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摘要：汽車(chē)模具中自由曲面所占比例不斷增加及產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，都對(duì)曲面的制造精度提出了更高的要求， 通過(guò)對(duì)模具數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，分析了影響數(shù)控加工質(zhì)量的相關(guān)因素；從機(jī)床、刀柄、刀具、加工工藝、軟件和切削參數(shù)等方面介紹了提高數(shù)控加工質(zhì)量所采取措施。
關(guān)鍵詞：模塑公司；模具；加工質(zhì)量；工藝；軟件

成都航天模塑股份有限公司是從事模具及汽車(chē)內(nèi)外飾件制造的專業(yè)化公司，公司擁有一支高素質(zhì)的研發(fā)、設(shè)計(jì)隊(duì)伍，以國(guó)際最先進(jìn)的軟件將六十余臺(tái)工作站相連接，以 CAD/CAM/CAE 技術(shù)及數(shù)十臺(tái)數(shù)控加工設(shè)備和數(shù)控注塑設(shè)備組成具有國(guó)際水平的產(chǎn)品研發(fā)體系和強(qiáng)大的模具制造、注塑能力。公司從引進(jìn)數(shù)控加工中心至今，已有了近二十年的數(shù)控設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)，深刻體會(huì)到模具制造發(fā)展到現(xiàn)階段已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)數(shù)控設(shè)備，數(shù)控加工向著高精度、高質(zhì)量、高速度、高自動(dòng)化方向發(fā)展！數(shù)控加工已經(jīng)成為模具制造不可缺少的工藝方法，并且將越來(lái)越重要，數(shù)控設(shè)備的多少和數(shù)控設(shè)備先進(jìn)性程度已經(jīng)成為一個(gè)模具制造企業(yè)贏得市場(chǎng)、贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵性因素之一。

現(xiàn)代模具制造業(yè)中，型腔型面設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，尤其是汽車(chē)模具中自由曲面所占比例不斷增加及產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，都對(duì)曲面的制造精度提出了更高的要求。因此，模具制造工藝系統(tǒng)的精度、數(shù)控系統(tǒng)的精度和模具制造的 CAM 技術(shù)都會(huì)對(duì)曲面加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。而包含自由曲面模具基本上都是借助各種 CAM 軟件進(jìn)行自動(dòng)編程，利用數(shù)控機(jī)床加工完成的。

模塑公司大部分?jǐn)?shù)控加工中心已經(jīng)有了較長(zhǎng)的使用時(shí)間，雖然有嚴(yán)格的數(shù)控機(jī)床操作規(guī)范，良好的機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)，但是其本身的精度損失是不可避免的。為了控制產(chǎn)品的加工質(zhì)量，我們定期對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)維修，明確每臺(tái)設(shè)備的加工精度，明確每臺(tái)設(shè)備的加工任務(wù)。嚴(yán)格區(qū)分粗、精加工的設(shè)備使用，因?yàn)榇旨庸�時(shí)追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度，而粗加工時(shí)對(duì)設(shè)備的精度損害是最嚴(yán)重的，因此我們將使用年限較長(zhǎng)精度最差的設(shè)備定為專用的粗加工設(shè)備，新設(shè)備和精度好的設(shè)備定為精加工設(shè)備，做到了對(duì)現(xiàn)有設(shè)備資源的合理搭配、明確分工，將機(jī)床對(duì)加工質(zhì)量的影響降到了最低，同時(shí)又保護(hù)了昂貴的數(shù)控設(shè)備，延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命。當(dāng)我們的機(jī)床不可改變時(shí)，與機(jī)床相關(guān)的刀柄、刀具對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量的影響又變得突出了。在任何旋轉(zhuǎn)刀具加工系統(tǒng)中，主軸與夾頭 ( 或其組合體 ) 的聯(lián)結(jié)才是刀具加工性能實(shí)現(xiàn)的真正基石！我們公司常用刀柄與機(jī)床的接口有 BT 柄和 HSK 柄。 BT 柄與機(jī)床主軸的接口錐柄錐度為 7 ： 24 ，這種方式的刀柄只適合于傳統(tǒng)的低速加工，因?yàn)?BT 刀柄與主軸只是錐面配合，當(dāng)轉(zhuǎn)速太高時(shí)，由于離心力的作用會(huì)使錐面配合間隙增大，從而影響數(shù)控加工質(zhì)量。當(dāng)機(jī)床最高轉(zhuǎn)速達(dá)到 15000 轉(zhuǎn) / 分時(shí)，通常需要采用 HSK 型刀柄，HSK 刀桿為過(guò)定位結(jié)構(gòu)，提供與機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)，在機(jī)床拉力作用下，保證刀桿短錐和端面與機(jī)床緊密配合。

刀柄對(duì)刀桿、刀具的夾緊方式主要有側(cè)固式、彈性?shī)A緊式、液壓夾緊式和熱膨脹式等。側(cè)固式精度較低并且難以保證刀具動(dòng)平衡，在高速銑削式不宜采用，下圖為彈性?shī)A緊式、液壓夾緊式和熱膨脹式刀桿示意圖，熱膨脹式刀桿夾頭的刀孔與刀柄為過(guò)盈配合，須采用專用熱膨脹裝置裝卸刀具，一般使用電感加熱或熱空氣加熱刀桿，使刀孔直徑膨脹，然后將刀柄插入刀，冷卻后孔徑收縮將刀柄緊緊夾住。

模塑公司通過(guò)多年的應(yīng)用、比較、總結(jié)，現(xiàn)在采取的刀柄使用方案為：粗加工或大進(jìn)給加工時(shí)采用 BT 彈簧夾頭刀柄，普通機(jī)床上的半精和精加工采用的 BT 液壓夾頭刀柄，在高速銑和石墨加工機(jī)上采用的是 HSK 型熱脹刀柄或液壓夾頭刀柄。因?yàn)閺椈蓨A頭刀柄在刀具裝夾麻煩費(fèi)時(shí)，重復(fù)精度較差，加工吸振性能不好，所以用于粗加工或大進(jìn)給加工 ；而 精加工時(shí)采用的液壓夾頭刀柄具有極高的夾持回轉(zhuǎn)精度，非常方便的刀具裝夾方式深受操作者喜愛(ài)，并且為全密封結(jié)構(gòu)型式，有效防止冷卻液、鐵屑特別是石墨粉塵對(duì)刀柄的損害，而液壓夾頭刀柄又具有優(yōu)良的阻尼減振性能，可以抑制加工中產(chǎn)生的振動(dòng)，從而明顯改善了模具的表面加工質(zhì)量和表面光潔度。在高速銑上做模具加工所采用的 HSK 型熱脹刀柄具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠、同心度高，傳遞扭矩和徑向力大，特別是在模具的深型腔加工中，熱脹刀柄的刀具夾持端可以很長(zhǎng)、外徑可以做得很小而廣泛應(yīng)用與模具的深型腔加工中，但是通過(guò)高速銑的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)熱脹刀柄為全剛性的結(jié)構(gòu)使阻尼減振性能很差而難以抑制加工中產(chǎn)生的振動(dòng)，從而在程序編制不好時(shí)對(duì)模具的加工質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，大幅降低刀具的使用壽命，因此建議在小批量的使用高速機(jī)床時(shí)不要配置熱脹刀柄，因?yàn)殡m然熱脹刀柄很便宜，但一般一臺(tái)電感加熱裝置的價(jià)錢(qián)可以購(gòu)買(mǎi)幾十個(gè)其它類型的刀柄了。

刀具的正確選擇和使用是 影響數(shù)控加工質(zhì)量 的重要因素。硬質(zhì)合金刀具應(yīng)用范圍在公司越來(lái)越廣，硬質(zhì)合金將代替大部分高速鋼刀具，包括鉆頭、立銑刀、絲錐等簡(jiǎn)單通用刀具，使這一類刀具的切削速度有很大的提高，硬質(zhì)合金將在刀具材料中占主導(dǎo)地位，覆蓋大部分常規(guī)的加工領(lǐng)域。我公司在 粗加工中 盡可能采用大直徑 的牛鼻刀，使用 R2 、 R6 的 硬質(zhì)合金刀片 ，做到粗加工排屑“多”；半精加工選用高轉(zhuǎn)速高進(jìn)給 R0.8 的鑲片立銑刀，做到半精加工走刀“快”； 精加工時(shí)盡量選用硬質(zhì)合金刀桿和高精度球頭鏡面刀片，這樣可在保正 加工質(zhì)量的同時(shí)節(jié)省選用整體 合金刀具的高昂費(fèi)用，模具 精加工中 所用最小刀具的半徑應(yīng)小于或等于被加工零件上的內(nèi)輪廓圓角半徑，尤其是在拐角加工時(shí)，應(yīng)選用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補(bǔ)的方式進(jìn)行加工，這樣可以避免采用直線插補(bǔ)而出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象， 做到精加工質(zhì)量“好”。

高品質(zhì)硬質(zhì)合金刀具

高速加工技術(shù)的發(fā)展日益成熟，極大的提高了模具加工速度、減少了加工工序、縮短甚至消除了耗時(shí)的鉗工修復(fù)工作，從而極大地提高了模具數(shù)控加工質(zhì)量，縮短了模具的生產(chǎn)周期。因此模具的高速加工技術(shù)逐漸成為 模塑公司 技術(shù)改造最主要的內(nèi)容之一，高速加工取代傳統(tǒng)低速加工已成為必然，誰(shuí)將高速加工上得快、用得好就必將贏得市場(chǎng)！

通過(guò)前面的分析可以得出機(jī)床設(shè)備在模具的加工中是非常重要的，但是影響 模具數(shù)控加

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