高速铣削在模具制造中的应用.docx

高速铣削在模具制造中的应用模具是用来制造汽车、飞机、电子和家电等产品各种构件的重要技术装备。它作为从产品开发到成批生产构件的整个制造流程中的重要一环, 在工业生产的增值链中占有十分重要的位置: 模具的开发和制造, 在很大程度上决定着新产品的质量、成本和投放市场的时间。由于像锻造、铝合金压铸和塑料注塑这样的成形加工工艺和无定形材料的成形加工工艺,常常采用的是几何形状十分复杂的成形模具,有着凹、凸的自由曲面或较深的型腔, 要求具有较高的精度和表面质量; 另外, 由于竞争促使产品品种不断增多, 同时产品更新周期日益缩短, 又鉴于模具主要是按单件或较小批量进行生产, 这就迫使模具制造厂商必须要采用先进的加工技术, 在确保工件加工精度的同时, 提高生产效率和加工柔性, 缩短加工时间。例如, 在汽车工业领域, 汽车的开发周期已力求缩短到 3 年,模具的交货期需从 18 个月缩短到 12 个月。这些成形模具通常由高性能合金模具钢制成。模具的加工普遍采用两种工艺方法: 一是采用借助于铜或石墨电极的电火花加工; 二是直接采用高速铣削加工模具。在过去, 成形模的加工广泛采用电火花加工工艺。而这种工艺的生产工艺流程较长, 并缺乏柔性。在进行电火花加工之前需要制造出石墨或铜电极。如果由于工艺技术的原因必须变动成形模时,那就需要变动整个生产工艺流程。由于其较低的柔性, 难于进行调整或只能进行有限的调整。此外, 还有一个问题就是电火花加工的时间较长,在电火花加工后,模具还需要进行抛光处理,去除“白色层”。近年来, 尽管电火花加工技术在电源技术和石墨材料领域里取得了很大的进步, 然而, 上世纪 90 年代以来, 随着高速切削技术的兴起和发展,高速铣削技术以其能显著缩短整个生产流程时间、很高的加工质量和较好的加工柔性而得到普遍接受, 已成为加工成形模和注塑模的关键工艺。高速铣削是模具制造最重要的加工工艺在模具制造中, 高速铣削不仅广泛应用于加工复杂的自由曲面和型腔,而且还被用来加工电火花加工用的电极。高速铣削,由于采用了比常规铣削高 5~ 10 倍的切削速度和进给速度, 既能大大缩短加工时间, 也可显著提高工件的表面质量。为了获得很高的工件表面质量, 高速铣削工艺可以通过采用较小的每齿进给量和较小的刀轨行距( 约百分之几毫米) 来提高工件表面的加工质量, 由此减少或完全免去加工表面的后序抛光处理。从而缩短模具整个加工工艺流程的时间。高速硬铣( 通常把硬度超过 56HRC 、 Rm>2000N/mm2 的钢铁材料进行的加工称之为硬加工)为模具加工提供了很大的应用潜力,高速硬铣可以补充模具传统的加工工艺流程, 在许多情况甚至可以完全替代电火花加工。这就可以在一次装夹下对模具构件进行全部加工, 不仅大幅度地减少加工时间、改善型面的表面质量和加工精度, 而且可以简化加工工艺流程。由于节省了制造电极、电火花加工和抛光(或大大减少抛光工作量) 三道工序, 缩短了模具的制造周期, 降低了生产成本。例如, 制造一个材质为热作模具钢的注塑模, 硬度 56HRC 。采用高速硬铣, 工件可在一次装夹下进行粗、半精和精铣加工成成品。而采用电火花加工,工件需经过粗铣、调质、(同时制造电极) 、电火花加工和抛光,模具的制造时间要比高速硬铣高三倍。近几年来,许多锥齿轮锻模的制造几乎都采用了高速硬铣工艺。如 Wa