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关 键 词：塑料模具厂
行 业：加工 模具加工
发布时间：2023-01-29
模具加工工艺规程与策略制定
1.工艺规程制定
工艺规程必须针对加工对象，结合本企业实际生产条件进行制定，技术上要、经济上要合理。模具零部件加工工艺规程制定的一般步骤及所包含的基本内容如表2所示。
表2 加工工艺规程
2.数控加工工艺策略
1）粗加工
模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。在粗加工过程中通过利用国外的CAD/CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定，从而获得良好的加工质量。
（1）恒定的切削载荷；
通过计算获得恒定切削层面积和材料去除率，使切削载荷与磨损速率保持均衡，以提高寿命和加工质量；
（2）避免突然改变进给方向；
（3）避免将埋入工件。如加工模具型腔时，应避免垂直插入工件，而应采用倾斜下刀方式(常用倾斜角为20°～30°)，好采用螺旋式下刀以降低载荷；加工模具型芯时，应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件；
（4）切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式(或圆弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；
（5）采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削热，减小受力和加工硬化程度，提高加工质量。
2）半精加工
模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀，这对于工具钢模具尤为重要，因为它将影响精加工时切削层面积的变化及载荷的变化，从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。
粗加工是基于体积模型(Volume model)，精加工则是基于面模型(Su rface model)。而以前开发的CAD/CAM系统对零件的几何描述是不连续的，由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息，故粗加工表面的剩余加工余量分布及大剩余加工余量均是未知的。
因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。优化过程包括：粗加工后轮廓的计算、大剩余加工余量的计算、大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。
现有的模具加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能，并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。CIMATRON软件提供清根加工（CLEAN UP）来粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。Pro/Engineer软件的局部铣削(Local milling)具有相似的功能，如局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等，该工序只用一把小直径铣刀来粗加工未切到的角落，然后再进行半精加工；如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量，则该工序不仅可粗加工未切到的角落，还可完成半精加工。
3）精加工
模具的精加工策略取决于与工件的接触点，而与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工，应尽可能在一个工序中进行连续加工，而不是对各个曲面分别进行加工，以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化，如果只定义加工的侧吃刀量(Step over)，可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀，从而影响加工质量。CIMATRON软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，使用Clean Between Pass(刀间残留面积高度)来调整步距。Pro/Engineer 软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，再定义加工表面残留面积高度(Scallop machine)。一般情况下，精加工曲面的曲率半径应大于半径的1.5倍，以避免进给方向的突然转变。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件时，进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接，避免采用直线转接，以保持切削过程的平稳性。
四、加工实例
在现代化的模具生产中，随着对产品功能要求的提高，产品内部结构也变得越来越复杂，相应的模具结构也要随之复杂化。
下面阐述了在电器盒塑料模具制造中所采用的新的设计制造工艺方法路线：先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计；然后根据产品的特点设计模具结构，生成模具型腔实体图和工程图；再在CIMATRON中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图，拟定数控加工工艺路线，输入加工参数，生成路径；后进行三维加工动态仿真，生成加工程序，并输送到数控机床进行自动加工。
在实际加工时需用内六角螺钉将四个方铁块固定于模芯上，然后再将这四个方铁块固定在机床工作台上即可。
1) 加工精度要求高 一副模具一般是由凹模、凸模和模架组成，有些还可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合，镶块与型腔的组合，模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达μm级。
(2) 形面复杂 有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器，其形状的表面是由多种曲面组合而成，因此，模具型腔面就很复杂。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。
(3) 批量小 模具的生产不是大批量成批生产，在很多情况下往往只生产一付。
(4) 工序多 模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。
(5) 重复性投产 模具的使用是有寿命的。当一付模具的使用超过其寿命时，就要更换新的模具，所以模具的生产往往有重复性。
(6) 仿形加工 模具生产中有时既没有图样，也没有数据，而且要根据实物进行仿形加工。这就要求仿制精度高，不变形。
(7) 模具材料优异，硬度高 模具的主要材料多采用合金钢制造，特别是高寿命的模具，常采用Crl2，CrWMn等莱氏体钢制造。这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理均有严格要求。因此加工工艺的编制就更加不容忽视，热处理变形也是加工中需认真对待的问题。
根据上述诸多特点，在选用机床上要尽可能满足加工要求。如数控系统的功能要强，机床精度要高，刚性要好，热稳定性要好，具有仿形功能等。
开料：前模料、后模模料、镶件料、行位料、斜顶料；
开框：前模模框、后模模框；
开粗：前模模腔开粗、后模模腔开粗、分模线开粗；
铜公：前模铜公、后模铜公、分模线清角铜公；
线切割：镶件分模线、铜公、斜顶枕位；
电脑锣：精锣分模线、精锣后模模芯；
电火花：前模粗、铜公、公模线清角、后模骨位、 枕位；
钻孔、针孔、顶针；
行位、行位压极；
斜顶
复顶针、配顶针；
①唧咀、码模坑、垃圾钉（限位钉）；②飞模；③水口、撑头、弹簧、运水；
省模、抛光、前模、后模骨位；
细水结构、拉杆螺丝拉钩、弹簧
重要部件热处理、淬火、行位表面氮化；
修模刻字。
