1 引言

　　近年來(lái)隨著塑料加工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料模具得到了長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)塑料模具也提出了大型化、高精度、多功能、復(fù)合型的發(fā)展要求。在人們?nèi)粘Ｉ钪泻芏嗨芰现破芬讶〈嗽瓉?lái)的金屬材料制品，人們不僅看重塑料制品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，還希望塑料制品外觀簡(jiǎn)潔流暢，手感好。因此，我們?cè)谀＞咴O(shè)計(jì)中就要考慮到這些因素?，F(xiàn)在塑料制品的設(shè)計(jì)中有大量的曲面造型，運(yùn)用傳統(tǒng)的機(jī)械加手工的制模方法已經(jīng)很難保證模具的質(zhì)量，而數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機(jī)床和CAD/CAE/CAM軟件的不斷發(fā)展，使得高速加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用起到了舉足輕重的作用。

　　在現(xiàn)代模具制造中，一般采用購(gòu)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)模架的方式以縮短模具的制造周期。為了延長(zhǎng)模具的使用壽命，降低制造成本，可以選擇材料為45# 鋼的標(biāo)準(zhǔn)模架，在模架中放置材料為模具鋼的型芯鑲塊。本文以吹風(fēng)機(jī)外殼模具的型芯鑲塊加工為例，介紹CAM技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用。

2 創(chuàng)建三維模型

　　創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)外殼三維模型，如圖1所示。

圖1 吹風(fēng)機(jī)外殼零件圖

　　模具型芯鑲塊零件如圖2所示。毛胚的生成方法是將鑲塊圖的底面通過(guò)拉拔的方式產(chǎn)生，高度應(yīng)超過(guò)鑲塊最高面2mm做為加工余量，保證最高面的加工質(zhì)量。

圖2 模具型芯鑲塊零件圖

3 制造加工工藝流程的制定

　　在DELCAM中，單擊模塊應(yīng)用命令，進(jìn)入PowerMILL對(duì)話(huà)框制定工藝流程：

　?。?）根據(jù)零件的三維模型選擇合適的加工模式。DELCAM軟件提供的加工模式主要有PLANER_MILL（平面加工模式）、CAVITY_MILL（穴型加工模式）和FIX_CONTOUR（三軸連續(xù)曲面加工模式）三種。

　?。?）確定加工坐標(biāo)系，選擇刀具的切削方式和工藝參數(shù)。

　　（3）選擇加工步驟，產(chǎn)生CLSF刀具源文件。

　?。?）依據(jù)機(jī)床類(lèi)型選擇后處理文件，生成NC加工程序。

　?。?）傳輸NC加工程序至機(jī)床。

　　（6）選擇夾具，安裝工件，確定機(jī)床加工坐標(biāo)系進(jìn)行加工。

4 加工工序的設(shè)置

　　4.1 模具毛坯的加工

　　模具型芯鑲塊毛坯材料是40Cr，加工量比較大，采用分層進(jìn)給銑削方式可以減小機(jī)床負(fù)荷，延長(zhǎng)刀具使用壽命。

　　采用CAVITY_MILL加工模式，PART GEOMETRY（零件外形）選取圖2所示的實(shí)體模型，BLANK GEOMETRY（毛坯外形）選取由鑲塊底面面拉拔所形成的實(shí)體，選擇FLLOW PART（依零件外形加工）切削模式，加工出零件的大致外形。刀具選擇硬質(zhì)合金涂層銑刀φ6（r0.5），轉(zhuǎn)速7957r/min，進(jìn)給速度636mm/min，每層切深0.5mm，刀具進(jìn)給百分比為70%。

　　為了減小刀具磨損，刀具下刀方式采用直線進(jìn)刀，在毛坯上應(yīng)留有預(yù)鉆孔。預(yù)鉆孔的位置以不影響加工質(zhì)量為前提，可以自行設(shè)置。

圖3 毛坯加工刀路圖

　　4.2 型芯表面加工

　　因?yàn)椴捎肞owerMILL加工模式加工中，分層加工立銑刀會(huì)留有階梯狀刀痕，所以我們一般在初步加工過(guò)曲面后采用FIX_CONTOUR加工方式精修曲面，以提高表面質(zhì)量。

　　在FIX_CONTOUR加工模式中選擇型芯的表面為加工區(qū)域，刀具選擇硬質(zhì)合金涂層銑刀φ6（球刀），轉(zhuǎn)速7957r/min，進(jìn)給速度636mm/min，刀具進(jìn)給百分比為5%。

圖4 型芯表面加工刀路圖

　　4.3 進(jìn)風(fēng)口加工

　　由于進(jìn)風(fēng)口為狹長(zhǎng)型小平面，尺寸較小，所以在前兩道工序中無(wú)法完成。

　　采用PLANER_MILL加工模式，選擇ZIG_ZAG(平行式往復(fù)走刀)切削模式。因?yàn)楫?dāng)采用這種切削方式時(shí)，DELCAM軟件所創(chuàng)建的刀具路徑將以相互平行且連續(xù)不提刀的方式產(chǎn)生，此時(shí)它是最經(jīng)濟(jì)、節(jié)省時(shí)間的方式。

　　影響模具制品外觀質(zhì)量的一個(gè)重要因素是模具的圓倒角和拐角，注意不能使用相同直徑的刀具直接加工。如果使用這種方法，則刀具直接切進(jìn)尖銳拐角，使刀具負(fù)荷急遽增加而發(fā)生震跳，影響加工表面外觀質(zhì)量和精度。應(yīng)選用直徑小于圓倒角幾何尺寸的７０％的刀具，使拐角處的刀具路徑更加平順，降低刀具負(fù)荷。

　　在PLANER_MILL加工模式中選擇進(jìn)風(fēng)口的表面為加工區(qū)域，刀具選擇硬紙合金銑刀φ1.2，轉(zhuǎn)速18568r/min，進(jìn)給速度557mm/min，每層切深0.2mm，刀具進(jìn)給百分比為10%。

　　4.4 按鍵孔加工

　　電吹風(fēng)按鍵孔為方形，在第二步加工過(guò)程中有φ6球銑刀切削不到的死角，而此型芯的按鍵表面與行腔的表面為曲面相接，為避免飛邊的產(chǎn)生，此處的表面精度要求很高，所以需要進(jìn)一步精修按鍵表面。

　　采用FIX_CONTOUR加工模式，選取按鍵區(qū)域的三維曲面為加工區(qū)域，選擇FOLLOW PART切削模式，刀具選擇硬紙合金銑刀φ1.5（r0.75），轉(zhuǎn)速14854r/min，進(jìn)給速度297mm/min，刀具進(jìn)給百分比為10%。

5 結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)踐證明，DELCAM提供的CAM高端技術(shù)可以根據(jù)零件的具體形狀選擇不同的加工模式以創(chuàng)建相應(yīng)的刀具路徑，對(duì)進(jìn)行復(fù)雜三維型面的數(shù)控加工，有著極高的加工效率、加工質(zhì)量，并能給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。