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【摘 要】为了保证模具的尺寸精度，降低模具表面粗糙度，提高模具的使用寿命，通过利用数控线切割加工凹模，利用三轴联动数控铣床加工模具设计的定位基准—检验角，锁扣及型腔。合理选择刀具，确定合理的切削路线、方法及参数。实践证明，由数控机床加工完成的模具完全符合设计要求，并且提高了模具的使用寿命，降低了模具加工成本，解决了复杂锻件模具制造难的问题，取得了一定的经济效益。
【关键词】模具尺寸精度；数控加工工艺；加工参数；模具使用寿命
模具是产品的摇篮，产品是检验摇篮的测具。模具作为生产锻件的一个关键部件，而保证模具的尺寸精度，降低表面粗糙度。通过采用数控机床加工，制定合理的加工工艺十分重要，它决定模具的加工质量。下面以煤矿用配件履带板模具为例论述其加工工艺设计的重要性。
1 数控线切割加工凹模的工艺与工装
数控线切割加工一般作为工件加工中最后工序，要达到加工零件的加工要求，应合理控制线切割加工中的各种工艺因素，同时选择适合的工装。图1所示为EBZ300履带板凹模图：
图1 EBZ300履带板凹模图
1.1 工作液的配比
工作液的配比浓度一般选择为1：（8-10），工件越厚切割液浓度应选用大一些。
1.2 电参数选择
根据工件厚度选择合理的电参数（如：脉冲宽度、电流峰值、脉冲间隔、空载电压、放电电流、短路电流等）。
1.3 加工余量选择
由普通铣床粗加工并淬火后的凹模，要求留淬火变形量2mm。
1.4 定位基准
以凹模外框为基准划十字中心线，以此中心线为线切割加工的定位基准及编程的起切点。
1.5 装夹方式
将凹模采用桥式支撑装夹的方式，放在工作台上，以十字中心线为基准将凹模找正定位。
1.6 调用程序
调用3B格式的程序加工如图1所示的凹模型腔。
2 数控铣床加工模具的工艺
对于模具来说，并不是全部加工工艺过程都必须在数控铣上完成，而只是其中的一部分工艺内容适合数控加工，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序，立足于解决难题，攻克关键问题和提高生产率，充分发挥数控加工的优势，在划分工序和工步时，考虑数控加工的特点，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。按刀具划分工步，减少换刀次数，并遵循粗加工—半精加工—精加工的加工顺序的原则以及定位基准与设计基准统一的原则，选择合理的对刀点，以减少由于对刀误差产生的影响加工质量的问题。合理选择刀具及刀具走刀路线、切削参数应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间，并保证模具的加工精度和表面粗糙度的要求、定位基准的加工精度。装夹机构元件不能影响加工中的走刀。
2.1 钻起吊孔
模块进厂经检验合格后，划线后由普通摇臂钻床钻起吊孔—即装夹模具加工时装夹工艺孔，必须保证孔的直径及深度。
2.2 铣上、下模平面
由普通龙门铣铣模具上、下平面并保证其平行度。
2.3 铣检验角
检验角侧面上、下平面作为模具的设计和加工基准，在模具加工中很重要，因此采用数控铣加工。模具侧面定位基准—检验角，保证加工出的两侧面与上下平面垂直度及相互垂直度。
2.4 加工燕尾和卧键
以检验角为基准划线，由普通龙门铣加工燕尾和卧键，并粗铣锁扣，锁扣留数控加工余量2.5mm。
2.5 粗加工锁扣及型腔
以检验角为基准找正夹紧模具，并以检验角及上平面定工件坐标系，加工型腔及锁扣，留淬火变形量1.5—2mm。加工工艺及程序见表1、加工模具形状如图2所示：
图2 加工模具形状图
2.6 淬火
粗加工完型腔后淬火。
2.7 精铣燕尾及平面
淬火后的模具先上普通铣床加工燕尾底平面及上平面并铣平。
2.8 精铣锁扣及型腔
由数控机床加工锁扣及型腔：
（1）以检验角为基准将工件找正夹紧
（2）编程加工上平面
（3）因为检验角在淬火过程中也有变形，在以检验角及上平面定工件坐标系后，向工件内侧偏移0.1mm重新加工一次检验角。
（4）用D30R5的刀具精加工锁扣
（5）手工编程加工飞边桥部
（6）采用半精加工、精加工、清角的方式加工型腔，具体加工过程见表2
3 结束语
影响模具使用寿命的因素主要有：一是模具的材料及热处理工艺；二是锻件的尺寸结构；三是模具加工时的工艺。采用数控铣加工模具时，在保证锻件尺寸精度及结构要求的前提下，尽量采用大的锻造圆角，精加工时留0.05—0.1mm的精加工余量。在刀具切削性能及机床主轴转速规定范围内，采用高转速、高进给、小的切削深度、小的刀间距，对曲面平缓的型腔，采用三轴联动的编程方法进行切削加工。对于设计时要求较小的圆角处，采用清角的方式对型腔小圆角处局部精加工。通过以上的方法加工出来的模具，不但降低了表面粗糙度，提高了模具的使用寿命，又保证了图纸的设计要求，从而提高生产效率。
参考文献：
[1]张超英，谢富春.《数控编程技术》化学工业出版社，2003年
[2]张耀宸.《机械加工工艺设计手册》航空工业出版社，1989年
[3]翟瑞波.《数控加工工艺》机械工业出版社，2007年
[4]黄康美.《数控加工实训教程》电子工业出版社，2004年
[5]全国数控培训网络天津分中心组编《数控原理》机械工业出版社，2006年
作者简介：
潘晓玉（1974年9月），女（汉），吉林省梨树县，辽源方大锻造有限公司，主要从事模具车间技术及数控编程工作，车间工程师，工程师。
【关键词】模具尺寸精度；数控加工工艺；加工参数；模具使用寿命
模具是产品的摇篮，产品是检验摇篮的测具。模具作为生产锻件的一个关键部件，而保证模具的尺寸精度，降低表面粗糙度。通过采用数控机床加工，制定合理的加工工艺十分重要，它决定模具的加工质量。下面以煤矿用配件履带板模具为例论述其加工工艺设计的重要性。
1 数控线切割加工凹模的工艺与工装
数控线切割加工一般作为工件加工中最后工序，要达到加工零件的加工要求，应合理控制线切割加工中的各种工艺因素，同时选择适合的工装。图1所示为EBZ300履带板凹模图：
图1 EBZ300履带板凹模图
1.1 工作液的配比
工作液的配比浓度一般选择为1：（8-10），工件越厚切割液浓度应选用大一些。
1.2 电参数选择
根据工件厚度选择合理的电参数（如：脉冲宽度、电流峰值、脉冲间隔、空载电压、放电电流、短路电流等）。
1.3 加工余量选择
由普通铣床粗加工并淬火后的凹模，要求留淬火变形量2mm。
1.4 定位基准
以凹模外框为基准划十字中心线，以此中心线为线切割加工的定位基准及编程的起切点。
1.5 装夹方式
将凹模采用桥式支撑装夹的方式，放在工作台上，以十字中心线为基准将凹模找正定位。
1.6 调用程序
调用3B格式的程序加工如图1所示的凹模型腔。
2 数控铣床加工模具的工艺
对于模具来说，并不是全部加工工艺过程都必须在数控铣上完成，而只是其中的一部分工艺内容适合数控加工，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序，立足于解决难题，攻克关键问题和提高生产率，充分发挥数控加工的优势，在划分工序和工步时，考虑数控加工的特点，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。按刀具划分工步，减少换刀次数，并遵循粗加工—半精加工—精加工的加工顺序的原则以及定位基准与设计基准统一的原则，选择合理的对刀点，以减少由于对刀误差产生的影响加工质量的问题。合理选择刀具及刀具走刀路线、切削参数应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间，并保证模具的加工精度和表面粗糙度的要求、定位基准的加工精度。装夹机构元件不能影响加工中的走刀。
2.1 钻起吊孔
模块进厂经检验合格后，划线后由普通摇臂钻床钻起吊孔—即装夹模具加工时装夹工艺孔，必须保证孔的直径及深度。
2.2 铣上、下模平面
由普通龙门铣铣模具上、下平面并保证其平行度。
2.3 铣检验角
检验角侧面上、下平面作为模具的设计和加工基准，在模具加工中很重要，因此采用数控铣加工。模具侧面定位基准—检验角，保证加工出的两侧面与上下平面垂直度及相互垂直度。
2.4 加工燕尾和卧键
以检验角为基准划线，由普通龙门铣加工燕尾和卧键，并粗铣锁扣，锁扣留数控加工余量2.5mm。
2.5 粗加工锁扣及型腔
以检验角为基准找正夹紧模具，并以检验角及上平面定工件坐标系，加工型腔及锁扣，留淬火变形量1.5—2mm。加工工艺及程序见表1、加工模具形状如图2所示：
图2 加工模具形状图
2.6 淬火
粗加工完型腔后淬火。
2.7 精铣燕尾及平面
淬火后的模具先上普通铣床加工燕尾底平面及上平面并铣平。
2.8 精铣锁扣及型腔
由数控机床加工锁扣及型腔：
（1）以检验角为基准将工件找正夹紧
（2）编程加工上平面
（3）因为检验角在淬火过程中也有变形，在以检验角及上平面定工件坐标系后，向工件内侧偏移0.1mm重新加工一次检验角。
（4）用D30R5的刀具精加工锁扣
（5）手工编程加工飞边桥部
（6）采用半精加工、精加工、清角的方式加工型腔，具体加工过程见表2
3 结束语
影响模具使用寿命的因素主要有：一是模具的材料及热处理工艺；二是锻件的尺寸结构；三是模具加工时的工艺。采用数控铣加工模具时，在保证锻件尺寸精度及结构要求的前提下，尽量采用大的锻造圆角，精加工时留0.05—0.1mm的精加工余量。在刀具切削性能及机床主轴转速规定范围内，采用高转速、高进给、小的切削深度、小的刀间距，对曲面平缓的型腔，采用三轴联动的编程方法进行切削加工。对于设计时要求较小的圆角处，采用清角的方式对型腔小圆角处局部精加工。通过以上的方法加工出来的模具，不但降低了表面粗糙度，提高了模具的使用寿命，又保证了图纸的设计要求，从而提高生产效率。
参考文献：
[1]张超英，谢富春.《数控编程技术》化学工业出版社，2003年
[2]张耀宸.《机械加工工艺设计手册》航空工业出版社，1989年
[3]翟瑞波.《数控加工工艺》机械工业出版社，2007年
[4]黄康美.《数控加工实训教程》电子工业出版社，2004年
[5]全国数控培训网络天津分中心组编《数控原理》机械工业出版社，2006年
作者简介：
潘晓玉（1974年9月），女（汉），吉林省梨树县，辽源方大锻造有限公司，主要从事模具车间技术及数控编程工作，车间工程师，工程师。