模具CNC加工工藝與編程要點

趙建宏

摘 要：隨著經濟社會的快速發展，我國機械模具加工制造行業也取得了非常大的進步，在機械模具加工制造中，計算機數控機床（CNC）技術的應用也越來越廣泛，他借助計算機邏輯程序編碼可以有效提高加工精度和加工質量。筆者從目前模具CNC加工工藝與編程要點出發，以龍門銑床為例，闡述了該技術在機械模具制造中的優勢與發展思路。

關鍵詞：模具加工；CNC加工工藝；編程要點；數控銑削

一、引言

所謂模具的CNC加工工藝就是指在機械模具的加工工作中，借助計算機數字控制機床（本文以龍門銑床為例），通過制定邏輯編碼以及其他一些符號制定指令程序，讓數控機床自動譯碼來控制其進行程序控制自動化零件加工。這種數控機床在機械模具加工過程中不僅具有高精度、高穩定性的特點，在實際工作中還有多坐標聯動功能，這就可以進行復雜形狀零件的加工，有效縮短加工時間、提高加工效率。

二、模具CNC加工工藝中的工序劃分和加工要點

1、模具CNC加工工藝中加工工序的劃分

機械模具在加工制造中應該注意的一點工作要點是：鑄、鍛毛坯零件等工作（如基準平面、定位面等）須在普通機床上完成，然后再將其裝夾至數控機床上進行進一步的精細加工，這樣才能更好地發揮出數控機床的功能并延長其使用壽命。在實際工作中，模具CNC加工工序劃分方法一般有以下三種：第一種是按所用刀具劃分，即刀具集中分序法，該方法不僅能夠有效減少換刀次數，還能減少空程時間、消除誤差；第二種方法是按照零件的加工參數進行分序，也稱為粗、精加工分序發，在運用這種分序法時要注意在粗精加工之間要隔一定的時間進行，這樣能夠使粗加工后的零件得到充分的恢復，有效提高精加工的精度；第三種分序法是按加工部位分序法，這種分序法的加工順序是：加工平面——定位面——加工孔、簡單幾何形狀——復雜幾何形狀、低精度部位——高精度部位等。實際工作中，應根據具體情況進行加工工序的選擇，比如在加工材料變形小且加工余量較均勻的機械模具時，可以選用第一種分序法，而在面對零件變形程度大、加工余量分布不平衡而且對加工精度要求較高的機械模具則要采取第二種分序法。

2、模具CNC加工工藝中的加工要點

2.1 對刀點與換刀點的確定

對刀點在模具加工中非常重要，如果對刀點在之前的工序中被破壞，之后的工序便無法開展，這也從側面反映出對刀點的位置必須是在基準位或者已經精加工過的零件部位。

對于對刀根據機床類型有兩種選擇，一種手動換刀進行，一種自動對刀。

一， 手動對刀機床

手動對刀位置一般設置在龍門銑床的工作臺或者夾具上。對刀點的選擇要遵循以下原則：對刀點必須容易找正；方便編程；對刀點的誤差必須要盡可能小；在后期檢查時要方便；對刀點在設置后，要和零件的定位基準之間確定準確的關系；在高精度對刀位置的選擇時，一般設置在零件的設計基準或者工藝基準上；在以孔為定位基準的模具上，對刀點宜選在孔中心。另外工作坐標系由操作者選中后，一般不能再做改變，而且他應該與編程坐標系一致，這樣可以保證加工的準確性；且對刀過程中必須保持對刀點和刀位點完全重合。最后，數控銑床在換刀時需要手動進行。

二， 自動對刀機床

一般對刀點選定機床表面，工件裝卡到機床后，輸入相應的長度補償即可完成中心的設定，以后每次換刀，刀具在對刀儀上完成自動換刀和相應的刀具長度補償，實現自動換刀加工。

這兩種方式換刀點的選擇都是根據具體加工工序的內容來確定的，換刀點一般設置在離被加工零件較遠的位置，通常由程序進行控制，返回到機床相應的極限位置，這樣做的目的就是防止換刀時刀具碰到零件造成零件損壞和出現機床事故。

2.2 走刀路線的確定

走刀路線在機械模具CNC加工工藝中指的是刀具的運動路線，他的確定直接影響著模具的加工成型和加工質量，一般與被加工零件的加工精度和表面質量有關系，同時，他也是接下來程序編寫的思路與依據。在確定走刀路線的過程中，必須遵循以下原則：

①避免空刀時間過長，將走刀軌跡確定為最短路線；

②在走刀結束后，必須要保證零件維持原來的表面粗糙程度和加工精度；

③在切入切出零件時，必須要使刀具沿著其切線方向運行；

④走刀時一定要控制零件的變形量；

⑤在編寫走刀程序時要將計算量控制在最小范圍內；

⑥確定走刀路線時要考慮反向間隙誤差的引入；

三、模具CNC加工編程要點

1、針對模具在編程之前要進行檢討工作，即對模具的結構進行全面分析，制定出加工和生產方案；當模具需要維修導致設計變更的情況出現時，要及時檢討模具并修改生產進度表。

2、編程前，要綜合考慮零件的因素，先選出幾種加工方式和路徑，再進行程序編譯，之后根據加工方式修改程序，確認在走刀過程中不會出現撞刀、漏掉加工工序等情況；在精加工時，比如機械模具的型芯、型腔等工序，一定要綜合考慮到粗加工的具體加工數目值，要將粗加工工序中能夠銑出來的部位全部銑出來，部分無法通過龍門銑床銑出來的部位要將其盡量的開粗至要求的數值。

精加工時，刀具的進刀量和進刀方向必須要嚴格控制，最好的結果就是用最短的時間加工出最高品質的機械模具。

最后編制完程序上機之前要用數控仿真軟件進行模擬驗證刀軌的可行性，防止編程人為因素造成撞機事故。對于高速加工機床如果條件具備可以用NCBRAIN軟件進行優化，更能大大降低加工效率，提高刀具壽命。

3、加工過程中和加工結束后要做好檢查整理工作。加工過程中要時刻檢查加工的進度和加工質量，一旦發現刀具空刀過多、工件余量較大、錯刀、彈刀、工具變形等情況，必須要及時匯報，確保編程修改工作能夠及時有效進行，減少材料的浪費；加工結束后要嚴格排查、測量工件的參數和漏工、誤差，然后匯報上級，保證加工精度處在合理的范圍內。最后要將這些數據進行記錄，建立工件加工數據庫，方便日后的檢查對比與經驗總結。

四、結語

針對模具CNC加工工藝與編程技巧，結合實際工作中出現的問題進行修改與完善，可以大幅提高數控龍門銑床的加工水平，降低成本投入，以此來提高企業的經濟效益和競爭力。

參考文獻：

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