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摘要：熔接齿模是各类全自动和半自动口罩机的核心零部件，一度被誉名为“神辊”。本文基于OPEN MIND公司hyperMILL软件的加工功能，针对整体式KN95口罩熔接齿因结构复杂而导致数控编程和加工难度大的特点，实现数控加工编程及加工工艺优化的过程。本文通过软件中五轴形状偏置和五轴轮廓加工指令，为解决熔接齿模在加工过程中加工空间狭窄，切削刀具小，刀具寿命短，其他软件程序抬刀、跳刀、空刀过多导致加工效率低下的问题提供了一些解决方法与实用技术。结果表明hyperMILL软件可以简化编程的过程，提高编程和加工的效率，充分发挥多轴数控加工的技术优势，帮助数控加工企业充分利用现有设备，快速应对市场变化，并为其它同类复杂零件的编程加工提供了重要依据。
口罩熔接齿模是各类全自动和半自动口罩机的核心零部件。该模具的加工质量对于口罩在加工成型的生产过程中有着非常大的影响，稍有偏差口罩便面临着切不断，边缘有毛边甚至出现刀口崩裂的状况。该模具也因结构特殊，加工精度要求高，数控编程复杂和加工难度大等特点一度也誉名为“神辊”。如何快速准确的实现数控加工编程和加工工艺优化，提高加工精度及加工效率成为该产品加工的关键。
hyperMILL是德国OPEN MIND 公司的一款CAM软件，其软件中的五轴形状偏置和五轴轮廓加工指令，为熔接齿模在加工过程中因加工空间狭窄，切削刀具小，刀具寿命短，其他软件程序抬刀、跳刀、空刀过多导致加工效率低下的问题提供了一些解决方法与实用技术。
整体式KN95熔接齿模模型
熔接齿模是打片机上最为主要部件之一，用于熔切无纺布。熔接齿模最为主要的位置由压花齿、切刀口和送料齿三部分组成，其中压花齿与切刀口保证口罩的压印与切断，两侧送料齿保证无纺布的输送。工作时熔接齿模呈轴向旋转运动，通过超声波超声振动原理对多层无纺布进行热熔与切削。本文所研究的熔接齿模是整体式KN95口罩熔接齿模，如图1所示。
整体式KN95熔接齿模的外形尺寸如图2所示。该模型为一出一熔切一体式熔接齿模，模具总长285mm，最大外径Φ79，切刀口角度为60°，压花齿与送料齿数分别为380、120个，间距为1mm。
整体式KN95口罩熔接齿模结构复杂，加工难度大，其数控编程和加工的难点主要有以下几点：
(1)压花齿与送料齿间距小，加工效率低、易断刀;
(2)切刀口处要求宽度均匀，一般控制在0.1mm~0.3mm， 并保证刃肩光顺，因与压花齿距离较近，只能选用小刀进行粗、精加工，效率低下，加工效果不佳;
(3)压花、送料齿与切刀口存在一定量落差，落差若不同轴则造成口罩压花印高低，将直接对模具使用产生影响。
KN95熔接齿模数控编程
hyperMILL是集成化NC编程的CAD/CAM软件[1]，其多轴模块为熔接齿模提供了高效可靠的编程与加工方案。与其它加工软件相比编程效率高，自带的加工仿真模块可检验程序的正确性。
2.1 刀具与加工参数选择
选择合适的刀具和刀具类型不仅可以保证加工效率，而且能够满足零件的加工质量。刀具的选择需要充分考虑工件的形状、材料、加工效率和精度等各个方面的因素[2]。KN95熔接齿模加工刀具的选取可遵循以下原则：
(1)粗加工时，在条件允许的情况下应选择直径较大的平底铣刀，以提升加工效率;
(2)熔接齿间间距较小，但加工深度较浅，应选择直径较小的立铣刀或角度刀;
(3)切刀口是整个模型的关键点之一，且切刀口要求较高，可选择较小的R角刀或者带角度的成型铣刀。
根据整体式KN95口罩熔接齿模的尺寸、材料等，选择立铣刀、成型刀分别完成各个加工工序。所选刀具的参数如表1所示。