深圳市科翔模具有限公司
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區第(dì)二工業區24棟A區(qū)
在大型模具加工中,為了(le)獲得盡可能高的表麵質量,果冻传媒官方入口下载(men)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(jiā)工時間和鉗工的手工打磨時(shí)間。各種大型模具的生產已(yǐ)成為許多加工企業尋求機會進行全球競爭的新領域。但是,要想進入這一領域並不是(shì)一件容易的事情。在落後的加工技術下,機床進(jìn)給速度(dù)緩慢、操(cāo)作者需要對工(gōng)件(jiàn)進行多次調試裝夾,而(ér)且還需要幾個小(xiǎo)時的手工拋光作業,所以加工周期很(hěn)長。因此,必須尋求(qiú)更先進的加工技術使大型模具的加工如同加工小型模(mó)具那樣簡單容易(yì)。
大(dà)型模具加工中存在的(de)主要問題(tí):
1.巨大的尺寸和重量
在加工大型模具時,如何應付其自身的巨大尺寸和重量是加工企業麵臨(lín)的(de)一大挑戰。大(dà)型模具的加工往(wǎng)往需要大量的勞動力、專用設備和多次調試裝夾,而加工精度(dù)也受到多方麵潛(qián)在因素的影響而不易保證。
2.購置成本問題
加工生產各類大型(xíng)模具直接相(xiàng)關的最大費用就是機床的(de)購置成本。能夠生產大型(xíng)模具的機床是相當昂貴的,尤其是在複雜工藝安排下,需要使用多台機床才能完成從模具(jù)粗加工到精加工的(de)全部工序。這樣的先期高(gāo)投入成本也是很多企業進入(rù)這一市場的最大障礙。由此(cǐ),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(xiàn)大型模(mó)具的粗加工和精加工,甚至僅需(xū)一次調試裝夾,那(nà)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(dà)型機床的通用加工精度和調試裝夾的問題,果冻传媒官方入口下载必須探討一下大型(xíng)模具加工中心所(suǒ)必備的(de)一些設計特點。
1.鑄鐵(tiě)床身結構,機床主軸(zhóu)具有散熱(rè)功能
鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性,因(yīn)而是製造機床結構件最穩定的材(cái)料。對於銑削大(dà)型零(líng)件用的(de)任(rèn)何(hé)機床(chuáng),首先需要具有非常結實的(de)鑄鐵結構,並裝備有(yǒu)具有散熱(rè)功能的主(zhǔ)軸。就(jiù)機床的主軸而言,它必須采用內置冷卻技術,從軸承外麵來冷卻主軸,保證在長時間加工過程(chéng)中(zhōng),主軸本身不(bú)會被燒(shāo)壞或不會因熱膨脹而(ér)造成精度損失。這些因素是非常重要的,因為大型模具的加(jiā)工需要消(xiāo)耗(hào)很長的時間,同時在重切削條(tiáo)件下(xià),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好的剛性和散熱特性(xìng),這是加工(gōng)出大型優質模具的前提。因(yīn)此,必須(xū)最大程度地限製加工過程中機床的振動,並快速擴散加工過程中產生的熱(rè)量。選擇合適的加工機床和刀具可(kě)以實現成本和周期的雙贏。
2.熱穩定技術
由於加工時(shí)間過長(zhǎng),環境溫度的影響也是必須要考慮的。例如,在普通機床上加(jiā)工大(dà)型(xíng)模具,當環境溫度變化10℃時,將會導(dǎo)致機床立(lì)柱發生6℃的(de)溫度變化(huà),從而引起主軸角(jiǎo)板平(píng)行度發生(shēng)0.07mm的變化。因此,機床的設計必須考(kǎo)慮到環境溫度的效應,避免環境溫度影(yǐng)響到加工零件(jiàn)的精度(dù)。
3.速度(dù)
對於一台行程能夠快(kuài)速移動的大型模具加工中心來說,大型模具加工機床的主軸轉速應至少達到20000r/min,金屬的切削速度應滿足762~20000mm/min。
4.精(jīng)度
精度控製始終貫(guàn)穿於(yú)模具加工的各個階(jiē)段(duàn),如果(guǒ)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(gōng),那麽必須嚴格(gé)控製機床的定位精度和重複定位精度(dù)。大型模具專(zhuān)用的加工中心,一(yī)般其定位精度可以達到±1.5μm,重複定(dìng)位精(jīng)度應達到±1μm。同時,其節距精度應保持在5μm之內。
5.反饋分辨率
機床自身的反饋分辨率對於(yú)檢測加工零件的精度是十分重要的。采用標準的(de)1μm反饋(kuì)分辨(biàn)率,通常(cháng)所獲得的結果(guǒ)並不十分(fèn)理想。如果分辨率能夠達到0.05μm,那(nà)麽其精加工結果幾乎沒有任(rèn)何瑕疵。而且,通過對機床分辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製可進(jìn)一(yī)步提升零件表麵的加工質量。
6.主軸
大(dà)型模具加工中心上使用的主軸必須達到進(jìn)行粗加工、半精加工和高質量精加工的要求,而且作為一個(gè)參考標準,其能夠實現的表麵加工質量應該控製在2μm的水(shuǐ)平。通(tōng)常,對於模具閉(bì)合麵和分型線部分的精加工十分重要,但在傳統(tǒng)工藝下,許多模具製(zhì)造商(shāng)不得不采用手工拋光的方式,以彌補刀具加工(gōng)精度(dù)不(bú)足的問題。因為,大型加工機床的造價昂貴,如果為此項工序購置多功能機(jī)床,顯然是不切合實際的。
此外,合理的主軸設計(jì)必須能(néng)夠最大程度地延長刀具(jù)的使用壽命,使其能夠在加工周期內以低振動、低溫升的狀態持續工作。例如,在大型模具加工中心上加工汽(qì)車(chē)儀表(biǎo)板模具時,如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具,加工速度可以達到8m/min,使用壽命超過30h,可以將加工表麵質量控製在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,采用專門設計的大型模具加(jiā)工(gōng)機床,不僅(jǐn)可以延長刀具使用壽命,而且可以大量節約加工(gōng)每付模具的(de)刀具使用成本。
7.可移(yí)動的多軸加工頭
由於模具尺寸和重量的限製,一般(bān)裝夾工件需要花費很長的時間。因此,采用3軸聯動加工中心不僅減少了工(gōng)件的調試裝夾次數,而且又不影響機床的加工精度,從而(ér)使(shǐ)車間加工大型模具(jù)的生產能力大大提高。
可移動的多(duō)軸加工(gōng)頭可以用於加工結構特別複雜的大型模具,按可(kě)變幾何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加(jiā)工,僅需一次裝夾工件,便可銑削加工(gōng)型腔很深的模具和冷卻孔,以及切削加工許多其他幾何形狀複雜的部位。例如,當(dāng)主軸以最佳的角度傾斜時,可提高加(jiā)工頭對銑削加工點的接(jiē)近程(chéng)度,這樣便可實現利(lì)用多軸加工(gōng)頭完(wán)成(chéng)對斜孔(kǒng)的加工。
此外,由(yóu)於多軸加工頭(tóu)加工工件表麵時,采(cǎi)用的是(shì)刀具的半徑刀刃而不是刀具(jù)的刀尖,因此可(kě)提高表麵粗糙度。
8.切屑(xiè)管理
金屬切削加工時會(huì)產生(shēng)大量的切屑,如(rú)果不(bú)能(néng)及時排除,必然會導致二次切削,以及造成(chéng)機床結構部件或者工件表麵的溫升(shēng)。大型模具(jù)加(jiā)工中心的工作台下麵通(tōng)常具有18個排屑孔,不管工作台移動(dòng)到什麽位置(zhì),都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內置鉸鏈式切屑傳送(sòng)帶,以(yǐ)很高的速度將切屑排送到(dào)機床前麵。
9.高(gāo)壓冷卻液
在(zài)大型模具加工時,高(gāo)壓冷卻液有著(zhe)非常重要(yào)的作用。例如,在采用(yòng)2+3軸的加工方法鑽削斜孔(kǒng)時,需要壓力為1 000psi(1psi=6 890Pa)的冷卻液才能有效(xiào)地排除切屑,並達到更高精度的切削。而如果沒有這種高壓冷卻液,則在加工斜孔時,需要增添額外的機床,需要二次裝卡,降低(dī)加工精度,而且增加周期成本。根據(jù)以上分析可以看出,實現對(duì)大型模具的簡單加工需要機床具有更多、更好的功能。
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