模具加工案例.doc

插座面板凸凹模型腔的数控加工一、前言插座面板是建筑电气行业一类重要的产品，其生产制造以PC材质注塑而成。该类产品的特点在于产品质量要求高且产品批量大，产品表面质量要求高，内部结构较为复杂，并有较高的尺寸精度要求。相应的注塑模的加工应充分考虑插座面板的产品特点，进行合理的分模及加工刀路设置，保证模具表面精度及尺寸精度。同时采用优化的NC程序提高模具的加工质量，缩短现场加工时间，提高设备利用率，减少刀具、机床的磨损。本文重点论述了插座面板凹凸模的加工工艺，并针对加工刀路的设置提出了工艺方案。二、插座面板的零件模型图1 插座面板正面 图2 插座面板背面图1 插座面板正面 图2 插座面板背面三、插座面板凹凸模工艺分析1、插座面板凸模 （如图3所示） 图3 插座面板凸模凸模的主要尺寸为：大圆孔的直径为8.8mm，最小内槽宽距为1.206mm，凸模的四边形轮廓尺寸80.4mm80.4mm9.748mm。由于插座面板本身属于薄壁零件，同时功能设计要求能够承受反复插拔，因此面板背面设计上有较多的加强筋以保证强度，其对应的凸模表面结构比较复杂，如图3所示。尤其在二线插孔和三线插孔附近有较多的沟槽，而且沟槽的最小宽度只有1.2mm,这就对刀具的要求较高，加工沟槽只能采用直径1mm的刀具，由于刀具直径过小，为避免断刀或粘刀，在实际加工过程中就要求进给速度不能过快。另外在刀路编制过程中为了使刀路更加流畅，对一些面需作封闭的处理，使切削过程更加连续，减少抬刀次数，保证加工质量。另外，凸模上表面四周有一定的弧度，所以先用曲面挖槽进行粗加工，再用平行粗铣削进行半精加工，最后用平行精铣削进行精加工从而保证表面一定的粗糙度。对于沟槽采用二维挖槽加工，进给速度150mm/min。2、插座面板凹模（如图4所示）图4 插座面板凹模凹模的主要尺寸为：螺丝孔处凸起的大圆柱的直径为7mm，小圆柱的直径为4.8mm，四角的最小圆角为2.01mm，最深深度为12.56mm。相对于凸模来说，插座面板的凹模结构较为简单，主要由一个四边形凹槽和二线插孔、三线插孔以及螺丝孔处的凸起组成。由于凹模接触的是插座面板的正面，所以表面的精度，二线和三线插孔、螺丝孔的尺寸精度要求都比较高。凹槽的四角弧度较小，走刀时进给速度适当放慢，以保证表面的质量。首先用曲面挖槽对凹槽进行粗加工，凹槽表面的精度分2步走，凹槽底平面、二线和三线插孔的凸起可以用二维挖槽进行精加工，凹槽的四周曲面用曲面等高外形粗铣进行半精加工，再用曲面平行精铣进行精加工，最后再进一步精加工里面的斜曲面，以保证整个加工质量。 四、插座面板凹模型腔的程序编制插座面板的凹模，材料为40Cr钢，毛坯为六面平整的长方体，尺寸为110mm110mm30mm。1、整体加工刀路规划粗加工凹模精加工凹槽二圆柱精加工凹模凹槽底平面半精加工凹模精加工凹模精加工凹模内斜曲面。如图5所示。图5 插座面板凹模加工刀路规划2、刀路编制过程曲面挖槽粗加工刀具路径，预留量“0.5mm”形成刀路之前，首先把凹槽内所有表面颜色转换成红色（如图6所示），目的是方便后面编写刀路。图6用Toolpaths/Surface/rough/Pocket/all/color/done命令。选取6的平底刀，每层切深为1mm，采用Z字型的走刀方式进行曲面开粗。形成刀路如图7所示。图7曲面挖槽粗加工刀具路径 精加工凹槽内的二圆柱采用二维外形铣，选用4平底立铣刀。分两步加工，首先是直径较小的上圆柱，深度为-5.5mm ，然后是两个下圆柱，深度是-11.5mm。形成刀路如图8、图9所示。图8 精加工上圆柱表面路径 图9 精加工下圆柱表面路径精加工凹槽底平面采用二维挖槽,选取4的平底刀。采用Z字型的走刀方式，深度为-12.56mm。形成路径如图10所示。图10 精加工凹槽底平面路径半精加工凹模，采用曲面等高外形加工，预留量为“0.2mm”采用曲面等高外形粗铣，选取4球刀。在Check Surface/Soild选择如图11的黄色面。（目的是先不要加工，节省走刀时间）每层最大切深为0.5mm。图11 半精加工凹模形成的路径如图12所示。图12 半精加工凹模路径 精加工凹模采用曲面平行精铣，选取2的球刀。精加工凹模形成的路径如图13所示。图13 精加工凹模路径精加工凹模内斜曲面采用曲面陡斜面精加工，选用1的球刀。五、插座面板凸模型腔的程序编制插座面板的凸模，材料为40Cr钢，毛坯为六面平整的长方体，尺寸为110mm110mm30mm。图141、整体加工刀路规划粗加工凸模TOP面粗加工80.4mm80.4mm9.748mm的四边形外轮廓半精加工凸模TOP面精加工凸模TOP面精加工80.4mm80.4mm9.748mm的四边形外轮廓粗加工凸模TOP面的两个内圆槽精加工凸模TOP面的两个内圆槽加工槽 T1-T9（图14）。刀路规划如图15所示。图15 插座面板凸模加工刀路规划2、刀路编制过程曲面挖槽粗加工刀具路径，预留量“0.5”加工前新建一图层，先把零件进行补面，以优化刀路。补完面的结果如图16所示。图16选用10的平底立刀，采用Z字型的走刀方式进行曲面开粗，每层切深为1mm。形成刀路路径如图17所示。 图17 曲面挖槽粗加工刀具路径粗加工80.4mm80.4mm9.748mm的四边形外轮廓（预留量XY“0.2”，Z“0”），采用二维外形铣削，选取10的平刀。半精加工凸模TOP面，预留量为“0.1”。采用曲面平行粗铣，选用6球刀。形成路径如图18所示。图18半精加工凸模TOP面路径精加工凸模TOP面，采用曲面平行精铣。选用4的球刀。精加工80.4mm80.4mm9.748mm的四边形外轮廓采用二维外形铣削，选用5mm四刃立铣刀。粗加工凸模TOP面的两个内圆槽，预留量为“0.2”。采用曲面挖槽，用6mm平铣刀。形成路径如图19所示。图19粗加工凸模TOP面的两个内圆槽精加工凸模TOP面的两个内圆槽用曲面等高外形精铣，选用4mm球刀。 加工各槽采用二维挖槽，选用1mm平底立铣刀。形成路径如图20所示。图20