典型铝挤压分流模上模数控编程工艺解析

程广邓 朱永超

摘 要：本文选取标准φ378mm分流模上模为讲解示例，根据CAD二维图纸提供的数据信息，重点分析此上模的结构特点，结合车间数控刀具情况，就加工区域的选择、加工顺序的安排、数控刀具的应用等编程工艺中需要注意的环节做了重点阐述；目的是保证操机时的安全，减少装夹换刀次数，优化机床走到方式，提高加工质量和加工效率。

关键词：分流模上模 结构分析 数控刀具 工艺解析

中图分类号：TG375.41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0004-02

数控铣削是铝挤压模具加工过程中的重要工序。通过查阅车间φ378mm标准模具加工工艺卡，可知粗铣加工占火前加工总时长的33.3%，精铣加工占火后加工总时长的38.5%；其加工费用，粗铣占火前加工总费用的42.0%，精铣占火后加工总费用的29.5%；无论从加工用时还是加工费用来看，数控铣都是整个模具加工过程中最需要控制好的环节；而编程工艺的制定对数控铣削的质量和效率起着决定性的作用，下面就如何做好此项工作做具体阐述。

1 上模CAD图纸准备

通过查询车间设计图纸库，共收集φ378mm标准分流模模具图纸100余套，按照上模厚度、模芯高度、入口有无减压、出口有无沉桥等因素进行筛选，最终选取YGΦ150×10分流模上模作为讲解示例。准备CAD二维图纸如图1。

2 上模结构分析

该上模厚度为130mm、模芯高度为56mm，分流孔圆角半径为R20mm，可选择刀具半径小于20mm的飞刀进行加工；上模入口有减压设计，须从入口面进行加工，如上模入口无减压、模芯对分流孔无遮挡，且上模厚度加模芯高度在180mm左右，可考虑从出口面一次完成加工，减少装夹次数；模芯直径为φ132.4mm，粗车直径为φ160mm，粗车留量较小，可用同一把刀具完成加工，以减少换刀次数；模芯下空刀直位长12mm、径向深度5mm，选择T型刀具，一是保证刀片长度小于下空刀直位长度，二是保证T型刀径向可加工深度大于下空刀径向深度，同时尽量选取大直径T型刀具进行加工，可提高加工效率。

3 数控刀具情况

3.1 车间常用数控刀具规格及加工深度

车间常用数控刀具规格及加工深度见表1。

3.2 数控加工刀具选用原则

（1）用短不用长。刀具长度要根据刀具加工深度来决定，一般来说，刀具越短越好，必须考虑到使用时的刚性，必要时可采用加长杆或小直径刀柄；在深腔加工时不要一次把刀具加持太长，可分两段或几段深度加工，有助于提高加工效率，例如：用D32R0.8的飞刀加工220mm的深腔时，刀具先夹持180mm、再夹持220mm（下且步距要相对减少），分两段加工，以达到快速切削的目的。

（2）用大不用小。粗加工尽可能考虑用大刀，z轴加工越深刀具直径要越大；加工不到位的地方，可采用小直径刀具进行清角加工，对于不影响火后加工的地方可先不清角，等火后再一并加工到位。

4 上模数控编程工艺解析

（1）数控刀具的选择。根据对上模结构的分析，选用D32R0.8的飞刀分别对分流孔入口型腔、模芯、分流孔出口型腔进行加工；再选用D40T10R3的T型刀具对模芯下空刀进行加工。

刀具加工参数设置如表1。

（2）上模入口型腔的加工深度为上模厚度减去桥位根部至配合面的距离，此上模厚度为130mm，桥位根部距配合面的距离为60mm，故上模入口面的加工深度为130mm-60mm=70mm；上模出口型腔的加工深度为桥位根部距配合面的距离，但须根据模具大小、淬火留量多少，铣深3～6mm，保证入口面型腔与出口面型腔接通，故上模出口面的加工深度为63mm。

（3）上模模芯工作带直径为φ132.4mm，粗车直径为φ160mm，粗铣加工量单边为（160mm-132.4mm）/2=13.8mm，选用D32R0.8的飞刀完成上模模芯的加工；工作带要根据模具大小和热处理方式进行留量，一般留量在1.5～2.5mm之间；粗车高度为58mm，故z轴方向加工范围为+58mm至配合面。刀具参数如表2所示。

（4）上模模芯下空刀的加工分为两个步骤，一是在下空刀直位处产生一个径向上的刀路，z轴最小值为模芯下空刀高度-刀片长度-火前留量，故z轴最小值为38mm-10mm-2mm=+26mm，z轴最大值为z轴最小值+下切步距（与刀片长度一致），为26mm+10mm=+36mm，保证在z=+26mm的位置上产生一个径向刀路；径向加工深度为模芯下刀空径向深度+模芯工带留量，故径向加工深度为5mm+1.5mm=6.5mm。二是沿z轴完成其余下空刀直位与斜位的加工，z轴铣削范围为+26mm至配合面。需要注意的是，第一个步骤T型刀具的进给率为800mm/min，因为此时是满刀切削，进给率要慢些；第二个步骤T型刀具的进给率为1500mm/min，此时切削发力点仅为刀片底部，对整个刀具的作用力较小，故可提高进给率。

（5）螺丝孔、销孔的编程工艺须根据模具大小来制定。一般Φ378mm以下的小模具直接在数控铣床上完成加工，具体工艺是引钻→钻底孔、通孔→入口倒角→攻丝；对于Φ378mm以上的较大模具由数控铣床完成引钻，再由钻床工序完成钻孔和攻丝的操作。编制钻孔的数控程序时，可直接在数控铣床上面完成，其自带的宏程序，具有极好的易读性和易修改性，编写出来的程序简洁，通用性强，而且机床在执行此类程序时，较执行CAM软件生成的程序更加快捷，反应更迅速。

5 结语

本文主要结合车间生产实际，对以YGΦ150×10分流模上模为典型代表的铝挤压模具做了结构分析、数控刀具选择、编程工艺解析等工作的阐述，为之后数控编程工作的开展奠定了坚实的基础，确保编制出的数控程序符合设计图纸的要求，同时最大程度的发挥出数控机床的加工效率，达到將本增效的目的，为企业创造出最大的经济效益。

参考文献

[1] 阎洪，包忠诩.铝型材挤压模CAD/CAE/CAM研究进展[J].轻合金加工技术，1999（10）：1-4.

[2] 刘静安.铝型材挤压模具设计、制造、使用及维修[M].北京：冶金工业出版社，1999.

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