1 基于IPW的數(shù)控加工工藝

    一個(gè)零件的加工過(guò)程包括很多步驟。在傳統(tǒng)的數(shù)控加工編程中，由于數(shù)控編程員對(duì)每一步加工工序后哪些材料還沒(méi)有被加工掉不清楚，在進(jìn)行粗加工、半精加工、精加工或是換刀加工的工藝編程時(shí)，都是從零件毛坯開(kāi)始，這樣導(dǎo)致在進(jìn)行半精加工、精加工或是換刀加工時(shí)，數(shù)控機(jī)床要按照工進(jìn)的速度走完很多己經(jīng)加工過(guò)的毛坯表面（我們稱為空切），浪費(fèi)大量工時(shí)。

    在實(shí)際加工中，每一個(gè)加工工序完成后都有一個(gè)毛坯的中間過(guò)程，稱為IPW（InProcessWork-piece）。編程時(shí)可以將前個(gè)工序加工后生成的IPW作為后續(xù)加工工序的毛坯，進(jìn)而達(dá)到減少空切、提高加工效率的目的。這就是我們今天要討論的基于IPW的數(shù)控加工工藝，也是UG/CAM模塊提供的一項(xiàng)*的功能。

    模塊數(shù)控加工的質(zhì)量及效率基本決定了模具的質(zhì)量和交貨期。因此，探討*的數(shù)控加工工藝對(duì)提高模具質(zhì)量和按時(shí)交貨十分必要?？ㄣQ體覆膜砂疊型鑄造模具模塊如圖1所示，由鑄造方法獲得毛坯，再進(jìn)行加工獲得模具模塊。由圖1可知，模塊除了分型面上需要*清根（無(wú)圓角），其余zui小圓角為R3~5mm。此外為了降低成本，分型面清根擬采用鉗工手工清根。因此初步確定精加工使用zui小刀具直徑為8mm。根據(jù)鑄鐵模塊的特點(diǎn)，初步選定采用合金鑲片刀具進(jìn)行粗加工和半精加工，整體硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行精加工。

    加工由粗加工、半精加工和精加工三道工序來(lái)完成，下面分別討論其基于IPW的數(shù)控加工工藝。

    2基于IPW的數(shù)控加工工藝應(yīng)用

    2.1粗加工工藝

    粗加工zui小刀具直徑確定為16mm，加工余量側(cè)面為0.6mm，底面為0.2mm。對(duì)于模具模塊的粗加工，一般采用型腔銑。由于型腔銑是沿深度方向分層加工，不管分層多細(xì)，總會(huì)有臺(tái)階，所以在型腔銑后都要進(jìn)行等高銑。等高銑是沿零件橫截面輪廓進(jìn)行的一種仿形加工，切削條件比較一致，切削平穩(wěn)，工件表面的粗糙度情況也比較好。這里我們主要比較了傳統(tǒng)的型腔粗加工和基于IPW的型腔粗加工工藝。

    雖然模具模塊的形狀外形是一個(gè)長(zhǎng)方體，但已經(jīng)在內(nèi)部有了空腔，如圖1，而傳統(tǒng)的型腔銑工藝以一個(gè)長(zhǎng)方體為加工毛坯進(jìn)行數(shù)控編程，在加工出與模具模塊內(nèi)腔相同的具有一定加工余量的型腔后，再用平刀等高銑加工所留臺(tái)階，其加工工藝效果及參數(shù)見(jiàn)圖2，總加工工時(shí)為372.3min。 
可以看出，由于我們翻制的毛坯本身就只有均勻的6mm加工余量，與內(nèi)腔深度相差較大，且內(nèi)腔形狀己經(jīng)與圖2所示型腔銑加工的內(nèi)腔相同，因此采用傳統(tǒng)的型腔銑加工，*道16mm平刀型腔銑工序必然存在很多空刀，不僅增加了一個(gè)加工工序，而且也增加了大量的工時(shí)。

    基于IPW的型腔銑加工參數(shù)及效果圖如圖3所示。總加工工時(shí)122.4min。它是利用模具設(shè)計(jì)過(guò)程產(chǎn)生的模具模塊圖（圖1）作為傳統(tǒng)型腔銑加工后的中間過(guò)程，然后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行平刀等高銑的數(shù)控加工編程，雖然在曲面毛坯上編程增加了數(shù)控編程的時(shí)間與定位等輔助時(shí)間，但由于省去了傳統(tǒng)型腔銑的*個(gè)有較多空切的工序，可縮短數(shù)控加工工時(shí)50%以上，極大地提高了粗加工的效率。
傳統(tǒng)的半精加工工藝主要是逐步減小刀具直徑，以達(dá)到逐步減小加工余量的目的。編制數(shù)控加工程序時(shí)用粗加工后的輪廓重新作為編程與定位對(duì)刀的依據(jù)，編制程序花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)考慮到粗加工刀具直徑為16mm，一般先采用直徑為12mm平刀等高銑的數(shù)控加工工藝進(jìn)行加工，具體參數(shù)為:側(cè)面加工余量0.45mm，底面加工余量0.15mm,每層切深0.4mm;加工工時(shí)為:224.2min。然后采用l0mm球刀等高銑的數(shù)控加工工藝進(jìn)行第二次加工，具體參數(shù)為:側(cè)面加工余量0.1mm,底面加工余量0.1mm,每層切深0.3mm;加工工時(shí)為:284.1min?？偧庸すr(shí)為508.3min基于IPW的半精加工類似于基于IPW的粗加工工藝，即利用16mm平刀型腔銑粗加工程序生成一個(gè)IPW，然后基于此IPW，直接采用8mm平刀進(jìn)行型腔銑加工。側(cè)面加工余量和底部加工余量均為0.1mm，每層切削深度為0.25mm,總加工工時(shí)為391.2min。

    兩種工藝對(duì)比如表1所示，可以看出基于IPW的半精加工可縮短數(shù)控加工工時(shí)，而且基千IPW加工的圓角都達(dá)到R4mm，為后續(xù)的精加工留下了更小的圓角加工余量。
 3結(jié)束語(yǔ)

    利用UG軟件CAM模塊來(lái)編制加工程序，并針對(duì)模具模塊鑄造后加工余量較小的特點(diǎn)，充分利用UG軟件*的基于IPW進(jìn)行加工的功能，提出了基于IPW的模具模塊數(shù)控加工工藝，與傳統(tǒng)模具模塊數(shù)控加工工藝相比，該工藝具有節(jié)省工序、節(jié)省刀具、節(jié)省工時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，在保證模具精度和表面質(zhì)量的情況下提高了模具模塊加工的效率。而且實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)與制造的一體化，使模具在設(shè)計(jì)的同時(shí)就可進(jìn)行制造階段的相應(yīng)的數(shù)控加工編程工作，相比于傳統(tǒng)的在零件毛坯出來(lái)后再進(jìn)行制造階段的數(shù)控程序編制與加工來(lái)說(shuō)，縮短了模具的制作周期。