1、第3章 模具數控加工工藝3.1 模具數控加工工藝的特點3.2 模具數控加工工藝設計3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.4 走刀路線與加工參數3.5 數控加工工藝文件本章要點理解模具數控加工工藝的特點掌握模具數控加工工藝設計合理選擇數控機床及其刀具、夾具熟悉數控加工走刀路線與加工參數確定3.1 模具數控加工工藝的特點3.1.1 數控加工工藝的概念3.1.2 數控加工工藝的特點5 數控機床的組成1. 主軸系統2. 傳動預測量系統3. 數控裝置4. 伺服控制器5. 控制器軟件6. 機床本體3.1 模具數控加工工藝的特點3.1.1 數控加工工藝的概念 數控加工工藝是以數控機床加工中的工藝問題為

2、研究對象的一門加工技術。它以機械制造中的工藝基本理論為基礎，結合數控機床的特點，綜合運用多方面的知識，來解決數控加工中的工藝問題。3.1 模具數控加工工藝的特點數控加工工藝的內容主要包括l選擇數控加工的零件及其數控加工的內容l分析零件圖紙的數控加工工藝l選擇刀具、夾具以及切削用量，確定零件的定位方式，設計數控加工工序l選擇數控加工路線，確定對刀點、換刀點的位置l分配加工誤差，考慮刀具補償l編制數控加工工藝技術文件3.1 模具數控加工工藝的特點3.1.2 數控加工工藝的特點l數控加工工藝的內容十分具體l數控加工的工藝處理相當嚴密3.2 模具數控加工工藝設計3.2.1 模具零件數控加工內容的選擇3

3、.2.2 模具零件數控加工工藝性分析3.2.3 數控加工工藝路線的設計3.2 模具數控加工工藝設計3.2.1 模具零件數控加工內容的選擇 模具需要數控加工的內容：l優先選擇普通機床無法加工的內容l重點選擇普通機床難以加工，加工質量很難保證的內容l在數控加工設備尚有富裕能力時，可選擇普通機床上加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內容3.2 模具數控加工工藝設計3.2.1 模具零件數控加工內容的選擇 模具不宜采用數控加工的內容：l以毛坯的粗基準定位來加工第一個精基準等需要占機調整較長時間的加工內容l必須按專用工裝協調的孔及其他加工內容l按樣板、樣件、模胎等特定的制造依據加工的型面輪廓l不能在一次安

4、裝中加工完成的其他零星部位3.2 模具數控加工工藝設計3.2.2 模具零件數控加工工藝性分析l數控加工中零件圖尺寸數據的分析 分析零件圖上尺寸的標注是否適應數控加工的特點 分析構成零件輪廓的幾何元素的條件是否充分 分析零件定位基準的可靠性3.2 模具數控加工工藝設計3.2.2 模具零件數控加工工藝性分析l數控加工零件各加工部位的結構工藝性分析 零件各加工面的凹圓弧不應過于凌亂 內槽圓角半徑不應太小 槽底圓角半徑不應過大3.2 模具數控加工工藝設計3.2.3 數控加工工藝路線的設計l1.工序的劃分 按所用的刀具劃分 按粗、精加工劃分 按加工部位劃分3.2 模具數控加工工藝設計3.2.3 數控加工

5、工藝路線的設計l2.順序的安排 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插的通用機床加工工序也要綜合考慮 先進行內型和內腔加工工序，后進行外腔加工工序 以相同的定位夾緊方式或用同一把刀具的加工工序，連續進行，以減少重復定位次數與換刀次數 在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛度破壞較小的工序3.2 模具數控加工工藝設計3.2.3 數控加工工藝路線的設計l3.數控加工工序與普通加工工序的銜接 數控加工工序與普通加工工序的劃分 數控加工工序與普通加工工序的銜接3.2 模具數控加工工藝設計3.2.4 數控加工工序的設計l 零件的裝夾方法l 刀具的選擇l 夾具的選用l 走刀路線l 切

6、削用量3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.1 數控機床的合理使用3.3.2 數控刀具的選擇3.3.3 夾具的設計和使用3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.1 數控機床的合理使用l數控機床的選用原則 高檔、中檔、經濟型l曲面加工與坐標軸數的選擇 兩軸半平面：曲線 三軸聯動：復雜空間曲面 四軸聯動：曲率半徑大且變化較小的變斜角面 五軸聯動：葉輪和螺旋槳3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.2 數控刀具的選擇l數控加工對刀具的特殊要求 高強度、高剛度 高可靠性與高耐用度 較高的精度 可靠的斷屑l刀柄 整體式 模塊式3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.2

7、數控刀具的選擇l切削刀具 選用高效刀具和先進刀具以發揮數控機床的優點。如：變斜角面零件若用圓柱銑刀加工，需四軸聯動；若改用球頭銑刀或鼓形銑刀，只用兩軸半3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.2 數控刀具的選擇l數控加工的對刀 數控加工以標準刀具的刀尖進行編程，通過對實際刀具與標準刀具的偏差進行補償來實現數控刀具的正確走位。 機上對刀：把刀具裝在數控機床主軸上，通過測頭機上對刀：把刀具裝在數控機床主軸上，通過測頭附件或利用數控裝置的數顯功能，測出每把刀具的附件或利用數控裝置的數顯功能，測出每把刀具的長度和半徑相對于標準刀具的實際偏差量，并把這長度和半徑相對于標準刀具的實際偏差量，并把這

8、些偏差量設置在偏置寄存器中。些偏差量設置在偏置寄存器中。 機外對刀：在對一些形狀復雜的零件加工時，往往機外對刀：在對一些形狀復雜的零件加工時，往往需要使用較多的刀具。為了有效縮短輔助時間，實需要使用較多的刀具。為了有效縮短輔助時間，實現數控機床的快速自動換刀，一般是使用刀具預調現數控機床的快速自動換刀，一般是使用刀具預調儀來進行機外對刀儀來進行機外對刀 刀具預調儀：光學式、光柵數顯式、容柵數顯式、刀具預調儀：光學式、光柵數顯式、容柵數顯式、刻度尺千分表式刻度尺千分表式3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.3 夾具的設計與使用 數控機床的高精度、高速度和高度自動化的加工特點，對夾具設計

9、提出了更高要求。 取零件在夾具上的定位基準與零件的設計基準或工藝基準一致，以便建立加工零件與機床坐標系的尺寸關系，便于建立編程坐標系； 夾具的結構應具備足夠的強度與剛度，以避免在振動與裝夾力的作用下產生變形；應避免過大的夾緊力與切削力使工件產生變形等；3.3 數控機床、刀具和夾具的選擇與使用3.3.3 夾具的設計與使用l數控夾具具體設計要求 夾具的設計要方便加工零件的裝卸，夾具要能迅速完成零件的定位、夾緊和拆卸； 夾具的設計要開敞，不能影響進給和切削加工，避免刀具組件與夾具在加工過程中碰撞； 夾具的設計要方便對刀與測量； 盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具； 數控加工一般采用多工序集中

10、加工，夾具設計應考慮方便排屑3.4 走刀路線與加工參數3.4.1 走刀路線3.4.2 切入點和切出點3.4.3 切削用量的選擇3.4 走刀路線與加工參數3.4.1 走刀路線 走刀路線是刀具在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡，它泛指刀具從對刀點或機床固定原點開始，到返回該點并結束加工程序所經過的所有路徑 走刀路線不僅影響加工零件的尺寸精度、位置精度與表面粗糙度，還影響數控機床與刀具的壽命，影響數控編程的計算。3.4 走刀路線與加工參數3.4.1 走刀路線 確定走刀路線主要考慮：l保證加工零件的精度與表面粗糙度；l力求走刀路線最短；l合理選擇銑削內輪廓的走刀路線l注意刀具切入、切出點的距離3.4

11、 走刀路線與加工參數3.4.2 切入點和切出點l當銑削平面零件的輪廓時，一般采用立銑刀側刃切削，在刀具切入、切出零件時，不允許刀具沿零件輪廓的法向切入、切出，以避免在切入切出處產生到刀具的刻痕。l應該沿著切削終點的延伸線或切線方向逐漸切離工件。3.4 走刀路線與加工參數3.4.3 切削用量的選擇l主軸轉速l進給量l背吃刀量（切削深度）3.5 數控加工工藝文件3.5.1 數控加工工序卡3.5.2 數控加工程序說明卡3.5.3 數控刀具、機床調整卡3.5 數控加工工藝文件3.5.1 數控加工工序卡l由于數控加工工藝的特點，數控加工工序卡的內容比普通加工工序卡更詳細；l描述了加工設備的型號、各工步加

12、工的部位與尺寸、所用刀具及規格；l描述了刀具的編號及刃長、刀具夾持件標準編號、主軸轉速、進給速度及切削深度l復雜的零件，還要包括夾具、量具、零件草圖和裝夾示意圖。3.5 數控加工工藝文件3.5.2 數控加工程序說明卡 主要內容包括l數控設備型號及數控系統型號；l編程坐標系的設置、對刀點（程序原點）的選擇及允許的對刀誤差；l起刀點、換刀點、退刀點坐標的位置及進退刀方式；l所用刀具的規格及其在程序中所對應的刀具號，刀具補償值，更換該刀具的程序段號l整個程序加工內容的順序安排（工步內容說明與工步順序）；l對程序中調入的子程序的功能和參數等內容的說明l其他需要特殊說明的，如更換夾緊點的計劃停車程序段號、中間測量用的計劃停車程序段號、允許用的最大刀具半徑和長度補充值3.5 數控加工工藝文件3.5.3 數控刀具、機床調整卡l數控刀具調整卡 數控加工對刀具的要求十分嚴格，一般要在機外對刀儀上預先調好刀具的長度和直徑。數控刀具調整卡是指導機外對刀、預置、調整或修改刀具尺寸的工藝性文件，包括刀具調整卡和刀具配套卡 刀具調整卡：刀具號、刀具型號、刀具尺寸、刀柄型號、刀具補償號 刀具配套卡：反映了刀具的組合配套關系，在卡上列有相關的配套目