高速切削技術(shù)在加工模具中的優(yōu)勢
在美國、德國和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家漂肖,其模具工業(yè)近年來正在進(jìn)行一場大規(guī)模的技術(shù)革命册压,這就是逐步用高速切削機(jī)床替代電加工設(shè)備,對模具型腔進(jìn)行高效精密加工耗膊。這些機(jī)床主要包括各種高速數(shù)控銑床芙卸、加工中心等。
目前在模具加工制造過程中八察,主要以普通機(jī)加工和電火花加工為主后摧。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、半精加工和精加工浙鞋,然后磨削咙驾,打磨拋光,費時又費力驼卖。電火花加工是在退火后進(jìn)行切削加工氨肌,然后進(jìn)行熱處理、電火花加工酌畜,最后經(jīng)過打磨怎囚、拋光。
隨著消費類產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快桥胞,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恳守,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。要縮短制造周期并降低成本贩虾,必須廣泛采用先進(jìn)切削加工技術(shù)催烘。而代表先進(jìn)制造技術(shù)的高速切削技術(shù)的出現(xiàn),滿足了現(xiàn)代模具加工的要求與特點缎罢。
高速切削技術(shù)用于加工模具的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:
∫寥骸(1)大大提高了加工效率,不僅機(jī)床轉(zhuǎn)速高策精、進(jìn)給快在岂,而且粗精加工可以一次完成,極大地提高了生產(chǎn)效率阵膛,再結(jié)合數(shù)控技術(shù)滋箫,模具的制造周期可縮短約40%。
×ㄔ巍(2)高速切削加工模具既不需要做電極箕径,也不需要后續(xù)研磨與拋光,還容易實現(xiàn)加工過程自動化冯爷,提高了模具的開發(fā)速度迅督。
(3)采用高速切削技術(shù)可加工淬硬鋼陪罕,而且可得到很高的表面質(zhì)量,表面粗糙度低于Ra0.6μm胃症,取得以銑代磨的加工效果将借,不僅節(jié)省了大量的時間,還提高了加工表面質(zhì)量肢椅。
為了實現(xiàn)模具型腔及其相關(guān)部位的高速加工讽椿,機(jī)床需要具備以下特點:
(1)大承重和高剛性 這是由于模具正在向大型化方向發(fā)展害唧,加工設(shè)備必須具有足夠大的臺面尺寸和工作行程與之適應(yīng)±噬現(xiàn)在,幾噸到幾十噸的模具非常普遍绑改,要求機(jī)床工作臺面能承受大重量谢床。模具材料的強(qiáng)度和硬度都很高,加上常常采用伸長量較大的小直徑端銑刀加工模具型腔厘线,因此加工過程容易發(fā)生顫振识腿。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)床必須有很高的動造壮、靜剛度渡讼,以提高機(jī)床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力费薄。
(2)高轉(zhuǎn)速和大功率 高速加工是發(fā)展方向栖雾,高速銑削在模具加工中已顯示了極大的優(yōu)越性楞抡。為了適應(yīng)模具型腔曲面的加工,刀具的半徑應(yīng)小于型腔曲面最小圓周半徑析藕,以免加工過程中刀具與工件發(fā)生“干涉”召廷。由于刀具直徑小,因此要求主軸轉(zhuǎn)速非常高诱紫,國外高速加工機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到40 000~100 000r/min二焰,快速進(jìn)給速度可達(dá)30 000~60 000min。型腔和模具零件其他部件粗澈越、精加工常常在工件一次裝夾中完成谣旨,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晨瀑,有的甚至更高尘蟋。
(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(fù)雜的空間6曲面及溝槽所構(gòu)成拉冯,且許多模具具有深孔腔巍也。為了達(dá)到對3D曲面的高精度蜜硫、高速度和高穩(wěn)定性加工,機(jī)床需要多軸聯(lián)動兵蟹,且具有良好的深孔腔綜合切削能力谚碌。可以采用五軸聯(lián)動加工中心笆抱,除了三個坐標(biāo)的直線運(yùn)動外广料,還有兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動。銑頭或工作臺可以多軸聯(lián)動進(jìn)行連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給遮晚,從而適用于加工具有復(fù)雜型腔曲面的模具零件性昭。
復(fù)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(jī)加工工序復(fù)合在一臺機(jī)床上實現(xiàn)县遣,但這仍不能完全適應(yīng)模具加工糜颠,將機(jī)械加工與電、化學(xué)萧求、超聲波等不同原理加工方法進(jìn)行復(fù)合其兴,兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點的復(fù)合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。
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