[點(diǎn)晴模切ERP]模具制造領(lǐng)域的常見問題解答
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1) 選擇模具鋼時什么是最重要的和最具有決定性意義的因素? 成形方法 - 可從兩種基本材料類型中選擇。 A) 熱加工工具鋼,它能承受模鑄、鍛造和擠壓時的相對高的溫度。 B) 冷加工工具鋼,它用于下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓成形。 塑料-一些塑料會產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品,例如PVC塑料。長時間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻/加熱、水或儲存條件等因素也會產(chǎn)生腐蝕。 在這些情況下,推薦使用不銹鋼材料的模具鋼。 模具尺寸 - 大尺寸模具常常使用預(yù)硬鋼。 整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具。 模具使用次數(shù) - 長期使用(> 1 000 000次)的模具應(yīng)使用高硬度鋼,其硬度為48-65 HRC。 中等長時間使用(100 000到1 000 000次)的模具應(yīng)使用預(yù)硬鋼,其硬度為30-45 HRC。 短時間使用( 表面粗糙度 - 許多塑料模具制造商對好的表面粗糙度感興趣。 當(dāng)添加硫改善金屬切削性能時,表面質(zhì)量會因此下降。 硫含量高的鋼也變得更脆。 2) 影響材料可切削性的首要因素是什么? 鋼的化學(xué)成分很重要。 鋼的合金成分越高,就越難加工。 當(dāng)碳含量增加時,金屬切削性能就下降。 鋼的結(jié)構(gòu)對金屬切削性能也非常重要。 不同的結(jié)構(gòu)包括: 鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋制的和已切削加工過的。 鍛件和鑄件有非常難于加工的表面。 硬度是影響金屬切削性能的一個重要因素。 一般規(guī)律是鋼越硬,就越難加工。 高速鋼(HSS)可用于加工硬度最高為330-400 HB的材料;高速鋼+鈦化氮(TiN)涂層,可加工硬度最高為45 HRC的材料; 而對于硬度為65-70 HRC的材料,則必須使用硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬陶瓷和立方氮化硼(CBN)。 非金屬參雜一般對刀具壽命有不良影響。 例如Al2O3 (氧化鋁),它是純陶瓷,有很強(qiáng)的磨蝕性。 最后一個是殘余應(yīng)力,它能引起金屬切削性能問題。 常常推薦在粗加工后進(jìn)行應(yīng)力釋放工序。 3) 模具制造的生產(chǎn)成本由哪些部分組成? 粗略地說,成本的分布情況如下: 切削 65% 工件材料 20% 熱處理 5% 裝配/調(diào)整 10% 這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優(yōu)良的總體切削解決方案對模具的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的重要性。 4) 鑄鐵的切削特性是什么? 一般來說,它是: 鑄鐵的硬度和強(qiáng)度越高,金屬切削性能越低,從刀片和刀具可預(yù)期的壽命越低。 用于金屬切削生產(chǎn)的鑄鐵其大部分類型的金屬切削性能一般都很好。 金屬切削性能與結(jié)構(gòu)有關(guān),較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也較大。 片狀石墨鑄鐵和可鍛鑄鐵有優(yōu)良的切削屬性,而球墨鑄鐵相當(dāng)不好。 加工鑄鐵時遇到的主要磨損類型為: 磨蝕、粘結(jié)和擴(kuò)散磨損。 磨蝕主要由碳化物、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產(chǎn)生。 有積屑瘤的粘結(jié)磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發(fā)生。 鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上,但這可用提高切削速度和溫度來克服。 在另一方面,擴(kuò)散磨損與溫度有關(guān),在高切削速度時產(chǎn)生,特別是使用高強(qiáng)度鑄鐵牌號時。 這些牌號有很高的抗變型能力,導(dǎo)致了高溫。 這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關(guān),這就使得一些鑄鐵需用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀具在高速下加工,以獲得良好的刀具壽命和表面質(zhì)量。 一般對加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為: 高熱硬度和化學(xué)穩(wěn)定性,但也與工序、工件和切削條件有關(guān);要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強(qiáng)度。 切削鑄鐵的滿意程度取決于切削刃的磨損如何發(fā)展: 快速變鈍意味著產(chǎn)生熱裂紋和缺口而使切削刃過早斷裂、工件破損、表面質(zhì)量差、過大的波紋度等。 正常的后刀面磨損、保持平衡和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到的。 5) 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序? 切削過程至少應(yīng)分為3個工序類型: 粗加工、半精加工和精加工,有時甚至還有超精加工(大部分是高速切削應(yīng)用)。 殘余量銑削當(dāng)然是在半精加工工序后為精加工而準(zhǔn)備的。 在每一個工序中都應(yīng)努力做到為下一個工序留下均勻分布的余量,這一點(diǎn)非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負(fù)載很少有快速的變化,刀具的壽命就可能延長,并更加可預(yù)測。 如果可能,就應(yīng)在專用機(jī)床上進(jìn)行精加工工序。 這會在更短的調(diào)試和裝配時間內(nèi)提高模具的幾何精度和質(zhì)量。 6) 在這些不同的工序中應(yīng)主要使用何種刀具? 粗加工工序: 圓刀片銑刀、球頭立銑刀及大刀尖圓弧半徑的立銑刀。 半精加工工序: 圓刀片銑刀(直徑范圍為10-25 mm的圓刀片銑刀),球頭立銑刀。 精加工工序: 圓刀片銑刀、球頭立銑刀。 殘余量銑削工序:圓刀片銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀。 通過選擇專門的刀具尺寸、槽形和牌號組合,以及切削參數(shù)和合適的銑削策略,來優(yōu)化切削工藝,這非常重要。 關(guān)于可使用的高生產(chǎn)率刀具,見模具制造用樣本C-1102:1 5) 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序? 切削過程至少應(yīng)分為3個工序類型: 粗加工、半精加工和精加工,有時甚至還有超精加工(大部分是高速切削應(yīng)用)。 殘余量銑削當(dāng)然是在半精加工工序后為精加工而準(zhǔn)備的。 在每一個工序中都應(yīng)努力做到為下一個工序留下均勻分布的余量,這一點(diǎn)非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負(fù)載很少有快速的變化,刀具的壽命就可能延長,并更加可預(yù)測。 如果可能,就應(yīng)在專用機(jī)床上進(jìn)行精加工工序。 這會在更短的調(diào)試和裝配時間內(nèi)提高模具的幾何精度和質(zhì)量。 6) 在這些不同的工序中應(yīng)主要使用何種刀具? 粗加工工序: 圓刀片銑刀、球頭立銑刀及大刀尖圓弧半徑的立銑刀。 半精加工工序: 圓刀片銑刀(直徑范圍為10-25 mm的圓刀片銑刀),球頭立銑刀。 精加工工序: 圓刀片銑刀、球頭立銑刀。 殘余量銑削工序:圓刀片銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀。 通過選擇專門的刀具尺寸、槽形和牌號組合,以及切削參數(shù)和合適的銑削策略,來優(yōu)化切削工藝,這非常重要。 關(guān)于可使用的高生產(chǎn)率刀具,見模具制造用樣本C-1102:1 7) 在切削工藝中有沒有一個最重要的因素? 切削過程中一個最重要的目標(biāo)是在每一個工序中為每一種刀具創(chuàng)建均勻分布的加工余量。 這就是說,必須使用不同直徑的刀具(從大到?。?,特別是在粗加工和半精加工工序中。 任何時候主要的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是在每個工序中與模具的最終形狀盡可能地相近。 為每一種刀具提供均勻分布的加工余量保證了恒定而高的生產(chǎn)率和安全的切削過程。 當(dāng)ap/ae(軸向切削深度/徑向切削深度)不變時,切削速度和進(jìn)給率也可恒定地保持在較高水平上。 這樣,切削刃上的機(jī)械作用和工作負(fù)載變化就小,因此產(chǎn)生的熱量和疲勞也少,從而提高了刀具壽命。 如果后面的工序是一些半精加工工序,特別是所有精加工工序,就可進(jìn)行無人加工或部分無人加工。 恒定的材料加工余量也是高速切削應(yīng)用的基本標(biāo)準(zhǔn)。 恒定的加工余量的另一個有利的效應(yīng)是對機(jī)床——導(dǎo)軌、球絲杠和主軸軸承的不利影響小。 8) 為什么最經(jīng)常將圓刀片銑刀作為模具粗加工刀具的首選? 如果使用方肩銑刀進(jìn)行型腔的粗銑削,在半精加工中就要去除大量的臺階狀切削余量。 這將使切削力發(fā)生變化,使刀具彎曲。 其結(jié)果是給精加工留下不均勻的加工余量,從而影響模具的幾何精度。 如果使用刀尖強(qiáng)度較弱的方肩銑刀(帶三角形刀片),就會產(chǎn)生不可預(yù)測的切削效應(yīng)。 三角形或菱形刀片還會產(chǎn)生更大的徑向切削力,并且由于刀片切削刃的數(shù)量較少,所以他們是經(jīng)濟(jì)性較差的粗加工刀具。 另一方面,圓刀片可在各種材料中和各個方向上進(jìn)行銑削,如果使用它,在相鄰刀路之間過渡較平滑,也可以為半精加工留下較小的和較均勻的加工余量。 圓刀片的特性之一是他們產(chǎn)生的切屑厚度是可變的。 這就使它們可使用比大多數(shù)其它刀片更高的進(jìn)給率。 圓刀片的主偏角從幾乎為零(非常淺的切削)改變到90度,切削作用非常平穩(wěn)。 在切削的最大深度處,主偏角為45度,當(dāng)沿帶外圓的直壁仿形切削時,主偏角為90度。 這也說明了為什么圓刀片刀具的強(qiáng)度大——切削負(fù)載是逐漸增大的。 粗加工和半粗加工應(yīng)該總將圓刀片銑刀,如CoroMill 200(見模具制造樣本C-1102:1)作為首選。 在5軸切削中,圓刀片非常適合,特別是它沒有任何限制。 通過使用良好的編程,圓刀片銑刀在很大程度上可代替球頭立銑刀。 跳動量小的圓刀片與精磨的的、正前角和輕切削槽形相結(jié)合,也可以用于半精加工和一些精加工工序。 9) 什么是有效切削速度(ve)和為什么它對高生產(chǎn)率非常重要? 切削中,實(shí)際或有效直徑上的有效切削速度的基本計(jì)算總是非常重要。 由于臺面進(jìn)給量取決于一定切削速度下的轉(zhuǎn)速,如果未計(jì)算有效速度,臺面進(jìn)給量就會計(jì)算錯誤。 如果在計(jì)算切削速度時使用刀具的名義直徑值(Dc),當(dāng)切削深度淺時,有效或?qū)嶋H切削速度要比計(jì)算速度低得多。如圓刀片CoroMill 200刀具(特別是在小直徑范圍)、球頭立銑刀、大刀尖圓弧半徑立銑刀和CoroMill 390立銑刀之類的刀具(這些刀具請參見山特維克可樂滿的模具制造樣本 C-1102:1)。由此,計(jì)算得到的進(jìn)給率也低得多,這嚴(yán)重降低了生產(chǎn)率。 更重要的是,刀具的切削條件低于它的能力和推薦應(yīng)用范圍。 當(dāng)進(jìn)行3D切削時,切削時的直徑在變化,它與模具的幾何形狀有關(guān)。 此問題的一個解決方案是定義模具的陡壁區(qū)域和幾何形狀淺的零件區(qū)域。 如果對每個區(qū)域編制專門的CAM程序和切削參數(shù),就可以達(dá)到良好的折中和結(jié)果。 9) 什么是有效切削速度(ve)和為什么它對高生產(chǎn)率非常重要? 切削中,實(shí)際或有效直徑上的有效切削速度的基本計(jì)算總是非常重要。 由于臺面進(jìn)給量取決于一定切削速度下的轉(zhuǎn)速,如果未計(jì)算有效速度,臺面進(jìn)給量就會計(jì)算錯誤。 如果在計(jì)算切削速度時使用刀具的名義直徑值(Dc),當(dāng)切削深度淺時,有效或?qū)嶋H切削速度要比計(jì)算速度低得多。如圓刀片CoroMill 200刀具(特別是在小直徑范圍)、球頭立銑刀、大刀尖圓弧半徑立銑刀和CoroMill 390立銑刀之類的刀具(這些刀具請參見山特維克可樂滿的模具制造樣本 C-1102:1)。由此,計(jì)算得到的進(jìn)給率也低得多,這嚴(yán)重降低了生產(chǎn)率。 更重要的是,刀具的切削條件低于它的能力和推薦應(yīng)用范圍。 當(dāng)進(jìn)行3D切削時,切削時的直徑在變化,它與模具的幾何形狀有關(guān)。 此問題的一個解決方案是定義模具的陡壁區(qū)域和幾何形狀淺的零件區(qū)域。 如果對每個區(qū)域編制專門的CAM程序和切削參數(shù),就可以達(dá)到良好的折中和結(jié)果。 10) 對于成功的淬硬模具鋼銑削來說,重要的應(yīng)用參數(shù)有哪些? 使用高速銑對淬硬模具鋼進(jìn)行精加工時,一個需遵守的主要因素是采用淺切削。 切削深度應(yīng)不超過0.2/0.2 mm(ap/ae:軸向切削深度/徑向切削深度)。這是為了避免刀柄/切削刀具的過大彎曲和保持所加工模具擁有小的公差和高精度。 選擇剛性很好的夾緊系統(tǒng)和刀具也非常重要。 當(dāng)使用整體硬質(zhì)合金刀具時,采用有最大核心直徑(最大抗彎剛性)的刀具非常重要。 一條經(jīng)驗(yàn)法則是,如果將刀具的直徑提高20%,例如從10 mm提高到12 mm,刀具的彎曲將減小50%。 也可以說,如果將刀具懸伸/伸出部分縮短20%,刀具的彎曲將減小50%。 大直徑和錐度的刀柄進(jìn)一步提高了剛度。 當(dāng)使用可轉(zhuǎn)位刀片的球頭立銑刀(見模具制造樣本 C-1102:1)時,如果刀柄用整體硬質(zhì)合金制造,抗彎剛性可以提高3-4倍。 當(dāng)用高速銑對淬硬模具鋼進(jìn)行精加工時,選擇專用槽形和牌號也非常重要。 選擇像TiAlN這樣有高熱硬度的涂層也非常重要。 11) 什么時候應(yīng)采用順銑,什么時候應(yīng)采用逆銑? 主要建議是: 盡可能多使用順銑。 當(dāng)切削刃剛進(jìn)行切削時,在順銑中,切屑厚度可達(dá)到其最大值。 而在逆銑中,為最小值。 一般來說,在逆銑中刀具壽命比在順銑中短,這是因?yàn)樵谀驺娭挟a(chǎn)生的熱量比在順銑中明顯地高。 在逆銑中當(dāng)切屑厚度從零增加到最大時,由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強(qiáng),因此會產(chǎn)生更多的熱量。 逆銑中徑向力也明顯高,這對主軸軸承有不利影響。 在順銑中,切削刃主要受到的是壓縮應(yīng)力,這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比,對硬質(zhì)合金刀片或整體硬質(zhì)合金刀具的影響有利得多。 當(dāng)然也有例外。 當(dāng)使用整體硬質(zhì)合金立銑刀(見模具樣本C- 1102:1中的刀具)進(jìn)行側(cè)銑(精加工)時,特別是在淬硬材料中,逆銑是首選。 這更容易獲得更小公差的壁直線度和更好的90度角。 不同軸向走刀之間如果有不重合的話,接刀痕也非常小。 這主要是因?yàn)榍邢髁Φ姆较颉?如果在切削中使用非常鋒利的切削刃,切削力便趨向?qū)⒌丁袄毕虿牧稀?可以使用逆銑的另一個例子是,使用老式手動銑床進(jìn)行銑削,老式銑床的絲杠有較大的間隙。 逆銑產(chǎn)生消除間隙的切削力,使銑削動作更平穩(wěn)。 12) 仿形銑削還是等高線切削? 在型腔銑削中,保證順銑刀具路徑成功的最好方法是采用等高線銑削路徑。 銑刀(例如球頭立銑刀,見模具制造樣本C-1102:1)外圓沿等高線銑削常常得到高生產(chǎn)率,這是因?yàn)樵谳^大的刀具直徑上,有更多的齒在切削。 如果機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速受到限制,等高線銑削將幫助保持切削速度和進(jìn)給率。 采用這種刀具路徑,工作負(fù)載和方向的變化也小。 在高速銑應(yīng)用和淬硬材料加工中,這特別重要。這是因?yàn)槿绻邢魉俣群瓦M(jìn)給量高的話,切削刃和切削過程便更容易受到工作負(fù)載和方向改變的不利影響,工作負(fù)載和方向的變化會引起切削力和刀具彎曲的變化。 應(yīng)盡可能避免沿陡壁的仿形銑削。 下仿形銑削時,低切削速度下的切屑厚度大。 在球頭刀中央,還有刃口崩碎的危險。 如果控制差,或機(jī)床無預(yù)讀功能,就不能足夠快地減速,最容易在中央發(fā)生刃口崩碎的危險。 沿陡壁的上仿形銑削對切削過程較好一些,這是因?yàn)樵谟欣那行妓俣认?,切屑厚度為其最大值? 13) 為了使刀具平衡,應(yīng)采取的最重要措施有哪些? 在整個切削過程中,為達(dá)到刀具平衡牽涉到的典型步驟如下: - 測量刀具/刀柄組件的不平衡。 - 通過變更刀具、切削它以去除一些質(zhì)量,或移動刀柄上的配重來降低不平衡。 - 經(jīng)常必須重復(fù)這些步驟,包括再次檢查刀具、再次精確調(diào)整,直到達(dá)到平衡。 刀具平衡還牽涉到幾個未討論過的工藝中的不穩(wěn)定性。其中之一是刀柄與主軸之間的配合問題。其原因是夾緊時常常有可測量的間隙,也可能是錐柄上有切屑或臟污。這會造成錐柄每次定位都不相同。即使刀具、刀柄和主軸在各個方面的狀態(tài)都很好,但如果存在沾污,也會造成不平衡。為了平衡刀具,必須會增加切削過程中的成本,如果刀具平衡對降低成本非常重要,就應(yīng)并對每種的具體情況進(jìn)行分析。 但是,為了很好地平衡刀具,在選擇正確的刀具時還有許多工作要做。以下幾點(diǎn)是選擇刀具時應(yīng)給予考慮的: - 購買高質(zhì)量的刀具與刀柄。應(yīng)選擇預(yù)先已消除了不平衡的刀柄。 - 最好使用短的和盡可能輕的刀具。 - 定期檢驗(yàn)刀具和刀柄,檢查是否有疲勞螺紋和變形的征兆。 工藝能接受的刀具不平衡由工藝自身的情況來確定。這些情況包括切削過程的切削力、機(jī)床的平衡狀況及這兩個因素彼此相互影響的程度。試驗(yàn)是找到最佳平衡的最好方法。用不同的不平衡值運(yùn)行幾次,例如從不平衡值為20克毫米或更低開始。每次運(yùn)行后,再用更加平衡的刀具重復(fù)試驗(yàn)。最佳平衡應(yīng)該是這樣的一個點(diǎn):超過這個點(diǎn)后,進(jìn)一步提高刀具平衡不會提高工件的表面質(zhì)量;或是這樣的一個點(diǎn):在此點(diǎn)上工藝能易于保證規(guī)定的工件公差。 關(guān)鍵是始終將重點(diǎn)放在工藝上,而不是將動平衡等級-G值或其它任意確定的平衡值作為目標(biāo)。此目標(biāo)應(yīng)為達(dá)到效率盡可能高的工藝。這牽涉到權(quán)衡刀具平衡的成本和因此而獲得的好處,因此應(yīng)在成本與好處之間合理地進(jìn)行平衡。 關(guān)于刀具平衡更詳細(xì)的技術(shù)信息, 請與當(dāng)?shù)氐目蓸窛M代表聯(lián)系。 14) 在常規(guī)和高速切削應(yīng)用中,為了得到盡可能好的效果,我應(yīng)使用何種刀柄? 高速加工時,離心力非常大,會導(dǎo)致主軸孔慢慢變大。這對一些V形法蘭的刀柄會產(chǎn)生負(fù)面影響,因?yàn)閂形法蘭的刀柄僅在徑向面上與主軸孔接觸。主軸孔變大會使刀具在拉桿恒定的拉力作用下被拉入主軸。這甚至?xí)鸬毒哒匙』騔軸方向的尺寸精度降低。 與主軸孔和端面同時接觸的刀具,即徑向和軸向同時配合的刀具更適用于高速下的切削。當(dāng)主軸孔擴(kuò)大時,端面接觸可避免刀具在主軸孔內(nèi)向上的移動。使用空心刀柄的刀具也容易受離心力的影響,但它們已設(shè)計(jì)成在高速下隨主軸孔的增大而增大。刀具和主軸在徑向和軸向都接觸提供了良好的夾緊剛性,使刀具可以進(jìn)行高速切削。采用獨(dú)有的橢圓三棱短錐設(shè)計(jì)的可樂滿Capto接口在傳遞扭矩和高生產(chǎn)率切削時,具有更優(yōu)秀的性能。 高主軸轉(zhuǎn)速時主軸表面接觸的對照表 主軸轉(zhuǎn)速 ISO 40 HSK 50A Coromant Capto C5 0 100% 100% 100% 20 000 100% 95% 100% 25 000 37% 91% 99% 30 000 31% 83% 95% 35 000 26% 72% 91% 40 000 26% 67% 84% 當(dāng)安排高速切削時,應(yīng)盡量使用由對稱的刀具和刀柄組合而成的刀具系統(tǒng)。有幾種可用的不同刀具系統(tǒng)。先將刀柄加熱使孔擴(kuò)張,待它們冷卻后刀具就被夾緊了,這就是過盈配合系統(tǒng)。對于高速切削來說,這是最好和最可靠的固定刀具方法。這首先是因?yàn)樗奶鴦恿糠浅P。坏诙?,這種連接能傳遞大扭矩;第三,它很容易構(gòu)建定制刀具和刀具組件;最后,用這種方法組成的刀具組件有極高的總體剛性。 另一種出眾并非常通用的刀具夾緊裝置是可樂滿高精度強(qiáng)力夾頭——CoroGrip。這種刀柄系統(tǒng)覆蓋了從粗加工到超精加工的所有應(yīng)用。一個夾頭可夾緊使用直柄、惠氏刻槽或側(cè)壓式刀柄的面銑刀到鉆頭的所有類型的刀具。標(biāo)準(zhǔn)彈簧夾套,如可用液壓(HydroGrip)、BIG、Nikken、NT的彈簧夾套,均可用于CoroGrip夾頭。在4XD處的跳動量僅為0.002 – 0.006 mm。夾緊力和扭矩傳遞特別高,其平衡設(shè)計(jì)使它用于高速切削 15) 我應(yīng)怎樣切削轉(zhuǎn)角才能沒有振動的危險? 傳統(tǒng)的切削轉(zhuǎn)角的方法是使用線性切削(G1),在轉(zhuǎn)角的過渡不連續(xù)。這就是說,當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)角落時,由于線性軸的動力特性限制,刀具必須減速。在電機(jī)改變進(jìn)給方向前,有一短暫的停頓,這會產(chǎn)生大量的熱量和摩擦。很長的接觸長度會導(dǎo)致切削力的不穩(wěn)定,并常常使角落切削不足。典型的結(jié)果是振動——刀具越大和越長,或刀具總懸伸越大,振動越強(qiáng)。 此問題的最佳解決方案: 使用圓角半徑比轉(zhuǎn)角半徑小的刀具。使用圓弧插補(bǔ)生成角落。這種加工方法在塊的邊界處不會產(chǎn)生停頓,這就是說,刀具的運(yùn)動提供了光滑和連續(xù)的過渡,產(chǎn)生振動的可能性大大地降低了。 另一種解決方案是通過圓弧插補(bǔ)產(chǎn)生比圖紙上的規(guī)定稍大些的圓角半徑。這是很有利的,這樣,有時就可在粗加工中使用較大的刀具,以保持高生產(chǎn)率。 在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進(jìn)行固定銑削或圓弧插補(bǔ)切削。 16) 什么是開始切削型腔的最佳方法? 共有4種主要方法: 起始孔的預(yù)鉆削,角落也可預(yù)鉆削。不推薦這種方法: 這需要增加一種刀具,同時此刀具也要占據(jù)刀具室內(nèi)空間。單從切削的觀點(diǎn)看,刀具通過預(yù)鉆削孔時因切削力而產(chǎn)生不利的振動。當(dāng)使用預(yù)鉆削孔時,常常會導(dǎo)致刀具損壞。使用預(yù)鉆削孔,也會增加切屑的再切削。 如果使用球頭立銑刀或圓刀片刀具(見模具制造樣本C-1102:1),通常采用啄銑,以保證全部軸向深度都能得以切削。使用這種方法的缺點(diǎn)是排屑問題和使用圓刀片會產(chǎn)生非常長的切屑。 最佳的方法之一是使用X/Y和Z方向的線性坡走切削,以達(dá)到全部軸向深度的切削。 最后,可以以螺旋形式進(jìn)行圓插補(bǔ)銑。這是一種非常好的方法,因?yàn)樗僧a(chǎn)生光滑的切削作用,而只要求很小的開始空間。 17) 高速切削的定義是什么? 對于高速切削的討論在一定程度上仍是混亂的。如何定義高速切削(HSM),目前有許多觀點(diǎn)和許多方法。 讓我們看一下這些定義中的幾個: 高切削速度切削 高主軸速度切削 高進(jìn)給切削 高速和高進(jìn)給切削 高生產(chǎn)率切削 我們對高速切削的定義描述如下: HSM不是簡單意義上的高切削速度。它應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是用特定方法和生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行加工的工藝。 高速切削無需高轉(zhuǎn)速主軸切削。許多高速切削應(yīng)用是以中等轉(zhuǎn)速主軸并采用大尺寸刀具進(jìn)行的。 如果在高切削速度和高進(jìn)給條件下對淬硬鋼進(jìn)行精加工,切削參數(shù)可為常規(guī)的4到6倍。 在小尺寸零件的粗加工到半精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中,HSM意味著高生產(chǎn)率切削。 零件形狀變得越來越復(fù)雜,高速切削也就顯得越來越重要。 現(xiàn)在,高速切削主要應(yīng)用于錐度40的機(jī)床上。 關(guān)于高速切削的詳細(xì)信息,請參見模具制造應(yīng)用指南 C-1120:2。 請參見模具制造應(yīng)用指南 C-1120:2。 18) 高速切削的目標(biāo)是什么? 高速切削的主要目標(biāo)之一是通過高生產(chǎn)率來降低生產(chǎn)成本。它主要應(yīng)用于精加工工序,常常是用于加工淬硬模具鋼。另一個目標(biāo)是通過縮短生產(chǎn)時間和交貨時間提高整體競爭力。 達(dá)到這些目標(biāo)的主要因素為: 一次(更少此數(shù))裝夾的模具加工。 通過切削改善模具的幾何精度,同時可減少手工勞動和縮短試模時間。 使用CAM系統(tǒng)和面向車間的編程來幫助制定工藝計(jì)劃,通過工藝計(jì)劃提高機(jī)床和車間的利用率。 關(guān)于高速切削的詳細(xì)信息,請參見模具制造應(yīng)用指南 C-1120:2。 請參見模具制造應(yīng)用指南 C-1120:2。 19) 高速切削的實(shí)際優(yōu)點(diǎn)是什么? 刀具和工件可保持低溫度,這在許多情況下延長了刀具的壽命。另一方面,在高速切削應(yīng)用中,切削量是淺的,切削刃的吃刀時間特別短。這就是說,進(jìn)給比熱傳播的時間快。 低切削力得到小而一致的刀具彎曲。這與每種刀具和工序所需的恒定的加工余量相結(jié)合,是高效和安全加工的先決條件之一。 由于高速切削中典型的切削深度是淺的,刀具和主軸上的徑向力低。這減少了主軸軸承、導(dǎo)軌和滾珠絲杠的磨損。高速切削和軸向銑削也是良好的組合,它對主軸軸承的沖擊小,使用這種方法可以使用懸伸較長的刀具而振動的風(fēng)險不大。 小尺寸零件的高生產(chǎn)率切削,如粗加工、半精加工和精加工,在總的材料去除率相對低時有很好的經(jīng)濟(jì)性。 高速切削可在一般精加工中獲得高生產(chǎn)率,可獲得杰出的表面質(zhì)量。表面質(zhì)量常低于Ra 0.2 um。 采用高速切削,使對薄壁零件的切削成為可能。使用高速切削,吃刀時間短,沖擊和彎曲減小了。 模具的幾何精度提高了,組裝就容易和更快了。無論是什么人,技能如何,都能獲得CAM/CNC生產(chǎn)的表面紋理和幾何精度。如果花在切削上的時間稍多一些,費(fèi)時的人工拋光工作可顯著減少。常常可減少達(dá)60-100% 一些加工,如淬火、電解加工和電火花加工(EDM),可以大大減少。這就可降低投資成本和簡化后勤供應(yīng)。用切削代替電火花加工(EDM),模具使用壽命和質(zhì)量也得到提高。 采用高速切削,可通過CAD/CAM很快改變設(shè)計(jì),特別是在不需要生產(chǎn)新電極的情況下。 關(guān)于高速切削的詳細(xì)信息,請參見模具制造應(yīng)用指南C-1120:2。請參見模具制造應(yīng)用指南C-1120:2。 20) 高速切削有風(fēng)險或缺點(diǎn)嗎? 由于起始過程有高的加速度和減速度以及停止,導(dǎo)軌、滾珠絲杠和主軸軸承產(chǎn)生相對快的磨損。這常常導(dǎo)致較高的維護(hù)成本。 需要專門的工藝知識、編程設(shè)備和快速傳送數(shù)據(jù)的接口。 可能很難找到和挑選高級技術(shù)員工。 常有相當(dāng)長的調(diào)試和出故障時間。 加工中無需緊急停止,導(dǎo)致人為錯誤和軟件或硬件故障會產(chǎn)生許多嚴(yán)重后果。 必須有良好的加工計(jì)劃——“向饑餓的機(jī)床提供食物”。 必須有安全保護(hù)措施:使用帶安全外罩及防碎片蓋的機(jī)床。避免刀具的大懸伸。不要使用“重”刀具和接桿。定期檢查刀具、接桿和螺栓是否有疲勞裂紋。 僅使用注明最高主軸速度的刀具。不要使用整體高速鋼(HSS)刀具! 關(guān)于高速切削的詳細(xì)信息,請參見模具制造應(yīng)用指南C-1120:2。 請參見模具制造應(yīng)用指南C-1120:2。 21) 高速切削對機(jī)床有哪些要求? 對ISO/BT 40號機(jī)床的典型要求如下: 主軸速度范圍 • 主軸功率 > 22 kW 可編程進(jìn)給率 40-60 m/分 快速橫向進(jìn)給 • 軸向減速度/加速度 > 1 G 塊處理速度 1-20 毫秒 數(shù)據(jù)傳遞速度 250 Kbit/s (1 毫秒) 增量(線性) 5-20 微米 或 NURBS 插補(bǔ) 主軸具有高熱穩(wěn)定性和剛性,主軸軸承具有高的預(yù)張力和冷卻能力。 通過主軸的送風(fēng)/冷卻液 具有高的吸收振動能力的剛性機(jī)床框架 各種誤差補(bǔ)償——溫度、象限、滾珠絲杠是最重要的。 CNC中的高級預(yù)見功能。 關(guān)于高速切削的詳細(xì)信息,請參見模具制造應(yīng)用指南 C-1120:2。 請參見模具制造應(yīng)用指南C-1120:2。 22) 高速切削對切削刀具的典型特性或要求有哪些? 整體硬質(zhì)合金: 高精度磨削,徑向跳動低于3微米。 盡可能小的凸出和懸伸,最大的剛性,盡可能小的刀具彎曲變形和大的芯核直徑。 為了使振動的風(fēng)險、切削力和彎曲盡可能小,切削刃和接觸長度應(yīng)盡可能短。 超尺寸、錐度刀柄,這在小直徑時特別重要。 細(xì)晶?;w和為了得到高耐磨性的TiAlN 涂層。 用于風(fēng)冷或冷卻液的內(nèi)冷卻孔。 適合淬硬鋼高速切削要求的堅(jiān)固微槽形。 對稱刀具,最好是設(shè)計(jì)保證平衡。 使用可轉(zhuǎn)位刀片的刀具: 設(shè)計(jì)保證的平衡。 在刀片座和刀片上的保證跳動量小的高精度,主刀片的最大徑向跳動為10微米。 適合淬硬鋼高速切削要求的牌號和槽形。 刀具體上有適當(dāng)?shù)拈g隙,以避免刀具彎曲(切削力)消失時產(chǎn)生摩擦。 送風(fēng)或冷卻液的冷卻孔(立銑刀)。 刀具體上標(biāo)明允許的最大轉(zhuǎn)速。 點(diǎn)晴模切ERP更多信息:http://moqie.clicksun.cn,聯(lián)系電話:4001861886 該文章在 2012/9/21 23:34:52 編輯過 |
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