一啥容、復(fù)雜型面的主要加工方法

復(fù)雜型面在工具和模具制造中的出現(xiàn)是大批量市郊率生產(chǎn)的產(chǎn)物锈颗。在汽車(chē)工業(yè)中使用的鍛模和沖模在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)以前主要以手工方式制造。至70年代以后,數(shù)控機(jī)床在工具和模具制造中得到了廣泛的應(yīng)用,復(fù)雜型面的基本輪廓通常用銑削加工,最初使周?chē)鷶?shù)控機(jī)床為三軸聯(lián)動(dòng)击吱。進(jìn)入80年代后,五軸聯(lián)動(dòng)的銑床在復(fù)雜型面加工中得到了廣泛的應(yīng)用,銑削后的工件輪廓已經(jīng)十分接近工件的最終形狀,但最后一道精整工序仍為手工操作。80年代末期,高速切削技術(shù)逐步發(fā)展成熟,它在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用從機(jī)床馁胁、刀具及其他相關(guān)技術(shù)方面都得到了不斷的完善。由于高速切削能夠成倍地提高進(jìn)給速度,所以在不降低生產(chǎn)效率的情況下使減少進(jìn)刀間距成為可能,從而為提高工件的形狀精度和降低表而粗糙度提供了前提條件六主。目前,高速銑削加工過(guò)的工件多數(shù)已不再需要最后一道手工加工的工序,而直接可以投入使用。

新型刀具材料如氧化鋁基陶瓷篱掌、氮化硅基陶瓷锦列、金屬陶瓷耿窍、硬質(zhì)合金特別是超硬鍍膜的不斷發(fā)展,使硬面銑削成為可能誊预。模具的型面可以在淬火后銑削成形,從而可避免在銑削后再淬火而引起變形跛农。這樣既簡(jiǎn)化了加工過(guò)程,又可以提高工件精度橡吗。

另外,隨著精密鍛造在模具制造中的應(yīng)用,鍛打后的模具毛坯已經(jīng)具有其基本形狀,所剩的加工余量與整塊毛坯銑削時(shí)相比已經(jīng)微不足道,在這種情況下,除銑削外,還可以通過(guò)高效磨削進(jìn)行加工。與硬面銑削相比,高效磨削不但可以提高工件的形狀精度,而且可以改善工件的表面粗糙度胶见。高效磨削的方法很多,通常采用的有球面砂輪高速磨削和小直徑帶輪的砂帶磨削。

二呛谜、復(fù)雜型面數(shù)控加工的技術(shù)關(guān)鍵

1.五軸多功能加工中心

工具和模具中常見(jiàn)的三維自由曲面通常在五軸聯(lián)運(yùn)的加工中心上進(jìn)行切削。由于工件的材料大多為合金鋼或工具鋼,機(jī)床的結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)必須考慮加工過(guò)程中生產(chǎn)率和工件精度的要求,并以此為依據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟季趾蛢?yōu)化。為了保證機(jī)床在切削各種模具材料時(shí)不發(fā)生太大的變形,在確定機(jī)床布局時(shí),機(jī)床剛度應(yīng)放在首位猫妙。較大的五軸加工中心,多半采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu),一些中小尺寸的五軸加工中心有時(shí)也采用立柱式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)入90年代以來(lái),復(fù)雜型面在生產(chǎn)中幾乎全部以高速切削的方式進(jìn)行加工割坠。目的是為了提高生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品的成本,同時(shí)提高工件的形狀精度和降低表面粗糙度。為了滿(mǎn)足高速切削的需要,機(jī)床的主軸幾乎無(wú)一例外地采用電主軸彼哼。主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)所用刀具直徑的不同進(jìn)行無(wú)級(jí)變速,轉(zhuǎn)速范圍從每分鐘幾千轉(zhuǎn)至幾萬(wàn)轉(zhuǎn)对妄「抑欤滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在高速切削時(shí)也不同于常規(guī)加工中心,常用的系統(tǒng)有高速絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)和直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),最大的進(jìn)給速度可以達(dá)到100m／min以上剪菱。

在加工復(fù)雜型面時(shí),機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也必須滿(mǎn)足一些特殊要求。比如,復(fù)雜型面的數(shù)控加工程序一般在CAD／CAM軟件上生成,一個(gè)型面的程序往往需數(shù)兆字節(jié)(Byte)的儲(chǔ)存空間,用軟盤(pán)傳遞數(shù)控程序已經(jīng)沒(méi)有可能拴签。所以數(shù)控系統(tǒng)必須有與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的功能,以便直接從CAD／CAM上接收數(shù)控程序渗某。

此外,數(shù)控系統(tǒng)還必須采用先進(jìn)的控制技術(shù),首先要求有前瞻(Look Ahead)的功能。也就是說(shuō),在機(jī)床加工某一軌跡前,數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)要加工的曲面進(jìn)行預(yù)先分析,根據(jù)曲面各點(diǎn)的曲率以及各相鄰點(diǎn)的銜接關(guān)系,適當(dāng)調(diào)整機(jī)床的進(jìn)給速度,以便在保證工件精度的前提下達(dá)到最高的生產(chǎn)率劫陌。

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