刀具在汽車模具加工中的應用

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2503

1.各國汽車模具加工狀況

(1)美國

    受日本、亞洲低價格,高質量模具大量涌入的影響,全行業(yè)面臨非常嚴峻的局面。如何縮短供貨周期成為企業(yè)面臨的關鍵問題。為了降低毛坯采購成本,在交期上發(fā)揮地理優(yōu)勢,因而多采用鑲塊構造設計模具。另外,由于工會等約束,除BIG3相關大型廠家有開2班,一些日資廠有3班倒的之外,其余廠家基本上只上一班。因此,在有限的時間里,如何更快地進行加工,也就是說提高生產加工性為最優(yōu)先課題。與日本相比,美國相對來說切削加工條件非常嚴酷。一般來說,切削速度較高,為日本的1.5倍左右,而進給則達2~3倍。切削深度與中國相近,為日本的2~5倍。

    從沖壓模行業(yè)來看,粗加工,由于設備更新極其緩慢,以10年左右的龍門機床為主流。鑄件開粗加工刀具以球頭銑刀為主,刀柄多采用側固形式。因此要求刀具具有極高的耐崩刃性。同時比較注重高的切屑排出以及高效的加工性能。

    而精加工也是普遍以陳舊設備為主,轉速和進給速度都相對較低。最近有部分采用日本、歐洲產的高速加工機床(MAX25,000/min),采用KM刀柄以及熱脹夾持硬質合金刀桿的方式進行高速加工。其目的是“取消打磨”工序,縮短加工周期。

    塑料模行業(yè),現(xiàn)在仍然大部分采用EDM進行精加工。電極大多內部制作,故用于電極加工的20,000~40,000 min-1的高速加工中心漸漸被看好,其刀具多采用金剛石涂層為主。最近,黛杰產整體燒結金剛石“比夢”銑刀非常有人氣。另外,直接用于高硬度加工的粗/精加工設備投資也逐漸活躍。出現(xiàn)了一大批大量使用15,000min-1左右加工中心的廠家,被加工材料多為P20預硬鋼。粗加工用刀具,一般偏向于使用多功能高效加工刀具。精加工刀具與沖壓模相同,以高速加工達到“取消打磨”直接加工成鏡面效果的目標。

(2)歐洲

    嚴峻的局面與美國相似,但EU圈內相互供給關系,相互連帶感很強,其模具制造有其一定的封閉性,所以行業(yè)的危機感并不很強烈。

    沖壓模多以鑄件為主,深沖模,落料模一般采用GGG70(QT700),也有采用鑄鋼和高硬度材料。相對來說比較注重模具的耐久性能。同一付模具功能單一,但剛性非常好,進而模具本體非常龐大。從加工設備而言,均擁有較先進的機床,大型汽車廠附屬模具廠均有產FMS生產線(帶有ATC+AWC+AGV)。保證從星期天1PM到星期六7PM進行無人運轉。

    粗加工與精加工設備分別配備,設備以龍門機床配置MT刀柄為主流。刀具則漸漸從球頭刀向圓角刀盤轉移。盡管一次的切深雖然不大,但刃數(shù)多,可獲取較高的進給。同時對機床的負擔也比較小。

    精加工則普遍采用歐洲產5軸高速加工中心(HSK63,max25,000min-1),實際加工采用10,000/min,F(xiàn)=12,000mm/min左右的加工條件),以及熱脹刀柄和硬質合金刀桿,通過高速加工達到“取消打磨”的目的。

    塑料模則多從方塊毛坯開始加工,以P20類預硬鋼為主,設備多為12,000-15,000 min-1左右的加工中心。粗精加工在同一臺設備上一次裝夾中完成。粗加工刀具以圓角刀片為主,精加工則以球頭刀和圓角端銑刀為主。同樣期望采用高速加工達到“取消打磨”,直接加工成鏡面。

    鍛造、壓鑄模則主要以預硬鋼(45-55HRC)為主,大多采用機夾式圓角端銑刀進行高速直接加工,刀具材料多采用K03+TiAL涂層刀片。

(3)日本

    日本的汽車沖壓模主要以鑄件為主,材質多為FC300(HT300)和GM材質(合金鑄鐵),隨著最近車體表面普遍采用高張力鋼板,模具的材料也漸漸開始使用HPM/NAK/SKD等模具鋼。并均以鑲塊的形式運用在鑄造基體上。但無論是整件鑄件,還是鑲塊,其制作水平大大優(yōu)于其他國家,即便是大余量部分,其量亦比較均勻固定。加工編程控制及提高走刀速度都比較容易。

    加工設備以龍門機床為主,粗精加工分別配備。粗加工多采用較老的設備,特別是俄羅斯、捷克產設備,價格低廉,剛性高,為廣大客戶所青睞。而精加工均采用日本產的龍門加工中心。最高轉速在10,000~12,000mm-1左右。與歐洲相比有較大的差異。這主要是由于考慮到刀具壽命以及加工精度可靠性的原因。

    塑料模多從方塊材開始加工、材料以NAK等預硬鋼為主,設備多為15,000-25,000min-1的加工中心。粗精加工在一臺設備上進行、要求刀具切削阻力低、進給快,以提高加工效率。粗加工刀具以大進給方角刀盤為主,切深不大,但進給非?。精加工主要以球頭刀和圓角端銑刀為主,多數(shù)是將模具直接加工成鏡面。

    鍛造模、壓鑄模多從方塊材開始加工、材料以SKD、NAK、HPM淬硬鋼(HRC45~55)為主,設備多為15,000-25,000min-1的加工中心。粗精加工在一臺設備上進行、要求刀具切削阻力低、進給快以提高加工效率。壓鑄模:粗加工刀具以大進給刀盤為主,精加工主要以大進給整體圓角端銑刀為主、輔之以球頭刀,多數(shù)是將模具直接加工成鏡面。鍛造模:粗精加工使用同一把刀、多為新開發(fā)的大進給整體圓角端銑刀。一般是在高硬度狀態(tài)下直接進行加工。實際目的是采取高速加工達到“取消打磨”。

    一般來說,日本模具與歐洲的最大的區(qū)別在于其功能多樣化且結構緊湊。在模具加工過程中對制造周期和加工成本控制得非常嚴。因此,各廠家對設備、刀具及其接口裝備選取較其他國家更趨于合理化。就刀柄與機床的連接來看:

    傳統(tǒng)方式為一般機床主軸采用BT標準(MAS 403/JIS 6399)刀柄。其夾緊方式包括彈簧夾套、無扁尾帶螺釘鎖緊莫式炳、復合柄(C508)等。

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