數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略

趙菲菲

(婁底技師學(xué)院，湖南 婁底 417000)

0 引言

數(shù)控銑工藝在航空航天、機(jī)械電子、模具加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，創(chuàng)造出了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。新的發(fā)展環(huán)境下，我國(guó)數(shù)控技術(shù)開始逐漸從傳統(tǒng)階段轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化發(fā)展階段，而在數(shù)控銑加工模具零件工藝中，優(yōu)化程序非常關(guān)鍵，需要得到足夠的重視?，F(xiàn)階段，在數(shù)控銑加工零件工藝中，存在著結(jié)構(gòu)尺寸不精準(zhǔn)、斜面等問(wèn)題，想要更好地滿足模具零件加工對(duì)于質(zhì)量和效率的要求，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)數(shù)控銑工藝進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化和改善。

1 數(shù)控銑加工技術(shù)的特征

數(shù)控銑加工技術(shù)有著非常廣泛的適用性，加工質(zhì)量還會(huì)在一定程度上影響機(jī)械設(shè)備的使用性能。對(duì)比普通加工技術(shù)，數(shù)控銑加工技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)更加復(fù)雜的零件進(jìn)行加工，也能夠完成更加繁瑣的加工工序。

數(shù)控銑加工技術(shù)本身可以歸納為信息數(shù)字化的范疇，可以按照編寫的零件程序，完成自動(dòng)加工，從而能夠有效避免人為操作引發(fā)的誤差，降低操作人員的工作壓力。

在進(jìn)行數(shù)控銑加工的過(guò)程中，如果產(chǎn)生了數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，相關(guān)技術(shù)則能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)程序反饋的錯(cuò)誤信息，對(duì)其進(jìn)行分析和糾正，以確保加工工序的順利實(shí)施。同時(shí)，借助數(shù)控銑加工技術(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械制造，能夠在保證質(zhì)量的同時(shí)，促進(jìn)產(chǎn)能及效率的提高。數(shù)控銑加工技術(shù)的特征體現(xiàn)在幾個(gè)方面。

1)加工能力強(qiáng)。與常規(guī)的加工技術(shù)相比，數(shù)控銑加工技術(shù)可以有相應(yīng)的數(shù)控程序控制機(jī)械設(shè)備完成自動(dòng)加工，因此具備較強(qiáng)的加工能力，在面對(duì)大型運(yùn)輸工具的加工制造中，同樣有很好的實(shí)用性。數(shù)控銑加工的技術(shù)水平和模具零件的加工質(zhì)量存在非常密切的關(guān)聯(lián)，數(shù)控銑加工技術(shù)在模具零件加工過(guò)程中能夠取得非常顯著的成效。

2)加工質(zhì)量好。數(shù)控銑加工技術(shù)屬于數(shù)字化技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，能夠在數(shù)控程序的操控下，獨(dú)立完成加工作業(yè)，在有效避免人為因素引發(fā)的誤差的同時(shí)，也能夠?qū)庸み^(guò)程中存在的參數(shù)錯(cuò)誤等問(wèn)題進(jìn)行校正和補(bǔ)償，確保加工作業(yè)的順利實(shí)施。

3)加工效率高。數(shù)控銑加工技術(shù)在針對(duì)模具零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，具備相對(duì)較高的工時(shí)效率，尤其是在對(duì)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件進(jìn)行加工時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于多個(gè)位置的一次操作處理，也能夠在很大程度上降低重復(fù)加工可能引發(fā)的誤差率偏高的問(wèn)題，進(jìn)一步提升加工效率。

4)加工柔性好。數(shù)控銑加工技術(shù)的柔性，主要是能夠借助程序的自我調(diào)整，對(duì)不同的模具零件進(jìn)行加工，能夠有效避免在生產(chǎn)加工其他零件時(shí)，需要專門對(duì)工裝夾具進(jìn)行定制的問(wèn)題，有效縮小產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間的同時(shí)，也可以很好地滿足社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。

2 數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略

新的發(fā)展環(huán)境下，我國(guó)數(shù)控銑加工技術(shù)得到了更加快速的發(fā)展，然而在對(duì)模具零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，也存在不少需要注意和解決的問(wèn)題。

1)在采用倒角刀進(jìn)行加工的過(guò)程中，受各種因素的影響，刀具表面會(huì)出現(xiàn)一些碎屑?xì)埩簦瑢?dǎo)致基準(zhǔn)面無(wú)法達(dá)到理想狀態(tài)，也會(huì)引發(fā)基準(zhǔn)點(diǎn)距離的錯(cuò)誤。面對(duì)這樣的情況，如果作業(yè)人員沒(méi)有能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行及時(shí)有效的解決，可能導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法很好地掌控基準(zhǔn)線，造成零部件的加工尺寸無(wú)法滿足使用需求，影響其正常應(yīng)用。

2)在采用立銑刀加工中，若工作人員能夠很好地把控?cái)?shù)控銑加工的全過(guò)程，則可以保證斜面與刀具的可靠接觸，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)，也能夠在模具頂端兩側(cè)進(jìn)行加工。不過(guò)，在實(shí)際執(zhí)行中，不僅需要對(duì)加工刀具的表面遺漏問(wèn)題進(jìn)行解決，還應(yīng)該精簡(jiǎn)加工的環(huán)節(jié)和步驟，這樣才能滿足實(shí)際尺寸需求。而在對(duì)刀具參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中，應(yīng)該盡可能減少加工增量數(shù)值，降低刀具表面的殘余物，實(shí)際操作中，這樣的方法不僅會(huì)導(dǎo)致制造難度增大，也會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)間延長(zhǎng)，影響工作的效率。

2.1 加工基本流程優(yōu)化

模具零件的數(shù)控銑加工需要在機(jī)床上進(jìn)行，而加工過(guò)程中，需要就機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的缺陷和問(wèn)題，規(guī)避一些不必要的損失。這種情況下，技術(shù)人員需要對(duì)模具數(shù)控編程的基本流程信息優(yōu)化，以保證加工的質(zhì)量。一般來(lái)講，數(shù)控銑加工模具零件工藝包含了4個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1)前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。要求技術(shù)人員提前設(shè)定好所有的模具零件，考慮可能出現(xiàn)的情況，制定出有效的應(yīng)對(duì)策略。就模具零件加工制造過(guò)程中出現(xiàn)的漏洞進(jìn)行分析，做好各種數(shù)據(jù)的收集整理工作，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行主動(dòng)控制，確保在出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，可以采取有效的應(yīng)對(duì)和處理措施。

2)方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。工作人員必須對(duì)照車間生產(chǎn)的實(shí)際情況，做好計(jì)劃的補(bǔ)充和完善，具體到每一個(gè)細(xì)節(jié)，做好企業(yè)相關(guān)資源的優(yōu)化配置，將刀具和機(jī)床在模具零件加工中的作用充分發(fā)揮出來(lái)，對(duì)所有產(chǎn)品的型號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定，為后續(xù)的數(shù)據(jù)查閱提供便利。

3)編程環(huán)節(jié)。編程環(huán)節(jié)是加工制造的核心所在，在針對(duì)相關(guān)流程進(jìn)行梳理的過(guò)程中，必須對(duì)不同零件的作用進(jìn)行綜合考量，將零件的作用最大限度地發(fā)揮出來(lái)，在展現(xiàn)模具工件制造過(guò)程的同時(shí)，對(duì)每一個(gè)車間的具體運(yùn)行情況進(jìn)行綜合考量，優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)化的適配零件，確定好前期準(zhǔn)備方案后，技術(shù)人員還應(yīng)該借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，就機(jī)床刀具的運(yùn)行軌跡進(jìn)行推斷，再通過(guò)模擬演練的方式，做好軌跡誤差的調(diào)整，以此來(lái)確保模具零件加工環(huán)節(jié)不會(huì)出現(xiàn)誤差。

4)定型環(huán)節(jié)。在定型環(huán)節(jié)，需要對(duì)所有流程的正確性進(jìn)行檢查，提高驗(yàn)收質(zhì)量，對(duì)數(shù)控銑加工工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，推動(dòng)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 加工刀具優(yōu)化

在優(yōu)化模具數(shù)控編程基本流程的同時(shí)，也需要對(duì)不同環(huán)節(jié)所使用的刀具進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)刀具進(jìn)行優(yōu)化。

1)應(yīng)該重視刀具型號(hào)的分析和選擇。在模具加工環(huán)節(jié)，刀具的作用是切削，提升產(chǎn)品的美觀性。刀具可分為球頭刀具和平頭刀具2種。在充分滿足模具質(zhì)量的同時(shí)，優(yōu)先選擇型號(hào)較大的刀具來(lái)保證加工的合理性。

2)應(yīng)該做好刀具材料的選擇。刀具材料應(yīng)該根據(jù)加工零件的材質(zhì)進(jìn)行選擇，避免出現(xiàn)刀具硬度不足無(wú)法順利切削，或者刀具硬度過(guò)大導(dǎo)致資源浪費(fèi)的情況。在對(duì)一些復(fù)雜的零件進(jìn)行切削時(shí)，應(yīng)該選擇高速鋼材質(zhì)的刀具，保證加工的速度和效率。

3)合理設(shè)置刀具路徑。在對(duì)銑刀軌跡進(jìn)行設(shè)定時(shí)，必須保證零件的加工精度能夠匹配外部粗糙度，盡量縮短走刀路線，避免出現(xiàn)空走刀的問(wèn)題。在緊貼零件斜面的兩行刀路之間，可以依照設(shè)定半徑的圓弧進(jìn)行過(guò)渡，避免兩次走刀間產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎問(wèn)題，使得銑刀可以自然移動(dòng)至下一條加工線路。如果加工斜面高度一致，則需要適當(dāng)增加圓弧過(guò)渡的半徑。通過(guò)在模具兩層間設(shè)置特定半徑圓弧過(guò)渡的方式，可以確保刀路平滑，有效降低螺旋下刀遇到的切削阻力，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

4)采用螺旋進(jìn)刀方式。在對(duì)模具內(nèi)斜面進(jìn)行加工的過(guò)程中，應(yīng)該采用螺旋進(jìn)刀而非垂直進(jìn)刀。因?yàn)榇怪毕碌稌?huì)導(dǎo)致切削速度變慢，增大銑刀與模具之間的切削力，加劇刀具磨損的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致零件表面變得粗糙不平。借助螺旋進(jìn)刀的方式，能夠有效設(shè)定螺旋直徑范圍參數(shù)，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行規(guī)避。

2.3 加工參數(shù)優(yōu)化

1)提高數(shù)控銑加工技術(shù)。操作人員在對(duì)模具零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，應(yīng)該確保加工刀具的穩(wěn)定運(yùn)行，做好跟蹤管理，避免加工刀具的運(yùn)行軌跡發(fā)生突然改變的情況。同時(shí)，在對(duì)斜面或者圓弧等特殊軌跡進(jìn)行加工的過(guò)程中，應(yīng)該保持切削速度平穩(wěn)，避免速度的隨意變化。加工刀具和零件的傾斜面發(fā)生接觸時(shí)，因?yàn)槟Σ磷枇Φ目陀^存在，會(huì)引發(fā)共振問(wèn)題，影響零件加工的質(zhì)量，需要工作人員控制好切入角和切削長(zhǎng)度，盡可能避免共振現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2)合理選擇切削用量。在數(shù)控銑對(duì)模具零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，切削用量會(huì)直接影響模具零件的加工質(zhì)量，必須得到加工人員的重視。從零件加工的實(shí)際需求出發(fā)，一般情況下，合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能和機(jī)床性能，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本的切削用量。常用的原則是在最低成本的條件下所獲得的較高的生產(chǎn)率。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控銑加工模具零件工藝的優(yōu)化需要從多個(gè)角度考慮，就零件加工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改良，提高機(jī)械零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。應(yīng)該做好切削用量的選擇，對(duì)切削的速度和進(jìn)給量進(jìn)行調(diào)試，這樣才能使得加工取得比較理想的效果。

從工藝技術(shù)人員的角度，在針對(duì)切削用量進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)該有效考慮零件對(duì)于硬度和剛度的現(xiàn)實(shí)需求，控制好切削深度，做好走刀路徑的規(guī)劃，以此來(lái)避免空走刀現(xiàn)象，配合圓弧過(guò)渡的方式，能夠提升刀路的平滑性，實(shí)現(xiàn)刀具的自然轉(zhuǎn)移，保持斜面高度的一致性。