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.