1 連桿鍛模的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

　　在現(xiàn)代工業(yè)飛速發(fā)展的今天，連桿鍛造企業(yè)在激烈的市場競爭中能否占得優(yōu)勢遥附，除產(chǎn)品種類瓦统、質(zhì)量然瞳、生產(chǎn)規(guī)模外名密，新產(chǎn)品開發(fā)及其開發(fā)周期尤為關(guān)鍵，而模具又在新產(chǎn)品的開發(fā)中占有舉足輕重的作用∨牟海現(xiàn)代工業(yè)中阁吝，模具領(lǐng)先、模具設(shè)計與制造工藝先進(jìn)械拍、開發(fā)周期短，成為了新產(chǎn)品占領(lǐng)市場的關(guān)鍵因素装盯。在汽車工業(yè)中坷虑，過去新車型的更新?lián)Q代周期一般為5～10年，現(xiàn)在則縮短為1～3年埂奈，這一切都得益于模具設(shè)計與制造水平的提高迄损。連桿鍛模作為連桿生產(chǎn)的模具，其質(zhì)量账磺、交貨期和價格成為新品連桿開發(fā)成敗的關(guān)鍵因素芹敌。我國連桿鍛模的發(fā)展主要經(jīng)歷了3個過程：靠模加工、電火花加工垮抗、高速加工技術(shù)氏捞。

　　1．1靠模加工

　　回顧以前，在加工連桿模具時冒版，必須繪制詳盡的藍(lán)圖和具有按照鍛件精確尺寸制造的主模型翅剔。按照一定比例制成的模型稱為靠模，常被用作仿形加工中的母型侈敏，或作為顯示銑床加工軌跡的輔助模型迟凫。成形銑床上的靠模指沿靠模輪廓形狀移動，銑刀則按照靠模指的移動對模具材料進(jìn)行銑削加工嫩视，仿出所需的模具型腔夏岩。靠模加工具有以下特點(diǎn)與優(yōu)勢：

　　(1)需制造靠模豪荧，生產(chǎn)周期長矩粒，精度不高，且同批次模具尺寸不一致筑陡；

　　(2)直觀数截，制造一個靠难未可加工多個模塊∷淄耍靠模加工發(fā)展到現(xiàn)在漆粉，已經(jīng)發(fā)生了根本的變化，通過數(shù)字化一個實(shí)物模型的NC程序满葛，只需要在模型上掃描径簿，所得到的點(diǎn)集云將在所有附加的計算中被使用，通過閱讀由數(shù)字化生成的點(diǎn)集云嘀韧，進(jìn)行銑削仿形加工篇亭。

　　1．2電火花加工

　　電火花(EDM)是加工連桿模具的另一種主要方法，其工藝流程為：加工連桿電極(石墨或紫銅)-電火花成形及放電加工-手工或電動對模具型腔進(jìn)行拋磨-形成連桿模具锄贷。

　　電火花成形機(jī)放電加工是目前普遍使用的連桿模具加工方法译蒂，不難看出，其工藝過程較為復(fù)雜谊却，電火花加工效率較低柔昼，模具加工周期相對較長，但可加工淬火后的模坯炎辨。

　　1．3高速加工技術(shù)

　　近幾年捕透，隨著加工設(shè)備件能的提高，以及加工設(shè)備所使用刀具性能指標(biāo)的迅速改善碴萧，使高速加工這一新技術(shù)變得日益成熟乙嘀，大大提高了模具加工中的切削速度，縮短了模具的生產(chǎn)周期勤消。這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用美丝，也減少了加工模具的工序，使加工模具的工藝過程變得更加合理源糖，縮短甚至避免了模具的拋光過程摹椅，解決了連桿鍛造模具制造所面臨的部分難題。

　　2 高速加工技術(shù)

　　高速加工技術(shù)是指采用超硬材料的刃具椒蜜，通過極大地提高切削速度和進(jìn)給速度來提高材料切除率梦啊、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。由于不同的加工工序厌留、不同的工件材料有不同的切削速度范圍炼岖，因而很難就高速切削的速度范圍給定某一確定的數(shù)值。

　　高速切削(High Speed Chtting囊像，HSC)與普通切削的主要區(qū)別在于切削速度楔侣、加速度及主軸的轉(zhuǎn)速等。通常情況下禾门，高速切削時切削進(jìn)給速度比普通切削高5～15倍株惶，可達(dá)到15～70 m·min-1蝴韭；加速度高5～10倍；主軸轉(zhuǎn)速高5～10倍熙侍，可達(dá)到15000～70000 r·min-1榄鉴。

　　3 高速數(shù)控加工技術(shù)在連桿模具中的應(yīng)用

　　3．1 高速加工連桿模具的優(yōu)點(diǎn)

　　高速加工技術(shù)的應(yīng)用可簡化工藝流程和改善工件質(zhì)量。在加工模具時蛉抓，采用高速切削庆尘，可以提高加工進(jìn)給速度，降低加工時間而減少制造費(fèi)用巷送。如果保持切削時間不變驶忌，可減少進(jìn)刀量，增加切削次數(shù)笑跛，降低切削力付魔，從而提高表面光潔度，使通過手工拋光的部分全部省去或減少到最低的工作量飞蹂。

　　(1)提高連桿模具加工的速度几苍。高速加工技術(shù)的采用，使刀具在很高的轉(zhuǎn)速下(一般超過15000 r·min-1)工作晤柄，同時使機(jī)床具有高的進(jìn)給速度和加速度，大大提高金屬切除率吊冬。在中擒摸、精加工時，盡管高速加工采取了非常小的進(jìn)給量與切削深度量伏，但從材料去除速度上相比較兴氧，高速加工比普通加工快2～4倍，仍然提高了生產(chǎn)率和降低了生產(chǎn)周期畴贵；同時厦冤，高速加工可以進(jìn)行硬切削，根據(jù)其加工特性幅秉，可獲得很高的表面質(zhì)量及形狀精度奔豫，比放電加工(EDM)提高效率50％以上，減少了模具在手工修磨與拋光上耗費(fèi)的時間渠跷。

　　(2)可獲得高質(zhì)量的加工表面袄洁。高速切削可以減小切削力，降低切削振動收罢，提高加工質(zhì)量晤泌；提高切削速度和進(jìn)給速度以減少進(jìn)給量，進(jìn)而改善工件的形狀精度和表面粗糙度耕姊，可獲得Ra≤10μm的加工表面粗糙度桶唐。高速切削熱大部分由切屑帶走栅葡，工件發(fā)熱少，形狀精度可達(dá)5μm尤泽。

　　(3)可直接加工高硬度的連桿模具材料欣簇。如加工硬度達(dá)60 HRC的模塊，對電火花成形加工方法提出了挑戰(zhàn)安吁。

　　(4)延長連桿模具壽命醉蚁。避免EDM加工產(chǎn)生的表面損傷，提高模具壽命20％～50％鬼店。

　　(5)連桿模具修復(fù)過程更加方便网棍。在鍛造過程中，若模具型腔局部破損妇智，需要進(jìn)行多次修復(fù)滥玷，以延長模具的使用壽命。在過去巍棱，所采用的手段主要是靠放電加工來完成信撞。而現(xiàn)在，使用高速加工技術(shù)穴你，用原NC程序癣垛，無需重新編制，且能做到精確無誤地將模具型腔迅速修復(fù)乓收。

　　(6)簡化了連桿模具加工工序瞻坊。傳統(tǒng)加工連桿鍛造模具的工藝方法是在淬火之前進(jìn)行金屬切削，然后進(jìn)行淬火愧棋，因?yàn)榇慊鹑菀自斐赡＞咦冃渭婢@時必須要經(jīng)手工修整或采用放電加工成形。有了高速機(jī)床加工技術(shù)罗和，則可以通過高速加工來直接加工淬火以后的模具材料形成模具型腔神深，節(jié)省了電極材料、電極加工以及放電加工模具型腔的過程及費(fèi)用功哮，而且還可以避免放電加工所導(dǎo)致的表面硬化及微觀裂紋仅谍。高速加工可使用較小直徑的刀具對圓角及模具進(jìn)行精細(xì)加工，省去了手工修整工藝過程援奢，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的耙旦。

　　(7)有利于更復(fù)雜連桿模具型面加工。成形表面采用硬切削加工萝究，表面質(zhì)量及形狀精度都有很大的提高免都，而且還可獲得較低的粗糙度值和較高表面光潔度，加工復(fù)雜表面更具有優(yōu)勢帆竹；結(jié)合CAD／CAM快速加工技術(shù)绕娘，高速加工特別適合形狀復(fù)雜模具的加工脓规。

　　3．2連桿模具高速加工機(jī)床

　　目前，國外生產(chǎn)高速加工機(jī)床的廠家很多险领，國內(nèi)也有若干合資或合作生產(chǎn)廠家侨舆。小管是哪款高速機(jī)床，首先足要有高的速度绢陌，即高的主軸轉(zhuǎn)速挨下；另一方面，又應(yīng)有高的進(jìn)給速度脐湾，機(jī)床還要具有快速移動臭笆、快速換刀、高的主軸加速度和進(jìn)給加速度隶秒，只有達(dá)到了上述標(biāo)準(zhǔn)持沛，才能稱之為高速加上機(jī)床。

　　此外媒敲，要做到真正的高速加工汇凌，機(jī)床的結(jié)構(gòu)和普通的加工中心也不同，要做到加工不同規(guī)格的模具(承量從幾公斤至若干噸)透鹊，其動態(tài)特性必須保持良好蚪教，若采用普通加工中心的結(jié)構(gòu)，在加工模具時召期，其傳動部件由于頻繁的啟動與制動畅镐，啟動力及制動力過大，會降低傳動部件的壽命趟伺。

　　典型高速加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)卑保，金字塔式結(jié)構(gòu)处冰，具有寬的導(dǎo)軌和低的工作中心酸疹；工作臺固定不動，運(yùn)動單元的慣性是常數(shù)赞辩；在很短的時間內(nèi)雌芽，可加速到很高的速度(在0．1s內(nèi)，坐標(biāo)軸的運(yùn)動速度從0增加到30 m·min-1

　　3．3 連桿模具CAD／CAM

　　計算機(jī)輔助沒計(CAD)和計算機(jī)輔助制造(CAM)辨嗽，簡稱CAD／CAM世落，是指計算機(jī)作為主要技術(shù)手段，生成和運(yùn)用各種數(shù)字信息與圖形信息糟需，進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計和制造屉佳。

　　CAD／CAM技術(shù)特別適合于數(shù)量少、品種多的產(chǎn)品開發(fā)洲押，模具正是這樣一個典型產(chǎn)品武花。因此圆凰，鍛模CAD／CAM是一個企業(yè)所不可缺少的。

　　鍛模CAD／CAM一體化是將CAD與CAM有機(jī)的聯(lián)系起來体箕，利用鍛模CAD的三維信息自動生成NC加工程序专钉，實(shí)現(xiàn)鍛模的無圖化加工。

　　3．5連桿模具高速加工工藝技術(shù)

　　連桿模j}粗加工主要是指在盡量短的時間內(nèi)將材料去除累铅，形成模具的大致型腔跃须，并為中精加T準(zhǔn)備工件的幾何輪廓。

　　連桿模具中精加工主要是指對工件輪廓形狀進(jìn)一步加工禽岭，在模具表面形成均勻的余量诉抱，為精加工做準(zhǔn)備。中精加工在模具制造環(huán)節(jié)非常重要下抬，因?yàn)榫庸r刀具切削過程的穩(wěn)定性及精加下表面質(zhì)量直接受中精加工切削余量均勻性的影響陈汇。余量不均勻，會導(dǎo)致刀具承受的載倚發(fā)牛變化紧燎，刀具受沖擊使切削過程不穩(wěn)定燕柠，造成刀具磨損不均勻，導(dǎo)致加工表面質(zhì)量下降戒款。在切削過程中由于切削層金屬面積發(fā)生變化尊慷，也會造成切削過程不穩(wěn)定。目前区孩，開發(fā)的許多CAM軟件通過計算肖婴，獲得恒定的切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持恒定的切削條件刑嚷，從而提高刀具壽命和獲得良好的加工質(zhì)量略裹。

　　連桿模具精加工取決于刀具與工件的接觸點(diǎn)，在模具的高速精加工中闽巩，在每次切入钧舌、切出工件時，進(jìn)給方向的改變應(yīng)盡量采用圓弧或曲線轉(zhuǎn)接涎跨，避免采用直線轉(zhuǎn)接洼冻，以保持切削過程的平穩(wěn)性，以獲得最佳加工表面質(zhì)量隅很。

　　基于以上連桿模具從粗加工撞牢、中精加工至精加工階段不同的加工特性，其最佳的高速加工工藝流程為：連桿模具材料淬火前叔营，進(jìn)行粗加工屋彪，去除大量的金屬材料，形成大致的幾何輪廓；然后對模塊進(jìn)行淬火畜挥，對淬火后的模塊進(jìn)行中精加工然后再精加工歧匈。這樣可以減少刀具磨損、降低使用刀具成本砰嘁，縮短模具生產(chǎn)周期嚎猛。

　　4 結(jié)語

　　我國連桿鍛模從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了幾十年的時間鹤梯，尤其是近幾年來拉鳄，我國連桿鍛模技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。不僅連桿鍛模產(chǎn)量大幅提高犬洽，而且制造水平上了一個新臺階凳福，逐步與世界發(fā)達(dá)國家接軌，模具的精密度纪萎、復(fù)雜性则钩、高效益和長壽命有了較大提高。

　　高速切削加工技術(shù)是一項(xiàng)全新的虹限、正在發(fā)展之中的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)檀巡，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已得到廣泛的應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益彭薪。在我國高速切削加工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還處于初步階段宜恩，還有大量研究、開發(fā)工作需要進(jìn)行夜矗。模具市場對高速加工有強(qiáng)烈需求泛范，國內(nèi)已進(jìn)口了大批高速加工設(shè)備，也開發(fā)了多種高速機(jī)床和加工中心紊撕，但目前就國內(nèi)的總體狀況來看罢荡，技術(shù)同發(fā)達(dá)國家相比存在起步晚，基礎(chǔ)較差对扶，整體技術(shù)水平不高等問題区赵。這需要各個方面協(xié)調(diào)發(fā)展，加大產(chǎn)學(xué)研結(jié)合辩稽，綜合利用各個方面力量推動高速切削在模具制造中的應(yīng)用惧笛。大力發(fā)展和推廣應(yīng)用模具高速加工技術(shù)从媚，對我國模具制造業(yè)整體技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的提高具有重要意義逞泄。

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