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        典型鋁擠壓分流模上模數(shù)控編程工藝解析

        2018-05-07 06:52:04程廣鄧朱永超
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)分析

        程廣鄧 朱永超

        摘 要:本文選取標(biāo)準(zhǔn)φ378mm分流模上模為講解示例,根據(jù)CAD二維圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)信息,重點(diǎn)分析此上模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合車間數(shù)控刀具情況,就加工區(qū)域的選擇、加工順序的安排、數(shù)控刀具的應(yīng)用等編程工藝中需要注意的環(huán)節(jié)做了重點(diǎn)闡述;目的是保證操機(jī)時的安全,減少裝夾換刀次數(shù),優(yōu)化機(jī)床走到方式,提高加工質(zhì)量和加工效率。

        關(guān)鍵詞:分流模上模 結(jié)構(gòu)分析 數(shù)控刀具 工藝解析

        中圖分類號:TG375.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2018)01(a)-0004-02

        數(shù)控銑削是鋁擠壓模具加工過程中的重要工序。通過查閱車間φ378mm標(biāo)準(zhǔn)模具加工工藝卡,可知粗銑加工占火前加工總時長的33.3%,精銑加工占火后加工總時長的38.5%;其加工費(fèi)用,粗銑占火前加工總費(fèi)用的42.0%,精銑占火后加工總費(fèi)用的29.5%;無論從加工用時還是加工費(fèi)用來看,數(shù)控銑都是整個模具加工過程中最需要控制好的環(huán)節(jié);而編程工藝的制定對數(shù)控銑削的質(zhì)量和效率起著決定性的作用,下面就如何做好此項(xiàng)工作做具體闡述。

        1 上模CAD圖紙準(zhǔn)備

        通過查詢車間設(shè)計(jì)圖紙庫,共收集φ378mm標(biāo)準(zhǔn)分流模模具圖紙100余套,按照上模厚度、模芯高度、入口有無減壓、出口有無沉橋等因素進(jìn)行篩選,最終選取YGΦ150×10分流模上模作為講解示例。準(zhǔn)備CAD二維圖紙如圖1。

        2 上模結(jié)構(gòu)分析

        該上模厚度為130mm、模芯高度為56mm,分流孔圓角半徑為R20mm,可選擇刀具半徑小于20mm的飛刀進(jìn)行加工;上模入口有減壓設(shè)計(jì),須從入口面進(jìn)行加工,如上模入口無減壓、模芯對分流孔無遮擋,且上模厚度加模芯高度在180mm左右,可考慮從出口面一次完成加工,減少裝夾次數(shù);模芯直徑為φ132.4mm,粗車直徑為φ160mm,粗車留量較小,可用同一把刀具完成加工,以減少換刀次數(shù);模芯下空刀直位長12mm、徑向深度5mm,選擇T型刀具,一是保證刀片長度小于下空刀直位長度,二是保證T型刀徑向可加工深度大于下空刀徑向深度,同時盡量選取大直徑T型刀具進(jìn)行加工,可提高加工效率。

        3 數(shù)控刀具情況

        3.1 車間常用數(shù)控刀具規(guī)格及加工深度

        車間常用數(shù)控刀具規(guī)格及加工深度見表1。

        3.2 數(shù)控加工刀具選用原則

        (1)用短不用長。刀具長度要根據(jù)刀具加工深度來決定,一般來說,刀具越短越好,必須考慮到使用時的剛性,必要時可采用加長桿或小直徑刀柄;在深腔加工時不要一次把刀具加持太長,可分兩段或幾段深度加工,有助于提高加工效率,例如:用D32R0.8的飛刀加工220mm的深腔時,刀具先夾持180mm、再夾持220mm(下且步距要相對減少),分兩段加工,以達(dá)到快速切削的目的。

        (2)用大不用小。粗加工盡可能考慮用大刀,z軸加工越深刀具直徑要越大;加工不到位的地方,可采用小直徑刀具進(jìn)行清角加工,對于不影響火后加工的地方可先不清角,等火后再一并加工到位。

        4 上模數(shù)控編程工藝解析

        (1)數(shù)控刀具的選擇。根據(jù)對上模結(jié)構(gòu)的分析,選用D32R0.8的飛刀分別對分流孔入口型腔、模芯、分流孔出口型腔進(jìn)行加工;再選用D40T10R3的T型刀具對模芯下空刀進(jìn)行加工。

        刀具加工參數(shù)設(shè)置如表1。

        (2)上模入口型腔的加工深度為上模厚度減去橋位根部至配合面的距離,此上模厚度為130mm,橋位根部距配合面的距離為60mm,故上模入口面的加工深度為130mm-60mm=70mm;上模出口型腔的加工深度為橋位根部距配合面的距離,但須根據(jù)模具大小、淬火留量多少,銑深3~6mm,保證入口面型腔與出口面型腔接通,故上模出口面的加工深度為63mm。

        (3)上模模芯工作帶直徑為φ132.4mm,粗車直徑為φ160mm,粗銑加工量單邊為(160mm-132.4mm)/2=13.8mm,選用D32R0.8的飛刀完成上模模芯的加工;工作帶要根據(jù)模具大小和熱處理方式進(jìn)行留量,一般留量在1.5~2.5mm之間;粗車高度為58mm,故z軸方向加工范圍為+58mm至配合面。刀具參數(shù)如表2所示。

        (4)上模模芯下空刀的加工分為兩個步驟,一是在下空刀直位處產(chǎn)生一個徑向上的刀路,z軸最小值為模芯下空刀高度-刀片長度-火前留量,故z軸最小值為38mm-10mm-2mm=+26mm,z軸最大值為z軸最小值+下切步距(與刀片長度一致),為26mm+10mm=+36mm,保證在z=+26mm的位置上產(chǎn)生一個徑向刀路;徑向加工深度為模芯下刀空徑向深度+模芯工帶留量,故徑向加工深度為5mm+1.5mm=6.5mm。二是沿z軸完成其余下空刀直位與斜位的加工,z軸銑削范圍為+26mm至配合面。需要注意的是,第一個步驟T型刀具的進(jìn)給率為800mm/min,因?yàn)榇藭r是滿刀切削,進(jìn)給率要慢些;第二個步驟T型刀具的進(jìn)給率為1500mm/min,此時切削發(fā)力點(diǎn)僅為刀片底部,對整個刀具的作用力較小,故可提高進(jìn)給率。

        (5)螺絲孔、銷孔的編程工藝須根據(jù)模具大小來制定。一般Φ378mm以下的小模具直接在數(shù)控銑床上完成加工,具體工藝是引鉆→鉆底孔、通孔→入口倒角→攻絲;對于Φ378mm以上的較大模具由數(shù)控銑床完成引鉆,再由鉆床工序完成鉆孔和攻絲的操作。編制鉆孔的數(shù)控程序時,可直接在數(shù)控銑床上面完成,其自帶的宏程序,具有極好的易讀性和易修改性,編寫出來的程序簡潔,通用性強(qiáng),而且機(jī)床在執(zhí)行此類程序時,較執(zhí)行CAM軟件生成的程序更加快捷,反應(yīng)更迅速。

        5 結(jié)語

        本文主要結(jié)合車間生產(chǎn)實(shí)際,對以YGΦ150×10分流模上模為典型代表的鋁擠壓模具做了結(jié)構(gòu)分析、數(shù)控刀具選擇、編程工藝解析等工作的闡述,為之后數(shù)控編程工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),確保編制出的數(shù)控程序符合設(shè)計(jì)圖紙的要求,同時最大程度的發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的加工效率,達(dá)到將本增效的目的,為企業(yè)創(chuàng)造出最大的經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 閻洪,包忠詡.鋁型材擠壓模CAD/CAE/CAM研究進(jìn)展[J].輕合金加工技術(shù),1999(10):1-4.

        [2] 劉靜安.鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)、制造、使用及維修[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.

        [3] 佚名.輕合金擠壓工具及模具(二)[J].南方冶金學(xué)院教材,2000.

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