苹果模具加工工艺技术模板.doc

目 录
第1章 概述 3
1.1 塑料模具结构介绍 3
1.2 塑料模具加工介绍 3
1.3 设计内容 4
第2章 塑料苹果模造型设计 5
2.1 塑料苹果模三维造型 5
2.2 机床选择 7
2.2.1机床含有性能 7
2.3 塑料苹果模具设计 8
2.4 注塑模结构组成 8
2.5 塑料苹果模具加工分析 9
2.5.1图样尺寸数据应符合编程方便标准 9
2.5.2加工部位结构工艺性应符合数控加工特点 10
2.5.3定位基准分析 10
第3章 夹具设计 11
3.1 常见夹含有哪些 11
3.1.1 夹具选择 11
3.1.2 装夹方案选择 11
3.1.3 工序方案确实定 12
3.1.4 注意事项 13
3.1.5 走刀路线确实定 13
3.1.6下刀方法 14
第4章 塑料苹果模具数控加工 18
4.1 毛坯选择 18
4.2 满足工艺性能要求 18
4.3 满足经济性要求 19
4.4 模具材料确实定 19
4.5 加工塑料苹果模具刀具选择 20
4.5.1对刀具基础要求 20
4.5.2 切削用量选择 21
4.5.3进给速度确实定 22
4.5.4 切削液选择 24
4.5.5 对刀点选择 25
4.5.6工艺文件编制 26
4.6 铣削苹果曲面时应注意问题 27
第5章 塑料苹果模具加工仿真 29
5.1 NX中塑料苹果模操作步骤 29
5.3 粗精加工铣削 31
5.4 NX经粗精加工后生成实体验证 31
5.5 NX生成加工NC代码 32
总结 34
参考文件 35

致谢 36

第1章 概述
1.1 塑料模具结构介绍
因为塑料含有很多优良性能和特点，多年来它在各领域得到了越来越广泛应用。作为塑料制造业支柱产业——塑料模具设计和制造也得到了空前发展，尤其是作为塑料必备成型工具塑料注塑模具，因为它成型效率高，易成型形状复杂制品，并科实现自动化生产，得到快速法子，在中国其发展速度之快、需求量之大是前所未有。
塑料注塑模具基础分为静模和动模。在注塑机注射头一边带浇口套为静模，静模通常有浇口套、靠板、模板组成，简单模具(尤其是静模没有芯子模具)也能够不使用靠板，直接用厚一点模板就能够了。浇口套通常为标准件，除非特殊原因，不提议取消。浇口套使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模必需静模脱模时，还得加上静模脱模机构。动模结构通常为动模板、动模靠板、脱模机构和模脚和装机固定板。
脱模机构中除了脱料杆，还有回位杆，部分模具还要增加弹簧以实现比如自动脱模等功效。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少模具基础结构。当然斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。当为一产品设计模具时，首先要设定模具基础结构尺寸以备料，来加紧模具制造速度。复杂产品应先绘制好产品图，再定好模具尺寸。
1.2 塑料模具加工介绍
现在模具基础上要进行热处理，加高模具硬度，提升模具使用寿命。在热处理前，先对模板进行初步加工：钻好导柱孔、回位孔(动模)、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔(动模)冷却水孔等，铣好流道、型腔，有些模具还应铣好斜导盒等。现在一般精密模具模板通常见cr12、cr12mov和部分专业模具钢，cr12等硬度不能太高,在HRC60度时常常开裂,模板常见硬度通常为HRC55度左右。芯子硬度可在HRC58以上。假如材料为3Cr2w8v，制造后再氮化处理表面硬度，硬度应为HRC58以上，氮化层应越厚越好。
浇口直接关系到塑件美观，浇口设计不好话，轻易产生缺点。在没有任何阻挡情况上很轻易产生蛇型流。对于要求高产品，还应设计溢流和排气。溢流处能够用顶杆，不要在模板上狠有溢流飞边，才不至于影响模具寿命。

未来中国外塑性模具制造技术和成型技术有以下发展趋势：1、在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；2、高速铣削加工将得到更广泛地应用；3、在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；4、提升模具标准化水平和模具标准件使用率；5、研究和应用模具高速测量技术和逆向工程；6、虚拟技术将得到发展；7、模具自动加工系统研制和发展。
1.3 设计内容
本设计中关键为塑料苹果模模具, 在NX软件下能够粗精加工，自动编程导出程序在数控仿真中进行模拟加工加以验证。
塑料苹果模加工关键包含加工坯料、对刀确实定、计划曲面挖槽粗加工刀具路径、计划曲面平行粗加工刀具路径、计划曲面平行精加工刀具路径和计划曲面等高外形精加工刀具路径等内容。塑料苹果模平面图见以下图1-1所表示

图1-1 凸模、凹模
第2章 塑料苹果模造型设计
2.1 塑料苹果模三维造型
在进行塑料苹果模模具设计和加工前,首先要利用UG系统下零件模块对苹果模进行三维造型。
⑴打开UG软件
⑵样条曲线结构
在UG环境中导入已经弄好苹果光栅图像，在进入草图环境中以图片外轮廓用样条曲线勾画出苹果外形，在依据工具条分析菜单中曲率梳来确定样条协调性和美观性，绘制以下图2-1所表示

图2-1 样条曲线结构
⑶旋转曲面
单击旋转按钮选中上图2-2中样条曲线，在选中参考选线作为旋转轴，点击确定，生成图2-2实体所表示

图2-2 旋转曲面得到实体
⑷构建分型面
选择拆分体进行苹果造型最大分型面，创建分型方向，确定上模板和下模板
创建，生成图2-3所表示

图2-3 构建分型面
⑸抽壳处理
进行上半部分抽壳整理，得到壁厚为1mm塑料苹果模壳体得到产品造型图2-4所表示

图2-4 抽壳处理后
⑹凸模制作
因本组是加工苹果上半部分模具，所以依据拆分体我们上半部分能够设计出凸模制作，图所表示2-5所表示

图2-5 凸模

⑺凹模制作
方法如上面操作一样，凹模图2-6所表示

图2-6 凹模
2.2 机床选择
2.2.1机床含有性能
数控机床发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。
⑴高性能：伴随数控系统集成度增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。
⑵高精度：数控机床本身精度和加工件精度越来越高，而精度保持性要好。
⑶高速度：数控机床各轴运行速度将大大加紧。
⑷高柔性：数控机床柔性化将向自动化程度更高方向发展，将管理、物流及各对应辅机集成柔性制造系统。
⑸模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就肯定向模块化方向发展，这现有利于制造商又有利于用户。
⑹数控机床使用范围越来越大，中国国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟优异技术进步大方向，并不停创新，才能赶超世界优异水平。
⑺不一样类型零件应在不一样数控机床上加工，要依据零件设计要求选择数控机床。数控车床适合于加工形状比较复杂轴类零件盒由复杂曲线回转形成模具内型腔。数控立式镗铣床盒立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件、泵体阀体、壳体等。多坐标联动卧室加工中心还可用于加工多种复杂曲线、曲面、叶轮、模具等。总而言之，不一样类型零件要选择对应数控机床加工，易发挥数控机床效率和特点。
⑻数控铣床加工中心加工柔性比一般数控铣床优越，有一个自动换刀伺服系统，对于工序复杂零件需要多把刀加工，在换刀时候能够降低很多辅助时间，很方便，而且能够加工愈加复杂曲面等工件。所以，提升加工中心效率便成为关键，而合理利用编程技巧，编制高效率加工程序，对提升机床效率往往含有意想不到效果。
综合以上原因，选择KVC650加工中心，参数如表2-7所表示：
表2-1 机床参数
工作台面尺寸
（长×宽）
405×1307（mm）
主轴锥孔/刀柄形式
24ISO40 / BT40（MAS403）
工作台最大纵向行程
650mm
主配控制系统
FANUC 0iMate-MC
工作台最大横向行程
450mm
换刀时间（s）
6.5s
主轴箱垂向行程
500mm
主轴转速范围
60—6000( r/min)
工作台T型槽
（槽数-宽度×间距）
5-16×60mm
快速移动速度
10000（mm/min）
主电动机功率
5.5/7.5（kw）
进给速度
5—800（mm/min）
脉冲当量（mm/脉冲）
0.001
工作台最大承载(kg)
700kg
机床外形尺寸
(长×宽×高)(mm)
2540mm×2520mm×2710mm
机床重量( kg)
4000kg
2.3 塑料苹果模具设计
⑴依据苹果形外壳上壳结构来设计注塑模具结构和形状，其结构包含定模座板，浇口套，导柱，定距导柱，动模板，凹模等等。
⑵注射模基础结构全部是由动模和定模两大部分组成，动模和定模一起组成了模具型腔和浇注系统。定模安装在注射机固定板上，动模安装在注射机移动板上。注射成型时，定模部分和被拖动动模部分经导柱导向而闭合，塑料熔体从注射机喷嘴经模具浇注系统进入型腔，注射成型后冷却开模，动模和定模分开，通常情况下塑件留在动模部分，模具顶出机构将塑件顶出模外。
2.4 注塑模结构组成
注塑模结构形式较多，依据注塑模各部分作用不一样，通常注塑模具可由下列多个部分组成：
⑴成型零件：通常由凸模，凹模，镶件等组成，合模时形成模具型腔，填充塑熔体。
⑵浇注系统：由主流道，分流道，浇口和冷料穴组成。
⑶导向机构：确保动模定模合模时正确对合，确保塑件尺寸正确性。
⑷脱模机构：用于开模时将塑件从模具中脱出装置，又称定出机构或顶出装置。
⑸加热冷却系统：满足对注射工艺对模具温度要求，必需对模具温度进行控制，所以模具设计常有冷却系统并在模具内部或四面安装加热元件。冷却系统通常开有冷却水道。
⑹排气系统：作用是将型腔内气体排出。
⑺侧向分型和抽芯机构：用来成型侧向凸台或孔。
2.5 塑料苹果模具加工分析
数控加工工艺性分析包含面很广，在此仅从数控加工可能性和方便性两方面加以分析。
2.5.1零件图样上尺寸数据给出应符合编程方便标准
⑴零件图上尺寸标注方法应适应数控加工特点，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间相互协调，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点统一。零件设计人员在尺寸标注时，通常总是较多地考虑装配等使用特征，所以常采取局部分散标注方法，这么就给工序安排和数控加工带来很多不便。因为数控加工精度和反复定位精度全部很高，不会因产生较大累积误差而破坏零件使用特征，所以，可将局部分散标注法改为同一基准标注或直接标注坐标尺寸。
⑵分析被加工零件设计图纸，依据标注尺寸公差和形位公差等相关信息，将加工表面区分为关键表面和次要表面，并找出其设计基准，进而遵照基准选择标准，确定加工零件定位基准，分析零件毛坯是否便于定位和装夹，夹紧方法和夹紧点选择是否会有碍刀具运动，夹紧变形是否对加工质量有影响等。为工件定位、安装和夹具设计提供依据。
⑶组成零件轮廓几何元素(点、线、面)条件(如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编程关键依据。手工编程时，要依据这些条件计算每一个节点坐标；自动编程时，则要依据这些条件对组成零件全部几何元素进行定义，不管哪一个条件不明确，全部会造成编程无法进行。所以，在分析零件图样时，务必需分析几何元素给定条件是否充足，发觉问题立即和设计人员协商处理。
2.5.2零件各加工部位结构工艺性应符合数控加工特点
⑴零件内腔和外形应尽可能采取统一几何类型和尺寸，这么能够降低刀具规格和换刀次数，方便编程，提升生产效益。
⑵内槽圆角大小决定着刀具直径大小，所以内槽圆角半径不应太小。其结构工艺性好坏和被加工轮廓高低、转角圆弧半径大小等原因相关。
⑶零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。当D一定时，r越大，铣刀端面刃铣削平面面积越小，加工平面能力就越差，效率越低，工艺性也越差。当r大到一定程度时，甚至必需用球头铣刀加工，这是应该尽可能避免。
⑷应尽可能在一次装夹中完成全部能加工表面加工，为此要选择便于各个表面全部能加工定位方法；若需要二次装夹，应采取统一基准定位。在数控加工中若没有统一定位基准，会因工件重新安装产生定位误差，从而使加工后两个面上轮廓位置及尺寸不协调，所以，为确保二次装夹加工后其相对位置正确性，应采取统一定位基准。
2.5.3定位基准分析
定位基准是工件在装夹定位时所依据基准。该零件首先在一般铣床上以一个毛坯件一个平面为粗基准定位，将毛料精加工定位面铣削出来，并达成要求要求和质量，作为夹持面，再以夹持面为精基准装夹来加工零件，最终再将粗基准面加工到尺寸要求。因为本零件关键是型腔加工，所以只加工六个面到尺寸，在平口虎钳上装夹即可完全定位。

第3章 夹具设计
3.1 常见夹含有哪些
3.1.1 夹具选择
机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接收施工或检测装置称为夹具，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中任何工序，用来快速、方便、安全地安装工件装置，全部可称为夹具。比如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上加工工件时，为使工件表面能达成图纸要求尺寸、几何形状和和其它表面相互位置精度等技术要求 ，加工前必需将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。
夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具和工件相对位置或导引刀具方向)、分度装置（ 使工件在一次安装中能完成数个工位加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件和夹具体（夹具底座）等组成。
夹具种类按使用特点可分为：
⑴万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大通用性，能很好地适应加工工序和加工对象变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床一个标准附件。
⑵专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，通常由产品制造厂自行设计。常见有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上移动式夹具）。
⑶可调夹具。能够更换或调整元件专用夹具。④组合夹具。由不一样形状、规格和用途标准化元件组成夹具，适适用于新产品试制和产品常常更换单件、小批生产和临时任务。
3.1.2 装夹方案选择
在确定装夹方案时，只需依据已选定加工表面和定位基准定工件定位夹紧方法，并选择适宜夹具。在选择夹具时，在能用一般夹具装夹加工尽可能选择一般夹具，在经济效应上能够降低成本开支。数控机床上用夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求，所以我依据零件形状考虑选择平口钳。此时，关键考虑以下几点：
夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开；
必需确保最小夹紧变形；
装卸方便，辅助时间应尽可能短；
对小型零件或工序时间不长零件，能够考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提升加工效率；
夹具结构应努力争取简单；
夹具应便于和机床工作台及工件定位表面间定位元件连接。
该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面和加工面之间位置精度要求不高。所以以底面和两个侧面作为定位，用虎钳从工件侧面夹紧。利用虎钳将毛坯件进行装夹，长度方向平行于X轴方向，底下垫平行块起支撑作用。
注意：工件装夹不能装得太深（确保红色尺寸为40），以免加工中伤及平口钳图3-1所表示

图3-1 工装所表示
3.1.3 工序方案确实定
通常数控铣削采取工序集中方法，这时工步次序就是工序分散时工序次序，能够按通常切削加工次序安排标准进行。通常根据从简单到复杂，先加工平面、沟槽、孔，再加工内腔、外形，最终加工曲面；先加工精度要求低表面，再加工精度要求高部位等。在安排数控铣削加工工序次序时还应该注意以下问题：
⑴上道工序加工不能影响下道工序定位和夹紧，中间穿插有一般机床加工工序也要综合考虑。
⑵通常优异行内腔加工工序，后进行外形加工工序。
⑶以相同定位、夹紧方法或同一把刀具加工工序，最好连续进行，以降低反复定位次数和换刀次数。
⑷在同一安装中进行多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小工序。

依据零件图样和技术要求，制订一套加工用时少，经济成本花费少，又能确保加工质量工艺方案。下面分析这套工艺方案
通常毛料未经任何处理时，外表有一层硬皮，硬度很高，很轻易磨损刀具，所以首先在一般铣床上铣削6个面，达成尺寸要求即可。
铣削毛坯六个面（一般铣床）→铣削上表面→粗铣内腔（开粗）→半精铣内腔及斜面→精铣壁→精铣底部曲面及斜面→清根
3.1.4 注意事项
⑴上表面因为精度要求不高，所以在开粗时直接加工到位，壁留1mm加工余量。
⑵依据内腔轮廓尺寸要求、圆弧曲率及其加工精度要求可知：依其深度分层粗加工，留有适宜加工余量，所以要采取粗加工—半精加工—精加工方案来加工完成，以满足加工要求。
⑶半精铣壁留0.25mm加工余量。
⑷内腔有岛屿，壁为5°拔模角，所以要合理设置加工参数。
⑸圆弧槽加工没有什么限制，只是要求在精加工后加上清根操作。
⑹整个加工型腔比较深，所以在选刀具时候要注意刀刃刀杆长度，预防过切撞刀。
3.1.5 走刀路线确实定
走刀路线就是刀具在整个加工工序中运动轨迹，合理安排走刀路线不仅能够提升切削效率，还能够提升零件表面精度。对于数控铣床，还应考虑多个方面：能确保零件加工精度和表面粗制度要求；使走刀路线最短，既能够简化程序段，又能够降低刀具空行程时间，提升加工效率；应使数值计算简单，程序段数量少，以降低编程工作量。
⑴寻求最短加工路线 如加工图3-2(a)所表示零件上孔系。3-2（b）图走刀路线为加工完外圆孔后，再加工内圆孔。若改用3-2（c）图走刀路线，少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提升了加工效率。

(a)图样 (b)路线1 (c)路线2
图3-2 最短走刀路线设计
⑵最终轮廓一次走刀完成 为确保工件轮廓表面加工后粗糙度要求，最终轮廓应安排在最终一次走刀中连续加工出来。图3-3（a）为用行切方法加工内腔走刀路线，这种走刀能切除内腔中全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀起点和终点间留下残留高度，而达不到要求表面粗糙度。所以如采取3-3（b）走刀路线，先用行切法，最终沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能取得很好效果。图3-3(c)也是一个很好走刀路线方法。

(a) 路线1 (b) 路线2 (c) 路线3
图3-3 铣削内腔三种走刀路线
⑶选择切入切出方向 考虑刀具进、退到（切入、切出）路线时，刀具切出或切入点应在沿零件轮廓切线上，以确保工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽可能降低在轮廓加工切削过程中暂停（切削力忽然改变造成弹性变形），以免留下刀痕。
⑷选择使工件在加工后变形小路线 对横截面积小细小零件或薄板零件应采取分几次走刀加工到最终尺寸或对称余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小工步。
3.1.6下刀方法
⑴轮廓加工中进刀方法
轮廓加工进刀方法通常有两种:法线进刀和切线进刀，图3-4（a）所表示。因为法线进刀轻易产生刀痕，所以通常只用于粗加工或表面质量要求不高工件。法线进刀路线较切线进刀短，所以切削时间也就对应较短。

(a) (b)
图3-4 法线进刀和切线进刀方法
在部分表面质量要求较高轮廓加工中，通常采取加一条进刀引线再圆弧切入方法，使圆弧和加工第一条轮廓线相切，能有效地避免因法线进刀而产生刀痕，图3-4（b）所表示。而且在切削毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀作用。 需要说明是:在手工编写轮廓铣削程序时为了编程方便，或为了填补刀具磨损，常常采取刀补方法进行编程，即在编程时能够不考虑刀具半径，直接按图样尺寸编程，再在加工时输入刀具半径(或赔偿量)至指定地址进行加工。但要注意切入圆弧R值需大于所使用刀具半径r，不然无法建立赔偿而出现报警。至于进刀引线长短则要依据实际情况计算，但要注意降低空刀行程。
⑵挖槽和型腔加工中进刀方法对于封闭型腔零件加工，下刀方法关键有垂直下刀、螺旋下刀和斜线以下刀三种，下面就怎样选择各下刀方法进行说明。
垂直下刀
小面积切削和零件表面粗糙度要求不高情况；使用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削。即使键槽铣刀其端部刀刃经过铣刀中心，有垂直吃刀能力，但因为键槽铣刀只有两刃切削，加工时平稳性也就较差，所以表面粗糙度较低;同时在相同切削条件下，键槽铣刀较立铣刀每刃切削量大，所以刀刃磨损也就较大，在人面积切削中效率较低。所以，采取键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削方法，通常只用于小面积切削或被加工零件表面粗糙度要求不高情况。
大面积切削和零件表面粗糙度要求较高情况。
大面积型腔通常采取加工时含有较高平稳性和较长使用寿命立铣刀来加工，但因为立铣刀底切削刃没有到刀具中心，所以立铣刀在垂直进刀时没有较大切深能力，所以通常先采取键槽铣刀(或钻头)垂直进刀后，再换多刃立铣刀加工型腔。在利用CAM软件进行编程时候，通常全部会提供指定点下刀选项。
螺旋下刀
  螺旋下刀方法是现代数控加工应用较为广泛下刀方法，尤其是模具制造行业中应用最为常见。刀片式合金模具铣刀能够进行高速切削，但和高速钢多刃立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深能力。但能够经过螺旋下刃方法(图7所表示)，经过刀片侧刃和底刃切削，避开刀具中心无切削刃部分和工件干涉，使刃具沿螺旋朝深度方向渐进，从而达成进刀目标。这么，能够在切削平稳性和切削效率之间取得一个很好平衡点。
螺旋半径大小通常情况下应大于刀具直径50%，但螺旋半径过大，进刀切削旅程就越长，下刀花费时间也就越长，通常不超出刀具直径大小，螺距数值要依据刀具吃深能力而定，通常在0.5~1之间:第二层进刀高度通常等于第一层下刀高度减去慢速下刀距离即可。螺旋下刀也有其固有弱点，比如切削路线较长、在比较狭窄型腔加工中往往因为切削范围过小无法实现螺旋下刀等，所以有时需采取较大下刀进给或钻下刀孔等方法来填补，所以选择螺旋下刀方法时要注意灵活利用。
斜线下刀
  斜线下刀时刀具快速下至加工表面上一个距离后，改为以一个和工件表面成一角度方向，以斜线方法切入工件来达成Z向进刀目标，通常见于因范围限制而无法实现螺旋下刀时长条形型腔加工。斜线下刀关键参数有:斜线下刀起始高度切入斜线长度、切入和反向切入角度。起始高度通常设在加工面上方0.5~1mm之间，切入斜线长度要视型腔空间大小及铣削深度来确定，通常是斜线愈长，进刀切削旅程就越长，切入角度选择得越小，斜线数增多，切削旅程加长，角度太大，又会产生不好端刃切削情况，选5°~30°之间为宜。通常进刀切入角度和反向进刀切入角度取相同值，图3-5所表示

图3-5 切入和反向切入角度
总而言之，正确了解数控铣削加工中多种进刀方法特点和适用范围，同时在编程中设置合理切削参数，对提升加工效率及零件表面质量有着关键影响，如避免接刀痕、过切等现象发生和保护刀具等全部相关键意义。
所以，依据上面提到下刀方法，我具体下刀方法采取以下：槽内轮廓深度很深，区域比较大，采取螺旋下刀比很好一点，降低换用其它刀具时间；而外部开放区域就采取直线下刀。具体各个操作中下刀参数后面具体说明。
第4章 塑料苹果模具数控加工
4.1 毛坯选择
毛配选择尺寸为80（mm）圆形模具钢，对模具钢要求是：
⑴高耐蚀性 很多树脂和添加剂对型腔表面全部有腐蚀作用， 这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落，表面情况变坏、塑件质量变差。所以，最好使用耐蚀钢，或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。
⑵耐磨性好
注塑塑件表面光泽度和精度全部和注塑模具型腔表面耐磨性有直接关系，尤其是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及一些颜料时，它们和塑料熔体一起在流道、模腔中髙速流动，对型腔表面摩擦很大，若材料不耐磨，很快就会磨损，使塑件质量受到损伤。
⑶良好尺寸稳定性
在注塑成型时，注塑模具型腔温度要达成300℃以上。为此，最好选择经合适回火处理工具钢（热处理钢）。不然会引发材料微观结构改变，从而造成注塑模具尺寸改变。
⑷易于加工模具零件多为金属材料制成，有结构形状还很复杂，为了缩短生产周期、提升效率，要求模具材料易于加工成图纸所要求形状和精度。
⑸抛光性能好
注塑塑件通常要求含有良好光泽和表面状态， 所以要求型腔表面粗糙度很小，这么，对型腔表面必需进行表面加工，如抛光、研磨等。所以，选择钢材不应含有粗糙杂质和气孔等。
⑹受热处理影响小
为了提髙硬度和耐磨性，通常对注塑模具要进行热处理，但这种处理应使其尺寸改变很小。所以，最好采取能切削加工预硬化钢。
⑺注塑模具就材料而言还分软模和硬模之分，软模通常见P-20预硬钢，也有此落后地方用45号以上碳素钢做，产能通常在50万次左右；硬模是用H-13（铬钢）或420（不锈钢）等热作模钢做，要经热处理加工工艺，材料和加工成本贵一倍以上，产能在一百万次以上。
4.2 满足工艺性能要求
模具制造通常全部要经过铸造、切削加工、热处理等几道工序。为确保模具制造质量，降低生产成本，其材料应含有良好可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应含有小氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
⑴可锻性
特点：含有较低热锻变形抗力，塑性好，铸造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
⑵退火工艺性
特点：球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。
⑶切削加工性
特点：切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
⑷氧化、脱碳敏感性
特点：高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。
⑸淬硬性
特点：淬火后含有均匀而高表面硬度。
⑹淬透性
特点：淬火后能取得较深淬硬层，采取缓解淬火介质就能淬硬。
⑺淬火变形开裂倾向
特点：常规淬火体积改变小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。
⑻可磨削性
特点：砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。
4.3 满足经济性要求
在给模具选材是，必需考虑经济性这一标准，尽可能地降低制造成本。所以，在满足使用性能前提下，首先选择价格较低，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。
另外，在选材时还应考虑市场生产和供给情况，所选钢种应尽可能少而集中，易购置。
4.4 模具材料确实定
总而言之选择45#钢作为模具材料。适用特征及范围：热作模具钢，适适用于制作塑料模具和压铸低熔点金属模具材料。此钢有良好可切削性及镜面研磨性。
热变形模具在工作中除要承受巨大机械应力外，还要承受反复受热和冷却做用，而引发很大热应力。热作模具钢除应含有高硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应含有良好高温强度、热疲惫稳定性、导热性和耐蚀性，另外还要求含有较高淬透性，以确保整个截面含有一致力学性能。对于压铸模用钢，还应含有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，和经受液态金属流冲击和侵蚀性能。
4.5 加工塑料苹果模具刀具选择
数控加工刀具必需适应数控机床高速、高效和自动化程度高特点，通常应包含通用刀具、通用连接刀柄及少许专用刀柄。刀柄要连接刀具并装在机床动力头上，所以已逐步标准化和系列化。数控刀具分类有多个方法。依据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采取焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具、减振式刀具等。依据制造刀具所用材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其它材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛应用，在数量上达成整个数控刀具30%～40%，金属切除量占总数80%～90%。
平底刀：关键用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺点是刀尖轻易磨损，影响加工精度。
圆鼻刀：关键用于模胚粗加工、平面精加工和侧面精加工，尤其适适用于材料硬度高模具加工，开粗时优先选择圆鼻刀。
球 刀：关键用于非平面半精加工和精加工
4.5.1对刀具基础要求
⑴刀刚性要好。铣刀刚性要好目标有二：一是为提升生产效率而采取大切削用量需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量特点；
⑵铣刀耐用度要高。尤其是当一把铣刀加工内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，不仅会影响零件表面质量和加工精度，而且会增加换刀引发调刀和对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成接刀台阶，从而降低了零件表面质量。
⑶铣刀切削刃几何角度参数选择及排屑性能等也很关键。切削粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳，总而言之，依据被加工工件材料热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高铣刀，是充足发挥数控铣床生产效率和取得满意加工质量前提。
结合零件图分析，该零件有平面和型腔内圆弧、倒圆角、及岛屿特点，加工工序复杂。为降低换刀和对刀时间，降低换刀带来误差，提升加工效率，粗、精加工尽可能选择同一把刀具，确保良好精度要求。
结合实际情况，刀具选择日本三住企业硬质合金刀具。分别是D12和D8端铣刀，D8R0.5圆鼻刀，D8R4球头铣刀。
4.5.2 切削用量选择
对于高效率数控加工机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济、有效加工方法，要求必需合理地选择切削条件。
编程人员在确定每道工序切削用量时，应依据刀具耐用度和机床说明书中要求去选择。也能够结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时要充足确保刀具能加工完一个零件，或确保刀具耐用度不低于一个工作班，最少低于半个工作班工作时间。
编程人员在确定切削用量时，要依据被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量，刀具耐用度，最终选择适宜切削速度。
⑴背吃刀量确实定
背吃刀量关键受机床刚度限制，在机床刚度许可情况下，尽可能使被吃刀量等于工件加工余量，这么能够降低走刀次数，提升加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高零件，要留有足够精加工余量，数控加工精加工余量可比通用机床加工余量小部分，通常留0.2～1mm。
结合本零件来选择，开粗时背吃刀量取3mm，壁留1mm加工余量；半精铣背吃刀量取1mm,壁留0.25mm加工余量；等高加工时背吃刀量取0.3mm,底部余量留0.1mm；精铣曲面时背吃刀量取0.1mm。
⑵主轴转速确实定
关键依据许可切削速度Vc(m/min)选择图式（4-1）所表示：
n= 式（4-1）
其中Vc-切削速度
D-工件或刀具直径（mm）
因为每把刀计算方法相同，现选择 Φ8mm立铣刀为例说明其计算过程。
依据切削原理可知，切削速度高低关键取决于被加工零件精度、材料、刀具材料和刀具耐用度等原因。
铣削时切削速度如表4-1所表示
表4-1 切削速度
工件材料
硬度/HBS
切削速度/ (m/min)
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
钢
<225
18~42
66~150
225~325
12~36
54~120
325~425
6~21
36～~75
铸铁
<190
21~36
66~150
190~260
9~18
45~90
160~320
4.5~10
21~30
铝
70~120
100~200
200~400
黄铜
53~56
20~50
100~180
从理论上讲，值越大越好，因为这不仅能够提升生产率，而且能够避免生成积屑瘤临界速度，取得较低表面粗糙度值。但实际上因为机床、刀具等限制，综合考虑：
取粗铣时：=50m/min
精铣时 ：=70m/min
带入公式中：=1000×50/（3.14×8）=1990.4 r/min
=1000×70/（3.14×8）=2786.6 r/min
同理可得Φ12mm刀具转速：
=1000×50/（3.14×12）=1326.9 r/min
计算主轴转速n要依据机床有或靠近转速选择
= r/min =2800 r/min
同理计算Φ12立铣刀：
=1300 r/min
4.5.3进给速度确实定
粗加工时候通常尽可能可能最大每齿进给速度，每齿进给速度取值关键考虑刀具强度，对于立铣刀而言，直径越大，刀刃越多，其刀具强度就越大，许可取每齿进给速度也越大;在一定每齿进给速度，切削深度，切削宽度取值过大，将会造成切削力过大，首先可能会超出机床额定负荷或损坏刀具;其次，假如切削速度也较大，可能会超出机床额定功率。通常假如切削深度必需取大值时候，切削宽度就必需取很小值。曲面轮廓精加工每齿进给速度、切削深度、切削宽度通常比较小，切削力很小，所以取很高切削速度也不会超出机床额定功率。粗加工时候，过高切削度关键引发温度和切削功率过大，精加工时候过高切削速度关键爱温度限制。通常，铣刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，许可浓度就一定，所以极限切削线速度也一定。
切削进给速度F是切削时单位时间内工件和铣刀沿进给方向相对位移，单位mm/min。它和铣刀转速n、铣刀齿数z及每齿进给量（mm/z）关系为:
F=ZN
每齿进给量选择关键取决于工件材料力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等原因。工件材料强度和硬度越高，越小，反之则越大；工件表面粗糙度值越小，就越小；硬质合金铣刀每齿进给量高于同类高速钢铣刀。
刀每齿进给量如表4-2所表示
表4-2 刀每齿进给量
工件材料
每齿进给量/（mm/z）
粗铣
精铣
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
钢
0.10~0.15
0.10~0.25
0.02~0.05
0.10~0.15
铸铁
0.12~0.20
0.15~0.30
铝
0.06~0.20
0.10~0.25
0.05~0.10
0.02~0.05
综合选择：粗铣=0.15 mm/z
精铣=0.1mm/z
铣刀齿数z=2
上面计算出：Φ8mm: = r/min =2800 r/min
将它们代入式子计算。
粗铣时：F=0.15×2×1300
=390mm/min
半精铣：F=0.1×2×
=400mm/min
精铣时：F=0.1×2×2800
=560mm/min
切削进给速度也可由机床操作者依据被加工工件表面具体情况进行手动调整，以取得最好切削状态。依据实际加工经验，粗铣取200mm/min，半精铣取300mm/min，精铣取400mm/min
总而言之，切削用量具体数值应依据机床性能、相关手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最好切削用量。
4.5.4 切削液选择
因为在切削加工过程中，被切削层金属变形、切屑和刀具前面摩擦和工件和刀具后面摩擦要产生大量热——切削热。大量切削热被工件吸收9%～30%、切屑吸收50%～80%、刀具吸收4%～10%，其它由周围介质传出，而在钻削时切削热有52%传入麻花钻。
因为热胀冷缩原理，工件和刀具吸收了一部分热量，工件和刀具产生变形最终影响加工精度。假如大量切削热传入刀具，轻易使刀具损坏造成“烧刀”现象。为了提升加工零件精度和刀具耐用度及使用寿命，在切削加工过程中必需使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”现象和零件精度影响。而且对不一样加工材料要使用冷却液不尽相同。
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