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七大技能玩转精密模具加工 你会几项?

【编者按】模具被称为“工业之母”,是现代制造技术中一个重要的组成部分。随着技术不断创新,模具加工的精密度也越来越高,文中介绍了七种精密模具加工技术,快来看看你会几项?


模具加工是指成型和制坯工具的加工,由于其重要性而一向被称为“工业之母”,是现代制造技术中一个重要的组成部分。精密模具制造离不开先进的设备和工艺,本文将对其中其中最重要的设备和工艺进行介绍。

数控铣削

数控铣削技术的发展使复杂和精密模具加工变成了可能,尤其是塑胶模具,其主要型腔、型面均有数控铣削完成。从传统普通铣床到现在的三轴、五轴高速铣削,硬度再大、结构再复杂的三维型面零件也可以加工成型。
高速铣加工采用小径铣刀,如整体硬质合金球头铣刀、端铣刀和波纹铣刀等,以每分钟40000转的主轴转速,大大提升了生产效率和加工精度。又因为高速铣削的切削力低、热变形小、表面光洁度高,因此可以大大简化模具的制造工艺。国外先进的CNC铣削设备制造商有瑞士GF、德国DMG、哈默、美国哈斯等。

慢走丝线割

慢走丝线切割技术主要用于各种冲压模、塑料模、粉末冶金模等二维及三维直纹面零件的加工。尤其对于冲压模加工而言,这一技术可以说是不可或缺的,各种凸模、凹模及精密型孔的加工都要应用到慢走丝线切割。
慢走丝线切割加工是一种精度极高的加工方式,高端机床的加工精度甚至可以达到3微米的量级,表面粗糙度可达0.05微米。目前已可实现0.02到0.03毫米的电极丝的自动穿丝切割,实用的切割效率可达每分钟200平方毫米左右。国外先进的慢走丝设备制造商有瑞士GF、日本三菱、西部、沙迪克等。

电火花

电火花适合加工那些精密的小型腔、窄缝、沟槽、拐角等复杂部件的深度切削。另外对于高技术零件,放电加工也比使用昂贵的刀具更经济。电火花加工还可以提供其他加工方式不可能得到的火花纹表面。
用高速铣削加工电火花所用的电极可以保证电极的高精度,这样使电火花加工的精度也随之提高了。精密放电机在加工面积小于20平方厘米的情况下,可以实现表面粗糙度低于0.1微米的镜面电火花加工,及实现均匀一致的亚光表面及各级纹面加工。在机床配备了快速装夹定位夹具与电极自动更换装置的情况下,电火花加工可长时间无人化自动放电加工。国外先进的电火花加工设备制造商有瑞士GF、日本牧野、三菱、德国OPS、西班牙欧纳等。

磨床

磨床是对零件表面进行精加工的精密设备。模具加工使用的磨床主要是平面磨床、万能内外圆磨床和坐标磨床。目前,由于采用了直线导轨、直线电机、静压丝杠等先进的功能部件,平面磨床砂轮线速度有很大提升,砂轮修整技术也得到了进一步的完善。
磨床磨头的最小垂直进给量可达0.1微米,技工精度在1微米以内,表面粗糙度可以低于0.05微米,已经实现了超精加工的要求。使用高速旋转砂轮进行磨削加工,可加工硬度较高材料,如淬硬模具钢、硬质合金等。而坐标磨床可以磨削孔距精度很高的孔以及各种轮廓形状。国外先进的磨床设备制造商有德国斯来福临、日本冈本、瑞士HAUSER、美国MOORE等。

数控车床

数控车床也是模具车间常用的加工设备。其加工范围是所有回转体零件。由于数控技术的高度发展,复杂形状的回转体可以通过编程来简易实现,并且机床可以自动更换刀具,大幅度提高了生产效率。数控车床的加工精度与制造技术日趋完善,甚至有以车代磨的趋势。
常用来加工模具中的圆形镶件、撑头、定位环等零件,在笔模、瓶口模具中应用广泛。事实上,先进的数控车床其功能已不再局限于“车”,已拓展为车铣复合一体机床,一个复杂、多工序的零件,甚至可以一次性全部加工搞定。国外先进的数控车削机床制造商有德国DMG、瑞士托纳斯、日本山崎马扎克、德国舒特、美国哈挺、美国哈斯等等。

测量

模具加工离不开测量,从设计初期的数字化测绘,到加工工序测量及验收测量到后期的修复测量,高精密测量设备始终发挥着举足轻重的作用。模具加工用到的测量设备主要包括三坐标测量机影像测量仪以及适合大型模具现场测量的便携式关节臂测量机等。
三坐标测量机的工作原理是基于对空间点坐标的采集和计算,从而对工件进行形位公差的检验和测量,判断该工件的误差是不是在公差允许范围以内。影像测量仪是利用影像测头采集工件的影像,通过数位图像处理技术提取表面坐标点,再利用坐标变换和资料处理技术转换成坐标,对复杂的工件轮廓和表面形状进行精密测量。生产这两类设备的国外主要制造商有瑞典海克斯康、德国蔡司、日本尼康、日本三丰等。

快速装夹定位与自动化

以上介绍了六种模具制造工艺。事实上,一个模具零件往往需要使用多种工艺才能制造完成。而在这个过程中,不断的装夹与校正时必不可少的,也占据了大量工时。为了能够缩短生产周期,国外的夹具制作商,采用一套稳定而精确的基准系统,实现了机床上的快速装夹定位。国外先进的快速装夹定位系统制造商主要有瑞士GF、EROWA夹具等。
采用了统一基准后,一次装夹只需一分钟左右的时间,重复定位精度在3微米以内,大幅度提高了加工效率。而且使用这种系统也已经具备了自动化的基础。实际上,先进的模具车间同样离不开自动化技术的支持,通过配备机器人与柔性系统管理软件,模具加工中心自动化单元已经开始产生。虽然目前还没有得到大面积推广,但自动化发展是一个趋势,未来一定会有更完善的发展。


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