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关键词:高速加工技术;模具;应用
近些年来,随着社会经济的飞速发展和人们生活水平的日益提高,高速加工技术成为了推广模具加工中的应用成为了保障模具加工质量的主要动力来源。加强高速加工技术在模具加工中的应用是提高模具加工质量不可或缺的一部分。由于保障模具加工质量的核心部分是高速加工技术精度的加强,因而相关人员在满足一定的加工技术条件下,应当创新高速加工技术的改进,提高模具加工的精准度,降低模具加工的废品率,进而增加高速加工部门的经济效益和社会效益。
1.高速加工技术在模具加工的应用过程概述
高速加工技术在模具加工中的应用过程主要由生产过程和加工工艺过程这两个部分组成,该过程对高速加工技术标准具有严格的要求。为了优化模具加工的过程,应当做好加工原材料的保存和运输等准备工作,做好模具加工的热处理和加工、收尾等工作。[1]加工企业应当积极引进先进的国外先进的加工工艺,建立科学的管理体制,丰富现代系统工程学理论知识,完善模具加工企业的指导工作,实现现代化模具加工的系统化、科学化和灵活化,进而增强高速加工技术在模具加工中的竞争力,提升模具加工的生产效率,保障模具加工的精准度和质量。由于高速加工技术在模具加工过程中由许多细微的工序组成,模具加工企业应当充分运用先进的科学技术提升模具加工零件的批量生产。
2.科学制定模具加工工艺路线
高速加工技术在模具加工应用中应当制定模具加工工艺路线,技术人员应当仔细审核模具加工设计图,明确每一个模具加工零件的加工工序和模具零件加工的工序尺寸,严格按照已经完善的模具加工工艺规程进行模具的加工,完善模具加工的工艺流程,精准把握模具加工的位置精度,保证模具平面和零件孔的准确合格。[2]模具加工人员还应当严格按照模具生产原则,做好模具的粗精加工,选择精确的加工设备,进而实现模具加工各工序时间的合理安排,实现模具加工有序高效地加工。加工企业还应当统一高速加工技术在模具加工应用中的标准,保证模具加工的质量,加工企业应当加大对高速加工技术和模具加工工艺改进方面的资金投入,重视高速加工技术在模具加工应用中的一些细节工作。同时引进先进的高速加工技术设备,确保模具加工设备安装位置的科学性和精准性,使模具加工设备能够保持整体和谐的观感。为了突破模具加工的整体效果,实现模具加工功能效益的最大化,模具的外观造型和整体协调性是决定模具加工质量的重要因素,有利于提升模具加工设备的观感,促进模具加工的精准化、现代化的整体统一。
3.高速加工技术对模具加工精度影响的探析
3.1高速加工技术原理误差对模具加工精度的影响
在进行模具加工的过程中,加工企业为了完善高速加工技术在模具加工中的应用范围,技术人员应当运用先进的精制刀刃设备对模具表面的轮廓进行相应的完善,同时应当减少高速加工技术原理误差。为了完善模具的表面和模具设计的精确度,加工企业应当引进理想的先进加工原理理论,积极采取一系列的科学合理的工艺措施,实现精确的高速加工技术原理的构建和丰富,引导加工人员追求精准的加工理论,严格按照模具加工的流程和加工规范,进而提高模具的加工效率和加工精度,保证其模具加工的精准度和模具的质量。保证模具加工人员加工规范的科学合理性和完整性,加工企业在创新高速加工技术的影响时,应当严格按照模具加工的操作流程。加工人员应当根据不同加工设备的安装要点和自身的经验对模具加工工作进行科学检测,并选择先进的模具加工工艺,按照固定的加工顺序,引导模具加工人员充分实施每一个加工步骤,进而制定最优的高速加工技术方案。
3.2常用的高速加工技术对提升模具加工精度有效
随着现代加工业技术的飞速发展,模具加工的使用范围也在逐渐推广。由于模具的加工表面和模具的几何形状均需要十分精准的测量、设计和定位,因而采用高新计算机技术提升和完善模具的加工工艺对减少模具的加工误差十分必要。同时笔者通过实践和借鉴国外先进的技术经验,也提出了相应的完善模具加工工艺的方法和提高模具精准度的建议。这不仅有利于合理控制模具加工误差的范围,还为模具加工工艺的完善奠定了坚实的基础,大大提高了模具加工的效能,而且节约了模具加工成本,进而提高了模具加工企业的经济效益和社会效益。这有利于引导模具加工人员科学掌握模具加工的表面质量和尺寸精度,还有利于改进传统的磨削与切削等加工技术,提升模具加工的精度水平,促进模具的精密加工以及高速加工技术的不断完善,实现高速加工技术朝着精准化、自动化、灵活化、科学化的方向发展。
3.3高速加工技术设备对模具加工精度的影响
高速加工技术设备包括机床、工件、工具和夹具,在使用这些模具的过程中,往往会由于夹紧力、切削力以及重力作用影响,使高速加工模具发生变形。如果加工模具发生变形,会导致原本处于平衡状态的加工模具的静态几何关系因受力不均衡而发生变形,进而导致加工模具出现精度误差。因而,为了降低加工模具的精度误差,加工企业应当合理控制加工模具的受力变形程度。如果在进行模具的加工过程中遇到设计方案与实际情形不一致的情况,即模具加工精度误差和设计方向偏离问题。此时设计人员应当及时进行审核和考察,及时纠正遇到的问题。这有利于大大提高模具加工的效能,进而提升模具加工的精度水平。模具加工精度,也被称之为“加工误差”,是衡量模具加工质量的重要标准。模具加工精度是指模具在加工前的设计预想与模具加工后的实际情况相符合的程度。在对模具的加工采用热处理应用技术时,由于各种热力会对模具加工工艺系统产生热变形等破坏性影响,导致模具加工内部的运动关系和几何关系失衡,这种加工误差会占高速加工模具技术精度总误差的绝大部分,比例约为百分之四十至百分之七十。
4.结语
综上所述,随着我国科学技术的日益更新和社会经济的蓬勃发展,为了保证高速加工技术的高质量和高效率的基础,加工人员应当关注模具加工工艺完善和优化的重要性,充分实现模具加工工艺技术与国际化先进工艺的接轨,尽最大努力降低模具精度的加工误差,优化高速加工工艺流程的优化设计程序,使其能够实现模具精度多元化、精确化的加工控制。模具加工人员还应当根据模具的不同特点和适用范围,尤其要注意对优化模具加工精度方法和初始参数的合理选择,采用灵活多样的解决方法解决具体问题,使高速加工技术能够符合模具加工精度的设计要求,进而促进模具加工业技术的优化和创新。
参考文献
关键词:高速加工技术 模具加工 应用
随着数控加工设备和高性能加工刀具技术的发展而日益成熟,模具加工的速度也大大提高,加工工序也随之减少,缩短甚至消除了耗时的钳工修复工作,从而大大的缩短了模具的生产周期。高速加工技术在模具加工中的使用逐渐成为模具工业技术改造最主要的内容之一。
1 高速加工的技术优势
与传统加工方式相比,在常规切削加工中备受困扰的一系列问题,通过高速切削加工的应用得到了解决。高速加工时间短,产品精度高,可以获得十分光滑的加工表面,能有效地加工高硬度材料和淬硬钢,避免了电极的制造和费时的电加工 (EDM)时间,大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。同时,模具表面因电加工 (EDM)产生白硬层消失了,提高了模具的寿命,减少了返修。因为电极的制造工作不需要了,所以模具改型只需通过CAD/CAM,使改型加快。一些市场上越来越需要的薄壁模具工件,高速加工可又快又好地完成。而且在高速铣削CNC加工中心上模具一次装夹可完成多工步加工。
大量生产实践表明,应用高速切削技术可节省模具后续加工中约 80% 的手工研磨时间,节约加工成本费用近30%,模具表面加工精度可达1μm,刀具切削效率可提高一倍。
2 模具高速加工工艺技术与策略
2.1 粗加工时采用的加工策略
模具粗加工的主要目标是追求单位时间内材料的去除率,并为半精加工准备工件的几何轮廓。在切削过程中因切削层金属面积发生变化, 导致刀具承受的载荷发生变化,使切削过程不稳定,刀具磨损速度不均匀,加工表面质量下降。 可通过以下措施保持切削条件恒定,从而获得 良好的加工质量:
(1)通过计算获得恒定的切削层面积和材料去除率,使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡, 以提高刀具寿命和加工质量。
(2)应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化,以免因局部过切而造成刀具或设备的损坏。
(3)应保持刀具轨迹的平稳,避免突然加速或减速 。
(4)下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀,避免垂直下刀直接接近工件材料。
(5)采用攀爬式切削可降低切削热,减小刀具受力和加工硬化程度,提高 加工质量。
2.2 半精加工采用的加工策略
模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整,表面精加工余量均匀,这对于工具钢模具尤为重要,因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化,从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。
粗加工是基于体积模型,精加工则是基于面模型。现有的模具高速加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能,并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。例如 Pro/E软件提供的局部铣削功能,如果局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等,该工序只用一把小直径铣刀来清除粗加工未切到的角落,然后再进行半精加工;如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量,则该工序不仅可清 除粗加工未切到的角落,还可完成半精加工。
2.3 精加工采用的加工策略
模具的高速精加工策略取决于刀具与工件的接触点,而刀具与工件的接触点随着加工表面的 曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工,应尽可能在一个工序中进行连续加工,而 是对各个曲面分别进行加工,以减少抬刀、下刀的次数。 由于加工中表面斜率的变化,如果只定义加工的侧吃刀量,就可能造成在斜率/f 同的表面上实际步距均匀,从而影响加工质量。Hyper Mill软件提供了等步距加工方式,可保证在走刀路径中均匀的侧吃刀量,而 受表面斜率及曲率的限制,保证刀具在切削过程中始终承受均匀的载荷。
精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍,以避免进给方向的突然转变。在模具的高速精加工中,在每次切入、切出工件时,进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接,避免采用直线转接,以保持切削过程的平稳性。
3 模具高速加工对加工系统的要求
高速切削系统主要由高速切削 CNC机床、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具、高速切削的CAM系统软件等几部分组成。
3.1 高速切削CNC机床
3.1.1 高稳定性的机床支撑部件
高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度,热刚度和最佳的阻尼特性。大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料,采用封闭式床身设计,整体铸造床身,对称床身结构并配有密布的加强筋,如德国Deckel Maho公司的桥式结构或龙门结构的DMC系列高速立式加工中心,使机床获得了在静态和动态方面史大限度的稳定性。
3.1.2 高速运动系统
高速运动系统包括高速主轴系统和高速进给系统两部分。
3.1.3 高性能CNC控制系统
先进的数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量和效率的关键因素,模具高速切削加工要 求数控系统有:CNC控制系统高速的数字控制回路、先进的插补方法 (基于NURBS的样条插补)、预处理 (Look.ahead)功能、误差补偿功能等。
3.2 高性能的刀具夹持系统
夹持系统高速铣床的刀具夹持系统要求其有很高的动平衡性,且具有绝对的定心性。主轴、 刀柄、刀具三者在旋转时只有具有极高的同心度,才能保证高速、高精度加工。否则转速越高离心力越大,当其达到系统的临界状态将会使刀具系统发生激振,其结果是加工质量 F降,刀具寿命缩短,加速主轴轴承磨损,严重时会使刀具与主轴损坏。它的主要发展趋势是空心锥部和主轴端面同时接触的双定位式刀柄 (如德国OTT公司的HSK刀柄),其轴向定位精度可达0.001mm。在高速旋转的离心力作用下,刀夹锁紧更为牢固,其径向跳动不超过 5gm。
3.3 高速切削刀具
刀具技术和机床制造,从一开始就相辅相成共同发展,高速切削刀具应具有良好的机械性能 和热稳定性,即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。为满足模具高速加工的要求,其采用的刀具材料主要是硬质合金,并且普遍采用刀具涂层技术,涂层材料为氮化钛 (TiN)、氮化铝钛 (TiALN)等。
3.4 高速切削的CAM系统软件
高速切削具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。高速加工CAM编程系统应具有很高的计算速度,较强的插补功能,全程自动过切检查及处理能力,自动刀柄与夹具干涉检查、绕避功能,进给率优化处理功能,待加工轨迹监控功能,刀具轨迹编辑优化功能,加工残余分析功能等。数控编程可分为CAD和CAM,在使用CAM系统进行高速加工数控编程时,除刀具和加工参数根据具体情况选择外,加工方法的选择和采用的编程策略就成为了关键。所以,还应有一名出色编程工程师对零件的几何结构有一个正确的理解,具备对于理想工序安排以及合理刀具轨迹设计的知识和概念 。才能注意加工方法的安全性和有效性,尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳和刀具载荷均匀,使高速切削发挥其最大的效能。
4 结束语
模具高速加工技术是先进的加工技术,不仅涉及到高速加工工艺,而且还包括高速加工机 床、数控系统、高速切削刀具及CAD/CAM技术等。模具高速加工技术目前已在发达国家的模具制造业中普遍应用,而在我国的应用范围及应用水平仍有待提高,大力发展和推广应用模具高速加工技术,对促进我国模具制造业整体技术水平的提高具有重要意义。
参考文献
关键词:电火花线切割加工;模具加工;应用
电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式,它是利用移动的细金属丝作为工具电极,在金属丝与工件间通以脉冲电流,利用脉冲放电的电腐蚀作用对工件切割加工的。数控线切割加工零件的精度高,适应平面复杂形状零件的加工,具有应用灵活、加工周期短、节约材料等特点,在模具生产过程中大量使用电火花线切割机床来加工。
在模具加工中,导致模具变形和开裂的原因是多方面的,如,材料问题、热处理问题、结构设计问题、工艺安排问题及线切割加工时工件的装夹和机床参数的选择问题等。在用电火花线切割机床加工模具时,加工时的工艺安排和加工时工件的装夹和机床参数的选择对模具产生的变形和开裂影响非常的大。笔者通过多年的深入研究,提出了在电火花线切割加工模具过程中防止变形和开裂的措施。
一、合理安排机械加工工艺
(1)选择好毛坯。电火花线切割加工模具工件坯料的大小,要根据模具零件的大小确定,不宜太小。一般情况下,图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上,通常应取图形到坯料边距大于10mm。
(2)合理确定穿丝孔位置和切割方向。许多模具制造者在切割凸模类外形工件时,常常从材料的侧面切入,在切入处产生缺口,残余应力从切口处向外释放,易使凸模变形。为了避免变形,在淬火前先在毛坯上打穿丝孔,孔径为3~10mm,待淬火后从毛坯内对凸模进行封闭切割,切割方向一般选择逆时针进行加工。
(3)用机械加工去除大量的材料。凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模,配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件,应先用机械加工去除大量的加工余量,使各部分余量均匀,这样产生的应力小,同时切割时切除的体积也就小,应力达到平衡也就不致受破坏。
(4)采取多次切割工艺。线切割多次切割工艺应与机械制造工艺一样,先粗加工,后精加工,改变一次切割到位的传统习惯,以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大小而定,一般取0.5mm左右即可。这种办法常应用于形状复杂而势必产生变形的零件或要求精度较高、配合间隙较小的模具。
二、合理选择装夹方式
(1)对于较大的型腔或窄长而复杂的凸模,应采用桥式支撑方式装夹,在这基础上应在毛坯下方垫上数个垫块,垫块一般选择不导电的木块或圆柱塑料棒,以缓解在加工过程中受到毛坯本身重力的影响导致的变形。
(2)改变两点夹压的习惯为单点夹压,以便切割过程中的变形能自由伸张,防止两点夹压对变形的干涉,但要注意,单点夹压的合理部位通常在末尾程序处。这样所产生的变形只影响废料部分,避免了对成型部分的影响;以多次更换夹压点的方法,也可以使变形减小。
(3)对易变形或薄壁的切割零件,可以在零件底面加一块托板,用胶粘固或螺栓压紧,使工件与托板连成一体,且保证导电性良好,加工时连托板一块切割。
三、合理选择机床加工参数
(1)适当提高电极丝滚筒的转速,这样就能把更多的切削液带入切缝中,从而能带走切削过程中产生的大部分热量,避免零件表面过热产生的变形。
(2)采用高峰值窄脉冲电参数,使工件材料以气相抛出,汽化温度大大高于融化温度,以带走大部分热量,避免工件表面过热而产生变形。
(3)当切割厚度比较大的工件时,适量增大切削液的流量,让切削液尽可能多地浸入细窄缝中,以带走大部分热量,避免工件表面过热而产生变形。
(4)脉冲能量对裂纹的影响极其明显,能量越大,裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时,裂纹就越窄越浅。所以选择电参数时尽可能按精加工的参数来选择。
以上是作者在多年生产实践中摸索和总结出来的经验,在实际生产中取得了较好的效果。但引起线切割变形的因素很多,在生产实践中应根据实际情况制订出最佳工艺方案,采用正确的工艺方法(尤其是热加工、热处理),严格控制每道工序并不断摸索和总结,才能更有效地防止线切割的变形和开裂的问题。
参考文献:
数控加工技术作为一种先进的制造技术,在模具、汽车、航空航天、机械电子等制造领域发挥着越来越重要的作用。数控加工技术的应用从根本上改变了传统制造业的面貌,极大地促进了生产力的发展。数控加工技术,其技术含量很高,涉及到多方面的内容。主要是从CAD/CAM这一方面入手,结合安彩高科数控加工的实际,探讨了一些提高数控加工速度和加工质量的措施。
【关键词】
模具;数控加工;CAD;CAM
一、引言
随着市场形势的渐趋向好,安彩高科数控加工制造技术的向外推介,以及外协工作量的不断加大,尤其是模具加工数量、精度的不断提高,为安彩数控加工技术提出了新的要求。安彩高科拥有比较先进的数控加工设备,如何充分挖掘现有设备的潜能,提高加工速度和加工质量,就成了一件非常迫切的且具有现实意义的事情。
二、CAD对数控加工的影响
从理论上来讲,CAD对加工速度的影响并不是很直接,但是,在很多情况下,CAD给出的零件外形并没有真正定义好零件的形状,这就使得在具体加工时,尤其是精度要求比较高的模具,加工速度和质量会受到影响。
(一)CAD精度的影响
高速加工的优势就是加工速度快、加工精度高、热分布合理、加工表面质量高等,但是,我们也注意到了一个奇怪的现象,那就是用于建立零件CAD模型的公差有时会比零件最终要求的公差还要大,这显然是不行的。CAD模型的公差主要产生在零件设计时数据交换的过程中。加工零件通常是由一个CAD系统设计,然后再转换至其他的CAD系统进行补充修改和加工准备。在每次的数据传输和转换过程中,都需要将几何形状由一种数据格式转换成另一种格式。在这个转换过程中就要涉及到公差的近似处理,最后的公差就是近似和累积的结果。
复杂零件的CAD形状是由多个裁剪曲面“拼凑”而成,就象一件衣服是由多块不同形状的布料缝合而成一样。这些曲面的边界精度直接影响到加工时刀具路径的质量。从而影响到零件的加工质量。
因此在建立CAD模型时,公差的设定必须考虑到产品最终的公差,综合各方面的因素,而定在一个合适的范围,一般设定在最终公差的1/10左右。
(二)模型不准确的影响
我们在进行CAD设计时,有时为了缩短零件的造型时间,常常走捷径。经常使用的技巧就是忽略零件内部拐角处的圆倒角,甚至认为通过选择合适半径的刀具就可进行直接加工。实际上,如果采用这种方法,刀具必须刚好切进尖锐的拐角,这就使得刀具的负荷会猛然增加,是直接进行直线切削时的好多倍,容易损伤刀具,例如:数控加工件内腔轮廓加工时。
虽然有些CAM系统可以解决这类问题,但为了保险起见,最好避免出现类似的现象,确保CAD模型准确地表示出需要加工零件的形状。在加工这类圆倒角时,可以先编制一套清角程序,依次使用半径R由大到小的刀具加工,在通常的情况下,最终刀具的半径最好是圆倒角半径的1/3或更小,这样在加工时刀具的路径会比较平顺,刀具的负荷会比直接切入倒角时降低很多,从而,避免了损伤刀具,也保证了加工质量。
(三)特殊特征的影响
虽然高速加工扩大了可直接铣削特征的范围,但对于很多复杂零件的细微之处,却无法直接铣削加工,必须使用其它的方式来加工。此外,很多的零件上都有大小不等的孔,可以直接将它们钻出。如果CAD模型中包含这些特征而又不加处理的话,大多CAM系统将会尝试加工。
最典型的结果,就是刀具路径包含不应该铣削加工的区域,如果不加以处理,实际加工时刀具必定切入孔或尖角。这就要求CAM人员必须花费一定的时间来修正这些错误,以避免出现此类现象。
如果有可能的话,应该尽量把不希望进行铣削加工的特征,从用于产生刀具路径的CAD模型中除去,具体的方法视所用的CAD系统而定,有些系统采用删除特征的方法,有些则通过增加额外曲面来覆盖。
目前,安彩高科使用的设计软件主要为Autocad、UG等,Autocad主要用于平面设计,UG是用于数控加工件三维实体造型。设计人员已经有了相当的经验,已经充分认识到以上的问题可能对加工带来的影响,而力争避免这些错误。
三、CAM对数控加工的影响
CAM对数控加工的速度和质量的影响是决定性的。精密的数控设备为机械加工提供了基本的条件,但要达到满意的加工速度和质量,就必须编制出高质量的加工程序,因为数控加工程序不仅包括零件加工的工艺过程,而且还包括刀具的选择、切削用量、走刀路径等众多的工艺信息。
(一)刀具路径制定的原则
数控加工程序质量的高低,最终体现在加工时刀具的路径上。刀具路径的限制因素很多,按其重要性可排列如下:刀具不能和零件碰撞;刀具负荷不能超出其额定范围;残留材料不能大于指定的极限;零件的切除率不能突然变化;切削速度和加速度不能超出机床的额定能力;切削方向(顺铣/逆铣)应保持相对稳定;尽量减少空程移动;切削时间最短。
在实际的编程过程中,很难完全满足以上的要求,但应该按其重要性尽量满足。要编制出满意的数控加工程序,就必须科学的设置各种工艺参数。
(二)走刀方式和切削方式的确定
走刀方式是指加工时刀具轨迹的分布形式,切削方式是指加工时刀具相对于工件的运动方式。这两种方式的选择,直接影响到零件的加工质量和加工的效率。走刀方式的选择原则就是根据所加工零件表面的形状特征,在保证加工精度的前提下,所用的时间尽可能的短,切削过程中刀具受力和运动平稳。
现在,在长时间实践经验的基础上,安彩高科已经优化了各种数控加工零件的走刀方式,形成了鲜明的特色,单向走刀的方式已很少采用,绝大部分的加工都为往复走刀和环切走刀,在保证加工质量的同时,大大提高了加工效率。
铣削方式的选择,也直接影响到加工表面的质量、加工的效率、加工过程的平稳性及刀具的磨损程度等,铣削方式有顺铣和逆铣两种方式。安彩高科目前较多的是采用顺铣的方式。
四、结束语
数控加工技术,是一种先进的制造技术。如何提高数控加工的效率,是一个牵涉到很多因素的系统工程。安彩高科数控加工技术人员,认真钻研相关的技术,总结、优化出了一套比较科学的数控加工方法,挖掘了现有设备的潜能,大大提升了数控加工的效率,收到了非常好的效果。
参考文献:
[1]李良.模具技术.ACBC技术理论培训教材,4267
[2]李树军.模具CAD/CAM实训教程.国防工业出版社,2006.915
关键词:高速切削、模具加工、优越性、效益
中图分类号: TG50 文献标识码:A
1概述
随着社会的不断发展,很多崭新技术层出不穷,诸如高速切削加工技术,就是本世纪的一项高新尖端技术。这种高新技术与传统加工比较起来,有了很大的进步,尤其是在加工方面,其加工主轴具有高转速、切削进给具有高速度等特点,故高速切削是其一大亮点。但跟传统加工方式比较起来,有关材料切削量在同样单位时间内也要增加三到六倍。众所周知,在对模具加工时若采用传统的加工方式,以电火花来进行加工是通常所采用的一种方式,但在有关设计和制造电池时,其过程就是一个不仅仅要花费大量时间、而且还要花费大量精力的一个生产工艺过程。但在进行切削加工时,如果是采用这种高新技术——高速切削,由于这种技术实现了在极其狭小的空间加工,并且其表面结构具有质量很高的特点,因而大大降低和减少了电机的使用量和使用率。此外,在进行设计和制造电池,这种技术是以高速铣制造为主,因而大大提高了有关制造电池的生产效率。随着科学技术的快速发展,带来了高速切削技术的广泛应用,在当代可以使用高速切削技术来进行加工很多模具。例如锻模,由于其具有比较浅的模腔体,所以其刀具的使用年限得到大大延长;又如压铸模,由于其具有适当的尺寸,因而可大大提高其生产效率;再如有关吹塑模和注模,由于它们具有比较小的尺寸,因而其所投入生产成本均比较低,而且制造周期也比较短。综上,有关切屑刚从刃口流出的温度若采用高速切削技术可以大大降低下来,有关这个效果,铝以及非铁金属要比生铁或者铁质合金来得突出,从而使得刀具的使用年限得到大大延长,这从下图可见一斑。
2高速切削在进行模具加工时的优越性及其效益分析
2.1 可以有效提高精确度。在设计和制造机床时,若采用有限元来进行分析,与传统的设计和制造方式进行比较,显然是来的更为纤细和小巧,但是其刚性等物理性质显然是比传统的要来得强硬,在进行高速切削时所带来的因快速移动而产生的动态变化可得到有效抵御,并使有关位移的精确度得到有效保障。实践表明,当采用高速切削技术进行加工模具时,若其加工体积V ≤400mm×400mm×150mm,也就是该模具的长和宽均不大于400mm,高不大于150mm,这时所获得的经济效益最高,而运用这种技术进行加工的模具均具有比较小的尺寸,其长、宽、高均能满足这一要求,故有很高的经济效益。此外,材料为钢材的模具,即使经过热处理,其硬度达到63HRC,在对它进行修正时仍然可以运用高速切削技术来进行处理。
2.2 能有效改善表面质量。与传统加工方式相比,高速切削技术可以把有关表面粗糙度大大降低下来,这主要是由于这种技术在加工过程中具有以下这些特点:第一,运用计算机控制系统及其辅助软件来进行最适合的高速切削,这样可以保证在整个高速切削过程中,不仅更为顺滑,而且还给位流畅;第二,其所使用的HSK类型的刀具夹头以及整体性刀具(硬质合金类型)绝大多数在进行修正时,是以动态平衡方式来进行修正的,这样就可以做到把主轴以及刃具在加工过程中所受到的振动大大降低下来,从而把工作面必须具有的表面粗糙度保持下来;第三,在设计夹持立铣刀时是以最合适的比例来进行设计并加以实施——也就是刀夹内最小刀具长度L ∶ 该刀具直径 D = 2 ∶ 1。
2.3 能把切削所产生的热量大大降低下来。由于前切削是高速切削的主要工作方式,在加上极其高速的进给速度,当刀刃和工件接触时,不仅带来了极短的接触长度,还带来极短的接触时间,这就把刀刃和工件之间的热传导极其有效地减少下来。至于采用传统加工方式时,由于其刀刃和工件,不管是接触时间还是接触长度都比高速切削要来得长,因而在刀刃和工件接触面将使大量热量产生出来,这是运用传统加工方式的一个不足之处。因此加工模具时采用高速切削,可以有效避免这种热量过多情况出现,在整个加工过程中所,工作温度都不会很高,这对于延长刀具的使用年限将大大有利。
如上图a所示,M图表示高速切削加工时的热传导过程,N图表示传统加工的热传导过程,由这幅示意图可以比较清楚看出在对模具加工过程中,运用高速切削加工可大大减少切削过程中所产生的热量。
2.4 有利于加工薄壁零件和部分替代某些工艺。采用高速切削加工模具,由于具有比较小的切削力,因而其稳定性往往都相当高,对于薄壁零件尤其是超薄壁零部件,不仅可以顺利加工出来,而且可以高质量地加工出来。在具体加工过程中,这种高新技术所采用的加工方法是分层顺铣方法来进行加工。对于那里薄壁零件,例如壁厚仅仅为0.2毫米左右,壁高也只有20毫米左右的零件,甚至是那些壁厚还不到0.1毫米的特超薄零部件,采用这种高速切削技术,由于这种技术所使用的刀刃和工件具有极其短的接触时间,有关侧壁变形这种情况可以有效地避开,也可以顺利并且保证高质量加工出来,这是采用传统加工方式所无法完成的。
此外这种高新技术还有一大特点,那就是加工不仅具有强度高,硬度也高,例如在当前即使硬度达到HRC60的零部件,也可以通过这种高速切削顺利完成。所以经过热处理硬化的零部件、工件都可以由这种高速切削来进行加工。有关电火花加工这一个工艺,是传统加工模具所采用的一种工艺,其工艺过程可表示为:
当前加工模具时,由于传统加工模具这种方法已被高速切削技术所替代,因而在加工模具的整个工艺过程中,其中的电火花加工就可以省略掉,这样就使得整个加工工艺过程得到大大简化,从而把整个生产过程中的投资成本也大大节省下来,因而促进了经济效益的提高。
结语
总而言之,采用高速切削加工模具,由于其先进的技术应用,不仅可大大降低有关机床、刀具等等的投资以及它们相关的维护费用,还可以促使整个工艺过程得到有效简化、促使产品质量的大幅度提高,与传统加工方式相比较,在加工模具方面,高速切削这种技术具有显著的优越性和经济效益。
参考文献
[1] 赵炳帧.刀具材料与高速切削[J].现代制造.2006(05).
关键词:复合模 技术革新 余料分离 相切原理
随着全球经济的快速发展,模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显,近80%的工业产品都是由模具加工生产出来的。机械、电子、汽车、石化等产业都要求模具加工技术的发展与之适应,模具加工技术已成为国家新技术产业化的重要组成部分。
冲压模具种类较多。按工艺性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模;按照工序组合程度分,可分为单工序模、复合模、级进模(也称连续模)。本产品就是通过技术革新,利用冲裁模具完成将多个简单冲裁工序合并的设计方法,大大提高了生产效率,降低了劳动强度。
一、原有模具加工过程概述
采用余料分离模具、产品分离模具两台模具加工完成。第一道工序,先用镊子把来料放入余料分离模内,完成余料分离工序的加工后用镊子取出放入包装盘内,再将工序产生的废料清理后再次工作。第二道工序,用产品分离模完成单个产品分离,用镊子取出摆放在包装盘的磁垫上转到绕线工序。
二、新复合模的设计
改造后的模具是用镊子把来料放入新模具中,让余料分离、产品分离一次完成,废料落下,工件留在凹模表面,然后由操作者用镊子把工件吸附,整体放在包装盘的磁垫上。
1.单个分离的产品技术要求
第一,不允许破坏骨架两侧的半圆尺寸,产品的磁芯不能断裂破损,分离处不能有毛边,表面平整。第二,要保证骨架两侧半圆孔的完整性,不能断裂破损。
2.新复合模的模具设计难点
第一,骨架两侧半圆孔在全自动机绕线时,是自动机绕线卷轴的定位基准,它的公差不得超过正负0.02mm。超出公差会影响绕线状态,非常容易打碎自动机的绕线喷嘴,增高成本。第二,来料的形状要满足上一道注塑工序要求,中间有连接筋,而连接筋又与定位孔相连。第三,产品分离模具在使用时存在产品磁芯断裂的问题。第四,余料分离模具工作一次,必须清理一次模具凹模表面的余料,这样才能再次工作。
3.新复合模的模具设计思路
第一,要同时完成余料分离、产品分离两道工序,不能破坏定位孔。第二,要能自动落料,且在产品单个分离后,产品应留在凹模表面上便于操作者拿取,废料落在接料盒里。第三,利用相切的原理,先设计模具凹模,根据凹模配合设计凸模,逐次完成模具的整体设计。
4.新复合模的模具设计特点
利用相切原理,在一侧切断连接筋的同时与定位孔相切,在另一侧也与定位孔相切,达到产品单个分离的效果。废料落下,产品留在凹模表面。因为将两道工序合在一起,所以使生产效率提高一倍以上,降低一半的生产成本。
5.新复合模的制作
复合模的上模、下模如图3、图4所示。
6.完成产品的取出
旧模具全部是活芯设计,在取出产品后要清理废料才能再次工作。新模具采用落料的方式是产品留在模具凹模表面,废料落在接料盒里,且不在一个平面上,便于产品取出,降低操作者的劳动强度,节省工时。
三、小结
【关键词】模具制造;数控加工;数控车削技术;数控铣削技术
1、模具的数控加工
1)模具数控加工的特点
(1)模具的制造是单件生产。每一副模具都是一个新的项目,有着不同的结构特点,每一个模具的开发都是一项创造性的工作。
(2)模具的开发并非最终产品,而是为新产品的开发服务,一般企业新产品的开发在数量上、时间上并不固定,从而造成模具生产的随机性强、计划性差,包括客户变动大、产品变化多,因此对模具制造企业的人员有更高的要求,要求模具企业的员工必须能快速反应,也就是要有足够的基础知识和实践经验。
(3)模具制造要快速。新产品的开发周期越来越短,而模具又是新产品开发费时最多的项目之一,模具开发的周期随之缩短,因此模具从报价到设计制造过程都要有很快捷的反应。特别是模具制造过程必须要快,才能达到客户的要求。因此就要求模具的加工工序应高度集成,并优化工艺过程,在最短的加工工艺流程中完成模具的尽量多的加工。
(4)模具结构不确定。模具需要按制件的形状和结构要素进行设计,同时由于模具所形成的产品往往是新产品,所以在模具开发过程中需要有更改,或者在试模后,对产品的形状或结构作调整,而这些更改需要进行重新加工。
(5)模具加工的制造精度要求高。为了保证成形产品的精度,模具加工的误差必须时行有效控制,否则模具上的误差将在产品上放大。模具的表面粗糙度要求高,注塑模具或者压铸模具,为了达到零件表面的光洁,以及为了使熔体在模具内流动顺畅,必须有较低的表面粗糙度值。
2)模具数控加工的技术要点
(1)模具为单件生产,很少有重复开模的机会。因此,数控加工的编程工作量大,对数控加工的编程人员和操作人员就有更高的要求。
(2)模具的结构部件多,而且数控加工工作量大。模具通常有模架、型腔、型芯、镶块或滑块、电极等部件,需要通过数控加工成形。
(3)模具的型腔面复杂,而且对成形产品的外观质量影响大,因此在加工腔型表面时必须达到足够的精度,尽量减少、最好能避免模具钳工修整和手工抛光工作。
(4)模具部件一般需要多个工序才能完成加工,应尽量安排在一次安装下全部完成,这样可以避免因多次安装造成的定位误差并减少安装时间。通常模具成形部件会有粗铣、精铣、钻孔等加工,并且要使用不同大小的刀具进行加工,合理安排加工次序和选择刀具就成了提高效率的关键因素之一。
(5)模具的精度要求高。通常模具公差范围在达到成形产品的1/5~1/10,而在配合处的精度要求更高。只有达到足够的精度,才能保证不溢料,所以在进行数控加工时必须严格控制加工误差。
(6)模具通常是“半成品”,还需要通过模具钳工修理或其他加工,如电火花加工等,因此在加工时,要考虑到后续工序的加工方便,如为后续工序提供便于使用的基准等。
(7)模具材料通常要用到很硬的钢材,如压铸模具所用的H13钢材,通常在热处理后,硬度会达到52~58HRC,而锻压模具的硬度更高。所以数控加工时必须采用高硬度的硬质合金刀具,选择合理的切削用量进行加工,有条件的最好用高速铣削来加工。
(8)模具电极的加工。模具加工中,对于尖角、肋条等部位,无法用机加工加工到位。另外某些特殊要求的产品,需要进行电火花加工,而电火花加工要用到电极。电极加工时需要设置放电间隙。模具电极通常采用纯铜或石墨,石墨具有易加工、电加工速度快、价格便宜的特点,但在数控加工时,石墨粉尘对机床的损害极大,要有专用的吸尘装置或者浸在液体中进行加工,需要用到专用数控石墨加工中心。
(9)标准化是提高效率、缩短加工时间的有效途径。对于模具而言,尽量采用标准件,可以减少加工工作量。同时在模具设计制造过程中,使用标准的设计方法,如将孔的直径标准化、系列化,可以减少换刀次数,提高加工效率。
2、数控加工在模具制造中的应用
1)模具的数控加工技术按其能量转换形式不同可分为:
(1)数控机械加工技术。模具制造中常常用到的如数控车削技术、数控铣削技术,这些技术正在朝着高速切削的方向发展。
(2)数控电加工技术,如数控电火花加工技术、数控线切割技术。
(3)数控特种加工技术。包括新兴的、应用还不广泛的各种数控加工技术,通常是利用光能、声能、超声波等来完成加工的,如快速原型制造技术等。
这些加工方式为现代模具制造提供了新的工艺方法和加工途径,丰富了模具的生产手段。但应用最多的是数控铣床及加工中心;数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中应用也非常普遍;而数控车床主要用于加工模具杆类标准件,以及回转体的模具型腔或型芯;数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。
在模具数控制造中,应用数控加工可以起到提高加工精度、缩短制造周期、降低制造成本的作用,同时由于数控加工的广泛应用,可以降低对模具钳工经验的过分依赖。因而数控加工在模具中的应用给模具制造带来了革命性的变化。当前,先进的模具制造企业都以数控加工为主来制造模具,并以数控加工为核心进行模具制造流程的安排。
2)数控车削加工
数控车削在模具加工中主要用于标准件的加工,各种杆类零件如顶尖、导柱、复位杆等。另外,在回转体的模具中,如瓶体、盆类的注塑模具,轴类、盘类零件的锻模,冲压模具的冲头等,也使用数控车削进行加工。
3)数控铣削加工
数控铣削在模具加工中应用最为广泛,也最为典型,可以加工各种复杂的曲面,也可以加工平面、孔等。对于复杂的外形轮廓或带曲面的模具,,如电火花成形加工用电极、注塑模、压铸模等,都可以采用数控铣削加工。
4)数控电火花线切割加工
对于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶拼型腔及嵌件、带异形槽的模具,都可以采用数据电火花线切割加工。线切割主要应用在各种直壁的模具加工,如冲压模具中的凹凸模,注塑模中的镶块、滑块,电火花加工用电极等。
5)数控电火花成形加工
模具的型腔、型孔,包括各种塑料模、橡胶模、锻模、压铸模、压延拉深模等,可以采用数控电火花成形加工。
总之,模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工模具可以大副度提高加工精度,减少人工操作,提高加工效率,缩短模具制造周期。同时,模具的数控加工具有一定的典型性,比普通产品的数控加工有更高的要求。
参考文献
[1]邱言龙.模具钳工实用技术手册[M].北京:中国电力出版社,2010.01
[2]刘洪璞.模具钳工实用技能[M].北京:机械工业出版社,2006.01
[3]张能武.模具工常用技术手册[M].上海:上海科学技术出版社,2008.10
关键词:机械模具数控加工制造技术
在当前产品制造过程中,模具设计生产水平直接关系到最终产品的质量,而模具数控加工能力与企业产品开发能力和市场竞争力息息相关。当前机械模具对加工技术提出了更高的要求,因此需要不断提升机械模具数控加工水平,并将其在横具生产中进行应用,从而全面提升产品的质量。
1数控加工技术概述
数控加工技术是以数字化信息作为核心的一种新型技术,有效的将数字化与自动化进行结合,具有较高的自动化程度,能够有效的控制机械设备,将其在模具制造行业中进行应用取得了良好的成效。在当前社会生产经济快速发展的新形势下,由于产品消费水平不断提升,这也对产品多样化提出了更大的需求。将数控技术在机械模具制造行业中进行应用,能够进一步优化数控机床与数控编程技术,全面提高制造工艺的精确度效率。在传统的机械模具制造工艺中,产品较为粗糙,产品质量无法得到保证。利用数控加工技术,其是采用数字化信息系统来精角实现对制造工艺的有效控制,并运用多种专业软件,将产品制造的各项要求输入到软件中,并由相应的程序来完成各项工求,整个加工过程中更为精确,有效的保证了模具的质量。另外,数控装置能够实现多坐标联动操作,能够更好的完成各种复杂作业,能够满足较多产品的生产要求。
2机械模具数控加工的要求
在模具制造过程中,由于每件模具都具有自身的独特性,因此在实际生产过程中多为单件生产,不存在重复开模的情况,这就对机床控制和数控编程提出了更高的要求,对于结构较为复杂的模具还需要借助机械软件来辅助进行加工。在对机械模具数控加工之前,还需要对模具制造开发中的不确定性进行充分了解。横具开发时间和开发数量具有不确定性和随机性,这就需要在实际工作中模具设计人员要具有较强的适应能力及丰富的实践的经验,从而更好的对产品进行开发。在机械模具数控加工过程中对精准度具有较高的要求,在具体加工过程中要对误差进行严格控制,如果误差出现率失控,则产品质量就无法得到有效的保障。在具体加工过程中,由于模具内部构造复杂,加工时会出现加工不到位的情况,这种时候则需要利用其他机械加工手段对模具进行再次加工。因此在机械加工过程中要确保加工的规范化,全面提升模具加工的质量。
3机械模具数控加工技术的应用
在模具制造过程中,对于精度具有较高的要求,特别是构成模具的各个零件在加工过程中更要控制好精度。但在具体加工过程中,这些零件在平面和回转外,还具有十分复杂的曲面,为了满足加工精度的要求,必然要采用数控加工技术。数控加工技术对于加工小批量、高精度及复杂表面的模具具有较强的优势,当前在机械模具制造业中,数控加工技术应用较多为数控车削加工、铣削加工、电火花加工及特种加工等。在具体应用时,由于数控加工技术具有较高的自动化程度,这也使其无法对加工中出现的一些问题进行自适应调整,因此需要对加工中每一个细节进行重视,加工工艺要确保科学性和合理性,充分的了解加工零件图件,做好编辑,并在加工前及时将错误找出来,合理选择数控机床类型及刀具,确保加工精度的提升。在对一些杆类零件、回转模具、瓶体和塑料模具加工过程中通常会选择用数控车削技术来完成。当模具外形较为复杂或是存在曲面的模具在进行加工时则需要采用数控铣削技术,在机械加工制造过程中,通常情况下车削无法完成的任务通过铣削技术都能够很好的完成。在机械模具加工过程中,对于一些复杂形态、特殊及塑料镶拼型腔及嵌件、带异形槽的模具,可以采用数控电火花线进行切割,同时在模具的型腔和型孔成形加工时可以采用数控电火花成形加工。由于数控电火花技术对编辑要求不高,因此在模具快速成型加工中数控电火花技术应用十分广泛。在当前机械模具制造过程中,各种新兴数控加工技术得以应用,这些新兴技术中多会利用到光能和声能,并提供了新的加工方法,增加了模具的生产手段,不仅提高了模具生产效率,优化了模具生产制造环节,而且有效的降低了模具生产制造成本,全面提高了模具的制造质量,这为模具加工制造带来了全新的变化。
4结语
在机械模具中运用数控加工技术,有效的提高了模具生产效率,确保了产品的质量,而且在加工过程中能够对模具生产过程中的不确定因素进行随时处理。当前模具制造呈现出复杂化的态势,这也对加工精度提出了更高的要求,因此利用模具数控加工技术能够有效的满足当前模具制造的需求,推动模具数控技术的快速发展也具有非常积极的意义,实现了机械模具制造工艺的全面优化。
作者:孙兆睿 单位:黑龙江省新桥机房工程有限公司
参考文献:
[1]王成.浅谈数控技工技术在模具制造中的应用[J].机电信息,2010(18).
【关键词】汽车覆盖件;冲压模具;数控加工;工艺模版
中图分类号:F407文献标识码: A
一.前言
随着计算机在制造型企业中的应用,通过计算机进行工艺的辅助设计已成为可能。CAPP 技术的应用为提高工艺文件的质量,缩短生产准备周期,提高信息处理能力和企业各部门间信息的交流能力,并为广大工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来提供一条切实可行的途径。应用 CAPP 技术将缩短设计周期,对修改和变更设计能快速做出响应;工艺人员的经验能够得到充分的积累和继承,减小编制工艺文件的工作量和产生错误的可能性。应用计算机辅助工艺设计的必要性已被越来越多的企业所认识。
二.汽车覆盖件模具结构特征及加工工艺
1、汽车覆盖件模具结构特征
由于汽车覆盖件模具结构的多样性和复杂性,不同部位的加工面和加工方式均不相同。针对汽车覆盖件模具加工工艺性的区别,汽车覆盖件模具可以分为不同的结构特征,不同的结构特征常有其特定的相似加工方法、走刀路线、工艺流程和工艺参数。对于大中型汽车覆盖件模具来说,由于常见的冲压件冲压工艺主要有拉深、修边、翻边、整形等几种冲压工序,则相应的模具类型也主要以拉延模、修边模、整形模等几种主要类型及其复合模具为主。这些大中型模具中,同一类模具的结构大同小异,而同一种结构特征的加工工艺大致相似。
2、结构特征加工工艺性
在制定该类型面结构特征加工工艺时,主要考虑如下: 在完成模具的定位和夹紧后,首先要对工件进行试加工,以检测毛坯各加工部位的切削余量是否均匀。因为大型模具型面毛坯体积均较大且以铸件为主,加工余量常不够均匀,直接对模具型面进行整个表面粗加工,会使刀具载荷变化较大,引起机床振动。检测后,对模具型面毛坯进行粗加工。之后,进行清角加工,习惯上把这道工序称为粗清角加工。主要是为了去除粗加工后毛坯角落处刀具未能加工到的材料,保证在半精加工过程中,加工量比较均匀,有利于提高半精加工的速度,达到提高效率的目的。而半精加工则是把前道工序加工后的残留加工变得平滑,同时去除拐角处的多余材料,在工件加工面上留下一层比较均匀的余量,为精加工做准备。半精加工后仍需进行清角加工,称为半精清角加工,主要是为去除半精加工后刀具未能加工到的残留余量,为精加工做准备;精加工的目的是按照零件的设计要求,达到较好的表面质量和轮廓精度,是实现模具型面最终形状最关键的一步。最后,对于某些型面曲率半径小于精加工刀具半径的地方,还需进行清角加工,去除精加工后刀具未能加工到的残留余量,使模具型面的表面质量和轮廓精度符合设计要求。
三.汽车覆盖件模具加工工艺模板的开发
为了实施工艺模版的开发,以 PowerMILL 软件为开发平台,利用其方便的工艺模版开发接口,可以灵活、快捷地开发出汽车覆盖件模具加工工艺模版 工艺模版的开发,根据每种结构特征的加工工艺性,首先确定它们的加工工艺流程,根据每一步加工工艺的特点,结合 PowerMILL 软件丰富的加工策略,找到与之相匹配的加工策略,并定义合理的加工工艺参数,以模版形式保存在 PowerMILL 软件的加工策略中。把每种结构特征合理的工艺流程所对应的加工策略和工艺参数以上述方式保存在相同的工艺模版中,即可完成汽车覆盖件模具加工工艺模的开发。 由于每种汽车覆盖件模具结构特征的工艺模版开发过程相同,现以上节所提及的拉延模模具型面加工工艺模版的开发为例,来详述工艺模版的开发。 首先,根据拉延模模具型面加工工艺的特点,在 PowerMILL 软件环境中,定义每一步工艺流程的加工策略及其合理的工艺参数。然后,将每一步的加工策略与工艺参数以模版的形式保存在 PowerMILL 软件加工策略的同一个模版目录中,即可完成汽车覆盖件拉延模模具型面加工工艺模版的开发。为汽车覆盖件拉延模模具型面每一步工艺流程对应的加工策略及加工工艺参数情况。
四.数控加工工艺方案
1、金属模具
大中型模具型面的数控加工,模具表面所留的加工余量较大,所以型面分粗加工、半精加工、精加工3道工序完成。为了提高编程效率,粗加工和半精加工一般采用多曲面连续加工刀具运动轨迹的生成方法,精加工可根据实际加工要求,采用单曲面刀具运动轨迹的生成方法或多曲面连续加工刀具运动轨迹的生成方法。
2、主模型
汽车主模型的数控加工,由于采用了可加工塑料作为原料,使这种主模型具有变形小、便于保存、切削加工性能好等特点。为了确保主模型的加工质量,主模型一般采用粗、精加工两道工序完成。
3、泡沫塑料模型
由于泡沫塑料模型精度要求低,而且泡沫材质松软,泡沫塑料模型可采用一次成形的加工方法。
五.数控加工工艺参数的设定
为了生成加工所需的刀具运动轨迹,必须首先弄清楚与此有关的一些概念,并在此基础上,合理地确定加工工艺参数。
1、刀具
在数控编程中,刀具各部分的几何参数可用两个选项来设定。第一选项用来确定刀体类型,包括圆柱形和圆锥形刀具;第二个选项用来确定刀头类型,包括平头、球形和圆角。定义刀具几何形状的参数包括如下几项:
(1)刀锥角度:用于定义圆锥刀具的刀具轴线与刀具斜侧刃的夹角,用角度表示。当角度为零时,就表示圆柱铣刀。
(2)刀具半径:对圆柱铣刀而言,指刀具圆柱形工作截面的半径;对圆锥铣刀而言,指圆锥刀体部分与刀头相接处的圆的半径。
(3)圆角半径:对具有球头的圆角头的刀具来说,它是指球的半径或圆角半径。
(4)刀具高度:用来表示刀具切削部分的高度值。在生成刀具运动轨迹的编程中,刀具选择合理与否,关系到零件的加工精度、效率及刀具的使用寿命。刀具应根据被加工零件的几何形状特性、材料的机械加工性能、切削余量、现存刀具的规格等进行综合考虑。
2、切削容差
对曲面的三轴数控加工而言,刀具的运动是通过对3个坐标轴进行线性插补来完成的,这意味着,刀具运动轨迹是由相应的直线段组成。为了确保被加工零件的加工精度,必须根据实际加工要求,由编程人员给定合理的加工容差值。该值表示实际切削轨迹偏离理论轨迹的量。有下列3种定义容差的方式可供编程人员选用:
(1)指定内容差值,它表示可被接受的表面切过量。
(2)指定外容差值,它表示由误差所产生的剩余材料被留在零件表面上作余量。
(3)同时指定内、外容差值。
3、切削间距
在数控编程中,切削间距的选择是非常重要的,它关系到被加工零件的精度和加工费用。切削间距小,则加工精度高,钳工的研修工作量小,但所需加工时间长;切削间距大,则加工精度低,钳工的研修工作量大,研修后模具型面失真性较大,难以保证模具的加工精度,但所需加工时间短。由此可见,切削间距必须根据加工精度要求及占用数控机床的机时来综合考虑。对于手工劳动费用昂贵的发达国家来说,切削间距可以选得很小。例如采用直径为20mm的刀具进行模具表面的数控加工,间距可选为0.5mm,甚至更小一些,此时留在模具表面的手工研修量仅0.005mm左右,只需对模具表面稍加抛光即可。但其数控加工的时间很长,这对数控加工费用相对较昂贵的我国来说,显然是不合理的。因此,切削间距必须根据国情和厂情来合理地选择。
六.结束语
近年来,模具制造业在我国迅速发展,汽车模具制造需求量也随之增加,所以,汽车模具制作是汽车制造的重要阶段,希望通过这篇论文的讲解,给汽车生产商和制造商有所帮助。
参考文献