MasterCAM加工三角开关凸模的技术要求

一、所有表面粗糙度要求Ra3.2 ； 工件表面无缺陷，圆角部位无残料； 曲面与分模面之间要求清根。

二、加工三角开关凸模工艺分析

1、材料：45#钢，这种钢具有较高的强度和较好的切削加工性，经调质以后可获得良好的综合力学性能，是塑料模具中应用最广泛的钢种之一。毛坯尺寸：70x80x30mm。
2、刀具材料：根据加工材料，选择YT15的硬质合金刀具。
3、设备：加工中心，型号：VMC800
4、工艺分析及刀具选择：

三角开关凸模加工整体思路是先粗加工、再半精加工、精加工，最后清角加工，具体分析如下：

（1）粗加工 粗加工是为提高生产效率，迅速去除多余材料，曲面与分模面一起开粗，刀具要求有足够的强度，因此尽量选择一把比较大的刀具，根据工件材料、曲面外形尺寸50x60x15.6mm及毛坯尺寸选择圆角半径R1mm直径10mm的圆鼻刀。

（2）半精加工 由于粗加工刀间距和切削深度较大，残料过多，半精加工是为了去除过多的残料，使精加工余量均匀，刀具选择应考虑承受粗加工所留残料而不至断刀，且不会留下过多的残料而给精加工造成困难。分模面是平面，用平刀加工较好而曲面用球刀加工，故曲面与分模面分开做半精加工及精加工。曲面半精加工，选择6mm球刀，分模面上残料较少且余量均匀，可不必做半精加工。

（3）精加工 精加工需达到要求的尺寸精度和表面精度，同时兼顾效率，选择刀具时要考虑刀具强度及是否会留有残料或过切，曲面上有R2mm的圆角多处，故选择3mm球刀精加工曲面，分模面精加工选用4mm平刀。

（4）清角加工 清角加工是为了去除在较小圆角或直角的地方，由于精加工刀具进不去而留下的残料，刀具选择应考虑加工效率、刀具强度及能否去除残料。R0.4mm圆角处选择圆角半径R0.3mm直径4mm的圆鼻刀加工，曲面与分模面清角选择4mm平刀加工。

三、加工难点分析

基于以上工艺分析、曲面特点及技术要求，加工三角开关凸模难点有两个：一是浅平面与陡斜面问题，二是清角问题。

1、浅平面与陡斜面问题

精加工要保证整个曲面的加工精度，解决浅平面与陡斜面问题，且精加工用时最长，在解决加工质量问题的同时还要兼顾效率。因此，合理选择精加工方法至关重要。

MasterCAM8.0提供了十种曲面精加工方法，针对这一问题，编制刀具路径时大多采用以下几种方法：

（1）平行铣削+陡斜面加工 平行铣削加工采用X、Y方向的最大间距来控制刀具路径的细密程度，由于陡斜面的坡度很陡，同样的切削间距，在陡斜面上形成的刀痕要比在平面或平坦的曲面上大得多，使陡斜面的加工质量较差。因此，多会在平行铣削加工之后添加陡斜面加工刀路，如果陡斜面刀路的切削方式选择双向切削，则在刀具沿Z轴上升时由于刀具受力不均，导致加工质量下降，若选择单向切削，则刀具路径中提刀路径过多，严重影响加工效率。

（2）等高外形+浅平面加工 等高外形加工是用最大Z轴进给量控制刀具路径的疏密程度，在比较平坦的表面上，Z下降相同的距离要比陡峭表面的路径间距大得多，无法保证浅平面的表面质量，因此在编制刀路时大多在等高外形加工之后添加浅平面加工刀路，由于曲面上浅平面区域不连续，使加工顺序不理想，影响加工质量，且浅平面刀路中有很多提刀路径，此方法加工效率较低。

（3）环绕等距加工 环绕等距加工是生成一组环绕工件曲面的刀具路径，路径计算时间长，生成的NC文件大。对于形状不规则的曲面，在路径转向地方的路径间距大于其它位置的路径间距，会在工件表面形成刀具路径转折的刀痕，影响加工质量。

以上三种加工方法均使工件局部表面达不到加工质量的要求。根据曲面特点及MasterCAM精加工刀路特点，可采取分区域加工，即将浅平面与陡斜面分开加工，平坦的表面选择平行刀路加工，陡峭的表面选择等高刀路加工。三角开关曲面上部分平坦，下部分陡峭，可用切削深度确定平行铣削与等高外形的加工区域。这种加工方法与前面所述三种方法比较，在加工参数选择相同时，加工质量最好，加工效率也有所提高。

2、清角问题

（1）对于R0.4的圆角，可使用平刀或圆角半径略小于0.4mm的圆鼻刀加工，常选择以下几种加工方法：

○1使用交线清角加工，刀具选择R0.4mm的圆鼻刀，由于交线清角只能沿曲面交线的地方走一刀，若精加工所用刀具半径大于0.4mm，则会在两把刀都加工不到的区域留下残料。

○2使用放射状加工 设置起始补正距离为4.4mm，设定切削范围，只加工残料区域，此方法能够达到加工质量的要求，但加工路径往返较多。

○3使用环绕等距加工 可设定切削范围，使用圆角半径R0.3mm的圆鼻刀加工可去除全部残料，路径连续，提刀少，能够达到表面质量要求且效率高。

通过以上分析，加工R0.4mm圆角选择环绕等距刀路更为合理。

（2）球刀精加工之后会在曲面与分模面相交的部位留下圆角，应使用平刀清角，曲面上有5°的拔模角度，与上面所述情况相同，所以选用环绕等距或等高外形刀路，用切削深度限定加工区域，仅加工有残料的地方，此处残料高度为精加工所用刀具刀尖圆弧半径，故切削深度范围略大于此半径值即可。