1、第15章 模具数控加工的基础知识第第15章模具数控加工的基础知识章模具数控加工的基础知识15.1 数控加工的基本概念数控加工的基本概念 15.2 数控加工编程基本知识数控加工编程基本知识 15.3 模具数控加工的工艺要求模具数控加工的工艺要求 复习思考题复习思考题 第15章 模具数控加工的基础知识15.1 数控加工的基本概念数控加工的基本概念数控加工技术是20世纪40年代后期发展起来的一种自动化加工技术，它综合了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、机械技术等学科的内容，目前在机械制造业中得到了广泛的应用。第15章 模具数控加工的基础知识1.数控、数控机床及数控加工数控、数控机床及数控加工数控
2、(Numerical Control)在这里是指以数字化信号对机械(机床)运动过程进行控制的一种方法。数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。数控加工技术是指高效、优质地实现产品零件，尤其是复杂形状零件加工的有关理论、方法与实现技术，是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加工的基础与关键技术。数控加工泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控加工的推广应用，得益于数字控制技术的迅速发展，数控机床是数控加工的核心设备。第15章 模具数控加工的基础知识2.数控加工的过程数控加工的过程通常数控加工的过程包括以下三个阶段：(1)利用实物模型、图纸或CAD文件解读零件的加工要求，进而选择合适的
3、加工方法及设备。(2)在弄清零件加工要求的基础上，确定零件的加工方案，制定详细的工艺规程，编制零件的加工程序。(3)加工程序调试通过后，进行零件的数控加工，其中包括零件质量的检测控制。第15章 模具数控加工的基础知识3.数控加工的特点数控加工的特点数控加工与普通机床加工相比，具有以下特点：(1)加工精度高。数控机床一般采用高精度的滚珠丝杠传动副，机床的定位精度和重复定位精度都较高。另外，好的数控机床多采用闭环控制，可实现加工过程的自动检测和误差补偿，因而能够保证加工精度和尺寸的稳定性。(2)加工效率高。数控机床加工零件时装夹次数较少，一次装夹可完成多道工序，大大节省了加工辅助时间，提高了加工效
4、率。第15章 模具数控加工的基础知识(3)零件一致性好。数控加工过程中避免了很多人为因素，同一批次加工出的零件尺寸一致，有良好的互换性。(4)适合加工形状复杂的零件。(5)有利于制造业信息化技术的推广。目前在机械制造业中，CAD/CAM技术已被广泛应用，数控加工正是计算机辅助制造系统的基础。第15章 模具数控加工的基础知识15.2 数控加工编程基本知识数控加工编程基本知识15.2.1 编程概述编程概述在普通机床上加工零件时，通常由工艺人员按照零件图事先制定好加工工艺规程。工艺规程包含了零件的加工工序、切削用量、机床规格及刀具、夹具等内容。机床操作人员按工艺规程规定的步骤及方法操作机床，加工出图
5、纸给定的零件。在该过程中，零件的加工过程(如开车、停车、改变主轴转速、改变进给速度和方向、冷却液的打开和关闭等)都由人工手动操作完成。在数控机床上加工零件，是把加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求用数控语言记录在数控装置中，数控装置根据程序指令，直接控制机床的运动，当零件的加工程序结束时，机床便会自动停止。第15章 模具数控加工的基础知识所谓数控编程，就是指把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、移动量、切削参数(主轴转速、进给量、背吃刀量)以及辅助功能(换刀、主轴正转、主轴反转、冷却液的开关)等，按照数控系统规定的指令代码及程序格式编写成数控加工程序的过程。图15-1所示为数控编程
6、的工作框图。从框图可以看出，在数控机床上加工零件，其所涉及的知识范围比较广，因此，一个合格的编程员首先应该是一个熟练的工艺员，他必须十分了解零件的工艺设计、切削用量的选择，以及刀具和夹具的正确选用等，同时还必须了解数控机床的性能和使用方法。第15章 模具数控加工的基础知识通用刀具专用刀具刀具调整卡程序存储介质刀具测量系统伺服系统数控装置数控机床夹具方案专用夹具组合夹具零件图样工艺分析工艺设计程序编制刀具方案图15-1 数控编程工作框图第15章 模具数控加工的基础知识15.2.2 数控编程的坐标系统数控编程的坐标系统1.机床坐标轴机床坐标轴为了在编程时确切地描述机床的运动轨迹，简化程序的编制方法
7、，保证记录数据的通用性，我国原机械工业部于1982年颁布了JB3051-82数字控制机床坐标和运动方向的命名标准，对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X、Y、Z表示，称为基本坐标轴。X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，如图15-2(a)所示。图中大姆指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y 轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，称为附加坐标轴。根据右手螺旋定则，如图15-2(b)所示，以大姆指分别指向X、Y、Z方向，其余四指环绕的方向是圆周进给运动的A、B、C方向。第15章 模具数控加工的基础知识数控机床的
8、进给运动可由主轴带动刀具运动来实现，也可由工作台带着工件运动来实现。上述坐标轴的正方向是假定工件不动而刀具相对于工件做进给运动的方向。如果是工件移动，则用加“”的字母表示，按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，同样两者运动的负方向也彼此相反。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局。对铣床而言，Z 轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为正方向(Z)，X轴垂直于Z轴并平行于工件的装卡面；如果为单立柱，面对刀具向立柱方向看，其向右运动的方向为X轴的正方向(X)，Y轴与X轴和Z 轴一起构成遵循右手定则的坐标系统。第15章 模具数控加工的基础知识+AX+CZY+B+X
9、(+Y，+Z)+A(+B，+C)(a)(b)图15-2 机床坐标轴第15章 模具数控加工的基础知识2.机床坐标系、机床零点和机床参考点机床坐标系、机床零点和机床参考点在数控机床上加工零件，机床的运动是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动的距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫做机床坐标系，也叫做标准坐标系。第15章 模具数控加工的基础知识机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点，是由机床制造商设置在机床上的一个物理位置，机床出厂后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。数控装置上电时并不确定机床零点，为了在机床工作时正确地建立机床坐标
10、系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点(测量起点)，当机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点以建立机床坐标系。机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，这通过调整机床参考点到机床零点的距离来控制。机床回到了参考点位置也就确定了该坐标轴的零点位置。找到所有坐标轴的参考点后，CNC 系统就建立起了机床坐标系，如图15-3所示。第15章 模具数控加工的基础知识XYYZXN机床参考点工作台机床原点图15-3 机床坐标系的建立 第15章 模具数控加工的基础知识3.工件坐标系、程序原点和对刀点工件坐标系、程序原点和对刀点工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。通常编程人
11、员选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。该坐标系的原点称为程序原点或编程原点。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。一般情况下，以坐标式尺寸标注的零件，程序原点应选在尺寸标注的基准位置；对称零件或以同心圆为主的零件，程序原点应选在对称中心线或圆心上；程序原点在Z方向上的位置通常选在工件的上表面。第15章 模具数控加工的基础知识对刀点是零件程序加工的起始点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可与程序原点重合，也可选在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必
12、须有确定的坐标关系。工件坐标系的建立虽然与工件有关，但其位置仍然是用机床坐标系来描述的，也就是说，工件坐标系的原点位置是以机床坐标系为参考的，如图15-4所示。工件坐标系可用G92 指令来建立，也可用G54G59 指令来选择工件坐标系。关于工件坐标系的建立指令，不同的数控系统之间存在一定的差异，使用时应注意参考相应的说明书。第15章 模具数控加工的基础知识机床坐标系工件坐标系工件YYZZXX图15-4 工件坐标系的原点设定第15章 模具数控加工的基础知识15.2.3 数控编程的内容及步骤数控编程的内容及步骤1.数控编程的内容数控编程的内容对于手工编程而言，数控编程的主要内容有：零件图纸的分析、
13、工艺方案的制定、刀具轨迹的数学处理、零件加工程序的编写、程序的录入或传输、程序的校验及首件的试切等。用CAD/CAM系统自动编程时，数控编程的主要内容有：零件图纸的分析、工艺方案的制定、零件加工造型的创建、刀具轨迹的生成、刀具轨迹的编辑仿真、NC代码的生成、程序的传输、程序的校验及首件的试切。第15章 模具数控加工的基础知识2.数控编程的步骤数控编程的步骤数控编程的一般步骤如图15-5和图15-6所示。第15章 模具数控加工的基础知识零件图纸分析零件加工工艺方案制定轨迹数学处理加工程序编写程序录入首程件序试校切验图15-5 手工编程步骤第15章 模具数控加工的基础知识零件图纸分析零件加工工艺方
14、案制定刀具轨迹生成加工程序生成程序传输首程件序试校切验零件加工造型轨迹编辑仿真图15-6 自动编程步骤第15章 模具数控加工的基础知识15.2.4 程序结构及代码程序结构及代码为了满足数控机床的全球化使用要求，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式等方面，国际上已经形成了两种通用标准，即国际标准化组织(ISO)标准和美国电子工业学会(EIA)标准。我国原机械工业部也根据ISO标准制定了相应的标准。虽然目前大多数数控系统采用国际通用的ISO格式，但每一种数控系统都有其自身的特点及编程规则，对于不同的数控机床，其程序格式及代码也存在一定的差异。因此，编程人员须按照机床说明书的规定格式进
15、行编程。1.程序的结构程序的结构一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。程序结构示例如下：第15章 模具数控加工的基础知识程序号O0001N10 G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03；N20 Z100.0；N30 G41 X20.0 Y10.0 D01；N40 Z2.0；程序内容N50 G01 Z-10.0 F100；N60 Y50.0 F200；N70 X50.0；N80 Y20.0；N90 X10.0；N100 G00 Z100；程序结束N110 G40 X0 Y0 M05；N120 M30；程序号程序内容程序结束第15章 模具数控加工的基础知识1)程序号程
16、序号即程序的编号。为了区别存储器中的各个程序，每个程序都要有程序编号。在编号前有一个程序编号地址码，其在不同的系统中有所区别，如FANUC系统一般采用英文字母“O”作为程序编号地址，华中世纪星系统采用“%”作为程序编号地址，SIEMENS系统对于程序编号地址没有特殊要求，只需以程序名加以区分即可，但程序名前两位必须是英文字母。另外，有一些系统还采用“P”、“L”等形式。2)程序内容程序内容部分是整个程序的主要部分，它由多个程序段组成，每个程序段又由一个或多个指令构成，这些指令描述了数控机床要完成的全部动作。第15章 模具数控加工的基础知识3)程序结束程序结束部分一般用程序结束指令M02或M30
17、作为整个程序结束的符号。2.程序段的格式程序段的格式程序段的格式是指一个程序段中的字、字符和数据的书写规则。目前常用的是字地址可变程序段格式，它由顺序字、功能字、坐标字和程序段结束符组成，每个字的字首是一个英文字母，称为字地址码。一般的字地址可变程序段格式如下：第15章 模具数控加工的基础知识程序段坐标字N_G_X_Y_Z_ F_S_T_M_ LF程序段序号准备功能字进给功能字主轴转速功能字刀具功能字辅助功能字程序段结束符第15章 模具数控加工的基础知识字地址可变程序段因具有简短、直观、不易出错，同时数据位数可多可少，不需要的字或与上一程序段相同的字可以省略等特点，得到了广泛的应用。(1)程序
18、段序号：表示程序段的顺序号，通常由地址符N和数字组成，如N100、N150等。现代CNC系统程序中的段号可有可无，它不影响程序执行的先后次序，只是为了方便阅读程序和编辑修改程序。(2)准备功能字(简称G代码)：由表示准备功能的地址符G和数字组成，如G01、G02等。(3)坐标字：由坐标地址符X、Y、Z等和带正负号的数字组成，如X20.0、Y30.0等，其中数字表示目标点的坐标值(或坐标增量)，号可不写。在同一程序段中，各坐标地址符的排列顺序如下：X(U)，Y(V)，Z(W)，I，J，K，第15章 模具数控加工的基础知识(4)进给功能字：表示刀具进给时的运动速度，由进给地址符F和数字组成，如F1
19、00，其中数字表示进给速度。(5)主轴转速功能字：表示主轴旋转速度，由主轴地址符和数字组成，如S1000。(6)刀具功能字：由刀具地址符T和数字组成，数字表示刀具号，如T01。(7)辅助功能字：由辅助功能地址符M和数字组成，如M03、M07等。(8)程序段结束符。程序段结尾处的符号，表示程序段结束。该符号因系统的不同而不同。第15章 模具数控加工的基础知识3.程序代码程序代码程序代码因数控系统的不同而存在一定的差异，下面仅介绍比较通用的代码，实际编程时应参照所使用的数控系统编程说明书。1)准备功能G代码准备功能G代码由地址字G和其后的一位或二位数字组成，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床
20、坐标系坐标平面选择、刀具补偿坐标偏置等多种加工操作。第15章 模具数控加工的基础知识G代码的功能有非模态G功能和模态G功能之分，分别说明如下：(1)非模态G功能只在所规定的程序段中有效，程序段结束时即被注销。(2)模态G功能是一组可相互注销的G功能，这些功能一旦被执行则一直有效，直到被同一组的G 功能注销为止。模态G 功能组中包含一个缺省G功能，表15-1列出了G代码的功能，其中代码前加注“”符号的即为缺省G功能，系统上电时将被初始化为模态功能。没有共同参数的不同组的G代码可以放在同一程序段中，而且执行先后与指令排列顺序无关。例如G90 G17 G01 X30 Y50 Z10 F100，其中G
21、90 G17与G01放在同一程序段中。第15章 模具数控加工的基础知识表15-1 准备功能G代码代码功 能是否模态 代码功能是否模态G00快速移动G41刀具半径左补偿G01直线插补G42刀具半径右补偿G02顺时针圆弧插补G43刀具长度正向补偿G03逆时针圆弧插补G44刀具长度负向补偿G04进给暂停G49取消刀具长度补偿G17XY平面选择G53机床坐标系编程G18ZX平面选择G54G59工件坐标系选择G19YZ平面选择G80取消固定循环G20英制编程选择G81G89固定循环第15章 模具数控加工的基础知识G21公制编程选择G90绝对坐标编程G28返回参考点G91增量坐标编程G29设定返回参考点G
22、92工件坐标系设定G33等螺距螺纹切削G94进给速度单位设定(mm/min)G34增螺距螺纹切削G95进给速度单位设定(mm/r)G35减螺距螺纹切削G96恒线速度G40取消刀具半径补偿G97主轴每分钟转数第15章 模具数控加工的基础知识2)辅助功能M代码辅助功能M代码由地址字M和其后的一位或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向以及机床各种辅助功能的开关动作。M代码的功能有非模态M功能和模态M功能之分，分别说明如下：(1)非模态M功能(当段有效代码)只在书写了该代码的程序段中有效。(2)模态M功能(续效代码)是一组可相互注销的M 功能，这些功能在被同一组的另一个M功能注销前一直有效，模态M
23、功能组中包含一个缺省功能，系统上电时将被初始化为模态功能。第15章 模具数控加工的基础知识另外M代码的功能还可分为前作用M功能和后作用M功能，分别说明如下：(1)前作用M功能须在程序段编制的坐标轴运动之前执行。(2)后作用M功能须在程序段编制的坐标轴运动之后执行。表15-2为常用M代码的功能。第15章 模具数控加工的基础知识表15-2 辅助功能M代码代 码是否模态功 能M00程序停止M01程序计划停止M02程序结束M03主轴顺时针方向旋转M04主轴逆时针方向旋转M05主轴停止M06换刀M072号冷却液开第15章 模具数控加工的基础知识M081号冷却液开M09冷却液关闭M10夹紧第四轴M11松开
24、第四轴M12夹紧第五轴M13松开第五轴M30程序结束并返回程序头N98独立子程序调用M99从子程序或宏程序返回第15章 模具数控加工的基础知识15.2.5 数控编程的工艺基础数控编程的工艺基础在数控机床上加工零件，首先遇到的问题是工艺问题。一个零件的加工工艺随生产规模和生产条件的不同可以多种多样，应该根据具体情况选择最经济、最合理的工艺方案。这就要求一个程序设计员要有较高的素质，对数控机床的性能特点和使用方法、切削规范、标准和非标准刀具都要比较熟悉，否则就无法全面地考虑零件的加工过程及正确合理地去确定零件的加工工艺，也就无从谈起编制出合理高效的数控加工程序，更无法加工出符合设计图纸要求的零件。
25、因此，在数控编程之前，除了读懂图纸要求外，首先要做的工作是数控加工工艺方案的制定，其中包括以下内容。第15章 模具数控加工的基础知识1.工序的划分工序的划分在数控机床上加工零件，工序应尽可能地相对集中，即零件在一次装卡中，尽可能地完成其全部或更多的工序，这就要对零件的加工工序进行划分。划分工序的方法如下：(1)按所用刀具进行划分：为了减少换刀次数，压缩空行程时间，从而提高零件加工精度和生产效率，多数按刀具集中工序的方法加工零件，就是用一把刀加工零件上多个或全部相同的部位，再换另一把刀加工其它部位。第15章 模具数控加工的基础知识(2)按粗、精加工进行划分：根据零件形状、尺寸和精度要求，以及零件
26、刚度和可能产生的变形等因素，把粗加工和精加工分开，即先粗加工，后精加工，特别是对于一些形状复杂、精度要求高、零件刚度低、又容易变形的零件，由于粗加工后零件变形的恢复需要一定的时间，最好粗加工后不要立即进行精加工。(3)按先面后孔进行划分：在零件上既有面又有孔的加工时，应该先加工面，后加工孔，这样有利于提高孔的加工精度。第15章 模具数控加工的基础知识2.零件装夹方案的制定零件装夹方案的制定在数控机床上加工零件，特别是在加工中心上加工零件，由于在加工过程中可实现自动换刀，往往是一次装夹后就能完成全部加工工序，工序非常集中，因此对工件在夹紧后可能发生的变形要给予足够的重视。在数控机床上应尽量应用组
27、合夹具，必要时设计专用夹具，设计专用夹具时应注意以下几点：(1)合理定位。为了提高零件的加工精度，考虑了工件在夹具上或机床上的位置及夹具在机床上的位置后，应该尽可能使零件的定位基准与设计基准一致，所选的定位方式应具有较高的定位精度。第15章 模具数控加工的基础知识(2)合理夹紧。考虑零件夹紧方案时，要注意夹紧力的作用点和方向。夹紧力应尽可能地靠近主要支承点或在支承点所组成的三角形内，力求靠近切削部位和选择刚性较好的地方，尽量不要选在被加工孔的上方。(3)夹具要有足够的刚度和强度。夹具要能保证零件的加工精度，必须具备足够的强度和刚度。零件在夹具或工作台上的安装，对于箱体零件，可以用已加工好的两个
28、垂直平面作为定位基准，且最好选择一面二孔。如果零件本身无合适的定位面和定位孔，可以设置工艺基准面和工艺用孔。第15章 模具数控加工的基础知识3.刀具的选用刀具的选用数控机床具有高速、高效的特点，因此数控机床用的刀具的强度和耐用度比普通机床用的刀具都要高，这样有利于提高生产效率和零件的加工精度。铣削毛坯平面时，应选用镶装了不重磨硬质合金刀片的铣刀。一般分粗铣和精铣两次走刀。连续切削时，粗铣刀具直径应小些；精铣时，刀具直径应大些，最好能包容加工面的宽度；当加工余量大而不均匀时，刀具直径应小些。第15章 模具数控加工的基础知识高速钢立铣刀一般适宜于加工凸台或凹槽，最好不要用来加工毛坯面，因为毛坯表面
29、有硬化层或夹砂等，容易磨损刀具。加工精度要求比较高的凹槽时，可以先用直径比槽小的立铣刀先铣槽的中间部分，然后利用刀具的半径补偿功能精铣槽的两侧面，直至达到精度要求。总之，应根据待加工零件的材质、技术要求及批量大小等因素，选择合适的数控加工刀具，包括刀具的材质、结构形状、刀具编号等的确定。第15章 模具数控加工的基础知识4.切削用量的确定切削用量的确定数控编程时，重要的是合理地选用切削用量。所谓切削用量，是指主轴转速“S”，走刀速度“F”和切削深度“t”三要素。选用这些切削用量时，要根据机床的性能及所用刀具的刚度和耐用度。一般有经验的程序设计员可以凭其实践经验采用类比方法去确定。在选择切削用量时
30、，要尽可能地保证一把刀能加工出一个零件，或保证刀具的耐用度不低于一个工作班的时间，最少也不能低于半个工作班的时间。第15章 模具数控加工的基础知识主轴转速“S”(r/min)：根据切削速度、机床的性能、零件加工精度等来确定。切削深度“t”：主要受机床刚度的影响。在机床刚度允许的情况下，尽可能使切削深度等于零件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高工作表面质量和加工效率。进给速度“F”(mm/min)：是一个重要参数，应根据零件加工精度和表面质量要求，以及刀具和工件材料来选取。生产大批量零件时，一般要经过实验才能确定进给速度。第15章 模具数控加工的基础知识5.加工余量的选择加工余量的选择在数控
31、机床上加工零件，加工余量的大小就是每个中间工序加工余量的总和。工件加工余量的选择应按照下列原则进行：(1)尽可能采用最小的加工余量总和，以求缩短加工时间，降低零件的加工费用。(2)应有足够的加工余量，特别是在最后工序中，加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求。第15章 模具数控加工的基础知识(3)决定加工余量时，应考虑到零件在热处理后的变形，否则可能出现次品，造成浪费。(4)决定加工余量时，应考虑被加工零件的大小。零件越大，由切削力、内应力引起的变形会越大，因此加工余量也相应大些。(5)数控加工余量不宜过大，特别是粗加工时，其加工余量不宜太大，否则数控机床高效、高精度的特点难以
32、体现。对于加工余量过大的毛坯，可在普通机床上安排粗加工工序。第15章 模具数控加工的基础知识6.加工路线的确定加工路线的确定在数控机床上加工零件，确定每道工序的加工路线是非常重要的，因为它与零件形状和加工精度直接相关。所谓加工路线，是指刀具中心运动的轨迹和方向。对于连续铣削零件的轮廓，特别是用圆弧插补加工圆弧时，要注意刀具切入和切出的路线，要尽可能避免交接处的重复切削，否则会出现明显的界限痕迹。第15章 模具数控加工的基础知识对于用圆弧插补方式铣削外整圆时，要将刀具从切向进入圆周进行铣削。当整圆加工完毕时，退刀不要在切点上直接退出，要让刀具多走一段长度，最好是沿切线方向，以免在取消刀具半径补偿
33、时，刀具与工件表面相碰撞，造成零件报废。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入刀具的方法，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线，这样能提高内孔表面精度，改善接刀处的刀痕。第15章 模具数控加工的基础知识7.编制零件加工工艺编制零件加工工艺零件工艺的编制就是综合不同的工序内容，最终确定每道工序的加工路线及工艺方案。由于同一零件的加工工艺会有多种工艺方案，因此应根据实际情况和具体条件，选择最经济、最合理的工艺方案。第15章 模具数控加工的基础知识15.3 模具数控加工的工艺要求模具数控加工的工艺要求模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。例如，冲压件
34、和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件、粉末冶金零件以及塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等非金属制品大多数也是用模具成型的。因模具成型具有优质、高效、省料等特点，故其已经在工业生产中得到了普遍应用。模具制造水平的高低也成为衡量一个国家制造业发达与否的标准之一。第15章 模具数控加工的基础知识模具加工的方法很多，随着制造业信息化的推进，数控加工已成为模具加工的一种主要方法。就模具的数控加工而言，与一般零件的加工没有本质的区别，只是在编制加工工艺的时候，要根据模具制造的特点及模具制造的基本要求来制定合理的工艺路线。1.模具制造的特点模具制造的特点模具制造与一般机械制造相
35、比有以下特点：(1)模具质量要求高。模具制造不仅要求加工精度高，而且还要求加工表面质量好。通常模具工作部分的制造公差都应控制在0.01 mm以内，有的甚至要求在微米级范围内；模具加工后表面不仅不允许有任何缺陷，而且工作部分的表面粗糙度(Ra)都要求小于0.8 m。第15章 模具数控加工的基础知识(2)模具形状复杂。模具的工作部分一般都是二维或三维的复杂曲面，而不是一般机械加工的简单几何体。(3)材料硬度高。模具相当于一种机械加工工具，其硬度要求较高，一般都是用淬火工具钢或硬质合金等材料制成的，用传统的刀具和加工参数很难加工。(4)单件生产。通常生产某一制品，一般都只需一二副模具，因此模具制造大
36、部分是单件生产。第15章 模具数控加工的基础知识2.模具制造的基本要求模具制造的基本要求(1)制造精度要高。模具是生产其它产品的工艺装备，要生产出合格的、有市场竞争力的产品，首先模具要有较高的精度。(2)使用寿命要长。模具是比较昂贵的工艺装备，其制造费用占产品成本的10%30%，其使用寿命的长短直接影响产品成本的高低。因此，除了小批量生产和新产品试制等特殊情况外，一般都要求模具具有较长的使用寿命。(3)制造周期要短。为了提高产品的市场竞争力，不断推出新的产品适应或引导市场需求，这就要求尽量缩短模具的生产周期。第15章 模具数控加工的基础知识(4)模具成本要低。因模具费用占产品成本的很大一部分，
37、为了降低产品成本，就需要尽量降低模具的制造成本，这就需要合理地设计和制定加工工艺。3.模具制造的工艺路线模具制造的工艺路线模具制造的工艺路线如图15-7所示。采用数控机床加工模具时，在图15-7中的“图纸分析或模具设计”与“零件加工”两个步骤之间，需进行的工作是加工工艺的制定和数控加工程序的编制。在制定加工工艺时，须考虑模具的结构形状、材料加工的难易性及模具的精度要求，选择适合的加工方式、刀具及切削用量等，以保证模具的加工质量。第15章 模具数控加工的基础知识图纸分析或模具设计热处理交付零件加工装配调整试模外购件图15-7 模具制造工艺路线第15章 模具数控加工的基础知识复习思考题复习思考题1什么是数控加工？数控加工有何特点？2什么是机床坐标系、工件坐标系？二者有何关系？3简述数控编程的基本步骤。4模具数控加工的工艺方案包括哪些内容？模具加工有何特点？
