通過熟悉模具的工藝和步驟，根據(jù)模具的材料，搭配科學的刀具，對加工的凸凹模進行分析，選擇合理的切削參數(shù)，制定合理的刀具策略進行切削控制。

一

前言

工業(yè)模具種類繁多，包括鑄造模具、精密鑄造模具、五金模具、塑料模具、輪胎模具、高低壓鑄造模具、熱流道模具、粉末合金模具等。模具制造過程的核心是數(shù)控加工，而數(shù)控刀具是數(shù)控加工的重要組成部分。俗話說“三分技術，七分刀具”，可見數(shù)控加工刀具的重要性。

2

模具的材料特性

模具材料包括碳素工具鋼、合金工具鋼、合金結構鋼、鑄鐵、不銹鋼、高溫合金、有色金屬和淬火鋼等。這些材料涉及機械加工的六組材料，模具材料又分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼等。六種大型模具材料和適用刀具材料的切削特性見表1[1]。

三

模銑凸輪的加工策略和標準刀具

加工策略和刀具是相互對應的，科學的選擇有助于保證效率、質量和成本。待加工的模具如圖1所示。根據(jù)相關標準，制定模具加工步驟，選擇相應的刀具。

模具的定位導柱、頂桿孔等功能孔需要用孔加工工具加工。孔加工工具及其圖表見表3。根據(jù)2D、3D、仿形銑削和多軸加工的刀具策略，選擇不同的刀具進行鉆孔、螺旋鉆孔、倒角鉆孔、整圓銑削和螺紋銑削。

加工模具時，每一步的切削方式是選擇刀具和切削路徑的關鍵因素。加工模具時，刀具如圖2所示，具體策略和圖示見表4。圖2中標記的數(shù)字對應于表4中的序列號。

四

工具的選擇

4.1考慮因素

模具銑削刀具選擇要考慮的因素有:①根據(jù)機床主軸接口(BT、HSK、NT、Capto等)選擇刀柄形式。).②選擇刀具結構(面銑刀、快速進給銑刀、方肩銑刀、整體合金銑刀、圓頭刀、球頭刀、倒角刀、鉆孔刀等。)根據(jù)模具的銑削策略和工步的大小。③根據(jù)模具結構和尺寸，分析模具型腔、凸模轉角和R角，確定最小切刀和最大切刀。用于第二次粗加工的第二刀具的直徑是第一次粗加工刀具的1/2，用于第三次粗加工的第三刀具的直徑是第二刀具的1/2。以此類推，清理模具型腔和凸模拐角處的材料，利用精加工策略進行高速精加工。刀具一般以④為準，一般結合垂直或水平R角選擇垂直或水平拐角處的角度清潔工具。

4.2不同模具加工的刀具選擇案例

(1)汽車沖床加工(見圖3)汽車沖床的材料(見圖3)為Cr12，其硬度為28 ~ 31 HRC。采用濕法加工，無需后熱處理。加工該模具時的刀具選擇見表5。

(2)汽車沖壓加工的鑄造模具(見圖4)采用鑄鋁。工件尺寸為500mm×300mm×160mm，垂直圓角半徑為4mm，水平圓角半徑為3mm，毛坯余量為8mm。消失模鑄造技術用于濕法加工。加工該模具時的工具選擇見表6[2]。

(3)汽車沖壓加工的型腔壓板的凹模(見圖5)材質為HT300，尺寸為500mm×400mm×150mm。由三軸立式加工中心濕式加工，調質處理后加工。加工該芯片時，工具選擇見表7。

五

新一代模具工具

目前，世界各大刀具廠在刀具細分市場不斷創(chuàng)新，每年都推出有競爭力的刀具，以提高質量，提高效率，降低成本?？筛鼡Q刀具系列得到了各大刀具制造商的積極推廣，其應用越來越廣泛。刀桿可采用合金材料，阻尼刀桿和合金阻尼刀桿的懸掛可達12次，大大降低了加工時的振動，表面質量提高了幾個數(shù)量級。最新工具在刀柄的材料和結構上進行了質量優(yōu)化。粗加工和二次粗加工時，可以快速更換刀頭。端銑刀頭、圓頭銑刀頭、倒角銑刀頭和鉸刀頭可以共用一個刀柄，大大降低了刀具投資，適合模具加工。

在模具加工中，刀桿懸臂應遵循最粗刀桿和最短刀桿的原則。當直徑與突出量發(fā)生沖突時，可采用合金刀桿、可更換刀桿和阻尼刀桿，以降低加工時振動的頻率和概率，從而保證加工效率、成本和表面質量。刀具按材質可分為鋼刀、合金刀、普通阻尼刀、合金阻尼刀和其他阻尼刀(3D打印刀等。).直徑3 ~ 4倍時選用鋼刀桿，直徑5 ~ 6倍時選用合金刀桿，直徑7 ~ 8倍時選用阻尼刀桿，直徑10 ~ 14倍時選用合金阻尼刀桿[3]。

對模具加工用刀柄進行了結構創(chuàng)新設計，部分創(chuàng)新刀柄如表8所示。

先進刀具的高效率是指提高切削三要素的能力，即提高切削速度、反饋ap和進給fz(或進給速度vf)。先進刀具的質量改進是指減少失效模式、優(yōu)化減振效果和提高表面質量。根據(jù)六大材料組和具體切削條件(特別是航空鋁合金的薄壁零件容易粘刀，鈦合金和鎳基合金容易磨損失效)，制作專用刀具。對于熱處理后硬度在60HRC以上的模具材料的加工，一些創(chuàng)新工具如表9所示[4]。

六

結束語

學習模具的CAM軟件和刀具的合理選擇是模具工程師的必修課。通過全面了解模具工藝和步驟，根據(jù)要加工的模具材料，匹配科學合理的刀具；通過對加工的凹凸模具進行分析，制定合理的刀具軌跡、刀具策略和切削參數(shù)，選擇合適的刀具類型進行加工，可以達到事半功倍的效果，達到提質增效降本的目的。