提升高速銑削效率
高速銑削仍然是模具和成型制造中最重要的一種加工工藝导劝。雖然電火花技術得到了很大的發(fā)展挎塌,如在發(fā)電機或石墨材料領域艘蹋,但是仍然可以采用HSC技術來縮短加工時間。在五軸同步加工領域譬重,還有非常巨大的合理化改造潛力可以被挖掘拒逮。
刀具的制造對工業(yè)制造中的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量有著極大的影響,但是這個關鍵性的工業(yè)領域并不為大眾所熟悉臀规,這是因為在生產(chǎn)過程中滩援,即便是重要的部件,也沒有直接的消費性產(chǎn)品被生產(chǎn)出來塔嬉。近年來玩徊,世界上對刀具和模具的需求量在增加,預計這種趨勢還會繼續(xù)增強谨究。
提高質(zhì)量和柔性化
德國刀具制造業(yè)仍然以產(chǎn)品質(zhì)量好写寄、員工素質(zhì)高诲操、創(chuàng)新力及柔性化高而見長。為了能夠承受來自東歐和亞洲日益高漲的市場競爭壓力纽材,必須進一步改進制造的質(zhì)量和柔性化帮伙,并縮短制造周期。這必須通過與生產(chǎn)的委托單位一起合作才可實現(xiàn)敛纺。不僅各個研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)鹰党,而且整個工藝流程都需要作進一步的優(yōu)化,挖掘出深層次的潛力虹体。
刀具和模具制造商必須實施以新技術和新策略帶動生產(chǎn)效率和柔性化的提高钓藏,如Rapid Tooling、新型材料怨耸、CAx工藝和模擬技術精臭。HSC銑削仍然是刀具和模具制造上最重要的加工工藝。盡管電火花工藝得到了極大的發(fā)展乘颖,如在發(fā)電機技術和石墨材料等方面摇祖,但還是可以采用HSC技術來縮短加工流程時間。現(xiàn)如今包归,HSC技術已經(jīng)成熟锨推,通過刀具的多樣性,特別在幾何外形和材質(zhì)上尤顯靈活公壤。制造高精工件的加工速度既不能由生產(chǎn)流程也不能由清除程序所達到,作業(yè)安全的HSC加工的難度會隨著材料硬度的增加和工件復雜程度的提高而增大椎椰。在采用極小直徑刀具對深模硬質(zhì)鋼材工件進行加工時厦幅,除了選擇正確刀具之外,對NC編程的經(jīng)驗也非常重要慨飘。通過采用創(chuàng)新型的切削材料總能實現(xiàn)對硬質(zhì)鋼材的經(jīng)濟性加工确憨。對硬質(zhì)狀態(tài)工件的整體加工,可以極大縮短流程時間和提高工件質(zhì)量及流程安全瓤的。
CAM系統(tǒng)成為研發(fā)焦點
Darmstadt技術大學生產(chǎn)管理休弃、工藝及機床技術學院(PTW)自25年來就一直從事模具和成型制造上的HSC技術的研究。在前期研究項目中圈膏,還只是主要針對外圍條件對加工結(jié)果和CAM策略的優(yōu)化及集成的影響做基本的研究塔猾,而后續(xù)的項目則把重點放在了對刀具的研發(fā)和刀具在制造上的最佳投入問題的研究。
除了單純的銑削技術之外稽坤,CAM課題在PTW的創(chuàng)新型軌跡生成工藝上仍一直是一個重點永炭。如快速生成無干涉刀具軌跡的基本功能和設備專用的NC程序無一例外地均由市面上可供的系統(tǒng)進行控制。由此在HSC加工過程中土嚼,可以避免較強的方向變化和經(jīng)常性的加速及制動現(xiàn)象魏桅,并使起動和開機策略與進給速度和銑削策略相匹配博遵。
此類系統(tǒng)在應用方面已經(jīng)得到了深度的研發(fā),相互之間的差異只在于較小的經(jīng)濟效益增長性的細節(jié)上钳葬,如用戶接口的清晰程度敦驼、通信處理器的選擇和材料電蝕模擬以及動態(tài)模擬。差異也顯示在方法與自動化工藝的結(jié)合上翩腹,這種結(jié)合可以通過對操作順序的生成和優(yōu)化豁惨,減輕用戶的模具和鍛模編程工作。從棱柱形的特征上看箍负,此類規(guī)則反映了目前的技術現(xiàn)狀烂辟。搭配圖片效果好的抗痘祛痘產(chǎn)品哪種好潤唇豐胸有效的什么免疫調(diào)節(jié)好外用減肥補水眼膜排行榜
近年來,PTW開發(fā)了一種系統(tǒng)麦回,它可以借助于特征技術(即幾何外形與加工信息的結(jié)合)哨叙,通過以FE網(wǎng)絡為基礎的外形分析和拓撲分析,來識別各種自由形狀表面缤谎,并因此而選用最好的銑削策略和刀具抒倚。這種自由形狀加工功能極大地降低了編程費用。
HSC加工鏈的其他優(yōu)勢還在于CAM通信處理器和設備控制系統(tǒng)之間的接口上】涝瑁現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)可以以Nurbs曲線(非均勻有理B樣條)的方式對銑削軌跡進行加工托呕,但還不能完全被用于對銑床的控制。目前频敛,產(chǎn)品模型呈花紋三角面项郊,在設備上以直線內(nèi)插軌跡進行加工,其缺點是速度和精度受限斟赚。PTW在目前的一個基礎研究項目中着降,開發(fā)出了若干種數(shù)學方法,由此可以對自由形狀表面的加工進行連貫性的分析和基于Nurbs曲線軌跡生成拗军。在簡單的測試曲線和復雜的自由形狀表面上所作的試驗性加工任洞,對于Nurbs來說,就已經(jīng)在數(shù)據(jù)容量发侵、加工時間和精度方面顯示出很顯著的優(yōu)點交掏。
五軸銑削愈發(fā)普遍
在五軸同步加工領域還有很多合理化改造的潛力可以被挖掘。盡管技術條件(如CAM系統(tǒng)闲招、刀具和五軸銑削設備)在許多年以來已經(jīng)具備精幌,且在航空領域已經(jīng)達到標準應用,但是很多模具制造廠家在近幾年來方才開始實現(xiàn)五軸銑削予问。通過利用這種技術的工藝和外形優(yōu)勢润沸,可以依據(jù)工件的外形情況,縮短工件的一次性加工時間涕笛。但是編程工作還是不受系統(tǒng)的影響燥箍,而需要一定的工作經(jīng)驗都宅。對于復雜的工件外形,在編程過程中對于干涉性的檢查要比三軸加工更加費時朦晋,這是因為必須考慮設備工作空間里的所有干涉邊角愧橄。
最小量潤滑提高刀具壽命
在對CAM的應用進行優(yōu)化的同時,銑削工藝領域也得到了進一步的發(fā)展周狱。為了能夠完成對日益復雜的瘪期、合金程度越來越高和硬度越來越大材料的加工任務,需要采取一系列的措施:在銑削硬質(zhì)鋼材時稿辙,通過采取最小量潤滑的措施昆码,可以明顯延長刀具的壽命,并改善表面質(zhì)量邻储。由于工藝參數(shù)的數(shù)量很大赋咽,且相互之間的關聯(lián)性不為所知,因此缺少實際的應用建議吨娜。在相對較窄的脓匿、能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定和經(jīng)濟性切削的硬銑削流程窗口中,MMS系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)宦赠,如氣壓陪毡、潤滑劑量和滴液量等均須與切削參數(shù)相匹配。在不久之前開始的一項DFG研究項目中勾扭,PTW對其基本作用機理進行了研究毡琉,并在此基礎上建立了一個優(yōu)化模型,從而推導出在采用MMS的硬切削時如何提高刀具壽命的問題尺借。
提高生產(chǎn)效益的重要一步便是把科技知識轉(zhuǎn)化到日常實際工作中去绊起。很多應用場合都清晰地表明,把所有參與生產(chǎn)過程的人員整合到一起是一件多么重要的事情燎斩。其中一個案例便是由設備制造廠商、CAx供應商和刀具制造商共同提供的用戶平臺和培訓甫蹄;另一個是多個廠家部門在聯(lián)合研究項目上的跨部門參與树吏。PTW多年來卓有成效地實踐了這種聯(lián)合參與活動。目前設立了一個工作小組缚粮,專門處理HSC刀具銑削中出現(xiàn)的問題并繼續(xù)挖掘潛力漫介。項目的工作內(nèi)容是提高硬銑削流程的安全性,優(yōu)化CBN刀具的使用成本和混合材料(軟/硬)有效加工的策略囊叛。
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