怎樣加工精密模具?
利用精密模具制造的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們生活中的各行各業(yè),可能我們感覺不出來(lái)他的存在,但其實(shí)已經(jīng)完全離不開了,手機(jī)等消費(fèi)電子、家電、汽車、智能設(shè)備這些產(chǎn)品的加工都有他的身影,那么小編今天就帶大家揭開他的神秘面紗,告訴大家怎樣加工精密模具??模具型腔的精密加工工序是精密模具加工的最后一道工序,是直接影響模具質(zhì)量好壞的最重要的一環(huán),它占整個(gè)模具加工量的30%~40%左右,因此倍受國(guó)內(nèi)外專家的重視。在我國(guó)盡管模具加工的大部分工序(車、銑、刨、磨、電火花、線切割等)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化。
國(guó)外大多數(shù)模具廠家都采用模具設(shè)計(jì)、加工甚至裝配一體化,也就是模具CAD/CAM/CAE的一體化,利用模具CAD軟件和反求工程進(jìn)行設(shè)計(jì);利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行裝配試模,發(fā)現(xiàn)干涉及時(shí)調(diào)整,在加工過(guò)程中,利用加工中心和CAD/CAM,把整個(gè)加工過(guò)程一體化,也就是工件一次安裝就完成零件的加工,所以工件的精度可以得到保證。
我國(guó)對(duì)模具型腔精密加工方法仍然是機(jī)械加工和電加工兩大方面,并且電加工越來(lái)越占優(yōu)勢(shì)。此外就是模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用,但由于模具本身的特點(diǎn),形狀復(fù)雜難于規(guī)范化,所以型腔模CAD/CAM的開發(fā)不如沖模及塑料模在CAD/CAM上開發(fā)得那么成熟。盡管如此,這仍是型腔模加工方法的一個(gè)發(fā)展方向。在這些加工方法中,發(fā)展較快的是機(jī)械加工中的銑削技術(shù)、磨削技術(shù)和電加工中的電火花成形加工技術(shù),分別簡(jiǎn)介如下:
1、高速銑削加工
銑削加工是型腔模的重要加工手段,特別適用于中、大型鍛模的加工。近年來(lái)銑削加工獲得了迅速的發(fā)展,高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了模具加工技術(shù)的進(jìn)步,特別是對(duì)汽車,家電行業(yè)等中、大型型腔模具制造方面注入了新的活力。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
◆高精度化:認(rèn)為銑削加工是普通加工的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去。機(jī)床的定位精度從80年代的±12mm/800mm,已提高到90年代的±2~5mm/全行程,采用了精密機(jī)床的熱平衡結(jié)構(gòu)以及主軸冷卻等措施來(lái)控制熱變形,其控制分辨率已由原來(lái)的1mm提高到0.2mm。這樣使加工精度由原來(lái)的±10mm提高到±2~5mm,精密級(jí)可達(dá)±1.5mm,使銑削加工機(jī)床進(jìn)入了精密機(jī)床的領(lǐng)域。
◆加工效率高速化:隨著刀具、電機(jī)、軸承、數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)步,高速銑削技術(shù)迅速崛起。目前主軸轉(zhuǎn)速已從4000~6000r/min提高到14200r/min,切削進(jìn)給速度提高到1~6m/min,快速進(jìn)給速度由8~12m/min提高到30~40m/min,換刀時(shí)間由5~10s降到1~3s,這就大幅度提高了加工效率。高速銑削與普通的加工方式相比,加工效率可提高5~10倍。
◆銑削材料的高硬度化:高速銑削技術(shù)與新型刀具(金屬陶瓷刀具、PCBN刀具、特殊硬質(zhì)合金刀具等)相結(jié)合,可對(duì)硬度為36~52HRC的工件進(jìn)行加工,甚至可加工60HRC的工件。
2、電火花成形加工
高速銑削技術(shù)發(fā)展了,作為型腔模加工另一重要手段的電火花成形加工的發(fā)展也相當(dāng)完美,但作為一個(gè)加工體系,確實(shí)面臨著高速銑削加工的新挑戰(zhàn)。
◆電火花成形加工的技術(shù)進(jìn)步:由于微精密加工脈沖電源、工作液、混硅粉加工工藝等相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,使電火花成形加工表面粗糙度達(dá)到Rmax0.6~0.8mm,而且可以進(jìn)行大面積加工。并且由于電極損耗不斷降低(最小達(dá)0.1%)以及對(duì)微加工的加工余量精確控制等,可以說(shuō)電火花成形加工已進(jìn)入了精密加工領(lǐng)域。
◆電火花成形加工面臨的挑戰(zhàn):由于高速銑削能加工硬度36~52HRC甚至60HRC的材料,幾乎所有型腔模材料都能加工,改變了高硬度材料只有采用電加工的局面。高速銑削的加工效率與電火花加工的效率相比為4:1,有的甚至是電火花成形加工的7~8倍,而且節(jié)省了電極的制造。高速銑削還具有一定加工精度和較好的表面粗糙度。國(guó)外認(rèn)為,在型腔模的加工領(lǐng)域里,高速銑削可以替代電火花加工,這不是沒有根據(jù)的。由于這樣,在應(yīng)用領(lǐng)域方面,特別是在汽車等行業(yè),電火花成形加工有被高速銑削擠出來(lái)的危險(xiǎn)。不過(guò)電火花成形加工在加工深槽、窄縫、筋肋、紋理等方面有其不可替代的優(yōu)越性。但總的說(shuō)來(lái)。電火花成形在加工的應(yīng)用領(lǐng)域縮小了,一部分市場(chǎng)被別的加工設(shè)備占領(lǐng)了,特別是對(duì)大型電火花成形加工機(jī)床的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生更大的影響。
◆電火花成形加工的發(fā)展戰(zhàn)略:電火花成形加工是幾十年形成的一個(gè)加工體系,本身也在不斷地發(fā)展,針對(duì)銑削加工技術(shù)的發(fā)展,最近出現(xiàn)了“電火花銑削加工”技術(shù)與之相抗衡。總體來(lái)說(shuō),“電火花銑削加工”是以提高電火花成形加工效率為目標(biāo),采用成形(石墨電極),以水作為工作液的電火花成形加工,與以油作為工作液相比,其加工效率提高2~3倍,國(guó)外稱之為“電火花銑削加工”,這代表了它的發(fā)展方向。但與高速銑削加工相比其整體加工效率還有較大差距。采用高速旋轉(zhuǎn)的主軸,帶動(dòng)棒狀(管狀)電極旋轉(zhuǎn),配合工作臺(tái)及主軸的數(shù)控軌跡運(yùn)動(dòng)及伺服進(jìn)給,其加工成形方式類似于機(jī)械銑削加工。這種“電火花銑削加工”可以在電極庫(kù)中存放不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)管電極,而在數(shù)控進(jìn)給中成形,這大大簡(jiǎn)化了電極的設(shè)計(jì)、制造、管理等。這是一種新的發(fā)展策略,但同樣存在加工效率低的問(wèn)題。預(yù)計(jì)“電火花銑削加工”將有新的進(jìn)展,與高速銑削加工會(huì)進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
隨著電子、電器、通訊、計(jì)算機(jī)等行業(yè)的迅速發(fā)展,精密、微細(xì)、復(fù)雜模具的加工越來(lái)越多,市場(chǎng)越來(lái)越大,這些模具的加工正是電火花成形加工的優(yōu)勢(shì)。因此,在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),應(yīng)充分發(fā)揮電火花成形加工的優(yōu)勢(shì),即應(yīng)重點(diǎn)向精密、復(fù)雜、微細(xì)模具加工方向轉(zhuǎn)移,這是電火花成形加工發(fā)展的又一重要方向。
3、磨削加工仍是精密模具加工的主要方法
磨削加工是一種精密加工技術(shù),到目前為止,磨削加工精度已經(jīng)很高了,最高可達(dá)1~2mm,加工的表面質(zhì)量也非常好,其表面的粗糙度一般在Ra0.04~0.32μm,并且利用磨削加工,加工出的表面沒有軟化層、變質(zhì)層等缺陷,所以廣泛用于精密模具的加工中。隨著磨床種類的增多,如坐標(biāo)磨床、成形磨床、光曲磨床以及專用模加工磨床等,特別是數(shù)控程度的提高,使加工的范圍越來(lái)越大,精度越來(lái)越高。不僅能加工冷沖模,而且也能加工各種型腔模,如鍛模、塑料模等,所以說(shuō),磨削加工仍是精密模具加工的主要手段。下面重點(diǎn)介紹磁粒研磨技術(shù)。
以上對(duì)于怎樣加工精密模具的介紹,這些加工工藝也是離不開中國(guó)模具制造設(shè)備的發(fā)展,設(shè)備是基礎(chǔ),話語(yǔ)權(quán)掌握在自己手上才是王道,更多模具加工廠信息請(qǐng)關(guān)注富東懿精密模具官網(wǎng)? www.qddnwx.com