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精密模具高速铣削加工
所属分类:行业动态
发布日期:2016-09-21
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       随着社会经济的发展要求,对产品的美观度及功能要求越来越高,产品内部结构设计得越来越复杂,模具的外形设计也日趋复杂,自由曲面所占比例不断增加,相应的模具结构也越来越复杂。这些都对模具加工技术提出了更高要求,高速加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加工与制造中。

        数控高速切削加工相对于传统的切削加工,其切削速度、进给速度有了很大的提高,而且切削机理也不相同。高速切削使切削加工发生了本质性的飞跃,其单位功率的金属切除率提高了30%~40%,切削力降低了30%,硬质合金刀具的切削寿命提高了70%,留于工件的切削热大幅度降低,低阶切削振动几乎消失。高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度,热刚度和最佳的阻尼特性。大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料,有的机床公司还在底座中添加高阻尼特性的聚合物混凝土,以增加其抗振性和热稳定性,这不但可保证机床精度稳定,也可防止切削时刀具振颤。采用封闭式床身设计,整体铸造床身,对称床身结构并配有密布的加强筋等也是提高机床稳定性的重要措施。

        先进的数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量和效率的关键因素,模具高速切削加工对数控系统的基本要求为:

   (1)高速的数字控制回路,包括:32位或64位并行处理器及1.5Gb以上的硬盘。

   (2)速度和加速度的前馈控制;数字驱动系统的爬行控制(Jerk control)。

   (3)先进的插补方法,以获得良好的表面质量、精确的尺寸和高的几何精度。

   (4)要求具有大容量缓冲寄存器,可预先阅读和检查多个程序段,以便在被加工表面形状(曲率)发生变化时可及时采取改变进给速度等措施以避免过切等。

     (5)误差补偿功能,包括因电机、主轴等发热导致的热误差补偿、象限误差补偿、测量系统误差补偿等功能。此外,模具高速切削加工对数据传输速度的要求也很高。

   (6)传统的数据接口, 如RS232串行口的传输速度为19.2kb,而许多先进的加工中心均已采用以太局域网进行数据传输,速度可达200kb。
      刀具是高速切削加工中最活跃重要的因素之一,它直接影响着加工效率、制造成本和产品的加工精度。刀具在高速加工过程中要承受高温、高压、摩擦、冲击和振动等载荷,高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性,即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。高速切削加工的刀具技术发展速度很快,应用较多的如金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷刀具、涂层硬质合金、(碳)氮化钛硬质合金TIC(N)等。
      科学技术作为第一生产力,高速切削技术目前主要应用于汽车工业和模具行业,尤其是在加工复杂曲面的领域、工件本身或刀具系统刚性要求较高的加工领域等,其高效、高质量为人们所推崇。

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