模具型芯的数控加工工艺应用分析

  • 日期:10-26
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模具的型芯和型腔通常具有各种自由形式的表面,因此非常适合在CNC机床上进行加工。 CNC加工的过程与普通加工过程有很大不同。本文结合儿童产品装饰模具芯的数控加工工艺设计,分析和总结了模具数控加工的工艺特点,为模具数控加工设计提供参考。

数控加工过程是指在用CNC机床加工零件时所使用的各种方法和技术手段的总和,并应用于整个CNC加工过程。由于CNC加工具有加工效率高,质量稳定,对工人的技术要求相对较低以及能够在一台设备中加工复杂曲面的特点,因此CNC加工在模具制造行业中的应用越来越广泛。更重要。 CNC工艺设计的质量将直接影响数控加工尺寸的尺寸精度和表面质量,加工时间的长短,材料和人工成本,甚至直接影响加工的安全性。以下是分析典型模具成型零件的数控加工过程的示例。

I。产品分析

本文的产品是儿童产品的装饰品。材料是ABS。从产品图(图1)可以看出,产品结构比较简单,表面平坦,表面有半圆形的孔,顶部有多个。圆孔。由于产品是装饰品,不属于精致的结构部件,因此产品的外观质量较高,尺寸公差要求也不严格。

成型零件的第二,结构和分析

获得产品的实体形状或工程图后,可以使用Pro/ENGINEER,NX或MasterCAM中的CAD功能设计模具。设计的模具型芯如图2所示。

型芯具有以下特征:

(1)型芯毛坯尺寸为200×170×65 mm,加工尺寸为160.8×126.6×35.8 mm,材料为S136钢。

(2)磁芯的高度为35.8mm。椭圆和三角形之间的夹角很小,只有R1mm。这些位置很难用铣刀直接加工,可以通过放电加工来实现。

由于该产品的尺寸公差不高,芯可以直接使用CNC机器加工。

三,过程分析

CNC加工过程不同于传统的加工过程。由于大多数数控机床不具有处理能力,加工过程中的每个细节都必须是预定的,并且加工根据编程程序自动完成。因此,在编程之前必须详细分析加工过程,并设计相应的设计。处理步骤。

1。工艺基准选择

数控加工主要采用集中工艺原理进行加工。因此,在选择的过程中参考的情况下,适当的参考元件应选择尽可能减少的夹紧次数,提高了加工效率及加工精度。同时,在选择定位标准时,请参考图纸要求,使工艺基准与设计基准一致,以减少基准未对准引起的误差。

在此示例中,工件毛坯为机加工的长方体,并保证了平行度,垂直度和尺寸精度。因此,可以选择长度和宽度的相反方向作为水平方向(XY方向)上的基准。将底面用作高度方向(Z方向)的参考。同时,在机床上找到一对刀具参考,以确保在换刀后仍能准确找到编程的高度参考,即工件坐标系的Z0点。在CNC加工期间不再加工这些基准。作为加工基准,可以保证原点的精度和前后的均匀性。

2。夹紧方式的选择

铣削时,工件的夹紧方法通常是使用压板和螺栓夹,带平钳的机器以及专用夹钳进行。模芯属于单件订单生产,一般不使用特殊夹具;型芯尺寸为200×170×65mm,属于小型工件。因此,选择将机器用平口钳夹紧。

使用机器夹进行夹紧时,芯的高度应为35.8mm。因此,夹紧后毛坯顶面的高度应比平钳口的钳口高35.8mm。底面可以使用相同高度的号角垫。开始。

3。处理顺序安排

在CNC机床上加工的零件通常根据过程集中的原则进行划分,也就是说,每个过程应包含尽可能多的处理内容。按使用的工具划分工艺划分方法,按安装数量划分,按粗加工划分或按加工零件划分。在这种情况下,型芯是单件生产。因此,在处理顺序的安排中使用了过程集中的原理,以减少工具更换的次数并提高处理效率。

加工顺序是否合理,直接影响加工质量,加工效率和加工成本。在选择加工顺序时,根据毛坯状态和零件结构,结合零件的定位参考和夹紧方法,重要的是要考虑确保在加工过程中不破坏工件的刚度,减少变形并确保加工质量。

此模芯的坯料为长方体。产品的分型面切削量大,必须先进行粗加工,然后再半成品和精加工。分离面加工完成后,依次完成顶面,磨耗面和胶水位置。

4。工具选择

刀具的选择是CNC加工过程中的重要内容之一。加工刀具不仅影响机床的加工效率,而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速和范围远高于普通机床,并且主轴输出功率大,因此与传统加工方法相比,对数控机床提出了更高的要求,要求高精度和高强度。它具有良好的刚性和高耐久性,并且需要尺寸稳定性并且易于安装和调整。 CNC工具是提高加工效率的前提条件之一。工具的选择取决于所加工零件的几何形状,材料状态以及在夹具和机床中使用的工具的刚度。

型芯材料为S136钢,硬度约为220HB;压料钳使用平钳口以提供足够的刚度。因此,使用具有以下刀具参数的硬质合金铣刀对型芯进行加工:

(1)直径30毫米,半径5毫米的圆鼻刀;

(2)直径为16毫米,半径为0.5毫米的圆鼻刀;

(3)半径为5毫米的球形刀;

(4)直径为8 mm的平端铣刀。

第四,基于MaterCAM CNC加工工艺

MaterCAM软件是基于PC平台的CAD/CAM系统。由于其对硬件的要求低,操作灵活,易于学习和使用,因此被广泛用于机械加工,模具制造,汽车工业和航空航天工业。尺寸几何设计,3D表面设计,刀具路径仿真和加工实体仿真。本示例使用MasterCAM 9.1进行刀具路径编译。处理顺序如表1所示。

以上加工步骤均经实际加工验证,证明加工效果良好,尺寸精度和表面加工质量均符合图纸要求。

五,分析与总结

<1>(1)CNC机床在加工具有复杂曲面的模具零件时具有明显的优势。只要工艺设计合理,就可以完成80%以上的加工能力。

(2)模具的数控加工通常是单件小批量生产,因此通常用于通用夹具进行夹紧,并且大多数加工一次只能进行一次。因此,在过程设计中应采用过程。专注于原理,让过程尽可能集中,同时最大程度地减少换刀次数,以减少待机时间并提高机器利用率。

(3)模制零件通常可以通过三个过程完成:粗加工,半精加工和精加工。在工艺设计中,必须注意定位参考的选择,尽量保证定位参考与设计依据的一致性,减少参考不均匀引起的误差。同时,定位参考的选择应简化工件坐标系的设置。

(4)选择工具时,应根据机床,工件材料和设计要求等诸多因素综合考虑。刀具参数的设置应基于刀具制造商改进的参数,并应根据加工条件进行相应的修改,以最大程度地发挥刀具的潜力。在确保刀具不干扰工件的前提下,尽可能缩短刀具的长度,以减少刀具的振动,延长刀具的寿命,提高加工精度。

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