浅析模具制造与数控加工技术

发表时间:2015/3/9 作者:佚名 
数字控制是近代发展起来的一种自动控制技术,是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。本文讨论了模具数控加工的特点及其技术要点,探讨了数控加工在模具制造中的应用。

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。

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