模具數(shù)控加工質(zhì)量的因素分析

1、模具數(shù)控加工質(zhì)量的因素分析摘要：模具數(shù)控加工所占比例不斷增加及產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，都對產(chǎn)品的制造精度提出了更高的要求，本文通過對模具的總結(jié)，分析了影響數(shù)控加工質(zhì)量的相關(guān)因素；從機床、刀具、加工工藝、軟件和人等方面介紹了提高模具數(shù)控加工質(zhì)量的思路。關(guān)鍵詞：模塑公司 模具 加工質(zhì)量 因素分析現(xiàn)代模具制造業(yè)中，型腔型面設(shè)計日趨復雜，尤其是汽車模具中自由曲面所占比例不斷增加及產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，都對曲面的制造精度提出了更高的要求。因此，模具制造工藝系統(tǒng)的精度、數(shù)控系統(tǒng)的精度和模具制造的 CAM 技術(shù)都會對曲面加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。而包含自由曲面模具基本上都是利用數(shù)控機床加工完成的。 一、刀具的正確選擇

2、和使用刀具的正確選擇和使用是影響數(shù)控加工質(zhì)量的重要因素。硬質(zhì)合金刀具應(yīng)用范圍在工業(yè)企業(yè)越來越廣，硬質(zhì)合金將代替大部分高速鋼刀具，包括鉆頭、立銑刀、絲錐等簡單通用刀具，使這一類刀具的切削速度有很大的提高，硬質(zhì)合金已經(jīng)在刀具材料中占主導地位，覆蓋大部分常規(guī)的加工領(lǐng)域。模具精加工中所用最小刀具的半徑應(yīng)小于或等于被加工零件上的內(nèi)輪廓圓角半徑，尤其是在拐角加工時，應(yīng)選用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補的方式進行加工，這樣可以避免采用直線插補而出現(xiàn)過切現(xiàn)象，做到精加工質(zhì)量“好”。高品質(zhì)硬質(zhì)合金刀具的出現(xiàn)，使得高速加工技術(shù)的發(fā)展日益成熟，極大的提高了模具加工速度、減少了加工工序、縮短甚至消除了耗時的

3、鉗工修復工作，從而極大地提高了模具數(shù)控加工質(zhì)量，縮短了模具的生產(chǎn)周期。因此模具的高速加工技術(shù)逐漸成為模塑公司技術(shù)改造最主要的內(nèi)容之一。二、加工工藝必須經(jīng)過驗證數(shù)控加工工藝源于傳統(tǒng)的加工工藝，將傳統(tǒng)的加工工藝、計算機數(shù)控技術(shù)、計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)有機地結(jié)合在一起，它的一個典型特征是將普通加工工藝完全融入數(shù)控加工工藝中。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的數(shù)控加工程序，源于周密、細致的技術(shù)可行性分析、總體工藝規(guī)劃和數(shù)控加工工藝設(shè)計。 編程員接到一個零件或產(chǎn)品的數(shù)控編程任務(wù)，主要的工作包括根據(jù)零件或產(chǎn)品的設(shè)計圖紙及相關(guān)技術(shù)文件進行數(shù)控加工工藝可行性分析，確定完成零件數(shù)控加工的加工方法；選擇

4、數(shù)控機床的類型和規(guī)格；確定加工坐標系、選擇夾具及其輔助工具、選擇刀具和刀具裝夾系統(tǒng)，規(guī)劃數(shù)控加工方案和工藝路線，劃分加工區(qū)域、設(shè)計數(shù)控加工工序內(nèi)容，編寫數(shù)控程序，進行數(shù)控程序調(diào)試和實際加工驗證，最后對所有的數(shù)控工藝文件進行完善、固化并存檔等方面的內(nèi)容。數(shù)控編程可以簡單的理解成從零件的設(shè)計圖開始，直到數(shù)控加工程序編制完成的整個過程。 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的核心，只有將數(shù)控加工工藝合理、科學地融入數(shù)控編程中，編程員才能編制出高質(zhì)量和高水平的數(shù)控程序。數(shù)控編程也是逐步完善數(shù)控工藝的過程。 普通加工工藝是數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)和技術(shù)保障，由于數(shù)控加工采用計算數(shù)控加工作為一種先進的加工方法，被廣泛地用于航

5、空工業(yè)、艦船工業(yè)、電子工業(yè)等高精度，復雜零件的加工生產(chǎn)。在模具數(shù)控加工中，從零件圖紙到加工出合格的零件，是一環(huán)套一環(huán)既復雜而又嚴密的工藝過程。每個階段的加工質(zhì)量出現(xiàn)問題，都會使加工過程中斷。下面結(jié)合具體加工實例進行分析：1、圖紙分析（1）加工內(nèi)容：此零件加工包括車端面，外圓，倒角，圓弧，螺紋，槽等。（2）工件坐標系：該零件加工需調(diào)頭，從圖紙上尺寸標注分析應(yīng)設(shè)置2個坐標系，2個工件零點均定于裝夾后的右端面（精加工面）裝夾50外圓，平端面，對刀，設(shè)置第1個工件原點。此端面做精加工面，以后不再加工。調(diào)頭裝夾48外圓，平端面，測量總長度，設(shè)置第2個工件原點（設(shè)在精加工端面上） （3）換刀點：（120，

6、200） （4）公差處理：尺寸公差取中值。 2、工藝處理 （1）工步和走刀路線的確定，按加工過程確定走刀路線如下：裝夾50外圓表面，探出65mm,粗加工零件左側(cè)外輪廓：245倒角，48外圓，R20，R16，R10圓弧。 精加工上述輪廓。 手工鉆孔，孔深至尺寸要求。粗加工孔內(nèi)輪廓。 精加工孔內(nèi)輪廓。調(diào)頭裝夾48外圓，粗加工零件右側(cè)外輪廓：245倒角，螺紋外圓，36端面，錐面，48外圓到圓弧面。精加工上述輪廓。切槽。 螺紋加工。 （2）刀具的選擇和切削用量的確定，根據(jù)加工內(nèi)容確定所用刀具如圖2所示：T0101外輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深2mm，主軸轉(zhuǎn)速800r/min,進給速度150

7、mm/min。 T0202外輪廓精加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速1500r/min,進給速度80mm/min。T0303切槽：刀寬4mm，主軸轉(zhuǎn)速450r/min,進給速度20mm/min。T0404加工螺紋：刀尖角60，主軸轉(zhuǎn)速400r/min,進給速度2mm/r（螺距）。 T0505鉆孔：鉆頭直徑16mm，主軸轉(zhuǎn)速450r/min。T0606內(nèi)輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深1mm，主軸轉(zhuǎn)速500r/min,進給速度100mm/min。T0707內(nèi)輪廓精加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深0.4mm，主軸轉(zhuǎn)速800r/min,進給速度60mm/min。3、數(shù)值

8、計算 未知點坐標計算：P1(40.7,-33.52),P2(42.95,-53.36) 螺紋尺寸計算：螺紋外圓32-0.2=31.8 4、編程經(jīng)對刀后刀尖點位于（120，200），加工前各把刀已經(jīng)完成對刀。裝夾50外圓，探出65mm，手動平端面。（程序略）數(shù)控加工工藝要考慮加工零件的工藝性，加工零件的定位基準和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路線、切削方法及工藝參數(shù)等，而這些在常規(guī)工藝中均可以簡化處理。因此，數(shù)控加工工藝比普通加工工藝要復雜得多，影響因素也多，因而有必要對數(shù)控編程的全過程進行綜合分析、合理安排，然后整體完善。數(shù)控加工工藝的設(shè)計過程必須周密、嚴謹，沒有錯誤。由于數(shù)控加工的自動化程

9、度高，安全和質(zhì)量是至關(guān)重要的。數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過驗證后才能用于指導生產(chǎn)。三、軟件和數(shù)控程序設(shè)計者的影響好的軟件確實可以提高模具的加工質(zhì)量和效率，但它也只是一個工具，我們需要的是有豐富的現(xiàn)場機械加工經(jīng)驗和理論知識，同時熟練掌握軟件功能的數(shù)控程序設(shè)計者，因為人才是模具數(shù)控加工中的決定因素，對數(shù)控加工的質(zhì)量和效率起到關(guān)鍵作用。因此，模具企業(yè)應(yīng)建立完善的程序設(shè)計員培養(yǎng)體系。所有的設(shè)計員都要先在數(shù)控操作的崗位上實習一段時間，經(jīng)過嚴格操作考核合格后方能進行數(shù)控程序的設(shè)計培訓。程序設(shè)計員必須會用公司所購買的所有正版數(shù)控加工軟件，并且熟練掌握至少一種后才能編制程序。為了保證模具的數(shù)控加工質(zhì)量，就必須有好的數(shù)

10、控程序。數(shù)控編程一般可分為 4 個階段：準備工作階段、技術(shù)方案階段、數(shù)控編程階段和程序定型階段。1、準備工作階段：根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)書，按要求接收技術(shù)數(shù)據(jù)，檢查數(shù)據(jù)的準確性、時效性。明確生產(chǎn)計劃，能否按時完成。 2、技術(shù)方案階段：數(shù)控編程前的首要工作是制定技術(shù)方案。公司把數(shù)控工藝和刀路程序設(shè)計合并由程序設(shè)計員一人負責。技術(shù)方案階段主要任務(wù)是根據(jù)車間的制造資源，編制數(shù)控加工的工藝方案。為了做好技術(shù)方案，必須了解加工環(huán)境和制造資源，包括：機床、刀具、夾具、軟件、工藝資源、毛坯（如毛料、鍛件、鑄件、熱處理、切削性能、預(yù)加工）等，還要對零件的技術(shù)要求弄清楚，如公差要求、光潔度、薄壁件的允許變形、裝配關(guān)系等。

11、3、數(shù)控編程階段：在編程準備期間，主要的依據(jù)是三維數(shù)據(jù)和工藝文件。程序設(shè)計員要分析零件的幾何特征，構(gòu)思加工過程，結(jié)合機床具體情況，考慮工件的定位，選用夾具。數(shù)控編程的第一步要正確定義加工坐標系，選擇好對刀點。選擇的編程原點應(yīng)方便編程、便于測量檢查、便于操作，同時考慮引起的加工誤差較小。第二步是按照數(shù)控工藝方案一步一步地在計算機上編制刀具軌跡。第三步是驗證程序的正確性，可行性?？梢酝ㄟ^計算機仿真模擬或試切削樣件。第四步是優(yōu)化程序。4、程序定型階段：由主管領(lǐng)導審核數(shù)控編程刀路，合格后填寫數(shù)控加工程序單，繪制加工簡圖。到現(xiàn)場了解程序執(zhí)行情況，總結(jié)程序編制經(jīng)驗。四、機床操作者的影響在影響模具數(shù)控加工質(zhì)量因素中，機床操作者因素的是十分重要的因素。這是因為機床操作者是數(shù)控加工的執(zhí)行人，他們對數(shù)控加工質(zhì)量的控制也是很明顯的。他們在執(zhí)行加工任務(wù)的過程中對機床、刀柄、刀具、加工工藝、軟件和切削參數(shù)的實時狀態(tài)最了解，他們的各項操作對數(shù)控加工影響最直接，所以機床操作者的技能和責任心也是提高數(shù)控加工質(zhì)量關(guān)鍵因素。雖然機床等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的，但人才是影響數(shù)控加工質(zhì)量的決定性因素，