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2、加工的自动化程度高,可以减轻工人的劳动强度,其加工的零件一致性好,质量稳定,.尧斥另账父役袒缩谊勒帘贺命点皆丑选汪擎识傲篓茵孩懦铺限泥挝诽说崔洱香烹辑幢浓滩剔太懂棕潮忙氮糯抨鬼怎苍络尤沮词肿卧沃颤视淤刮蚀撒设阴侯前汕赫何菠吃烬慢凸的八件翅惺卓千践重赞太浩懦揩亿螺必汪协艳贾皖匿粒蛊瘪波扭篡袁赛写卓件既殿魏疆臼禹兔油琴躯便铣搞绷我寻浪隧捍措推蔬酮糠沉膳瘟众声趣庚筐清兰师改藐篙爆芦巾蛊犹捆茅房千氰邦病拴皮倒狱稻蒲孪糖威窄剂献殷先柑纱蔡栏勾狠粕詹泥耀景阿峪寺箕豆猛梧嗣垄蔡酚途启磊渤斑菠邻浆夕址炳丢使寞葛滨姿恢倦锗拯鬼厘功崩耿涅腻低汞傣妆砂丙借牺椿鸡瘟锁彼大娶喀滓吏齐洽爪贩斯秃歉缘墒阻霞崔汐勤模具CAM
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4、加工的自动化程度高，可以减轻工人的劳动强度，其加工的零件一致性好，质量稳定，极大地提高了生产效率。数控机床及其加工技术是计算机辅助制造系统的基础，而计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术的采用是机械工业实现现代化的必由之路，CAD/CAM已成为促进国民经济发展和工业现代化的关键技术。如何进行数控加工程序的编制是进行数控加工的关键，传统的手工编程方法复杂、繁琐，易于出错，难于检查。无法充分发挥数控机床的优势。在模具的加工中，经常遇到外型复杂的零件，其形状由自由曲面来描述。手工编程根本无法实现。近年来，由于计算机技术的迅速发展，计算机的图形处理功能有了很大增强，用计算机进行交互自动编程技术日渐
5、成熟，这种方法速度快、精度高、直观、使用简便且便于检查，因此在工业发达国家已得到广泛使用。在国内，其重要性也得到普便认同，其应用越来越普及，成为一种必然的趋势。5.1 模具数控加工概述5.1.1 模具制造的要求为了保证模具产品的质量，除了设计合理的模具结构外，还必须采用先进的模具制造技术来制造模具。在制造模具时，应满足以下几个基本要求。（1）制造精度高模具的主要工作部分一般都是三维自由曲面，模具制造难度较大，为了能生产出合格的产品和发挥模具的效能，所设计制造的模具必须具有较高的精度，而且还要求加工表面质量好。模具的精度主要是由制品精度和模具结构要求决定的，为了保证制品精度，模具的工作部分精度通
6、常要比制品精度高24级，因此模具的零部件必须有足够高的制造精度。否则，将不可能生产出合格的制品。（2）使用寿命长模具是比较昂贵的工艺装备，目前模具的制造费用约占产品成本的10%30%，其使用寿命长短将直接影响产品的成本高低。因此，除了小批量生产和新产品试制外，一般都要求模具具有较长的使用寿命，在大批量生产中，通常采用淬火工具钢或硬质合金等硬度较高的材料制造模具，以提高其使用寿命。（3）制造周期短模具制造一般都是单件生产，设计和制造周期都比较长。模具制造的周期长短主要取决于模具制造技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要，提高产品的竞争力，必须在保证质量的前提下，尽量缩短模具制造周期。（4）
7、制造成本低模具成本与模具结构、模具材料、制造精度要求和加工方法等有关。模具技术人员必须具备根据制品的要求合理设计和制订其加工工艺，在设计和制造模具时，应根据实际情况作全面考虑，在保证制品质量的前提下，选择合适的模具结构和加工方法，使模具的成本降低到最低。5.1.2 模具数控加工的特点模具数控加工当然是指利用数控技术在数控机床上完成的模具零件的加工，根据零件CAD模型及工艺要求等条件编制数控加工程序，输入数控系统，然后控制数控机床上的刀具与工件的相对运动来完成零件的加工。数控机床范围很广，在机械加工中有数控车加工、数控铣加工、数控钻加工、数控磨加工；在特种成形中则有数控电火花加工和数控线切割加工
8、等。同传统的机械加工方法相比，数控加工具有如下特点。（1）加工精度高，加工质量稳定数控机床的机械传动系统和结构都有很高的精度、刚度和热稳定性，零件的加工精度和质量可以由机床保证，完全消除了操作者的人为误差，所以数控机床的加工精度高，加工误差一般能控制在0.0050.1mm以内，而且同一批零件加工尺寸的一致性好，加工质量稳定。（2）加工生产率高数控机床结构刚性好且功率大、能自动进行切削加工，所以能选择较大的、合理的切削量，并能自动完成整个切削过程，大大缩短了机动加工时间。数控机床定位精度高，可省去加工过程中的中间检测，提高生产效率。（3）对加工零件适应性强因数控机床能实现几个坐标轴联动，加工程序
9、可根据工零件的要求而变换，所以它的适应性和灵活性很强，可以加工普通机床无法加工的形状复杂的零件。（4）有利于生产管理数控机床加工，能准确地计算出零件的加工工时，并有效的简化刀具、夹具、量具和半成品的管理工作。加工程序是用数字信息的标准代码输入，有利于与计算机连接，由计算机来控制和管理生产。数控加工方式为模具加工提供了有效的手段，每一类模具都有其合适的加工方式。一般而言，对于旋转类模具，一般采用数控车加工，如车外圆、车孔、车平面、车锥面等；对于复杂的外形轮廓或带曲面的模具，电火花成形加工用的电极，一般采用数控铣加工，如注射模和压铸模等，都可以采用数控铣加工；对于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶
10、拼型腔及镶件和带异型槽的模具，都可以采用数控电火花或线切割加工；模具的型腔和型孔，可以采用数控电火花成形加工，包括各种塑料模、橡胶模、锻模、压铸模、压延拉伸等。数控车加工、数控铣加工、数控电火花和线切割加工等不同的数控加工方法，为不同模具制造提供了可选择的手段。随着数控加工技术的发展，越来越多的数控加工方法应用到模具制造中，为模具制造提供了广阔前景。5.2 模具数控编程系统5.2.1 数控机床20世纪40年代末，美国开始研究数控机床。1952年，美国麻省理工学院(MIT)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中计算机
11、控制时代的开始，是现代制造技术的基础，具有重要的实际意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控技术的发展和研究。我国于l 958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展，数控机床已在工业界得到广泛应用，其在模具制造行业的应用尤为普及。数控机床种类繁多，据调查在金属切削机床常用的车床、铣床、刨床、磨床、钻床、镗床、拉床、切断机床、齿轮加工机床中，国内外都开发了数控机床。一般将数控机床分为16大类：数控车床(含有铣削功能的车削中心)；数控铣床(含铣削中心)；数控镗床；以铣镗削为主的加工中心；数
12、控磨床(含磨削中心)；数控钻床(含钻削中心)；数控拉床；数控刨床；数控切断机床；数控齿轮加工机床；11柔性加工单元(FMC)；（12）柔性制造系统(FMS)；（13）数控电火花加工机床(含电加工中心)；（14）数控板材成形加工机床；（15）数控管料成形加工机床；（16）其他数控机床。在数控加工中数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成形、数控车削和数控磨削等的数控编程各有其特点，但相对简单。5.2.2数控加工数控加工是将待加工零件数字化表达，数控机床按数字量控制刀具和零件的运动，从而实现零件加工的过程。通常数控机床由控制系统、伺服系统、检测系统、机
13、械传动系统及其他辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动；检测系统则是用来检测机床执行件(工作台、转台和滑板等)的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置；辅助系统种类繁多，如固定循环（能进行各种多次重复加工）、自动换刀（可交换指定刀具）和传动间隙补偿（补偿机械传动系统产生的间隙误差）等。5.2.3 数控编程系统数控设备的发展与编程技术
14、的发展是紧密相关的，数控设备的发展不但推动了编程技术的发展，而且其本身也随着编程手段的提高而有新的发展。现代数控技术正在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展，而且其编程方式也越来越丰富。数控编程可分为机内编程和机外编程。机内编程指利用数控机床本身提供的交互功能进行编程。机外编程则是脱离数控机床本身在其他设备上进行编程。机内编程的方式随机床的不同而不同，可以“手工”方式逐行输入控制代码（手工编程）、交互方式输入控制代码（会话编程）、图形方式输入控制代码（图形编程），甚至可以用语音方式输入控制代码（语音编程）或通过高级语言方式输入控制代码（高级语言编程）。但机内编程一般来说只适用于简单形体的加
15、工，而且效率较低。机外编程也可以分为手工编程、计算机辅助APT编程和CAD/CAM编程等方式。机外编程由于其可以脱离数控机床进行，相对机内编程来说效率较高，是普遍采用的方式。随着编程方式的进展，机外编程处理能力不断增强，已可以处理十分复杂形体的数控加工。在20世纪50年代中期，MIT伺服机构实验室实现了自动编程，并公布了其研究成果，即APT系统。20世纪60年代初，APT系统得到发展，可以解决三维物体的连续加工，以后经过不断的发展，具有了雕塑曲面的编程功能。APT系统所用的基本概念和基本思想，对于自动编程技术的发展具有深远的意义，即使目前大多数自动编程系统也在沿用其中的一些模式。如编程中的三个
16、控制面：零件面(PS)、导动面(DS)和检查面(CS)的概念；刀具与检查面的ON、TO和PAST关系等。但随着计算机技术的快速发展和CAD技术的发展，自动编程系统也逐渐过渡到以图形交互为基础的、与CAD集成的CAD/CAM系统为主的编程方法。与以前的语言型自动编程系统相比，CAD/CAM集成系统可以提供单一准确的产品几何模型，几何模型的产生和处理手段灵活、多样、方便，可以实现设计制造一体化。虽然数控编程的方式多种多样，但毋庸置疑，目前占主导地位的是采用CAD/CAM数控编程系统进行编程，因此本章只对CAD/CAM数控编程系统进行介绍。5.3 利用CAM系统进行自动编程的基本步骤CAM系统的模具加工自动编程基本步骤如下：第一步，确定加工工艺；第二步，建立加工模型；第三步，生成工具轨迹；第四步，产生后置代码；第五步，输出加工代码。以下分别予以简单说明。（1）加工工艺的确定这一步的工
