模具作為模壓產(chǎn)品生產(chǎn)的關鍵工裝,其設計與生產(chǎn)周期日益成為決定新產(chǎn)品開發(fā)周期的決定因素。模具的型面一般都是十分復雜的自由曲面,并且硬度很高,常規(guī)的加工方法是在退火后進行切削加工,然后進行熱處理、磨削或電火花加工,最后手工打磨、拋光,加工周期很長。其中的手工加工占模具整個加工周期的很大一部分。高速切削加工技術可以達到模具加工的精度要求,減少甚至取消了手工加工,并且由于新型對具材料(如PCBN、陶瓷、金屬陶瓷.涂層刀具等)的出現(xiàn),高速切削可以加工硬度到HRC6O,甚至硬度更高的工件材料,可以加工淬硬后的模具,取代電火花加工和磨削加工。統(tǒng)計表明,到 1996年為止,己有44%的德國模具公司在使用高速切削技術,而59%的公司打算投資應用高速切削技術,日本和美國大約有30%的模具公司有高速切削的使用經(jīng)驗;大多數(shù)公司認為高速切削是未來模具加工很有吸引力的一項技術。 高速切削加工技術按其目的而言可分為兩類:以實現(xiàn)單位時間最大材料去除量為目的的加工和以實現(xiàn)高質量加工表面與細節(jié)結構為目的的加工。模具的高速切削加工都是這兩類技術的綜合運用。高速切削加工技術引進到模具加工行業(yè),主要應用于以下三個方面:一是淬硬模具型腔的直接加工。利用高速切削可加工硬材料的特點直接加工淬硬后的模具型腔,可提高模具加工的質量和效率,可取代電火花加工;二是EDM電極加工。應用高速切削技術加工電極對提高電火花加工效率起到了很大作用。高速切削電極提高了電極的表面質量和精度,減少了后續(xù)加工工序;三是快速樣件制造。利用高速切削加工效率高的特點,用于加工塑料和鋁合金模型,通過CAD設計后可快速生成3D實體模型,比快速原型制造技術效率高、質量好。 與模具的傳統(tǒng)加工方式相比,模具的高速切削加工的優(yōu)勢如下:(1)高速切削加工提高了模具加工速度:從材料去除速度而言,高速切削加工比一般加工快四倍以上甚至更快;(2)高速切削加工可獲得高質量的加工表面:因高速切削加工精加工時采取小的進給量與切削深度,故可獲得很高的表面質量,有時甚至可以省去鉗工修光的工序,從而因表面質量的提高省去了修光及電火花等工序肘間;(3)簡化了加工工序:傳統(tǒng)切削加工只能在淬火之前進行,因淬火造成的變形必須要手工修整或用電加工最終成型。高速切削加工省去了電極材料.電極加工編程及加工、以及電加工過程的所有費用,而且沒有電加工的表面硬化。另外,高速切削加工可使用小直徑的刀具,對模具更小的圓角半徑及模具細節(jié)加工,節(jié)省部分手工修整工藝,減少人工修光時間,簡化的工藝可縮短模具的生產(chǎn)周期;(4)高速切削加工還可十分方便地用于模具修復過程:模具使用過程中往往需要多次修復,以延長使用壽命,以往模具的修復主要靠電加工來完成,而采用高速加工可以更快地完成該工作,并可使用原NC程序,無須重新編制。
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