模具的加工方法及制造工艺

通常加工一个零件要用多把刀。刀具有不同的长度。根据使 用的刀具去更换程序是相当麻烦的。因此应预先测量使用的每把 刀具的长度。并在CNC中设定标准刀具的长度和每把刀具的长度 之间的差，即使刀具改变了，也不需要更换程序便可实现加工。 该功能称为刀具长度补偿。
因为刀具有半径，所以刀具中心的轨迹相对于工件的轮廓 偏移了一个刀具的半径。如果刀具半径储存在CNC中的话，刀具 可离开加工零件形状为刀具半径的轨迹移动。该功能称为刀具半 径补偿。
按照零件图纸坐标系编制的程序指令，刀具在CNC设定的坐标系中移 动，把工件加工成图纸指定的形状。因此，为了正确地把工件加工成图纸指 定的形状，两个坐标系必须设在同一位置。 根据零件形状、加工数量可以使用简单的方法把两个坐标系设在同一位置。 1)使用工件的基准面和基准点。使刀具中心与工件基准点重合，在这个位置 上设定由CNC指定的坐标系。 2)把工件直接安装在夹具上。使刀具中心与参考点重合，在该位置设定CNC 指定的坐标系。夹具应安装在距参考点预先设定的位置。 3)把工件装在托盘上，然后把工件和托盘一起装在夹具上。夹具和坐标系的 规定与(2)相同。
一台数控机床设定一个特定位置。通常，在这个位置进行换刀和设定编 程的绝对零点。这个位置称为参考位置(点)。把刀具移动到参考点，有两种 方法：1)手动回参考点；2)自动返回参考点。
下面两个坐标系被指定在不同位置：
1)零件图纸上的坐标系。在零件图纸上设定坐标系，该坐标系上的坐标值用 作编程数据。
2)由CNC设定的坐标系。该坐标系在实际机床工作台上设定。用程序编制从 刀具当前位置到要设定坐标系零点的距离设定该坐标系。
模具的加工方法及制造工艺
4.1 切削加工
现代模具制造的加工设备其特征是多轴CNC 控制和高精度 定位系统，目的是要获得产品的高精度和降低不合格品率。目前， 热处理后的工件可通过铣加工，最终强度可以达到2000MPa。 各种工艺，如EDM加工型腔，尽量用铣加工代替，这可以缩短 加工工艺链。硬度达HRC 62的钢材也能用当今标准的HSC铣床 加工。
G代码分为以下两类： 1)非模态G代码。G代码只在它的程序段中有效。 2)模态G代码。在指令同组其它G代码前该G代码一直有效。
N1 G91G46G00X80.0Y50.0D01; N2 G47G01X50.0F120.0; N3 Y40.0; N4 G48X40.0; N5 Y-40.0; N6 G45X30.0; N7 G45G03X30.0J30.0; N8 G45G01Y20.0; N9 G46X0; N10 G46G02X-30.0Y30.0J30.0; N11 G45G01Y0; N12 G47X-120.0; N13 G47Y-80.0; N14 G46G00X80.0Y-50.0;
当进行钻孔、攻丝、镗孔、铣削等加工时，必须选择适当的刀具。给每 把刀具赋给一个编号，在程序中指令不同的编号时，应选择相应的刀具。例 如，当把01号赋给钻头时，当这把刀具放在ATC的01号位时，通过指令T01 可以选择刀具。该功能称为刀具功能。
当开始实际加工时，需要旋转主轴并供给冷却液。为此，需要控制主 轴电机和冷却泵的启动停止操作。指令机床部件的启停操作的功能称为辅助 功能。通常，该功能用M代码指令。例如，当指令M03时，主轴以指令的主 轴速度按顺时针方向旋转。
有两种钻头，区别是内部去屑或外部去屑，外部去屑方法是最常用的。
横截面上的深孔钻
1．枪钻材料 钻头的工作端，由硬质合金制成。比高速钢来自百度文库硬，寿命更
长。头部是用铜焊将其焊接在一根长的钢管上，钢管另一端被固 定在机床夹头上。工作端全新时约40 mm长，切削刃部可重磨， 直到剩余的长度不足以在孔内起导向作用。工作端越短，偏离的 危险就越大。
3．钻头定位 采用类似钻削夹具的方法来进行，钻套属于钻头且随钻头一起供货。钻
套导向在出屑盒顶端被固定到机器上，出屑盒用来收集返回的冷却液和切屑， 并且精确地定位钻头。导向面紧紧对着工件表面固定，以致于通过出屑槽返 回的冷却液和切屑能进入出屑盒而无渗漏。 4.切削刃的冷却
钻头在整个长度上有一孔，让冷却液通过高压吸入，冷却液出口正好在 切削刃后面，它冷却和润滑钻头，使孔内摩擦最小，冷却液还通过钻头的扇 形开口，将切屑冲出。然后冷却液与切屑分离，经过过滤后重新吸入。
对于注射和压铸模具，可综合采用铣削和电火化加工方法 来加工。由于铣削加工去除材料的能力更大，所以为了缩短加工 时间，应使铣削量达到最大。然而，对于复杂的轮廓、薄细形体 和深腔要用后续的电火花加工完成，可用HSC切削石墨或铜而得 到电极。
当用CNC机床加工零件时，首先根据零件图编写CNC机床用的程序。 程序被读进CNC系统中，然后，在机床上安装工件和刀具。并且根据程序运 行刀具。最后进行加工。
注塑模具制造中广泛应用深孔钻削(枪钻)，这种方法需要一个特别的机 床或用其他机床连接深孔钻削装置，如铣床。钻削在水平面内操作，与普通 的钻床或铣床有四个重要的不同： ① 机床钻孔的深度能够相当大。 ② 钻头支撑可非常接近工件，如同钻削夹具。 ③ 钻头的切削刃直接受到压力润滑和冷却。 ④ 钻头钻通固体材料，不需预钻。
枪钻在工件表面的定位
4.2 电火花加工
电火花加工是一种复制成形工艺，在绝缘溶液中通过短暂的、 连续的放电而去除材料。碳氢化合物是标准的绝缘体，也可以使用 含有可溶有机酸成分的水作为介质。工具电极一般加工成模具的形 状，以复制模具轮廓。
在连续的放电冲击下，工件和电极上的材料被加热到熔化 或气化温度并在电子或机械力的作用下爆裂开。通过对工艺参 数的合理选择，可使工件上的材料去除量远远多于电极上的材 料去除量，工具损耗量甚至仅占工件损耗量的0.1%以下。
2．钻头的切削刃 切削刃的角度取决于被切削的材料，短刃大约30°、长刃
大约20°，如图4-12所示。这是麻花钻和深孔钻最明显的区别。 没有凿尖刃，但是钻头非常尖锐，明确规定的V形切削刃，围绕 着钻头中心和所谓的W形槽旋转，保持钻头在中心上，甚至当切 削刃在工件内部离导向套很远处时仍然可以工作。当钻头逐步进 入工件时，头部和杆部3 / 4圆柱比麻花钻上非常窄的棱边能提 供更好的导向，这就有助于防止钻头偏离。