模具型芯的數(shù)控加工工藝分析

　　 4.刀具選用

　　刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一。加工刀具不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對(duì)數(shù)控加工刀具提出了更高的要求，要求其具有精度高、強(qiáng)度大、剛性好和耐用度高等特點(diǎn)，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。

　　本模具型芯的材料為S136鋼，硬度大概為220HB左右;毛坯裝夾采用平口鉗，提供了足夠的剛性。因此，本型芯的加工選用硬質(zhì)合金銑刀，刀具參數(shù)如下：

　　(1)直徑30mm，半徑為5mm的圓鼻刀;

　　(2)直徑16mm，半徑0.5mm的圓鼻刀;

　　(3)半徑為5mm的球頭刀;

　　(4)直徑為8mm的平底立銑刀。

　　四、基于MaterCAM的數(shù)控加工工藝過(guò)程

　　MaterCAM軟件是基于PC平臺(tái)的CAD/CAM系統(tǒng)，由于它對(duì)硬件要求不高，并且操作靈活、易學(xué)易用，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、模具制造、汽車(chē)工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域，具有二維幾何圖形設(shè)計(jì)、三維曲面設(shè)計(jì)、刀具路徑模擬和加工實(shí)體模擬等功能。本例利用MasterCAM 9.1進(jìn)行刀具路徑編制。其加工順序如表1所示。

　　上述加工步驟經(jīng)過(guò)實(shí)際加工的驗(yàn)證，證明加工效果良好，尺寸精度和表面加工質(zhì)量符合圖紙的要求。

　　五、分析與小結(jié)

　　(1)數(shù)控機(jī)床在加工具有復(fù)雜曲面的模具成型零件中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，只要工藝設(shè)計(jì)合理，可以完成80%以上的加工量。

　　(2)模具的數(shù)控加工一般為單件小批生產(chǎn)，故通常使用通用夾具進(jìn)行裝夾，并且多為一次裝夾完成多個(gè)工序的加工，因此，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用工序集中原則，讓工序盡量集中，同時(shí)，盡量減少換刀次數(shù)，以減少待機(jī)時(shí)間，提高機(jī)床利用率。

　　(3)模具成型零件一般可以通過(guò)粗加工→半精加工→精加工三個(gè)工序完成。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意定位基準(zhǔn)的選擇，盡量保證定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的重合，減少因基準(zhǔn)不統(tǒng)一帶來(lái)的誤差。同時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該使工件坐標(biāo)系的設(shè)置變得簡(jiǎn)單。

　　(4)選擇刀具時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)床、工件材料和設(shè)計(jì)要求等諸多因素進(jìn)行綜合考慮。刀具參數(shù)的設(shè)置要根據(jù)刀具廠商提高的參數(shù)為基準(zhǔn)，同時(shí)根據(jù)加工條件進(jìn)行相應(yīng)的修改，以盡量發(fā)揮刀具的潛能。保證刀具與工件不發(fā)生干涉的前提下，盡量縮短裝刀長(zhǎng)度，以減少刀具振動(dòng)，延長(zhǎng)刀具壽命，提高加工精度。