深圳市科翔模具有限公司
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在大型模具加工中,為了獲得盡可能高的(de)表麵質量,我(wǒ)們需要選擇合適的機床並配置必要的刀具,隻有這樣,才能減少EDM的後續加工時(shí)間和鉗工的手工(gōng)打磨時間。各種大型模具(jù)的生產(chǎn)已成為許多加工企業尋求機會進行全球競爭(zhēng)的新領(lǐng)域。但是,要想進入這一領域並(bìng)不是一件容易的事情。在(zài)落後的加工技術下,機床進給速度緩慢、操作者需要對工件進行多次調試裝夾,而(ér)且還需(xū)要幾個小時的手工拋光(guāng)作業,所以加工(gōng)周期很長。因此,必須尋求更先進的加工技術使大型(xíng)模具的加(jiā)工如同加工小型模具那樣簡單(dān)容易。
大型模具加工中存在的主要問題:
1.巨大的尺寸和重量
在加工大(dà)型模具時,如何應付其自身的巨大尺寸和重量是加工企業麵臨的一大挑戰。大型模具的加工往往需要大量的勞動力、專用設備和多次調(diào)試裝夾,而加工精度也受到多方麵潛在因素的影響而不易保證。
2.購置(zhì)成本問題
加工生產各類大型模具直接相關(guān)的最(zuì)大費用就是機床的購置成本。能夠生產大型模具(jù)的機床是相(xiàng)當昂貴的,尤(yóu)其是在複雜工藝安排下,需要使用多台機(jī)床才能完(wán)成從模具(jù)粗加工到精加工的全部(bù)工序(xù)。這樣的先期高(gāo)投入成本也是很多企業進入這一市場的(de)最大障礙。由(yóu)此,果冻传媒官方入口下载可以看出,如果可以在一台合適的機床上實現大型模(mó)具的粗加工和精加工(gōng),甚至僅需一次調試裝夾,那麽很多問題將迎刃而解,加工精度也可以得到保證。
考慮到大型機床的通用加工精度和調試(shì)裝夾的(de)問題,果冻传媒官方入口下载必須探討(tǎo)一下(xià)大型模具加(jiā)工中心所(suǒ)必備的一些設計特點。
1.鑄鐵床身結構,機床主軸具有散熱功能
鑄(zhù)鐵材料具有很高的剛性和散熱特性,因而是製造機(jī)床結構件最穩定的材料。對於銑(xǐ)削大型零(líng)件用的任何機床,首先需要具有非常結實的鑄鐵結(jié)構,並裝備有具有(yǒu)散熱功能的主軸。就機床的主軸(zhóu)而言,它必須采用內置冷卻技術,從軸承外麵(miàn)來冷卻主(zhǔ)軸,保證在長時間(jiān)加工過程中,主軸本身不會被燒壞或不會(huì)因熱膨脹而造成精度損失。這些因素(sù)是非常重要的,因為大型模具的(de)加工需要消耗(hào)很長的時間,同時在(zài)重切削條件下,這會增加模具的熱量和應力。所以,機床的結構部件必須具有良(liáng)好的剛性和散熱特性,這是加工出大型優質模具的前提。因此,必須最大程度地限(xiàn)製加工過程中機床的振動,並快速擴散加工過(guò)程中產生的熱量。選(xuǎn)擇合適的加工機床(chuáng)和刀具可以實現成(chéng)本和周期的雙(shuāng)贏。
2.熱穩定技術(shù)
由於加工時間過長,環境(jìng)溫度的影響也是必須(xū)要考慮的。例如,在普通(tōng)機床上加工大型模具,當環境溫度(dù)變化10℃時,將會導致機床立柱發生6℃的溫度(dù)變化,從而引起主軸角板平行度發生0.07mm的變化。因此,機床的設計必須考慮到(dào)環境溫度的效應,避免環境溫度影響到加(jiā)工零(líng)件(jiàn)的精度。
3.速度
對於一台行程能夠快速(sù)移動的大(dà)型(xíng)模具加工中心來說,大型模具加工機床的主軸轉速應至少達到20000r/min,金屬(shǔ)的切削速度應滿足(zú)762~20000mm/min。
4.精度
精度控製(zhì)始終貫穿(chuān)於模具(jù)加工的各個(gè)階段,如果需要在一台加工(gōng)中心上實現對大型模具的粗加工和精加工,那麽必須嚴格控製機床的定位精度和重複定位精度。大型模具(jù)專用的加工中心(xīn),一般其定位(wèi)精度可以達(dá)到(dào)±1.5μm,重複定位精度(dù)應達到±1μm。同時,其節距精度應保持在5μm之內。
5.反饋分辨率(lǜ)
機床自身的反饋分辨率對於檢(jiǎn)測加工零件的精度是十分重要的。采用標準的(de)1μm反饋分辨率,通常所獲得的結果並不十分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm,那麽其精加工結果(guǒ)幾乎沒有任何瑕疵。而且,通(tōng)過對機床分辨率、標尺(chǐ)反饋和小節(jiē)距滾珠絲杠的控製可進一步提升零件表麵的加工質(zhì)量。
6.主軸
大型模具加工中心上(shàng)使用的主軸必(bì)須達到進(jìn)行粗(cū)加工、半精(jīng)加工和高質量精加工(gōng)的要(yào)求,而且作為一個參考標準,其能夠實(shí)現的表麵加工質量應該控製在(zài)2μm的水平。通(tōng)常,對於模具(jù)閉合麵和分型線部分的精加工(gōng)十分重要,但在傳統工藝下,許多模具(jù)製造商不得(dé)不采用手工拋(pāo)光的方式,以彌補刀具加工(gōng)精度不足的問題。因為,大型加工機床的造價昂貴,如果為此項(xiàng)工序購置多(duō)功能機床,顯然是不切合實(shí)際的。
此外,合理(lǐ)的主軸設計必須能夠最大程度地延長刀具的使用(yòng)壽命,使(shǐ)其能夠(gòu)在加工周期內以低振(zhèn)動、低溫升的狀態持續工作。例如,在大型模具加工中(zhōng)心上加工汽車儀(yí)表板模具時,如(rú)采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具,加工(gōng)速度可以(yǐ)達到8m/min,使用壽命超過30h,可以將加(jiā)工表麵質量控製在0.336~3.2μm。由此可知,考慮到加工大型模具時的刀具成本增加,采用(yòng)專門設計的大型模具加工機床,不僅可以延(yán)長刀具使用壽命,而且可(kě)以大量節約加工每(měi)付模具(jù)的(de)刀具使用成本。
7.可移動的多軸加工頭
由於(yú)模(mó)具尺寸和重量的限製(zhì),一(yī)般(bān)裝夾工件需要(yào)花費很長的時間。因此,采用3軸聯動加工中心(xīn)不僅減少了工件的調試裝夾次數,而且又不影響機床的加工精度,從而使車間加工大型模具的生產能力大大提高。
可(kě)移動(dòng)的多軸加工頭可(kě)以用於加工(gōng)結構特別複(fù)雜的大型(xíng)模具,按可變幾(jǐ)何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加工,僅需一次裝夾工件,便可銑削加工型腔很深(shēn)的模具和冷卻孔,以及切削加工許多其他幾何形狀複雜(zá)的部(bù)位。例如,當主軸以最佳的角度傾斜時,可提高加工頭對銑削加工點的接近程度,這樣便可實現利用多軸加工(gōng)頭完成對(duì)斜孔的加工。
此外,由於(yú)多軸加工頭加工工件表麵(miàn)時,采(cǎi)用的是(shì)刀具的半徑刀刃而不是刀具的刀尖,因此可提高表麵粗糙度。
8.切屑(xiè)管理
金屬切削加工時會產生大量的切屑,如果不能及時排(pái)除,必(bì)然會導致二次切削,以(yǐ)及造成(chéng)機床結構部件或者工件(jiàn)表麵的溫升。大型模具加工中心的工(gōng)作台下麵通常具有18個排屑孔,不(bú)管工(gōng)作台移動到什麽位置,都(dōu)能(néng)夠可靠(kào)地排(pái)除切屑。機(jī)床上有4條內置鉸鏈式切屑傳送帶,以很高的(de)速度(dù)將切屑排(pái)送到機床前麵。
9.高(gāo)壓冷卻(què)液
在大型模具加工時(shí),高壓冷卻(què)液(yè)有著非常(cháng)重要的作用。例如,在采用2+3軸的加(jiā)工(gōng)方法鑽削斜孔(kǒng)時,需要壓力為1 000psi(1psi=6 890Pa)的冷卻液才能(néng)有效地排除切屑,並達到更高精度的(de)切削。而如果沒有這種高壓(yā)冷卻液,則在加工斜(xié)孔(kǒng)時,需要增添額外的機床,需要二次裝卡,降低加工精度,而且增加周期(qī)成本。根(gēn)據以上(shàng)分析可以(yǐ)看出,實現對大型模具的簡單加工需要機床具(jù)有更多、更(gèng)好的功能。
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