摘要:模具加工製(zhì)造過程中, 對(duì)零件的精確度以(yǐ)及材料的(de)質量有較高要求,尤其在模(mó)具批量生(shēng)產條件(jiàn)下,更加需要嚴謹的工(gōng)藝流(liú)程與先進技術條件(jiàn),來提升模具加工(gōng)的效率和精準度。現今,將數控技術與模具生產(chǎn)相結合,可(kě)以有效地解決模具批量生產難(nán)題。通過現代化、智能化的數控技術,極大的彌補了模具加工本身所具有(yǒu)的缺陷,通過優化(huà)加工工藝和技術,提高工作(zuò)效率和製造精確度,給模具生(shēng)產帶來巨大的經濟效益。
關鍵詞:控技術;模具製造;應用(yòng)
0 、引言
數控加(jiā)工是集合計算機、通信、微電子以及自(zì)動控製等技術(shù),為一體的現(xiàn)代化生產加工技術,它(tā)的出現不僅提高了製造加工業的生產效率,而且,還能通過(guò)先進的加工技術提升零件加工的精確性(xìng),並且,可以憑借自動化的(de)控(kòng)製係統代替傳(chuán)統的人工作業,降低勞(láo)動強度的同時,還能減(jiǎn)少零件的生產成本,為企業提供更大的生產利潤。由此可見,數控機床在工業以及製造業中,有著非常重(chóng)要的作用,而能夠(gòu)使(shǐ)數控機床體現(xiàn)出這(zhè)一核心作用的(de)基礎,則是(shì)對整個加工過程的工藝設(shè)計以及程序編(biān)製。在數控模具過程中,工藝設計以及程序編(biān)製主要是製定(dìng)加工工藝的規程。數控模具工藝內容主要包括有:選擇並確定進行數控加工的內容(róng);對模(mó)具圖樣進行工藝分析;數(shù)學(xué)處理模具的圖樣並且確定編程設定值;數控加工工藝方案的確定;選擇數控機床的類(lèi)型;刀具、夾(jiá)具、量具的選擇和設計;切削(xuē)參數的確定;加工程序的編(biān)寫、校驗與(yǔ)修改等。
1 、數控模具技術的(de)應用(yòng)
數控模具技術,可以分為數控銑削加工、數控(kòng)電火花加工(gōng)、數控磨削加工以及數控車削加工等。其中數控裝置是整個技術的核心環(huán)節,現階段,大部分的數控機床都采用微型計算機控製。由數控接收(shōu)控製介質輸入的信息,經過處理與運算後,控製機床的每一個(gè)動(dòng)作,而且,每一個加工(gōng)方式都有(yǒu)具體的應用環境,例如:數控銑削(xuē)加工技術(shù)就被廣泛應用於機(jī)械設備製造、模具加(jiā)工(gōng)等領域。它以普(pǔ)通銑削加工(gōng)為基礎,同時結合數控機床的特點,不但能完成普通銑削加工的全(quán)部內容(róng),而且還能完成普通銑削加工難以進行的加工工序。數控銑削加工設備主(zhǔ)要由數控銑床和加工(gōng)中心組成,可以對零件進行平麵輪廓銑(xǐ)削、曲麵輪廓銑(xǐ)削加工,還可以進行鑽、擴、絞(jiǎo)等加工;數控電火花加工則主要(yào)應用於模具型腔加工,在模具加工中應用最為廣泛。主要通過電極放電腐蝕的原理,進行模具加(jiā)工(gōng),常用的(de)電極為紫銅或者石墨。在模具生產(chǎn)過程中,應該根據模具的特點(diǎn),選擇合理的(de)加工方式(shì),降低生產成本、提高生(shēng)產效率。對於旋轉類(lèi)的模(mó)具,可以采用數控車削加工,對於微細複(fù)雜形狀、特殊材(cái)料的模具,可以采用數控電火花加工。對精度要求較高的(de)解析幾何曲麵,可以采用數控磨削加工。
此外,在模具加工(gōng)工藝環節上,還(hái)需要根據模具的(de)特性選擇特殊的加工方(fāng)式,采(cǎi)用數控車床,隻要完(wán)成前期準(zhǔn)備後,就可以進行加工。在模具成型之後,如果尺寸無法符合設計要求,可(kě)以根據(jù)三維模型軟件,生成數控代碼,將成形模具固定到數控機床上,進行精確地數控加工,從而使模具符合標準要求。數控車模具工藝,主要是利用數控機床控製(zhì)刀具,在工件(jiàn)上完成一係列的切削、鑽孔工作。工序較為集中,大部分的操作都是在數控機床上進行的,因此,在工藝設計(jì)過程中,必須要根據模具的圖樣特征進行分析,判斷是否能夠在一台數控機床上完(wán)成所有的加工工序,如果(guǒ)不能則應該根據模具需求,進行設計工作,以下就(jiù)對數控模具技術的具體應用,進(jìn)行深入分析:
1.1 定位基準分析
模具定位基準,取決於零件本身的樣式以及加工特點。在進行工(gōng)序設計時,必須要先判斷模具(jù)是外形加工還是內形(xíng)加工,通常情況下在外形(xíng)加工時,需要通過零件的內形進行定位,而在加工內形(xíng)時,則需要根據模具的外形進(jìn)行定位。例如:同軸度、圓度以及徑向跳動等。車床(chuáng)主軸的定位過程較為複雜,包括頂尖、錐堵、支承麵等作為定位基準,並且所用(yòng)的基準都需要在該工(gōng)序前(qián)完成。數控模具(jù)各個工序的定位基準選擇如下表1 所示:
1.2 數(shù)控加工工序劃分
通常,數控(kòng)加(jiā)工工序(xù)的(de)劃分,可以根據模具粗、精加工方式,以及刀具種類進行劃分。其(qí)中對模(mó)具的(de)加工精度、剛度以及加工變(biàn)形量(liàng)大小具有特定要求時,需要分(fèn)別進行模具的粗加工以及精加工,例如:使用鑄件、鍛件或焊接件,作為模具加工的毛皮(pí)材料時,應該先進行粗(cū)加工,然後在進行精加工。加工順序對於模具的質量,有著非常重要的影響,避免將模具某(mǒu)一部分全部加工完成後,才開始其他表麵的加(jiā)工,這(zhè)種方式會破壞已經完工模具表麵的精(jīng)度。在按照所用刀具劃分(fèn)工序時,應該提高刀具的使用效率,盡(jìn)量減少換刀次數,這樣不僅能夠降低定位誤差對模具加工精度造成的影(yǐng)響,而且還能壓縮數控機床的(de)空程時(shí)間(jiān)。在具體操作過程中,可以對模具(jù)采用集中加工方式,即在進行加(jiā)工時,對模具圖樣進行(háng)分析,選擇模具加工中使用的刀具以及各項工(gōng)序的工作時間,充分利用刀具,然後(hòu)更換新刀具,按(àn)照同樣的原理進行加工,能夠合理(lǐ)的提高工作(zuò)效率和生(shēng)產能力。此外(wài),在劃分(fèn)工序時還需(xū)要綜合考慮模具加工的精度(dù)以(yǐ)及數控機床(chuáng)的工作效率。通常,一(yī)道加工工序包含非常複(fù)雜的刀具,因(yīn)此,為了能(néng)夠使模具(jù)加工的精度有所保證,需要對加工工序進行細分,以便於對複雜(zá)表麵(miàn)的加工過程(chéng)進行有效控製。對於一些需要進行銑削麵以及鏜(táng)孔加工的模具,在設計(jì)工序上應該先考慮(lǜ)銑削麵的加工,然後進行鏜孔,而且在工序轉換過(guò)程中需要有一定的恢複(fù)時間,從而能夠降低模具(jù)熱變形對鏜孔精確度造成的影響。總之,在進行數控車模具工藝設計的過程中必須要(yào)根據模具的結構特點、精度要求、加工材料(liào)的類型等情況,進行綜合考慮。
1.3 數控刀具的選擇
在數控模具(jù)加工過程中,會使用到多種工具,例如(rú)切刀、銑刀、鉸刀、擴刀(dāo)、鏜孔(kǒng)刀以及鑽頭等。其中(zhōng)常見(jiàn)的刀(dāo)片形狀為正型前角刀片(piàn)以(yǐ)及負型前角片,前者用於對(duì)內輪廓加(jiā)工,小(xiǎo)型機床加工,工藝係統剛性較差和工件結構形狀較複雜應該(gāi)優先選擇正型刀片;
後者主要對(duì)於外圓加工,金屬切除率高和加工條件較差時應該優先選擇負型前角刀片。表2 為數控零件加工(gōng)中不同刀具的參數要求:
表2 不同刀具的參數要求
2 、數控模(mó)具技術的發(fā)展趨勢
伴隨著科技技術的不斷發展,未來數控模具技術將會得到快速、科學的發展。以下就對數控(kòng)模具技術(shù)的發展趨勢進(jìn)行分析(xī):
2.1 更快的加工速度
數(shù)控技術使模具加(jiā)工變成了自動控製的過程,通過數控機(jī)床將主軸轉速以及分辨率(lǜ)等方麵,進行全麵優化,極大提高數控模具加工的生產效率和加工精度。例如:數控(kòng)銑削加工的主軸轉速通常為15000r/min,通過提高主軸轉速可以帶動模(mó)具加工速率,正常情況下模具加工效率可以提升三倍左右。
2.2 更高的可靠性
數控(kòng)模具技術的可靠(kào)性,主要是由計算(suàn)機控製係統決(jué)定的。現代(dài)數控機床采用了先進的模塊硬件結構,根據用戶自身的需求,對(duì)數控機床的控製功能進行組合。這些功能模塊的設計(jì)與製造,在標準化、通用化的指導原則下進行,極大的提升了(le)數控機床的可(kě)靠性。
3 、結束(shù)語
綜(zōng)上所述,科學技術和社會生產(chǎn)的不斷發展,對機(jī)械產品的精度要求(qiú)越來越嚴格,同時,模具的表麵形狀也越來越複雜,這無疑給產品生產加工提出了更高的要求,對生產設備也提出了通用性和靈活性等方麵(miàn)的要求。尤其是對模具製造行(háng)業(yè)中,複雜模具應用越來越廣泛,使用普(pǔ)通機(jī)床加工,不僅勞動強度大、生產效率低,而且產品的精準度(dù)無法保證,因此,需要對模具生產加工進行不斷優化,提高加工效率和產品質量。本文對(duì)數控模具技術(shù)的應用進行研究。首先分析出數控模具技術的基本概念及特點,然後從模具加工過程中工藝特定的分析,並且對未來數控模具技術的發展方向進行了簡要探討(tǎo),為日後數(shù)控模(mó)具加工技術及其工藝優化提供更加科學、可靠的理論依據。
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