怎样加工精密模具?

利用精密模具制造的产品已经渗透到我们生活中的各行各业,可能我们感觉不出来他的存在,但其实已经完全离不开了,手机等消费电子、家电、汽车、智能设备这些产品的加工都有他的身影,那么小编今天就带大家揭开他的神秘面纱,告诉大家怎样加工精密模具? 怎样加工精密模具? 第2张模具型腔的精密加工工序是精密模具加工的最后一道工序,是直接影响模具质量好坏的最重要的一环,它占整个模具加工量的30%~40%左右,因此倍受国内外专家的重视。在我国尽管模具加工的大部分工序(车、铣、刨、磨、电火花、线切割等)已经实现了高度自动化。

国外大多数模具厂家都采用模具设计、加工甚至装配一体化,也就是模具CAD/CAM/CAE的一体化,利用模具CAD软件和反求工程进行设计;利用虚拟现实系统进行装配试模,发现干涉及时调整,在加工过程中,利用加工中心和CAD/CAM,把整个加工过程一体化,也就是工件一次安装就完成零件的加工,所以工件的精度可以得到保证。

我国对模具型腔精密加工方法仍然是机械加工和电加工两大方面,并且电加工越来越占优势。此外就是模具CAD/CAM技术的应用,但由于模具本身的特点,形状复杂难于规范化,所以型腔模CAD/CAM的开发不如冲模及塑料模在CAD/CAM上开发得那么成熟。尽管如此,这仍是型腔模加工方法的一个发展方向。在这些加工方法中,发展较快的是机械加工中的铣削技术、磨削技术和电加工中的电火花成形加工技术,分别简介如下:

1、高速铣削加工

铣削加工是型腔模的重要加工手段,特别适用于中、大型锻模的加工。近年来铣削加工获得了迅速的发展,高速铣削加工技术的发展,促进了模具加工技术的进步,特别是对汽车,家电行业等中、大型型腔模具制造方面注入了新的活力。主要体现在以下几个方面:

◆高精度化:认为铣削加工是普通加工的时代已经过去。机床的定位精度从80年代的±12mm/800mm,已提高到90年代的±2~5mm/全行程,采用了精密机床的热平衡结构以及主轴冷却等措施来控制热变形,其控制分辨率已由原来的1mm提高到0.2mm。这样使加工精度由原来的±10mm提高到±2~5mm,精密级可达±1.5mm,使铣削加工机床进入了精密机床的领域。

◆加工效率高速化:随着刀具、电机、轴承、数控系统的进步,高速铣削技术迅速崛起。目前主轴转速已从4000~6000r/min提高到14200r/min,切削进给速度提高到1~6m/min,快速进给速度由8~12m/min提高到30~40m/min,换刀时间由5~10s降到1~3s,这就大幅度提高了加工效率。高速铣削与普通的加工方式相比,加工效率可提高5~10倍。

◆铣削材料的高硬度化:高速铣削技术与新型刀具(金属陶瓷刀具、PCBN刀具、特殊硬质合金刀具等)相结合,可对硬度为36~52HRC的工件进行加工,甚至可加工60HRC的工件。

2、电火花成形加工

高速铣削技术发展了,作为型腔模加工另一重要手段的电火花成形加工的发展也相当完美,但作为一个加工体系,确实面临着高速铣削加工的新挑战。

◆电火花成形加工的技术进步:由于微精密加工脉冲电源、工作液、混硅粉加工工艺等相关技术的进步,使电火花成形加工表面粗糙度达到Rmax0.6~0.8mm,而且可以进行大面积加工。并且由于电极损耗不断降低(最小达0.1%)以及对微加工的加工余量精确控制等,可以说电火花成形加工已进入了精密加工领域。

◆电火花成形加工面临的挑战:由于高速铣削能加工硬度36~52HRC甚至60HRC的材料,几乎所有型腔模材料都能加工,改变了高硬度材料只有采用电加工的局面。高速铣削的加工效率与电火花加工的效率相比为4:1,有的甚至是电火花成形加工的7~8倍,而且节省了电极的制造。高速铣削还具有一定加工精度和较好的表面粗糙度。国外认为,在型腔模的加工领域里,高速铣削可以替代电火花加工,这不是没有根据的。由于这样,在应用领域方面,特别是在汽车等行业,电火花成形加工有被高速铣削挤出来的危险。不过电火花成形加工在加工深槽、窄缝、筋肋、纹理等方面有其不可替代的优越性。但总的说来。电火花成形在加工的应用领域缩小了,一部分市场被别的加工设备占领了,特别是对大型电火花成形加工机床的发展会产生更大的影响。

◆电火花成形加工的发展战略:电火花成形加工是几十年形成的一个加工体系,本身也在不断地发展,针对铣削加工技术的发展,最近出现了“电火花铣削加工”技术与之相抗衡。总体来说,“电火花铣削加工”是以提高电火花成形加工效率为目标,采用成形(石墨电极),以水作为工作液的电火花成形加工,与以油作为工作液相比,其加工效率提高2~3倍,国外称之为“电火花铣削加工”,这代表了它的发展方向。但与高速铣削加工相比其整体加工效率还有较大差距。采用高速旋转的主轴,带动棒状(管状)电极旋转,配合工作台及主轴的数控轨迹运动及伺服进给,其加工成形方式类似于机械铣削加工。这种“电火花铣削加工”可以在电极库中存放不同直径的标准管电极,而在数控进给中成形,这大大简化了电极的设计、制造、管理等。这是一种新的发展策略,但同样存在加工效率低的问题。预计“电火花铣削加工”将有新的进展,与高速铣削加工会进行激烈的竞争。

随着电子、电器、通讯、计算机等行业的迅速发展,精密、微细、复杂模具的加工越来越多,市场越来越大,这些模具的加工正是电火花成形加工的优势。因此,在竞争的同时,应充分发挥电火花成形加工的优势,即应重点向精密、复杂、微细模具加工方向转移,这是电火花成形加工发展的又一重要方向。

3、磨削加工仍是精密模具加工的主要方法

磨削加工是一种精密加工技术,到目前为止,磨削加工精度已经很高了,最高可达1~2mm,加工的表面质量也非常好,其表面的粗糙度一般在Ra0.04~0.32μm,并且利用磨削加工,加工出的表面没有软化层、变质层等缺陷,所以广泛用于精密模具的加工中。随着磨床种类的增多,如坐标磨床、成形磨床、光曲磨床以及专用模加工磨床等,特别是数控程度的提高,使加工的范围越来越大,精度越来越高。不仅能加工冷冲模,而且也能加工各种型腔模,如锻模、塑料模等,所以说,磨削加工仍是精密模具加工的主要手段。下面重点介绍磁粒研磨技术。

以上对于怎样加工精密模具的介绍,这些加工工艺也是离不开中国模具制造设备的发展,设备是基础,话语权掌握在自己手上才是王道,更多模具加工厂信息请关注富东懿精密模具官网  www.foxdotec.com

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