模具加工如何优化时间

⑴ 模具加工的常见方法

摘要：本文介绍了模具零部件的机加工方法及工艺规程的制定，并以电器盒模具模芯高效数控加工工艺为例，结合自己多年的注射模具加工经验，精辟地介绍了模具零部件高效铣削加工工序的编制，希望对工程技术人员有一定的帮助和借鉴作用。

关键词：CAD/CAM 模具 加工 工艺

一、引言

在现代模具的成形制造中，由于模具的形面设计日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加，因此对模具加工技术提出了更高要求，即不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在机床加工、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具的制造加工。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响，改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、抛光”等复杂冗长的工艺流程。

但是，在实践中为了提高模具的加工效率，不能一味地去追求高速加工，有时为了节约生产成本与提高生产效率，必须采用高效加工方法，使一部分加工工序在普通机床上就可高效率完成。这样就要求设计者编制合理的模具加工工艺，以便提高模具的加工效率，降低模具的制造成本，减少模具的制造周期。

二、模具零部件的机加工方法

用机械加工方法加工模具零部件时要充分考虑零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的不同要求，采用合理的加工方法和工艺路线。尽可能通过加工设备来保证模具零部件的加工质量，减少钳工修配工作量，提高生产效率和降低成本。

常用机械加工方法在模具零部件加工中的应用如表1所示。

表1 常用机加工方法可能达到的粗糙度及应用

三、模具高效加工工艺规程与策略制定

1.工艺规程制定

工艺规程必须针对加工对象，结合本企业实际生产条件进行制定，技术上要先进、经济上要合理。模具零部件加工工艺规程制定的一般步骤及所包含的基本内容如表2所示。

表2 加工工艺规程

2.数控加工工艺策略

1）粗加工

模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。在粗加工过程中通过利用国外先进的CAD/CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定，从而获得良好的加工质量。

（1）恒定的切削载荷；

通过计算获得恒定切削层面积和材料去除率，使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡，以提高刀具寿命和加工质量；

（2）避免突然改变刀具进给方向；

（3）避免将刀具埋入工件。如加工模具型腔时，应避免刀具垂直插入工件，而应采用倾斜下刀方式(常用倾斜角为20°～30°)，最好采用螺旋式下刀以降低刀具载荷；加工模具型芯时，应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件；
（4）刀具切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式(或圆弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；

（5）采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削热，减小刀具受力和加工硬化程度，提高加工质量。

2）半精加工

模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀，这对于工具钢模具尤为重要，因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化，从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。

粗加工是基于体积模型(Volume model)，精加工则是基于面模型(Su rface model)。而以前开发的CAD/CAM系统对零件的几何描述是不连续的，由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息，故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的。

因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。优化过程包括：粗加工后轮廓的计算、最大剩余加工余量的计算、最大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于最大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。

现有的模具加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能，并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。CIMATRON软件提供清根加工（CLEAN UP）来清除粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。Pro/Engineer软件的局部铣削(Local milling)具有相似的功能，如局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等，该工序只用一把小直径铣刀来清除粗加工未切到的角落，然后再进行半精加工；如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量，则该工序不仅可清除粗加工未切到的角落，还可完成半精加工。

3）精加工

模具的精加工策略取决于刀具与工件的接触点，而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工，应尽可能在一个工序中进行连续加工，而不是对各个曲面分别进行加工，以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化，如果只定义加工的侧吃刀量(Step over)，就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀，从而影响加工质量。CIMATRON软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，使用Clean Between Pass(清除刀间残留面积高度)来调整步距。Pro/Engineer 软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，再定义加工表面残留面积高度(Scallop machine)。一般情况下，精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍，以避免进给方向的突然转变。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件时，进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接，避免采用直线转接，以保持切削过程的平稳性。

四、高效加工实例

在现代化的模具生产中，随着对产品功能要求的提高，产品内部结构也变得越来越复杂，相应的模具结构也要随之复杂化。

下面阐述了在电器盒塑料模具制造中所采用的新的设计制造工艺方法路线：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先进的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计；然后根据产品的特点设计模具结构，生成模具型腔实体图和工程图；再在CIMATRON中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图，拟定数控加工工艺路线，输入加工参数，生成刀具路径；最后进行三维加工动态仿真，生成加工程序，并输送到数控机床进行自动加工。
在实际加工时需用内六角螺钉将四个方铁块固定于模芯上，然后再将这四个方铁块固定在机床工作台上即可。

图1 电器盒模芯图

以下就以电器盒模具动、定模芯（如图1所示,动模芯材料为P20，定模芯材料为2738，经调质处理，硬度为HRC32左右）为例，重点体说明这一加工流程。为减少篇幅，本文假定从生成三维加工工艺模型后开始，只涉及数控铣削加工部分。

表3 动模芯数控加工工序

表4 定模芯数控加工工序

五、结束语

数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。采用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先进软件进行三维建模，然后根据模具型腔的特点，确定模具型腔、分模面，生成模具型腔实体图、工程图、加工工艺图。根据CAM系统的功能，从CAPP数据库获取加工过程的工艺信息，进行零部件加工工艺路线的控制，输入加工参数，然后再在CAM中编制刀具路径，进行三维加工动态仿真，生成加工程序并输送到数控机床完成自动化加工。

这些加工步骤是现代化模具生产的过程和发展趋势，它使复杂模具型芯的生产简化为单个机械零件的数控自动化生产，全部模具设计和数控加工编程过程都可以借助CAD/CAM软件在计算机上完成。它改变了传统的模具制造手段，有效地缩短了模具制造周期，大大提高了模具的质量、精度和生产效率。

参考文献:
[1]李伟光主编．现代制造技术．北京：机械工业出版社，2001．
[2]塑料模具设计手册编写组.塑料模具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2002

⑵ 模具加工过程优化是什么呢

优化过程包括：粗加工后轮廓的计算、大剩余加工余量的计算、大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。现有的模具高速加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能，并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。如公司的HyperMill和HyperForm软件提供了束状铣削(Pencilmilling)和剩余铣削(Restmilling)等方法来清除粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。Pro/Engineer软件的局部铣削(Localmilling)具有相似的功能，如局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等，该工序只用一把小直径 铣刀 来清除粗加工未切到的角落，然后再进行半精加工；如果是监造,只要卡住图纸就行了至于对方怎么做是加工方的事,如果是定造价的问题,你可以多咨询几家.如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量，则该工序不仅可清除粗加工未切到的角落，还可完成半精加工。模具的一般分类：可分为塑胶模具及非塑胶模具：

（1）非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。

A．铸造模——水龙头、生铁平台；

B．锻造模——汽车身；

C．冲压模——计算机面板；

D．压铸模——超合金，汽缸体；；

（2）塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为：

A．注射成型模——电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍）

B．吹气模——饮料瓶；

C．压缩成型模——电木开关、科学瓷碗碟；

D．转移成型模——集成电路制品；

E．挤压成型模——胶水管、塑胶袋；

F．热成型模——透明成型包装外壳；

G．旋转成型模——软胶洋娃娃玩具。

⑶ 提高模具寿命的方法有哪些

在实际中提高模具的使用寿命的方法：
1、保持模具零件的位置稳定
在模具工作时，要求模具上所有的部件保持稳定的设计位置，模具加工间隙包括冲裁、弯曲、成形等凸凹模间隙的均匀配合，是控制相对位置的重要方面。
2、冲压中的材料控制
在整个冲压过程中，如何保证被冲压材料的位置和支承，应考虑材料的应力和应变，以及材料的约束问题。
3、模具工作时的振动控制
为了延长模具的寿命，有意将凸模有效部分加长时，应采取措施防止因凸模振动而产生的歪斜或歪扭。
4、对制件的废料控制
废料上升是由于间隙过大，冲裁时作用于材料上的拉力使得冲压件比模孔小，而又由于凸模底面与废料密贴所产生的真空吸着现象所引起的，废料会减少模具寿命。
5、模具负荷的控制
要求模具的负荷中心与冲床的压力中心在前后左右方向都基本一致。
总之，如果在模具的设计上充分考虑以上5个方面，就能够大大提高模具的使用寿命，降低模具的维修成本，减少企业的经济负担。

⑷ 试模过程，有哪些好办法可以减少试模次数和时间呢

这个问题的内容很多！几句话是不可能全部说清楚的！实际上这个工作的好坏反映了这个公司的管理与技术的水平！试模要成功！必须要有许多条件！1：模具本身设计要合理！2：模具制造要符合设计的要求（检查要到位）！3：压铸机器性能合格！4：压铸生产工艺要合理（当然有一个试验的过程）！5：压铸件所用的合金要符合标准！新的产品模具试模要一次成功是很难的。一般起码要2-3次！尺寸精度要求高的产品试模3-5次也是很正常的！实际上最关键的是模具设计要好[要完全理解产品的要求]！

⑸ 五金模具加工优化过程包括什么

无论是五金模具还是紧固件（标准件）都需要对其进行加工优化处理。金模具加工优化流程有以下几点：粗加工后概括的核算、最大剩余加工余量的核算、最大答应加工余量的断定、对剩余加工余量大于最大答应加工余量的型面分区(如凹槽、旮旯等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域)以及半精加工时刀心轨道的核算等。实际上目前的模具加工处理后都具有剩余加工余量分析的作用，可以根据剩余加工余量的多少（大小）以及分布情况采用合理的半精加工处理。如部分铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工持平，该工序只用一把小直径铣刀来铲除粗加工未切到的旮旯，然后再进行半精加工；若是取部分铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量，则该工序不仅可铲除粗加工未切到的旮旯，还可完结半精加工。精加工模具的高速精加工战略取决于刀具与工件的接触点，而刀具与工件的接触点跟着加工外表的曲面斜率和刀具有用半径的改变而改变。关于由多个曲面组合而成的杂乱曲面加工，应尽可能在一个工序中进行接连加工，而不是对各个曲面别离进行加工，以削减抬刀、下刀的次数。但是因为加工中外表斜率的改变，若是只界说加工的侧吃刀量(Step over)，就可能形成在斜率不一样的外表上实践步距不均匀，然后影响加工质量。精加工、半精加工与模具加工处理从一定程度减少成本，也是对模具的进一步处理，使其更具有优良的性能。

⑹ 模具厂如何实现精益生产

首先，要转变长期以来惯例使用的技术和思考方式，不能只盯着原本就存在缺陷的工序上不放，而应该仔细观察每一道工序具体的操作过程，识别出浪费和瓶颈，思考改进的方法。改善是无止尽的，看似不存在任何问题的工序，或许潜藏着很大的改善空间。

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第二，仔细考虑车间里的每一道工序，哪些是不创造任何价值的？哪些工序是制约生产效率的瓶颈？是什么原因导致它成为瓶颈？能不能改进？如何改进？用客观冷静的眼光去看待车间的生产过程，你一定能够发现许多问题。当公司试图找出哪些工序不创造任何价值时，会在生产车间里发现一些普遍浪费。

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第三，在很多模具工厂，浪费是一个大问题。对于这个问题，模具企业可以通过使用能生产较高质量零件的机器，最终能够减少时间的浪费和废料。对模具企业来说，机器能够直接生产出好的零件，不需要返工，并且不需要或只要很少的时间加工，无疑是最好的现象。假如我们使用切割表面抛光更好的机床来节省一个小时的人工抛光。这样生产几十件零件，就能节省大量的时间和劳动力。生产一次就通过质检的零件是一个增加附加值的手段。如果使用一部质量很好并且维护地很好的机床，一些质量把关步骤就可以省去。若零件能被更迅速准确地切割，并且不需要加工或仔细地检查来保证切割的质量，就能很快的进入下一个步骤。

⑺ 注塑模具如何降低成型周期

可以增加水口的截面，缩短水口的长度，同时改良冷却系统。
总的而言，就是加快入胶的时间和产品定型的时间。

⑻ 要缩短注塑机的成型工艺周期,可以采取哪些措施

措施：
1、减小背压、缩短溶胶时间、采用开模连动、加快取活速度；
2、降低模具温度，降低机筒加热温度；
3、提高开合模速度，缩短冷却，保压时间 。
简介：
塑件的注塑成型工艺过程主要包括合模-——填充——保压——冷却——脱模等5个阶段。
周期：
完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。它实际包括以下几部分：
成型周期：成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此，在生产过程中，应在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各个有关时间。
在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率，生产中充模时间一般约为3-5秒。注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间，在整个注射时间内所占的比例较大，一般约为20-120秒（特厚制件可高达5~10分钟）。在浇口处熔料封冻之前，保压时间的多少，对制品尺寸准确性有影响，冷却时间主要决定于制品的厚度，塑料的热性能和结晶性能，以及模具温等。冷却时间的终点，应以保证制品脱模时不引起变动为原则，冷却时间性一般约在30~120秒钟之间，冷却时间过长没有必要，不仅降低生产效率，对复杂制件还将造成脱模困难，强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。

⑼ 如何提高模具的制造质量和效率

一、模具设计的合理性结构的设计是否合理是整套模具生产周期、模具质量的关键所在，故对于模具结构设计及制造工艺必须高度重视，务必做到尽量合理，达到事半功倍。因而设计时有必要注意以下几点：1.模具结构设计时需注意如何使生产加工过程简单易做。工件上的某些关键部位尺寸（如需配合尺寸，高精度尺寸或收缩不匀明知有回弹等部位）公差位预留钢料的厚度和方向选择，以便试模后需改模时有机会修正，而避免可能烧焊等措施补救。2. 模具设计完毕，需全面复查所有的图纸尺寸特别是相互配合尺寸及型位尺寸需准确无误，才可发出正式加工图纸，所有参加模具生产的员工需每一工序都按尺寸要求控制好。二、 模具材料的质量控制我们制造模具均属小批量或单件生产，加工工艺过程复杂，制造周期长，模具零件的原材料对加工使用甚至整套模具的质量有较大的影响，所以铸件材料表面质量就要求做到,无任何裂纹、气孔、夹渣、更不能用电焊补救后打平等的料进厂。(现在我们进厂的料底面有很多不平,差10mm的都有,百位线高度高有110多,造成飞刀工时长,有的不结实有气孔,严重影响质量，建议进厂检验。)三、模具加工过程的质量控制1. 模具零件加工的质量控制1）安装面加工问题,安装面加工精度好差,直接影响镶块与安装面贴合率和钳工修配工作量起直接关系。内导板滑动面倒圆钳工用电动工具打磨困难，再好是造型后NC加工。2）型面加工,当加工深度较深的侧壁,加工的结果不是过切就是让刀.给钳工研配调整间隙、移动镶块造成工作量大，螺丝底孔易烂牙等问题，而镶块大多是硬料不易扩孔，即使能扩孔也影响螺丝受力。所以在加工过程中要从刀具上想办法解决此问题。2. 模具装配的质量控制1）装配钳工对整套模具质量负责，要求钳工装配前仔细检查零件质量（包括材料热处理，加工质量），对于可能影响整套模具质量的不合格零件，要及时更换或重新加工。2）钳工在装配过程中精工细作，确保模具装配精度，使之达到设计要求的使用寿命，生产效率，生产出符合设计要求的合格产品。3）装配完成后，责任钳工整套模具再仔细自检，确保试模成功合格，检查合格后打开模具，填试模申请单，交车间管理人员。4） 车间人员收到申请单后安排设计者及负责钳工共同对模具进行质检，签放行意见后安排试模。四、模具出厂质量要求：1） 模具所有零件按使用要求安装齐整、可靠，附件齐全，对于现场安装的零件，须有书面工作程序。2）模具生产出来的产品须经质检，符合设计要求或客户要求。3）模具所有运动机构，均应导滑灵活，运动平稳可靠，配合间隙适当，并在出厂时加工润滑。4）模具分型面及所有成型表面，出厂时应作防锈处理。五、 模具外型和安装尺寸，应符合合同及以下条件：1）各模板的边缘应倒角2X45”,安装面应光滑平整，不应有突出的螺钉头，销钉头，毛刺和伤的痕迹。2）模具的基准角应有钢印打上的模具编号，并在动定模上打有吊装、吊环用的螺纹孔。3）模具安装部位的尺寸，应符合所选用的机型。4）分开面上除导套孔、斜销孔外，所有模具制造过程中的工艺孔，螺钉孔都应堵塞且与分型面平齐。六、车间管理人员和项目负责者应对出厂模具作详细质检，确认质量合格后签模具合格证，由车间管理人员登记准许出厂。

⑽ 如何缩短模具开模天数

其实,不是说设计一点都没有办法.拿到产品后,最好叫有关的部门项目跟进人开一会,讨论一下加工工艺,最好将模具排期确定下来.将产品加工最费时间的部分列出来.再同客户去开会,将最费时的部分分开几件料来做,将有夹线的地方同客户商讨.一般只要不是外观客户都同意的.这样加工时的灵活性就加大了.很多东东可以同时进行,工艺优化才不是一句空话.不能确定的地方可以先预防留,其它的先加工,我们通常都是边做边同客户谈的,我们LCD外壳通常是25天的.最急的只有15天都做过.