V1工业互联网 资深模具老师傅的经验整理:模具加工基础资料大全!(3)
2021-08-28 2234 331
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八、注意事项。
(1)工艺编制简洁,表达详细,加工内容尽可能数字化;
(2)加工的重点和难点,工艺要特别强调;
(3)需要组合处理,工艺表达清楚;
(4)镶块需要单独加工时,注意加工精度的工艺要求;
(5)组合加工后,需要单独加工的镶块零件,组合加工过程中安装单独加工的基准要求;
(6)模具加工中弹簧最易损坏,因此应选择疲劳寿命长的模具弹簧。
大型模具加工问题。
一、巨大的尺寸和重量。
在加工大型模具时,如何应对其自身的巨大尺寸和重量是加工企业面临的巨大挑战。大型模具的加工往往需要大量的劳动力、专用设备和多次调整夹具,加工精度也受到许多潜在因素的影响,难以保证。
2.采购成本。
加工生产各种大型模具的最大成本是机床的采购成本。能够生产大型模具的机床相当昂贵,尤其是在复杂的工艺安排下,需要使用多台机床来完成从模具粗加工到精加工的所有过程。这种早期高投入成本也是许多企业进入这个市场的最大障碍。由此可见,如果能够在合适的机床上实现大型模具的粗加工和精加工,甚至只需要一次性调试夹具,许多问题都会得到解决,加工精度也会得到保证。
加工中心。
铸铁床体结构,机床主轴具有散热功能。
铸铁材料具有高刚度和散热特性,是制造机床结构最稳定的材料。铣削大型零件的任何机床,首先都需要非常坚固的铸铁结构,配备具有散热功能的主轴。
就机床主轴而言,必须采用内置冷却技术,从轴承外冷却主轴,以确保主轴本身在长期加工过程中不会烧坏或因热膨胀而损失精度。这些因素非常重要,因为大型模具的加工需要很长时间,在重切削条件下会增加模具的热量和应力。因此,机床的结构部件必须具有良好的刚性和散热特性,这是加工大型优质模具的前提。因此,机床在加工过程中的振动必须最大限度地限制,加工过程中产生的热量应迅速扩散。选择合适的加工机床和工具可以实现成本和周期的双赢。
二是热稳定技术。
由于加工时间过长,还必须考虑环境温度的影响。例如,在普通机床上加工大型模具,环境温度变化为10℃时,机床柱发生6℃的温度变化,主轴角板的平行度发生0.07mm的变化。因此,机床的设计必须考虑环境温度的效果,避免环境温度影响加工零件的精度。
三是速度。
对于行程可以快速移动的大型模具加工中心,大型模具加工机床的主轴转速至少应达到20,000r/分钟,金属切削速度应达到762~20,000毫米/分钟。
四、精确度。
精度控制始终贯穿于模具加工的各个阶段。如果需要在一个加工中心实现大型模具的粗加工和精加工,必须严格控制机床的定位精度和重复定位精度。大型模具专用加工中心的定位精度一般为1.5μm,重复定位精度为1μm。同时,其节距精度应保持在5μm以内。
五、反馈分辨率。
对于高精度曲面加工,机床本身的反馈分辨率对于检测加工零件的精度非常重要。使用标准的1μm反馈分辨率,通常得到的结果并不理想。如果分辨率能达到0.05μm,其精加工结果几乎没有缺陷。此外,通过控制机床分辨率、标尺反馈和小节距球丝杠,可以进一步提高零件表面的加工质量。
六、主轴。
大型模具加工中心使用的主轴必须满足粗加工、半精加工和高质量精加工的要求,作为参考标准,其能够实现的表面加工质量应控制在2μm的水平。通常,模具闭合面和分型线部分的精加工非常重要,但在传统技术下,许多模具制造商必须采用手工研磨的方式来弥补工具加工精度不足的问题。因为大型加工机床的成本很高,所以在这个工序中购买多功能机床显然不现实。
另外,合理的主轴设计必须能最大限度地延长刀具的使用寿命,使其能在加工周期内以低振动、低温升的状态持续工作。举例来说,在大型模具加工中心加工汽车仪表板模具时,如采用16mmCBN镶刀片精加工刀具,加工速度可达8m/min,使用寿命可达30h以上,加工表面质量可控制在0.336~3.2μm之间。由此可见,考虑到加工大型模具时刀具成本的增加,采用专门设计的大型模具加工机床,不仅能延长刀具的使用寿命,而且能大大节省每个模具的使用成本。
7.可移动多轴加工头。
由于模具尺寸和重量的限制,夹紧工件通常需要很长时间。因此,采用3轴联动加工中心不仅减少了工件的调试夹紧次数,而且不影响机床的加工精度,大大提高了车间加工大型模具的生产能力。
可移动的多轴加工头可用于加工结构特别复杂的大型模具。根据可变几何形状设计的加工头可以允许3轴联动加工。只需一次夹紧工件,就可以铣削深模具和冷却孔,以及许多其他几何形状复杂的零件。例如,当主轴以最佳角度倾斜时,可以提高加工头对铣削点的接近度,从而实现多轴加工头对斜孔的加工。
另外,由于多轴加工头在加工工件表面时,采用的是刀具的半径刀刃,而非刀具的刀尖,因此可以提高表面粗糙度。
八、切屑管理。
在金属切削过程中会产生大量的切屑,如果不能及时排除,必然会导致二次切削,从而导致机床结构部件或工件表面的温升。大型模具加工中心的工作台下通常有18个排屑孔,无论工作台移动到哪里,都可以可靠地排除切屑。机床上有4条内置铰链式切屑输送带,以高速将切屑输送到机床前。
九、高压冷却液。
高压冷却液在大型模具加工中起着十分重要的作用。举例来说,在采用2+3轴加工方法钻斜孔时,需要压力为1000psi(1psi=6890Pa)的冷却液才能有效地排除切屑,达到更高的切削精度。而且如果没有这种高压冷却液,在加工斜孔时,需要增加额外的机床,需要二次装卡,以降低加工精度,增加周期成本。从上面的分析可以看出,实现大型模具的简单加工需要机床更多、更好的功能。新型MCC2516VG3MCC2516VG3轴卧式加工中心,主轴转速可达15000r/min,并采用轴芯冷却和轴承内压润滑两种功能,确保主轴及其辅助轴承能及时有效地冷却。
另外,主轴不仅可以沿着X轴、Y轴的垂直方向和Z轴的前后方向移动,还可以配合A轴和C轴旋转。因为有两种分度功能,所以不仅可以减少调节工作量,还可以切割结构复杂的工件,如保险杠,仪表盘,汽车头灯镜头等。

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