模具數(shù)控加工技術(shù)

以往用通用機(jī)床加工模具零件時(shí)，由操作人員按照加工要求用手動方法控制刀具或工件的移動和定位。例如用通用銑床加工圖10—1—13所示的模塊時(shí)，由手輪控制銑刀或工件的z軸和y軸(或s軸)方向到達(dá)預(yù)定的加工位置，啟動X軸(或y軸)的進(jìn)給電動機(jī)進(jìn)行加工。

數(shù)控加工的特點(diǎn)是上述所有功作由精確的數(shù)值控制進(jìn)行加工。即各軸的位置、移動距離、移動速度，主軸的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速，以及注入切削油、掉換刀具、位置補(bǔ)償?shù)雀鞣N附屬功能，都由用英文字母和數(shù)字組合成的數(shù)控編碼來控制。根據(jù)加工形狀由數(shù)控編碼組合成的一長串英文字母和數(shù)字，稱為數(shù)控程序(NC程序)。進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，操作人員首先必須根據(jù)加工要求編制數(shù)控程序，然后由數(shù)控程序控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動加工。

一、數(shù)控程序簡介

不同工廠生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床和數(shù)控裝置有多種類型的數(shù)控程序。這里只對其基本構(gòu)成作一簡單介紹。

通常，數(shù)控程序由代表地址的字母和數(shù)字組成，各字母所代表的意義列于表10—1—5。在圖10—1—14所示的模板上加工凹坑的數(shù)控程序列于表10—1—6。

數(shù)控程序所表示的意義如下：

1、NI表示程序行的序號，通常用四位數(shù)以內(nèi)的數(shù)表示。    

G92具有手動設(shè)定坐標(biāo)的功能，即用手動方法向機(jī)床原點(diǎn)移動，并以工件中心作為程序的原點(diǎn)，測定此時(shí)的刀具中心位置。X、Y、Z后面的數(shù)值表示工件中心的坐標(biāo)值。即X為-400.0(表示在機(jī)床原點(diǎn)的右邊);Y為200.0(表示在機(jī)床原點(diǎn)的前面)；z為45.0(刀具根部離開工件上平面距離為45.0)。這些數(shù)值記憶在數(shù)控機(jī)床中。

2、G90表示絕對坐標(biāo)。即從程序原點(diǎn)到此位置的X、Y、Z軸各方向的距離。

G00表示定位或快速進(jìn)給功能。此指令的意義是以12m/min的速度向起始點(diǎn)即坐標(biāo)原點(diǎn)移動。S2300是主軸每分鐘旋轉(zhuǎn)2300轉(zhuǎn)的指令。T02是準(zhǔn)備掉換2號刀具的指令。

3、Z20.0是命令刀具根部從原來距離工件平面45mm，縮小到20mm。

G43表示刀具長度。這樣Z軸正方向移動量應(yīng)減少此刀具長度值。H01表示記憶刀具長度。M03表示主軸正轉(zhuǎn)。

4、Z3.0表示刀具頭部向距離工件上平面3mm處移動。

5、G01是作直線切削的命令。z一10.0表示由工件表面向下切人10mm。F30表示進(jìn)給速度為30mm/min。

6、X15.0 Y5.0表示切削到X軸15mm、Y軸5mm為止。F50表示進(jìn)給速度為50mm/min的直線切削。

7、X一15.0表示與X軸平行加工到X—15.0處為止。

8、Y-5.0表示與Y軸平行加工到Y(jié)-5.0處為止。

9-19的加工方法與前面相同。

20、Y25.0表示加工到凹坑右上方為止。

21、G00 Z20.0M05表示刀具返回到離工件上平面Z20.0處，M05的進(jìn)給停止。

22、G49 Z45.0 H01表示刀具Z軸方向返回到機(jī)床原點(diǎn)。此時(shí)補(bǔ)償取消。

23、X—400.0 Y200.0表示刀具的X、Y軸方向返回到機(jī)床原點(diǎn)。 M06表示掉換6號刀具。

24、M02表示M02程序結(jié)束。

為了便于了解，程序中將刀具直徑補(bǔ)償省略了。編制加工程序是數(shù)控機(jī)床操作人員的一項(xiàng)基本技能，由于這方面的內(nèi)容很多，所以必須作為一種專門課程來學(xué)習(xí)。

二、數(shù)控加工特點(diǎn)

采用數(shù)控加工方法可以提高加工精度和重復(fù)定位精度。其優(yōu)缺點(diǎn)如下；

1．通常可達(dá)到的加工精度為0.01-0.02mm。加工形狀復(fù)雜的模具零件時(shí)，更能顯示其優(yōu)越性；

2．用同一程序反復(fù)加工同一形狀模具零件時(shí)的再現(xiàn)性很好；

3．只要編制好數(shù)控程序，整個(gè)加工均可自動進(jìn)行；

4．因數(shù)控程序的各加工要素均預(yù)先確定，所以無不必要的停機(jī)時(shí)間，可大幅度提高時(shí)間利用率，并有利于合理化管理；

5．由于整個(gè)加工過程由數(shù)控程序控制實(shí)施，所以不要求操作人員具有熟練的操作技能；

6．模具設(shè)計(jì)修改后，只需局部修改數(shù)控程序即可。

雖然數(shù)控加工具有上述各種優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資的成本相對較高。對于復(fù)雜形狀模具零件，特別是三維形狀模具零件的編程工作也較復(fù)雜。近幾年來開發(fā)了三坐標(biāo)自動編程裝置，這樣就簡化了編制程序的過程，進(jìn)一步縮短了制模周期。

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