高速切削技術(shù)在模具制造中的優(yōu)勢(shì)及前景分析
在美國(guó)、德國(guó)和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,其模具工業(yè)近年來(lái)正在進(jìn)行一場(chǎng)大規(guī)模的技術(shù)革命,這就是逐步用高速切削機(jī)床替代電加工設(shè)備浪顽,對(duì)模具型腔進(jìn)行高效精密加工。這些機(jī)床主要包括各種高速數(shù)控銑床俱篡、加工中心等东悔。
高速加工機(jī)床特點(diǎn)
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,加工設(shè)備必須具有足夠大的臺(tái)面尺寸和工作行程與之適應(yīng)〔梗現(xiàn)在汗捡,幾噸到幾十噸的模具非常普遍,要求機(jī)床工作臺(tái)面能承受大重量畏纲。模具材料的強(qiáng)度和硬度都很高凉唐,加上常常采用伸長(zhǎng)量較大的小直徑端銑刀加工模具型腔,因此加工過(guò)程容易發(fā)生顫振霍骄。為了確保零件的加工精度和表面質(zhì)量,用于模具制造的高速機(jī)床必須有很高的動(dòng)淡溯、靜剛度读整,以提高機(jī)床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力咱娶。
2.高轉(zhuǎn)速和大功率
高速加工是發(fā)展方向米间,高速銑削在模具加工中已顯示了極大的優(yōu)越性。為了適應(yīng)模具型腔曲面的加工膘侮,刀具的半徑應(yīng)小于型腔曲面最小圓周半徑屈糊,以免加工過(guò)程中刀具與工件發(fā)生“干涉”的榛。由于刀具直徑小,因此要求主軸轉(zhuǎn)速非常高潦故,國(guó)外高速加工機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到40000~100000r/min仔同,快速進(jìn)給速度可達(dá)30000~60000min。型腔和模具零件其他部件粗庐穴、精加工常常在工件一次裝夾中完成圃靖,故主軸功率要大,中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW蝇硅,有的甚至更高榛蜻。
3.多軸聯(lián)動(dòng)及良好的深孔腔綜合切削能力
模具型腔多為復(fù)雜的空間6曲面及溝槽所構(gòu)成,且許多模具具有深孔腔翁漠。為了達(dá)到對(duì)3D曲面的高精度盅力、高速度和高穩(wěn)定性加工,機(jī)床需要多軸聯(lián)動(dòng)舆焕,且具有良好的深孔腔綜合切削能力按任。可以采用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心平敏,除了三個(gè)坐標(biāo)的直線運(yùn)動(dòng)外乏唤,還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑頭或工作臺(tái)可以多軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給愤惰,從而適用于加工具有復(fù)雜型腔曲面的模具零件苇经。
高速切削技術(shù)在模具制造中的優(yōu)勢(shì)
1.加工效率高
采用高速切削,不僅機(jī)床轉(zhuǎn)速高宦言、進(jìn)給快扇单,而且粗精加工可以一次完成,極大地提高了生產(chǎn)效率奠旺,再結(jié)合數(shù)控技術(shù)蜘澜,模具的制造周期可縮短約40%。
2.自動(dòng)化程度高
高速切削加工模具既不需要做電極响疚,也不需要后續(xù)研磨與拋光鄙信,還容易實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化,提高了模具的開(kāi)發(fā)速度忿晕。
3.表面質(zhì)量高
用高速切削技術(shù)可加工淬硬鋼装诡,而且可得到很高的表面質(zhì)量,表面粗糙度低于Ra0.6μm践盼,取得以銑代磨的加工效果鸦采,不僅節(jié)省了大量的時(shí)間,還提高了加工表面質(zhì)量。
4.復(fù)合加工前景廣闊
雖然加工中心已能將許多機(jī)加工工序復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)蜗南,但這仍不能完全適應(yīng)模具加工叭蜂,將機(jī)械加工與電、化學(xué)饰测、超聲波等不同原理加工方法進(jìn)行復(fù)合唬研,兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點(diǎn)的復(fù)合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。
目前在模具加工制造過(guò)程中紧甫,主要以普通機(jī)加工和電火花加工為主昵鳍。普通機(jī)床加工模具型腔一般都是在熱處理前進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工匀洪,然后磨削难宋,打磨拋光,費(fèi)時(shí)又費(fèi)力厕扼。電火花加工是在退火后進(jìn)行切削加工乙闰,然后進(jìn)行熱處理、電火花加工胚茴,最后經(jīng)過(guò)打磨互墓、拋光。隨著消費(fèi)類產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快蒋搜,對(duì)模具的生產(chǎn)效率和制造品質(zhì)提出了越來(lái)越高的要求篡撵,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(diǎn)逐漸暴露出來(lái)。中國(guó)機(jī)床網(wǎng)|傲立網(wǎng)認(rèn)為豆挽,要縮短制造周期并降低成本育谬,必須廣泛采用先進(jìn)切削加工技術(shù)。而代表先進(jìn)制造技術(shù)的高速切削技術(shù)的出現(xiàn)帮哈,滿足了現(xiàn)代模具加工的要求與特點(diǎn)膛檀。
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