CN111375815A - 用异型刨加工模具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具加工领域的用异型刨加工模具的方法，该方法包括以下步骤：第一步，制作刨削刀，第二步，数控加工编程，第三步，首件刨削加工，第四步，首件测量，第五步，复制件刨削加工，第六步，复制件测量，第七步，装配模具；采用自制成型刨削刀即可进行刨削加工，刀具品种少，综合制造成本降低约20%～30%，综合加工时间缩短约30%～50%，且采用刨削加工方式替代传统的铣削加工方式，加工的模腔表面质量稳定，更适合加工异型模腔，刨削加工方式还可加工沿水平方向内凹的模腔，确保模具的完整性，通过本方法制造的模具所生产的密封圈更适合对密封性及强度要求更高的精密器械。

Description

用异型刨加工模具的方法

技术领域

本发明涉及模具加工领域，具体涉及用异型刨加工模具的方法。

背景技术

密封圈大多用橡胶材料制成，密封圈富有弹性和回弹性，且具有适当的机械强度，包括扩张强度、伸长率和抗撕裂强度等；另外，密封圈易加工成型，并能保持精密的尺寸。密封圈的制造方式可分为压缩成型和注射成型，两种制造方式均需要采用模具进行成型。

现有模具常见的制造方法均由CNC数控机床进行铣削加工，现有常见的铣削流程为：第一步，备刀具，包括粗铣刀、中铣刀和精铣刀；第二步，采用粗铣刀进行粗加工；第三步，采用中铣刀进行中加工；第四步，采用精铣刀进行精加工；第五步，进行首件测量；第六步，复制加工；第七步，装配。对于结构较为复杂的模腔，需要多种刀具和五轴机床进行配合，刀具规格多样，制造成本高，同时五轴机床的加工操作软件系统受制于国外设备技术及控制软件技术，导致成本较高，另外，在铣削加工过程中，还需要通过多个工步进行加工，耗时较长。

发明内容

本发明的目的是解决以上缺陷，提供用异型刨加工模具的方法，其加工的模腔表面质量稳定，且工作效率高，模具制造成本低。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

用异型刨加工模具的方法，该方法包括以下步骤：

第一步，制作刨削刀，根据需要加工模腔的形状要求设计刨削刀图纸，刨削刀的底部为异型刀锋，选用合适的刀体棒，用万能磨刀机按图纸要求加工刀体棒；

第二步，数控加工编程，采用软件包对数控机床进行编程，匹配专用刨削刀参数，设定需要刨削模具模腔的深度、路径及周长，路径为成圈的闭合路径，设定工作时按路径进行刨削速度为500～3000mm/min，每圈刨削深度进给量为0.005～0.02mm；

第三步，首件刨削加工，将刨削刀安装在数控机床的刀架上，同时安装需要加工的模具，设定首件模腔的位置，在对首件模腔进行刨削加工时，数控机床带动刨削刀按固定进给量沿Z轴方向向下进给，每向下进给一次的同时，数控机床带动刨削刀沿平面方向按预设的路径快速进行成圈的刨削，每刨削完一圈后再按固定进给量沿Z轴方向向下进给，在进行成圈快速的刨削过程中，遇到转弯时，要控制刀架的转动来带动刨削刀转向，使刨削刀的刀锋随之实现转向，通过反复不停机的进给和成圈的刨削，直至完成预设的总进给量；如需要加工模腔的内侧面沿水平方向内凹时，每刨削完一圈后再按固定进给量沿Z轴方向和需要加工模腔的内侧面方向向下倾斜进给，直至完成预设的总进给量，此时对首件模腔加工完成，加工完成的首件模腔底部的形状与刀锋的形状相同；

第四步，首件测量，通过在线测量工具对加工完成的首件模腔的深度、宽度和弧度进行测量，同时对刨削刀的外观进行测量，并对加工前和加工后的刨削刀的形状和尺寸进行对比，从而分析判断出加工首件模腔的质量稳定性，如稳定性不好，则需要进行刀具补偿，并算出刀具补偿值；

第五步，复制件刨削加工，设定其它模腔的位置，并按第三步的方式对其它模腔进行逐一刨削加工；

第六步，复制件测量，按第四步的方式对其它模腔的深度、宽度和弧度进行测量，同时对刨削刀的外观进行测量，从而分析判断出加工复制件模腔的质量稳定性，如稳定性不好，则需要进行刀具补偿，并算出刀具补偿值；

第七步，装配模具，采用上述第一步至第六步的步骤制作模具的上模和下模，并对上模和下模进行组装。

上述说明中，作为优选的方案，第一步中，设计刨削刀图纸后打印20倍刨削刀图纸，并采用投影仪对照20倍投影与20倍刨削刀图纸进行精准测量作业。

上述说明中，作为优选的方案，第四步中，在线测量工具包括在线显微镜和深度规。

上述说明中，作为优选的方案，第三步中，如需要加工模腔的左右内侧面均沿水平方向内凹时，需要分别用同样的加工方式按先后顺序单独对其中一侧面进行加工，两侧均加工完成后即对整个模腔加工完成。

上述说明中，作为优选的方案，所述刀锋的底面为弧形结构。

本发明所产生的有益效果是：采用刨削刀对模具进行成圈的刨削加工，由国产I5CNC加工中心操作系统控制，按固定进给量逐层进行刨削，直至完成预设的总进给量即可完成加工，采用三轴替代传统的五轴加工方式，与传统的五轴加工方式相比，采用自制成型刨削刀即可进行刨削加工，刀具品种少，可明显降低刀具所带来的成本，综合制造成本降低约20%～30%，整体加工时只需要采用一步式成圈的逐层刨削加工，综合加工时间缩短约30%～50%，且采用刨削加工方式替代传统的铣削加工方式，加工的模腔表面质量稳定，更适合加工异型模腔，直接将刨削刀的刀锋设计成需要加工的模腔的形状即可直接通过刨削加工方式制作异型模腔，同时，传统五轴铣削加工的方式并不能够直接加工沿水平方向内凹的模腔，刨削加工方式还可加工沿水平方向内凹的模腔，确保模具的完整性，从而可直接将合模线移动至远离中线的位置，确保模具制造的密封圈具备良好的密封性，避免合模线长期受摩擦，使密封圈更耐用，通过本方法制造的模具所生产的密封圈更适合对密封性及强度要求更高的精密器械。

附图说明

图1为本发明实施例的方法流程示意图；

图2为本发明实施例中刨削刀与加工后模腔的截面示意图；

图3为本发明实施例中刨削刀与模腔刨削状态截面示意图；

图4为本发明实施例中刨削刀的侧面视图；

图5为本发明实施例中刨削刀与加工后内凹形模腔的截面示意图；

图6为本发明实施例中刨削刀与内凹形模腔部分刨削状态截面示意图；

图7为本发明实施例中刨削刀与内凹形模腔全部刨削状态截面示意图；

图中，1为刨削刀，2为刀锋，3为模腔，4为模具。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本实施例，参照图1-图7，其具体实施的用异型刨加工模具的方法，包括以下步骤：

第一步，制作刨削刀1，根据需要加工模腔3的形状要求设计刨削刀1图纸，打印20倍刨削刀1图纸，刨削刀1的底部为异型刀锋2，刀锋2的底面为弧形结构，如图2和图7所示，选用合适的刀体棒，并采用投影仪对照20倍投影与20倍刨削刀1图纸进行精准测量作业，用万能磨刀机按图纸要求加工刀体棒。

第二步，数控加工编程，采用软件包对数控机床进行编程，匹配专用刨削刀1参数，设定需要刨削模具4模腔3的深度、路径及周长，本实施例的路径为成圈的圆形的闭合路径，设定工作时按路径进行刨削速度为mm/min，每圈刨削深度进给量为0.01mm。

第三步，首件刨削加工，将刨削刀1安装在数控机床的刀架上，同时安装需要加工的模具4，设定首件模腔3的位置，在对首件模腔3进行刨削加工时，数控机床带动刨削刀1按固定进给量沿Z轴方向向下进给，每向下进给一次的同时，数控机床带动刨削刀1沿平面方向按预设的路径快速进行成圈的刨削，每刨削完一圈后再按固定进给量沿Z轴方向向下进给，如图2和图3所示，在进行成圈快速的刨削过程中，遇到转弯时，要控制刀架的转动来带动刨削刀1转向，使刨削刀1的刀锋2随之实现转向，通过反复不停机的进给和成圈的刨削，直至完成预设的总进给量；如需要加工模腔3的内侧面沿水平方向内凹时，如图5-图7所示，每刨削完一圈后再按固定进给量沿Z轴方向和需要加工模腔3的内侧面方向向下倾斜进给，直至完成预设的总进给量，如需要加工模腔3的左右内侧面均沿水平方向内凹时，需要分别用同样的加工方式按先后顺序单独对其中一侧面进行加工，图5所示的内凹模腔3为对称结构，因此两组刨削刀1也为对称结构，分别先后进行刨削加工，图中刨削刀1下方的引线和箭头为刨削刀1加工时的控制移动方向，两侧均加工完成后即对整个模腔3加工完成，此时对首件模腔3加工完成，加工完成的首件模腔3底部的形状与刀锋2的形状相同。

第四步，首件测量，通过在线测量工具对加工完成的首件模腔3的深度、宽度和弧度进行测量，在线显微镜测量宽度和弧度，深度规测量深度，同时对刨削刀1的外观进行测量，并对加工前和加工后的刨削刀1的形状和尺寸进行对比，从而分析判断出加工首件模腔3的质量稳定性，如稳定性不好，则需要进行刀具补偿，并算出刀具补偿值。

第五步，复制件刨削加工，设定其它模腔3的位置，并按第三步的方式对其它模腔3进行逐一刨削加工。

第六步，复制件测量，按第四步的方式对其它模腔3的深度、宽度和弧度进行测量，同时对刨削刀1的外观进行测量，从而分析判断出加工复制件模腔3的质量稳定性，如稳定性不好，则需要进行刀具补偿，并算出刀具补偿值。

第七步，装配模具4，采用上述第一步至第六步的步骤制作模具4的上模和下模，并对上模和下模进行组装。

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.用异型刨加工模具的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

第一步，制作刨削刀，根据需要加工模腔的形状要求设计刨削刀图纸，刨削刀的底部为异型刀锋，选用合适的刀体棒，用万能磨刀机按图纸要求加工刀体棒；

第二步，数控加工编程，采用软件包对数控机床进行编程，匹配专用刨削刀参数，设定需要刨削模具模腔的深度、路径及周长，路径为成圈的闭合路径，设定工作时按路径进行刨削速度为500～3000mm/min，每圈刨削深度进给量为0.005～0.02mm；

第三步，首件刨削加工，将刨削刀安装在数控机床的刀架上，同时安装需要加工的模具，设定首件模腔的位置，在对首件模腔进行刨削加工时，数控机床带动刨削刀按固定进给量沿Z轴方向向下进给，每向下进给一次的同时，数控机床带动刨削刀沿平面方向按预设的路径快速进行成圈的刨削，每刨削完一圈后再按固定进给量沿Z轴方向向下进给，在进行成圈快速的刨削过程中，遇到转弯时，要控制刀架的转动来带动刨削刀转向，使刨削刀的刀锋随之实现转向，通过反复不停机的进给和成圈的刨削，直至完成预设的总进给量；如需要加工模腔的内侧面沿水平方向内凹时，每刨削完一圈后再按固定进给量沿Z轴方向和需要加工模腔的内侧面方向向下倾斜进给，直至完成预设的总进给量，此时对首件模腔加工完成，加工完成的首件模腔底部的形状与刀锋的形状相同；

第四步，首件测量，通过在线测量工具对加工完成的首件模腔的深度、宽度和弧度进行测量，同时对刨削刀的外观进行测量，并对加工前和加工后的刨削刀的形状和尺寸进行对比，从而分析判断出加工首件模腔的质量稳定性，如稳定性不好，则需要进行刀具补偿，并算出刀具补偿值；

第五步，复制件刨削加工，设定其它模腔的位置，并按第三步的方式对其它模腔进行逐一刨削加工；

第六步，复制件测量，按第四步的方式对其它模腔的深度、宽度和弧度进行测量，同时对刨削刀的外观进行测量，从而分析判断出加工复制件模腔的质量稳定性，如稳定性不好，则需要进行刀具补偿，并算出刀具补偿值；

第七步，装配模具，采用上述第一步至第六步的步骤制作模具的上模和下模，并对上模和下模进行组装。

2.根据权利要求1所述用异型刨加工模具的方法，其特征在于：第一步中，设计刨削刀图纸后打印20倍刨削刀图纸，并采用投影仪对照20倍投影与20倍刨削刀图纸进行精准测量作业。

3.根据权利要求1所述用异型刨加工模具的方法，其特征在于：第四步中，在线测量工具包括在线显微镜和深度规。

4.根据权利要求1-3任意一项所述用异型刨加工模具的方法，其特征在于：第三步中，如需要加工模腔的左右内侧面均沿水平方向内凹时，需要分别用同样的加工方式按先后顺序单独对其中一侧面进行加工，两侧均加工完成后即对整个模腔加工完成。

5.根据权利要求1-3任意一项所述用异型刨加工模具的方法，其特征在于：所述刀锋的底面为弧形结构。

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