高速切削成為模具制造的主流
在美國(guó)、德國(guó)和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家蝶涩,其模具工業(yè)近年來正在進(jìn)行一場(chǎng)大規(guī)模的技術(shù)革命没讲,這就是逐步用高速切削機(jī)床替代電加工設(shè)備,對(duì)模具型腔進(jìn)行高效精密加工厚掷。這些機(jī)床主要包括各種高速數(shù)控銑床弟灼、加工中心等。
目前在模具加工制造過程中冒黑,主要以普通機(jī)加工和電火花加工為主田绑。普通機(jī)床加工模具型腔一般都是在熱處理前進(jìn)行粗加工勤哗、半精加工和精加工,然后磨削掩驱,打磨拋光芒划,費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。電火花加工是在退火后進(jìn)行切削加工欧穴,然后進(jìn)行熱處理鼻昼、電火花加工,最后經(jīng)過打磨山椎、拋光吸坐。
隨著消費(fèi)類產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快,對(duì)模具的生產(chǎn)效率和制造品質(zhì)提出了越來越高的要求徒妒,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)逐漸暴露出來痢抹。要縮短制造周期并降低成本,必須廣泛采用先進(jìn)切削加工技術(shù)衬械。而代表先進(jìn)制造技術(shù)的高速切削技術(shù)的出現(xiàn)祷罩,滿足了現(xiàn)代模具加工的要求與特點(diǎn)。
高速切削技術(shù)用于加工模具的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:
≌搛(1)大大提高了加工效率隔抒,不僅機(jī)床轉(zhuǎn)速高、進(jìn)給快淋憋,而且粗精加工可以一次完成课娃,極大地提高了生產(chǎn)效率,再結(jié)合數(shù)控技術(shù)桃序,模具的制造周期可縮短約40%杖虾。
(2)高速切削加工模具既不需要做電極媒熊,也不需要后續(xù)研磨與拋光奇适,還容易實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化,提高了模具的開發(fā)速度芦鳍。
∪峦(3)采用高速切削技術(shù)可加工淬硬鋼,而且可得到很高的表面質(zhì)量柠衅,表面粗糙度低于Ra0.6μm皮仁,取得以銑代磨的加工效果,不僅節(jié)省了大量的時(shí)間菲宴,還提高了加工表面質(zhì)量贷祈。
為了實(shí)現(xiàn)模具型腔及其相關(guān)部位的高速加工,機(jī)床需要具備以下特點(diǎn):
『嚷汀(1)大承重和高剛性 這是由于模具正在向大型化方向發(fā)展势誊,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)∥卮铮現(xiàn)在,幾噸到幾十噸的模具非常普遍段卵,要求機(jī)床工作臺(tái)面能承受大重量蜈率。模具材料的強(qiáng)度和硬度都很高,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荤榄,因此加工過程容易發(fā)生顫振魔辉。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)借倘、靜剛度阀霸,以提高機(jī)床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力枣象。
⊥腊(2)高轉(zhuǎn)速和大功率 高速加工是發(fā)展方向,高速銑削在模具加工中已顯示了極大的優(yōu)越性舶舅。為了適應(yīng)模具型腔曲面的加工莫彩,刀具的半徑應(yīng)小于型腔曲面最小圓周半徑,以免加工過程中刀具與工件發(fā)生“干涉”奸闽。由于刀具直徑小琼牧,因此要求主軸轉(zhuǎn)速非常高,國(guó)外高速加工機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到40 000~100 000r/min哀卫,快速進(jìn)給速度可達(dá)30 000~60 000min巨坊。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成此改,故主軸功率要大趾撵,中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW,有的甚至更高共啃。
≌嫉鳌(3)能多軸聯(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移剪。為了達(dá)到對(duì)3D曲面的高精度妈候、高速度和高穩(wěn)定性加工,機(jī)床需要多軸聯(lián)動(dòng)挂滓,且具有良好的深孔腔綜合切削能力⌒ル剩可以采用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心赶站,除了三個(gè)坐標(biāo)的直線運(yùn)動(dòng)外,還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鲫础。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)給惕秧,從而適用于加工具有復(fù)雜型腔曲面的模具零件奥徒。
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(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)的炫,但這仍不能完全適應(yīng)模具加工吐捞,將機(jī)械加工與電、化學(xué)蜕裳、超聲波等不同原理加工方法進(jìn)行復(fù)合吹蜡,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。
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