模具型芯的數控加工工藝分析

　　 4.刀具選用

　　刀具的選擇是數控加工工藝中的重要內容之一。加工刀具不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質量。由于數控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數控加工刀具提出了更高的要求，要求其具有精度高、強度大、剛性好和耐用度高等特點，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調整方便。數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合金銑刀，刀具參數如下：

　　(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的數控加工工藝過程

　　MaterCAM軟件是基于PC平臺的CAD/CAM系統(tǒng)，由于它對硬件要求不高，并且操作靈活、易學易用，廣泛應用于機械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領域，具有二維幾何圖形設計、三維曲面設計、刀具路徑模擬和加工實體模擬等功能。本例利用MasterCAM 9.1進行刀具路徑編制。其加工順序如表1所示。

　　上述加工步驟經過實際加工的驗證，證明加工效果良好，尺寸精度和表面加工質量符合圖紙的要求。

　　五、分析與小結

　　(1)數控機床在加工具有復雜曲面的模具成型零件中具有明顯的優(yōu)勢，只要工藝設計合理，可以完成80%以上的加工量。

　　(2)模具的數控加工一般為單件小批生產，故通常使用通用夾具進行裝夾，并且多為一次裝夾完成多個工序的加工，因此，在工藝設計時，應采用工序集中原則，讓工序盡量集中，同時，盡量減少換刀次數，以減少待機時間，提高機床利用率。

　　(3)模具成型零件一般可以通過粗加工→半精加工→精加工三個工序完成。在工藝設計時，必須注意定位基準的選擇，盡量保證定位基準與設計基準的重合，減少因基準不統(tǒng)一帶來的誤差。同時，定位基準的選擇應該使工件坐標系的設置變得簡單。

　　(4)選擇刀具時，應根據機床、工件材料和設計要求等諸多因素進行綜合考慮。刀具參數的設置要根據刀具廠商提高的參數為基準，同時根據加工條件進行相應的修改，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，盡量縮短裝刀長度，以減少刀具振動，延長刀具壽命，提高加工精度。