上，將殘料實(shí)體看作加工毛坯，組建切削路徑，通過(guò)殘留模型去除多余加工工序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)余量的清除，保證加工效果。

四、對(duì)模具高速加工的編程方式的研究結(jié)論

首先，高速粗加工編程方式以體積模型為基礎(chǔ)，追求單位時(shí)間內(nèi)的余量去除率，為精加工做好加工件的基礎(chǔ)加工準(zhǔn)備。

其次，高速細(xì)加工編程方式在粗加工方式的基礎(chǔ)上，以平面模型為條件，保證切削面的光滑度和平整性，達(dá)到模具高速加工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

最后，半精加工編程方式強(qiáng)調(diào)工件輪廓平整度，控制切削中的變量因素，提高切削穩(wěn)定性，達(dá)到加工效果。

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