眾所周知，在借助CAM軟件進行數控編程的過程中，工藝參數的選擇十分重要，它不僅對被加工零件的質量影響巨大，甚至可以決定著機床功效的發(fā)揮和安全生產的順利進行。本文作者針對模具零件的特點，分析了模具零件數控銑削加工編程中工藝參數的選擇對加工質量的影響，并結合實際介紹了模具數控加工中CAM編程時工藝參數的設定方法和原則。

一、引言

    數控加工技術已廣泛應用于模具制造業(yè)，如數控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數控銑削是復雜模具零件的主要加工方法。數控設備為精密復雜零件的加工提供了基本條件，但要達到預期的加工效果，編制高質量的數控程序是必不可少的，這是因為數控加工程序不僅包括零件的工藝過程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。對于簡單的模具零件，通常采用手工編程的方法，對于復雜的模具零件，往往需要借助于CAM軟件編制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的工藝參數，是編制高質量加工程序的前提。

二、刀具的選擇

    在模具型腔數控銑削加工中，刀具的選擇直接影響著模具零件的加工質量、加工效率和加工成本，因此正確選擇刀具有著十分重要的意義。在模具銑削加工中，常用的刀具有平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等，如圖1所示。

~8qFM
  
0DjBqh$  
圖1 刀具定義

    在模具型腔加工時刀具的選擇應遵循以下原則：

    1.根據被加工型面形狀選擇刀具類型

    對于凹形表面，在半精加工和精加工時，應選擇球頭刀，以得到好的表面質量，但在粗加工時宜選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，這是因為球頭刀切削條件較差；對凸形表面，粗加工時一般選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，但在精加工時宜選擇圓角立銑刀，這是因為圓角銑刀的幾何條件比平端立銑刀好；對帶脫模斜度的側面，宜選用錐度銑刀，雖然采用平端立銑刀通過插值也可以加工斜面，但會使加工路徑變長而影響加工效率，同時會加大刀具的磨損而影響加工的精度。

    2.根據從大到小的原則選擇刀具

    模具型腔一般包含有多個類型的曲面，因此在加工時一般不能選擇一把刀具完成整個零件的加工。

    無論是粗加工還是精加工，應盡可能選擇大直徑的刀具，因為刀具直徑越小，加工路徑越長，造成加工效率降低，同時刀具的磨損會造成加工質量的明顯差異。

    3.根據型面曲率的大小選擇刀具

    在精加工時，所用最小刀具的半徑應小于或等于被加工零件上的內輪廓圓角半徑，尤其是在拐角加工時，應選用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補的方式進行加工，這樣可以避免采用直線插補而出現過切現象；在粗加工時，考慮到盡可能采用大直徑刀具的原則，一般選擇的刀具半徑較大，這時需要考慮的是粗加工后所留余量是否會給半精加工或精加工刀具造成過大的切削負荷，因為較大直徑的刀具在零件輪廓拐角處會留下更多的余量，這往往是精加工過程中出現切削力的急劇變化而使刀具損壞或栽刀的直接原因。

    4.粗加工時盡可能選擇圓角銑刀

    一方面圓角銑刀在切削中可以在刀刃與工件接觸的0~90°范圍內給出比較連續(xù)的切削力變化，這不僅對加工質量有利，而且會使刀具壽命大大延長；另一方面，在粗加工時選用圓角銑刀，與球頭刀相比具有良好的切削條件，與平端立銑刀相比可以留下較為均勻的精加工余量，如圖2所示，這對后續(xù)加工是十分有利的。

fxCPGj  
D"><S<C\C  
圖2 圓角銑刀與平端銑刀粗加工后余量比較

三、走刀方式和切削方式的確定

    走刀方式是指加工過程中刀具軌跡的分布形式。切削方式是指加工時刀具相對工件的運動方式。在數控加工中，切削方式和走刀方式的選擇直接影響著模具零件的加工質量和加工效率。其選擇原則是根據被加工零件表面的幾何特征，在保證加工精度的前提下，使切削時間盡可能短，切削過程中刀具受力平穩(wěn)。

    1.走刀方式

    在模具加工中，常用的走刀方式包括單向走刀、往復走刀和環(huán)切走刀三種形式，如圖3所示。其中，圖3a為單向走刀方式，在加工中切削方式保持不變，這樣可以保證順銑或逆銑的一致性，但由于增加了提刀和空走刀，切削效率較低。粗加工中，由于切削量較大，一般選用單向走刀，以保證刀具受力均勻和切削過程的穩(wěn)定性。圖3b是往復走刀方式，在加工過程中不提刀進行連續(xù)切削，加工效率較高，但逆銑和順銑交替進行，加工質量較差。一般在粗加工時由于切削量大不宜采用往復走刀，而在半精加工和表面質量要求不高的精加工時可選用往復走刀。圖3c是環(huán)切走刀方式，其刀具路徑由一組封閉的環(huán)形曲線組成，加工過程中不提刀，采用順銑或逆銑切削方式，是型腔加工常用的一種走刀方式。

N