王东征

摘 要：伴随着社会的发展，对机械制造业的要求越来越高，为了满足社会对机械制造业的要求。我国需要制造一大批的技术型人才。这些人才需要具备高技能、高素质、操作性高的技能。需要对模具深腔曲面多轴数控铣削加工的技术进行加强和培训，为模具制造业的发展提供一定的基础。模具制造业是我国发展的一大产业，要想发展模具产业，需要对技术进行改善和提升，就目前的状况而言，多轴数控加工中还存在一些问题，我们可以从这些问题着手，分析和研究模具深腔曲面多轴数控铣削的加工技术，根据分析的结果提出一些解决措施。

关键词：多轴数控加工；数控机床；铣削加工；刀具路径

一、主要问题

模具制造与其他产业相比具有很多优点，比如所需要的成本比较低，对环境产生的污染力也比较小等。想要发展模具制造业就需要模具水平达到一定的程度，就要保证制造业的发展速度和产品的质量。模具制造业是高新技术制造产业的重要组成部分，且我国现在制造业的评价水平也以模具工业的发展水平为准，是重要的评价指标。传统的模具加工模式使用的工具是三轴数控机床，伴随着模具制造技术的提高，多轴铣削加工逐渐取代了传统的三轴数控機床。要想提高多轴加工时的加工精度，就需要对多轴铣削加工技术进行探究，在技术上进行改进和提高。

目前的现状主要存在的问题有两种，分别是：工件的定位问题、数控机床问题。对模具生产制造的过程进行分析可以得出，多轴数控加工技术比较容易受到外界因素的影响，这就会产生一些问题，主要有：工件的尺寸检测需要确保准确无误，且尺寸检测时需要大量的成本资金；工件在装配时对夹具和进度都有不同的要求；在装夹阶段中可能会有一些比较难识别的深腔曲面，这些深腔曲面在加工时存在一些缺点，比如：需要花费大量的时间、在加工时的工作效率也比较低等。对于数控机床技术的问题而言，现在的机床加工水平有限，使得数控机床的性能没有发挥到最大的作用，得到了一定的限制。在工艺的参数设置上比较保守，不善做出创新和改变，这就对数控机床技术的发展产生阻碍；有时在运行过程中可能会出现参数不匹配的问题，对机床性能有比较大的影响。

二、多轴数控铣削加工的主要影响因素

1.顺削受力的影响。在多轴数控加工中工件会受到多种力的作用，比如：轴向分力、切向分力、径向分力、微元刀刃所受到的分力等。要想使每个刀齿的切削厚度由最大值逐渐减小直至降为零，就要将顺铣切削模式应用到数控加工中。工作过程中刀具会由切入状态转变为切除状态时，会受到工件的挤压力，刀具受到的挤压力不均衡，可能出现切削不彻底的问题。按标准情况来说，刀具切出以后，切出的角度达到九十，此时的切削厚度为零。

2.刀具倾角的影响。在多轴数控加工中常用的工具是球头刀，球头刀前角和侧倾角都会对铣削阶段的切削力产生影响，其中前倾角对刀具切削力的影响最大。刀具的倾角一旦发生变化，水平方向和垂直方向的瞬时未变形切削厚度都会发生变化。如果前倾角不为零，有效切割速度和瞬时未变型切割厚度之间有一定的差异，因为这些差异，所以工作人员需要采用逆铣削加工方式。逆铣削加工方式指的是刀具在水平方向上进行反向水平运动，垂直上进行进给运动。总的来说，刀具倾角会对深腔曲面多轴数控加工的切削能力产生影响，也会对机床的加工效率和工作质量产生影响。

三、多轴数控铣削技术的改进

1.合理确定设计变量。从多轴数控加工的过程中来看，加工刀具的参数变量、刀具倾角、切削宽度和切削速度等都会影响切削的效果。如果设备切削稳定性出现问题，则会使刀具变形幅度增加，根据实际的设备要求，做出准确的参数设置。对模具深腔曲面加工技术进行分析，通过构建铣削力模型，来对顺铣、逆向对平头铣刀和球头刀产生的影响进行分析。对模型进行分析，然后对这些因素产生的影响进行探究。

2.刀具的路径优化。深腔曲面数控加工中常用的铣削方法有顺铣和逆铣。不管是顺铣和逆铣都可能会出现“让刀”现象。设备的切削力和刀具的材料等都可能会产生“让刀”现象，要想保证加工时的精度就需要使用变形量相对较小的铣削工具。在基本条件相同的情况下，实验数据表明，顺铣表面粗糙度在精加工的环境下要低于逆铣表面的粗糙度。因此要想提升加工的精度可以采用顺铣，对于想要获得理想的表面粗糙度可以采用逆铣。垂直侧壁的走到方式主要有四种，分别是：垂直上坡模式、垂直下坡模式、等高上坡模式和登高下坡模式。影响这些模式的主要因素有正前倾角、负前倾角、正侧倾角和负侧倾角。经过实验得出，在其他条件相同的情况下等高上坡和垂直上坡是比较理想的走刀方式。在型腔加工阶段时采用登高上坡加工方式，会减少空刀量的基础，提高数控系统的工作效率。

3.模具深腔加工误差分析。加工误差问题的主要因素是多轴数控铣削加工中的热缩刀具系统变形，机床本身和热变形问题对加工的误差影响比较小，可以忽略不计。曲面加工过程中常用的工具有许多，比如：球头刀等。在切割时路径等会产生差异，所以在预测加工误差进行补偿的基础上，可以提高加工的深度。

四、模具深腔曲面多轴数控加工技术的展望

根据目前曲面多轴数控加工技术的现状来看，从切削条件对铣削力的影响进行考虑，对球头刀铣削工作进行更加深入的研究。铣削加工中常见的问题包括切削振动，在以后对数控的技术研究中可以加大这方面的研究。

五、总结

多轴数据加工中常见的重要问题包括工件定位和数控机床技术对于多轴数控。对于铣削技术的改进措施可以通过以下几个措施，比如：合理确定设计变量、对刀具的路径进行优化、对模具深腔加工进行误差分析，然后提出对应的解决措施。通过实验数据的分析，来提高深腔多轴数控加工技术的加工深度，为我国模具产业的发展打下坚实的基础。当前社会需要高技术、高素质、高能力的人才，为满足社会的发展，需要打破传统的教育理念，改变错误的认知，把培养高素质技术型人才纳入教学重点，为我国模具制造业培养一系列的人才，促进模具产业的发展。

参考文献：

[1]王乐文.模具深腔曲面多轴数控铣削加工技术探析[J].南方农机，2017，（2）.

[2]张琦，马艳花.模具深腔曲面多轴数控铣削加工技术[J].南方农机，2015，（11）.

[3]王启香.模具深腔曲面多轴数控铣削加工技术的探究[J].设备管理与维修，2018，（1）.