在現(xiàn)代模具的成形制造中，由于模具的形面設(shè)計日趨復雜，自由曲面所占比例不斷增加，因此，對模具加工技術(shù)提出了更高要求，不僅要保證高的制造精度和表面質(zhì)量，要追求加工表面的美觀，同時還要求模具的高穩(wěn)定性和長壽命。傳統(tǒng)制模工藝阻礙了模具向精密方向的發(fā)展。隨著對高效加工技術(shù)研究的不斷深入，尤其在CAE、CAD、CAM、CAPP軟件等相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的推動下，高效加工技術(shù)己越來越多地應用于模具的制造加工，改變了傳統(tǒng)模具加工采用的退火→銑削加工→熱處理→電火花加工→手工打磨→拋光等復雜冗長的工藝流程，壓縮了模具的制造周期。
高速切削技術(shù)作為高效加工的重要手段之一，其技術(shù)含量很高，涉及到多方面的內(nèi)容，包括數(shù)控加工編程的快速高效化、空間自由曲面多軸聯(lián)動加工、難加工材料的切削、數(shù)控工藝程序編制的規(guī)范化與標準化等方面，減少了以往電火花加工和人工修模的工作量，還可以保證模具制造的高度一致性，確保模具精度，減少試模次數(shù)，縮短制造周期，改變了以往依賴鉗工修正裝配的思維模式，朝著只裝少配或只裝不配的方向邁進，從而提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)高效加工。
對刀具的要求
研究發(fā)達國家平均刀具費用和生產(chǎn)成本等各種相關(guān)資料后可知，提高50%的刀具壽命，可降低1%的生產(chǎn)成本；而提高20%的加工效率，則可降低15%的生產(chǎn)成本。這充分說明利用現(xiàn)代切削技術(shù)，選擇高速、高效刀具，充分發(fā)揮機床的性能和效率，實現(xiàn)高速、高效切削，才是提高效率、降低生產(chǎn)成本的正確之路。
隨著機床技術(shù)的發(fā)展，機床主軸的最高轉(zhuǎn)速也在大幅提升，刀具剛性和動平衡性能的進步，給刀具的高速切削奠定了一個良好的基礎(chǔ)。為避免刀具不平衡量在高速狀態(tài)下產(chǎn)生的離心力對刀具切削過程帶來不利影響，造成刀具壽命、工件表面質(zhì)量和外形精度下降，還應考慮主軸和刀柄的連接面，對接口部位和較長刀桿而言，特別重要的是徑向擺動精度、懸臂長度。為了達到圓柱刀柄在精加工時對徑向擺動精度的要求，應選用液壓夾頭、收縮夾頭和力壓縮夾頭的連接方式，其徑向擺動精度可以達到0.001~0.003mm.
選用高速切削刀具，除具備一般刀具應具備的良好的硬度和耐磨性、高的強度和韌性等性能外，還應該具備①更高的可靠性，保證切削穩(wěn)定，質(zhì)量一致，換刀次數(shù)少，壽命長。②更高的安裝精度和重復定位精度，良好的互換性和快換性。③系列化、標準化和通用化，盡量采用機夾可轉(zhuǎn)位刀具和多功能復合刀具。④良好的斷屑、卷屑和排屑性能，確保切屑不纏繞在刀具和工件上，不破壞已加工表面，不妨礙切削液的澆注。
對工藝設(shè)計的要求
許多模具企業(yè)在資源管理和利用上存在一些不足，主要表現(xiàn)在模具設(shè)計制造工藝信息資源共享不充分，數(shù)控工藝與普通工藝的結(jié)合性差，CAD/CAM軟件的應用水平不高，數(shù)控加工工藝和程序的規(guī)范化、標準化程度低，以及模具設(shè)計、數(shù)控工藝、數(shù)控編程并行模式實現(xiàn)程度小等方面。針對以上不足，可從以下幾個方面開展工作。
2.數(shù)控工藝與普通工藝的合理匹配針對模具的設(shè)計狀態(tài)、批量要求、生產(chǎn)周期、加工精度以及生產(chǎn)成本的不同特點應分別采取不同措施。
在工藝方案設(shè)計過程中，應對設(shè)計要求、加工方式、工裝夾具的設(shè)計制造、刀具的選擇、粗精加工方式的結(jié)合、工序的集中劃分、企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀與生產(chǎn)能力等方面綜合考慮，實現(xiàn)數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的完美結(jié)合與匹配，發(fā)揮各種設(shè)備的特長與優(yōu)勢。
3.工藝編制的規(guī)范化與參數(shù)匹配的合理性數(shù)控工藝編制的規(guī)范化在一定程度上體現(xiàn)了企業(yè)自身數(shù)控加工技術(shù)應用的水平，通過規(guī)范化來約束數(shù)控程序的多樣化，進而提高刀具的切削質(zhì)量，如在工藝中注明定位基準、對刀基準、刀具參數(shù)、切削參數(shù)與走刀方式等，將成熟的數(shù)控工藝進行規(guī)范化和固定化，尤其在典型零件的加工工藝經(jīng)驗基礎(chǔ)上，建立規(guī)范化的加工工藝模板與數(shù)控程序模板，可以大幅度提高工藝程序的質(zhì)量和模具的加工效率。
另外，根據(jù)被切削材料，應選用合理刀具和步距，刀具和步距過大或過小都不利于模具的加工效率和制造成本。程序編制應結(jié)合材料及加工余量來科學綜合考慮加工的切削參數(shù)，建立不同模具材料與各種常用刀具的切削工藝參數(shù)庫，以備參考與選用。
對加工設(shè)備的要求
高速加工設(shè)備自然是高效加工的必要工具，要實現(xiàn)高效加工并非只是購買幾臺高速加工設(shè)備這么簡單，而是要根據(jù)企業(yè)內(nèi)部（甚至企業(yè)外部）已有設(shè)備的特點進行必要補充，做好制造工藝和生產(chǎn)能力的相互匹配。同樣，編制加工工藝，也不能把目光全部集中在高速加工設(shè)備上，合理匹配，充分利用才能挖掘高效加工的潛能。
（1）要適合企業(yè)模具開發(fā)與制造的工藝特點，避免因功能冗余而造成浪費。對一般自由曲面復雜的模具制造，可以采用五軸聯(lián)動加工中心；對于大型自由曲面復雜的模具制造，可采用龍門式五軸加工中心。
（2）選擇性價比高的設(shè)備。由于在模具型腔和曲面的加工中，所用刀具直徑比較小，對主軸的要求很高，轉(zhuǎn)速一般要達到20000~40000r/min,甚至更高，進給速度達40~80m/min；為一次裝夾毛坯，完成粗加工和精加工，要求主軸功率一般為10~40kW；由于模具材料的強度和硬度都很高，故要求主軸精度高、剛性好；同時，機床床身還必須具有很高的動、靜剛度，以提高定位精度和抗振能力。
（3）軟件方面還要求CNC系統(tǒng)運算速度快，數(shù)據(jù)處理能力強，控制精度和響應速度高；CAM軟件高速加工必須具有全程自動防過切和刀具干涉檢查能力，從而提高復雜輪廓表面的加工精度。
（4）高速加工中心可以分以主軸高轉(zhuǎn)速為主的HSM（HighSpeedMachining）型高速加工中心，和以高移動速度和加速度為主的HVM（HighVelocityMachining）型高速加工中心，可以根據(jù)需要進行選擇。
對工裝夾具的要求
萬能組合夾具之所以越來越受到模具制造企業(yè)的青睞，原因是它大大減少了設(shè)備停工時間，可以在最短的時間內(nèi)完成簡單的拼裝操作，還可以通過多種定位的選擇，使得夾具滿足模具加工的需求。同時，萬能組合夾具也能適應模具制造的批量特點，不僅柔性很強，而且靈活、快捷。主要表現(xiàn)在：組合元件通用性強，具有較高的硬度和耐磨性，可重復利用；具有較高的尺寸精度和幾何精度，而且具有很強的互換性；能適應模具設(shè)計與制造的不斷變化，可以拼裝出不同工位的夾具。
高效加工是個系統(tǒng)工程，并非提高切削速度僅此一項，它涉及到生產(chǎn)制造的每一個環(huán)節(jié)。只有將刀具、被加工材料、切削參數(shù)及設(shè)備進行合理地選擇和匹配，并通過不斷探索和總結(jié)，將各種條件進行最佳組合，才能發(fā)揮其綜合優(yōu)勢，達到材料去除的高效目的。另外，利用信息化手段，優(yōu)化工藝路線，合理選用工裝夾具，壓縮工序間的輔助時間，加快模具制造節(jié)拍，從而實現(xiàn)高效加工。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
分享到微信 ×
打開微信，點擊底部的“發(fā)現(xiàn)”，
使用“掃一掃”即可將網(wǎng)頁分享至朋友圈。