模具CNC加工工艺与编程要点

赵建宏

摘 要：随着经济社会的快速发展，我国机械模具加工制造行业也取得了非常大的进步，在机械模具加工制造中，计算机数控机床（CNC）技术的应用也越来越广泛，他借助计算机逻辑程序编码可以有效提高加工精度和加工质量。笔者从目前模具CNC加工工艺与编程要点出发，以龙门铣床为例，阐述了该技术在机械模具制造中的优势与发展思路。

关键词：模具加工；CNC加工工艺；编程要点；数控铣削

一、引言

所谓模具的CNC加工工艺就是指在机械模具的加工工作中，借助计算机数字控制机床（本文以龙门铣床为例），通过制定逻辑编码以及其他一些符号制定指令程序，让数控机床自动译码来控制其进行程序控制自动化零件加工。这种数控机床在机械模具加工过程中不仅具有高精度、高稳定性的特点，在实际工作中还有多坐标联动功能，这就可以进行复杂形状零件的加工，有效缩短加工时间、提高加工效率。

二、模具CNC加工工艺中的工序划分和加工要点

1、模具CNC加工工艺中加工工序的划分

机械模具在加工制造中应该注意的一点工作要点是：铸、锻毛坯零件等工作（如基准平面、定位面等）须在普通机床上完成，然后再将其装夹至数控机床上进行进一步的精细加工，这样才能更好地发挥出数控机床的功能并延长其使用寿命。在实际工作中，模具CNC加工工序划分方法一般有以下三种：第一种是按所用刀具划分，即刀具集中分序法，该方法不仅能够有效减少换刀次数，还能减少空程时间、消除误差；第二种方法是按照零件的加工参数进行分序，也称为粗、精加工分序发，在运用这种分序法时要注意在粗精加工之间要隔一定的时间进行，这样能够使粗加工后的零件得到充分的恢复，有效提高精加工的精度；第三种分序法是按加工部位分序法，这种分序法的加工顺序是：加工平面——定位面——加工孔、简单几何形状——复杂几何形状、低精度部位——高精度部位等。实际工作中，应根据具体情况进行加工工序的选择，比如在加工材料变形小且加工余量较均匀的机械模具时，可以选用第一种分序法，而在面对零件变形程度大、加工余量分布不平衡而且对加工精度要求较高的机械模具则要采取第二种分序法。

2、模具CNC加工工艺中的加工要点

2.1 对刀点与换刀点的确定

对刀点在模具加工中非常重要，如果对刀点在之前的工序中被破坏，之后的工序便无法开展，这也从侧面反映出对刀点的位置必须是在基准位或者已经精加工过的零件部位。

对于对刀根据机床类型有两种选择，一种手动换刀进行，一种自动对刀。

一， 手动对刀机床

手动对刀位置一般设置在龙门铣床的工作台或者夹具上。对刀点的选择要遵循以下原则：对刀点必须容易找正；方便编程；对刀点的误差必须要尽可能小；在后期检查时要方便；对刀点在设置后，要和零件的定位基准之间确定准确的关系；在高精度对刀位置的选择时，一般设置在零件的设计基准或者工艺基准上；在以孔为定位基准的模具上，对刀点宜选在孔中心。另外工作坐标系由操作者选中后，一般不能再做改变，而且他应该与编程坐标系一致，这样可以保证加工的准确性；且对刀过程中必须保持对刀点和刀位点完全重合。最后，数控铣床在换刀时需要手动进行。

二， 自动对刀机床

一般对刀点选定机床表面，工件装卡到机床后，输入相应的长度补偿即可完成中心的设定，以后每次换刀，刀具在对刀仪上完成自动换刀和相应的刀具长度补偿，实现自动换刀加工。

这两种方式换刀点的选择都是根据具体加工工序的内容来确定的，换刀点一般设置在离被加工零件较远的位置，通常由程序进行控制，返回到机床相应的极限位置，这样做的目的就是防止换刀时刀具碰到零件造成零件损坏和出现机床事故。

2.2 走刀路线的确定

走刀路线在机械模具CNC加工工艺中指的是刀具的运动路线，他的确定直接影响着模具的加工成型和加工质量，一般与被加工零件的加工精度和表面质量有关系，同时，他也是接下来程序编写的思路与依据。在确定走刀路线的过程中，必须遵循以下原则：

①避免空刀时间过长，将走刀轨迹确定为最短路线；

②在走刀结束后，必须要保证零件维持原来的表面粗糙程度和加工精度；

③在切入切出零件时，必须要使刀具沿着其切线方向运行；

④走刀时一定要控制零件的变形量；

⑤在编写走刀程序时要将计算量控制在最小范围内；

⑥确定走刀路线时要考虑反向间隙误差的引入；

三、模具CNC加工编程要点

1、针对模具在编程之前要进行检讨工作，即对模具的結构进行全面分析，制定出加工和生产方案；当模具需要维修导致设计变更的情况出现时，要及时检讨模具并修改生产进度表。

2、编程前，要综合考虑零件的因素，先选出几种加工方式和路径，再进行程序编译，之后根据加工方式修改程序，确认在走刀过程中不会出现撞刀、漏掉加工工序等情况；在精加工时，比如机械模具的型芯、型腔等工序，一定要综合考虑到粗加工的具体加工数目值，要将粗加工工序中能够铣出来的部位全部铣出来，部分无法通过龙门铣床铣出来的部位要将其尽量的开粗至要求的数值。

精加工时，刀具的进刀量和进刀方向必须要严格控制，最好的结果就是用最短的时间加工出最高品质的机械模具。

最后编制完程序上机之前要用数控仿真软件进行模拟验证刀轨的可行性，防止编程人为因素造成撞机事故。对于高速加工机床如果条件具备可以用NCBRAIN软件进行优化，更能大大降低加工效率，提高刀具寿命。

3、加工过程中和加工结束后要做好检查整理工作。加工过程中要时刻检查加工的进度和加工质量，一旦发现刀具空刀过多、工件余量较大、错刀、弹刀、工具变形等情况，必须要及时汇报，确保编程修改工作能够及时有效进行，减少材料的浪费；加工结束后要严格排查、测量工件的参数和漏工、误差，然后汇报上级，保证加工精度处在合理的范围内。最后要将这些数据进行记录，建立工件加工数据库，方便日后的检查对比与经验总结。

四、结语

针对模具CNC加工工艺与编程技巧，结合实际工作中出现的问题进行修改与完善，可以大幅提高数控龙门铣床的加工水平，降低成本投入，以此来提高企业的经济效益和竞争力。

参考文献：

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