摘要：针对纺织机械模具型腔零件进行数控加工，根据模具型腔的特点，合理安排加工工艺，按照粗铣加工、半精铣加工、精铣加工的顺序进行，依据加工表面的类型选出适合的加工刀具和刀具路径，根据刀具参数计算出合适的加工工艺参数，制定最终加工工艺方案，并通过MasterCAM2019软件进行仿真加工实现。
关键词：模具型腔;刀具路径;加工工艺;MasterCAM2019
引言
模具从设计、制造、调试到最后的量产，这一过程非常复杂。纺织机械模具型腔零件从产品设计到机械加工工艺确定，由于模具型腔孔数多、光滑度高、对腔体表面质量要求和尺寸精度高等，需要对模具型腔零件进行数控加工。通过数控加工工艺方案制定和仿真软件加工，实现离线检查数控工艺和NC程序的正确性，是提高模具型腔加工质量和生产效率的重要措施[1]。
1模具型腔加工分析
图1为模具型腔三维零件图的正反两面。该零件主要加工部分：顶面有1个凸台、1个曲面凹槽、4个型腔，每个型腔中对应8个Φ3mm的盲孔、8个Φ5mm的通孔，底面为1个矩形型腔和4个圆形型腔。加工难点在于4个型腔壁边的不规则圆弧加工，在4个型腔中分别有拔模斜度1°壁边，以及底边的多孔的加工和通孔有侧边一部分孔壁较薄要防止钻孔时候把薄壁撑破，要考虑到刀具组合的配合和合理的加工顺序和切削用量以提高加工效率。
2数控加工工艺分析
2.1毛坯材料选择
本文模具型腔用热塑性塑料作为热作模具，尺寸大小不大、型腔比较简单，应选择具有良好淬透性的渗碳体模具钢合金。渗碳模具钢经渗碳淬火处理，它能使空腔表面具有良好的耐磨性。5CrNiMo钢不仅具有良好的强度，还有高韧性和高耐磨性。所以选择常用渗碳型模具合金钢5CrNiMo作为加工材料最适合。设定毛坯大小为215mm×215mm×70mm的5CrNiMo钢材。
2.2刀具选择
刀具材料的选择很重要，硬质合金适用于高速切削和进给速度的切削加工。硬质合金涂层刀具非常适合批量生产，因为每个齿上有多个切削刃。当刀刃磨损时，它被转换成另一个切削刃。如果使用高速钢的钻头，必须先使用中心钻头。并保证在正确的位置钻孔。本文中的刀具材料选择高速钢。
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根据加工工件的形状和尺寸，选择铣刀的类型和尺寸及面铣刀加工较大的平面。高速钢材料的平面立铣刀可用于加工凸台、凹槽、平面和曲线，立式铣刀可用于加工毛坯表面。球头铣刀或鼓形铣刀用于加工空间曲面、模腔等，键槽铣刀用于键槽加工，可加工圆弧槽、斜面和特殊孔铣刀。
结合零件的加工工艺分析，确定加工过程刀具的选择，查阅手册确定刀具相关参数如下页表1所示[2]。
2.3数控加工工艺方案
模具的数控加工工艺一般分为三个部分：粗铣加工、半精铣加工、精铣加工。伴随着高性能、高精度数控机床的普及，在现有的模具数控加工制造中，如果能优化加工工艺的参数，可以大大减少数控加工的铣削时间，提高加工生产效率。数控加工工艺参数设计是加工过程中较为复杂的重要环节，对加工程序的编制、工件加工的质量、企业的经济效益都有着紧密的联系[3]。型腔加工过程中先铣毛坯确定加工基准，再加工下端面和上端面。每次加工过程中，确定装夹方式，保证加工的尺寸精度要求。加工型腔底面小孔时，因钻孔的时候是挤压状态，由于顶针孔一边的侧壁较薄，为了避免钻孔时候把薄壁变形或破坏，所以先钻顶针孔，然后铣圆形型腔。
3Mastercam2019数控编程仿真加工
Mastercam2019是一种应用广泛的CAD/CAM软件，广泛应用于汽车工业、航空航天工业、机械加工、模具制造等领域，它由CAD设计模块和CAM制造模块组成[4-5]。在Mastercam2019软件中进行工件毛坯的建模，根据表1和表2的计算结果，在软件中进行刀具加工工艺参数设置。每把刀具的操作流程，首先点击打开主菜单中，再点击(刀具路径)选取好(外形铣削加工)的铣削加工方式，并选择毛坯的外轮廓线，点击(串联)选项，再点击打钩(执行)的选项完成进入参数设置，最后选择合适的刀具、加工参数(安全高度、刀具下刀位置、加工深度和切削用量等)。Mastercam2019仿真加工模拟效果如图2所示。
4结论
通过模具型腔零件的数控加工过程得出如下结论：
1)分析零件图样工艺要求，绘制零件三维模型图，初步进行模具型腔加工分析;
2)从毛坯材料和刀具选择出发，确定最终数控加工方法和工艺方案;
3)利用Mastercam2019软件进行模拟仿真加工，产生NC代码，提高程序的正确性和安全性。——论文作者：钟明灯，许艳华
