1.1.3 加工制造阶段

在模具加工制造阶段，新手除了应掌握前面介绍的知识外，还应掌握以下重要内容。

1.数控加工中常见的模具零件结构

编程者必须对模具零件结构有一定的认识，如模具中的前模（型腔）、后模（型芯）、行位（滑块）、斜顶、枕位、碰穿面、擦穿面和流道等。

一般情况下，前模的加工要求比后模的加工要求高，所以前模面必须加工得非常准确和光亮，该清的角一定要清；后模的加工有所不同，有些角不一定需要清得很干净，表面也不需要很光亮。另外，模具中一些特殊部位的加工工艺要求不相同，如模具中的角位需要留0.02mm的余量待打磨师傅打磨；前模中的碰穿面、擦穿面需要留0.05mm的余量用于试模。

图1-46列出了模具中的一些常见组成零件。

2.模具加工的刀具选择

在模具型腔数控铣削加工中，刀具的

选择直接影响着模具零件的加工质量、加工效率和加工成本，因此正确选择刀具有着十分重要的意义。在模具铣削加工中，常用的刀具有平端立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等，如图1-47（a）、（b）、（c）、（d）所示。

（1）选择刀具的原则

在模具型腔加工时，刀具的选择应遵循以下原则。

● 根据被加工型面形状选择刀具类型：对于凹形表面，在半精加工和精加工时，应选择球头刀，以得到好的表面质量，但在粗加工时宜选择平端立铣刀或圆角立铣刀，这是因为球头刀切削条件较差；对于凸形表面，粗加工时一般选择平端立铣刀或圆角立铣刀，但在精加工时宜选择圆角立铣刀，这是因为圆角铣刀的几何条件比平端立铣刀好；对于带脱模斜度的侧面，宜选用锥度铣刀，虽然采用平端立铣刀通过插值也可以加工斜面，但会使加工路径变长而影响加工效率，同时会加大刀具的磨损而影响加工的精度。

● 根据从大到小的原则选择刀具：模具型腔一般包含有多个类型的曲面，因此在加工时一般不能只选择一把刀具完成整个零件的加工。无论是粗加工还是精加工，应尽可能选择大直径的刀具，因为刀具直径越小，加工路径越长，造成加工效率降低，同时刀具的磨损会造成加工质量的明显差异。

● 根据型面曲率的大小选择刀具：在精加工时，所用最小刀具的半径应小于或等于被加工零件上的内轮廓圆角半径，尤其是在拐角加工时，应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具，并以圆弧插补的方式进行加工，这样可以避免采用直线插补而弹出过切现象。在粗加工时，考虑到尽可能采用大直径刀具的原则，一般选择的刀具半径较大，这时需要考虑的是粗加工后所留余量是否会给半精加工或精加工刀具造成过大的切削负荷，因为较大直径的刀具在零件轮廓拐角处会留下更多的余量，这往往是精加工过程中弹出切削力的急剧变化而使刀具损坏或裁刀的直接原因。

● 粗加工时尽可能选择圆角铣刀：一方面，圆角铣刀在切削中可以在刀刃与工件接触的0～90°范围内给出比较连续的切削力变化，这不仅对加工质量有利，而且会使刀具寿命大大延长；另一方面，在粗加工时选用圆角铣刀，与球头刀相比具有良好的切削条件，与平端立铣刀相比可以留下较为均匀的精加工余量，如图1-48所示，这后续加工十分有利。

（2）刀具的切入与切出

一般的UG CAM模块提供的切入切出方式包括刀具垂直切入切出工件、刀具以斜线切入工件、刀具以螺旋轨迹下降切入工件、刀具通过预加工工艺孔切入工件以及圆弧切入切出工件。

其中，刀具垂直切入切出工件是最简单、最常用的方式，适用于可以从工件外部切入的凸模类工件的粗加工和精加工以及模具型腔侧壁的精加工，如图1-49所示。

刀具以斜线或螺旋线切入工件常用于较软材料的粗加工，如图1-50所示。通过预加工工艺孔切入工件是凹模粗加工常用的下刀方式，如图1-51所示。圆弧切入切出工件由于可以消除接刀痕而常用于曲面的精加工，如图1-52所示。

3.模具前后模编程注意事项

在编写刀路之前，先将图形导入编程软件，再将图形中心移动到默认坐标原点，最高点移动到Z原点，并将长边放在X轴方向，短边放在Y轴方向，基准位置的长边向着自己，如图1-53所示。

（1）前模（定模仁）编程注意事项

编程技术人员编写前模加工刀路时，应注意以下事项。

● 前模加工的刀路排序：大刀开粗→小刀开粗和清角→大刀光刀→小刀清角和光刀。

● 应尽量用大刀加工，不要用太小的刀，小刀容易弹刀，开粗通常先用刀把（圆鼻刀）开粗，光刀时尽量用圆鼻刀或球刀，因为圆鼻刀足够大，有力，而球刀主要用于曲面加工。

● 有PL面（分型面）的前模加工时，通常会碰到一个问题，当光刀时PL面因碰穿需要加工到数，而型腔要留0.2～0.5mm的加工余量（留出来打火花）。这时可以将模具型腔表面朝正向补正0.2～0.5mm，PL面在写刀路时将加工余量设为0。为保持图文一致原则，本书中提及的刀具方面的“补正”为软件中的命令名称，含义与通常所说的“补偿”相同，“补偿”是数控理论知识的标准说法。

● 前模开粗或光刀时通常要限定刀路范围，一般默认参数以刀具中心产生刀具路径，而不是刀具边界范围，所以实际加工区域比所选刀路范围单边大一个刀具半径。因此，合理设置刀路范围，可以优化刀路，避免加工范围超出实际加工需要。

● 前模开粗常用的刀路方法是曲面挖槽，平行式光刀。前模加工时分型面、枕位面一般要加工到数，而碰穿面可以留余量0.1mm，以备配模。

● 前模材料比较硬，加工前要仔细检查，减少错误，不可轻易烧焊。

（2）后模（动模）编程注意事项

后模（动模）编程注意事项如下。

● 后模加工的刀路排序：大刀开粗→小刀开粗和清角→大刀光刀→小刀清角和光刀。

● 后模同前模所用材料相同，尽量用圆鼻刀（刀把）加工。分型面为平面时，可用圆鼻刀精加工。如果是镶拼结构，则后模分为镶块固定板和镶块，需要分开加工。加工镶块固定板内腔时要多走几遍空刀，不然会有斜度，形成上面加工到数，下面加工不到位的现象，造成难以配模，深腔更明显。光刀内腔时尽量用大直径的新刀。

● 内腔高、较大时，可翻转过来首先加工腔部位，装配入腔后，再加工外形。如果有止口台阶，用球刀光刀时需控制加工深度，防止过切。内腔的尺寸可比镶块单边小0.02mm，以便配模。镶块光刀时公差为0.01～0.03mm，步距值为0.2～0.5mm。

● 塑件产品上下壳配合处突起的边缘称为止口，止口结构在镶块上加工或在镶块固定板上用外形刀路加工。止口结构如图1-54所示。