模具零件的加工

▪ 3. 数控机床的坐标系统及运动方向
（1）刀具相对于零件运动的原则 这一原则规定零件不运动，刀具相对 于零件运动。
（2）标准坐标(机床坐标)系的规定 为了确定机床上的成形运动和辅助运 动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系，这 个坐标就称为机床坐标系。标准的机床坐标系是一个右手苗卡儿直角坐标系， 如图3－1所示。图中规定了X、Y、Z 三个直角坐标轴的方向与机床的主要 导轨相平行,A、B、C 三个旋转坐标的方向由右手螺旋方法确定。机床某一 部件的运动正方向规定为增大零件与刀具之间距离的方向，具体如下。
3.1.1 数控加工的优点
数控加工技术经历了半个世纪的发展，已经成为当代制造领域的先进 技术。数控加工的突出特征是：极大地提高加工精度，保证加工质量的稳 定性，大大缩短产品开发周期。概括起来，数控加工有如下优点：
1．自动化程度高 在数控机床上加工零件时，整个加工过程都是由数控系 统按照加工程序控制机床的运动部件自动完成的，操作者只需要按操作按钮和 观察加工过程是否正常。
▪ 1) Z坐标 Z坐标与主轴轴线平行，其正方向是增加刀具和零件之间的距 离的方向。如数控车床的主铀轴线为Z轴，床尾方向为+Z向；在钻镗加 工中，钻入或镗入零件的方向是Z的负方向。
▪ 2) X坐标 X坐标是水平的(平行于零件装夹面),是刀具或零件定位平面内 运动的主要坐标；在零件回转的车床、磨床上，X方向为径向且平行于 横向滑座，X的正方向是横向滑座主要刀架上刀具离开零件回转中心的 方向；在刀具回转的铣床上，X运动的正方向是从主轴轴线向零件看时 的右方。车床与卧式铣床的X坐标如图3—2，图3—3所示。
3.1.2 数控加工程序编制
▪ 1. 程序编制的内容和步骤 ▪ （1）工艺处理阶段 工艺处理阶段中的主要工作内容是： ▪ 1)分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，合理确定加工方
式、走刀路线和切削用量等。 ▪ 2)通过分析，确定零件的定位、夹紧方案和对刀点的位置，编制零件的
加工工艺过程。 ▪ 3)根据数控加工的特点和零件的具体要求，选择和设计合理刀具、夹具。 ▪ （2）数学处理阶段 数学处理阶段的主要工作是把零件图中给出的数据
4．生产效率高 由于数控机床刚度大，功率大，所以每一道切削工序都能 选择足够大的、最有利的切削用量，有效地节省了切削时间。同时数控机床的 按程序自动进行的，在加工过程中省去了画线、夹具设计制造、多次装夹定位、 检测等工作，使辅助时间大为缩短。所以数控加工的生产效率较高。
5．易形成网络控制 可以用一台主计算机通过网络控制多台数控机床，也 可以在多台数控机床之间建立通信网，因而有利于形成计算机辅助设计、生产 管理和制造—体化的集成制造系统。
或给定的表达式转换成相应数控机床加工时所用的数据。建立加工坐标 系，计算出零件上相邻几何元素的交点和切点的坐标。 ▪ （3）编制加工程序单 这个阶段主要完成的工作内容如下： ▪ 1) 根据工艺处理和数学处理的结果，按不同系统的编程格式编制出包含 启动主轴、开停冷却掖、换刀等辅助功能的程序单。并输入控制系统— —计算机。 ▪ 2) 进行空运行或通过显示走刀轨迹或模拟刀具对零件的切削过程检查程 序的正确性。 ▪ 3) 对于结构、形状复杂，原材料价格昂贵的零件，可用铝、塑料或石蜡 等易切削材料进行首件试切。不仅可进一步确认程序的正确性，还可以 检查加工精度是否符合要求，以便及时修改程序或采取尺寸补偿等措施。
模具的数控加工
数控加工（Numerical Control）是指在数控机床上用数字信息对工件的 加工过程予以控制，使其自动完成切削加工的一种工艺方法。其加工过程包 括：开车、停车、走刀、主轴变速以及检测等。
随着制造业的不断发展，机械产品的结构和形状都在不断改进。作为产 品母体的模具，为了适应这些变化，走在了改进和发展的最前沿。尤其是作 为模具核心零部件的工作件（凸模、凹模、型芯、型腔等），从形状结构到 制造工艺都日渐复杂。数控技术的产生和发展，为由复杂曲线和复杂曲面构 成的模具工作件的自动加工提供了极为有效的工艺手段。当前，模具制造企 业越来越倾向于以数控加工为主来制造模具，并以数控加工为核心进行工艺 流程的安排。
2．适应性强 数控机床加工是由程序控制的。当被加工对象发生变化时， 除更换工具和夹具外，只需按照新对象的要求编写新的加工程序即能实现加工。 因此，数控机床的加工范围广，能节省很多的专用夹具，特别适用于单件小批 量加工。
3．加工质量稳、精度高 数控机床大多采用高性能的主轴、伺服传动系统， 高效、高精度的传动部件(如滚珠丝杠副、直线滚动导轨等)和具有较高动态刚 度的机床结构，采取了提高机床耐磨性和减小热变形的措施，能保持较高的几 何精度和定位精度。又由于数控机床采用自动加工，减少了人为的操作误差， 因此具有较高的加工精度和表面质量。
▪ 2. 程序编制的方法及其选择 ▪ 每个国家和地区都有自己的编程软件和设备。但概括来说编程的
方法主要是手工编程和自动编程两种。 ▪ （1）手工编程 编制零件加工程序的各个步骤中，从零件图纸分
析、工艺处理、数学处理、书写程序单、制备介质到程序检验， 均由人工完成。 ▪ 手工编程时计算繁琐，工作量大，容易出错，难校对，同时要求 编程人员不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且必须具备机械加 工工艺知识和较高的数值计算能力。 ▪ （2）自动编程 编程人员只需根据零件图纸上的数据和工艺要求， 按某种编程系统规定，将零件的加工信息用较简便的方式输入到 计算机，由计算机自动地进行数值计算，编写零件加工程序单， 自动输出打印并将加工程序制成控制介质。 ▪ 自动编程的输入方式有语言输入、图形输入和语音输入方式三种。
▪ 3) Y坐标 根据X和Z的运动按照右手笛卡儿坐标系来确定。 ▪ 4) 旋转坐标 在图3—1中A,B,C相应地表示其轴线平行于X,Y,Z方向为在X，
Y，Z方向上，右Biblioteka Baidu螺纹前进的方向。
▪ （3) 机床坐标系的原点 标准坐标系原点(X=0，Y＝0,Z＝0)的位 置是任意选择的，A,B,C的运动原点A＝0，B＝0，C＝0)也是任 意的。机床坐标系是机床上固有的坐标系,其原点在说明书中均有 规定，一般利用机床机械结构的基准线来确定。例如，有的机床 设有零位，这个零位就是机床坐标系的原点。这个机床零位在机 床制造出来时就巳确定，不能随意改变。