CN104827111A - 模具型面加工方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模具型面加工方法及装置。其中，模具型面加工方法包括如下步骤：将模具型面划分为平面区域和斜面区域；分别确定平面区域和斜面区域的加工策略，平面区域的加工策略和斜面区域的加工策略不同；分别按照平面区域的加工策略和斜面区域的加工策略对模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。本发明先将模具型面分为平面区域和斜面区域，然后对平面区域和斜面区域按照不同的加工策略进行加工，使各区域的加工方式达到工艺性、加工效率和加工质量的最大优化，避免了现有技术中对整个模具型面的形状加工一刀切的加工方法带来的弊端。

Description

模具型面加工方法及装置
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，涉及一种模具型面加工方法及装置。
背景技术
随着CAD/CAM技术的应用和发展，模具的三维型面加工已从最早的靠模仿形加工发展到现在的程序化的NC(numerical control)数控加工。参见图1，目前，在汽车覆盖件模具制造中，常用的模具型面的NC数控加工方法为：通过CAM技术对需要加工的模具三维型面进行NC加工程序的设计，数控机床按照已设计的加工程序控制刀具1沿被加工型面2仿形加工，经常是粗加工、半精加工、精加工以及结合各工序之间的清根加工完成模具三维型面的加工。该方法虽然完成了模具的型面加工，但由于汽车覆盖件的形状比较复杂，而该方法对整个型面的NC加工方式、走刀方向及加工切削参数自始至终是统一的，对于整个型面来说，加工工艺不尽合理，型面加工质量不是很理想；此外，该种加工方式需要工作人员监控整个加工过程，造成人员的浪费及生产效率的低下。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种可提高型面加工质量的模具型面加工方法及装置。
一个方面，本发明提出了一种模具型面加工方法，该方法包括如下步骤：将所述模具型面划分为平面区域和斜面区域；分别确定所述平面区域和所述斜面区域的加工策略，所述平面区域和所述曲面区域的加工策略不相同；分别按照所述平面区域的加工策略和所述斜面区域的加工策略对所述模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。
进一步地，上述模具型面加工方法中，平面区域加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，所述加工方式为沿面仿形顺逆铣混合加工；所述刀具路径为zig_zag平行走刀或环绕走刀路径。
进一步地，上述模具型面加工方法中，所述斜面区域的加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，所述加工方式为顺铣等高层切加工；所述刀具路径为从上到下的逐层环绕走刀路径。
进一步地，上述模具型面加工方法中，所述平面区域与所述斜面区域的接刀刀痕的加工精度为小于等于0.02mm。
进一步地，上述模具型面加工方法中，所述平面区域和所述斜面区域之间为圆角过渡；所述平面区域和所述斜面区域的接刀刀痕位于所述圆角过渡区域。
本发明先将模具型面分为平面区域和斜面区域，然后对平面区域和斜面区域按照不同的加工策略进行加工，使各区域的加工方式达到工艺性、加工效率和加工质量的最大优化，刀具和机床震动小，经试验，加工效率可以提升20％以上，避免了现有技术中对整个模具型面的形状加工一刀切的加工方法带来的弊端；此外，由于模具型面的各区域的加工参数有针对性，使之符合形状的加工要求，NC加工程序的“安全性”更高，整个切削过程不用操作者进行适时调整，可实现“无人值守”的自动加工，由原来的1人看1台机床改进到1人看2台甚至更多机床，降低了人工成本30％～50％；本实施例针对区域的特点，制定了更适合本区域的加工工艺，致使刀具使用寿命大大提高，减少刀具浪费50％以上。
另一方面，本发明还提出了一种模具型面加工装置，该装置包括：区域划分模块，用于将所述模具型面划分为平面区域和斜面区域；加工策略确定模块，用于分别确定所述平面区域和所述斜面区域的加工策略，所述平面区域和所述曲面区域的加工策略不相同；加工控制模块，用于分别按照所述平面区域的加工策略和所述斜面区域的加工策略对所述模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。
进一步地，上述模具型面加工装置中，所述加工策略确定模块还包括：平面区域加工策略确定模块，用于确定所述平面区域加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，所述加工方式为沿面仿形顺逆铣混合加工；所述刀具路径为zig_zag或环绕走刀路径。
进一步地，上述模具型面加工装置中，所述加工策略确定模块还包括：斜面区域加工策略确定模块，用于确定所述斜面区域的加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，所述加工方式为环绕顺铣层切加工；所述刀具路径为从上到下的逐层环绕走刀路径。
由于模具型面加工装置与上述模具型面加工方法原理相同，所以该模具型面加工装置也具有与模具型面加工方法相同的技术效果。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为现有技术中模具型面加工过程中的刀具走刀过程示意图；
图2为本发明实施例提供的模具型面加工方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的模具型面加工方法的加工过程图；
图4为本发明实施例提供的模具型面加工装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图2，图中示出了本发明实施例提供的模具型面加工方法的流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：
步骤S1，将模具型面划分为平面区域和斜面区域。其中，本实施例中的平面区域和斜面区域是按模具型面的表面水平度来划分的，模具型面表面水平度在预设范围内时，将该区域划分为平面区域，具体实施时，该预设范围可以根据实际情况来确定，本发明实施例对该预设范围的具体取值不做任何限定；除平面区域以外的其他区域均为斜面区域。例如，参见图3，模具型面AF分成AB、BC、CD、DE、EF五部分；其中，AB、CD和EF为平面区域，BC和DE为斜面区域。
步骤S2，分别确定平面区域和斜面区域的加工策略，平面区域和斜面区域的加工策略不同。本实施例对平面区域和斜面区域设置不同的加工策略。
步骤S3，分别按照平面区域的加工策略和斜面区域的加工策略对模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。例如，参见图3，加工时，对平面区域AB、CD和EF按照平面区域的加工策略进行加工，对斜面区域BC和DE按照斜面区域的加工策略进行加工。
可以看出，本实施例先将模具型面分为平面区域和斜面区域，然后对平面区域和斜面区域按照不同的加工策略进行加工，使各区域的加工方式达到工艺性、加工效率和加工质量的最大优化，刀具和机床震动小，经试验，加工效率可以提升20％以上，避免了现有技术中对整个模具型面的形状加工一刀切的加工方法带来的弊端；此外，由于模具型面的各区域的加工参数有针对性，使之符合形状的加工要求，NC加工程序的“安全性”更高，整个切削过程不用操作者进行适时调整，可实现“无人值守”的自动加工，由原来的1人看1台机床改进到1人看2台甚至更多机床，降低了人工成本30％～50％。此外，针对区域的特点，制定了更适合本区域的加工工艺，致使刀具使用寿命大大提高，减少刀具浪费50％以上。
本实施例中，平面区域加工策略可以包括加工方式和刀具路径；其中，加工方式为沿面仿形顺逆铣混合加工；刀具路径为zig_zag(之字形，锯齿形)平行走刀或环绕走刀轨迹。
本实施例中，斜面区域的加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，加工方式可以为顺铣等高层切加工；刀具路径可以为从上到下的逐层环绕走刀路径。
加工时，刀具在对一个区域的加工完成后会转向另一个区域，不同加工区域之间会存在接刀现象，平面区域与斜面区域的接刀刀痕的加工精度为小于等于0.02mm。
平面区域和斜面区域之间为圆角过渡；平面区域和斜面区域的接刀刀痕位于该圆角过渡区域，以便更好的保持型面质量，便于对接刀痕的研磨。
下面结合图3对本发明实施例提供的模具型面家加工方法进行更为详细的说明：首先，CAM编程时，分析型面的形状特征和加工工艺特性，将模具型面的加工区域划分为AB、BC、CD、DE、EF五部分；其中，AB、CD和EF为平面区域，BC和DE为斜面区域；然后针对分片的区域进行NC工艺方案的设计，规划合适的加工方式和刀具路径。具体地，平面区域采沿面仿形顺逆铣混合加工的切削方式，而斜面区域采用顺铣等高层切加工方式；按规划好的加工方式、刀具路径，对各部分区域进行NC编程，使NC程序刀具轨迹符合规划的工艺要求；数控车间按NC程序进行生产准备，执行加工程序完成模具型面的加工。
综上，本实施例先将模具型面分为平面区域和斜面区域，然后对平面区域和斜面区域按照不同的加工策略进行加工，使各区域的加工方式达到工艺性、加工效率和加工质量的最大优化，刀具和机床震动小，经试验，加工效率可以提升20％以上，避免了现有技术中对整个模具型面的形状加工一刀切的加工方法带来的弊端。
加工装置实施例：
参见图4，本发明实施例还提出了一种模具型面加工装置，该装置包括：区域划分模块100，用于将模具型面划分为水平面区域和斜面区域；加工策略确定模块200，用于分别确定平面区域和所述斜面区域的加工策略；加工控制模块300，用于分别按照平面区域的加工策略和斜面区域的加工策略对模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。该部分的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本发明在此不再赘述。
可以看出，本实施例先将模具型面分为平面区域和斜面区域，然后对平面区域和斜面区域按照不同的加工策略进行加工，使各区域的加工方式达到工艺性、加工效率和加工质量的最大优化，刀具和机床震动小，经试验，加工效率可以提升20％以上，避免了现有技术中对整个模具型面的形状加工一刀切的加工方法带来的弊端；此外，由于模具型面的各区域的加工参数有针对性，使之符合形状的加工要求，NC加工程序的“安全性”更高，整个切削过程不用操作者进行适时调整，可实现“无人值守”的自动加工，由原来的1人看1台机床改进到1人看2台甚至更多机床，降低了人工成本30％～50％。此外，针对区域的特点，制定了更适合本区域的加工工艺，致使刀具使用寿命大大提高，减少刀具浪费50％以上。
本实施例中，加工策略确定模块200还可以包括：平面区域加工策略确定模块，用于确定平面区域加工策略。平面区域加工策略具体实施过程参见上述方法实施例即可，本发明在此不再赘述。
本实施例中，加工策略确定模块还可以包括：斜面区域加工策略确定模块，用于确定斜面区域加工策略。平面区域加工策略的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本发明在此不再赘述。
综上，本实施例先将模具型面分为平面区域和斜面区域，然后对平面区域和斜面区域按照不同的加工策略进行加工，使各区域的加工方式达到工艺性、加工效率和加工质量的最大优化，刀具和机床震动小，经试验，加工效率可以提升20％以上，避免了现有技术中对整个模具型面的形状加工一刀切的加工方法带来的弊端。
需要说明的是，模具型面加工装置实施例与上述模具型面加工方法实施例原理相同，相关之处可以相互参照。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种模具型面加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述模具型面划分为平面区域和斜面区域；
分别确定所述平面区域和所述斜面区域的加工策略，所述平面区域和所述曲面区域的加工策略不相同；
分别按照所述平面区域的加工策略和所述斜面区域的加工策略对所述模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。
2.根据权利要求1所述的模具型面加工方法，其特征在于，所述平面区域的加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，
所述加工方式为沿面仿形顺逆铣混合加工；
所述刀具路径为zig_zag或环绕走刀路径。
3.根据权利要求1所述的模具型面加工方法，其特征在于，所述斜面区域的加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，
所述加工方式为环绕顺铣层切加工；
所述刀具路径为从上到下的逐层环绕走刀路径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具型面加工方法，其特征在于，所述平面区域与所述斜面区域的接刀刀痕的加工精度小于等于0.02mm。
5.根据权利要求4所述的模具型面加工方法，其特征在于，所述平面区域和所述斜面区域之间为圆角过渡；所述平面区域和所述斜面区域的接刀刀痕位于所述圆角过渡区域。
6.一种模具型面加工装置，其特征在于，包括：
区域划分模块(100)，用于将所述模具型面划分为平面区域和斜面区域；
加工策略确定模块(200)，用于分别确定所述平面区域和所述斜面区域的加工策略，所述平面区域和所述曲面区域的加工策略不相同；
加工控制模块(300)，用于分别按照所述平面区域的加工策略和所述斜面区域的加工策略对所述模具型面的平面区域和斜面区域进行加工。
7.根据权利要求6所述的模具型面加工装置，其特征在于，所述加工策略确定模块(200)还包括：
平面区域加工策略确定模块，用于确定所述平面区域加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，所述加工方式为沿面仿形顺逆铣混合加工；所述刀具路径为zig_zag或环绕走刀路径。
8.根据权利要求1所述的模具型面加工方法，其特征在于，所述加工策略确定模块(200)还包括：
斜面区域加工策略确定模块，用于确定所述斜面区域的加工策略包括加工方式和刀具路径；其中，所述加工方式为环绕顺铣层切加工；所述刀具路径为从上到下的逐层环绕走刀路径。
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