nx环境下模具型面数控粗加工刀具轨迹编程策略

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1、一、模具粗加工的策略：　　模具加工作为机械加工制造的典型，其制造水平的高低反映着一个国家的综合技术实力。各种类型的模具与注射模、压缩模、冲压模、级进模、压铸模等成型工艺技术的应用，都直接取决于模具制造精度、效率。模具常用铣削加工的策略是粗加工、办精加工、精加工、抛光及表面强化等的。下面对模具数控加工中常用的策略进行简单说明。　　（1）基于毛坯的加工　　采用基于毛坯的加工策略包含基于原始毛坯的等高分层加工和基于中间工序的残留毛坯加工两种方式，其数控加工金属切削的原理相同。目的都是实现刀具在加工过程中的余量均匀，刀具每次加工时所承受的切削力、切削深度、切削宽度相当，从而保持加

2、工的平稳性，提高加工的效率。采用基于毛坯的刀具轨迹策略，对于提高模具的加工效率、提高刀具的使用寿命、保持机床精度、提高产品质量的有效途径。现有市面的CAM软件，UGNX和Cimatron、PowerMill等都提供了较好的基于毛坯加工编程的策略。　　（2）型面比较复杂的加工　　模具型腔和型芯的加工，其特征一般表现在型面比较复杂，大部分都是空间的三维曲面，因此曲面的铣削加工时，曲面的光顺性、表面光洁度等精度要求直接影响着产品的成型质量。常用的数控加工中心，多为三轴联动的数控机床。在模具铣削时，最常见的刀具轨迹策略是采用X、Z或Y、Z两轴联动，通过等歩距或变歩距行切的方式进行

3、加工。这种方式对于模具的粗加工和精度要求不高的模具精加工（后续采用抛光工序）是可行的，但是对于模具的半精加工和精加工，这种方式不太理想，如果采用45度行切实现X、Y、Z三轴联动加工的策略，对于提高模具的半精加工和精加工的表面质量、光洁度有着非常明显的改善作用，这也是现代模具数控加工中心精加工的一种典型策略。　　（3）深腔加工时的策略（钻削的影响优势与劣势）　　对于大深度的模具型腔加工，如何提高粗加工的效率一直是机械加工的一个难题。典型常用的加工策略有钻削排量、钻铣排量、挖槽等高分层加工等几种方式。其中钻削排量的效率高，但是，钻削排量时，孔与孔之间形成的尖锐区是后续加工的难

4、点，这些尖锐区无论采用铣削还是其它的方式，对于后续的精加工不利，尤其是锯齿状的侧面轮廓铣削时，由于余量非常不均匀，对刀具和机床冲击较大，严重影响了后续加工的顺利进行。相对单纯的钻削排量，采用钻铣刀进行钻铣排量时可有效避免钻削排量的缺点，但是由于钻铣刀的底刃相对于钻头的底刃来说，轴向的下刀及加工效率相对钻削排量要低得多，采用钻削排量+钻铣排量结合的方式是一种比较好的方式，主要余量部分采用钻削排量，尖锐区采用钻铣排量的方式。　　等高分层的加工策略是比较稳妥的一种方式，但是对于铣刀的加工参数和刀具成本的控制策略相对比较复杂，尤其是中小型模具加工时，其附加值不高，刀具的成本在模具

5、的粗加工时是企业必须考虑的一个重点要素，因此，必须在切削工艺参数和刀具的选择上作出合理科学的决策，如采用钻铣排量+等高分层切削也是一个比较好的选择。　　（4）不同材料的加工　　不同成型工艺方式的模具，其所采用的模具材料各不相同，市面上模具型腔型芯材料以黑色金属为主，占90%的比例，铝合金、锌和金、不锈钢材料的模具比例相对较小。黑色金属材料分两种典型的类型，经过调质后的中等硬度、综合性能比较高的的热处理状态和高硬度淬火的热处理状态。对于调质状态的模具加工，其加工性能相对较好，对刀具和机床的要求也相对较低。对高硬度淬火状态的黑色金属模具材料进行切削时，选择合适的刀具、合适的机

6、床、合适的刀具轨迹策略、合适的工艺流程方案、合适的冷却方式、创造有利的排屑方式等等对于提高模具粗加工的效率是非常有意义的。而对于粘性材料如铝合金、不锈钢的加工，主要从刀具的选型、冷却润滑效果、切削工艺参数上进行合理的搭配即可，其难度相对于高硬度淬火状态的模具加工要小得多。　　（5）变速切削策略（恒功率、扭矩、OMAT功能）　　高速切削作为现代数控加工的趋势，其应用场合越来越广。但是对于一般的中小型企业，尤其是小型企业由于其使用成本高，，采用高速切削的策略应用不是很普遍，传统的数控加工策略模式所占的比重还是主流，因此如何有效的提高传统数控机床的铣削加工效率还是非常具有现实意

7、义的。　　传统数控机床进行铣削时，采用恒功率、恒扭矩的方式进行模具的粗加工策略是非常重要的，既可以有效的提高加工效率、保证产品质量的同时，可有效的降低刀具成本、保持机床的精度和寿命。在数控编程方面，Cimatron和UGNX均提供了较好的变速切削的策略，即针对不同的切削深度和宽度，使切削加工时的主轴转速、进给速度进行相应的调整来实现，而Vericut软件也可以通过程序优化的方式来保证加工的平稳性。使用好这些软件的前提是必须有一定的加工经验和较为丰富的数控编程经验，其对人的依赖性较大。　　而采用硬件的方式，如通过数控机床的主轴监