CN116442637A - 一种冲压字模的雕刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冲压字模的雕刻方法，针对冲压字模的相关特性，结合其冲头的特点和刻字的特点，根据图纸的相关要求，设计出冲压字模的字体，确定字体的大小和高度，并根据工程图的大小设定恰当的加工范围，合理选择加工刀具，分层累加地进行加工，从而得到最真实的加工程序。这样的加工方法，有效地执行了设计的意图，准确的反映出字体在产品上的位置，避免了刻字刀具在加工过程中的过切、断刀和跳刀现象。因程序较为简单，后处理的计算量不是太大，所以程序占用的存储空间相对较小。在实际加工时，数据的传输速度是较顺畅的，使得加工出来的冲压字模的字体笔画匀称，边缘整齐，字体尖角清晰，冲模后的产品刻字符合设计的要求。

Description

一种冲压字模的雕刻方法

技术领域

本发明涉及一种冲压字模的雕刻技术，尤其是批量加工冲压字模时的雕刻技术。

背景技术

五金冲压件产品表面都会有各种不同的字，它们起着标识的作用，用于标识产品的材料，产品的代码，产品的名称，产品的物流号，产品的左右标识，等等。在此类冲压件的模具设计和制造过程中，在模具的成型面上需要生成相应的字体，这是冲压模具设计制造过程中的一个重要环节。冲压模具成型面的字体，首先要满足产品设计的功能要求，即是字体的内容的准确性，字体位置的准确性；其二为外观装饰作用，这是要求字体的外观要漂亮，清晰，以提高产品的竞争力；其三，要满足冲压件的批次更迭和年月日期编号的变化，现在冲压模具上对于有字体要求的地方，都是采取镶拼冲头的模式，我们称之为冲压字模。其也是冲压冲头入子的一种。

常规的冲压字模字体一般多为黑体字和宋体字为主，其中尤以黑体字居多，因为其加工简单，笔画单一，粗细均匀；相反，宋体字则笔画有粗细之分，加工复杂，难度较高。限于当前的加工实际水平以及加工机床的特性，冲压字模的加工存在着一定的困难。同时，冲压字模是属于易损件，需要经常性地更换，如果单纯地采购标准件，其成本也较大，采购周期也较长。所以在冲压产品设计阶段，设计者考虑到实际的制造技术，一般都会选择平面处设计冲压字模。在工程设计阶段，都会采取规则的方块进行镶拼，此类设计是方便维修，方便更换字模。在目前来说，冲压字模一般都是采取电腐蚀加工技术以及EDM放电加工两种方法，此类加工方式虽说字体比较清晰，但是，此类冲压字模的加工方法，不能控制其尺寸及精度，特别是字体的位置不能确定，人为因素过多，严重时会影响冲压件产品的批量生产的一致性。现在虽有镜面电腐蚀加工技术，但其加工时间过长，成本过大，而且前期的机床投资也比较大，所以，如何快速简单地加工冲压字模，已成为模具制造企业的迫切需要解决的难题，突破此难题就能实现冲压字模的自己生产自己供给，缩短字模的采购时间和减少采购成本，以提高产品的附加值和竞争力。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种冲压字模的雕刻方法，实现复杂的冲压字模的雕刻。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种冲压字模的雕刻方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)冲压字模工程图的设计：合确定产品上的字体的位置，确定字体的大小，确定字模的大小及高度，，在冲压字模工程图设计阶段，选择产品为平面的地方设计字模，方便字模的加工与冲压产品的实际生产；

2）冲压字模上字体的设计：冲压字模在加工编程时，需要考虑到冲压字模的冲裁方向和冲裁力度，字模的侧壁必须要增加锥度，以增强字模冲头的结构强度；同时，在对冲压字模的字体设计时，考虑到产品的效果，字体的口部需要有一定的宽度，字体的口部宽度在0.15MM，字体的侧面锥度为单边30°，字体的高度控制在0.5MM高度；

3）冲压字模加工策略的确定：确定冲压字模的加工范围和加工工艺，以及根据加工的目的和要求来设定基本加工参数，为刀具路径的生成规定方向和范围，选择加工软件，选择加工参数，选择加工工艺，都是为了更好地雕刻出此冲压字模，同时，要考虑到机床的加工性能，编制加工程序； 4）冲压字模上加工刀具路径的生成：运用编程软件，对加工程序设置进刀、退刀、加工、空走刀的位置，优化加工程序，分配加工工序，综合各种加工工艺，最终形成冲压字模的加工刀具路径；

5）冲压字模加工程序的后置处理: 机床所需要的加工NC代码通过刀位的后处理文件的直接生成，根据不同机床选择不同的后处理文件，注意到后置处理时加工精度的设定，使前面的加工刀具路径程序，能转成相应机床能直接读取的NC代码程序，直接由机床读取并运行。

本发明是针对冲压字模的相关特性，结合其冲头的特点和刻字的特点，根据图纸的相关要求，设计出冲压字模的字体，确定字体的大小和高度，并根据工程图的大小设定恰当的加工范围，合理选择加工刀具，分层累加地进行加工，从而得到最真实的加工程序。这样的加工方法，有效地执行了设计的意图，准确的反映出字体在产品上的位置，合理避免了刻字刀具在加工过程中的过切、断刀和跳刀现象。因程序较为简单，后处理的计算量不是太大，所以程序占用的存储空间相对较小。在实际加工时，数据的传输速度是较顺畅的，不存在数据传输的停顿和卡顿现象，使得加工出来的冲压字模的字体笔画匀称，边缘整齐，字体尖角清晰，冲模后的产品刻字符合设计的要求。

附图说明

图1是冲压模具字模工程图。

图2是冲压字模字体设计效果图。

图3是冲压字模加工程序路径示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

一种冲压字模的雕刻加工方法，包括以下步骤：

1. 冲压字模工程图的设计：在五金冲压产品设计过程中，根据产品客户的要求和国家法规的强制要求，合理确定产品上的字的位置，合理确定字体，避免一些难以实现的字体，多选择一些简单线条的字体。在确认字体后，重点需要考虑字体的大小，字体的位置。在产品表面的空间位置关系上，确定字体的方向，是与产品表面是法向垂直还是与脱模方向平行，当然，为了我们的加工方便与产品的实际生产，我们定当选择字体与产品脱模方向平行，这样使得设计出来的字体较为光顺和平滑。

在此过程中，重点关注的是一定要把冲压字模的范围字体设计在冲压件的平面上，以方便设计和制造。字模的范围要合理，不需要的地方不需要镶拼。字模的设计需要考虑后期的维修的方便，即是方便快拆快装。字模的设计需要增加挂台，方便固定。字模的尺寸，需要规则，做好防错设计，避免字模的安装时出现混乱。这样做也是方便在编程时，不会搞混各个产业字模的编号和顺序。

2. 冲压字模上字体的设计：

在得到冲压字模的工程图纸后，编程人员应先根据图纸的数据进行冲压字模的字体的设计，同时，必须保留字体与产品之间的关联关系，在使用Unigraphics设计过程中，其有个专有名词，也就是一种“参数关系”。只要在设计过程中没有删除掉此参数关系，那么就可以对冲压字模进行任意的设计，都不会影响到字体的形状及其固有的性质。在冲压字模设计结束时，连带此参数关系一同导入到原始数据中，以供备份，而冲压字模的入子则可以单独输入到编程软件中去，进行单个的程序编制。

在冲压字模的字体设计时，既要考虑到字体在冲压模具成型表面的这一重要特性，也要考虑到冲压字模也是冲头的这一属性，所以要考虑到冲压字模的耐用性，即冲头的使用寿命，所以字体的侧壁必须增加锥度，以增强冲头的强度；又要考虑到字体的成型，设计到产品的实用性，即外观要求，所以，字体的口部需要有一定的宽度，既不能太尖，太尖了字模冲头容易断裂，口部太宽的话，冲压后的产品上的字体会比较模糊。总而言之，也就是说此过程中要考虑到冲压字模的强度，又要考虑冲压字模的实用性，要兼顾二者。

3、冲压字模加工策略的确定：

确定冲压字模的字体后，即需要根据字模的大小来确定加工范围和加工工艺，以及根据加工的目的和要求来设定基本加工参数，为刀具路径的生成规定方向。

对于此冲压字模的加工来说，首先是要根据冲头的材料来规划加工工艺策略。现在的冲压冲头的材料，一般都是SKD61淬火后的，其材质的硬度达到HRC58-62度，早期的也可以用Cr12淬火后使用，其硬度也达到HRC52-56度，所以加工策略的确定，首当其冲的是要了解加工对象的性质。其次是要考虑到冲压字模的字体性质，一般采取WCUT的走刀方式进行精加工。在加工时还得分两步来：首先是粗加工，在确定字体的大小后，合理地选择编程的刀具，选择带有锥度的平底刀，这样加工后的字模的字体的侧壁就会有比较好的锥度；其次，在粗加工后需要增加精加工，此时的刀具直径应当选择小于前面开粗刀具的一半，重点是对字体的侧壁和拐角进行精加工时，一般采取WCUT的中的等高策略，减少抬刀的次数，以保证字体的侧壁与刀具的锥度相吻合。

冲压字模的雕刻加工技术的关键要素是确保字体的侧壁的锥度，光顺，光滑，和光洁度。一般会采取累积加工方式进行。即在用WUCT的走刀方式进行粗加工和精加工时，每次只会加工0.02MM的切削量，一般冲压字模的字体的深度在0.5MM，加工过程中减少换刀和抬刀，增加小刀的精加工，以确保最后侧壁的切削量最少，以确保字体拐角处的残料清除干净，同时能起到最关键的收光的作用。

4、冲压字模上加工刀具路径的生成：

在计算冲压字模字体加工程序的时候，应根据字模大小和字体在字模中的布局，适当地收缩加工范围，也就是先用一个较小的虚拟的边界线进行字体程序的计算，计算时需要计算出刀具的锥度夹角和深度的三角关系，就会得出最终的冲压字模的加工程序，这样计算后得出的程序在实际加工后就会比较符合字体的设计意图。程序计算后还需要要适当地进行程序的连接调整，使得程序的抬刀、空刀、进刀、退刀都在安全值范围内。

在仔细核对程序并进行软件的模拟后，就可以对刀具路径进行优化，调整加工参数，对进刀、退刀、加工、空走刀的位置分别设定标志，并根据精雕加工原理及相应算法，获得精雕加工文件。

5、冲压字模加工程序的后置处理: 机床所需要的加工NC代码通过刀位的后处理文件的直接生成，在对NC程序模拟并确认安全后，就可以根据不同机床选择不同的后处理文件，生成相应机床能直接读取的G代码程序，直接由机床读取并运行，字模的雕刻加工G代码通过刀位文件的后处理直接生成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种冲压字模的雕刻方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)冲压字模工程图的设计：合确定产品上的字体的位置，确定字体的大小，确定字模的大小及高度，，在冲压字模工程图设计阶段，选择产品为平面的地方设计字模，方便字模的加工与冲压产品的实际生产；

2）冲压字模上字体的设计：冲压字模在加工编程时，需要考虑到冲压字模的冲裁方向和冲裁力度，字模的侧壁必须要增加锥度，以增强字模冲头的结构强度；同时，在对冲压字模的字体设计时，考虑到产品的效果，字体的口部需要有一定的宽度，字体的口部宽度在0.15MM，字体的侧面锥度为单边30°，字体的高度控制在0.5MM高度；

3）冲压字模加工策略的确定：确定冲压字模的加工范围和加工工艺，以及根据加工的目的和要求来设定基本加工参数，为刀具路径的生成规定方向和范围，选择加工软件，选择加工参数，选择加工工艺，都是为了更好地雕刻出此冲压字模，同时，要考虑到机床的加工性能，编制加工程序； 4）冲压字模上加工刀具路径的生成：运用编程软件，对加工程序设置进刀、退刀、加工、空走刀的位置，优化加工程序，分配加工工序，综合各种加工工艺，最终形成冲压字模的加工刀具路径；

5）冲压字模加工程序的后置处理: 机床所需要的加工NC代码通过刀位的后处理文件的直接生成，根据不同机床选择不同的后处理文件，注意到后置处理时加工精度的设定，使前面的加工刀具路径程序，能转成相应机床能直接读取的NC代码程序，直接由机床读取并运行。