模具数控范文

导语：如何才能写好一篇模具数控，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词 SolidWorks；模具；设计

中图分类号他TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0162-02

1零件分析

如图1所示的是三角凸台注塑件产品[16] ，零件材料为ABS，材料的收缩率为5‰，注塑件产品的厚度为2mm。三角凸台的凸模的分型面为产品的下表面，凸模的材料为锻造铝合金6061，凸模的尺寸设计依据产品尺寸设计，然后将比例缩小2mm的产品厚度。至于调整材料的收缩率，通过刀具补偿值来统一调整获得凸模尺寸，而且与其从设计角度和制造角度相比，在制造过程中通过调整刀具长度值要比设计容易实现。

2 工艺分析

工件材料为锻造铝合金6061，原牌号为LD30，是最常见的。铝合金与大部分钢材和铸铁材料相比，具有一个明显的优点：较低的屈服强度。因此，加工中需要的切削力较低，可以在刀具不发生过量磨损的情况下提高切削速度和进料比。

3 工艺方案的确定

该凸模零件由多个曲面组成，对表面粗糙度要求较高。采用球状刀加工之后有加工痕迹存在，通过手工修模达到所需要求。因此，留有0.1mm的加工余量，由手工研磨到所需的粗糙度要求。

在数控加工前，工件在普通机床上完成6个面的铣削。为确保三角凸台分型面的质量，解决分型面在粗加工时可能受损的问题，在分型面上留有0.1mm的磨削余量。考虑到分型面预留的磨削量，对刀后将G54坐标中的Z值抬高0.1mm。

切削用量见数控加工工序卡片，表1所示。

4 SolidWorks凸模设计

4.1凸模曲面设计

步骤1：选择上视图为草绘基准平面，用草图工具栏绘制三角凸台体二维线框，用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为100mm，方向向上，角度为3度，根据预生成的形状观察拔模方向，如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。再同样用上视图为草绘基准平面，用草图工具栏绘制圆半径为27.5mm，用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为50mm，方向向上，角度为3度，根据预生成的形状观察拔模方向，如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。

步骤2：选择上视图，新创建一个基准面，距离上视图为38.75mm，方向向上，在基准面1的草绘圆半径为6mm，用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为10mm，方向向下，角度为3度，根据预生成的形状观察拔模方向，如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。

步骤3：选择侧视图为草绘基准平面，草绘一个圆弧半径为150mm的矩形封闭图，偏距10mm。采用曲面旋转命令进行360度的旋转。

步骤4：使用曲面剪切命令修剪掉不要的部分。

步骤5：选择曲面圆角命令，在特征树下设置参数圆角类型为：“面圆角”，在“切线延伸”方框前打勾。分别使用圆角半径为2.5mm、1.875mm和1mm进行圆角。

4.2凸模实体设计

步骤1：选择上视图为草绘基准平面，用草图工具栏绘制三角凸台体二维线框，用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为100mm，方向向上，角度为3度，根据预生成的形状观察拔模方向，如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。

步骤2：选择上视图，新创建一个基准面，距离上视图为38.75mm，方向向上，在基准面1的草绘圆半径为6mm，用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为10mm，方向向下，角度为3度，根据预生成的形状观察拔模方向，如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。选择侧视图为草绘基准平面，草绘一个圆弧半径为150mm的矩形封闭图。使用特征工具栏中的旋转/切除命令进行多余部分切除。

步骤3：同样用上视图为草绘基准平面，用草图工具栏绘制圆半径为27.5mm，用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为50mm，方向向上，角度为3度，根据预生成的形状观察拔模方向，如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。将圆弧半径为150mm的矩形封闭图偏距10mm复制一个草图，使用特征工具栏中的旋转/切除命令进行多余部分切除。

步骤4：选择实体圆角命令，在特征树下设置参数圆角类型为：“面圆角”，在“切线延伸”方框前打勾。分别使用圆角半径为2.5mm、1.875mm和1mm进行圆角。

三角凸台模具的凸模设计结果如图2所示：

图2

5 SolidWorks设计技巧

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关键词：模具制造；数控加工；技术应用

引言

利用模具加工产出具有较高的应用价值，且远大于模具自身价值，模具加工制造水平关系着多种产品质量，对社会生产具有较大的影响。为提高模具制造质量，将数控技术应用其中，对传统模具制造工艺进行优化，实现模具制造集成化、智能化与自动化发展，带动整个模具制造行业生产效率的提高。

1数控加工技术分析

1.1技术概述

数控加工囊括了数字化与自动化学科，将数字化信息作为核心的一种新型技术，具有自动化程度高特点，可以实现对机械设备的有效控制，现在已经被广泛的应用到模具制造行业中，并取得了良好的效果[1]。在社会生产经济快速发展背景下，产品消费水平不断提高，相应的对多样化产品需求不断加大，需要在传统技术基础上做更进一步研究提升。而数控技术在模具制造行业中的应用，可以对数控机床与数控编程技术进行优化，可以有效提高制造工艺实施精确度与效率。

1.2技术特点

第一，提高精度。就模具制造传统工艺来看，产品制造结果比较粗糙，而数控加工技术的应用，主要是利用数字化信息系统来对制造工艺进行精确控制。通过多项专业软件的应用，将产品制造的各项要求输入软件内，由相应程序来完成各项要求，进而能够使得整个加工过程更为精确，模具质量更高。第二，劳动强度低。将数控加工技术应用到模具制造中，提高操作的自动化水平，可以有效解放劳动力，利用流水线生产方式，降低劳动强度，在批量生产作业中具有更明显的优势。第三，难度降低。对于重要的数控装置部分，主要包括进给单元、主轴电机与进给电机等部分，面对驱动装置可以实现多坐标联动操作，能够更有效的完成各项复杂作业，降低了模具制造作业难度，可以满足更大范围产品生产要求[2]。

2模具制造中数控加工技术应用方向

（1）作业高精度控制。数控加工技术在模具制造中的应用，主要针对的是数控机床上对零件加工工艺的过程，加工的零件均具有高精度要求，因此需要重点做好数控机床几何精度与加工精度的控制。想要提高几何精度，可以通过减少数控系统的方式，可以在一定程度上提高数控机床制作精度与稳定性，常见的如利用闭环补偿控制技术加工。（2）柔性化加工。柔性即数控机床适应加工对象的应变能力，利用相同的数控机床与数控系统能够加工出不同形状的模具，以及不同结构要求的零件产品。为最大程度上来提高数控加工柔性化，实现多种加工用途，需要建立一个开放式的数控系统，并配置专用、通用功能，对用户技术经验进行存储与处理，在重新编辑后可以形成专家系统，作为模具制作控制的重要依据。（3）加工高速切削。实现模具制造的高速切削功能，对提高加工效率具有重要意义。并且高速切削还能够克服机床振动问题，提高加工废屑处理能力，以免加工件在制作过程中出现热变形问题。同时能够提高主轴切削性能，较之以往机床加工制作，工件表面质量与加工精度效果更佳。实现数控加工机床的高速切削功能，要在保证具有良好主轴系统与刚性外，还应保证数控系统具有高速运算、高速通信与高速差补等功能。（4）网络化制作。在将数控加工技术应用到模具制作中时，可以综合柔性制作系统与计算机集成制造系统等，来建立完善多种通信协议，然后通过计算机平台配备网络接口，对制作工艺进行远程监控，同时可以实现工件制作质量的检测与诊断，提高工件制作效率与质量。另外，利用计算机技术与智能技术，还可以提高控制系统的智能化水平，使得整个机床加工系统更好的适应实际生产要求。

3数控加工技术在模具制造中应用措施

3.1应用技术

（1）数控车削加工技术。数控车削加工技术多被应用于制作中轴类标准件，如各类形态杆类零件与回转体模具。其中，回转体模具常见有瓶状、盆状注塑类模型。对于数控机床来说，一般仅仅能用来进行平面加工，在将此项技术应用于实际加工时，需要结合模具特点来选择，对一部分零件进行加工制造。（2）数控电火花加工技术。数控点火花技术的应用，可以缩短模具成型所需时间，与编程加工技术相比，此类技术在实际应用中加工难度更低。其中，在进行模具加工时，线切割主要利用直壁状模具加工，如冲压模加工时凹凸模以及电火花加工技术所用电极[3]。（3）数控铣削加工技术。此种技术主要被用于模具凹凸型面或者曲面的加工，可以对复杂程度较高工件的外形轮廓进行深度加工，也可用于曲面模具加工。例如可以利用电极对工件进行加工处理，促使电火花成形。

3.2应用要点

一方面，要对加工模具进行分类，因为数控加工技术类型较多，在模具制作中，需要以获取最大效益为目的，选择最为合适的加工方式，并对加工对象进行分类，提高工件制作效率。例如带有曲面或者外部形态复杂度高的模具，应选择以铣加工为主的技术；旋转类工件制作，则应选择车加工为主的技术。另一方面，提高操作人员专业知识水平，因为数控加工工艺的操作，与传统模具制作方式相比，对操作人员专业技能水平有更高的要求，需要熟练掌握数控加工工艺各种控制语言，能够进行各类代码编写，有效控制数控机床。

4结束语

数控加工技术在模具制作中的应用，可以有效提高工作效率，提高制作工艺的自动化与智能化水平，降低工作强度，以更少的成本来获取更大的效益。虽然现在数控加工技术的应用已经取得一定效果，但是还应继续研究，争取不断提高技术应用水平，促进模具制作行业的进一步发展。

参考文献：

[1]李海萍.模具数控加工技术的研究与发展[J].机械设计与制造,2008(06):210-212.

[2]荣星,钟启茂.模具制造中的高速数控加工技术[J].机械工程师,2005(07):34-36.

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关键词：模具制造；数控加工；技术应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.044

0 引言

利用模具加工产出具有较高的应用价值，且远大于模具自身价值，模具加工制造水平关系着多种产品质量，对社会生产具有较大的影响。为提高模具制造质量，将数控技术应用其中，对传统模具制造工艺进行优化，实现模具制造集成化、智能化与自动化发展，带动整个模具制造行业生产效率的提高。

1 数控加工技术分析

1.1 技术概述

数控加工囊括了数字化与自动化学科，将数字化信息作为核心的一种新型技术，具有自动化程度高特点，可以实现对机械设备的有效控制，现在已经被广泛的应用到模具制造行业中，并取得了良好的效果[1]。在社会生产经济快速发展背景下，产品消费水平不断提高，相应的对多样化产品需求不断加大，需要在传统技术基础上做更进一步研究提升。而数控技术在模具制造行业中的应用，可以对数控机床与数控编程技术进行优化，可以有效提高制造工艺实施精确度与效率。

1.2 技术特点

第一，提高精度。就模具制造传统工艺来看，产品制造结果比较粗糙，而数控加工技术的应用，主要是利用数字化信息系统来对制造工艺进行精确控制。通过多项专业软件的应用，将产品制造的各项要求输入软件内，由相应程序来完成各项要求，进而能够使得整个加工过程更为精确，模具质量更高。第二，劳动强度低。将数控加工技术应用到模具制造中，提高操作的自动化水平，可以有效解放劳动力，利用流水线生产方式，降低劳动强度，在批量生产作业中具有更明显的优势。第三，难度降低。对于重要的数控装置部分，主要包括进给单元、主轴电机与进给电机等部分，面对驱动装置可以实现多坐标联动操作，能够更有效的完成各项复杂作业，降低了模具制造作业难度，可以满足更大范围产品生产要求[2]。

2 模具制造中数控加工技术应用方向

（1）作业高精度控制。数控加工技术在模具制造中的应用，主要针对的是数控机床上对零件加工工艺的过程，加工的零件均具有高精度要求，因此需要重点做好数控机床几何精度与加工精度的控制。想要提高几何精度，可以通过减少数控系统的方式，可以在一定程度上提高数控机床制作精度与稳定性，常见的如利用闭环补偿控制技术加工。

（2）柔性化加工。柔性即数控机床适应加工对象的应变能力，利用相同的数控机床与数控系统能够加工出不同形状的模具，以及不同结构要求的零件产品。为最大程度上来提高数控加工柔性化，实现多种加工用途，需要建立一个开放式的数控系统，并配置专用、通用功能，对用户技术经验进行存储与处理，在重新编辑后可以形成专家系统，作为模具制作控制的重要依据。

（3）加工高速切削。实现模具制造的高速切削功能，对提高加工效率具有重要意义。并且高速切削还能够克服机床振动问题，提高加工废屑处理能力，以免加工件在制作过程中出现热变形问题。同时能够提高主轴切削性能，较之以往机床加工制作，工件表面质量与加工精度效果更佳。实现数控加工机床的高速切削功能，要在保证具有良好主轴系统与刚性外，还应保证数控系统具有高速运算、高速通信与高速差补等功能。

（4）网络化制作。在将数控加工技术应用到模具制作中时，可以综合柔性制作系统与计算机集成制造系统等，来建立完善多种通信协议，然后通过计算机平台配备网络接口，对制作工艺进行远程监控，同时可以实现工件制作质量的检测与诊断，提高工件制作效率与质量。另外，利用计算机技术与智能技术，还可以提高控制系统的智能化水平，使得整个机床加工系统更好的适应实际生产要求。

3 数控加工技术在模具制造中应用措施

3.1 应用技术

（1）数控车削加工技术。数控车削加工技术多被应用于制作中轴类标准件，如各类形态杆类零件与回转体模具。其中，回转体模具常见有瓶状、盆状注塑类模型。对于数控机床来说，一般仅仅能用来进行平面加工，在将此项技术应用于实际加工时，需要结合模具特点来选择，对一部分零件进行加工制造。

（2）数控电火花加工技术。数控点火花技术的应用，可以缩短模具成型所需时间，与编程加工技术相比，此类技术在实际应用中加工难度更低。其中，在进行模具加工时，线切割主要利用直壁状模具加工，如冲压模加工时凹凸模以及电火花加工技术所用电极[3]。

（3）数控铣削加工技术。此种技术主要被用于模具凹凸型面或者曲面的加工，可以对复杂程度较高工件的外形轮廓进行深度加工，也可用于曲面模具加工。例如可以利用电极对工件进行加工处理，促使电火花成形。

3.2 应用要点

一方面，要对加工模具进行分类，因为数控加工技术类型较多，在模具制作中，需要以获取最大效益为目的，选择最为合适的加工方式，并对加工对象进行分类，提高工件制作效率。例如带有曲面或者外部形态复杂度高的模具，应选择以铣加工为主的技术；旋转类工件制作，则应选择车加工为主的技术。另一方面，提高操作人员专业知识水平，因为数控加工工艺的操作，与传统模具制作方式相比，对操作人员专业技能水平有更高的要求，需要熟练掌握数控加工工艺各种控制语言，能够进行各类代码编写，有效控制数控机床。

4 结束语

数控加工技术在模具制作中的应用，可以有效提高工作效率，提高制作工艺的自动化与智能化水平，降低工作强度，以更少的成本来获取更大的效益。虽然现在数控加工技术的应用已经取得一定效果，但是还应继续研究，争取不断提高技术应用水平，促进模具制作行业的进一步发展。

参考文献：

[1]李海萍.模具数控加工技术的研究与发展[J].机械设计与制造，2008（06）：210-212.

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关键词：模具型腔；数控加工；机床性能；走刀方式；数控编程

0引言

数控加工是目前生产加工领域程序相对比较复杂，操作比较严格，工艺比较讲究的一门生产技术，在高转速以及高进给速度下，能够完成各种粗加工以及精加工的要求。数控加工在机床性能、刀具选择、走刀方式、加工工艺、参数设计以及智能化编程等方面要求非常严格，并且，面向模具型腔的数控加工难度大、耗时长，需要注意的事项比较多。对于面向模具型腔的数控加工，怎样才能提高加工的质量和效率，笔者将从以下五个方面进行分析。

1数控机床性能

机床是数控加工最基础的运行部件，是支撑一系列数控加工工序的工作平台，机床性能的好坏直接关系到数控加工的质量。高效的数控加工往往都需要依靠性能良好的数控机床来实施。要确保数控机床的性能能够满足高效数控加工的需要，应做到以下几点：一是观察机床的物理结构即精准度和刚性是否达到标准。由于加工原材料本身都是具有高硬度，需要采用一定伸长量的铣刀加工模具型腔，要求机床的抗震能力以及加工精度比较达到标准要求，所以，高刚性和高精度是对高效数控加工机床的最基本要求；二是机床的转速和功率必须高，这样才能使得刀具关联的主轴转速足够快，同时需要完成型腔以及其他部件的协调运作，确保加工的一致性和严密性；三是机床应具备多轴联动和深孔腔综合切削的能力，多轴联动能够支持机床工作台持续的回转进给，结构复杂的深孔腔需要多轴联动前提下加工出各种曲面的模具零件；四是机床的控制系统必须先进。我国数控机床控制系统一直在不断的升级和完善，目前已经具备自行调整切削进给速度、机床的热变形补偿以及高速度传递数控加工数据等功能。

2刀具系统

面向模具型腔的高效数控加工在刀具系统方面也需要不断改进。在具体选择加工刀具上需要考虑以下因素：首先，应选择高刚性和耐磨性的刀具材料，确保加工中不易变形或者损坏，这样才能有效避免在高速切削加工中出现刀口损坏或者其它刀具失效现象发生，以免降低加工效率和出现加工产品表面质量问题。同时在刀具系统管理中，需要针对刀具系统的有关切削参数进行针对性设置，以确保加工的高精准度；其次，在不同的切削刀刃的连接处最好采用倒角刀尖，避免热摩擦过大而损坏刀具，同时在实际操作中，还要结合具体情况选择不同类型和形状的加工刀具，这样才能针对不同的加工要求来提高加工精度和加工效率。同时在实际加工中还要注意所采用的刀具必须与编程所选择的刀具参数一致，防止因为误差影响到模具的加工精度；再次，应选择高精度刀片以及密齿刀。这样才能发挥出刀具高速加工的性能，提高材料切除的效率；最后，应采用自动换刀系统。这样做是为了自动换刀来压缩时间和提高定位的精准度。

3走刀方式

如何走刀是考验数控加工水平的重要指标，也是考验数控编程人员专业能力的重要体现。由于走刀直接关系到数控加工的效率和质量，数控编程人员必须根据数控加工的实际情况选择合理的走到方式。如果走刀方式选择不当，往往会耽误数控加工的时间和进度，还可能影响到加工质量。所以，数控编程人员往往需要经过精密的思考和计算，确定最佳的走刀方式，尽可能的节约时间、保证质量、提高效率。当前我国多数的数控编程走刀方式都是采用CAM软件，对于模具型腔的粗加工在加工复杂零件时大部分时间都耗费在粗加工上，由于存在多种刀位轨迹的生成方法，我们在选择的走刀方式不同所耗费的加工时间即刀位轨迹长度差别就会很大。对于加工质量不高的问题常常就是因为在走刀方式的选择有误，所以，走刀方式也是衡量数控加工水平的一个重要参数，这就对有关数控编程以及技术人员提出了非常高的要求，需要选择出最合理的走刀方式并且还要不断改进技术，从而促进数控加工水平的不断提升。

4加工工艺与参数

直观判断数控加工能力的强弱很大程度上体现在切削效率上，也就是需要从转速、吃刀量以及进给速度等方面来做文章，通过提高切削效率来促进数控加工能力的提升。所以，在数控加工过程中，要保证有效的切削用量，发挥出刀具应有的切削性能。除此以外，对于加工参数的优化，还必须从建立有效的瞬时切削力模型入手，这就需要技术人员加大切削实验，尽量保证工艺参数的实用性。同时模具型腔粗加工要去除大量材料，就需要充分考虑曲面形状、余量、材料硬度以及刀具磨损变化等因素，所以在实际加工中基本采用的还是保守的切削进给速度。

5数控编程的智能化

模具型腔粗加工通常需要采用多种数控编程策略。我们上面提到的CAM系统相对比较传统且具有很强的经验性，在具体的加工进给速度方面缺乏针对性，在生成的刀具路径方面缺乏可靠性，同时刀具寿命的维护不到位，所以，许多学者和专家都致力于改进和优化数控编制，将模具型腔复杂曲面数控加工的重点放在数据编程的智能化上，这也是目前数控编程的发展趋势。CAM系统数据编程智能化能够实现信息的自动化处理，能够根据CAD传递的几何信息以及相应的工艺系统识别加工特征，从而根据特征选择最佳的加工方式，并且能利用有关技术和工具计算出刀具的大小、加工余量、走刀方式以、切削用量以及优化刀具轨迹。数控编程的智能化是实现模具型腔高效数控粗加工的关键，也是实现面向车间编程的重要前提，更是下一代CAM系统的突破口。数据编程的智能化需要使用者建立自己的用户模版，能够实现独立利用和全面操作，从而大大提升了数控编程的效率。因此，现阶段我们要加大科研和实践力度，开发出模具型腔粗加工的智能工艺系统，结合材料以及加工余量科学考虑加工的切削参数，达到变速切削和高速切削的目标，建立起包括模具型腔加工几何模型的切削工艺参数数据库，促进无干涉刀具路径的生成，最终实现面向模具型腔的高效数控加工。

参考文献：

[1]张晓陆.模具高效加工方法与工艺规程制定[J].模具工业,2007(09).

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（东莞市高技能公共实训中心，广东东莞,523106）

摘要：本文以一塑料小盆注射模后模的设计与数控加工为例，较为详尽地讲述了运用CAD\CAM软件进行塑料模具型芯设计和数控加工的工艺步骤及注意事项。

关键词 ：塑料小盆、数控加工、型芯

一 后模图形处理

根据此零件的特点，设计了小盆的后模。后模和前模相对应的，前篇文章中已经设计好前模，

1、依次点击File/Read file读入前模的3D图形文件。

2、打开所有图层，关闭前模的曲面及相关线条的图素，保留后模曲面，另存为后模的层里。

3、依次点选Create/Curve/Create curve onone Edge，选择后模四周的曲面，绘制的曲面边界。此边界要作为加工曲线，必须将此曲线修剪圆顺，不能有断点和重复的曲线。

4、在Z0处绘制358×290的矩形，并按图纸要求绘制相应的导柱孔等曲线。依次点选Create/Surface/Create Ruled/Lofted Surface，选择矩形的两条边，绘制出所须的平面。

5、选择所绘制的平面和曲面边界，依次点选Xform/Xform Project，用投影剪切对平面进行剪切。得到模具的分型面。

6、用同样的方法绘制肥皂台的曲面边界及型芯下部的加工曲线。

图形图素较多，为便于管理，绘图进行了分层管理，分为七个层，第1层blank绘制图形隐藏的图素，第2层QMsurface绘制了前模曲面，第3层curve绘制了图形的绘图曲线，第4层partsurface绘制了模具的分型面，第5层curveforcut绘制了编制刀路时要使用的曲线及加工边界，第6层HMsurface绘制了后模曲面，第7层Dim标注了后模的尺寸。层管理图如图1所示。加工时打开第2、4和第5层，关闭其它层。

切削曲线及边界如图2。图形坐标原点放在后模XY方向的中心处，后模分型面处的Z方向尺寸为0.0mm。

塑料小盆后模3D图如图3所示。

二 后模的数控加工工艺分析

如图3为设计好的小盆后模加工3D图。加工时要注意以下几点：

1、小盆后模成型塑件的外表面，光洁度和尺寸精度要求比前模高。

2、后模型芯采用整体式设计。后模板厚度为100mm，加工后的后模板厚度为50mm。零件的尺寸较大，粗加工时的加工余量大，耗时长，刀具磨损大，要尽可能采用镶合金圆刀粒大直径圆鼻刀，并设置和里加工工艺和刀具参数。

3、后模型芯顶部、中部及底部曲面的曲率变化是不同的，精加工时，Z方向要分段进行，以获得良好的加工效果。

4、后模型腔四周的最小圆弧半径为R1.016，须用平底刀自行磨制取Φ12R1.016的圆鼻刀进行精加工。

5、后模型芯周围的型腔为凹面，为降低成本，没有设计铜公，直接加工成型。凹槽的宽度不大，而后模型芯的高度却高达50mm，加工时要选用合适的刀具，同时要设置合理的刀具伸出长度，避免夹头碰到后模型芯。

6、后模型腔肥皂台处底部和四周的曲面直角相交，直边两曲面相交处的过度圆弧半径为R0.92mm，无法直接加工出来，必须设计铜公。

7、肥皂台的底面和侧面设计8条半圆柱加强筋，也必须设计铜公进行电火花加工。

8、四个导柱孔的直径为Φ25，公差要求高，是后模加工的另一难点，要采取合理的镗孔刀具和镗孔工艺。

9、考虑到毛坯尺寸较大，超出普通磨床的加工范围，只能磨削上下平面，在数控加工后模型腔时再加工毛坯的外形，来保证上下面的平行度及四周面之间的相互垂直度。

10、考虑到加工时要加工四个导柱孔，为避免加工到工作台，模板的下部要垫高20mm。

11、为提高塑件内表面的粗糙度，同时便于脱模，后模电加工后必须进行抛光。

数控加工前，利用铣、平面磨等通用设备先加工出360×292×100mm的毛坯，用压板固定在数控机床的工作台上进行加工。加工完毕后，选择垂直的三个面作为加工和定位的基准面，为便于辨认基准，要打上字码。

三 后模加工注意事项

1、后模通常成型塑件的内表面，表面粗糙度要求没有前模高，但后模型芯结构比较复杂，抽芯、镶件等结构较多，加工量校前模多，材料同前模一样较硬。加工时要谨慎，避免差错。

2、编写刀路之前，须将图形中心移动到系统默认坐标原点，最高点移动到Z原点，并将长边放在X轴方向，短边放在Y轴方向，基准位置的长边向着自己。

3、加工前必须检查工件的装夹方向与计算机中的图形方向是否一致，在模具中的排位是否正确，装夹具是否妨碍加工，前、后模的方向是否相配。

4、后模加工的刀路大致顺序：大直径刀粗加工小直径刀粗加工和清角大直径刀精加工小直径刀清角和精加工。

5、后模同前模所用材料相同，应尽量用镶合金刀粒的大直径刀具进行加工，不要用太小的刀。分型面为平面时，可用圆鼻刀精加工。

6、后模的加工一般先选取镶合金刀粒的大直径圆鼻刀（因这种刀够大，有力）进行粗加工，采用3D曲面挖槽刀路进行加工（留0.25mm的余量）。

7、半精加工一般选取镶合金刀粒的刀具（或合金刀），采用等高外形刀路进行加工（留0.15mm的余量）。

8、精加工一般选取镶合金刀粒的球头刀（尺寸小时选小直径整体球头刀），采用平行铣削来进行加工（不留余量）。局部辅以清角加工。加工型芯时，常遇到的问题是球头刀不易清除利角，这时可以用端铣刀走曲面斜面加工清角。

9、如果后模型芯采用的是镶件，则后模分为镶件型芯和镶件固定板。需要分开加工。加工镶件固定板的内部外形要多走几遍空刀，不然外形会有斜度，造成上面加工到尺寸，下面加工不到位的现象，安装时难以配模。若镶件固定框深度尺寸大，则更明显。精加工外形框时尽量用大直径的新刀。

10、镶件固定板深度较大时，可翻转过来，首先加工外形部位，装配入框后，再加工型芯的外部形状。

11、塑件产品上下壳配合处突起的边缘称为止口，止口结构在型芯镶件上加工或在镶件固定板上用外形刀路加工。

12、如果有止口台阶，用球头刀精加工时需控制加工深度，防止过切。镶件固定板的尺寸可比型芯镶件单边小0.02mm，以便配模。型芯镶件精加工时的公差为0.01～0.03 mm，Z方向步距值为0.2～0.5mm。

四 后模型芯加工刀路]

1、首先选取Φ25R5镶合金圆刀粒的圆鼻刀，C N C 刀杆规格： T R S - 5 R × 2 5 × 1 5 0 。刀片规格：PPMW1003M0。进给率1000mm/min，下刀速率500mm/min，抬刀速率2000mm/min，主轴转速S=2000转/分。用3D曲面挖槽刀路对小盆的后模型腔曲面进行粗加工。采用绝对尺寸，最小深度设置为46.44mm，最大深度设置为0.6mm。加工余量0.4mm。Z方向步距为0.5mm。

2、继续选取Φ25R5镶合金圆刀粒的圆鼻刀，用3D曲面挖槽刀路对后模型腔肥皂台处的曲面进行粗加工。采用绝对尺寸，最小深度设置为0.0mm，最大深度设置为-6.6mm。加工余量0.4mm。Z方向步距为0.4mm。

3、选取Φ16R0.8镶合金方刀粒的圆鼻刀，用2D外形刀路对后模型芯的外形粗加工，采用绝对尺寸，工件顶部高度为0.0mm，加工深度为-50.0mm，XY方向的加工余量为0.4mm，Z方向的加工余量为0.2mm。

4、选取Φ16平底白钢刀，用2D外形刀路对后模型芯的外形精加工，工件顶部高度设置采用绝对尺寸，为0.0mm，加工深度设置采用相对，也为0.0mm。XYZ方向的加工余量为都为0.0mm。

5、选取Φ25R5镶合金圆刀粒的圆鼻刀，用3D曲面挖槽刀路对后模顶部的分型平面（Z0处）进行精加工。加工面的加工余量0.0mm。采用绝对尺寸，最小深度和最大深度都设置为0.0mm。(实际上只加工了一刀)

6、选取Φ25R5镶合金圆刀粒的圆鼻刀，用曲面精加工等高外形刀路对后模上部曲面精加工。加工余量0.0mm。采用绝对尺寸，最小深度设置为56.44mm，最大深度设定为54.5mm。Z方向步距0.06mm。

7、选取Φ25R5镶合金圆刀粒的圆鼻刀，用曲面精加工等高外形刀路对后模中部曲面精加工。加工余量0.0mm。Z方向步距0.06mm。采用绝对尺寸，最小深度设置为55.0mm，最大深度设定为0.1mm。

8、后模型腔的最小圆弧半径为R1.016，这里选取Φ12R1.016的圆鼻刀（用平底刀自行磨制），用2D外形刀路对后模型芯四周的型腔精加工，XYZ方向的加工余量都为0.0mm。（此模具的产品要求不是很高，采用此工艺加工后模的凹型腔，有效提高了加工的表面粗糙度，省略了加工此部位所需的电火花铜公，降低了模具加工成本）。

9、选取Φ12R1.016的圆鼻刀，用曲面精加工等高外形刀路对后模肥皂台处的曲面型腔半精加工。减少电火花加工余量。加工余量0.2mm。采用绝对尺寸，最小深度设置为-0.1mm，最大深度设定为-6.6mm。Z方向步距0.2mm。

10、选取Φ12R1.016的圆鼻刀，用2D挖槽刀路对后模肥皂台处型腔曲面的底部进行精加工。采用相对尺寸，工件加工表面设置为0.2mm，加工深度设置为0.0。XY方向的加工余量为0.5mm，Z方向加工余量为0.0mm。

11、选取Φ6平底合金刀，用2D外形刀路对后模肥皂台型腔曲面相交处的过度圆弧半精加工，采用绝对尺寸，工件加工表面设置为0.0mm，加工深度设置为-6.5。XY方向的加工余量为0.2mm，Z方向的加工余量为0.0mm。

12、选取Φ10平底合金刀，用曲面精加工等高外形刀路对后模型芯下部的曲面精加工。加工余量0.0mm。采用绝对尺寸，最小深度设置为5.5mm，最大深度设定为0.05mm。Z方向步距0.12mm。

13、继续选取Φ10平底合金刀，用曲面精加工等高外形刀路对后模型芯下部的型腔曲面精加工。加工余量0.0mm。采用绝对尺寸，最小深度设置为-0.02mm，最大深度设定为-6.6mm。Z方向步距0.12mm。

14、选取Φ10平底合金刀，用曲面精加工等高外形刀路对后模型芯下部的型腔曲面精加工。加工余量0.0mm。采用绝对尺寸，最小深度设置为-6.61mm，最大深度设定为-7.62mm。Z方向步距0.04mm。

15、选取Φ16中心钻，用钻孔刀路钻削后模板四个导柱孔的中心孔。Z方向的钻孔深度8.0mm。

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课程旨在使学生具备根据零件的工艺性分析能力，具有制定数控加工工艺能力；具备利用机床数控指令完成零件加工程序编制能力；具备应用仿真软件模拟加工能力；具备利用数控机床完成零件加工能力；具备较强的生产质量控制能力；具备良好的团队协作与交流沟通能力；同时还应具有较强的岗位责任感和敬业精神。

2.课程设计理念

该课程从工作过程为导向的职业教育“适应能力”向“建构能力”进行主导性转变，教学重心突出以传统的教师“讲”向学生“学”为中心转变，教学内容从实际生产中提取相应工作任务并针对此工作任务开发出适合教学的学习项目和情境模块，以实现专业理论知识向工作过程知识转变，进而调动学生学习积极性发挥学生学习主体作用。

3.课程内容选取

为了使课程内容更好地满足任职岗位的要求，课程团队在内容选择时与行业、企业专家进行座谈，对生产实际情况进行调研，明确相应任职岗位所应具备的能力和素养，选取实际生产典型零件做载体，将真实工作任务及其工作过程整合进课程内容中，并设计适合教学的内容。同时，课程团队还考虑到课程应体现高职学生高起点、高技能、高素养的特点，课程内容选取时还应满足学生职业生涯持续发展。根据企业实际任职岗位职责结合学生认知发展规律，教学内容按工作内容不同序化为4个教学项目13个学习任务，总共88学时，实践学时比为34%，采用理实一体授课方式。

4.课程组织

课程各项目学习通过“资讯-决策-计划-实施-检查-评价”六步教学法组织进行，并按照任职岗位工作过程引导和帮助学生得到必要的结论，从而最终完成全部任务。任务完成过程具有以下特点：（1）完成前有计划和实施方案；（2）进行中有记录和数据图表；（3）结束后有结果和总结报告；（4）完成的效果通过自我评价和相互评价体现。具体实施过程中灵活运用了引导文法、案例教学法、小组讨论、个别指导、现场示范、角色扮演、小组协作等多种教学方法，为了有效的实现教学目标将传统与现代教学方法相互结合，相互补充。

5.课程实施

根据企业中模具零件数控加工的工作过程（看懂图纸对零件的几何形体进行分析拟定加工方案编制数控程序模拟仿真在数控机床上装夹毛坯执行程序并加工），我们又将每个工作任务设计为6个学习情境以贯穿学习过程始终。

6.教学评价

该课程采用项目考核、过程考核与综合考核相结合的考核方式。

7.改革效果

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1 基于IPW的数控加工工艺

一个零件的加工过程包括很多步骤。在传统的数控加工编程中，由于数控编程员对每一步加工工序后哪些材料还没有被加工掉不清楚，在进行粗加工、半精加工、精加工或是换刀加工的工艺编程时，都是从零件毛坯开始，这样导致在进行半精加工、精加工或是换刀加工时，数控机床要按照工进的速度走完很多己经加工过的毛坯表面(我们称为空切)，浪费大量工时。

在实际加工中，每一个加工工序完成后都有一个毛坯的中间过程，称为IPW (In Process Work-piece)。编程时可以将前个工序加工后生成的IPW作为后续加工工序的毛坯，进而达到减少空切、提高加工效率的目的。这就是我们今天要讨论的基于IPW的数控加工工艺，也是UG/CAM模块提供的一项独特的功能。

模块数控加工的质量及效率基本决定了模具的质量和交货期。因此，探讨最佳的数控加工工艺对提高模具质量和按时交货十分必要。卡钳体覆膜砂叠型铸造模具模块如图1所示，由铸造方法获得毛坯，再进行加工获得模具模块。由图1可知，模块除了分型面上需要完全清根(无圆角)，其余最小圆角为R3~5mm。此外为了降低成本，分型面清根拟采用钳工手工清根。因此初步确定精加工使用最小刀具直径为8mm。根据铸铁模块的特点，初步选定采用合金镶片刀具进行粗加工和半精加工，整体硬质合金刀具进行精加工。

加工由粗加工、半精加工和精加工三道工序来完成，下面分别讨论其基于IPW的数控加工工艺。

2 基于IPW的数控加工工艺应用

2.1 粗加工工艺

粗加工最小刀具直径确定为16mm，加工余量侧面为0.6mm，底面为0.2mm。对于模具模块的粗加工，一般采用型腔铣。由于型腔铣是沿深度方向分层加工，不管分层多细，总会有台阶，所以在型腔铣后都要进行等高铣。等高铣是沿零件横截面轮廓进行的一种仿形加工，切削条件比较一致，切削平稳，工件表面的粗糙度情况也比较好。这里我们主要比较了传统的型腔粗加工和基于IPW的型腔粗加工工艺。

虽然模具模块的形状外形是一个长方体，但已经在内部有了空腔，如图1，而传统的型腔铣工艺以一个长方体为加工毛坯进行数控编程，在加工出与模具模块内腔相同的具有一定加工余量的型腔后，再用平刀等高铣加工所留台阶，其加工工艺效果及参数见图2，总加工工时为372.3min。

转贴于 可以看出，由于我们翻制的毛坯本身就只有均匀的6mm加工余量，与内腔深度相差较大，且内腔形状己经与图2所示型腔铣加工的内腔相同，因此采用传统的型腔铣加工，第一道16mm平刀型腔铣工序必然存在很多空刀，不仅增加了一个加工工序，而且也增加了大量的工时。

基于IPW的型腔铣加工参数及效果图如图3所示。总加工工时122.4min。它是利用模具设计过程产生的模具模块图(图1)作为传统型腔铣加工后的中间过程，然后在其基础上进行平刀等高铣的数控加工编程，虽然在曲面毛坯上编程增加了数控编程的时间与定位等辅助时间，但由于省去了传统型腔铣的第一个有较多空切的工序，可缩短数控加工工时50%以上，极大地提高了粗加工的效率。

2.2半精加工工艺

由于精加工刀具直径为8 mm，因此半精加工最小刀具直径确定为10mm或8mm，加工余量为0.1mm。这里我们也比较了传统的半精加工工艺和基于IPW半精加工工艺。

传统的半精加工工艺主要是逐步减小刀具直径，以达到逐步减小加工余量的目的。编制数控加工程序时用粗加工后的轮廓重新作为编程与定位对刀的依据，编制程序花费时间较长，同时考虑到粗加工刀具直径为16mm，一般先采用直径为12mm平刀等高铣的数控加工工艺进行加工，具体参数为:侧面加工余量0.45 mm，底面加工余量0.15 mm，每层切深0.4mm;加工工时为:224.2min。然后采用l0mm球刀等高铣的数控加工工艺进行第二次加工，具体参数为:侧面加工余量 0.1mm，底面加工余量0.1mm，每层切深0.3mm;加工工时为:284.1min。总加工工时为508.3min基于IPW的半精加工类似于基于 IPW的粗加工工艺，即利用16mm平刀型腔铣粗加工程序生成一个IPW，然后基于此IPW，直接采用8mm平刀进行型腔铣加工。侧面加工余量和底部加工余量均为0. 1mm，每层切削深度为0.25 mm，总加工工时为391.2min。

两种工艺对比如表1所示，可以看出基于IPW的半精加工可缩短数控加工工时，而且基千IPW加工的圆角都达到R4mm，为后续的精加工留下了更小的圆角加工余量。

2.3精加工工艺

UG3.0中对等高铣精加工做了重大改进，将UG2.0中需要的两个精加工程序等高陡坡加工和等高缓坡加工合二为一，减少了加工时接刀带来的误差。精加工工艺相对比较简单，我们主要采用以下加工工艺:8mm球刀等高铣+8mm平刀平面精铣。此阶段不需基于IPW进行。

综上所述，覆膜砂叠型铸铁模具模块最佳数控加工工艺如表2所示。该工艺具有节约工时、表面质量好、工序简单等优点。

3 结束语

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关键词：数控铣 模具零件 精度 工艺 精度

中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0060-02

我国的机械加工业正处于高速发展阶段，如今各个行业对于数控机床的应用也比较广泛。如模具、汽车、航空、航天、机械、电子、家电等众多领域。数控机床有效地解决了形状复杂零件的加工，同时实现了加工自动化，很大程度上提高了生产效率，降低了加工成本。但数控机床的加工仍然存在一些难以解决的问题。例如在加工图1所示零件时，模具零件带有斜面，结构尺寸如图，机床为XK7132，工件的材料为：2A12。刀具参数：主轴速度为n=1500 r/min，进给量为f=200 mm/min，立铣刀的直径为Φ14 mm。零件的精度通过机床本身、刀具以及程序控制。但加工后对零件进行测量，其斜面的角度为60°20’，和设计要求的60±4’相比，误差较大。同时零件斜面的表面粗糙度也不能达到满意，测试结果为Ra12.5 μm，而且两斜面之间的圆弧处存在明显的条纹。反复加工过程，确定工件定位、加工程序、加工精度等环节都没问题，但仍然不能解决上述问题。因此，该文对实际加工中应该注意的事项以及如何提高加工精度和保证零件的表面粗糙度进行了详细的分析。

1 加工工艺分析

通过选取不同的立铣刀，比较建工过程中刀具和所加工零件斜面的接触情况，通过比较对数控铣床加工斜面零件进行进一步的探讨。

1.1 倒角立铣刀加工方法

刀具加工参数：主轴速度1200 r/min；进给量100 mm/min；平头立铣刀直径Φ14 mm；刀尖倒角β=30 °。由图2可知，用此方法加工，其加工表面残留除了图中的ABC，还多出了因刀具被倒掉部分所形成的残留部分AHG、CEF，因此零件的表面残留部分增加，理想面和谷G的距离为GJ，但是在处理时要以E，G为基准点，也就是说在处理掉E，G之间的残留量后理想面和所得表面之间仍会有GJ的距离，所以得到的工件尺寸会存在较大的误差。如果在此基础上继续加工，则没有基准线，这种情况下很难加工出符合设计尺寸的零件。

1.2 不倒角立铣刀加工方法

刀具加工参数：主轴速度1200 r/min；进给量100 mm/min；立铣刀直径Φ14 mm；刀尖半径为R=0。为了更好地分析加工精度情况，在理论上将刀具与斜面的接触情况理想化如图3所示每两刀之间，沿斜面的峰B与谷A之间高度为BD，加工表面残留量为ABC部分，通过精加工工序可去掉残留量，即可得到要求的尺寸。如果在刀具加工参数设置中，减小加工的增量值，可以得到更小的BD，使表面残留量减少，降低精加工的难度。然而实际加工时会增加加工程序，增加但实际加工时间，从而降低工作效率。因此不倒角的立铣刀加工方法只是在理论上可行，实际加工时铣刀的倒角不可能为零，如果刀尖不倒角那么刀具的强度和刚性都会下降，导致在加工时刀具容易磨损、崩刃，相应的加工出来的零件表面粗糙度也会不理想，因此，实际加工不会使用不倒角的铣刀。

2 工艺解决方法

2.1 倒角立铣刀改进加工质量

上述分析表明如果能够采用不倒角铣刀则可保证加工质量最佳，要想得到理想斜面，只要在铣削后精加工处理掉斜面表面的刀痕即可，但这种方法容易磨损刀具甚至崩刃，因此在实际加工中一般不采用不倒角立铣刀。利用倒角立铣刀加工来提高加工质量，保证加工尺寸精度和表面粗糙度的方法有以下几种。

2.2 改变加工方式

（1）加工时，应该保持刀具在斜面上运动的平稳性，不应该突然变化刀具的运动方向，在斜面和斜面间的圆弧处应该减小铣削的给进速度。刀具和零件的斜面刚接触时，后刀面和零件有比较大的摩擦力，这种情况容易造成刀具共振，刀具运行到斜面之间的圆弧处时，切入角和铣削长度都会随之增加，铣时切削厚度变薄，由于铣刀的弹性形变会造成让刀现象，而逆铣时与铣情况相反，由于铣刀的弹性形变会引起刀具共振，造成过切现象。

（2）切削量的选择在模具加工中至关重要，切削量选择是否合适直接影响零件加工的质量，因此，模具的加工中，如果能够选择好切削量和切削速度，就能够保证加工出理想的加工表面。对于切削量的选择，通常如果刚度允许，则可设定切削深度与零件的加工深度相等，这样对减少走刀的次数有很好的作用。

（3）合理设置刀具路径。在选择铣刀的加工路径时，要确定保证零件的加工精度和表面粗糙度，同时也要减少走刀的路线，减少空刀。如图4所示，在零件斜面相邻的两行切刀路间采用一定半径的圆弧过渡，在软件所提供的刀路光顺化设置后，相邻行切刀路中的行间移刀中增加一定半径的圆弧过渡（图4中②处所示），另外经过一定的设置，在图4中①处增加一定的半径圆弧过渡。这样可避免了两次走刀之间的突然转弯现象，从而使铣刀很自然地移到下一加工路线。如果加工斜面等高时，也可以采用增加一定半径的圆弧过渡的方法。如图5中②处所示，在模具两层间的增加一定半径的圆弧过渡既有效的解决了刀路平滑的要求，又符合螺旋下刀减少切削阻力的问题，刀具的磨损明显减少。另外如图5中①处所示，增加一定半径的圆弧过渡使切入、切出工件时也是沿着零件切线方向切入切出，这样可以提高零件的加工质量。

（4）对模具内斜面加工时，不能应用垂直下刀的方式，要采取螺旋进刀。垂直下刀，切削速度会降低，因此铣刀和模具之间的切削力增加，这样会加速刀具的磨损，加工过程中会造成加工表面的粗糙度增加。选用螺旋进刀的方式则可以有效的预防此种情况的发生。如图6中①处所示，当采取螺旋进刀的方式切入零件时，还应该设定一个合理的螺旋直径范围，这样当螺旋直径小于设定范围时，系统会自动减小螺旋直径，直至能够下刀（图6中②处）。同时螺旋直径范围不能太小，如果螺旋直径过小，那就相当于垂直下刀了，这种情况下可以采取斜坡下刀的方式，加工时要可虑斜坡下刀的次数，最好一个斜坡下刀完成，因为反复的斜坡加工会引起强烈的振动，导致加工表面有刀痕，严重时可能导致刀具磨损或者断刀。因此，在加工带曲面的模具时，要做到合理选择加工方式。当精加工时，如果刀具两行间距太小时，即使增加一定半径的圆弧过渡也可能因为过渡圆弧直径太小而近似为直线过渡，此时要使用图6中③处所示的摆线进给这样的加工方式，以增加相互两刀之间的间距，从而保证加工的质量。

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模具流道一般可以分为两种，第一种是水平面上流道，另一种是非水平面流道。流道的形状有许多种，常见的有半圆形，梯形，矩形等。（1）圆形流道。圆形流道是所有流道中最好的，因为比较其他类型流道，具有表面小的特点，所以压力和热量的损失是极微小的。但是，它的加工成本相对来说比较高，尺寸选择是非常讲究，而且是严格。（2）梯形流道。梯形流道主要是使用在三板模时候，因为圆形流道不容易突出，并且在分型面上面，圆形流道与模具的滑动部位非常容易干涉。

2、流道的加工通常的流道加工方式

模具的浇道设计截面为半圆形，浇道顶部为半球形，而部分的设计应该是梯形，特殊的浇道设计为特殊的形状，来满足其性质和需求。其次对于普通半球形浇道直接铣刀加工即可。平面上的半球形形状，在其直接画出直线以后用特定的方式生成刀路。而斜面或曲面的浇道以另外一种相应的技术生成，完全不需要精加工，采刀量控制在0.15-0.2mm之间方可。特殊的浇道则应该要使用特殊的技术方法来达到目的。

（1）基于水平面加工操作规程通过软件CAM模块中的功能加工操作，生成分型面为平面形状的流道加工程序，编程主要要点在于以下几点：选择部位的时候，应当将模式调整为点线，类型设置为开放型，同时切记刀位设置应该为上。利用“切削”方式来进行操作，整个按照沿着轮廓的方式一步步下去，并且设置一定的切削深度，达到对精确度要求。“进刀/退刀”中要将其设置为“沿直线”“斜角”角度分别为0，90度。类型改为线性，刀具距离则根据实际情况来具体设置。（2）基于非水平面加工操作规程通过调整CAM模块中的非水平面加工设置，且使用辅助体方法，有效的生成了应有的流道加工刀路轨迹，其具体的要点主要体现在以下几个方面：①根据流道的要求要创建辅助体②选择辅助体为部件，同时选择加工辅助面为“加工区域”③设置过程中，需要设置“切割模式”其中“部件余量”为负值。大小设置为流道的半径，切割方向为“混合型”并选取“移除边界跟踪选项”设置。“进刀/退刀”中要设置倾斜模式，“斜角”角度分别为0，90度。类型改为线性，刀具距离则根据实际情况来具体设置。该种方式优点体现在了双向走刀，加工效率不断提高，能够很好地实现模具设计一定要求和参数，同时也应用在分型面为平面类的加工流道编程中。（3）基于曲面加工操作编程方法通过修改软件中的曲面加工操作，设置为“曲面区域”驱动方法，且创建辅助面，能够有效的生成流道加工道路轨迹。主要要点体现在以下几个方面创建锁需要的辅助面，不需要加工部件，辅助面设置为“驱动几何体”且设置刀位为上设置切削的方式为为平行线，类型则根据具体情况不断的更改设置“切削步长”为公差，且按照具体要求更改为最小值“进刀/退刀”中要设置为非切削模式，且为线性这种加工方式的优点在于这种刀非常均匀地来回进行工作，刀路非常清晰，并且适合加工分型面为平行面的流道，同样也适用于平行面为曲面的流道。除了上述的方法之外，还有一种是曲线与点之间的技术，它的加工方法类似于以上几种，优点在于比较均匀地来回下刀切削，刀路简单明了，同样的适用于多种不同型面的流道加工。

3、UG与模具流道加工的应用

UG是世界上非常先进的设计软件，在计算机辅助设计中起着良好发挥功能，很多模具的重要部位的设计都离不开它，利用该软件辅助设计加工出来的产品具有高品质的特点，能够提供各种需求和功能。除了一些常用的模块之外，还是一个独立自主的智能化设计和模块的系统，综合性的利用该模块的主流功能，在UG平台上面设计并且制造出来的产品质量整体水平是处于非常高的境界。使用UG软件是非常容易找到切合点，并且设施好相应的参数是能够轻松，准确的完成各个部位的设计任务，而且自带的修改功能，有效地帮助了设计人员解决其中的问题，方便，简单，而且后期的处理过程对于数据的保存是要讲究方法，准确性非常高，而且是具有效果。系统为其提供了优秀的设计参考环境，提供了标准化的操作模式。（1）水平面上流道。是其中的主要关键步骤，其利用了二维外形切削方式来加工操作，首先是将进刀/退刀设置为一定参数，直接下刀或者是提刀，注意一点是刀具走在中心线上，每层的截面应该控制在0.15mm之间，而精加工方式仍然是使用二维外形切削方式来进行，将刀片直接完好无缺的去使用，坚持不更换刀具，而且表面处理干净，清洁。一层层洗洗到位，同时也是要注意其效果的差异，因为每个刀具存在着各种不同差距，所以往往其真实的使用功能性也是会不经相同。（2）非水平面上流道加工UG的3D数控编程技术。作为地道中心的，两端各一半径。然后选用底部中线线来作为驱动刀路，为了能够使得刀路非常的合理，甚至是不会产生数据方面的误差，编程用0.1mm球刀，每层吃料01.5mm，参数图如图4。同时机床上面也是相应的使用了球刀，其他加工也是采用了上述所提到的方法，同时做好更换刀具的工作，如果在刀具完好无损的前提下是可以不用更换其刀具的，充分的体现了其人性化的一面。做好了这一步，我们将余料0.1mm分为两层精锐，每层可以吃到0.05mm。一层层的到位，那么加工的精确度是可以得到了保证。也是能够在后期加工过程中对于模具产品质量的好坏给予了极大的支持，奠定了生产出来的产品具有良好的稳定性，也是特别的有生产意义。

4、UG的3d流道数控加工

利用中心线来作为直纹曲面，如图5，同时再次利用该曲面作为驱动刀路，编程定义为流道截面等大的球刀，每一层吃料为0.15mm，刀路方向主要设置为上，同时可以将刀路设置为0.1mm，以便留余料0.1mm。如图6和图7精加工一样是使用上述的方法来操作，可以更换刀片，但是要根据实际情况，如果说刀片处于一个比较良好的保养状态是可以不用更换刀具，值得注意的一点是刀具的清洗工作要具体到位，精加工刀具方面主要是要按照标准来操作。UG软件在完工以后，提供了一种简单的处理修改功能，设置好相应的参数就可以自动完成，方便了操作人员的工作，减少了不必要的时间，基本上能够有效的保证了其效率，利用该功能，产品的设计质量以及相应的性能得到了大大提升，不同功能发挥出强大作用。使用过程中遇到任何方面问题，团队可以在一起一起讨论，是逐渐帮助修改原先的设计，设计的效果大大提升。UG在模具中的广泛应用依赖于它的整个功能强大，处理起来很方便，简单的功能就可以几部完成工作内容。UG软件还不仅仅是这样，如果在有条件的情况下，可以联网一起学习，相互的设计人员是能够批次之间联系，沟通，最大程度上面满足了现代化的需求，积极的作用非常明显，有利于模具产品的整体性开发和创新。

5、结语

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关键词：UG注塑模具设计；数控加工；手机前翻盖

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.210

1 UG注塑模具设计

1.1 创建塑件三维模型并确定注塑模具的整体结构

首先需要确定注塑模具的整体结构，根据图1可知，整个塑件的尺寸适中，但是内部的结构相对复杂，需要很多抽芯机构的组合，为了简化模具的结构，完善加工和装配的过程，降低注塑压力，减少注塑缺陷的产生，采取一模一腔的设计理念。由于零部件对于顶面和侧面的整体需求很高，需要降低粗糙度，浇注系统的整个流道几乎可以采取热流道的形式，分流道的截面是圆形，隧道形式的浇口[1]。

1.2 分模

分模是注射模具设计过程中十分重要的内容，其利用分模面的形式将模具腔的整个体积划分成动模型芯和定模型腔，分模面就是两者之间的接触面。分模面的基础是分型线，其利用拉伸面和有界面或者其他类型的创建方式来获取，创建分模面之后其组成变化成很多曲面，需要将其进行缝合，形成统一的面[2]。对其区域进行提取，将塑件中的很多面指派到型芯侧或型腔侧，如果面积相加之和和总面积对应统一的话，可以采取自动或者分布形式获取原始的型腔和型芯。

1.3 确定模架和模具标准件

需要针对型芯和型腔的大小来选取适应的模架，从系统中西东导入模架，为整个模具的设计选择对应的标准件，其中包含定位环、拉料杆、垃圾钉等。

1.4 侧抽芯机构设计

由于手机前翻盖的两侧边 和头部位置包含很多的倒扣结构，为了促使塑件在注塑过程中顺利完成脱模，需要采取倒抽芯的结构形式，分析模具的具体尺寸和模具强度，选取斜顶侧抽芯。

1.5 其他结构的设计

UG建模的另一个重要的方式是采取特征建模的形式，根据对于整个塑件的质量要求来看，整个模具的浇注系统都采取单头热流道主流道的形式，圆形的横截面作为分流道，采取隧道式浇口的形式。为了促进加工和装配的顺利完成，需要改造原先的型腔和型芯，将分型面设计成平面。在整个模具设计 完成之后，开始针对模具的二位零件图和 装配图进行设计，将原先的三维模型进行投影即可。

2 模具材料的选择及加工

2.1 模具材料的选择

由于动模型芯整个切削量是很大的，因此其对于表面质量的需求不是很高，使用的材料可以选择瑞典ASSAB公司生产的一胜百8407模具钢，该材料在出厂之后的整体硬度大概是185HB，材料具有良好的韧性和延展性，且其用于切削的功能优良，十分适用于数控铣床或加工中心进行材料的加工。斜顶主要选择8407，导杆选择德国生产的GS2510，作为合金钢，其韧性和耐磨性较高，十分适用于机械加工[4]。

2.2 模具加工

在模具设计完成后，模具中包含的多数零部件，都可以采取数控铣加工的形式来完成，需要灵活运用UGCAM中多种多样的加工形式，经过加工之后零部件几乎都可以满足数控铣削的基础要求。针对于模具中水道等十分深的圆形孔加工来看，其可以采取深孔钻钻削加工的方式，针对于异形且没有斜度或者含有一定斜度的通孔来看，可以采取线切割加工的方式。

传统的注塑模具设计都是依照设计者的设计经验和建模经验来完成，对设计人员要求非常高，设计效率低下，且修改难度大。但是采用UG Mold Wizard系统之后，其可以引导设计人员完成相应的设计，且模具和塑件产品的设计参数息息相关，模具设计效率提升，容易修改。

参考文献：

[1]蔡厚道.基于UG和Moldflow的塑料外壳注塑模具设计与数控加工[J].塑料，2015（06）：89-92.

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