粗加工模具粗加工的主要目標(biāo)是追求單位時間內(nèi)的材料去除率蛮昭，并為半精加工準(zhǔn)備工件的幾何輪廓转质。
在切削過程中因切削層金屬面積發(fā)生變化拱缆，導(dǎo)致刀具承受的載荷發(fā)生變化掌眠，使切削過程不穩(wěn)定偏笋，刀具磨損速度不均勻创葡，加工表面質(zhì)量下降创肥。目前開發(fā)的許多CAM軟件可通過以下措施保持切削條件恒定，從而獲得良好的加工質(zhì)量瞎访。恒定的切削載荷腻贰。通過計算獲得恒定的切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡扒秸，以提高刀具壽命和加工質(zhì)量播演。避免突然改變刀具進(jìn)給方向。
避免將刀具埋入工件伴奥。如加工模具型腔時写烤，應(yīng)避免刀具垂直插入工件秘舅，而應(yīng)采用傾斜下刀方式(常用傾斜角為20°~30°)，最好采用螺旋式下刀以降低刀具載荷培车；加工模具型芯時猩烘，應(yīng)盡量先從工件外部下刀然后水平切入工件。刀具切入割钧、切出工件時應(yīng)盡可能采用傾斜式(或圓弧式)切入内会、切出，避免垂直切入衔侯、切出蝉嘲。采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度迈枪，提高加工質(zhì)量痛的。
半精加工模具半精加工的主要目標(biāo)是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻蓄惫，這對于工具鋼模具尤為重要虚烂，因為它將影響精加工時刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩(wěn)定性及精加工表面質(zhì)量萨驶。粗加工是基于體積模型(Volume model)，精加工則是基于面模型(Surface model)艇肴。
而以前開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)對零件的幾何描述是不連續(xù)的腔呜，由于沒有描述粗加工后、精加工前加工模型的中間信息再悼，故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的核畴。因此應(yīng)對半精加工策略進(jìn)行優(yōu)化以保證半精加工后工件表面具有均勻的剩余加工余量。
優(yōu)化過程包括：粗加工后輪廓的計算冲九、最大剩余加工余量的計算谤草、最大允許加工余量的確定、對剩余加工余量大于最大允許加工余量的型面分區(qū)(如凹槽莺奸、拐角等過渡半徑小于粗加工刀具半徑的區(qū)域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等〕蠛ⅲ現(xiàn)有的模具高速加工CAD/CAM軟件大都具備剩余加工余量分析功能，并能根據(jù)剩余加工余量的大小及分布情況采用合理的半精加工策略灭贷。如Open Mind公司的Hyper Mill和Hyper Form軟件提供了束狀銑削(Pencil milling)和剩余銑削(Rest milling)等方法來清除粗加工后剩余加工余量較大的角落以保證后續(xù)工序均勻的加工余量温学。Pro/Engineer軟件的局部銑削(Local milling)具有相似的功能，如局部銑削工序的剩余加工余量取值與粗加工相等甚疟，該工序只用一把小直徑銑刀來清除粗加工未切到的角落仗岖，然后再進(jìn)行半精加工；如果取局部銑削工序的剩余加工余量值作為半精加工的剩余加工余量俗股，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落欲堪，還可完成半精加工约绒。
精加工模具的高速精加工策略取決于刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化涯蜜。對于由多個曲面組合而成的復(fù)雜曲面加工(見圖2)嚣惭，應(yīng)盡可能在一個工序中進(jìn)行連續(xù)加工，而不是對各個曲面分別進(jìn)行加工螃势，以減少抬刀罕擒、下刀的次數(shù)。然而由于加工中表面斜率的變化距档，如果只定義加工的側(cè)吃刀量(Step over)氧液，就可能造成在斜率不同的表面上實際步距不均勻，從而影響加工質(zhì)量囱悴。
Pro/Engineer解決上述問題的方法是在定義側(cè)吃刀量的同時沧仿，再定義加工表面殘留面積高度(Scallop machine)；Hyper Mill則提供了等步距加工(Equidistant machine)方式甫题，可保證走刀路徑間均勻的側(cè)吃刀量馁筐，而不受表面斜率及曲率的限制，保證刀具在切削過程中始終承受均勻的載荷坠非。一般情況下敏沉，精加工曲面的曲率半徑應(yīng)大于刀具半徑的1.5倍，以避免進(jìn)給方向的突然轉(zhuǎn)變炎码。在模具的高速精加工中盟迟，在每次切入、切出工件時潦闲，進(jìn)給方向的改變應(yīng)盡量采用圓弧或曲線轉(zhuǎn)接攒菠，避免采用直線轉(zhuǎn)接，以保持切削過程的平穩(wěn)性歉闰。
進(jìn)給速度的優(yōu)化目前很多CAM軟件都具有進(jìn)給速度的優(yōu)化調(diào)整功能：在半精加工過程中辖众，當(dāng)切削層面積大時降低進(jìn)給速度，而切削層面積小時增大進(jìn)給速度和敬。應(yīng)用進(jìn)給速度的優(yōu)化調(diào)整可使切削過程平穩(wěn)凹炸，提高加工表面質(zhì)量。切削層面積的大小完全由CAM軟件自動計算娶停，進(jìn)給速度的調(diào)整可由用戶根據(jù)加工要求來設(shè)置膘掀。
結(jié)語模具高速加工技術(shù)是多種先進(jìn)加工技術(shù)的集成，不僅涉及到高速加工工藝肄慨，而且還包括高速加工機(jī)床既倾、數(shù)控系統(tǒng)、高速切削刀具及CAD/CAM技術(shù)等寨铸。模具高速加工技術(shù)目前已在發(fā)達(dá)國家的模具制造業(yè)中普遍應(yīng)用队屋，而在我國的應(yīng)用范圍及應(yīng)用水平仍有待提高拱屈，大力發(fā)展和推廣應(yīng)用模具高速加工技術(shù)對促進(jìn)我國模具制造業(yè)整體技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的提高具有重要意義。 |
