模具制造及检测技术

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1、第3章模具制造及检测技术模具新技术新工艺概论书名：模具新技术新工艺概论书号：978-7-111-37615-6作者：于丽君出版社：机械工业出版社本章应知1．清楚模具制造技术的种类。2．了解各类技术的应用场合。3．了解各类技术的工艺特点。本章应会1．能够合理选择模具加工2．掌握各类制造技术的简单加工。3.1模具数控加工技术3.1.1数控机床1、数控机床的定义数控机床是用计算机通过数字信息来自动控制机械加工的机床。具体地说，数控机床是通过编制程序，即通过数字(代码)指令来自动完成机床各个坐标的协调运动，正确地控制机床运

2、动部件的位移量，并且按加工的动作顺序要求自动控制机床各个部件的动作(如主轴转速、进给速度、换刀、工件夹紧与放松、工件交换、冷却液开关等)的机床。2、数控机床的组成数控机床一般由数控系统、伺服系统、主传动系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成。图3-1所示为一种较典型现代数控机床的构成框图。3、数控机床加工特点1)加工过程柔性好，适宜多品种、单件小批量加工和产品的开发试制。2)采用多坐标联动，可加工其他设备难以加工的零件。3)加工时工序集中，一次装夹可完成多处加工，且不需要钳工划线，生产效率高。4)应用计算机编

3、程，易于实现产品的计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)。5)加工零件的质量稳定，精度高，—烈性好。6)改善劳动条件，减轻工人劳动强度。7)设备昂贵，投资大，对工人技术水平要求高。3.1.2模具数控加工的特点1、模具数控加工的特点1)模具为单件生产，故数控加工的编程工作量大，对数控加工的编程人员和操作人员的要求高。2)模具的结构部件多，通常有模架、型腔、型芯、镶块或滑块、电极等部件需要通过数控加工成形，数控加工工作量大。3)模具的型腔面一般较复杂，而且对成型产品的外观质量影响较大，因此在加工型腔表面时必须达到足够的

4、精度。4)模具部件的加工应尽量安排在一次装夹下完成多个工序，这样可以避免因多次安装造成的定位误差并减少安装时间。合理安排加工次序和选择刀具是提高加工效率的关键。5)模具的精度要求高，所以在进行数控加工时必须严格控制误差。6)模具通常是“半成品”，所以加工时要考虑到后续工序的加工方便，如为后续工序提供便于使用的基准等。7)模具材料通常是很硬的钢材，硬度一般在50HRC以上，所以数控加工时必须采用高硬度的硬质合金刀具来加工。8)模具加工中对于尖角、肋条等部位，无法用机加工加工到位，需要进行电火花加工。9)模具加工时应尽

5、量采用标准件，这样可以减少加工工作量。同时在模具设计制造过程中，使用标准的设计方法，如将孔的直径标准化、系列化，可以减少换刀次数，提高加工效率。3.1.3数控加工程序编制1、手工编程数控加工手工编程一般可分为如下几个步骤：(1)工艺处理编程人员首先需对零件的图纸及技术要求进行详细的分析，明确加工的内容及要求。然后确定加工方案、加工工艺过程、加工路线、设计工夹具、选择刀具以及合理的切削用量等。(2)数值计算根据零件的几何形状、加工路线和数控系统的情况，计算出被加工几何元素的起点、终点、圆弧圆心等坐标点，从而计算出刀具

6、运动轨迹。(3)编制零件加工程序根据零件的工艺分析和数值计算的结果，按照数控机床所使用的指令代码编制零件加工数控程序。(4)输入数控程序将零件加工数控程序通过控制面板上一条条手工键入数控系统，或通过磁盘读入，或用RS—232接口将数控程序输入到数控系统。(5)试切和修改零件加工程序是否正确，通常采用试切法进行验证。目前市场上提供的高档数控系统一般带有切削加工模拟功能，可以在数控系统显示器上模拟加工情况，如发现错误，及时修改加工程序。2、数控语言自动编程数控语言自动编程原理数控语言自动编程原理如图3-2所示，编程人员

7、根据加工零件图纸和工艺过程，运用专用的数控语言编写出一个简短的零件加工源程序，并将其输入到计算机中，经过编译系统进行编译，将之翻译成系统能够识别的目标程序，然后系统根据目标程序进行刀具运动轨迹计算，并生成刀位文件，系统根据具体数控机床所要求的指令和格式进行后置处理，生成相应机床的零件数控加工程序，从而完成最终的自动编程工作经过检查无误后，通过计算机与数控机床之间的通信接口，直接传输给数控机床。3、CAD/CAM系统自动编程3.2模具高速加工技术3.2.1高速加工概述表3-1高速切削和普通切削的速度对照(Kennam

8、etal公司提供)注：1．WC为硬质合金刀具；PCD为金刚石镀层硬质合金刀具；CBN为立方氮化硼刀具。2．1ft＝0.3048m。2、高速加工的机理首先，在高速切削过程中，由于切削速度足够快，变形只发生在小范围内，会使切削力小于传统速度的切削力。其次，高速切削变形机理在很大程度上与热量有关。随着切削速度的增加，切屑流受到的阻力减小，从而使切屑变薄、切削力减小