数控高速模具雕铣机是一项先进的、复杂的系统工程技术,与传统加工工艺技术相比,它对机床、刀具、刀柄、加工工艺、控制系统、CAD/CAM软件等多项指标都有较高要求。由于模具加工的特殊性以及数控高速模具雕铣机技术的自身特点,对模具数控高速模具雕铣机工艺系统(加工机床、数控系统、刀具等)提出了比传统模具加工更高的要求。
数控高速模具雕铣机在实际应用中能解决新材料的加工题目,适应表面质量高、精度高、外形复杂的三维曲面加工,减少和避免效率低的电火花加工,解决薄壁零件的加工题目,数控高速复合加工还可以减少搬运与装夹次数,避免重复定位带来的加工误差等,既进步了加工质量,又进步了加工效率。数控高速模具机技术逐渐应用于加工铸铁和硬铝合金,尤其是加工大型覆盖件冲压模、锻模、压铸模和注射模。目前国际上高速切削加工技术主要应用于模具、航空航天和汽车产业等复杂曲面的加工领域。国内高速切削加工技术的研究与应用始于20世纪90年代,也是主要应用于模具、航空航天和汽车产业,但采用的高速切削CNC机床、高速切削刀具和CAD/CAM软件等以进口为主。
数控高速模具雕铣机一般采用高的铣削速度和快速多次走刀来进步效率,小直径刀具,适当的进给量,小的径向和轴向切削深度,即切削体积。随着铣削速度的进步,加工时间大幅度缩短,并且切削力下降、振动小,尤其是径向切削力大幅度降低,零件变形小,由于在切削时大量的切削热被切屑带走,工件表面温度较低。由于高速铣削的的上述特点,数控高速模具机相对常规加工具有突出优点:高生产率、工作平稳、加工表面质量很高,无需再进行其它表面处理工序、有利于加工薄壁零件和高强度、高硬度脆性材料、可缩短交货期、减少设备台数及车间面积、减少工人数目。尽管在初期的设备投资用度增加,但高速铣削工艺的综合效益仍有明显进步。
1数控高速模具雕铣机与模具制造
目前塑料模具越来越精巧、结构越来越复杂,要求的合模次数接近和超过80万次,采用的模具钢材的硬度越来越高,有的甚至超过HRC 64以上,而模具的交货期却要求越来越短。这些市场特点给模具制造商带来了极大的压力。数控高速模具雕铣机技术的出现为模具制造带来了新的发展机会,尤其在中小型精密塑料模具加工中显示了巨大的上风。
大多数模具材料都是高硬度、耐磨性能好,其加工难度大。传统工艺广泛采用电火花(EDM)微切削加工成形,生产效率极低。数控高速模具雕铣机技术对模具加工工艺产生了巨大影响,它改变了传统模具加工所采用的“电火花→抛光”等复杂冗长的工艺流程,甚至可用高速切削加工替换原来的全部工序。在模具的高淬硬钢件(HRC45~65)的加工过程中,采用高速切削可以取代电加工和磨削抛光的工序,避免了电极的制造和费时的电加工时间,数控高速模具雕铣机技术除可应用于淬硬模具型腔的直接加工(尤其是半精加工和精加工)外,在EDM电极加工、快速样件制造等方面也得到了广泛应用。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60%-100%的手工抛光时间、也可减少EDM的工序与时间、节约加工本钱用度近30%、刀具切削效率可进步1倍,这种节约已经在很多国外模具厂商得到了真实反映。