球面包括外凸、内凹球面，常见于各种模具，无论是热锻模、冲压模、拉伸模、注塑模均等均属于常用加工内容。其绝大多数属于单件、小批量生产类型，难以采用专用刀具及专用机床等方案，通常的加工方法为三维螺旋加工法，在加工中心或数控铣床上，依据球体数学模型，确定各要素之间的逻辑关系式，然后给相对应的变量赋值，利用宏程序可变量赋值、可循环、可跳转等功能，选用球头铣刀结合平底铣刀完成球面加工。无论是加工效率还是加工精度，都堪称当前制造业最佳方案。本文拟就对不同层面的球面加工中确定数学模型及逻辑关系、加工工艺及刀具选择以及各项加工参数确定、宏程序的编制等问题进行探讨。

　　如图1所示，此工件为凸半球体，加工这一球面体时，可依据勾股定理建立数学模型，确定各要素之间逻辑关系根据加工要求设置变量并给变量赋值。

　　#2=0为Z向以球心为起点的初始值。自下而上加工球体时为每一次循环Z向加工向上递增的变量值，据加工面精度要求给#2赋值，一般为0.05～0.1mm。

　　#3=SQRT[#1×#1-#2×#2]为X方向变量值，初始值为#1，依据上述数学逻辑关系，加工过程中逐步递减，当#2逐步递增到40时#3=0。

　　如图2所示，此工件为内凹半球体，其数学模型、相对逻辑关系、变量与赋值，基本参照图1外凸球体，所不同的是所选刀半岛彩票具为球头铣刀，循环变量为角度，加工方案自上而下。

　　#4=0 为角度变量初始值。自上而下加工球体时为每一次循环#4 加上递增的变量值，根据加工面精度要求给#4赋值，一般为0.5°左右。

　　#3=SQRT[#1×#1-#2×#2] 为X向变量值，并依函数关系当#2逐层递加时，#3逐层递减，当#2等于40时，#3等于零。

　　#5、#6分别为球刀刀心Z向、X向变量值，依函数关系当#4逐层递加时，#6逐层递减，当#4等于90时，#6等于零。

　　注意：对刀时注意Z轴零点在圆弧的球心，而不是上表面。N50句的X80与圆弧半径和刀具半径有关。

　　N140 G01 XO YO； 螺旋加工完毕，为Z向抬刀做准备，因FANUC系统圆弧插补语句不能快速抬刀

　　为便于对后面高效模具加工刀具介绍的理解，有必要对模具材料及加工方式作一个简单介绍。

　　模具主要分为以下几个类型：大型汽车外覆盖件 冲压模具 、普通塑胶注塑模具、pvc注塑模具、吹塑模具、五金冲压及板金模具、热挤压模具、热锻模具等等。

　　每种不同的模具以及同一模具的不同部位所采用的材料有相当大的差别，其加工特性也有很大的区别。模具材料的种类极为繁多，这里只介绍与本文相关的被加工材料。

　　1．c45w中碳钢：牌号为s50c~s55c45钢，香港称为王牌钢，此钢材的硬度为hb170～220，模具有70%～80%的加工采用这种钢材，适用于大多数加工对象。

　　2．40crmnmo7预硬塑胶模具钢：硬度hrc28～40，很适合做一些中低价模具的镶件，有些大批量生产的模具模架也采用此钢材，好处是硬度比中碳钢高，变形也半岛彩票比中碳钢稳定，这种钢在塑胶模具上被广泛采用，较为普遍的品牌有718s、718h、738h、nak80、nak55等，这种钢材的应用占模具的15%～20%左右，其加工难度大于45钢，主要为型芯和型腔加工。

　　3．fc250-fc350，fcd500-fcd700：材料中添加了cu、ni、mo等合金，通过对总碳量、si、mn、p、s、mg等组成元素进行控制，在分子结构上由于晶体易于变形，使之易于马氏体化。

　　一直以来，国内汽车行业所使用的模具材料主要包括铸态和锻态两大类。铸态材料常用的牌号为ht300、钼铬铸铁、铸态风冷钢（7crsimnmov）；铸铁材质主要用于模具基体，铸钢材质则用于镶块。锻态材质常用的牌号为锻态风冷钢（7crsimnmov）、cr12mov，主要用于制造汽车外覆盖件模具。

　　近年来， 工业 领域使用的刀具产品样式不断变化，且绝大多数企业本着降造成本的生产理念，要求生产高精度、高品质的产品。这种现象在汽车行业加工领域也不例外。针对客户的要求，株钻刀具技术公司采取的策略是不断提高刀具使用寿命以及缩短加工时间。株钻公司最新推出了几种新型高效刀具，在车门、保险杠、车架等零部件的冲压模加工时，能够大大提高刀具使用寿命、降低加工成本。其中bmr03系列刀具就是其中之一。

　　该款刀具适用于汽车外覆盖件模具粗加工时的型面轮廓强力仿形切削，一般来说，d50、d40的刀具进行型面开粗，d30的刀具进行型面的半精加工和圆弧过渡面的清根加工，被加工工件的材质主要是以上介绍的冷作模具钢和钼铬合金铸铁，为了降低成本，有些低档卡车模具也采用gcr15钢和灰口铸铁，甚至采用a3钢堆焊的毛坯生产。因此要求该刀具有极高的综合切削性能：（一）适用于各种被加工材质的刀片槽型和结构；（二）优秀的抗冲击性能，强力铣削加工时不能出现切削刃意外崩缺；（三）长的刀具使用寿命，一般客户希望能够在不更换刀片情况下不间断地加工完一个型面，对于加工一个大型模具意味着4～12小时的加工寿命；（四）低的切削振动，这是制约加工效率提高最难逾越的因素；（五）高的形状精度和高负荷加工下刀具的精度保持性；（六）高的刀体可靠性。

　　该刀片的槽型是综合考量各种实际切削因素，并且通过长达两年的用户试验，不断优化而最终定型的。具体而言，主要在以下几个方面进行了优化设计。

　　比传统刀具更高的精度，刀片安装在刀体上后，与理想球体的 理论 误差应尽可小，而且曲线不能太复杂，以免造成研磨困难。株钻球头铣刀的球形刃设计精度（所有系列）均为≤0.005mm，制造轮廓误差≤0.05mm（zoller测刀仪检测）。

　　中心刀片的刀尖设计保证更低的切削振动和抗冲击性能，过中心区域切削速度极低（接近于零）。切削阻力极大，非常容易出现刀尖崩缺现象。必须进行大量试验室试验和客户实际试验来提高刀片性能。举例来说，其中有一项为切削阻力和切削振动对比试验，试验方案如下：试验刀具为a、b两种国外d40球头铣刀，被加工材料为p20hrc35，切削参数：vn=3000，ap=0.5mm，ae=1mm，f=3000mm/min，测试仪器：kistler动态电荷测力仪。

　　（一）在其他条件相同的情形下，f=0.5mm/z时，a刀具的最大主切削力fx=400n，最大主切削力fx=50n，最大振幅为350n，平均切削力为230n；

　　（二）在其他条件相同的情形下，f=0.8mm/z时，a刀具的最大主切削力fx=600n，最大主切削力fx=80n，最大振幅为520n，平均切削力为290n；

　　（三）在其他条件相同的情形下，f=0.5mm/z时，b刀具的最大主切削力fx=800n，最大主切削力fx=160n，最大振幅为640n，平均切削力为400n；

　　（四）在其他条件相同的情形下，f=0.8mm/z时，b刀具的最大主切削力fx=1000n，最大主切削力fx=200n，最大振幅为800n，平均切削力为500n。

　　由以上四点可知，在1mm的小切深情况下，在所有切削条件相同的情况下，b刀具的刀尖受力情况明显比a差很多，平均受力大了几乎一倍，刀具在同等频率下振动的振幅也明显大得多，而上述切削参数在大多场合都是正常切削参数，这说明在刀具刀尖的处理上a刀具的设计方案明显优越。而b刀具由于切削阻力和切削振动太大，且刀尖的切削前角仅为－20°，刀尖过于单薄，刀具的过中心刀尖非常容易崩缺。

　　因此刀尖的形状设计非常重要，对刀具的实际切削效果有显著的 影响 。实际上优化设计刀尖形状和参数是一个非常繁杂的过程，要平衡诸多因素，如切削振动半岛彩票、刃部强度、刀具使用的工艺特点、刀片材料特性、本身的工艺性等等，很难一蹴而就，要往返多次不断完善。

　　刀片的槽型优化设计，球头铣刀的圆弧切削刃各点的切削线速度都不相同，轴心区低，外部高，线速度的变化极大，因此各点承受切削阻力相差很大。

　　当切削速度低于某个值时，切削阻力会急剧增大，而高过此值时，变化会比较平缓，因此设计主切削刃棱带、槽型主参数时必须遵循这个 规律 。对于球头刀来说，设计为变棱宽棱带、光滑曲面的切屑导流槽、连续变化的前角、槽宽等最为合适，配合前刀面的减振凸台设计可以在保证刃口强度的基础上尽可能减少棱宽，从而最大化减少切削阻力和抑制振动。分屑槽刀片，对于大直径刀具d50、d40刀具和大悬长刀具来说，在进行过渡全刃接触铣削时，几乎难以加工，排屑非常困难。刀片极易被挤缺。这时需要采用分屑技术的刀片。在实际验证时，加工效率得到2倍以上的提高。

　　极限过载和疲劳破损校验，进一步改进刀具结构，确保刀具能够长期稳定切削。极限试验主要用于检测刀具在推荐切削参数下的安全性能，包括一系列的超载试验。这需要投入极大的物力和精力，一个产品的开发必须包含此项验证。这里列举其中一项试验：

　　试验结果：加工16小时后，刀具出现疲劳损坏裂纹。刀体上部安装刀片的刀槽底面与侧面出现明显裂痕，刀体已经无法继续使用。

　　正是疲劳试验发现了该刀具的内在缺陷，为此进行了四次大的改进来解决这个 问题 ，其中包括（一）面与面间采用圆弧过渡，消除应力集中；（二）更高精度的锁进螺纹配合，提高刀片的安装刚性；（三）采用优质耐热合金钢制造刀体；（四）改变表面处理和热处理工艺，提高抗疲劳性能。改进产品小批量客户试验证明，消除缺陷的产品完全可以满足实际使用要求，现在大批量订货也没有出现问题。

　　新型球头铣刀较传统刀具有较大优势，加工实例证明了其高效切削性能，比原来传统球头铣刀提高加工效率2倍以上，且刀具寿命更长，性能可与国外先进厂家相当；批量 应用 证明该刀具性能稳定可靠，由于性价比高，节约了刀具消耗成本。

　　株钻刀具公司推出的新型大进给铣刀几乎已成为hpm的狭义对等词。这种大进给铣刀结合了低振动切削和高进给切削两种切削形式的优点，能够进一步提高刀具的切削性能。刀片基本形状为类三角形，三个边完全对称，每个边由修光刃、第一主切削刃、突起过渡区、第二主切削刃和刀尖圆弧等组成。刀具的原理及形状专利正在申请中。

　　所谓低振动切削是指刀具采用大的悬伸量加工深的部位，而刀具的刚性与悬伸长度的四次方成反比，加工效率的主要制约因素是因为加工振动而不得不降低走刀速度。feete公司的 理论 研究 和试验证明，通过改变切屑的形状，可以在切屑截面不变的情况下提高走刀速度，或者说在同等金属去除率的情况下，可以降低切削阻力和消耗功率15%～25%。这是一个非常可观的数据，实际上由于受到几何形状以及残余加工区域面积的限制，产品应用达不到这一理论值。

　　株钻公司开发的新型大进给铣刀成功地将小的主偏角与切屑形状控制理论结合起来。该铣刀在切削深度ap小于凸起过渡区到修光刃时，参与切削的为第一主切削刃，这与传统的大进给铣刀并无任何区别。

　　但当切削深度ap超过这一临界值时，切屑的形状发生改变，传统的大进给铣刀应为一段较长的切屑，而新型铣刀为两段切屑，这种断屑 方法 称为自台阶断屑。下面通过一个试验来证明对新型刀具性能的阐述。

　　试验结果：由于受到机床功率的限制，f=0.8mm/z时机床已经达到极限功率，株钻d32大进给铣刀mr01-063-a22-zd16-04的切屑成两段排出，切削状态正常。

　　对比的进口刀具已经完全丧失了继续切削的能力，出现强烈的振动甚至抖动。这就证实采用分屑技术与大进给相结合的新型刀具有着更加优越的切削性能。

　　株钻刀具每刃平均切削寿命为3.5小时，进口刀具为3.7小时，寿命基本相当；株钻刀具的切削振动声音相对较小；株钻刀具切屑细碎，容易被压缩空气吹走，切屑刮擦相对较轻。另外值得一提的是，在采用大进给加工前，采用rdkw1204m0刀片进行加工，大进给刀具有着明显的优势，主要体现在以下几个方面：（一）加工效率提高1～2倍，机床占用率大大降低，大大降低固定资产成本；（二）拐角处振动和大模具加工的优势更加明显，提高效率3倍以上；（三）刀片消耗量大大降低，原来rdkw刀片每月消耗2万片，而大进给刀片消耗量不到3000片精密加工。

　　新型大进给铣刀可以通过分屑方法有效抑制振动，从而进一步提高加长刀具的加工性能；合理的外形设计使该刀具的切削性能和使用寿命达到了预期目的；较传统刀具而言，新刀具的加工效率提高2～3倍，而刀具消耗量仅为原来的1/5，效益相当可观。

　　乙方所加工的模具制造出来的零件必须达到甲方提供的塑胶零件设计图纸的要求并得到甲方的书面确认。

　　乙方要提供给甲方模具设计方案图纸并必须得到甲方的审查认可后才能开始模具加工。

　　甲方连续试产5天或产量达到5000件以上，日产能力偏差不超过设计要求的5％，模具无异常，啤件合格率达到98%以上，甲方应确认模具合格并出具模具验收检验合格报告。

　　由乙方修正或重作，一切费用由乙方承担，交货期不变。如由甲方原因造成的，乙方应根据要求予以修正或重做，费用由甲方承担，交货期顺延。

　　乙方提供货品并经甲方验收合格后，甲方按交货的实际数量7个工作日内支付货款（甲方另发出采购订单）。

　　如非因甲方原因造成的，超过5个工作日，甲方将收取乙方该模具总款的2%滞纳金。

　　乙方在未经甲方事先书面同意的前提下，不得将该模具订单或其中任何一部分转让或给任何第三方，乙方保证本合同下的一切信息(无论属于技术性质或是商业性质)都将被视为保密信息，乙方保证对上述的一切信息承担保密义务。

　　乙方只是提供模具及产品给予甲方，关于盗版或其它版权问题，乙方一律不负任何责任。

　　本合同一式两份，双方各持一份，具有相同的法律效率，本协议经双方签字盖章即可生效

　　在这个学期学院开展的第三学期实习活动中，我有幸参加了在中行工业xx模具公司的实习，次走入模具加工中心，接触模型制造工艺，既激动又好奇。

　　当初选择模具专业看重的是模具行业的发展前景和广阔的行业人才市场。同很多人一样，未入学之前我就已经开始仔细考虑未来的就业问题。就业是民生之本，全民的就业问题靠的是国家的政策引导，个人的就业问题靠的是自身的条件与能力。俗话常说：真金不怕火炼。但要想成为真金，不经历长时间的高压磨砺就无法发光。

　　xx模具公司是一家颇负盛名与竟争实力的模具企业，这里为我们提供了优质的实习条件。严格的企业管理标准规范着它的内部员工一切工作朝着最优的目标进行。好的企业衡量靠市场，好的企业支撑靠的是人才，人才成为其企业发展所需的科技因素的载体，而一个企业的经济实力既是吸引人才的资本，也是人才创造的资本。中行工业xx模具公司在整体中进步，以集体的头脑思考发展的问题，以严苛的标准规范它的市场行为，以技术质量取胜，德先于行。先学做人，再学做事是企业实体或个人都需要信守的原则。

　　个人的发展离不开社会，反之，社会发展的直接动力就是人的发展对社会的贡献。贡献有大小，却无质的差异。齐齐哈尔职业学院一直以来以为融入社会走进来，为服务社会走出去为办学方针，指导其教育教学以学生为本，以就业需要为导向，以培养高等人才从而服务社会为目标，独树一帜，开设的第三学期工厂实习活动倍受欢迎，更赢得了全社会的认可和信认。

　　国家实行教育体制改革以来，中国的教育领域，无论是初等教育还是高等教育体制日臻完善。应试教育向素质教育转变不再把考试作为教育教学的中心，也真正做到了以学生为本，以育德育才为目标培养人才。齐职院顺应教育改革的大潮，做出了办学由单一型向多样型转变，教育由适应型向创业型转变的决策，更是与素质教育异曲同功。12年学院通过与中行工业xx模具公司建立实习合作关系，我得以有机会成为xx模具公司的一员，有幸与经验丰富的xx员工一起工作学习，必将成为我求学生涯中宝贵的实践经验，这样的经验也将使我在未来的就业中成为一个佼佼者。

　　回顾自身在天能集团这七个多月的工作，我在钳工车间实习，在组里的师傅们的悉心关怀和耐心指导下，通过我自身的不懈努力，学到了很多的东西,感触很深，收获颇丰。下面我对我七个多月的实习生活做如下回顾与总结：

　　在钳工车间的实习内容主要是拆、装注塑模具,然后通过拆、装模具这一过程达到对模具结构及工序的认识。在专业的模具厂里做专业的模具钳工就是有一个好处，可以接触到各种不同的模具，这对于我们这些刚刚出来实习的学生是很有诱惑力的，感觉在一个新的环境里面学习的课堂上面学习不到的知识，书本里模具的知识渐渐地在脑中慢慢滑过，模具的结构渐渐清晰着，这种感觉很不错。其实这也就是相当于一个理论与实践相结合的过程。同时,钳工实习阶段也是真正的增强我们动手能力,使我们真正的、正确的认识模具。

　　另外，钳工车间因为其工作的关系，具有一种不同于别的部门的特殊性，就是流动性比较强。换而言之就是说看到、接触到的东西比较多，对于我们这些刚进工厂的学生而言就是一种在专业领域上眼界的开阔，如：在车间,我看到、了解了深孔钻、注塑机、加工中心、万能铣、摇臂钻、磨床、线切割、电火花牛头刨床和插床等等机械设备。有一部分是我仅仅在书本里了解过其的相关知识,可是本次的实习却是让我第一次真正的对实物进行了了解;还有一部分是我以前学过的，看着师傅们熟练的操作，对我来所又是一次新的巩固与学习;更有一部分是我在这里才学会的，新的技能掌握使我更加期待在这里可以学到更多。

　　这就是钳工流动性给我带来的开阔。我想，这种开阔，不管是对前期部门的工作，还是后期自身专业上的发展来说都是具有十分重要、深远的作用。

　　其次，闲暇之余，从自身长远发展的角度出发，结合公司的实际情况，为自己的学习提高再用计划和总结：

　　我始终把学习作为获得新知、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法。在这七个多月的实习工作中给我最大的收获就是理论联系实际。在工作中不断巩固所学知识，并在不断的学习中弥补自己的不足。通过这三个月的实习，并结合钳工工作的实际情况，认真学习、了解车间的各项政策制度、管理制度和工作条例，使我进一步加深了对各项工作的理解，以期在工作中不断提高自身素养和工作能力。

　　在平时的日常工作中我都本着认真负责、积极主动的态度，虽然开始由于经验不足和认识不够，刚开始觉得在组里找不到事情做，不能得到锻炼的目的，但我迅速反省从自身出发寻找原因，和组里师傅交流，认识到自身不足，以至于迅速的转变自己的角色。为使自己尽快熟悉工作，进入角色，我一方面抓紧时间查看相关资料，熟悉自己的工作职责，另一方面我虚心向组里师傅们请教使自己对钳工工作的情况有了一个比较全面、系统的认识和了解。

　　为不断的丰富自己的专业知识和技能水平。在认真配合师傅们工作之余，主动请教师傅，为我解惑，教我工作。并在工作岗位上勤于思考，不断总结工作方法，以期提高工作效率。努力改变自身工作环境，让自己始终处于充实、忙碌的学习、工作条件中，不问辛苦与否，只问收获了没。正是这种态度使我模具结构的在细心观察中不断清晰，技术水平在耐心工作中的稳定提高。

　　七个多月来，我虽然努力学习，尽心工作，但距离师傅们、自身的要求还有不小差距，如技术经验、工作能力上还有待进一步提高，对新的工作岗位还不够熟悉等等，这些问题，我决心在今后的工作和学习中努力加以改进和解决，使自己更好地做好本职工作。

　　针对以上存在的不足和问题，在以后的工作中我打算做好以下几点来弥补工作中的不足：

　　1、做好自身工作、学习计划，继续加强对公司各种制度和业务的学习，做到全面深入的了解公司的各种制度和业务。

　　2、以实践带学习全方位提高自己的工作能力。在注重学习的同时狠抓实践，在实践中利用所学知识用知识指导实践全方位的提高自己的工作能力和工作水平。

　　3、踏实做好本职工作。在以后的工作和学习中，我将以更加积极的工作态度更加热情的工作作风把自己的本职工作做好。在工作中任劳任怨力争“没有最好只有更好”。

　　4、继续在做好本职工作的同时，为公司做一些力所能及的工作为公司做出应有的贡献。

　　总的来说，经过这七个多月的实习，我懂的了工作的辛苦，原来在学校的时候老是希望能早点出来工作，不懂得珍惜学校的生活。等到现在出来了，才知道工作的辛苦，才知道学校的生活是如此的美好半岛彩票。不过无论这样，我们都得出来，都得面对社会，都得去为自己的事业闯荡，只是迟早的问题。

　　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。

　　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。

　　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的型腔铣加工参半岛彩票数及效果图如图3所示。总加工工半岛彩票时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。

　　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。

　　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。

　　凸模在模具中起着很重要的作用(凸模加工也叫镶件加工或冲头加工),它的设计形状、尺寸精度、材料硬度都直接影响模具的质量、使用的寿命及冲压件的精度。在模具制造中,数控线切割加工制造工艺是应用最广的制造工艺,数控线切割加工的工艺安排是否恰当,直接影响模具的加工质量。所以,在加工前,一定要采取相关措施,尽量减少数控线切割加工变形对质量的影响。

　　当在未经淬火的坯料上切割的镶件切割要求比较低时,往往不需要穿丝孔,切割加工时从坯料外切人材料内,切出镶件形状即可,但在编制程序时,应注意选择好切割线路或切割方向。一般情况下,合理的切割线路应将工件与夹持部位分离切割段安排在总的程序末端,即将暂停点留在靠近毛坯夹持段的部位。

　　当在淬火坯料上切割精度要求较高的凸模时,由于工件毛坯内部的残余应力及放电产生的热效应变形影响,尽可能避免开放式切割而发生变形。一般情况下,凸模外形规则时,数控线切割加工常将剩余连接部分留在平面位置上,大部分精割完毕后,对预留连接部分只做一次切割,以后再由钳工修磨平整。

　　对于硬质合金凸模,由于材料硬度高,特别在形状不规则的情况下,预留连接部分的修磨给钳工带来很大的困难。因此在数控线切割加工阶段可以对工艺进行适当的调整,使外形尺寸精度达到要求,免除钳工装配前对暂停点处的修磨工序。

　　尤其在切割厚度较大的硬质合金的情况下,加工速度慢,扭转变形较严重,所以大部分外形加工及余留连接部分(暂停点)的加工均采用四次切割方式,且两部分的切割参数和偏移量均一致。第一次切割电极丝偏移量加大至0.5mm～0.8mm,以使工件充分释放内应力及完全扭转变形,在后面三次能够有足够余量进行精加工,这样可使最后尺寸得到保证。具体工艺实施如下。

　　(1)切割前模具选材应充分考虑材质优、热处理变形小,且选择合理的切割路线,尽可能减小工件变形。

　　(2)预先在毛坯的适当位置用穿孔机或电火花成形机加工好Φ1.0mm～1.5mm穿丝孔,穿丝孔中心与凸模轮廓线间的引入切割线)凸模的轮廓线与毛坯边缘的宽度应至少保证在毛坯厚度的1/5。

　　(4)加工凸模时,若必须一次切割至尺寸要求者就不可进行二次切割。一般情况下,第一次切割时应保留一到两处固定余量,在进行最后一次切割时,再将固定余量切割掉。工件的固定余量一般为3mm～4mm,大型工件可稍大些。此后,再采用其他加工方法,如抛光等,使之达到规定的精度与表面粗糙度要求。

　　(5)偏移量的选择二次切割的方法与普通的电火花线切割加工相同,第一次比原加工路线um的偏移量,使电极丝远离工件开始加工;第二次(或第三次)逐渐靠近工件进行加工,直至加工表面满足要求。通常,为避免产生过切现象,应留10um左右的余量,供手工精修。

　　(6)大部分外形多次切割加工完成后,将工件用压缩空气吹干,再用酒精溶液将毛坯端面洗净,晾干,然后用黏结剂或液态快干胶(通常采用502快干胶水)将经磨床磨平的厚度约0.3mm的金属薄片粘牢在毛坯上,再按原先多次的偏移量切割工件的预留连接部分。

　　常用电火花线切割机加工冷冲模时,是用两块坯料分别加工出凸模和凹模。这种方法加工比较浪费材料,同时凸、凹模之间间隙的均匀性也比较难控制。而采用凸、凹模同时加工的方法,就可克服上述的不足之处。由于电极丝加工出恒定的槽宽是保证凸、凹模间隙均匀的关键,因此就要求在加工中需保持各项参数的稳定。以往工艺做法是,分别备出凸模、凹模两块模板,在数控线切割机上切割出内外形。先采用在一块模板上同时加工出凸模、凹模的螺钉孔、沉头孔和穿丝孔,热处理后在数控线切割机上一次加工出凸模和凹模。模板厚为30mm。现设钼丝直径为0.18mm,单边放电间隙为0.01mm,两者相加钼丝放电实际补偿量为0.10mm。若采用无锥度切割,同时切割出凸、凹模两件,冲裁间隙为0.20mm,无法保证设计要求为0.06mm的配合间隙。

　　塑料加工中,常常会有很多相同或类似的工件需要加工,这就需要考虑到多件加工。多件加工的一般方法是单件依次加工,如凸模、镶件加工。特殊加工方法有三种。

　　(1)无需穿丝孔的排列切割法。此种加工方法的好处在于不用加工穿丝孔省工时,且由于没有穿丝孔,也能节省材料。当工件形状规则时,还可相互借用加工,使加工更为节省时间和材料。此种方法的难点在于工件排位时两件之间距离的计算,图形排布需有较强的电加工知识和2D图形处理能力。

　　(2)凸模排列切割法。此种加工方法的好处在于加工切割种类可多选。此种排位时,可根据需要灵活决定工件的切落顺序。可以所有工件一次全部切割然后修刀切落,也可先加工各件上面所有的顶尖孔,然后再单件一一切落。此方法的难点在于合理控制工件的边距以及穿丝孔的位置。因为穿丝孔的位置决定着工件的切落顺序或变形情况。

　　(3)凹模排列切割法。此方法的优点在于减少工件的装夹次数,一次大面积装夹还有利于工件的校正及找边。由于一次切割出,两片的拼合精度也得到保证。难点在于图形的处理,工件内底边与工件外底边的距离千万不可排错。

　　[2] (日)梅伬三造.硬质合金刀具常识及使用方法[M].机械工业出版社,2010.