隨著汽車工業(yè)的快速發展,汽車用各種大型、高裝飾性模具的需求正在迅速增長,例如,汽車儀表板,設計(jì)人員正在不斷地(dì)提高這類模具產品的尺寸和複雜(zá)性。因此,各種大型模具的(de)生產已(yǐ)成(chéng)為許多加工企業尋求機會進行全球競爭的新領域。
1.鑄鐵床身結構,機床主軸具有散熱功能
鑄鐵材料具有很高的剛(gāng)性和散熱特性(xìng),因而是製造機床結構件最穩定(dìng)的材料。對於銑削大型零件用的任何機床,首先需要具有非常結實的鑄鐵結構,並裝(zhuāng)備有具有散(sàn)熱功能(néng)的主軸。
就機(jī)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(bǎo)證(zhèng)在長(zhǎng)時間加工過程中,主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而(ér)造成(chéng)精度損失。這些因素是非常重要的,因(yīn)為大型模(mó)具的加工,需要消耗很長的時間(jiān),同時(shí)在重切削條件下,這會增(zēng)加模具的熱量和應力。所以,機床的結構部件(jiàn)必須具有良好的剛性和散熱特性,這是加工出(chū)大型優質模具(jù)的前提。因此,必(bì)須最大程度地限製加工(gōng)過程中機床的(de)振(zhèn)動,並快(kuài)速擴散加工過程中產(chǎn)生的熱量(liàng)。選擇合適的加(jiā)工機床和刀(dāo)具可以實現成本和周(zhōu)期的(de)雙贏。
2.熱穩定技術
由於加工時間過長,環境溫度的(de)影響也是必須要考慮的。例如,在普通機床上加工大型模具(jù),當環境溫度變化10℃時,將會導致機床立柱發生6℃的(de)溫度變化,從而引起主軸角(jiǎo)板平行度(dù)發生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(jìng)溫(wēn)度影響到加工(gōng)零件的精(jīng)度。
3.速度
對於一台行程能夠快速移動的大(dà)型(xíng)模具加工(gōng)中心來說,大型模具加工機床的(de)主(zhǔ)軸轉速應至少達到20000r/min,金屬的切削速度應(yīng)滿足762-20000mm/min。
4.精度
精度控製始(shǐ)終貫穿於(yú)模具加工(gōng)的各個階段,如果需(xū)要在一台加工(gōng)中心上實現對大型模具(jù)的粗加工和精加工,那麽,必須嚴格控製機(jī)床的(de)定位精度和重複定(dìng)位精度。大(dà)型模具專用的加工中心,一般其定位精度可以達到±1.5μm,重複定位(wèi)精度應達到±1μm。同(tóng)時,其節距精度應保持在5μm之內。
5.反饋分辨率
機床自身的(de)反饋分辨率,對於檢測加工零件的(de)精度(dù)是十分重要的。采用標準的1μm反饋分(fèn)辨率,通常所獲得的結果並不十分理想。如果分辨率能(néng)夠達到0.05μm,那麽其精加工結果幾(jǐ)乎沒有任何瑕疵。而且,通(tōng)過對機床(chuáng)分辨率、標尺反饋和小節距滾珠絲杠的控製,可進一(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(zhǔ)軸必須(xū)達到進行粗(cū)加工、半精加工和高質量精加(jiā)工的要求,而且作為一個參考標準,其能夠實現的表麵加工質量應(yīng)該控製在2μm的水(shuǐ)平。通常,對(duì)於模具閉合麵和(hé)分型線部(bù)分的精加工十分重(chóng)要,但在傳統工藝下(xià),許多(duō)模具製造商不得不采(cǎi)用(yòng)手工拋光的方式,以彌補刀具加工精度不足的問題。因為,大型(xíng)加(jiā)工(gōng)機床的造(zào)價昂貴,如果為此項工序購置多功能(néng)機床(chuáng),顯然是不切(qiē)合實際的。
此(cǐ)外(wài),合理的(de)主軸設計必(bì)須(xū)能夠最大程度(dù)地延長刀具的使用壽命,使其能夠在加工周期(qī)內以低振動、低溫升的狀態(tài)持續工作。例如,在大型模具加(jiā)工中心上加(jiā)工汽車儀(yí)表板模具時(shí),如采用16mmCBN鑲刀(dāo)片精加工刀具,加工速度可以(yǐ)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(dào)加工(gōng)大型模具(jù)時的刀具成本增加(jiā),采用(yòng)專門設計的(de)大型模具加工機床,不(bú)僅(jǐn)可以延長刀具(jù)使用壽命,而且可以大量節約加工每付模具的刀具使用成本。
7.可移動的多軸加工頭
由於模具尺寸(cùn)和重量的限製,一般裝夾工件需要花費很長(zhǎng)的(de)時間。因此,采用3軸聯(lián)動加工中心,不僅減(jiǎn)少了工件的(de)調試裝夾次數,而且(qiě)又不影(yǐng)響機床的加工精(jīng)度,從而使車間加工大型模具的生產能力大大提高。
可移動的多軸(zhóu)加工頭,可以用於加工結構特別(bié)複雜的大型模(mó)具,按(àn)可變幾何形狀設計的加工頭可允許3軸聯動加工,僅(jǐn)需一次裝夾工件,便可銑削加工型腔很深的模具和冷卻孔,以及(jí)切(qiē)削加(jiā)工許多其他(tā)幾何形狀複雜的部位。例如,當主軸(zhóu)以(yǐ)最佳(jiā)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(lì)用多軸加工頭完成對(duì)斜(xié)孔(kǒng)的加工。
此外,由(yóu)於多軸加工頭加工工件表麵時,采用的是刀具的半(bàn)徑刀刃而不是刀具的刀尖,因此(cǐ)可(kě)提高(gāo)表麵粗糙度。
8.切屑管理
金屬切削加工時會產生大量的切屑,如果不能及時排除,必然會導致二次切削,以及造成機床結構部件或者工件(jiàn)表麵的溫升。大型模具加工(gōng)中心(xīn)的工作台(tái)下麵通常具有18個排屑(xiè)孔,不管工作台移(yí)動到什麽位(wèi)置,都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內(nèi)置鉸鏈式切屑傳(chuán)送帶,以很高的速度將切屑排送到機床前麵。
9.高壓冷卻(què)液
在大型模具加工時,高壓冷卻液有著非常重要的作用。例(lì)如,在采用2+3軸的加工方法鑽削斜孔時,需要壓力為1000psi(1psi=6890Pa)的冷卻液才能(néng)有效地(dì)排除切屑,並達到更高精度的切削。而(ér)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,降低加工精度,而(ér)且增加周(zhōu)期(qī)成本。
標簽:深圳大型模具廠
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