輪胎模具的加工工藝分析

欒承志

（常州建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213022）

輪胎模具的加工工藝分析

欒承志

（常州建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213022）

隨著人們生活水平的提高，交通方式也越來(lái)越便捷。當(dāng)然這些都離不開汽車、自行車等等交通工具，而這些交通工具都離不開輪胎。文章介紹輪胎模具在加工過(guò)程以及加工的工藝。

輪胎模具；加工流程；加工工藝

隨著數(shù)字制造的迅猛發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)輪胎模具的設(shè)計(jì)、制造提出了更加嚴(yán)格的要求。在現(xiàn)代技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，要比較圓滿地完成一副美觀、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的輪胎模具的設(shè)計(jì)，除了需要有模具設(shè)計(jì)有關(guān)方面的知識(shí)外，還應(yīng)全面掌握與模具制造有關(guān)方面的數(shù)字制造新技術(shù) 。

1 輪模的數(shù)字系統(tǒng)的組成

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)體系。由三座標(biāo)測(cè)量?jī)x讀取的各組輪胎離散參數(shù)，存放在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)中心。設(shè)計(jì)中心根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)模具信息,虛擬出不同的輪胎模具并仿真。

（3）數(shù)據(jù)處理。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸送，將數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行處理，由先進(jìn)的軟件處理系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行加工仿真和刀路檢驗(yàn)，在EV180加工中心或 KB1000CNC數(shù)控銑床進(jìn)行電極的加工，操作人員不必編程,只要輸入命令，就可完成電極整體的三座標(biāo)加工。

（4）電火花滾花。在了解手工刻模的基礎(chǔ)上，滾花技術(shù)有興起不久的HY-100A單板機(jī)控制的半自動(dòng)電火花機(jī)床。常用的有SD-006電火花機(jī)床。除了裝卸工件由人工完成外,其余均由計(jì)算機(jī)控制,可實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)甚至無(wú)人管理的現(xiàn)代化體系,大大降低了勞動(dòng)力成本。

（5）雕刻機(jī)刻字。模具上的尺寸標(biāo)注和廠名同樣采用雕刻機(jī)直接在滾花后的工件上雕刻而成，在提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率的基礎(chǔ)上也降低了廢品率。

2 零件圖樣工藝分析和加工工藝過(guò)程

（1）分析零件圖。首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工，或適合在哪種數(shù)控機(jī)床上加工。

（2）工藝處理。在分析零件圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等）、加工路線（如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、進(jìn)給路線）及切削用量（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量等）等工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。制定數(shù)控加工工藝時(shí)，要合理地選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等；同時(shí)還要考慮所用數(shù)控機(jī)床的指令功能，充分發(fā)揮機(jī)床的效能。

（3）編寫加工程序單。根據(jù)加工路線、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償量、機(jī)床輔助動(dòng)作及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式編寫零件加工的程序單，并校核上述兩個(gè)步驟的內(nèi)容，糾正其中的錯(cuò)誤。

（4）制作控制介質(zhì)。把編制好的程序單上的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控裝置的輸入信息。通過(guò)程序的手工輸入或通信傳輸送入數(shù)控系統(tǒng)。

（5）程序校驗(yàn)與首件試切。編寫程序單和制備好的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和試切才能正式使用。校驗(yàn)的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，讓機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)，以檢查機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。

3 加工過(guò)程的分析和參數(shù)設(shè)定

（1）刀具的選擇和使用。選擇刀具也要有原則因?yàn)橐话训毒卟荒馨颜麄€(gè)行腔都能加工完。無(wú)論是粗加工還是精加工，應(yīng)盡可能選擇大直徑的刀具，因?yàn)榈毒咧睆皆叫。庸ぢ窂皆介L(zhǎng)，造成加工效率降低，同時(shí)刀具的磨損會(huì)造成加工質(zhì)量的明顯差異。

（2）切削參數(shù)的控制。切削參數(shù)的選擇對(duì)加工質(zhì)量、加工效率以及刀具耐用度有著直接的影響。相關(guān)的參數(shù)主要有主軸轉(zhuǎn)速（Spindlespeed）、進(jìn)給速率（Cut feed）、刀具切入時(shí)的進(jìn)給速率（Lead in feed rate）、步距寬度（Step-over）和切削深度（Step depth）等。

（3）主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來(lái)計(jì)算，其計(jì)算公式為：n=1000Vc/πd，式中d為刀具直徑（mm），Vc為切削速度（m/min）。切削速度的選擇與刀具的耐用度密切相關(guān)，當(dāng)工件材料、刀具材料和結(jié)構(gòu)確定后，切削速度就成為影響刀具耐用度的最主要因素，過(guò)低或過(guò)高的切削速度都會(huì)使刀具耐用度急劇下降。在模具加工，尤其是模具的精加工時(shí)，應(yīng)盡量避免中途換刀，以得到較高的加工質(zhì)量，因此應(yīng)結(jié)合刀具耐用度認(rèn)真選擇切削速度。

（4）進(jìn)給速度與刀具切入進(jìn)給速度。進(jìn)給速度的選擇直接影響著模具零件的加工精度和表面粗糙度，其計(jì)算公式為F=nzf，式中n為主軸轉(zhuǎn)速（r/min），z為銑刀齒數(shù)，f為每齒進(jìn)給量(mm/齒)。每齒進(jìn)給量的選取取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和銑刀結(jié)構(gòu)。工件的硬度和強(qiáng)度越高，每齒進(jìn)給量越小。

（5）吃刀量。吃刀量的大小主要受機(jī)床、工件和刀具剛度的限制，其選擇原則是在滿足工藝要求和工藝系統(tǒng)剛度許可的條件下，選用盡可能大的吃刀量，以提高加工效率。為保證加工精度和表面粗糙度，應(yīng)留0.2~0.5mm的精加工余量。在粗加工時(shí)，余量的切除往往采用層切的方法，在CAM編程時(shí)，需要設(shè)置每層切削深度和最大步距寬度，而實(shí)際步距往往與工件形狀有關(guān)。

4 自動(dòng)編程

自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)專用軟件來(lái)編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語(yǔ)言，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過(guò)直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。自動(dòng)編程使得一些計(jì)算繁瑣、手工編程困難或無(wú)法編出的程序能夠順利地完成。

5 結(jié)語(yǔ)

看著這么先進(jìn)的技術(shù)，這么先進(jìn)的生產(chǎn)方式，筆者終于體會(huì)到了鄧小平所說(shuō)的“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”這句話了。人類社會(huì)的每一次前進(jìn)，都是以生產(chǎn)力的極大提高為前提。

［1］陸勁昆，初利寶.Unigraphics NX1.0注塑模具設(shè)計(jì)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2003.

Analysis of Processing Technology of Tire Mold

LUAN Cheng-zhi
（Changzhou Jiandong Vocational and Technical College，Changzhou，Jiangsu 213022，China）

s:With the improvement of people's living standard，the mode of transportation is more and more convenient.Of course，these are inseparable from cars，bicycles and other means of transport，and these vehicles are inseparable from the tires. The article describes the tire mold in the processing and processing of the process.

tire mold；processing flow；processing technology

TG76

A

2095-980X（2017）04-0082-01

2017-03-23

欒承志，主要研究方向：數(shù)控加工。