bf88:模具型芯的数控加工工艺分析

  数控加工工艺是指采用数字控制机床加工零件时，所运用很多方法和技术方法的总和，应用于整个数控加工工艺过程。由于数控加工具有加工效率高、质量稳定、对工人技术方面的要求相比来说较低、一次装夹能够实现复杂曲面的加工等特点，所以，数控加工在模具制造业的应用愈来愈普遍，地位也慢慢变得重要。数控工艺设计的好坏将直接影响数控加工尺寸的尺寸精度和表面上的质量、加工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直接影响加工的安全性。下面通过实例对典型模具成型零件的数控加工工艺进行

  本文举例的产品为一款儿童产品的装饰物，材料为ABS。由该产品图(图1)能够准确的看出，产品的结构最简单，表面平整，侧面有半圆孔，顶部有多个圆孔。由于该产品是装饰品，不属于精密的结构件，故产品的外观品质要求较高，尺寸公差要求不严格。

  在获得产品的实体造型或者工程图后，其模具能够正常的使用Pro/ENGINEER、NX或者MasterCAM中的CAD功能进行设计，设计出来的模具型芯如图2所示。

  (2)型芯胶位高度为35.8mm，椭圆面与三角形面相交的位置圆角偏小，只有R1mm。这些位置用铣刀直接加工的话难度较大，可通过放电加工达到要求。

  由于产品的尺寸公差要求不高，所以能对该型芯直接用数字控制机床进行精加工。

  数控加工工艺与传统的加工工艺是有一定区别的。由于数控机床大多都不具备工艺解决能力，工艺流程的每一细节都必须预先确定，加工按照编好的程序自动完成，因此, 必须在编程前对加工工艺做详细的分析，并设计好相应的加工工序。

  数控加工多采用工序集中原则来加工，因此，在选择工艺基准时，应尽可能选择正真适合的基准要素，减少装夹次数，提高加工效率和加工精度;同时，选择定位基准时，需参照图纸的要求，使工艺基准与设计基准重合，减少因基准不重合带来的误差。

  本例中，工件毛坯是经过磨削加工的长方体坯料，平行度、垂直度和尺寸精度都已得到保证，因此，能选用长宽两方向相对面作为水平方向(XY方向)的基准;选用底面作为高度方向(Z方向)的基准。同时在机床上找一对刀基准，以保证换刀后仍旧能准确地找到编程的高度基准，即工件坐标系的Z0点。这些基准面在数控工艺流程中不再加工，作为加工基准能够保证基准的准确性和前后的统一性。

  铣削加工时，工件的装夹方式一般有采用压板加螺栓装夹、使用机用平口钳装夹和使用专用夹具装夹等形式。模具型芯属于单件订单生产，一般不使用专用夹具;本模具型芯的尺寸为200×170×65mm，属于小型工件，因此，选择用机用平口钳进行装夹。

  采用机用平口钳装夹时，要考虑到型芯的高度为35.8mm，因此，装夹后毛坯顶面离平口钳钳口的高度应大于35.8mm，底面可用等高垫铁垫起。

  在数控机床上加工的零件，一般按照工序集中的原则划分工序，即每道工序应包括尽可能多的加工内容。工序划分方法有按所用的刀具划分、按安装次数划分、按粗精加工划分或按加工部位划分等。本例为模具型芯，属于单件生产，故在安排加工顺序时以工序集中为原则，以减少换刀次数，提高加工效率。

  加工顺序安排得是不是合理，直接影响着加工质量，加工效率和加工成本。在选择加工顺序时，要根据毛坯情况和零件结构，结合零件的定位基准和装夹方法，重点需考虑保证工件在工艺流程中的刚性不受破坏，减少变形，保证加工质量。

  本模具型芯的毛坯料为长方体，制品分型面加工切削量较大，必须先进行粗加工，然后再经过半精加工和精加工完成。加工完分型面后，再按顺序精加工顶面、碰穿面和胶位。