高速铣削工艺在模具加工中的应用 (2)
- 格式:doc
- 大小:104.50 KB
- 文档页数:4
模具制造中高速加工技术的应用浅析摘要:目前国内模具型腔一般都釆用电火花加工成型,电加工模具的质量和数量在现代化生产的背景下,已经远远不能满足要求。
高速加工技术的出现使模具制造技术登上了一个新台阶,本文在介绍高速加工技术在模具制造中的优越性的基础上,对采用的面向高速加工的加工机床特点和NCP系统工艺措施展开讨论,希望对行业发展有所帮助。
关键词:高速模具优越工艺编程系统1 模具高速加工的优越性与常规切削加工相比,高速加工不论在速度还是质量上都具有不可比拟的优势,主要表现在以下几个方面。
(1)由于采用高的切削速度和高的进给速度,这就使得单位时间内处理的金属材料增多,大大提高了生产效率。
此外,“一次过”技术真正实现了模具加工过程的精简化,用高速加工中心或高速铣床加工模具,可以一次作业完成型腔的粗、精加工和模具零件其它部位的机械加工,这就有效的减少了反复作业的时间,比传统的方法效率提高了好几倍。
而且,高速加工过程不需要传统机床中的电极,也不需要后续的手工研磨与抛光程序,因此,使得模具的生产和开发效率都大大提高。
(2)在高速加工作业中,要达到提高零件表面质量的目的只需要采用较少的步距。
高速生产过程中,高速切削以高于常规切速10倍左右的切削速度对零件进行高速加工,这就减少了表面粗糙化现象,一般来说多余的毛坯材料再被切割下来的瞬间就被带离工件,不会影响后续的处理,所以,通过高速加工技术生产出来的零件残余很少。
(3)在传统的切削作业中,由于作业时间长,工件内的热量散发不出去,从而导致材料质地变软变形,而由于高速加工时切削力大大降低、大部分切削热都随着切屑散发,所以因热量导致工件变形的情况很少发生。
(4)高速加工技术的主轴转速稳定,切削过程中产生的95%以上的热量都被切屑迅速带走。
机床主轴以10000~80000r/min的高转速运转,激振频率和“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围相差很大,减小了共振作用造成的不稳定,使零件的整个加工过程平稳无冲击。
第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削(HSM或HSC)通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣,它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术,在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。
高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属,也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料,以及碳纤维塑料等非金属材料。
例如,在铝合金等飞机零件加工中,曲面多且结构复杂,材料去除量达高达90%~95%,采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度;在模具加工中,高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件,因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨,在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果:“当以适当高的切削速度(约为常规速度的5~10倍)加工时,切削刃上的温度会降低,因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。
60多年来,人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术,但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。
高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。
为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求,大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成,既可减少焊缝,又可提高零件的强度和抗振性。
但常规铣削效率很低,从而导致了高的生产成本和长的交货时间。
高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。
汽车工业中,模具制造是产品更新换代的关键。
新车型定型后,模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间,也关系到市场竞争的成败。
所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究,90年代初高速切削已进入工业化应用。
图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司(BMW)采用高速切削的历程。
毕业设计(论文)外文资料翻译学院:机械工程专业:机械设计制造及其自动化姓名:学号:3082108330外文出处:Lecture Notes in Computer science (用外文写)附件: 1.外文资料翻译译文;2.外文原文。
注:请将该封面与附件装订成册。
附件1:外文资料翻译译文高速加工和现代模具制造一、概述1 目前模具制造的发展现状和趋势模具作为重要的工艺装备,在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门中,占有举足轻重的地位。
工业产品零件粗加工的75%,精加工的50%及塑料零件的90%将由模具完成。
目前中国模具市场需求已达500亿元之规模。
汽车模具、特别是覆盖件模具年增长速度将超过20%;建材模具也迅速发展,各种异型材模具、墙面和地面模具成为模具的新增长点,今后几年塑料门窗和塑料排水管增长将超过30%;家电模具年增长速度将超过10%;IT业年均增长速度超过20%,对模具的需求占模具市场的20%。
2004年中国机床工具工业产值将继续增长。
我国模具制造市场潜力巨大。
根据资料统计,近年来,我国模具的年总产值达到30亿美元,进口超过10亿美元,出口超过1亿美元。
增长从1995年的25%增加到2005年的50%。
国外专家预言:亚洲在全球模具制造中占据的份额,将从1995年的25%增加至2005年的50%。
中国模具工业发展迅速,形成了华东和华南两人基地,并且逐渐扩大到其他省份。
(山东,安徽,四川) 1996年~2002年,模具制造业产值年平均增长14%, 2003年增长25%。
2003年我国模具产值为450亿人民币总产量位居世界第3,出口模具3.368亿美元,比上年增长33.5%。
但是,我国技术含量低的模具已供过于求,精密、复杂的高档模具很大部分依靠进口。
每年进口模具超过10亿美元。
出口超过1亿美元,精密模具精度要求在2~3u m,大型模具需要满足8000kN合模力注塑机的要求;小型模具需满足直径1mm 塑料管的要求。
金工磨床实习报告心得体会(总6页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-金工磨床实习报告心得体会这是一篇由网络搜集整理的关于金工磨床实习报告心得体会的文档,希望对你能有帮助。
一、车削车削就是在车床上,利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸,把它加工成符合图纸要求的零件的加工方法。
车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。
车削是最基本、最常见的切削加工方法,在生产中占有十分重要的地位。
车削适于加工回转表面,大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工,如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等,所用刀具主要是车刀。
二、铣削铣削是平面加工的主要方法之一。
此外,铣削还是用于加工台阶面、沟槽、各种形状复杂的成形面(如齿轮、螺纹等),还用于切断。
铣削使用的设备和工具分别是铣床和铣刀。
铣床是用途广泛的金属切削机床之一。
主要类型有:卧式升降台铣床、万能卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床等。
三、磨削用砂轮或其它磨具加工工件,称为磨削。
磨削过去一般常用于半精加工和精加工,随着机械工业的发展,磨削也能经济地、高效地切除大量金属。
磨削加工应用广泛、发展迅速。
磨削可以加工外圆面、内孔、平面、成形面、螺纹和齿轮齿形等各种各样的表面。
磨削使用的设备称为磨床。
磨床包括:外圆磨床内圆磨床平面磨床等通用类以及螺纹磨床齿轮磨床花键磨床曲轴磨床等专用磨床。
磨削的特点:1、磨削速度高;2、能达到较高的加工精度和很低的表面粗糙度3、可磨削高硬材料4、磨削是一种少切屑的加工四、钳工钳工是以手工操作为主,使用各种工具完成制造、装配和修理等工作的一个工种。
钳工使用的工具简单,加工灵活多样,可以完成机械加工不便或不能完成的工作。
虽然生产效率低,对工人技术要求较高,但在机械制造和维修工作中,仍是必不可少的重要工种,钳工的基本操作有划线、锯切、锉削、攻丝、套扣、刮研和装配等。
高速铣削工艺在模具加工中的应用
xxx xxxx
摘要:高速铣削加工技术在模具制造中应用越来越广泛,引起了模具加工业革命性的变化。
本文总结了高速铣削加工技术
的工艺特点,并从高速加工机床、高性能刀具系统、高速
铣对CAM系统等工艺技术以及与传统加工比较等方面对高
速铣削加工应用于模具制造中的关键技术进行了分析探
讨。
关键词:高速铣削、模具加工、工艺技术
0 引言
模具技术是衡量国家的科技水平的重要标志之一,没有高水平的模具就没有高质量的产品。
进入21 世纪以来, 由于制造业面临着市场需求动态多变, 产品更新周期缩短, 市场竞争日趋激烈等因素使刀具、驱动、控制和机床等技术不断进步,高速、高效加工,特别是高速硬铣已在模具制造业中得到了广泛应用和推广,传统的电火花加工在很多场合已被高速硬铣所替代。
在工业发达国家,高速切削技术在模具制造业已经得到广泛的应用,极大地提高了模具的生产效率。
1 高速铣削加工工艺的特点
高速加工的基本出发点是高速低负荷状态下的切削可较低速高负荷状态下切削更快地切除材料,是在充分发挥高速机床的性能和刀具的切削效率的基础上,以较小而恒定的切削负荷、高出普通切削几倍的切削速度和进给速度完成工件的加工。
从切削用量选择来看, 高速铣削的工艺特点表现在:(1)主轴转数高: 能达到10000~30000rpm
以上, 高速加工必须依赖高质量的机床主轴和主轴轴承。
(2)进给速度快: 典型的高速加工进给速度对切削钢材而言在5mm以上。
(3) 切削深度小: 高速加工的深度一般在0.3~0.6mm之间, 特殊情况下可达到0.1mm以下。
小的切削深度可以减小切削力, 降低加工过程中产生的切削热, 延长刀具寿命。
(4) 切削行距小: 高速铣削加工采用的刀具轨迹一般在0.2mm 以下,小的刀具轨迹行距可以降低加工后工件的表面粗糙度, 提高加工质量, 大幅度减少后续抛光等精加工过程。
2 高速铣加工技术
高速铣加工技术主要涉及机床、刀具和高速CAM系统几个方面。
目前,高速铣加工机床和刀具技术已取得了相当进展,为高速铣加工技术得广泛应用奠定了基础。
2.1 高速铣加工机床
实施高速铣加工技术,首先应有高速铣加工机床。
高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度, 热刚度和最佳的阻尼特性。
1)采用封闭式床身设计, 整体铸造床身, 对称床身结构, 使机床获得静态和动态方面的稳定性。
2)采用直线电机驱动,能够实现高的进给速度,达到大的加速度。
3)采用高速大功率主轴单元以满足模具高速加工的需要。
4)机床结构一般通过优化设计采用较轻的移动部件,从而能获得高的加速度特征。
5)具有数控代码预览功能,以便于机床调整进给速度以适应刀具轨迹变化的需要。
2.2 高速铣性能刀具
在高速切削中,刀具往往根据加工的条件及工件材料不同而产生
不同的失效。
比如有刀尖破碎,前、后刀面同时磨损,刀杆折断等各种形式。
为了适应高速切削,刀具材料耐磨性能要好,在干式切削高温条件下切削性能稳定。
必须精心选择刀具结构和精度、切削刃的几何参数, 刀具与机床的连接方式。
另外型腔的粗加工、半精加工和精加工一般采用球头铣刀, 其直径应小于模具型腔曲面的最小曲率半径;而模具零件的平面的粗、精加工则可采用带转位刀片的端铣刀。
2.3 高速铣数控编程CAM系统
高速铣削加工对数控编程系统的要求越来越高, 对CAM编程软件安全性和有效性要求高。
高速加工CAM编程系统应具有很高的计算速度、较强的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、要求CAM系统能够自动提示最短夹刀长度,并自动进行刀具干涉检查。
能够根据加工瞬时余量的大小,自动进给率优化处理、待加工轨迹监控功能、刀具轨迹编辑优化功能和加工残余分析功能等。
3 高速铣削与传统加工比较
高速切削加工模具与传统加工相比,具有减少加工工序、减少加工时间、提高生产率、改善型腔表面质量和加工精度的优点,上图所示为传统加工方式与高速加工方式的比较。
传统加工中采用电火花( EDM) 加工,此方法加工后的模具表面可能出现变质层,需进一步的精加工和手工修磨,加工效率低,成本高。
采用高速铣削加工淬硬模具,硬度可达62HRC 左右,可得到很高的表面质量,表面粗糙度低于Ra0.6 μm,实现“以铣代放电”,“以铣代磨”,直接得到高精度、高质量的模具。
4 结束语
模具高速加工技术是各种先进加工技术的集成,不仅涉及到高速加工工艺,而且还包括高速加工机床、高速切削刀具、数控系统及CAM 技术等。
高速切削减少甚至取消了手工加工,大幅度减少了加工时间,而且简化了生产工艺流程,从而显著缩短了模具的制造周期,降低了模具生产成本。
所以大力发展和推广应用模具高速加工技术对促进中国模具制造业整体技术水平和经济效益的提高具有重要意义。
5 参考文献
[1] 高晶晶,赵杰.基于模具的高速铣削加工技术研究. 科学技术与工
程,2011,3.
[2] 林树雄.高速铣削加工技术在模具制造中的应用机械与电气.2011,3.
[3]周莉,廉良冲.模具高速铣削加工应用及关键技术.机电产品开发与创新
2008 ,3 .
[4] 刘永云,赵萍王,震刘克诚.高速铣削工艺在模具加工中的应用.模具制造技术.
[5] 付建军.模具制造工艺.机械工业出版社.2004,8.。