桂林金格電工電子材料科技有限公司（廣西 541002）文德林

主要講述我公司在加工凹模異形精密模具車(chē)削過(guò)程中遇到的技術(shù)難點(diǎn)，通過(guò)分析、解決該類模具加工過(guò)程中的技術(shù)困難、加工技巧與應(yīng)用，從而達(dá)到快速加工出高精度精密模具的目的。

1.加工難點(diǎn)分析

模具結(jié)構(gòu)如圖1所示，該凹模異形有以下特點(diǎn)：①該模具內(nèi)腔曲面結(jié)構(gòu)主要由R角（R5mm）、斜度（8°）、過(guò)度圓角（R20mm）、斜角（135°）等不規(guī)則曲線構(gòu)成。②該凹模底部有4個(gè)φ24mm沉孔，車(chē)削加工屬斷屑切削，會(huì)有刀尖崩裂現(xiàn)象，模具中心有φ20mm通孔。③該凹模、形位公差要求較高，內(nèi)、外圓連接處R5mm尺寸不允許有接刀痕跡出現(xiàn)。

針對(duì)以上模具特點(diǎn)，采用常規(guī)加工方法無(wú)法達(dá)到模具圖樣尺寸、形位公差要求。在此，本人在加工該凹模異形精密模具時(shí)，主要從內(nèi)、外圓加工過(guò)程中出現(xiàn)接刀痕質(zhì)量問(wèn)題，斷屑切削導(dǎo)致刀具磨損過(guò)快、刀具選用方面及加工編程技巧入手，快速完成車(chē)削該類模具精加工工序相關(guān)工作，以獲得高精度的精密模具產(chǎn)品。

圖1 凹模異形精密模具

2.分析、解決問(wèn)題

（1）工藝安排 根據(jù)該模具凹模異形特點(diǎn)工藝安排為：下料→粗車(chē)（內(nèi)、外圓分別留量0.5mm）→銑加工（孔類加工）→熱處理[硬度（58±2）HRC]→平磨（磨削模具兩端面，厚度留量0.6mm）→精車(chē)→ 鉗工（去毛刺、刻字）。其中（φ199.5±0.2）mm尺寸在粗車(chē)工序加工好，在磨床磨削工件下端面須注意，使磨量≤0.3 mm或見(jiàn)平該端面，以利于凹模曲面的完整車(chē)削加工，另一端面磨削加工見(jiàn)平即可，以便于做到：①觀察試車(chē)削時(shí)，檢查或測(cè)量刀具實(shí)際高度，達(dá)到精確控制刀具實(shí)際高度的目的。②精加工車(chē)削曲面完整性、完全性，保證模具曲面完整車(chē)出。這里主要講述車(chē)削該類凹模異形精密模具精車(chē)車(chē)削過(guò)程中遇到的問(wèn)題及分析、解決問(wèn)題的加工方案。

（2）刀具選型 加工該類型模具，其結(jié)構(gòu)為異形模具，如圖2所示，其內(nèi)腔曲面與外圓由一圓弧R5mm連接，并且內(nèi)腔曲面成一定角度，我們選擇刀具必須要考慮到：①加工刀具不能過(guò)切該內(nèi)腔曲面、斜面。②該刀具車(chē)削曲面，又能精確方便測(cè)量控制該曲面尺寸。結(jié)合以上幾個(gè)方面綜合考慮，選擇左偏刀，如圖3所示，在加工內(nèi)腔曲面時(shí)，先使用傳統(tǒng)方法內(nèi)孔鏜刀加工好該模具φ20mm中心孔，加工尺寸控制為（φ20±0.01）mm，加工曲面以此為工藝測(cè)量基礎(chǔ)孔，其核心作用是用剛才選好的這把刀具精車(chē)削曲面，車(chē)削路徑從距上端面R5mm圓上最高點(diǎn)3mm（車(chē)床x軸正方向）位置車(chē)削開(kāi)始，車(chē)削到（φ20±0.01）mm中心孔邊緣為刀具路徑終點(diǎn)，深度約為3～5mm，當(dāng)該刀具精車(chē)剛接觸到（φ20±0.01）mm孔邊緣時(shí)，就得到了我們需要的內(nèi)腔準(zhǔn)確曲面加工，編程以（φ20±0.01）mm孔為編程尺寸。同時(shí)該內(nèi)腔有沉孔，在切削過(guò)程中，一定會(huì)遇到刀片尖角R角較小磨損較快或刀尖崩裂現(xiàn)象，如使用刀尖角為R0.4mm或R0.2mm刀片，精車(chē)切削模具不久，經(jīng)常會(huì)發(fā)生刀尖崩裂或磨損較快現(xiàn)象，有很多人以常規(guī)思維都會(huì)想到選用R0.4mm刀尖角，其實(shí)，我們完全可根據(jù)該模具材質(zhì)硬度及圖樣要求最小R角（現(xiàn)圖樣為R5mm），選擇較大刀尖R角刀片，最佳選擇選用刀尖角為R0.8mmCBN刀片，這樣既可延長(zhǎng)刀片使用壽命，又能保證切削該模具產(chǎn)品質(zhì)量，有效提高加工效率。

圖2 異形模具實(shí)體

圖3 左偏刀

（3）編程加工技巧與應(yīng)用 加工上端面R5mm形成接刀痕原因主要有兩個(gè)方面：①所選用的內(nèi)圓、外圓刀刀具測(cè)量高度不準(zhǔn)確或有差異，從而出現(xiàn)切削形成較大臺(tái)階接刀痕現(xiàn)象。②在刀具測(cè)量高度準(zhǔn)確前提下，加工人員車(chē)削外圓尺寸R5mm時(shí)，直接采用R5mm編程而忽略刀具刀尖角、刀具角度，而另一把內(nèi)孔車(chē)削刀也忽略刀具刀尖角、刀具角度，這些差異直接導(dǎo)致車(chē)削R5mm接刀痕臺(tái)階出現(xiàn)，與實(shí)際的模具切削曲面不一致。

解決該難點(diǎn)方法：內(nèi)、外圓切削分別可采用G41、G42代碼編程，通過(guò)機(jī)床控制面板將刀具角度相關(guān)參數(shù)依次輸入，當(dāng)?shù)谝话淹鈭A刀將外圓R5mm及外徑尺寸車(chē)好后，第二把刀從距外圓3mm處并距上端面3mm高度處進(jìn)行切削，當(dāng)該刀具刀尖快接觸工件上端面時(shí)，機(jī)床暫停，用量具厚薄規(guī)塞尺再結(jié)合數(shù)控機(jī)床面板所顯示有效數(shù)值（z方向絕對(duì)值），這樣即可準(zhǔn)確測(cè)量出該刀具高度。當(dāng)車(chē)削內(nèi)腔曲面時(shí)，我們以前面車(chē)好的工藝孔（φ20±0.01）mm為基準(zhǔn)，這樣即可準(zhǔn)確車(chē)削出內(nèi)腔曲面，從而加工得到我們需要的模具。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上加工方法的應(yīng)用，有效解決了在精加工車(chē)削過(guò)程中該類凹模異形精密模具遇到的技術(shù)難題，同時(shí)在精密機(jī)械加工領(lǐng)域方面具有廣泛的推廣性和適用性。當(dāng)然，本人在機(jī)加工或編程過(guò)程中也遇到過(guò)不尋常的如刀片磨損、崩裂問(wèn)題，不過(guò)，只要我們?nèi)娓櫰浼庸み^(guò)程，分析原因，改善從加工細(xì)節(jié)著手，對(duì)癥下藥，就能真正解決精密模具或機(jī)械加工過(guò)程中遇到的問(wèn)題。