轮胎模具活字块加工工艺参数的选择

胡海明，杨鸿远，王科

(1.青岛科技大学机电工程学院山东省高分子材料先进制造技术重点实验室，山东 青岛266061；2.青岛软控精工有限公司，山东 青岛 266101)

轮胎模具活字块加工工艺参数的选择

Selection of process parameters of tire mold type block

胡海明1，2，杨鸿远2，王科1

(1.青岛科技大学机电工程学院山东省高分子材料先进制造技术重点实验室，山东 青岛266061；2.青岛软控精工有限公司，山东 青岛 266101)

Selection of process parameters of tire mold type block

轮胎模具活字块是模具侧板上重要部件，它与活字块槽的配合精度大于0.02 mm时，轮胎表面就会出现胶边。通过对加工参数的标准设定，活字块的加工精度和表面粗糙度可达到一致，提高了加工效率和加工质量。

活字块；刀具；加工参数

轮胎模具侧板中常设计有活字块，目的就是轮胎厂家可方便替换活字块内容。活字块结构如图1所示。活字块与侧板活字块槽配合面要求严格，公差控制在0.02 mm以内，以防硫化轮胎时溢料，影响轮胎表面质量。因此活字块加工参数与加工工艺对活字块加工质量极其重要。

1 活字块加工工艺

活字块加工一般安排在三轴数控铣床加工。工艺路线如下：

下料→开粗→加工配合面→加工壁空→配合面精光→倒角→加工排气槽

图1 活字块

1.1 刀具的选择

刀具是保证加工顺利的主要因素，总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。活字块加工主要为周边轮廓和平面加工。周边轮廓的加工常采用立铣刀；平面加工常采用硬质合金铣刀。

1.2 切削用量选择

粗加工时，一般以提高生产效率为主，相应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本[1]。主要影响因素为：

（1）切削速度Vc

切削速度Vc是影响生产率的重要因素。Vc与刀具耐用度密切相关，Vc增大，刀具耐用度下降。另外，切削速度与加工材料也有很大关系。

（2）主轴转速n

主轴转速n是根据切削速度Vc来选定，理论计算公式为：

n=1 000Vc/πD

N——刀具转速，r/min；

Vc——切削速度，m/min；

D——刀具直径，mm。

数控机床的控制面板上设有主轴转速修调（倍率） 开关，可对加工过程中主轴的转速进行整倍数调整。

（3） 切削深度ap

在机床和刀具刚度允许的情况下，可以使切削深度ap等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。

（4）切削宽度ae

切削宽度ae与刀具直径d成正比，与切削深度ap成反比。

（5） 进给速度Vf

进给速度由下式给出：

Vf=n∙f∙z

Vf——进给量，又称进给速度，mm/min；

n——刀具转速，r/min；

f——刀具每转过一个齿，工件沿进给方向移动的距离，即每齿进给量，mm/z。

根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择进给速度Vf。加工表面粗糙度要求低时，Vf可在100～200 mm/min范围内选取；当加工精度、表面粗糙度要求较高时，Vf应选小些，一般在50～80 mm/min范围内选取。在加工过程中，Vf可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整。

2 加工参数选择

2.1 粗铣参数

活字块开粗一般分为板上下件，飞刀飞件两种，所用刀具分别为D16白钢刀，D32R0.8机夹刀。D16白钢刀在加工过程中所用切削用 量 为 n取 700 r/min，Vf取 200 mm/min；D32R0.8机夹刀在加工过程中切削用量为n取2 200 r/min，Vf取3 000 mm/min。

编程时吃刀量的选择很重要，每层吃刀量过小，而导致落料时落料刀负担加重等情况。合理的吃刀量可大大减少操作者的辅助加工时间，提高生产效率。吃刀量要求：

（1）高度尺寸大于23 mm的活字块，编程时下到（原有尺寸+3）mm的位置，程序分为四层铣削。

（2）高度尺寸在20～23 mm的活字块，编程时下到（原有尺寸+1）mm的位置，程序分为三层铣削。

（3）高度尺寸小于20 mm的活字块，编程时下到（原有尺寸+2）mm的位置，程序分为三层铣削。

（4）当活字块高度尺寸均未超过17.5 mm，则编程时下到（原有尺寸+1）mm的位置，程序分为三层铣削。

2.2 配合面精铣

活字块配合面是活字块与活字块槽相配合的部分，精度要求高。配合面精铣所用刀具为D12四刃硬质合金刀，加工时n取1 700 r/min，Vf取500 mm/min。

2.3 加工避空

在现有的活字块壁空大体可分为两种，台阶壁空和拔模壁空。台阶壁空精光所用刀具为D12成型刀具，加工时n取1 600 r/min，Vf取500 mm/min。拔模壁空精光为成型刀具，加工时n取1 600 r/min，Vf取500 mm/min。

3 结语

活字块加工参数标准化对编程技术文件、生产管理、加工进行了规范，同时对活字块加工质量提供了重要保证。

[1] 陈波，陈年华. 数控铣床常用刀具的合理选用[J]. 湖南工业职业技术学院学报，2010，10(3)：6～7.

(XS-05)

TQ330.4

：1009-797X(2015)04-0058-03

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.04.010

胡海明（1964- ），男，青岛科技大学教授，主要从事模具CAD的教学与科研工作。

2014-07-15