类型自动化零件加工
材质铜 铝 钢 铁 不锈钢等
模具检具治具
成型件定制
后处理喷塑 喷漆 发黑处理等
适用范围通用
压制方式定制
加工周期5-10天
打样周期3-7天
在现代模具的成形制造中,由于模具的形面设计日趋复杂,自由曲面所占比例不断增加,因此对模具加工技术提出了更高要求,即不仅应保证高的制造精度和表面质量,而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入,尤其在机床加工、数控系统、系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下,高速加工技术已越来越多地应用于模具的制造加工。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响,改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、抛光”等复杂冗长的工艺流程。
但是,在实践中为了提高模具的加工效率,不能一味地去追求高速加工,有时为了节约生产成本与提高生产效率,必须采用加工方法,使一部分加工工序在普通机床上可率完成。这样要求设计者编制合理的模具加工工艺,以便提高模具的加工效率,降低模具的制造成本,减少模具的制造周期。
二、模具零部件的机加工方法
用机械加工方法加工模具零部件时要充分考虑零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的不同要求,采用合理的加工方法和工艺路线。尽可能通过加工设备来保证模具零部件的加工质量,减少钳工修配工作量,提高生产效率和降低成本。
常用机械加工方法在模具零部件加工中的应用如表1所示。
表1 常用机加工方法可能达到的粗糙度及应用
塑模具加工是用cnc完成。
工件在加工中心上经一次装夹后,数字控制系统能控制机床按不同工序,自动选择和更换,自动改变机床主轴转速、进给量和相对工件的运动轨迹及其他机能,依次完成工件几个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能,从而使生产效率大大提高。
是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心,主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。立式加工中心能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序。立式加工中心少是三轴二联动,一般可实现三轴三联动。有的可进行五轴、六轴控制。立式加工中心立柱高度是有限的,对箱体类工件加工范围要减少,这是立式加工中心的缺点。但立式加工中心工件装夹、定位方便;刃具运动轨迹易观察,调试程序检查测量方便,可及时发现问题,进行停机处理或修改;冷却条件易建立,切削液能直接到达和加工表面;三个坐标轴与笛卡儿坐标系吻合,感觉直观与图样视角一致,切屑易排除和掉落,避免划伤加工过的表面。与相应的卧式加工中心相比,结构简单,占地面积较小,价格较低。
因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。优化过程包括:粗加工后轮廓的计算、大剩余加工余量的计算、大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。
现有的模具加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能,并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。CIMATRON软件提供清根加工(CLEAN UP)来粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。Pro/Engineer软件的局部铣削(Local milling)具有相似的功能,如局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等,该工序只用一把小直径铣刀来粗加工未切到的角落,然后再进行半精加工;如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量,则该工序不仅可粗加工未切到的角落,还可完成半精加工。
3)精加工
模具的精加工策略取决于与工件的接触点,而与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工,应尽可能在一个工序中进行连续加工,而不是对各个曲面分别进行加工,以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化,如果只定义加工的侧吃刀量(Step over),可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀,从而影响加工质量。CIMATRON软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时,使用Clean Between Pass(刀间残留面积高度)来调整步距。Pro/Engineer 软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时,再定义加工表面残留面积高度(Scallop machine)。一般情况下,精加工曲面的曲率半径应大于半径的1.5倍,以避免进给方向的突然转变。在模具的精加工中,在每次切入、切出工件时,进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接,避免采用直线转接,以保持切削过程的平稳性。
四、加工实例
在现代化的模具生产中,随着对产品功能要求的提高,产品内部结构也变得越来越复杂,相应的模具结构也要随之复杂化。
下面阐述了在电器盒塑料模具制造中所采用的新的设计制造工艺方法路线:先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计;然后根据产品的特点设计模具结构,生成模具型腔实体图和工程图;再在CIMATRON中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图,拟定数控加工工艺路线,输入加工参数,生成路径;后进行三维加工动态仿真,生成加工程序,并输送到数控机床进行自动加工。
在实际加工时需用内六角螺钉将四个方铁块固定于模芯上,然后再将这四个方铁块固定在机床工作台上即可。
冲压模:分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、压缩模。加工金属板。
塑料模:分为压制成型模、成型模、挤出成型模、吹塑成型模、真空成型模。加工热固性塑料、热塑性塑料。
压铸模:压力铸造模。加工低熔点合金。
锻模:锻造成型模。加工金属。
粉末冶金模:压力成型模。加工金属粉末。
陶瓷模:压力成型模。加工陶瓷粉末。
橡胶模:分为压制成型模、成型模、挤出成型模。加工橡胶。
玻璃模:分为压模、吹模。加工玻璃。
铸造模:分为砂型模、壳型模、失蜡模、压力铸造模、金属型铸模。加工熔融合金。
1. 两板模 (2 **TE MOLD)
两板模又称单一分型面模,是注塑模中简单的一种,它以分型面为界将整个模具分为两部分:
动模和定模.一部分型腔在动模;一部分型腔在定模.主流道在定模;分流道开设在分型面上.开模后,制品和流道留在动模,动模部分设有**出系统.
2. 三板模或细水口模 (3 **TE MOLD, PIN-POINT GATE MOLD)
有两个分型面将模具分成三部分,比两板模增加了浇口板,适用于制品的四周不准有浇口痕迹的场合,这种模具采用点浇口,所以叫 细水口模.这种模具结构相应复杂些.启动动力用山打螺丝或拉板.
3. 热流道模 (HOT RUNNER MANIFOLD)
借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固,也不会随制品脱模,所以又称无流道模.
优点:
1) 无废料
2) 可降低压力,可以采用多腔模
3) 可缩短成型周期
4) 提高制品的质品
适合热流道模塑料的特点:
1) 塑料的熔融温度范围较宽,低温时,流动性好;高温时,具有较好的热稳定性.
2) 对压力敏感,不加压力不流动,但施加压力时即可流动.
3) 比热小,易熔融,又易冷却.
4) 导热性好,以便在模具中很快冷却.
可用热流道的塑料有: PE, PE, ABS, POM, PC, HIPS, PS
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