NX在锻模加工中的应用

　　随着国内汽车市场新产品推出的加快，整车厂家对零部件厂商的交货期有了更高的要求，上海爱知锻造有限公司通过采用NX CAD进行产品设计和模具设计，采用NX CAM数控编程，满足了厂家的要求。NX是集成CAD、CAM、CAE为一体的三维参数化软件。CAD模型文件和CAM加工文件是两个有相关参数的文件，当设计更改时，CAM加工文件中的模型也自动更新，这样只需要重新计算NC程序，非常方便快捷，提高了工作效率。

1 加工工艺分析

　　我公司模具材料热处理后硬度达到42～50HRC，加工设备是日本牧野高速加工中心V77，最高转速达到20000转·min^-1，高速切削可以通过小的切削深度和厚度以及高进给来提高金属切削量。机床的刀具系统包括配置了40把刀具的刀库。R5，R4，R3，R2.5，R2mm的球头刀按悬长30，50，70mm来设定刀具刀号，可以按照不同的加工深度来选择合适悬长的刀具。加工程序按照刀具的寿命分段，机床自动换刀，以实现无人操作的自动加工。

　　以曲轴模具为例来分析加工工艺方法：采用粗加工型腔、半精加工型腔、精加工型腔和清根4道工序进行。

2 刀具选择的原则和加工参数的选择

　　刀具弯曲量的大小对刀具寿命和模具的表面质量有很大的影响。弯曲量计算公式如下：

　　式中：δ为弯曲量；P为刀具径向切削力；L为刀具悬长；E为刀具的杨氏模量；D为刀杆直径。

　　为减少刀具弯曲量，在刀具条件固定的情况下，可通过如下方式：其一，尽量选用大直径的刀具，当刀具直径增大25%时，刀具刚性增大244%；其二，减少刀具的悬长。刀具的刚性和悬长的3次方成反比。一般情况下，当L/D<3时，刀具为充分刚性；当L/D=3～6时，为普通刚性。当悬长增长时，加工性能和刀具寿命都会下降。

　　刀具加工参数的设定主要与模具材料的硬度、材料的加工性能等因素有关。刀具应选用涂层硬质合金刀具，TiAlN涂层在加工高硬度模具时性能较好。刀柄选用HSK刀柄，最好是热膨胀式，热膨胀式刀柄径向跳动小、刚性好，有利于提高刀具寿命和加工质量。

　　图1是机床厂商提供的基本的加工参数，可以根据刀具手册上的加工参数按实际加工条件作适当的调整来设定刀具的转速、进给速度、切削深度和步距。

    图1 加工参数

　　切削速度为：

　　刀具进给量为：

　　式中：v为切削速度(m·min^-1)；n为刀具的转速（转·min^-1）；F为刀具进给量(mm)；fx为每齿进给量(mm)；Z为刀具齿数。