模具制造中的九大特种加工工艺,分析传统锻造

2019-09-10 作者:化工塑胶   |   浏览(186)

模具的型芯和型腔往往具有各种自由曲面,非常适合在数控机床上进行加工。数控加工的工艺与普通加工工艺有较大区别。本文结合儿童产品装饰物的模具型芯的数控加工工艺技术。

模具零件加工过程中,采用新技术提高加工效率及质量是一个永恒的主题。实践证明,采用新的加工工艺能够显着提高锻造模的加工精度,减少了钳工修模时间,提高了加工效率,同时节省了大量样板制作费用。采用可加工塑料制作的样件与浇注样件相比,变形小、易脱模、强度高,完全满足样件检测的要求。

1.电火花加工

数控加工工艺是指采用数控机床加工零件时,所运用各种方法和技术手段的总和,应用于整个数控加工工艺过程。由于数控加工具有加工效率高、质量稳定、对工人技术要求相对较低、一次装夹可以完成复杂曲面的加工等特点,所以,数控加工在模具制造行业的应用越来越广泛,地位也越来越重要。数控工艺设计的好坏将直接影响数控加工尺寸的尺寸精度和表面质量、加工时间的长短、材料和人工的耗费,甚至直接影响加工的安全性。下面通过实例对典型模具成型零件的数控加工技术进行分析。

锻造模是生产锻件的主要工艺装备,其型面形状复杂。为保证模具的使用寿命及锻件精度,要求模具具有较高的硬度、表面质量及尺寸精度。另外市场竞争要求锻造模制造周期越来越短,如何满足市场需求,保证锻造模生产零件的质量,提高加工效率是目前锻造模生产中面临的主要问题。

基本原理

一、产品分析

夺金60秒人工计划,锻造模的加工经历了仿形加工、电解与电火花加工、数控加工与高速加工技术的发展阶段。仿形加工生产周期长、加工精度低、模具尺寸一致性差,目前很少采用。电解加工主要用于锻造模的粗加工,加工效率高但精度低。电火花加工效率低,主要用于小型锻造模或具有深型槽及细微特征部位的辅助加工,其加工成本高。高速加工技术加工精度高、切削力小、效率高,是锻造模制造的主要发展方向,但昂贵的机床设备限制了该技术的推广。目前数控加工仍然是锻造模生产加工的主要手段。现在分析传统锻造模加工工艺的基础上,对其工艺进行改进。

电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文为Electrical Discharge Machining,简称EDM。

本文举例的产品为一款儿童产品的装饰物,材料为ABS。产品的结构比较简单,表面平整,侧面有半圆孔,顶部有多个圆孔。由于该产品是装饰品,不属于精密的结构件,故产品的外观质量要求较高,尺寸公差要求不严格。

传统锻造模制造工艺及问题分析

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二、成型零件结构与分析

以某一曲轴锤锻造模加工为例,该锻造模外形尺寸为1050mm×700mm×475mm,材料为5CrNi-Mo,热处理后型面硬度38——42HRC,燕尾硬度28——32HRC,结构如图1所示。曲轴锤锻造模主要型面采用数控加工,与传统的铣削加工方式相比,该方法在一次安装中加工出锁扣与型面,省略了大量的划线工作,加工效率与质量得到明显提高。

在获得产品的实体造型或者工程图后,其模具可以使用Pro/ENGINEER、NX或者MasterCAM中的CAD功能进行设计,设计出来的模具型芯如图2所示。

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该模具型芯具有以下特点:

型芯毛坯尺寸为200×170×65mm,加工后尺寸为160.8×126.6×35.8mm,材料为S136钢。

型芯胶位高度为35.8mm,椭圆面与三角形面相交的位置圆角偏小,只有R1mm。这些位置用铣刀直接加工的话难度较大,可以利用放电加工达到要求。

由于产品的尺寸公差要求不高,所以可以对该型芯直接使用数控机床进行精加工。

三、工艺分析

数控加工工艺与传统的加工工艺是有一定区别的。由于数控机床大多都不具备工艺处理能力,加工过程的每一细节都必须预先确定,加工按照编好的程序自动完成,因此, 必须在编程前对加工工艺做详细的分析,并设计好相应的加工工序。

1.工艺基准选择

数控加工多采用工序集中原则进行加工,因此,在选择工艺基准时,应尽可能选择合适的基准要素,减少装夹次数,提高加工效率和加工精度;同时,选择定位基准时,需参照图纸的要求,使工艺基准与设计基准重合,减少因基准不重合带来的误差。

本例中,工件毛坯是经过磨削加工的长方体坯料,平行度、垂直度和尺寸精度都已得到保证,因此,可以选用长宽两方向相对面作为水平方向的基准;选用底面作为高度方向的基准。同时在机床上找一对刀基准,以保证换刀后仍然可以准确地找到编程的高度基准,即工件坐标系的Z0点。这些基准面在数控加工过程中不再加工,作为加工基准可以保证基准的准确性和前后的统一性。

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