1. 알루미늄합금다이캐스팅툴링의기본정의
금형제작은성형및 블랭크제작도구를가공하는것을말합니다. 또한절삭다이및 다이커팅툴링도포함됩니다. 일반적으로툴링은상부모듈과하부모듈로구성됩니다. 강판은상부다이와하부다이사이에배치되고프레스의작용으로재료가형성됩니다. 프레스가열리면툴링모양에따라결정된공작물을얻거나해당폐기물을제거합니다. 전자커넥터만큼작은부품부터자동차대시보드만큼큰 부품까지툴링으로성형할수 있습니다.
프로그레시브다이는한 스테이션에서다른스테이션으로공작물을자동으로이동하고마지막스테이션에서성형부품을얻을수 있는툴링세트입니다.
툴링공정에는커팅다이, 블랭킹다이, 컴파운드다이, 압출다이, 4 슬라이드다이, 프로그레시브다이, 스탬핑다이, 다이커팅툴링등이포함됩니다.
2. 툴링유형
3. 툴링프로세스
4 기타
5. 툴링소프트웨어
UGNX, Pro / NC, CATIA, 마스터캠, 서프캠, 탑솔리드캠, 스페이스-e, 캠웍스, 워크앤씨, 테비스, 하이퍼밀, 파워밀, 깁스캠, 피처캠등.
6. 기본기능
위의특성에따라공작기계의선택은가능한한 처리요구사항을충족해야합니다. 예를들어, CNC 시스템의기능이강하고공작기계의정밀도가높아야하며강성이좋아야하며열 안정성이좋아야하며프로파일링 기능이제공되어야합니다.
7. 프로세스흐름배치
8. 주의가필요한사항
(1) 프로세스준비는간결하고상세하며, 처리내용은가능한한 수치로표현합니다;
(2) 가공의핵심적이고어려운지점에대해서는장인정신을특히강조해야합니다;
(3) 처리위치를결합할필요가있으며, 그과정이명확하게표현되어있습니다;
(4) 인서트를별도로처리해야하는경우처리정확도의프로세스요구사항에주의하세요;
(5) 결합가공후 별도로가공해야하는인서트부품에대해서는결합가공중 별도가공에대한벤치마크요구사항을갖추고있습니다;
(6) 스프링은금형가공에서가장쉽게손상되므로피로수명이긴 금형스프링을선택해야합니다.
대형알루미늄합금다이캐스팅금형의가공문제
1. 거대한크기와무게
대형금형을가공할때 거대한크기와무게를처리하는방법은가공회사가직면한주요과제입니다. 대형금형가공에는많은노동력, 특수장비, 여러번의조정및 클램핑이필요한경우가많으며가공정확도도여러잠재적요인에영향을받아쉽게보장할수 없습니다.
2. 인수비용문제
다양한대형금형의가공및 생산과직접적으로관련된가장큰 비용은공작기계의구매비용입니다. 대형금형을생산할수 있는공작기계는상당히고가이며, 특히복잡한공정배열하에서는금형의황삭부터마감까지모든공정을완료하기위해여러대의공작기계가필요합니다. 이러한초기높은투입비용은많은기업이이 시장에진입하는데 가장큰 장애물이기도합니다. 이를통해대형금형의황삭가공및 정삭가공을적절한공작기계에서실현할수 있다면디버깅및 클램핑이한 번만필요하더라도많은문제가해결되고가공정확도를보장할 수있음을알 수있습니다.
머시닝센터
1. 주철베드구조, 공작기계스핀들에는방열기능이있습니다.
주철소재는높은강성과방열특성을가지고있어공작기계구조물제작에가장안정적인소재입니다. 대형부품밀링에사용되는공작기계의경우먼저매우견고한주철구조와방열기능이있는스핀들이장착되어있어야합니다.
공작기계의메인샤프트에관한한, 내장냉각기술을사용하여베어링외부에서메인샤프트를냉각하여장기가공중 열팽창으로인해메인샤프트자체가타거나정밀도를잃지않도록해야합니다. 이러한요소는대형금형가공에오랜시간이걸리고무거운절삭조건에서금형의열과응력이증가하기때문에매우중요합니다. 따라서공작기계의구조부품은우수한강성과방열특성을가져야하며, 이는대규모고품질알루미늄합금다이캐스팅금형가공의전제조건입니다. 따라서가공공정중 공작기계의진동을최대한제한하고가공공정중에발생하는열을빠르게확산시켜야합니다. 올바른가공공작기계와공구를선택하면비용과사이클시간측면에서윈윈할수 있습니다.
2. 열안정성기술
가공시간이길기때문에주변온도의영향도고려해야합니다. 예를들어, 일반공작기계에서대형알루미늄합금다이캐스팅금형을가공할때 주변온도가 10°C 변화하면공작기계컬럼에 6°C 온도변화가발생하여스핀들각도플레이트의평행도가 0. 07mm 변경됩니다. 따라서공작기계의설계는주변온도가가공부품의정확도에미치는영향을피하기위해주변온도의영향을고려해야합니다.
3. 속도
빠르게움직일수 있는대형금형가공센터의경우대형금형가공공작기계의스핀들속도가최소 20000r/min에도달해야하고금속절삭속도가 762~20000mm/min을충족해야합니다.
4. 정밀도
정밀제어는항상금형가공의모든단계에서이루어집니다. 머시닝센터에서대형금형의황삭가공및 정삭가공을구현해야하는경우공작기계의위치결정정확도와반복위치결정정확도를엄격하게제어해야합니다. 대형금형전용머시닝센터의위치결정정확도는일반적으로 ±1. 5μm, 반복위치결정정확도는 ±1μm입니다. 동시에피치정확도는 5μm 이내로유지되어야합니다.
5. 피드백해결
고정밀표면가공의경우공작기계자체의피드백분해능은가공된부품의정확도를감지하는데 매우중요합니다. 표준 1μm의피드백해상도에서는일반적으로얻은결과가그다지만족스럽지않습니다. 해상도가 0. 05μm에도달할 수있다면마감결과는거의결함이없습니다. 또한공작기계해상도, 스케일피드백및 작은피치볼 스크류의제어를통해부품표면의가공품질을더욱향상시킬수 있습니다.
6. 스핀들
대형금형머시닝센터에사용되는스핀들은황삭가공, 반정삭및 고품질정삭의요구사항을충족해야하며참조표준으로달성할 수있는표면가공품질은 2μm 수준으로제어되어야합니다. 일반적으로금형마감표면과파팅라인부품의마무리는매우중요하지만기존기술에서는많은금형제조업체가공구가공정확도부족을보완하기위해수동연마를사용해야합니다. 대규모가공공작기계는제작비용이많이들기때문에이 공정을위해다기능공작기계를구입하는것은분명히비현실적입니다.
또한합리적인스핀들설계는공구의수명을최대화하여가공사이클동안낮은진동과낮은온도상승으로계속작업할수 있어야합니다. 예를들어대형금형머시닝센터에서자동차대시보드금형을가공할때 정삭공구에 16mmCBN 인서트를사용하면가공속도가 8m/min에도달하고수명이 30시간을초과하며가공표면의품질을 0. 336～3μm 이내로제어할수 있습니다. 2μm. 대형금형가공시공구비용의증가를고려할때 특수설계된대형금형가공공작기계를사용하면공구의수명을연장할 수있을뿐만아니라각 금형가공을위한많은공구비용을절약할 수있음을알 수있습니다.
7. 이동식다축가공헤드
금형크기와무게의제한으로인해일반적으로공작물을클램핑하는데 오랜시간이걸립니다. 따라서 3축머시닝센터를사용하면공작물의디버깅및 클램핑횟수가줄어들뿐만아니라공작기계의가공정확도에도영향을미치지않아대형금형가공을위한작업장의생산능력이크게향상됩니다.
이동식다축가공헤드는특히복잡한구조의대형금형을가공하는데 사용할수 있습니다. 가변형상에따라설계된가공헤드는 3축동시가공이가능합니다. 공작물을한 번만클램핑하여깊은캐비티를밀링및 가공할수 있습니다. 금형및 냉각구멍은물론복잡한형상의다른많은부품을절단할수 있습니다. 예를들어스핀들을최적의각도로기울이면밀링가공지점에대한가공헤드의근접성을높일수 있으므로다축가공헤드를사용하여경사구멍의가공을완료할수 있습니다.
또한다축가공헤드가공작물의표면을가공하기때문에공구의팁 대신공구의반경모서리를사용하므로표면거칠기를개선할수 있습니다.
8. 칩관리
금속절단중에는많은양의칩이생성됩니다. 제때제거하지못하면필연적으로 2차절삭으로이어지고공작기계구조부품이나공작물표면의온도상승을유발할수 있습니다. 대형금형머시닝센터의작업대아래에는일반적으로 18개의칩 구멍이있으며, 작업대를어디로이동하든칩을안정적으로제거할수 있습니다. 공작기계에는 4개의힌지형칩 컨베이어벨트가내장되어있어고속으로칩을공작기계의전면으로보냅니다.
9. 고압냉각수
대형금형가공시 고압절삭유는매우중요한역할을합니다. 예를들어 2+3축가공방식을사용하여경사진구멍을드릴링하는경우칩을효과적으로제거하고더 높은정밀절삭을달성하려면 1000psi(1psi=6890Pa)의압력을가진절삭유가필요합니다. 이러한고압절삭유가없는경우경사진구멍을가공할때 추가공작기계를추가해야하고, 2차설치가필요하므로가공정확도가떨어지고사이클비용이증가합니다. 위의분석에따르면대형금형의간단한가공을위해서는공작기계에더 많은기능이필요하다는것을알 수있습니다. Makino에서개발한 새로운 MCC2516VG 3 축수평머시닝센터는스핀들속도가 15000r / min에도달할 수있으며 "샤프트코어냉각"방식과 "베어링내압윤활"기능을채택하여스핀들과부착된 베어링을적시에효과적으로냉각할 수있도록합니다.
또한메인샤프트는수평 X축, 수직 Y축, 전후 Z축방향을따라이동할수 있을뿐만아니라 A축과 C축으로회전할수도있습니다. 두가지인덱싱기능으로조정작업량을줄일수 있을뿐만아니라범퍼, 계기판, 자동차헤드라이트렌즈와같은복잡한공작물도절단할수 있습니다.
