五軸高速加工中心在汽車覆蓋件模中的應(yīng)用
發(fā)布日期:2013-09-05 蘭生客服中心 瀏覽:5077
高速切削理論隨著數(shù)控加工設(shè)備及高轉(zhuǎn)速加工刀具技術(shù)的發(fā)展而日益被人們所接受;高速切削是一個(gè)綜合的概念,它涉及到很多不同的技術(shù)領(lǐng)域,它的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的加工理念發(fā)生了根本性的變化。面對如此全新的加工技術(shù),如何有效地運(yùn)用它,對汽車模具制造工藝來說是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。
一、汽車覆蓋件模具有著自身的制造特點(diǎn),主要表現(xiàn)在:
模具的工作部分形狀均為非數(shù)學(xué)曲面構(gòu)成,其表面要求圓滑、光順無波紋、棱線清晰,由于一個(gè)汽車覆蓋件零件通常需要數(shù)副模具才能完成,且各工作型面都要符合于同一個(gè)數(shù)學(xué)模型,因此,其表面粗糙度、形狀精度要求都很高,在斜楔類模具中有多個(gè)不同的沖切方向,這就要求制造設(shè)備具有任意旋轉(zhuǎn)角度的功能
二、高速銑削設(shè)備的性能
我公司五軸高速銑設(shè)備的主要工藝性能:主軸最高轉(zhuǎn)速18000r/min,主軸最快進(jìn)給速度25m/min,A軸旋轉(zhuǎn)角度±110度,C軸旋轉(zhuǎn)角度±360度,軸向和徑向切深≤0.3 mm,安裝刀具長度不得大于300mm,重量不得超過5公斤,可五軸連動(dòng)
高速銑削特點(diǎn):由于轉(zhuǎn)速高、進(jìn)給快、切削量少,因而切削力小、切削溫度低、刀具撓變小,可以獲得很高的加工表面光潔度,加工效率高;但要求切削載荷均勻。
三、高速銑削工藝的設(shè)計(jì)
汽車覆蓋件模具零件的加工主要以型面為主,按加工目的不同分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。
1、粗加工
以單位時(shí)間內(nèi)材料的最大切除量為目 標(biāo),表面質(zhì)量和形狀精度要求不高。由于工件大多以鑄件為主,其加工表層硬點(diǎn)多且不均勻,公司高速銑設(shè)備少,粗加工我們采用強(qiáng)力銑數(shù)控設(shè)備,刀具選擇 Φ63R8環(huán)形銑刀進(jìn)行等高切削。
2、半精加工
消除粗加工留下的誤差,形狀達(dá)到一定的精度,使精加工余量更為均勻,為高速精加工做好準(zhǔn)備。由于粗加工后留下的余量是一種 鋸齒形,特別是轉(zhuǎn)角處的余量更大,所以仍使用常規(guī)數(shù)控設(shè)備,選擇Φ30球頭銑刀進(jìn)行半精加工。其工藝方法是:先用小直徑球頭銑刀將轉(zhuǎn)角處的余量清均勻,再 用Φ30球頭銑刀對大型面進(jìn)行組合加工。
3、精加工
去除半精加工余量,使型面精度達(dá)到技術(shù)要求。精加工采用高速銑削設(shè)備,選擇Φ20球頭銑刀進(jìn)行平行線切削方式,以獲得高質(zhì)量的工作表面,減少鉗工的研配量。
精加工中三軸聯(lián)動(dòng)銑削與五軸聯(lián)動(dòng)銑削的選擇:由于曲面加工是一種點(diǎn)接觸銑削方式,而模具型面曲率變化大,在使用球頭銑刀進(jìn)行三軸聯(lián)動(dòng)銑削時(shí),刀具與工件的接觸點(diǎn)是隨著曲率的變化而變化的,刀尖點(diǎn)切削速度為零,切削力最小,該點(diǎn)參加切削會(huì)使加工 表面質(zhì)量下降,刀刃磨損加劇,同時(shí)會(huì)使機(jī)床主軸Z向受力加重。刀具徑向點(diǎn)切削速度最大,其切削力最大,該點(diǎn)參加切削同樣會(huì)加快該處的刀刃磨損。(圖為三軸連動(dòng)切削過程中刀片的失效形式)也就是說,整個(gè)切削過程中切削力是在不斷變化的,刀具直徑越大切削力變化大。因此,應(yīng)盡量選擇小直徑球頭刀具,以減少切削力的變化。但對于陡壁加工,直徑小、刀桿長則不利于高速加工。
與三軸連動(dòng)銑削相比,五軸聯(lián)動(dòng)銑削具有一定的優(yōu)勢。它可通過兩根旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng),始終保持刀具軸線與工件表面成一定(或一定范圍的)角度,避開最大切削速度點(diǎn)和切削速度為零點(diǎn),使切削力保持一定的穩(wěn)定,陡壁的加工也不必加長刀桿,對于模具上有多個(gè)不同的沖切方向的輪廓面和孔,采用五軸聯(lián)動(dòng)銑削還可簡化加工過程,減少對刀找正等輔助時(shí)間。但五軸聯(lián)動(dòng)設(shè)備的主軸過大,夾持的刀具直徑小而短,加工中可能會(huì)與工件發(fā)生干涉,這就限制了它的旋轉(zhuǎn)角度,對于窄而深的波谷、深腔等零件難于加工。
因此,五軸聯(lián)動(dòng)銑削方式在汽車外覆蓋件模具制造中,目前主要運(yùn)用于型面比較平坦、曲率小且變化不大的模具零件,如汽車外覆蓋件模具等。但汽車外覆蓋件零件型面復(fù)雜、曲率變化大的較多。
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高速五軸加工中心在汽車模具制造中的應(yīng)用
導(dǎo)讀:現(xiàn)在汽車模具對模具的表面質(zhì)量和切削加工速度所提出的要求已經(jīng)越來越高。應(yīng)用五軸數(shù)控系統(tǒng)加工帶有三維曲線的平面時(shí)可以取得最佳切削狀態(tài),在機(jī)床加工區(qū)域內(nèi)的任意位置通過刀具軸的設(shè)置角度改變,加工不同的幾何形狀。 三軸加工中心做深腔模具加
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