模具加工如何優化時間

⑴ 模具加工的常見方法

摘要：本文介紹了模具零部件的機加工方法及工藝規程的制定，並以電器盒模具模芯高效數控加工工藝為例，結合自己多年的注射模具加工經驗，精闢地介紹了模具零部件高效銑削加工工序的編制，希望對工程技術人員有一定的幫助和借鑒作用。

關鍵詞：CAD/CAM 模具 加工 工藝

一、引言

在現代模具的成形製造中，由於模具的形面設計日趨復雜，自由曲面所佔比例不斷增加，因此對模具加工技術提出了更高要求，即不僅應保證高的製造精度和表面質量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術研究的不斷深入，尤其在機床加工、數控系統、刀具系統、CAD/CAM軟體等相關技術不斷發展的推動下，高速加工技術已越來越多地應用於模具的製造加工。高速加工技術對模具加工工藝產生了巨大影響，改變了傳統模具加工採用的「退火→銑削加工→熱處理→磨削」或「電火花加工→手工打磨、拋光」等復雜冗長的工藝流程。

但是，在實踐中為了提高模具的加工效率，不能一味地去追求高速加工，有時為了節約生產成本與提高生產效率，必須採用高效加工方法，使一部分加工工序在普通機床上就可高效率完成。這樣就要求設計者編制合理的模具加工工藝，以便提高模具的加工效率，降低模具的製造成本，減少模具的製造周期。

二、模具零部件的機加工方法

用機械加工方法加工模具零部件時要充分考慮零件的材料、結構形狀、尺寸、精度和使用壽命等方面的不同要求，採用合理的加工方法和工藝路線。盡可能通過加工設備來保證模具零部件的加工質量，減少鉗工修配工作量，提高生產效率和降低成本。

常用機械加工方法在模具零部件加工中的應用如表1所示。

表1 常用機加工方法可能達到的粗糙度及應用

三、模具高效加工工藝規程與策略制定

1.工藝規程制定

工藝規程必須針對加工對象，結合本企業實際生產條件進行制定，技術上要先進、經濟上要合理。模具零部件加工工藝規程制定的一般步驟及所包含的基本內容如表2所示。

表2 加工工藝規程

2.數控加工工藝策略

1）粗加工

模具粗加工的主要目標是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工准備工件的幾何輪廓。在粗加工過程中通過利用國外先進的CAD/CAM軟體可通過以下措施保持切削條件恆定，從而獲得良好的加工質量。

（1）恆定的切削載荷；

通過計算獲得恆定切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡，以提高刀具壽命和加工質量；

（2）避免突然改變刀具進給方向；

（3）避免將刀具埋入工件。如加工模具型腔時，應避免刀具垂直插入工件，而應採用傾斜下刀方式(常用傾斜角為20°～30°)，最好採用螺旋式下刀以降低刀具載荷；加工模具型芯時，應盡量先從工件外部下刀然後水平切入工件；
（4）刀具切入、切出工件時應盡可能採用傾斜式(或圓弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；

（5）採用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度，提高加工質量。

2）半精加工

模具半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工餘量均勻，這對於工具鋼模具尤為重要，因為它將影響精加工時刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩定性及精加工表面質量。

粗加工是基於體積模型(Volume model)，精加工則是基於面模型(Su rface model)。而以前開發的CAD/CAM系統對零件的幾何描述是不連續的，由於沒有描述粗加工後、精加工前加工模型的中間信息，故粗加工表面的剩餘加工餘量分布及最大剩餘加工餘量均是未知的。

因此應對半精加工策略進行優化以保證半精加工後工件表面具有均勻的剩餘加工餘量。優化過程包括：粗加工後輪廓的計算、最大剩餘加工餘量的計算、最大允許加工餘量的確定、對剩餘加工餘量大於最大允許加工餘量的型面分區(如凹槽、拐角等過渡半徑小於粗加工刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等。

現有的模具加工CAD/CAM軟體大都具備剩餘加工餘量分析功能，並能根據剩餘加工餘量的大小及分布情況採用合理的半精加工策略。CIMATRON軟體提供清根加工（CLEAN UP）來清除粗加工後剩餘加工餘量較大的角落以保證後續工序均勻的加工餘量。Pro/Engineer軟體的局部銑削(Local milling)具有相似的功能，如局部銑削工序的剩餘加工餘量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來清除粗加工未切到的角落，然後再進行半精加工；如果取局部銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。

3）精加工

模具的精加工策略取決於刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化。對於由多個曲面組合而成的復雜曲面加工，應盡可能在一個工序中進行連續加工，而不是對各個曲面分別進行加工，以減少抬刀、下刀的次數。然而由於加工中表面斜率的變化，如果只定義加工的側吃刀量(Step over)，就可能造成在斜率不同的表面上實際步距不均勻，從而影響加工質量。CIMATRON軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，使用Clean Between Pass(清除刀間殘留面積高度)來調整步距。Pro/Engineer 軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，再定義加工表面殘留面積高度(Scallop machine)。一般情況下，精加工曲面的曲率半徑應大於刀具半徑的1.5倍，以避免進給方向的突然轉變。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件時，進給方向的改變應盡量採用圓弧或曲線轉接，避免採用直線轉接，以保持切削過程的平穩性。

四、高效加工實例

在現代化的模具生產中，隨著對產品功能要求的提高，產品內部結構也變得越來越復雜，相應的模具結構也要隨之復雜化。

下面闡述了在電器盒塑料模具製造中所採用的新的設計製造工藝方法路線：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先進的CAD/CAM軟體進行產品的3D圖形設計；然後根據產品的特點設計模具結構，生成模具型腔實體圖和工程圖；再在CIMATRON中根據模具型腔的特點繪制CNC數控加工工藝圖，擬定數控加工工藝路線，輸入加工參數，生成刀具路徑；最後進行三維加工動態模擬，生成加工程序，並輸送到數控機床進行自動加工。
在實際加工時需用內六角螺釘將四個方鐵塊固定於模芯上，然後再將這四個方鐵塊固定在機床工作台上即可。

圖1 電器盒模芯圖

以下就以電器盒模具動、定模芯（如圖1所示,動模芯材料為P20，定模芯材料為2738，經調質處理，硬度為HRC32左右）為例，重點體說明這一加工流程。為減少篇幅，本文假定從生成三維加工工藝模型後開始，只涉及數控銑削加工部分。

表3 動模芯數控加工工序

表4 定模芯數控加工工序

五、結束語

數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製周期等方面發揮著重要作用。採用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先進軟體進行三維建模，然後根據模具型腔的特點，確定模具型腔、分模面，生成模具型腔實體圖、工程圖、加工工藝圖。根據CAM系統的功能，從CAPP資料庫獲取加工過程的工藝信息，進行零部件加工工藝路線的控制，輸入加工參數，然後再在CAM中編制刀具路徑，進行三維加工動態模擬，生成加工程序並輸送到數控機床完成自動化加工。

這些加工步驟是現代化模具生產的過程和發展趨勢，它使復雜模具型芯的生產簡化為單個機械零件的數控自動化生產，全部模具設計和數控加工編程過程都可以藉助CAD/CAM軟體在計算機上完成。它改變了傳統的模具製造手段，有效地縮短了模具製造周期，大大提高了模具的質量、精度和生產效率。

參考文獻:
[1]李偉光主編．現代製造技術．北京：機械工業出版社，2001．
[2]塑料模具設計手冊編寫組.塑料模具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002

⑵ 模具加工過程優化是什麼呢

優化過程包括：粗加工後輪廓的計算、大剩餘加工餘量的計算、大允許加工餘量的確定、對剩餘加工餘量大於大允許加工餘量的型面分區(如凹槽、拐角等過渡半徑小於粗加工刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等。現有的模具高速加工CAD/CAM軟體大都具備剩餘加工餘量分析功能，並能根據剩餘加工餘量的大小及分布情況採用合理的半精加工策略。如公司的HyperMill和HyperForm軟體提供了束狀銑削(Pencilmilling)和剩餘銑削(Restmilling)等方法來清除粗加工後剩餘加工餘量較大的角落以保證後續工序均勻的加工餘量。Pro/Engineer軟體的局部銑削(Localmilling)具有相似的功能，如局部銑削工序的剩餘加工餘量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑 銑刀 來清除粗加工未切到的角落，然後再進行半精加工；如果是監造,只要卡住圖紙就行了至於對方怎麼做是加工方的事,如果是定造價的問題,你可以多咨詢幾家.如果取局部銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。模具的一般分類：可分為塑膠模具及非塑膠模具：

（1）非塑膠模具有：鑄造模、鍛造模、沖壓模、壓鑄模等。

A．鑄造模——水龍頭、生鐵平台；

B．鍛造模——汽車身；

C．沖壓模——計算機面板；

D．壓鑄模——超合金，汽缸體；；

（2）塑膠模具根據生產工藝和生產產品的不同又分為：

A．注射成型模——電視機外殼、鍵盤按鈕（應用最普遍）

B．吹氣模——飲料瓶；

C．壓縮成型模——電木開關、科學瓷碗碟；

D．轉移成型模——集成電路製品；

E．擠壓成型模——膠水管、塑膠袋；

F．熱成型模——透明成型包裝外殼；

G．旋轉成型模——軟膠洋娃娃玩具。

⑶ 提高模具壽命的方法有哪些

在實際中提高模具的使用壽命的方法：
1、保持模具零件的位置穩定
在模具工作時，要求模具上所有的部件保持穩定的設計位置，模具加工間隙包括沖裁、彎曲、成形等凸凹模間隙的均勻配合，是控制相對位置的重要方面。
2、沖壓中的材料控制
在整個沖壓過程中，如何保證被沖壓材料的位置和支承，應考慮材料的應力和應變，以及材料的約束問題。
3、模具工作時的振動控制
為了延長模具的壽命，有意將凸模有效部分加長時，應採取措施防止因凸模振動而產生的歪斜或歪扭。
4、對製件的廢料控制
廢料上升是由於間隙過大，沖裁時作用於材料上的拉力使得沖壓件比模孔小，而又由於凸模底面與廢料密貼所產生的真空吸著現象所引起的，廢料會減少模具壽命。
5、模具負荷的控制
要求模具的負荷中心與沖床的壓力中心在前後左右方向都基本一致。
總之，如果在模具的設計上充分考慮以上5個方面，就能夠大大提高模具的使用壽命，降低模具的維修成本，減少企業的經濟負擔。

⑷ 試模過程，有哪些好辦法可以減少試模次數和時間呢

這個問題的內容很多！幾句話是不可能全部說清楚的！實際上這個工作的好壞反映了這個公司的管理與技術的水平！試模要成功！必須要有許多條件！1：模具本身設計要合理！2：模具製造要符合設計的要求（檢查要到位）！3：壓鑄機器性能合格！4：壓鑄生產工藝要合理（當然有一個試驗的過程）！5：壓鑄件所用的合金要符合標准！新的產品模具試模要一次成功是很難的。一般起碼要2-3次！尺寸精度要求高的產品試模3-5次也是很正常的！實際上最關鍵的是模具設計要好[要完全理解產品的要求]！

⑸ 五金模具加工優化過程包括什麼

無論是五金模具還是緊固件（標准件）都需要對其進行加工優化處理。金模具加工優化流程有以下幾點：粗加工後概括的核算、最大剩餘加工餘量的核算、最大答應加工餘量的斷定、對剩餘加工餘量大於最大答應加工餘量的型面分區(如凹槽、旮旯等過渡半徑小於粗加工刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌道的核算等。實際上目前的模具加工處理後都具有剩餘加工餘量分析的作用，可以根據剩餘加工餘量的多少（大小）以及分布情況採用合理的半精加工處理。如部分銑削工序的剩餘加工餘量取值與粗加工持平，該工序只用一把小直徑銑刀來鏟除粗加工未切到的旮旯，然後再進行半精加工；若是取部分銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量，則該工序不僅可鏟除粗加工未切到的旮旯，還可完結半精加工。精加工模具的高速精加工戰略取決於刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點跟著加工外表的曲面斜率和刀具有用半徑的改變而改變。關於由多個曲面組合而成的雜亂曲面加工，應盡可能在一個工序中進行接連加工，而不是對各個曲面別離進行加工，以削減抬刀、下刀的次數。但是因為加工中外表斜率的改變，若是只界說加工的側吃刀量(Step over)，就可能形成在斜率不一樣的外表上實踐步距不均勻，然後影響加工質量。精加工、半精加工與模具加工處理從一定程度減少成本，也是對模具的進一步處理，使其更具有優良的性能。

⑹ 模具廠如何實現精益生產

首先，要轉變長期以來慣例使用的技術和思考方式，不能只盯著原本就存在缺陷的工序上不放，而應該仔細觀察每一道工序具體的操作過程，識別出浪費和瓶頸，思考改進的方法。改善是無止盡的，看似不存在任何問題的工序，或許潛藏著很大的改善空間。

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第二，仔細考慮車間里的每一道工序，哪些是不創造任何價值的？哪些工序是制約生產效率的瓶頸？是什麼原因導致它成為瓶頸？能不能改進？如何改進？用客觀冷靜的眼光去看待車間的生產過程，你一定能夠發現許多問題。當公司試圖找出哪些工序不創造任何價值時，會在生產車間里發現一些普遍浪費。

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第三，在很多模具工廠，浪費是一個大問題。對於這個問題，模具企業可以通過使用能生產較高質量零件的機器，最終能夠減少時間的浪費和廢料。對模具企業來說，機器能夠直接生產出好的零件，不需要返工，並且不需要或只要很少的時間加工，無疑是最好的現象。假如我們使用切割表面拋光更好的機床來節省一個小時的人工拋光。這樣生產幾十件零件，就能節省大量的時間和勞動力。生產一次就通過質檢的零件是一個增加附加值的手段。如果使用一部質量很好並且維護地很好的機床，一些質量把關步驟就可以省去。若零件能被更迅速准確地切割，並且不需要加工或仔細地檢查來保證切割的質量，就能很快的進入下一個步驟。

⑺ 注塑模具如何降低成型周期

可以增加水口的截面，縮短水口的長度，同時改良冷卻系統。
總的而言，就是加快入膠的時間和產品定型的時間。

⑻ 要縮短注塑機的成型工藝周期,可以採取哪些措施

措施：
1、減小背壓、縮短溶膠時間、採用開模連動、加快取活速度；
2、降低模具溫度，降低機筒加熱溫度；
3、提高開合模速度，縮短冷卻，保壓時間 。
簡介：
塑件的注塑成型工藝過程主要包括合模-——填充——保壓——冷卻——脫模等5個階段。
周期：
完成一次注射模塑過程所需的時間稱成型周期，也稱模塑周期。它實際包括以下幾部分：
成型周期：成型周期直接影響勞動生產率和設備利用率。因此，在生產過程中，應在保證質量的前提下，盡量縮短成型周期中各個有關時間。
在整個成型周期中，以注射時間和冷卻時間最重要，它們對製品的質量均有決定性的影響。注射時間中的充模時間直接反比於充模速率，生產中充模時間一般約為3-5秒。注射時間中的保壓時間就是對型腔內塑料的壓力時間，在整個注射時間內所佔的比例較大，一般約為20-120秒（特厚製件可高達5~10分鍾）。在澆口處熔料封凍之前，保壓時間的多少，對製品尺寸准確性有影響，冷卻時間主要決定於製品的厚度，塑料的熱性能和結晶性能，以及模具溫等。冷卻時間的終點，應以保證製品脫模時不引起變動為原則，冷卻時間性一般約在30~120秒鍾之間，冷卻時間過長沒有必要，不僅降低生產效率，對復雜製件還將造成脫模困難，強行脫模時甚至會產生脫模應力。成型周期中的其它時間則與生產過程是否連續化和自動化以及連續化和自動化的程度等有關。

⑼ 如何提高模具的製造質量和效率

一、模具設計的合理性結構的設計是否合理是整套模具生產周期、模具質量的關鍵所在，故對於模具結構設計及製造工藝必須高度重視，務必做到盡量合理，達到事半功倍。因而設計時有必要注意以下幾點：1.模具結構設計時需注意如何使生產加工過程簡單易做。工件上的某些關鍵部位尺寸（如需配合尺寸，高精度尺寸或收縮不勻明知有回彈等部位）公差位預留鋼料的厚度和方向選擇，以便試模後需改模時有機會修正，而避免可能燒焊等措施補救。2. 模具設計完畢，需全面復查所有的圖紙尺寸特別是相互配合尺寸及型位尺寸需准確無誤，才可發出正式加工圖紙，所有參加模具生產的員工需每一工序都按尺寸要求控制好。二、 模具材料的質量控制我們製造模具均屬小批量或單件生產，加工工藝過程復雜，製造周期長，模具零件的原材料對加工使用甚至整套模具的質量有較大的影響，所以鑄件材料表面質量就要求做到,無任何裂紋、氣孔、夾渣、更不能用電焊補救後打平等的料進廠。(現在我們進廠的料底面有很多不平,差10mm的都有,百位線高度高有110多,造成飛刀工時長,有的不結實有氣孔,嚴重影響質量，建議進廠檢驗。)三、模具加工過程的質量控制1. 模具零件加工的質量控制1）安裝面加工問題,安裝面加工精度好差,直接影響鑲塊與安裝面貼合率和鉗工修配工作量起直接關系。內導板滑動面倒圓鉗工用電動工具打磨困難，再好是造型後NC加工。2）型面加工,當加工深度較深的側壁,加工的結果不是過切就是讓刀.給鉗工研配調整間隙、移動鑲塊造成工作量大，螺絲底孔易爛牙等問題，而鑲塊大多是硬料不易擴孔，即使能擴孔也影響螺絲受力。所以在加工過程中要從刀具上想辦法解決此問題。2. 模具裝配的質量控制1）裝配鉗工對整套模具質量負責，要求鉗工裝配前仔細檢查零件質量（包括材料熱處理，加工質量），對於可能影響整套模具質量的不合格零件，要及時更換或重新加工。2）鉗工在裝配過程中精工細作，確保模具裝配精度，使之達到設計要求的使用壽命，生產效率，生產出符合設計要求的合格產品。3）裝配完成後，責任鉗工整套模具再仔細自檢，確保試模成功合格，檢查合格後打開模具，填試模申請單，交車間管理人員。4） 車間人員收到申請單後安排設計者及負責鉗工共同對模具進行質檢，簽放行意見後安排試模。四、模具出廠質量要求：1） 模具所有零件按使用要求安裝齊整、可靠，附件齊全，對於現場安裝的零件，須有書面工作程序。2）模具生產出來的產品須經質檢，符合設計要求或客戶要求。3）模具所有運動機構，均應導滑靈活，運動平穩可靠，配合間隙適當，並在出廠時加工潤滑。4）模具分型面及所有成型表面，出廠時應作防銹處理。五、 模具外型和安裝尺寸，應符合合同及以下條件：1）各模板的邊緣應倒角2X45」,安裝面應光滑平整，不應有突出的螺釘頭，銷釘頭，毛刺和傷的痕跡。2）模具的基準角應有鋼印打上的模具編號，並在動定模上打有吊裝、吊環用的螺紋孔。3）模具安裝部位的尺寸，應符合所選用的機型。4）分開面上除導套孔、斜銷孔外，所有模具製造過程中的工藝孔，螺釘孔都應堵塞且與分型面平齊。六、車間管理人員和項目負責者應對出廠模具作詳細質檢，確認質量合格後簽模具合格證，由車間管理人員登記准許出廠。

⑽ 如何縮短模具開模天數

其實,不是說設計一點都沒有辦法.拿到產品後,最好叫有關的部門項目跟進人開一會,討論一下加工工藝,最好將模具排期確定下來.將產品加工最費時間的部分列出來.再同客戶去開會,將最費時的部分分開幾件料來做,將有夾線的地方同客戶商討.一般只要不是外觀客戶都同意的.這樣加工時的靈活性就加大了.很多東東可以同時進行,工藝優化才不是一句空話.不能確定的地方可以先預防留,其它的先加工,我們通常都是邊做邊同客戶談的,我們LCD外殼通常是25天的.最急的只有15天都做過.