浅析影响模具数控加工质量的因素信息工程(2)

数控编程一般可分为 4 个阶段：准备工作阶段、技术方案阶段、数控编程阶段和程序定型阶段。

1 ．准备工作阶段：根据生产任务书，按要求接收技术数据，检查数据的准确性、时效性。明确生产计划，能否按时完成。

2 ．技术方案阶段：数控编程前的首要工作是制定技术方案。公司把数控工艺和刀路程序设计合并由程序设计员一人负责。技术方案阶段主要任务是根据车间的制造资源，编制数控加工的工艺方案。为了做好技术方案，必须了解加工环境和制造资源，包括：机床、刀具、夹具、软件、工艺资源、毛坯（如毛料、锻件、铸件、热处理、切削性能、预加工）等，还要对零件的技术要求弄清楚，如公差要求、光洁度、薄壁件的允许变形、装配关系等。

数控工艺方案的设计是有难度的，因为要处理的信息量大，各种信息之间的关系又极为错综复杂，这主要靠程序设计员的工作经验来进行。因此，工艺方案的设计质量完全取决于技术人员的水平和经验。

在高速铣技术广泛应用的今天，数控工艺方案的设计重要性被提到了更高的地位。高速铣要求对加工的全过程进行控制，任何疏忽都会引起严重的后果，因此，高速铣的工艺方案的编制好坏，将会对高速铣成败起到决定性的作用。

3 ．数控编程阶段：在编程准备期间，主要的依据是三维数据和工艺文件。程序设计员要分析零件的几何特征，构思加工过程，结合机床具体情况，考虑工件的定位，选用夹具。数控编程的第一步要正确定义加工坐标系，选择好对刀点。选择的编程原点应方便编程、便于测量检查、便于操作，同时考虑引起的加工误差较小。第二步是按照数控工艺方案一步一步地在计算机上编制刀具轨迹。第三步是验证程序的正确性，可行性。可以通过计算机仿真模拟或试切削样件。第四步是优化程序。

4 ．程序定型阶段：由主管领导审核数控编程刀路，合格后填写数控加工程序单，绘制加工简图。到现场了解程序执行情况，总结程序编制经验。

数控工艺的特点和数控加工工艺规划的编制：

（ 1 ）数控工艺要考虑加工零件的工艺性，确定加工零件的装夹与定位，选择刀具，制定工艺路线、切削方法及工艺参数等，而这些在常规工艺中可以简化。

（ 2 ）数控工艺设计主要用于指导数控编程，我公司把数控工艺员和编程员的职责和二为一，由程序设计员负责整套模具的数控加工过程，提高了工作效率。

（ 3 ）数控加工的自动化程度高，影响因素多，在数控加工中，质量和安全是自关重要的，必须得到保证。

（ 4 ）数控工艺的编制要有严密的条理性。数控工艺复杂，影响因素多，需要对数控加工的全过程深思熟虑，要有很好的条理性，才能编好数控工艺。加上数控加工的自动化程度高，它的自适应能力就低，一旦出现问题，工人很难现场纠正，轻者造成加工缺陷，重者引起安全事故，因此要预先有条理的做好数控工艺的设计。

（ 5 ）数控工艺的继承性好。凡是在生产中证明是好的数控工艺，可以做成模板，作为档案保存起来，在以后加工同类零件时调用，可以节约时间，保证质量。

数控加工工艺规划可以认为是由零件初始状态（毛坯）到最终状态（零件）间的一系列工艺过程的状态空间。数控工序的排序应满足如下的一般规则：

1. 先主后次。 2. 先面后孔，先铣后钻。 3. 先粗后精。 4. 先做内腔加工后做外形加工。 5. 按工序的顺序，刀具直径由大到小。 6. 上道工序的加工不能影响下道工序的装夹与定位。 7. 用相同的工装和夹具应安排在一起做完，减少重复装夹与 定位。 8. 数控工序要集中。 9. 不要把削弱零件刚性的工序排在前面。

一个好的数控加工工艺规划还要考虑以下几个方面：

是否能满足零件的技术要求，是否能提高数控加工的效率，低的加工成本，好的质量控制。

因此，通常一份完整的数控加工工艺规划，大概包括如下内容：

? 数控机床选择。

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模塑公司通过在模具行业中的比较，购买了国际一流的数控加工软件： UG NX4.0 和 POWERMILL6.0 ，通过多年的使用表明是非常适合模具加工行业的，尤其是两种软件丰富实用的加工策略各不相同，互相补充使数控加工的质量和效率得到了很大的提高。 POWERMILL 在偏置区域清除粗加工时可以加入螺旋功能，进行实际切削时更加平稳，消除了相邻刀路之间连接的进刀方向突变，减少切削进给的加速和减速，保持更稳定的切削负荷，延长了刀具寿命，对机床也起到了保护作用。

交叉等高精加工使用户可定义一个分界角，浅滩区域内将使用等高策略，其它部分使用三维偏置策略，并且可以在陡峭和平坦区域之间加入重叠距离，两者相辅相成。

参数偏置精加工既可以保证曲面上刀路间的行距不超过设定的数值，又可以显著减少三维偏置策略中在刀具路径中可能出现的尖角，可以有效改善三维偏置加参考线的方法在工件表面的相交刀路产生的切削纹理，工件的外观质量更好。

切削参数的选择对加工质量、加工效率以及刀具耐用度有着直接的影响。在 CAM 软件中与切削相关的参数主要有主轴转速 (Spindlespeed) 、进给速率 (Cut feed) 、刀具切入时的进给速率 (Lead in feed rate) 、步距宽度（ Step-over ）和切削深度（ Step depth ）等。

主轴转速一般根据切削速度来计算，其计算公式为： n = 1000 V c / π d ，式中 d 为刀具直径（ mm ）， Vc 为切削速度 (m/min) 。切削速度的选择与刀具的耐用度密切相关，过低或过高的切削速度都会使刀具耐用度急剧下降。模具精加工时，应尽量避免中途换刀，以得到较高的加工质量，因此应结合刀具耐用度认真选择切削速度。

进给速度的选择直接影响着模具零件的加工精度和表面粗糙度，其计算公式为 F=nzf ，式中 n 为主轴转速（ r/min ）， z 为铣刀齿数， f 为每齿进给量 (mm/ 齿 ) 。每齿进给量的选取取决于工件材料的力学性能、刀具材料和铣刀结构。工件的硬度和强度越高，每齿进给量越小；当加工精度和表面粗糙度要求较高时，应选择较低的进给量；刀具切入进给速度应小于切削进给速度。