模具数控加工 高速数控加工技能在模具制作中的使用

吴志挺

（深圳市沙井作业高级中学 广东深圳 518000）

摘 要：高速数控加工是一种集高效、优质、低耗于一身的先进切削技能，编程是其间一项重要作业，也是一项创造性作业。本文剖析了高速数控加工特色，论说了高速数控加工编程战略，并探讨了选用球头铣刀高速切削加工三维曲面工件时刀路轨道生成的特别设定办法，关于高速加工编程具有必定的指导意义。

关键词：高速数控 加工技能 模具制作 运用

导言

高速数控加工技能是21世纪的一种先进制作技能，是集资料科学、信息科学、操控理论和制作技能为一体的归纳高新技能，相关于传统的切削加工，其切削速率、进给速率有了很大的行进，并且切削机理也不相同。高速数控加工包括多方面的技能，对机床、刀具等都有特别的要求，但数控编程是影响高速机床发挥效益的最关键因素。但是跟着高速数控加工设备的运用规模扩展，其对数控编程体系的要求也越来越高，仍然接连原有的一般数控设备的编程思路，会导致刀具磨损加重、外表粗糙度值上升等不良缺点呈现，鉴于此，本文从优化工艺进程、消除刀具非正常磨损的视点动身，详细论述模具高速加工数控编程的优化战略。[1]

一、高速数控加工特色剖析

在高速数控加工进程中，刀具的非正常破损是当时高速加工所面对的重要困难。而刀具的非正常破损又是因为不能坚持安稳的资料去除率，与尖利的转角或刀具方向的遽然改变等有亲近的联系，详细表现为：

（1）切削进程中切削负荷骤变，切屑进程中空行程多，导致切削不能接连，频频发生冲击。

（2）加工进程中切削方向骤变，即刀具轨道尖角多，切削速度不接连。

（3）切削进程中频频抬刀、进刀。

（4）在用球头铣刀加工三维曲面工件时，跟着三维曲面的改变，刀具刃口的实践接触点是在不断改变的，直径过大的球头铣刀的加工直径与名义直径相差太大，切削速度欠好匹配。

为确保高速加工顺利进行，进步零件的加工质量，延伸刀具寿数，缩短加工时刻，高速数控加工具有不同于一般数控加工的特别工艺要求，如坚持安稳的切削载荷、每齿进给量应尽或许坚持安稳，并坚持安稳的进给运动，使进给速度丢失降低到最小、防止走刀方向和加速度的遽然改变、程序处理速度最佳化等。

二、高速数控加工编程战略

运用计算机辅助制作（CAM）体系进行高速数控加工编程时，刀具途径不只要满意尺度和概括的高精度要求，一起还要考虑加工工艺的加工细节，挑选恰当的加工战略和工艺参数来优化各种刀具途径，以改进切削条件，削减加工时刻，削减刀具磨损，防止刀刃破损或刀柄折断等。

高速加工的刀具轨道有必要满意切削是等体积切削，即切削进程中切削力安稳，尽量削减空行程，尽量削减进给速度的丢失，通用的刀具途径。

为了满意上述基本要求，规划的刀具途径应是：

（1）进刀时选用螺旋或弧进刀，使刀具逐步切入零件，以确保切削力不发生骤变，延伸刀具寿数。

（2）切削速度的接连和无骤变，使切削接连平稳，不然，将发生冲击。

（3）切削时运用顺铣使切削进程安稳，不易过切，刀具磨损小，外表质量好。

（4）选用小的轴向切深以确保小的切削力、少的切削热和排屑的顺利。

（5）无切削方向骤变，即刀具轨道是无尖角的，一般加工轨道的尖角处用圆弧或其他曲线来替代然后确保切削方向的改变是逐步的而不是骤变的。

（6）选用等高线轨道，加工余量均匀的走刀道路可取得好的作用。选用等高线法的刀具轨道，刀具沿X或Y轴方向平动，完结金属的切除，这样可确保高速加工中切削余量均匀，对加工安稳，尤其是刀具寿数的延伸有利。传统办法的刀具轨道，刀具沿斜线方向时，X、Y方向的插补运动使加工余量不均匀，降低了刀具的耐

费用。

（7）走刀方向的优化在走刀方向的挑选上，以曲面平整性为点评准则，断定不同的走刀方向选取计划；关于曲率改变大的曲面以最大曲率半径方向为最优进给方向，对曲率改变小的面，以单条刀轨均匀长度最長为准则挑选走刀方向。

（8）刀位轨道生成依照刀位途径尽或许简化，尽量走直线，途径尽量润滑的要求挑选加工战略，挑选适宜的插补办法，确保加工面残留高度的要求，选用过渡圆弧的办法处理加工干与区，这样在加工时就不需求减速，进步加工功率。[2]

三、三维曲面高速铣削时刀路轨道生成的特别设定

在选用球头铣刀对三维曲面工件进行高速切削加工时，刀具的实践加工直径是随轴向进给量或刃口接触点而改变的。高速铣削机床的高转速主轴和高进给速度，要求尽量选用小的进给量和小的切削深度，且跟着三维曲面的改变，刀具刃口的实践接触点是在不断改变的，直径过大的球头铣刀的加工直径与名义直径相差太大，切削速度欠好匹配，不容易取得较高的外表质量。因而，为了坚持刀具的最佳切削速度及切削性能并取得最佳加工外表，最好的办法是在刀具的刚性能够战胜切削力的状况下选用直径尽或许小的刀具。

在设置刀路时要根据以上所说到的一些准则，首要的处理办法是附加合理的圆弧转接，下面以几个实例来阐明高速铣削的特别设定。

（1）在相邻的两行切刀路间附加油滑刀路转接。如图1所示，在运用软件所供给的刀路光顺化设置后，相邻行切刀路中的行间移刀中主动附加了油滑的转接（图1中②处所示）；别的通过必定的设置，在图1中①处又附加了油滑的刀具切入及切出转接。这样既确保了刀路轨道的滑润又有用的防止了两行切间的拐硬弯现象，使刀路滑润的转接到下一行去了，此种转接办法遍及的运用在各种曲面铣削办法中。

（2）在相邻的两层切削刀路间附加油滑刀路转接。在曲面等高切削等涉及到相邻两层切削刀路间的移刀状况呈现时，最有用的办法是附加油滑刀具转接。两层间的刀路圆弧转接既有用的处理了刀路滑润的要求，又契合螺旋下刀削减切削阻力的问题。

（3）运用摆线切削防止全刃径切削。在曲面切槽加工中，当用螺旋下刀切入工件后，正确的办法是运用摆线切削摇摆行进切开一道或两道通槽，而不是直接直线走刀切削通槽，在通槽切削出来后，再运用直线走刀进行切削。这样就有用的防止了全刃径的行进切削，使得整个曲面切槽加工的每刀的切削负荷愈加均匀了。

（4）当遇到圆形或近视圆形的槽时，摆线切削途径的空切削将会许多，这时能够选用如图2所示的螺线切削途径，螺线途径也有用的防止了全刃径的切削。

（5）运用有用的螺旋下刀切入工件。如图3中①处所示，当刀具切入工件时运用螺旋下刀滑润的切入到工件中去，别的还应该为螺旋直径设定必定的改变规模，当下刀方位不行螺旋直径时，体系会主动的减小下刀时螺旋的直径，只到能够下刀停止（图3中②处）。但螺旋的直径也不能无约束的减小，要遭到下限值的约束，当螺旋直径太小时，就近视的为直线下刀了，此刻要设定为选用斜坡下刀办法处理，并且最好运用一个斜坡就下到尺度处，来回的斜坡加工会发生很剧烈的硬拐弯。

以上这些设定不是独立存在的，往往是彼此穿插。要有用的完成高速铣削，还应该归纳考虑，要做到合理运用。如图1的办法在刀具行距离较大时能够运用，当精切时两行距离太小时，即便附加圆弧转接也会因圆弧直径太小而近视为直线转接，此刻要运用到如图3中③处所示的行间摆线横越，或是改变铣削办法，运用从中心摆线铣进，中心往两头分开环剥铣削，以添加两行的距离的办法。

结语

综上所述，高速加工技能在模具制作中有强壮的生命力和宽广的运用远景，高速加工机床和数控技能日趋老练。而高速加工技能的数控编程技能的开展显得相对落后，成为了限制高速加工技能在制作业中广泛运用的瓶颈。因而，技能研讨者应对高速加工的数控编程技能进行广泛而深化的研讨，不断完善优化模具高速加工数控编程，以寻觅彻底合适模具的高速加工的数控编程体系。

参考文献

[1] 李学飞，郭微.高速切削加工的运用[J].机电产品开发与立异.2013，26（6）：144-145

[2] 仲兴国.高速数控加工机床的编程战略[J].黑龙江科技信息.2016（11）：73-73