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模具型芯的數(shù)控加工工藝分析

作者: 時(shí)間:2011-06-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

模具的型芯和型腔往往具有各種自由曲面,非常適合在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。與普通加工有較大區(qū)別。本文結(jié)合兒童產(chǎn)品裝飾物的設(shè)計(jì),和總結(jié)了模具的工藝特點(diǎn),為模具的數(shù)控工藝設(shè)計(jì)提供了借鑒。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194900.htm

  數(shù)控加工工藝是指采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí),所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和,應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。由于數(shù)控加工具有加工效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、對工人技術(shù)要求相對較低、一次裝夾可以完成復(fù)雜曲面的加工等特點(diǎn),所以,數(shù)控加工在模具制造行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,地位也越來越重要。數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的好壞將直接影響數(shù)控加工尺寸的尺寸精度和表面質(zhì)量、加工時(shí)間的長短、材料和人工的耗費(fèi),甚至直接影響加工的安全性。下面通過實(shí)例對典型模具成型零件的數(shù)控加工工藝進(jìn)行。

  一、產(chǎn)品

  本文舉例的產(chǎn)品為一款兒童產(chǎn)品的裝飾物,材料為ABS。由該產(chǎn)品圖(圖1)可以看出,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡單,表面平整,側(cè)面有半圓孔,頂部有多個(gè)圓孔。由于該產(chǎn)品是裝飾品,不屬于精密的結(jié)構(gòu)件,故產(chǎn)品的外觀質(zhì)量要求較高,尺寸公差要求不嚴(yán)格。

  

圖1

二、成型零件結(jié)構(gòu)與分析

  在獲得產(chǎn)品的實(shí)體造型或者工程圖后,其模具可以使用Pro/ENGINEER、NX或者M(jìn)asterCAM中的CAD功能進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出來的如圖2所示。

  該具有以下特點(diǎn):

  (1)型芯毛坯尺寸為200×170×65mm,加工后尺寸為160.8×126.6×35.8mm,材料為S136鋼。

  (2)型芯膠位高度為35.8mm,橢圓面與三角形面相交的位置圓角偏小,只有R1mm。這些位置用銑刀直接加工的話難度較大,可以利用放電加工達(dá)到要求。

  由于產(chǎn)品的尺寸公差要求不高,所以可以對該型芯直接使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精加工。

  三、工藝分析

  數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)的加工工藝是有一定區(qū)別的。由于數(shù)控機(jī)床大多都不具備工藝處理能力,加工過程的每一細(xì)節(jié)都必須預(yù)先確定,加工按照編好的程序自動(dòng)完成,因此, 必須在編程前對加工工藝做詳細(xì)的分析,并設(shè)計(jì)好相應(yīng)的加工工序。

  1.工藝基準(zhǔn)選擇

  數(shù)控加工多采用工序集中原則進(jìn)行加工,因此,在選擇工藝基準(zhǔn)時(shí),應(yīng)盡可能選擇合適的基準(zhǔn)要素,減少裝夾次數(shù),提高加工效率和加工精度;同時(shí),選擇定位基準(zhǔn)時(shí),需參照圖紙的要求,使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,減少因基準(zhǔn)不重合帶來的誤差。

  本例中,工件毛坯是經(jīng)過磨削加工的長方體坯料,平行度、垂直度和尺寸精度都已得到保證,因此,可以選用長寬兩方向相對面作為水平方向(XY方向)的基準(zhǔn);選用底面作為高度方向(Z方向)的基準(zhǔn)。同時(shí)在機(jī)床上找一對刀基準(zhǔn),以保證換刀后仍然可以準(zhǔn)確地找到編程的高度基準(zhǔn),即工件坐標(biāo)系的Z0點(diǎn)。這些基準(zhǔn)面在數(shù)控加工過程中不再加工,作為加工基準(zhǔn)可以保證基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和前后的統(tǒng)一性。

  2.裝夾方式的選擇

  銑削加工時(shí),工件的裝夾方式一般有采用壓板加螺栓裝夾、使用機(jī)用平口鉗裝夾和使用專用夾具裝夾等形式。模具型芯屬于單件訂單生產(chǎn),一般不使用專用夾具;本模具型芯的尺寸為200×170×65mm,屬于小型工件,因此,選擇用機(jī)用平口鉗進(jìn)行裝夾。

  采用機(jī)用平口鉗裝夾時(shí),要考慮到型芯的高度為35.8mm,因此,裝夾后毛坯頂面離平口鉗鉗口的高度應(yīng)大于35.8mm,底面可用等高墊鐵墊起。

  3.加工順序安排

  在數(shù)控機(jī)床上加工的零件,一般按照工序集中的原則劃分工序,即每道工序應(yīng)包括盡可能多的加工內(nèi)容。工序劃分方法有按所用的刀具劃分、按安裝次數(shù)劃分、按粗精加工劃分或按加工部位劃分等。本例為模具型芯,屬于單件生產(chǎn),故在安排加工順序時(shí)以工序集中為原則,以減少換刀次數(shù),提高加工效率。

  加工順序安排得是否合理,直接影響著加工質(zhì)量,加工效率和加工成本。在選擇加工順序時(shí),要根據(jù)毛坯情況和零件結(jié)構(gòu),結(jié)合零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方法,重點(diǎn)需考慮保證工件在加工過程中的剛性不受破壞,減少變形,保證加工質(zhì)量。

  本模具型芯的毛坯料為長方體,制品分型面加工切削量較大,必須先進(jìn)行粗加工,然后再經(jīng)過半精加工和精加工完成。加工完分型面后,再按順序精加工頂面、碰穿面和膠位。

  

表1
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