模具数控加工技术Word文档下载推荐.docx
《模具数控加工技术Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具数控加工技术Word文档下载推荐.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
Keywords:
Moldmanufacture;
CNCTechnology;
processoptimization;
efficiency;
effectiveness
1引言
随着国民经济的快速发展，数控技术在国内的应用越来越多、越来越普遍。
成为模具加工企业保证产品质量和提高生产效益的关键设备与生力军。
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术。
它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。
同时数控加工在模具方面的重要性也是日见明显，将数控加工和模具有效地结合起来形成产业信息化、智能化，这将大大推动模具的发展。
数控机床有着加工精度高、转型快等特点；
易于加工形状、工艺复杂的工件。
所以模具制造发展到现阶段已经越来越离不开数控设备，数控加工向着高精度、高质量、高速度、高自动化方向发展。
数控加工已经成为模具制造不可缺少的工艺方法，并且将越来越重要，数控设备的多少和数控设备先进性程度已经成为一个模具制造企业赢得市场、赢得竞争的关键性因素之一。
2数控技术在模具中的应用
数控加工的方式很多，包括数控铣加工、数控电火花加工、数控电火花线切割、数控车削加工、数控磨削加工以及其他一些数控加工方式，这些加工方式，为模具提供了丰富的生产手段。
根据其特点，可以将模具分为许多类，每一类模具，都有其最合适的加工方式。
因此，在实际生产中，必须合理分类，找到最适合的加工方式，以降低成本，提高生产率。
对于旋转类模具，一般采用数控车削加工，如车外圆、车孔、车平面、车锥面等。
酒瓶、酒杯、保龄球、方向盘等模具，都可以采用数控车削加工。
对于复杂的外形轮廓或带曲面模具，电火花成型加工用电极，一般采用数控铣加工，如注塑模、压铸模等，都可以采用数铣加工。
对于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶拼型腔及嵌件、带异形槽的模具，都可以采用数控电火花线切割加工。
模具的型腔、型孔，可以采用数控电火花成型加工，包括各种塑料模，橡胶模、锻模、压铸模、压延拉深模等。
对精度要求较高的解析几何曲面，可以采用数控磨削加工。
在制造模具模板的工艺分析上具有其特点，确定模板的加工方式和加工工序，必要时可以采用特殊的加工方式，采用数控车床或加工中心，可以达到一人操作几台或多台机床，只要完成对刀工作后就可以自动加工，利用数控加工可以达到非规则曲面加工，有的数控机床可以达到多轴联动，与传统的机械加工相比较，数控加工有着不可卓越的优点，当然，凡事有利必有弊，数控加工需要专业的数控编程人员，需要专业的三维建模软件，培养专业的技术人才可以有效地发展数控技术，提高公司的生产质量和产量。
模具在成型之后，其尺寸未能达到技术要求，根据其三维模型软件生成的数控代码，将成形模具固定到数控机床上进行精确的数控加工已达到要求尺寸和表面粗糙度，零件运用数控机床加工可以快速的实现准确的定位和精准的切削，同时还可以实现提高效率。
3对模具数控加工工艺的优化
现代模具制造业中，型腔面的设计日趋复杂，尤其是汽车模具中自由曲面所占比例不断增加及产品质量要求不断提高。
在这种背景下，应对模具的加工工艺做出相应的优化，提高加工效率。
1）模具制造要考虑加工零件的结构工艺性。
如图3.1所示，在箱体上相贯通的交叉孔的工艺性较差，100mm孔与70mm孔相交，加工时，刀具走到贯通部分时，由于径向力不等会造成孔轴线偏斜。
优化后的零件结构如图2所示，可以将70mm预先不铸通，先加工100mm孔后再加工70mm孔，这样可以保证交叉孔的质量。
结构工艺性好。
工艺优化前工艺优化后
图3.1结构工艺图
2）数控加工的自动化程度高，影响因素多，在数控加工中，质量和安全是至关重要的，必须得到保证。
（1）合理利用现有设备
仅以机床本身而论，由于长时间的使用，其本身的精度损失是不可避免的。
在制定工艺过程时，为了控制产品的加工质量，我们要严格区分粗、精加工的设备使用，使用年限较长精度最差的设备定为专用的粗加工设备，新设备和精度好的设备定为精加工设备。
做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工，将机床对加工质量的影响降到最低，同时又保护昂贵的数控设备，延长设备的寿命。
（2）合理选用刀具
刀具的正确选择和使用是影响数控加工质量的重要因素。
使用硬质合金刀具代替常用的高速钢刀具，可以提高切削速度。
粗加工中采用大直径的牛鼻刀，使用硬质合金刀片，做到粗加工排屑“多”；
半精加工选用高转速高进给的镶片立铣刀，做到半精加工走刀“快”；
精加工时用硬质合金刀杆和高精度球头镜面刀片，这样可在保证加工质量的同时节省选用整体合金刀具的高昂费用，模具精加工中所用最小刀具的半径应小于被加工零件上的内轮廓圆角半径，尤其是在拐角加工时，应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具并以圆弧插补的方式进行加工，这样可以避免采用直线插补而出现过切现象，做到精加工质量“好”。
（3）合理运用高新技术
高速加工技术的发展日益成熟，极大的提高了模具加工速度、减少了加工工序、缩短甚至消除了耗时的钳工修复工作，缩短了模具的生产周期。
因此模具的高速加工技术逐渐成为模塑公司技术改造最主要的内容之一，高速加工取代传统低速加工已成为必然。
3）模具工艺的编制要有严密的条理性
数控工艺复杂，影响因素多，需要对数控加工的全过程深思熟虑，要有很好的条理性，才能编好数控工艺。
统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸，保证基准统一。
4）数控加工工艺设计应遵循的基本原则
数控加工工艺设计要考虑到：
是否能满足零件的技术要求，是否能提高数控加工的效率，低的加工成本，好的质量控制。
所以为了保证模具的加工质量，在设计模具数控加工工艺时要遵循以下基本原则:
（1）先主后次。
（2）先面后孔，先铣后钻。
（3）先粗后精。
（4）先做内腔加工后做外形加工。
（5）按工序的顺序，刀具直径由大到小。
（6）上道工序的加工不能影响下道工序的装夹与定位。
（7）用相同的工装和夹具应安排在一起做完，减少重复装夹与定位。
（8）数控工序要集中不要把削弱零件刚性的工序排在前面。
5）合理编制数控程序
模具在编制数控程序时，会遇到相同的结构而不得不精心编制相同的程序段。
这样可以保证工件的位置精度，但是大量的重复的程序段会增加程序编制时间，减低效率。
所以用到子程序，这样既可以保证质量，也可以缩短程序准备与加工时间。
大大的提高加工效率。
以下程序3.1是用编制子程序的方法可以编制两个子程序，这样就避免了重复，提高了工作效率。
O0022;
G91G91Z-25.;
X12.5Y-12.5;
G03X12.5Y12.5R12.5;
G03I-25.;
O0011;
G91GO1Z-25.F100;
X22.5Y-22.5;
GO3X22.5Y22.5R22.5;
G01Y30.;
G03X-12.5Y12.5R12.5;
G01X-12.5Y-12.5;
G00Z25.;
G99G81X20Y34.64Z-20.R-15.F100;
X40.;
X-20Y-34.64;
X20.Y-34.64;
X20.Y34.64;
G80G00G90Z20.;
M99
G03X-15.Y15.R15.;
G01X-60.;
G03-15.Y-15R15.;
G01X60.;
G03X15.Y15.R15.;
G03X-22.5Y22.5R22.5;
G01X22.5Y-22.5;
G00X25.;
4模具高效数控加工的实现途径与措施
数控技术作为引进多年先进制造技术，其技术含量很高，涉及到多方面内容，包括数控加工编程快速高效化、空间自由曲面多轴联动加工、难加工材料切削、高速切削应用、数控工艺程序编制规范化与标准化等方面。
数控加工效率发挥很大程度上和企业本身技术管理模式相关，尤其是早期阶段，如何短时间内攻克一门新颖有难度技术应用难关，使其更好发挥效率，是企业必须重视主要问题。
4.1工艺技术信息化建设
现有国内企业工艺技术管理都存一些缺陷，企业没有自身实力和发展战略采取有效管理模式。
工艺技术信息化管理落后主要表现产品设计制造工艺信息资源共享不充分、数控工艺程序编制及管理混乱、数控工艺与普通工艺结合性差、CAD/CAM软件应用水平参差不齐、数控加工工艺与程序规范化与标准化程度低以及产品设计、数控工艺、数控编程并行模式实现程度小等方面。
针对制造工艺信息化建设与管理要求，可从以下几个方面开展工艺信息化建设：
1）产品设计、工艺信息资源共享
制造工艺信息化建设最重要是充分利用产品设计图形和文档资源，充分利用企业产品成功制造加工工艺经验，如利用产品三维图形可减少数控编程人员三维造型时间，而三维造型几乎耗费了数控编程50%时间。
建立刀具信息库、难加工材料切削参数库、装夹定位信息、典型材料与零件加工工艺与程序模板和专家数据库等有助于提高编程质量和效率，要充分利用PDM及网络资源建立开发企业内部工艺信息管理系统，共享一切可能利用制造信息资源。
2）数控工艺与编程并行编制
工艺早期阶段，数控程序编制介入变被动为主动，可很大程度上减少此类型错误或风险。
数控工艺程序并行模式实现可从设计产品三维CAD模型共享、数控工艺程序单人负责制、数控技术工人参与数控程序编制、数控加工工艺与程序专项负责制等方面来实现。
3）数控工艺程序编制规范化
可从二维轮廓加工、三维曲面加工、固定循环与子程序使用、刀具补偿、刀具轨迹粗精加工策略等多个方面进行规范化编程。
典型零件加工工艺经验基础上，建立规范化加工工艺模板与数控程序模板，可以大幅度提高工艺程序质量和产品加工效率。
4）数控工艺程序数据库管理
对不同型号产品零件、工装夹具、模具数控程序按工序工步内容、数控设备、刀具、程序清单等进行基于数据库系统集中管理，避免传统文件夹形式管理缺陷，既方便程序二次使用、查询、编辑修改等使用，又可节省数控人员程序管理与查找时间，避免程序错误使用，防止程序丢失或同种产品数控程序重复编制。
4.2提高CAD/CAM软件应用水平
1）选择合理CAM编程策略
进行产品加工模型建立时，应该针对产品加工对象具体特点采取有效而简捷措施。
按产品加工部位编程，多用于工序内容比较单一，且干涉较少情形，如孔、凹槽、凸台等特征多出现于对结构零件编程与加工中。
对产品加工模型进行整体造型，多用于加工工序内容比较多、干涉区域多、复杂曲面等特征加工。
2）数控编程模板使用
利用CAM系统创建用户自己模板，并加以重复利用可大大提高编程效率。
例如，制造模具时将加工凸模和凹模时最佳工艺过程定义为加工模板，加工新相似产品对象时只需调用模板文件选择所需几何体并启动这个流程即可，用户加工向导可非常容易从模板中获专家级制造过程指导，并简单交互，快速生成数控加工刀具轨迹。
3）设计合理刀具轨迹
数控加工最终体现刀具轨迹快速、高质量设计上，尤其是模具毛坯量很大情况下更为突出。
传统方法一般是采用立铣刀进行粗加工，采用球头刀进行半精加工与精加工。
粗加工时应力求高效快速排量，充分利用普通设备与数控设备结合进行。
进行精加工时应考虑企业模具钳工水平，选用合理刀具和步距，刀具和步距过大或过小都不利于产品加工效率和制造成本。
数控程序编制应结合材料及加工余量来科学综合考虑加工切削参数，以等体积变速切削和高速切削为目标，建立开发常用材料刀具切削工艺参数库。
5模具零件的数控加工发展方向
模具数控加工技术是一种特殊的和多用途及柔性的自动化技术，是综合运用了微电子、计算机、自动控制、自动检测和精密机械等多学科的最新技术成果而发展起来的，它的诞生和发展标志着模具制造业进入了一个数字化的新时代，为了满足社会经济发展和科技发展的需要，它正朝着高精度、高速度、高可靠性、多功能、智能化及开放性等方向发展。
1）高速度高精度化。
速度和精度是数控加工的两个重要技术指标，它直接关系到加工效率和产品质量。
最新型号的CNC都使用32位甚至64位微处理器技术，最小移动单位可达0.1um，最大进给速度可达100m/min，高速主轴的转速可达40000—50000r/rain。
2）智能化。
智能化是体现数控加工运用高技术的重要标志，它表现在运用自适应控制技术;
运用人机会话自动编程功能，建立切削用量专家系统和示教系统;
运用自诊断功能;
运用模式识别技术。
3）小型化。
CNC系统体积的小型化便于将机、电装置揉合为一体。
新系统都采用三维安装方法，采用新型T盯彩色液晶薄型显示器。
提高可靠性。
数控系统比较贵重，用户期望发挥投资效益，要求设备可靠，特别是对要用在长时间无人操作环境下运行的数控系统，可靠性成为人们最为关注的问题。
4）具有更高的通信功能。
为适应FMC、FMS以及进一步联网组成CIMS的要求，一般的数控系统都具有RS一-232C和RS～422高速串行接口，高档的数控系统应具有I）NC接口。
现代数控机床为了适应自动化技术的进一步发展，满足工厂自动化规模越来越大的要求，满足不同厂家不同类型数控机床联网的需要，纷纷采用MAP工业控制网络。
5）具有开放性。
传统的数控系统是一种专用封闭式系统，各个厂家的产品之间以及与通用计算机之间不兼容，维修、升级困难，越来越难以满足市场对数控技术的要求。
为此，提出了开放式数控系统的概念，国内外正在大力研究开发开放式数控系统，有些已进入实用阶段。
6结束语
在现代模具数控加工中，不断改进加工工艺方法和提高数控加工效率，是在现有的加工设备、人员技术储备上的改革。
当代机械加工不断发展的现下，激烈的市场竞争。
为了生存使现在企业大都在进行这项改革。
模具数控加工中，工艺是其灵魂，效率是根本，工艺的好坏直接影响模具的质量而效率的高低将决定模具的加工成本。
所以，在不断发展的现代，模具加工工艺要不断地改革优化同时要采取有效的措施来提高其加工效率。
本文做出了自己的观点与理解，希望能得到广大老师和同学的批评指正。
参考文献
[1]朱江峰,黎震.先进制造技术[M].北京:
北京理工大学出版社,2001
[2]段友良.模具数控加工技术[M].湖南:
湖南大学出版社,2009
[3]王威.谈谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].机电信息,2010（18）
[4]李海萍.模具数控加工技术的研究与发展[J].机械设计与制造,2008
[5]赵长明,刘万菊.数控加工工艺及设备[M].北京:
高等教育出版社,2008
[6]罗学科.数控机床编程与操作实例[M].北京:
化学工业出版社,2001
升级会员 