数控铣加工模具零件工艺的优化设计

王岩

摘 要：在我国现代经济技术不断发展的过程中，我国产品加工行业水平也有了进一步的提高。现代加工产业正处于转型阶段，机械加工过程中广泛使用机床。目前，数控加工机组属于现代机械加工产业的核心，模具是数控加工中的核心构件。所以，模具自身设计及质量与加工行业发展具有密切的联系。基于此，本文就数控铣加工模具零件工艺的优化设计进行分析，希望能够为相关工作者提供参考。

关键词：数控铣；加工模具；零件；优化

中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）20-0061-02

Optimization Design of CNC Milling Die Parts Process

WANG Yan

（Kaifeng Technician College， Kaifeng Henan 475000）

Abstract： In the process of the continuous development of modern economic technology in China， the level of China's product processing industry has also been further improved. The modern processing industry is in the transformation stage， and machine tools are widely used in the machining process. CNC machining units are the core of the modern machining industry， and molds are the core components of CNC machining. Therefore， the design of the mold itself and the development of the quality and processing industry are closely related. Based on this， this paper analyzed the process optimization design of CNC milling die parts， and hoped to provide reference for related work.

Keywords： CNC milling；machining die；parts；optimization

我國机械加工行业目前正处于高速发展的阶段，数控机床的应用也较为广泛，如汽车、模具、航天、电子、机械等领域都会用到数控机床。数控机床能够有效加工形状复杂的零件，能够有效实现自动化加工，提高生产效率，并且降低加工成本。但是，目前数控机床加工中还存在部分问题，比如误差较大。所以，有必要对数控机床加工模具零件工艺进行优化。

1 数控铣加工工艺及存在的问题

1.1 倒角立铣刀加工

一般，立铣刀加工过程中刀具的参数为：主轴速度设置为1 200r/min，进给量设置为100mm/min，刀尖倒角β设置为30°，平头立铣刀直径设置为14mm。使用倒角立铣刀加工的时候，刀具表面会有残留物，导致理想面与基准点距离不满足标准。在处理基准点残留量的过程中，所得面积的理想面不满足标准。如果在这样的状态下继续加工制造，缺乏标准基准线，也就无法使加工的零部件的尺寸满足使用需求[1]。

1.2 不倒角立铣刀加工

有效掌握数控机床加工情况，能够提高斜面接触和刀具接触的设计效果，还能够在模具零件峰谷两侧进行加工。但是，在实际使用过程中，加工表面也存在残留的问题，要想解决此残留问题，可以利用精加工工序将残留去除，从而得到需求尺寸。在设置刀具加工参数的过程中降低加工增量值，就能够得到小峰值，以此降低表面残留量及加工难度。但是，在实际加工过程中，此种情况不仅会使工序及加工时间增加，还会降低工作效率。这说明，不倒角立铣刀技工方法在理论上较为理想，但是在实际使用过程中存在多种问题。例如，倒角不为0，不倒角刚度及强度降低，就会提高刀具磨损度，还会出现崩刃情况，致使加工零件表面粗糙。

2 数控铣加工模具零件工艺的优化方法

2.1 优化模具数控编程流程

在实现模具零部件加工的过程中，数控铣加工技术针对本质进行分析，并且利用数控机床进行操作，能够对数控流程编程进行控制，从而保证加工质量。一般情况下，流程主要包括准备、方案、编程及定型。①准备。在实现零部件加工之前要预先准备，编程人员要对相关数据信息进行仔细阅读并且分析，之后制作数控编程程序并且处理。②方案。准备工作完成之后，编程人员要结合车间现有资源，比如机床、刀具、生产能力及设备等，从而制定生产零部件模具流程。③编程。此阶段为模具数控流程最重要的环节，在制定编程过程中，要结合零部件特点，构思加工过程及方法。其次，还要考虑加工机床和车间情况，选择合适的夹具等零件，以选择的方案为基础，利用计算机计算运动轨迹。之后通过仿真软件实现认证，对刀轨进行调整，从而保证程序精准性。④定型。此阶段不仅为编写数控流程最后的阶段，还是最主要的验收阶段，此阶段主要使用的程序包括PRT格式文件及CLS格式文件。

2.2 优化加工方式

在加工的过程中，要保证斜面中刀具运动的平稳性，不能突然改变刀具运动的方向，在斜面及斜面之间圆弧处减少铣削给进速度。零件和刀具斜面在刚接触的时候，后刀面与零件摩擦力较大，此种情况会导致刀具共振。刀具运行到斜面圆弧地方的时候，切入角与铣削长度会增加，铣时切削厚度较薄。逆铣和逆铣情况不同，因为铣刀弹性会导致刀具共振，从而导致过切情况出现。

选择切削量在模具加工过程中具有重要的作用，其对零件加工质量具有直接的影响。所以，在加工模具过程中，选择良好切削速度及切削量，能够保证加工表面理想。选择切削量的过程中，满足刚度需求，就能够设置相同的切削深度及零件加工深度，减少走刀次数。

在铣刀加工路径选择的过程中，要保证零件加工精度及表面粗糙度，并且要降低走刀路线及空刀。如图1所示，在零件斜面相邻的两行切刀路间采用一定半径的圆弧过渡，在软件所提供的刀路光顺化设置后，在相邻行切刀路中的行间移刀中增加一定半径的圆弧过渡，也就是图1中的②。之后，通过设置，在图1中①处添加半径圆弧过渡，从而有效避免两次走刀过程中的突然转弯情况，以此使铣刀自然地转移到下一个加工路线中。假如加工斜面高度相同，也能够添加一定半径圆弧过渡。

在加工模具内斜面的过程中，不能够垂直下刀，要使用螺旋进刀。垂直下刀切削的速度降低，所以增加了模具及铣刀的切削力，加重刀具的磨损，导致加工过程中加工表面的粗糙度增加。使用螺旋筋能够避免出现此种情况。比如图2中①，在使用螺旋进刀的过程中，还要合理设置螺旋直径范围，那么在螺旋直径比设置范围小的时候，系统就会降低螺旋直径下刀，详见图2中②。另外，螺旋直径范围也不能够过小，过小就是垂直下刀，这个时候应改用斜坡下刀，加工过程中考虑斜坡下刀次数，尽量实现斜坡下刀，因为反复斜坡加工会导致出现振动，进而导致加工表面出现刀痕。所以，在加工带曲面的模具时，假如刀具两行之间间距较小，就要选择特定的加工方式。在精加工的过程中，假如刀具两行间距较小，即便是提高半径圆弧过渡，也会导致出现直线过渡，这个时候就要使用图2中③的摆线进给加工方式，增加两刀之间间距，从而保证加工质量。

3 结语

本文分析了模具零部件使用功能数控铣加工技术的方法优化，其主要目的就是使铣加工技术水平得到提高，并且使零部件加工质量得到保证，使成本投入得到降低，从而提高企业生产经济效益。

参考文献：

[1]刘汉华.数控铣加工模具零件工艺优化策略研究[J].科技创新与应用，2015（8）：64.