用於模具工業的高速加工工藝(二)

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用於模具工業的高速加工工藝(二)簡介
(2)生產效率高—用高速加工中心或高速銑床加工模具,可以在工件一次裝夾中,完成型腔的粗、精加工和模具零件其它部位的機械加工,即所謂「一次過」技術(O……
用於模具工業的高速加工工藝(二)正文


(2)生產效率高—用高速加工中心或高速銑床加工模具,可以在工件一次裝夾中,完成型腔的粗、精加工和模具零件其它部位的機械加工,即所謂「一次過」技術(One Pass Machining),切削速度很高,加工過程本身的效率比電加工要高出好幾倍。除此以外,它既不要做電極,常常也不需要後續的手工研磨與拋光,又容易實現加工過程自動化。因此,高速加工技術的應用,使模具的開發速度大為提高。


(3)能加工形狀複雜的硬質零件和薄壁零件—由高速切削機理可知,高速切削時,切削力大為減少,切削過程變得比較輕鬆。高速切削可以加工淬火鋼,材料硬度可高達60HRC以上,加工過程甚至可以不用切削液,這就是所謂的硬切削(Hard Machining)和乾切削(Dry Machining)。尤其可貴的是,在高速加工中,橫向切削力(Py)很小,這就有利於加工複雜模具型腔中一些細筋和薄壁,其壁厚甚至可以小於1mm。


高速加工製造薄壁零件


近幾年來,高速加工技術在國外已廣泛用於模具工業。在工業發達國家,據統計目前有85%左右的模具電火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工在國際模具製造工藝中的主流地位已經確立。原來一些從事電加工設備製造的著名公司(如瑞士Agie公司),已敏感地看到這一技術發展趨勢,為了不被模具設備??場淘汰出局,已?取了與高速機床製造廠家(如瑞士Mikron)聯手合併的措施。


模具工業中的高速機床


對模具工業中使用的高速機床主要有下列要求:


(1)主軸轉速高、功率大—為了適應模具型腔曲面的高速加工,刀具的半徑應小於型腔曲面的最小圓角半徑,以免加工過程中刀具與工件發生「干涉」(實際上是過切),所以加工中常用小直徑的球頭銑刀。由於刀具直徑小(1~12mm),因此要求主軸的轉速非常高,有的高達20000-80000 r/min,以便實現高速切削;型腔的粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成,故主軸功率要大,中等尺寸加工中心的主軸功率常為10KW到40KW,有的甚至更高。


(2)機床剛度好—模具材料的強度和硬度都很高,加上常常?用伸長量較大的小直徑端銑刀加工模具型腔,因此加工過程容易發生顫振,一般都?用精度高、剛度大的高速電主軸。為了確保零件的加工精度和表面質量,用於模具製造的高速機床必須有很高的靜、動剛度,以提高機床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力。


(3)主軸轉動和工作台(溜板)直線運動都要有極高的加速度—主軸從啟動加速到最高轉速(一般高於10000 r/min),通常只用1~2秒的時間。工作台的加、減速度也從常規數控機床的0.1g?0.2g提高到1~5g(g為重力加速度,g=9.81m/s2),以便可靠地實現小圓角半徑曲面的高速加工,並達到必要的型面幾何精度。在模具製造中,對機床的進給速度則不要求太高,一般有30m/min即可。近年來,矢量控制的變頻調速永磁式主軸電動機和大推力、大行程直線電動機在高速機床上的應用,為模具製造中廣泛?用高速加工技術提供了更加有利的條件。

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