在美國钠导、德國和日本等工業(yè)發(fā)達國家者只,其模具工業(yè)近年來正在進行一場大規(guī)模的技術革命劳诽,這就是逐步用高速切削機床替代電加工設備,對模具型腔進行高效精密加工任础。這些機床主要包括各種高速數(shù)控銑床讲媚、加工中心等。
目前在模具加工制造過程中焰究,主要以普通機加工和電火花加工為主裆操。普通機床加工模具型腔一般都是在熱處理前進行粗加工、半精加工和精加工炉媒,然后磨削跷车,打磨拋光,費時又費力橱野。電火花加工是在退火后進行切削加工朽缴,然后進行熱處理、電火花加工水援,最后經(jīng)過打磨密强、拋光。
隨著消費類產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快蜗元,對模具的生產(chǎn)效率和制造品質(zhì)提出了越來越高的要求或渤,電火花加工模具的生產(chǎn)效率低下和品質(zhì)不穩(wěn)定的缺點逐漸暴露出來系冗。要縮短制造周期并降低成本,必須廣泛采用先進切削加工技術薪鹦。而代表先進制造技術的高速切削技術的出現(xiàn)掌敬,滿足了現(xiàn)代模具加工的要求與特點。
高速切削技術用于加工模具的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:
〕卮拧(1)大大提高了加工效率犀刀,不僅機床轉(zhuǎn)速高、進給快捻尉,而且粗精加工可以一次完成饮茬,極大地提高了生產(chǎn)效率,再結合數(shù)控技術候钟,模具的制造周期可縮短約40%拉狸。
(2)高速切削加工模具既不需要做電極滤萝,也不需要后續(xù)研磨與拋光稿纺,還容易實現(xiàn)加工過程自動化,提高了模具的開發(fā)速度碗履。
(3)采用高速切削技術可加工淬硬鋼谭驮,而且可得到很高的表面質(zhì)量,表面粗糙度低于Ra0.6μm宦衡,取得以銑代磨的加工效果桑抱,不僅節(jié)省了大量的時間签缸,還提高了加工表面質(zhì)量尼荆。
為了實現(xiàn)模具型腔及其相關部位的高速加工,機床需要具備以下特點:
∵罂选(1)大承重和高剛性 這是由于模具正在向大型化方向發(fā)展捅儒,加工設備必須具有足夠大的臺面尺寸和工作行程與之適應。現(xiàn)在振亮,幾噸到幾十噸的模具非常普遍巧还,要求機床工作臺面能承受大重量。模具材料的強度和硬度都很高坊秸,加上常常采用伸長量較大的小直徑端銑刀加工模具型腔麸祷,因此加工過程容易發(fā)生顫振。為了確保零件的加工精度和表面質(zhì)量褒搔,用于模具制造的高速機床必須有很高的動阶牍、靜剛度,以提高機床的定位精度星瘾、跟蹤精度和抗振能力走孽。
【灞病(2)高轉(zhuǎn)速和大功率 高速加工是發(fā)展方向,高速銑削在模具加工中已顯示了極大的優(yōu)越性伶葵。為了適應模具型腔曲面的加工承蠕,刀具的半徑應小于型腔曲面最小圓周半徑,以免加工過程中刀具與工件發(fā)生“干涉”蕴续。由于刀具直徑小扳啃,因此要求主軸轉(zhuǎn)速非常高,國外高速加工機床主軸轉(zhuǎn)速已達到40 000~100 000r/min疲些,快速進給速度可達30 000~60 000min通肋。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成眷抠,故主軸功率要大璃蓬,中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW,有的甚至更高漏踊。
∠胱!(3)能多軸聯(lián)動及良好的深孔腔綜合切削能力 模具型腔多為復雜的空間6曲面及溝槽所構成,且許多模具具有深孔腔娱畔。為了達到對3D曲面的高精度览讳、高速度和高穩(wěn)定性加工,機床需要多軸聯(lián)動部凑,且具有良好的深孔腔綜合切削能力露乏。可以采用五軸聯(lián)動加工中心涂邀,除了三個坐標的直線運動外瘟仿,還有兩個旋轉(zhuǎn)坐標的進給運動。銑頭或工作臺可以多軸聯(lián)動進行連續(xù)回轉(zhuǎn)進給比勉,從而適用于加工具有復雜型腔曲面的模具零件劳较。
復合加工是模具加工的發(fā)展方向之一。雖然加工中心已能將許多機加工工序復合在一臺機床上實現(xiàn)浩聋,但這仍不能完全適應模具加工观蜗,將機械加工與電、化學衣洁、超聲波等不同原理加工方法進行復合墓捻,兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點的復合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。
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