高速銑削挑戰(zhàn)電加工制造冷溫鍛模
在傳統(tǒng)的工藝制造過(guò)程中决摧,放電加工是模腔成形的關(guān)鍵工序窜货,也是整個(gè)模具制造過(guò)程中占用制造周期最長(zhǎng)的一個(gè)工序绒双。在傳統(tǒng)的冷蝗质、溫鍛造模具制造過(guò)程中勾萌,放電加工占有重要地位。幾十年來(lái)沈机,用于模具生產(chǎn)的各種放電加工設(shè)備取得了巨大的進(jìn)步仙蛉,放電加工成形的精度、效率逐年提高碱蒙。但是荠瘪,在全球推動(dòng)綠色制造的形勢(shì)下,冷赛惩、溫鍛造生產(chǎn)得到快速發(fā)展哀墓,對(duì)冷、溫鍛造模具的制造精度和快速制模要求越來(lái)越迫切喷兼,傳統(tǒng)的放電加工越來(lái)越不能滿足需要篮绰。
1.傳統(tǒng)的電加工工藝分析
在傳統(tǒng)的模具制造過(guò)程中,放電加工為主要工序季惯,但模具的放電成形不足之處主要表現(xiàn)為:
》透鳌(1)因電加工產(chǎn)生的微裂紋(白層)的影響,在生產(chǎn)過(guò)程中星瘾,模具早期開(kāi)裂現(xiàn)象較為普遍走孽,模具壽命始終沒(méi)有大的延長(zhǎng)惧辈。
×兆础(2)電加工表面質(zhì)量達(dá)不到冷鍛模具要求伶葵,同時(shí)為了盡可能消除白層的影響,在后續(xù)工序中還需大量人工研磨拋光菜册,生產(chǎn)周期長(zhǎng)且影響尺寸精度蕴续。
(3)加工尺寸精度不高蓄棘,如汽車等速萬(wàn)向節(jié)星形套成形模具尺寸精度希望控制在0.015mm以內(nèi)贰宰,當(dāng)模腔采用放電加工→研磨→拋光成形時(shí),模腔尺寸精度往往達(dá)到0.05mm以上褥欺,難以滿足客戶對(duì)精密鍛件質(zhì)量不斷提高的要求芍迫。
(4)放電加工需要預(yù)先制造電極盔鬼,加工周期長(zhǎng)哪趟,難以適應(yīng)小批量多品種的生產(chǎn)方式。一般情況下女饺,電極準(zhǔn)備和放電加工至少要2天的時(shí)間纹怨,整個(gè)模具制造周期在10天以上。成形沖頭類模具因電加工余量較大儒恋,有時(shí)放電加工需2天以上善绎,整個(gè)模具制造周期長(zhǎng)達(dá)15天以上。
〗刖 (5)因電極損耗影響禀酱,模具加工的一次合格率低。例如牧嫉,汽車等速萬(wàn)向節(jié)星形套模具的一次加工合格率僅有70%剂跟,大量模具需要二次修復(fù),加工成本也難以得到有效控制驹止。
2.高速硬銑加工特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
數(shù)控高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)浩聋,是集高效、優(yōu)質(zhì)臊恋、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)衣洁。
通過(guò)幾年摸索與實(shí)踐,在模具加工中高速銑加工特點(diǎn)與電加工方式相比抖仅,有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):
》环颉(1)省略了電極加工,減少了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間撤卢。特別是高速銑削突出的高效率切除金屬的特點(diǎn)蛾藐,使模具制造周期大為縮短瘤希。以汽車等速萬(wàn)向節(jié)星形套成形凹模為例,一個(gè)未經(jīng)預(yù)銑加工的模腔保懈,全部精密銑削(硬銑)成形可在2~3h內(nèi)完成答艘,模具加工周期縮短至3天以內(nèi)。在模塊標(biāo)準(zhǔn)化后锉辫,可以在計(jì)劃下達(dá)的4h內(nèi)將模具加工完交付使用息体,這是用電加工方式生產(chǎn)不可能達(dá)到的。
」逍帧(2)高速加工可以一次將型腔和定位銷孔加工完成狗悔,模具型腔尺寸精度可以做到0.015mm以內(nèi),等分度誤差做到±1′锤距,與電加工相比巡软,模具的加工精度提升了一個(gè)臺(tái)階,為精鍛件質(zhì)量水平的持續(xù)提高脸夜,提供了堅(jiān)實(shí)的保障菌劲。
(3)高速銑削使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率益涧,而工件的表面粗糙度對(duì)低階頻率最為敏感锈锤,由此優(yōu)化了模具表面粗糙度。在模具高淬硬鋼件(硬度58~63HRC)的加工過(guò)程中闲询,采用高速切削成形的模具久免,后續(xù)只需擠壓珩磨即可交付使用,而電加工白層用擠壓珩磨很難完全去除扭弧。
⊙掷选(4)高速銑削的模具表面沒(méi)有電加工產(chǎn)生的微裂紋,杜絕了表面早期開(kāi)裂失效形式鸽捻,原來(lái)星形套閉塞成形模具壽命只有4 000件左右呼巴,而且很不穩(wěn)定,現(xiàn)在已提高到2萬(wàn)件以上御蒲,且壽命穩(wěn)定衣赶。
(5)模具在使用過(guò)程中往往需要多次修復(fù)(主要是工藝試制)厚满,過(guò)去靠電加工多次修復(fù)來(lái)完成府瞄,采用高速加工可以更快地完成該工作,而且可使用原NC程序斤卒,無(wú)須重新編制蹂孽,盡可精確。
3.組合加工方式更為經(jīng)濟(jì)
在合金鋼模具的加工中囚誓,銑削加工基本替代了電加工酸穗;在硬質(zhì)合金加工中见撵,高速加工還處在探索過(guò)程中,未能成熟批量生產(chǎn)方蜡,主要還是依賴電加工完成薪尉,另外一些齒形工件高速加工因刀具問(wèn)題在加工效率和成本上還有難度,目前仍是靠電加工來(lái)完成臀嘱。但這類零件的電極章理,不管是銅還是石墨所硅,使用高速銑削加工電極嘴父,再用電加工工件,這種組合方式在特定的模具加工上更為經(jīng)濟(jì)营稼。
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