模具作為重要的工藝裝備
提高模具生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量是發(fā)展我國模具制造業(yè)的重要因素
高速切削加工技術(shù)
高速切削加工具有溫升低(加工工件只升高3℃)
高速切削應(yīng)用于模具加工的優(yōu)勢
模具加工的特點(diǎn)是單件小批量
高速切削加工模具是利用機(jī)床的高轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給速度
,以切削方式完成模具的多個(gè)生產(chǎn)工序。高速切削加工模具的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①高速切削粗加工和半精加工,大大提高金屬切除率
。②采用高速切削機(jī)床
、刀具和工藝,可加工淬硬材料。對于小型壓鑄模具,在材料熱處理后,粗③高速高精度硬切削代替光整加工
④硬切削加工最后成型表面
⑤避免了電火花和磨削產(chǎn)生的脫碳
⑥工件發(fā)熱少
加工模具的高速切削機(jī)床
選擇用于高速切削模具的高速機(jī)床時(shí)要注意以下問題:
(1)要求機(jī)床主軸功率大
、轉(zhuǎn)速高,滿足粗、精加工。精加工模具要用小直徑刀具,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到15000~20000rmp以上。主軸轉(zhuǎn)速在10000rpm以下的機(jī)床可以進(jìn)行粗加工和半精加工。如果需要在大型模具生產(chǎn)中同時(shí)滿足粗、精加工,則所選機(jī)床最好具有兩種轉(zhuǎn)速的主軸,或兩種規(guī)格的電主軸。(2)機(jī)床快速進(jìn)給對快速空行程要求不太高
。但要具有比較高的加工進(jìn)給速度(30~60m/min)和高加減速度。(3)具有良好的高速
、高精度控制系統(tǒng),并具有高精度插補(bǔ)、輪廓前瞻控制、高加速度、高精度位置控制等功能。(4)選用與高速機(jī)床配套的CAD/CAM軟件,特別是用于高速切削模具的軟件
。在模具生產(chǎn)中五軸機(jī)床的應(yīng)用逐漸增加
,配合高速切削加工模具具有以下優(yōu)點(diǎn):①可以改變刀具切削角度,切削條件好
,減少刀具磨損,有利于保護(hù)刀具和延長刀具壽命;②加工路線靈活,減少刀具干涉
,可以加工表面形狀復(fù)雜的模具以及深腔模具;③加工范圍大、適合多種類型模具加工
。(五軸聯(lián)動(dòng)高速銑削加工中心)
五軸機(jī)床通常有工作臺(tái)式和銑頭式五軸機(jī)床兩類
,可以針對模具類型進(jìn)行選擇。銑頭式五軸機(jī)床中,可更換銑頭和更換電主軸頭的五軸機(jī)床可分別用于模具的粗、精加工。高速切削模具的刀具技術(shù)
高速切削加工需配備適宜的刀具
。硬質(zhì)合金涂層刀具、聚晶增強(qiáng)陶瓷刀具的應(yīng)用使得刀具同時(shí)兼具高硬度的刃部和高韌性的基體成為可能,促進(jìn)了高速加工的發(fā)展。聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片的硬度可達(dá)3500~4500HV,聚晶金剛石(PCD)硬度可達(dá)6000~10000HV。尤其是涂層刀具在淬硬鋼的半精加工和精加工中發(fā)揮著巨大作用。一般來說
,要求刀具以及刀夾的加速度達(dá)到3g以上時(shí),刀具的徑向跳動(dòng)要小于0.015mm,而刀的長度不大于刀具直徑的4倍。國內(nèi)高速精加工模具的經(jīng)驗(yàn),采用小直徑球頭銑刀進(jìn)行模具精加工時(shí),線速度超過了400m/min。這對刀具材料(包括硬度、韌性、紅硬性)、刀具形狀(包括排屑性能、表面精度、動(dòng)平衡性等)以及刀具壽命都有很高的要求。因此在高速加工模具時(shí),要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面:
①根據(jù)不同的加工對象
②采用小直徑球頭銑刀進(jìn)行模具表面精加工
③選擇合適的刀具參數(shù)
,如負(fù)前角等。高速加工刀具要求比普通加工時(shí)抗沖擊韌性更高、抗熱沖擊能力更強(qiáng)。④采取多種方法提高刀具壽命
,如合適的進(jìn)給量、進(jìn)刀方式、潤滑方式等,以降低刀具成本。⑤采用高速刀柄
。目前應(yīng)用最多的是HSK刀柄和熱壓裝夾刀具,同時(shí)應(yīng)注意刀具裝夾后主軸系統(tǒng)的整體動(dòng)平衡。