可降解餐盒模具加工外觀缺陷的改善

鄺榮聰，蘇德發(fā)，李偉健

（珠海格力精密模具有限公司，廣東珠海 519070）

1 可降解餐盒（紙漿）模具加工中出現(xiàn)的問題

整個產(chǎn)品(餐盒)的制造在模具上分為4道工序進行，模具的設(shè)計為一模多腔，工序三的模具凸凹模為整體式，工件大（見圖1），凸凹模模型為斜面，加工時間長，周期長；另外3道工序的模具做了鑲拼結(jié)構(gòu)（見圖2），實際加工中工件外形邊刀進退刀起臺階；擴孔鉆時纏屑嚴重，導致加工中斷鉆頭；凹模內(nèi)型面接刀痕明顯，工件外觀不達標。

圖1 大工件

圖2 鑲拼結(jié)構(gòu)

2 針對問題制定解決方案

（1）斜面加工時間長的問題。

凸凹模型面特征面為規(guī)則20°斜面（見圖3），按常規(guī)加工方法，用球頭刀逐層加工（見圖4），機床的加工時間會很長。

圖3 20°斜度

圖4 等高逐層加工

根據(jù)斜面的度數(shù)，制造鋁件專用錐度球頭銑刀（見圖5），刀具的錐度與工件所需要加工的特征斜面一致，在底部磨R2.5mm球頭，避免上下接刀痕。在加工時，用刀具的側(cè)刃邊刀加工，下切量可以由0.35mm加大到10.0mm（見圖6），效率大幅度提升（提升6倍），表面光潔度也有明顯改善。

圖5 20°錐度球頭刀

圖6 錐面?zhèn)热屑庸?/p>

（2）外形邊刀進退刀起臺階問題。

常規(guī)刀路的進退刀點設(shè)置在直邊處（見圖7），有些機床因使用年限長，導軌磨損，在進退刀點會出現(xiàn)明顯的接刀痕（見圖8）。

圖7 進退刀點

圖8 進退刀痕

調(diào)整進退刀點（由直邊調(diào)整到拐角R角）（見圖9），調(diào)整進退刀R角及重疊值，軌跡設(shè)置為圓弧進退刀（見圖10），便可避免此類問題的發(fā)生，圖11所示為調(diào)整后的加工實物，工件表面光順，再無進退刀痕。

圖9 進退刀點

圖10 進退刀設(shè)置

圖11 加工實物

（3）擴孔鉆時纏屑嚴重，導致加工中斷鉆頭。

在對鋁件擴孔加工中，鋁屑纏鉆頭嚴重（見圖12），嚴重影響零件的表面質(zhì)量及鉆頭加工壽命。通過將冷卻方式由液體改為經(jīng)主軸（見圖13），在鋁屑產(chǎn)生的初期就利用經(jīng)主軸中心的高壓水將其沖掉（見圖14），若還有纏屑現(xiàn)象，可在鉆完10個孔的程序完成后，在末端輸出主軸反轉(zhuǎn)程序：抬高零件表面100→M4 S3000，甩掉剩余纏屑，調(diào)整后，再無纏屑現(xiàn)象。

圖12 纏屑

圖13 調(diào)整冷卻方式

圖14 沖鋁屑

（4）凹模內(nèi)型面接刀痕明顯問題。

凹模型腔內(nèi)，四邊斜面用定制錐度刀加工后，再用球頭刀加工頂面、底面及拐角R（見圖15），刀路2與刀路3無縫銜接時刀路重疊了少部分（見圖16），在進行特征銜接加工時，雖然3條刀路都是零對零加工，但是側(cè)面R角與底部R角有明顯接刀痕（見圖17）。

圖15 加工底面及拐角R

圖16 刀路少量重疊

圖17 有接刀痕

調(diào)整工件內(nèi)側(cè)R角刀路的加工深度，直接加工到內(nèi)腔底面（刀路2），再加工底部R角（刀路3）。在加工底部R角時，側(cè)面進行負余量（-0.01mm）加工（見圖18）。調(diào)整后實際加工的實物，工件表面光順，無接刀痕（見圖19）。

圖18 負余量加工

圖19 無接刀痕

3 結(jié)束語

可降解餐盒（紙漿）模具所使用的材料主要為6061-T6鋁合金，此料材質(zhì)較軟，加工中若不能有效排屑、散熱，便很容易粘刀，工件容易變形，質(zhì)量也得不到保證。因此，合理的刀具選用、切削參數(shù)、冷卻方式、裝夾方式及加工工藝，是確保工件高效、高質(zhì)加工的關(guān)鍵。在實際加工中，穩(wěn)定的機床也是不可缺少的加工要素，因機床自身狀態(tài)不穩(wěn)定，實際加工出來的工件質(zhì)量也會受到很大影響，在實際應(yīng)用中，也要根據(jù)機床的實際狀態(tài)來進行調(diào)整加工工藝，以確保加工出合格的工件。本文針對鋁模在實際加工遇到的問題進行總結(jié)分析，并結(jié)合實際解決問題，為此類工件的加工提供可行有效的解決方案。