數(shù)控銑加工模具零件工藝改進(jìn)策略

張志忠

（太原市高級技工學(xué)校，山西太原 030021）

0 引言

數(shù)控銑工藝應(yīng)用于模具、航天、汽車、機(jī)械、電子領(lǐng)域，創(chuàng)造出巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控銑加工零件工藝存在斜面、結(jié)構(gòu)尺寸不精確問題。為確保數(shù)控銑工藝以及模具零件加工滿足質(zhì)量和效率方面的需求，持續(xù)性的改善數(shù)控銑工藝，促進(jìn)加工質(zhì)量及效率的提升。

1 數(shù)控銑加工技術(shù)特點

（1）技術(shù)水平高。很多零部件的生產(chǎn)和加工通過數(shù)控加工實現(xiàn)，加工水平和質(zhì)量互相影響，數(shù)控銑加工技術(shù)比常規(guī)加工技術(shù)具有顯著優(yōu)勢。

（2）加工質(zhì)量高。數(shù)控銑加工過程在程序的控制下運行，排除人為因素，在加工過程中，即使出現(xiàn)參數(shù)不正確的問題，也能夠自動地糾正或補(bǔ)償，推動加工過程順利地進(jìn)行。

（3）效率高。數(shù)控銑技術(shù)能在同等時間完成更多的加工任務(wù)，對復(fù)雜零部件可以同時完成不同部位的加工，滿足精度方面的要求，提高加工效率。

（4）柔性佳。調(diào)整參數(shù)及程序，能適用不同的零部件，無需制作匹配的工裝夾具，節(jié)省制作費用，精簡加工流程，提高加工效率。

2 數(shù)控銑工藝改進(jìn)策略

為使數(shù)控銑加工模具質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)，改進(jìn)加工工藝，改變加工方式，提高加工精度和效率。

（1）改變加工方式。加工過程中，刀具在斜面上沿著一個方向平穩(wěn)、勻速運動，在介于兩個斜面之間的圓弧位置，降低銑削速度。刀具和零件斜面的距離為零后，后刀面和零件產(chǎn)生明顯的摩擦力，此時刀具可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象，刀具移動到斜面間的圓弧位置時，切入角變大、銑削長度變長，銑削厚度減小。由于無法避免彈性形變，因此銑刀可能出現(xiàn)讓刀問題。逆銑的情況則恰好相反，有可能發(fā)生共振問題，引發(fā)過切的錯誤，不利于模具零件的正常、良好的加工。以上問題都需要特別留意。

（2）切削量的選擇。切削量是關(guān)鍵因素，關(guān)系到最終的加工質(zhì)量。在模具加工時，若能夠?qū)⑶邢髁?、切削速度控制在合理范圍?nèi)，就意味著達(dá)到預(yù)期加工效果的50%。在設(shè)定切削量時，若剛度條件較好，可以令切削深度和零件的加工深度一致，達(dá)到降低走刀次數(shù)的目的。

（3）合理設(shè)置刀具路徑。設(shè)定銑刀軌跡時，確保零件的加工精度和外部粗糙度之間良好匹配，縮短走刀路線，降低空刀概率。在緊挨著零件斜面的兩行刀路間，按照設(shè)定半徑的圓弧過渡，在軟件中設(shè)置好刀路后，緊挨著兩行刀路的行間移刀增加一定半徑的圓弧過渡，防止在兩次走刀間出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎問題，同時銑刀自然移動到下一加工路線。若加工斜面的高度一致，增加一定半徑的圓弧過渡。在模具兩層間增加特定半徑的圓弧過渡，有助于保障刀路平滑，降低螺旋下刀切削阻力，避免刀具過快磨損，延長刀具使用壽命。圓弧過渡的應(yīng)用，有助于工件在零件切線方向上切入、切出，保障加工質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)。

（4）采取螺旋進(jìn)刀方式。加工模具內(nèi)斜面時，下刀方式采用螺旋式而非垂直式。垂直下刀，導(dǎo)致切削變慢，銑刀和模具的切削力提高，刀具磨損明顯，零件表面變得粗糙。螺旋下刀能避免上述問題，關(guān)鍵是螺旋直徑范圍參數(shù)的設(shè)定，若螺旋直徑不超過該范圍，無需人工操作，系統(tǒng)能減小螺旋直徑，直到可以下刀為止。該范圍不宜過小，否則會接近于垂直下刀方式。加工中選擇斜坡下刀，下刀次數(shù)以1 次為宜，次數(shù)太多會導(dǎo)致明顯振動，加工表面會出現(xiàn)刀痕，嚴(yán)重時會導(dǎo)致刀具斷裂。待加工的模具中存在曲面，加工方式的選擇十分關(guān)鍵。精加工時，若刀具兩行距離太近，即使采用圓弧過渡，或許會因圓弧直徑太小而和直線過渡較為接近。這時選擇擺線進(jìn)給方式，令兩刀距離加大，為加工質(zhì)量和效率提供保障。

（5）優(yōu)化模具數(shù)控編程的基本流程。數(shù)控銑加工技術(shù)的應(yīng)用，離不開數(shù)控機(jī)床，編程十分重要。數(shù)控加工由4 個環(huán)節(jié)構(gòu)成，即準(zhǔn)備、編制方案、編程、定型。準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，編程人員瀏覽并分析數(shù)據(jù)，制作和處理數(shù)控編程。方案編制環(huán)節(jié)，編程人員根據(jù)車間資源現(xiàn)狀，編訂生產(chǎn)零部件模具。編程環(huán)節(jié)是數(shù)控加工技術(shù)最關(guān)鍵的，要基于全方位思考，考慮零部件的特征，選擇最佳的零件，通過計算確定基礎(chǔ)運動軌跡，這樣才能編寫出有效、正確的程序。定型環(huán)節(jié)，是完成數(shù)控流程編訂的結(jié)尾工作，對數(shù)控銑技術(shù)進(jìn)行驗收。

3 結(jié)束語

加工模具零件的數(shù)控銑加工工藝改進(jìn)策略包括改變加工方式、切削量的選擇、合理設(shè)置刀具路徑、采取螺旋進(jìn)刀方式、優(yōu)化模具數(shù)控編程的基本流程。數(shù)控銑加工工藝改進(jìn)策略提高加工質(zhì)量，加快模具零件的生產(chǎn)效率，取得良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。