模具数控铣床加工

发表时间:2020/5/21   来源:《科学与技术》2020年第2期   作者:张旺杰 金贤斌 乐乐 张威 蒋金良
[导读] 随着我国经济、科技的全面发展,
        摘要:随着我国经济、科技的全面发展,相关产品制造商对各类机加工零部件的质量和精度提出了更高的要求。同时,制造业也呈现出智能化发展的趋势,如采用自动化数控铣床替代传统的普通机床加工设备,给模具的制造和生产带来了革命性的进步,推动制作业朝着智能化方向发展。基于此,本文指出了数控铣床在模具加工的优势,介绍了其工艺流程和加工中应注意的事项,并对现阶段数控铣床在模具加工中的应用进行了总结,旨在为我国制作业的全面发展提供一定的理论参考。 
        关键词:模具,数控铣床,加工,智能化
        当前,我国机械加工技术正处于高速发展阶段,为提高我国社会生产力提供了巨大贡献。同时,在市场经济条件下,模具制造的标准与要求越来越高,人们不断追求高精度、高质量、高标准以及多样化的模具,因此,模具传统的制造方法已经无法满足需求,难以跟上工业发展的步伐。因此,这也带来了数控技术在模具制造中的广泛应用,将数控铣床应用于模具加工上,能够有效解决复杂零件的加工问题,同时也极大的提高了加工自动化的程度,使得模具的生产效率大幅度提高,降低人工投入成本。
        1、数控铣床在模具加工的优势
        1.1、数控铣床具备较高的加工效率和精度
        精度和效率是机械制造技术的关键性能指标,过去传统的模具制造过程比较复杂,大部分环节都是通过人工手动制作,每个生产环节都需要大量的专业人员进行不间断的管理与监控,因此在模具制造过程中,存在着大量人为造成的不可控因素,生产效率不高,也影响了模具制造的质量。数控铣床内部具备高速运转的cpu芯片,使用多个控制系统,可以对机床动态特性和静态特性进行有效改善,从而有效的减少了人力加工带来的各类误差,使得模具加工具备较高的效率和精度。?
        1.2、数控铣床具有较高的加工柔性
        当模具制造行业应用数控技术以后,实现了机械自动化的控制,在运用数控铣床对模具加工时,数控机床采用二进制的输入方式,加工过程可对程序进行调整,从而实现多坐标联动,对主轴及进给速度可按加工工艺需要变化进行调整,即可实现对不同种类模具加工,无需定制专用工具夹,就可对多品种零件进行批量生产。数控铣床是数控技术与机械设备的有效结合,在加工中能充分发挥出数控技术的优势,增加了模具在制造、加工时可选择的种类,也可以满足不同类型的曲面以及空间上的特殊制造要求。
        1.3、数控铣床具备较高的自动控制功能
        数控铣床充分运用现代信息化与数字化技术,让机械在制造过程中实现自动化控制。可编程控制的方式使得数控铣床具备编程、检测、控制和管理等自动化控制功能,同时数控铣床还有标准的接口,通过接口实现与网络的互联,从而实现对整个加工过程的智能管控。数控技术运用到模具加工中,充分提高了生产自动化的程度,助力于我国的制造产业朝工业现代化的目标发展。
        2、数控铣床加工模具的工艺流程介绍
        2.1、数控铣床对模具加工的工艺有粗铣、半精铣和精加工。
        (1)粗铣。粗铣时应根据被加工曲面给出的余量,用立铣刀对等高面一层一层地铣削,这种粗铣效率较高。粗铣后的曲面类似于山坡上的“梯田”,“台阶”高度由粗铣精度决定。(2)半精铣。半精铣的目的是铣掉“梯田”的“台阶”,使被加工表面接近于理论曲面,半精加工的行距和步距可比精加工大,一般可采用球头铣刀,对精加工工序留出0.5mm左右的加工余量。(3)精加工。即对零件进行最终的加工,生产出符合理论计算的曲面,在精加工过程中,铣削的循环方式会影响切削力的形式和大小,使刀具产生不同的动态振动,对模具的加工精度产生决定性的影响。


         2.2、加工中的注意事项
        (1)运用球头铣刀铣削曲面时,其刀尖处的切削速度很低,如果用球刀垂直于被加工面铣削比较平缓的曲面时,球刀刀尖切出的表面质量比较差,所以应适当地提高主轴转速,另外还应避免用刀尖切削。(2)避免垂直下刀。平底圆柱铣刀有两种,一种是端面有顶尖孔,其端刃不过中心。另一种是端面无顶尖孔,端刃相连且过中心。在铣削曲面时,有顶尖孔的端铣刀绝对不能像钻头似的向下垂直进刀,除非预先钻有工艺孔。否则会把铣刀顶断。如果用无顶尖孔的端刀时可以垂直向下进刀,但由于刀刃角度太小,轴向力很大,所以也应尽量避免。正确的方法是向斜下方进刀,进到一定深度后再用侧刃横向切削。(3)在铣削凹槽面时,可以预钻出工艺孔以便下刀。用垂直进刀的方式效果虽然比平底的端铣刀要好,但也因轴向力过大、影响切削效果的缘故,因此应金量避免。(4)在铣削曲面零件时,如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、组织不均匀等现象时,应及时停止加工,以免浪费工时。(5)在铣削模具型腔比较复杂的曲面时,一般需要较长的周期,因此,在每次开机铣削前应对数控铣床、夹具、刀具进行适当的检查,以免在中途发生故障,影响加工精度,甚至造成废品。(6)在对模具型腔铣削时,应根据加工表面的粗糙度适当掌握修锉余量。对于铣削比较困难的部位,如果加工表面粗糙度较差,应适当多留些修锉余量,而对于平面、直角沟槽等容易加工的部位,应尽量降低加工表面粗糙度值,减少修锉工作量,避免因大面积修锉而影响型腔曲面的精度。
        3、数控铣床在模具加工中的应用
        在模具制造时,要充分利用好数控技术,生产出不同类型、难易程度不同的模具。数控铣床可以生产出原有传统的因生产技术结构复杂而在实践中难以生产的模具,在模具制造生产过程的应用主要体现在以下几个方面:第一,用于模具的轮廓加工,可以改善传统生产方法中效率低下的问题,有效地提高生产的效率。 第二,应用于模具的曲面加工中,通过对曲面加工工艺的应用,可以改变传统工艺对于一些特殊模型生产困难的局面,这一工艺也代表着数控铣床技术的特有优势,可以把曲面加工与信息软件相结合,再通过重新编程,就可以制造出不同类型的曲面产品,通过数控技术,可以保证产品的质量,减少次品,降低生产成本。 第三,数控铣床可以运用在孔加工中,许多模具都会涉及到钻孔与扩孔的工序,把数控技术引入这一加工之中,可以让多种工序在同一机床上完成,从而大大缩短制造时间,并且保证钻孔与其它工序加工的准确度。
   结论
        进入新世纪以来,我国的数控加工技术越来越成熟,为许多领域提供了技术上的支持,特别是在模具制造上,运用数控铣床对模具进行加工,可以让模具制造实现机械化与自动化生产,对生产效率的提高具有十分积极的意义。现阶段,社会对模具产品的多样性、功能性也提出了更高的要求,现如今市面上的模具产品更新速度逐渐增快,有好多品种小批量生产比重也不断提升。再者,随着现代航空运输和轻工消费生产速度加快,对各类复杂场景的应用也要求零部件具备较高的加工精度。因此,面对竞争越来越激烈的市场,只有不断提高数控铣加工的技术水平,使之不断朝向自动化、网络化、数字化方向发展,才能提高模具生产的效率与质量,从而让企业具备更大的核心竞争力。
        参考文献
[1]刘强.数控铣加工模具零件工艺优化策略分析[J].山东工业技术,2016(11)
[2]江文思.数控加工技术在模具制造中的应用探讨[J].南方农机,2018,49(15)
[3]石国军.模具制造中数控加工技术应用分析[J].现代工业经济和信息化,2018(8)
[4]苏新元.关于数控铣加工工艺编制探讨[J].现代工业经济和信息化. 2016(24)
                                               
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: