数控加工在轮胎模具花纹加工中应用二手仪器扣件驱动装置液压机卸扣Xv

(6) 提高了加工法兰盘质量。因为数控加工时刀具切削的激励频率远离工艺系统的固有频率，不会造成工艺系统的受迫振动，保证了较好的加工状态。由於切削深度、切削宽度和切削力都很小，使得刀具、工件变形小，保持了尺寸的精确性，也使得切削破坏层变薄，残余应力小，实现了高精度、低粗糙度加工。从动力学角度分析频率的形成可知，切削力的降低将减小由於切削力产生的振动（即强迫振动）的振幅；转速的提高使切削系统的工使用平板表面式振捣器或采取捣棒插捣作频率远离机床的固有频率，避免共振的发生。因此数控切削可大幅度降低加工表面粗糙度，提高加工质量。

图2 轮胎花纹模具

优化工艺，提高效率

高效刀具的选用

在数控加工中，正确地选择数控刀柄、刀具是很重要的。对数控刀具总的要求是安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好，在此基础上综合考虑工件材料的切削性能，机床的加工能力，数控加工工序的类型，切削用量以及与机床和数控装置工作范围有关的诸多因素。

对於轮胎模具的数控加工来说，为缩短生产周期，降低加工成本，我们在数控雕刻中选用了以下几种比较适合高速切削加工用的刀柄系统（图3-图7）。

图3中是适合高速加工的刀柄系统弹性夹套和热缩式刀柄。弹性夹套，这种夹紧系统是当前较流行的。由於其性价比较高，在欧美及中国市场广泛认同。尽管其价格高於PG/TG弹性夹套，但因其精度高，所以适合於高速切削加工。该系统的优点是：同心度较好；相对小的本体直径；夹紧力大；需要一个平衡的螺帽系统；不同类型的密封圈。

热缩式刀柄采用新的技术和设计。尽管它对所夹持的刀具有一定的要求，且需特殊的设备，但它具备了以下特点，所以备受某些领域特别是模具工业越来越多用户的青睐。其优点是：同心度较好；相对小的本体直径；离心力低；均匀的材质；夹紧力大；动平衡度很高；本体经热处理；有加热系统。

高精度HP（High Precision）夹套，采用新的技术和设计。尽管与ER弹性夹套相似，但夹紧方式是通过定位而不是螺纹，其精度可提高3倍，其价格比液压夹套低。该夹套的主要优点是：同心度好、夹紧力大、本体直径小、易於清洗、离心力小、易做动平衡。

液压刀柄采用新的技术和设计。由於采用了液压技术，所以装卸方便，定位准确。其优点是同心度好、本体直径小、易於清洗、拆卸方便等。

而对於铝材质的花纹块，加工时我们选用刀具时则兼顾了效率和成本，主要采用了螺纹铣刀（如图6），它的优点主要就是排屑性能很好，防止铝在切削过程中产生粘刀现象。

对於精加工的一些曲面，我们主要采用了加工性能比较优异的奶嘴铝合金铣刀，这种刀具的主要优势就是比较耐用，可以减少换刀测刀的次数，提高了效率。

加工程序刀路的优化

在轮胎模具花纹数控编程加工的操作过程中，首先需要加载毛坯，定义工序加工的对象，设计刀具，定义加工的方式并生成相应的加工程式。然後依据加工程式的内容作为公司布局新能源金属材料的主要 平台，如加工对象的具体参数、刀具的导动方式、铣削步距、主轴转速、进给量、铣削角度、进退刀点、干涉面及安全平面等详细内容来确立刀具轨迹的生成方式。最後再通过後处理生成机床能够识别的程序，实现对产品的加工。在这一过程中可以逐一分析问题的关键点，实现程序的优化，从而达到提高效率的目的。

我们在加工过程中需要不断优化刀路，必须做到以下几点：

进刀方式

以前我们在编程中通常是采用螺旋进刀的方式，这样做很浪费时间，通过不断的尝试，采用了坡铣进刀的方式。

由图8看出刀具始终保持连续切削，这样加工每个槽的时间大为缩短，提高了加工效率。

减少进退刀，尽量保持刀具的连续切削

由图9可见刀具始终保持连续切削，从头到尾刀具只有一次进刀和退刀的过程，节省了很多时间，提高了生产效率。

刀路优化後尽量减少走空刀

(1) 在加工过程中，尽量保持最大和稳定的切削速度，充分发挥机床和刀具的性能。

(2) 避免加工过程中加速度的不连续和突变，可在程序段中加入一些圆弧过渡段。

(3) 刀具运动时，保持恒定的主轴进给，产生相同体积的切屑。

(4) 尽可能减少铣削负荷的变化，使加工余量控制均匀。

(5) 减少无切削运动，无垂直方向的跳动，无切削方向的剧变。

(6) 小切削量大进给速率，高效切削，同时提高刀具寿命。

(7) 在保证插值公差的前提下，尽可能减少程序长度。

(8) 提供高度连续的光顺刀路轨迹。

数控机床作为一种高效率的设备，要充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺，以得到最优的加工方案。

本文通过对刀具的正确选择和对加工刀路的优化结果的对比，可以知道轮胎花纹模具在数控加工中必须针对其结构的特殊性、复杂性、多变性等特点，选择正确的刀具，同时改善其加工过程的刀具路线，以此来提高加工效率，体现出数控加工的效率和优点。

其实，在轮胎花纹模具加工过程中还能通过优化很多其它的内容来达到提高效率，比如采用高效率的编程软件、利用快速装夹和快速定位的工装夹具等。(end)