如何实现大型复杂模具的简单数控加工

发表时间:2015/3/8 作者:佚名  来源:金属加工网
在落后的加工技术下,机床进给速度缓慢、操作者需要对工件进行多次调试装夹,而且还需要几个小时的手工抛光作业,所以加工周期很长。因此,必须寻求更先进的加工技术使大型模具的加工如同加工小型模具那样简单容易。

  在大型模具加工中,为了获得尽可能高的表面质量,我们需要选择合适的机床并配置必要的刀具,只有这样,才能减少EDM的后续加工时间和钳工的手工打磨时间。随着汽车工业的快速发展,汽车用各种大型、高装饰性模具的需求正在迅速增长,例如,汽车仪表板,设计人员正在不断地提高这类模具产品的尺寸和复杂性。因此,各种大型模具的生产已成为许多加工企业寻求机会进行全球竞争的新领域。但是,要想进入这一领域并不是一件容易的事情。在落后的加工技术下,机床进给速度缓慢、操作者需要对工件进行多次调试装夹,而且还需要几个小时的手工抛光作业,所以加工周期很长。因此,必须寻求更先进的加工技术使大型模具的加工如同加工小型模具那样简单容易。

  大型模具加工中存在的主要问题:

  1.巨大的尺寸和重量

  在加工大型模具时,如何应付其自身的巨大尺寸和重量是加工企业面临的一大挑战。大型模具的加工往往需要大量的劳动力、专用设备和多次调试装夹,而加工精度也受到多方面潜在因素的影响而不易保证。

  2.购置成本问题

  加工生产各类大型模具直接相关的最大费用就是机床的购置成本。能够生产大型模具的机床是相当昂贵的,尤其是在复杂工艺安排下,需要使用多台机床才能完成从模具粗加工到精加工的全部工序。这样的先期高投入成本也是很多企业进入这一市场的最大障碍。由此,我们可以看出,如果可以在一台合适的机床上实现大型模具的粗加工和精加工,甚至仅需一次调试装夹,那么很多问题将迎刃而解,加工精度也可以得到保证。

  大型模具加工中心

  考虑到大型机床的通用加工精度和调试装夹的问题,我们必须探讨一下大型模具加工中心所必备的一些设计特点。

  1.铸铁床身结构,机床主轴具有散热功能

  铸铁材料具有很高的刚性和散热特性,因而是制造机床结构件最稳定的材料。对于铣削大型零件用的任何机床,首先需要具有非常结实的铸铁结构,并装备有具有散热功能的主轴。

  就机床的主轴而言,它必须采用内置冷却技术,从轴承外面来冷却主轴,保证在长时间加工过程中,主轴本身不会被烧坏或不会因热膨胀而造成精度损失。这些因素是非常重要的,因为大型模具的加工需要消耗很长的时间,同时在重切削条件下,这会增加模具的热量和应力。所以,机床的结构部件必须具有良好的刚性和散热特性,这是加工出大型优质模具的前提。因此,必须最大程度地限制加工过程中机床的振动,并快速扩散加工过程中产生的热量。选择合适的加工机床和刀具可以实现成本和周期的双赢。

  2.热稳定技术

  由于加工时间过长,环境温度的影响也是必须要考虑的。例如,在普通机床上加工大型模具,当环境温度变化10℃时,将会导致机床立柱发生6℃的温度变化,从而引起主轴角板平行度发生0.07mm的变化。因此,机床的设计必须考虑到环境温度的效应,避免环境温度影响到加工零件的精度。

  3.速度

  对于一台行程能够快速移动的大型模具加工中心来说,大型模具加工机床的主轴转速应至少达到20000r/min,金属的切削速度应满足762~20000mm/min。

  4.精度

  精度控制始终贯穿于模具加工的各个阶段,如果需要在一台加工中心上实现对大型模具的粗加工和精加工,那么必须严格控制机床的定位精度和重复定位精度。大型模具专用的加工中心,一般其定位精度可以达到±1.5μm,重复定位精度应达到±1μm。同时,其节距精度应保持在5μm之内。

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