2005年春天，我带了一批学生到上海南汇一家小规模的模具工厂实习。老板谈先生是我的同乡，他是模具行业的一把好手，有多年做模具的经验，为人也非常厚道。对我们的到来是非常的欢迎。正值南汇的“桃花节”，他的工厂恰恰就在桃花深处，故人相见不免多喝了几杯。 谈先生告诉我，厂里正在做一套模具，结构倒是非常简单，但是其中的前模镶件想不到好的加工方法，我还真不敢相信，谈先生是机械专业科班出生，又是CNC的高手，还有他搞不定的加工问题？。产品如下图：   前模镶件如下图：  型腔面上共有81个球型的凹坑。球直径3毫米，深度0.7毫米，也不是要求镜面，只要坑口轮廓清晰，型面没有刀纹，当然，如果可能的话，最好是越光越好。但是做了好几遍，就是达不到要求。料倒是浪费了好几块，都是进口的S136H。很贵，每公斤100多元，浪费了料当然心疼。最要命的是模期已经过了5天，客户急得直骂娘。 我仔细看了模具图，嘿，你别说，要做得漂亮，还真的不容易。谈先生告诉我他们几次做坏的经过： 刚开始先是用成型球头刀踩的，由于刀的中心的线速度为零，每一个切削点的线速度都不一样，所以加工出来的型面有一圈一圈的刀纹，而且因为是手工操作的，一不小心，有一点点搞深了就要全部报废重做。 再用加工中心来加工，出来的型面也是一圈一圈的刀纹，而且更难看。边缘的轮廓模模糊糊的。更别说抛光了。 又用加工中心做了铜电极，再用火花机来加工，但是铜电极在抛光时非常容易变形，而且加出来的表面很硬，抛光时也会严重变形。 这三种方法，形状都是可以做出来的的，就是最后抛光困难，而且凹坑的边缘很难保护，肯定产生塌角，影响产品的外观。最好能够找到一种方法，加工出来直接就是光面。 “这样当然好啦”我说：“我还想点石成金呢。你想啊，深度才0.7，又是球面，抛光不塌边才怪”。听了介绍，我知道这个问题是比较困难的，如果没有好的方法，换了我来做，也是一样。和谈先生聊了几句，心里的压力很大，他们工厂规模不是很大。能够接受我带学生来实习（一般的模具工厂都不愿意），是冲着我的名头来的，假如我也搞不定，那不是要“砸招牌”了吗？但是我搜肠刮肚，一下子好像也想不到什么好的办法。真的要投降吗？其实在条件好的工厂，用进口的石墨，用专门加工石墨电极的高速加工中心做出电极，再用“夏米尔”火花机加工，是可以达到要求的。可是他们工厂没有这个条件，拿出去“外协加工”，时间也来不及。（可能加工费会是天价）看来模具工厂的老板也不好做啊。 晚上睡在床上，心里盘算着各种可能性，最后我想只有用高速切削的方法。但是，工件的硬度和刀具的硬度及转速都可以控制的，就是球头铣刀旋转中心的线速度是零的问题怎么解决？回忆起我几十年的模具加工的经历，说真的，还没有投降过。翻来覆去，一直到天亮也没有一点睡意。 从住地步行到工厂去的路上，看到一个小孩在路边玩“陀螺”，我好奇地停下了看了一下，当陀螺快没“劲”的时候，侧过来还在旋转，这个镜头一下子使我开了窍。假如将球头铣刀侧过一个角度，球坑的中心的切削线速度就不等于零了，问题不就解决了吗？说来也巧，哪壶不开提哪壶啊。 一到工厂，说干就干，我与车间主管讲好，让我亲自操作，我就选了一台摇臂铣床，把铣头转过30度，如下图：  铣刀是选用日本“东芝”牌的，铣床主轴转速打到每分钟2500转。我先找一小块硬度38度的H136做试验，神了，铣出来的凹坑竟然是贼亮贼亮的。但是用放大镜仔细看，还是隐隐约约有一点点反光不一致，因为刀刃的旋转中心的转速肯定是为零的，不过现在不在球坑的中心罢了。（见下图）  从图中可以看到，虽然将铣刀斜过了30度，但是在型腔里还是有一点的转速是为零的，（其实不为零，因为二刃铣刀的二个刃口之间有横刃），当我们加工过一遍后，将工件转过180度，按原数据再加工一遍，由于3毫米球头刀的弹性（有让刀），反过来加工还是可以刮到一点点的（大约0.02左右），重新搞了一遍后，型面的光亮度就好多了。 由于是用手工操作的，在正式加工的时候，在铣床的升降方向用一个百分表来控制，以保证每一个凹坑的深度一致（0.02以内），这样就完全达到了客户的要求。 有一点很重要，当工件打表分中后，铣床的主轴一定要锁死。因为主轴的轴线和铣床的台面是有角度的，假如铣刀沿轴向有一点点的移动，球坑的位置就完全变掉了。 在谈先生和我喝的脸红脖子粗的时候，我自己心里明白，我这是被逼出来的啊。还不是那个小孩的“陀螺”给提醒的。 |
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