1.铝合金压铸模具的基本定义

模具制造是指成型和毛坯制造工具的加工。此外,它还包括切割模具和模切模具。一般来说,模具由上模和下模组成。钢板置于上模和下模之间,材料在压力机的作用下成型。当压力机打开时,将获得由模具形状决定的工件或清除相应的废料。小到电子连接器,大到汽车仪表盘,都可以用模具成型。

级进模是一套能自动将工件从一个工位移动到另一个工位,并在最后一个工位得到成型零件的模具。

模具工艺包括:切割模、冲裁模、复合模、挤压模、四滑模、级进模、冲压模、模切模具等。

2.工具类型

3.工具制作过程

4 其他

5.工具软件

UGNX、Pro/NC、CATIA、master cam、SURFCAM、topsolid cam、space-e、camworks、worknc、tebis、hyperMILL、PowerMILL、gibbscam、featurecam 等。

6.基本特征

根据上述特点,机床的选择应尽可能满足加工要求。例如,数控系统功能要强,机床精度要高,刚性要好,热稳定性要好,要有仿形功能等。

7.工艺流程安排

8.需要注意的事项

(1) 工艺编制简明详细,加工内容尽量用数字表示;

(2)对于加工的重点和难点,要特别强调工匠精神;

(3) 有必要合并处理地点,并明确表达处理过程;

(4) 插片需要单独加工时,要注意加工精度的工艺要求;

(5) 组合加工后,对于需要单独加工的插入件,在组合加工过程中配备单独加工的基准要求;

(6) 模具加工中弹簧最容易损坏,因此应选择疲劳寿命长的模具弹簧。

铝合金压铸模具的基本知识

大型铝合金压铸模具的加工问题

1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模具时,如何应对其自身巨大的体积和重量是加工企业面临的一大难题。大型模具的加工往往需要大量人力、专用设备以及多次调整和装夹,加工精度也会受到很多潜在因素的影响,不易保证。

2.购置成本问题

与各种大型模具的加工和生产直接相关的最大成本是机床的购置成本。能生产大型模具的机床价格不菲,尤其是在复杂的工艺安排下,需要多台机床才能完成模具从粗加工到精加工的全部工序。前期如此高昂的投入成本,也是许多企业进入这一市场的最大障碍。由此可见,如果能在一台合适的机床上实现大型模具的粗加工和精加工,哪怕只需要一次调试和装夹,就能解决很多问题,保证加工精度。

加工中心

1.铸铁床身结构,机床主轴具有散热功能

铸铁材料具有高刚性和散热特性,是制造机床结构最稳定的材料。对于任何用于铣削大型零件的机床来说,它首先需要具有非常坚固的铸铁结构,并配备具有散热功能的主轴。

就机床主轴而言,必须采用内置冷却技术,从轴承外部对主轴进行冷却,以确保主轴本身在长期加工过程中不会因热膨胀而烧坏或失去精度。这些因素都非常重要,因为大型模具的加工需要很长时间,在重切削条件下,会增加模具的热量和应力。因此,机床的结构件必须具有良好的刚性和散热特性,这是加工大型优质铝合金压铸模具的前提条件。因此,必须最大限度地限制机床在加工过程中的振动,并迅速扩散加工过程中产生的热量。选择合适的加工机床和工具可以实现成本和加工周期的双赢。

2.热稳定性技术

由于加工时间较长,还必须考虑环境温度的影响。例如,在普通机床上加工一个大型铝合金压铸模具,当环境温度变化 10°C 时,会导致机床立柱温度变化 6°C,从而导致主轴角板的平行度变化 0.07mm。因此,机床的设计必须考虑环境温度的影响,以避免环境温度对加工零件精度的影响。

3.速度

对于可快速移动的大型模具加工中心而言,大型模具加工机床的主轴转速至少应达到 20000r/min,金属切削速度应满足 762~20000mm/min 的要求。

4.精确度

精密控制始终贯穿于模具加工的各个阶段。如果需要在加工中心上对大型模具进行粗加工和精加工,就必须严格控制机床的定位精度和重复定位精度。大型模具专用加工中心的定位精度一般为 ±1.5μm,重复定位精度为 ±1μm。同时,其间距精度应保持在 5μm 以内。

5.反馈决议

对于高精度表面加工而言,机床本身的反馈分辨率对于检测加工零件的精度非常重要。标准反馈分辨率为 1μm 时,通常获得的结果并不令人满意。如果分辨率能达到 0.05μm,那么其加工结果几乎没有任何瑕疵。此外,通过对机床分辨率、光栅尺反馈和小螺距滚珠丝杠的控制,还可进一步提高零件表面的加工质量。

6.主轴

大型模具加工中心所使用的主轴必须满足粗加工、半精加工和高质量精加工的要求,而作为参考标准,所能达到的表面加工质量应控制在 2μm 的水平。通常,模具合模面和分模线部分的精加工非常重要,但在传统工艺下,许多模具制造商不得不采用手工抛光来弥补刀具加工精度的不足。由于大型加工机床造价昂贵,购买一台多功能机床来完成这一工序显然是不现实的。

此外,合理的主轴设计必须能够最大限度地延长刀具的使用寿命,使其在加工周期内以低振动和低温升的方式持续工作。例如,在大型模具加工中心加工汽车仪表盘模具时,如果使用 16mmCBN 镶件精加工刀具,加工速度可达 8m/min,使用寿命超过 30h,加工表面质量可控制在 0. 336~3.2μm。由此可见,考虑到加工大型模具时刀具成本的增加,使用专门设计的大型模具加工机床不仅能延长刀具的使用寿命,还能为每件模具的加工节省大量的刀具成本。

7.可移动多轴加工头

受模具尺寸和重量的限制,工件的装夹时间通常较长。因此,使用三轴加工中心不仅可以减少工件的调试和装夹次数,而且不会影响机床的加工精度,从而大大提高了车间加工大型模具的生产能力。

可移动多轴加工头可用于加工结构特别复杂的大型模具。根据可变几何形状设计的加工头可进行三轴联动加工。只需夹紧一次工件,即可铣削和加工深腔。模具和冷却孔,以及切割其他许多几何形状复杂的零件。例如,当主轴以最佳角度倾斜时,可增加加工头与铣削加工点的距离,从而利用多轴加工头完成斜孔的加工。

此外,由于多轴加工头加工的是工件表面,使用的是刀具的半径刃而不是刀尖,因此可以提高表面粗糙度。

8.芯片管理

金属切削过程中会产生大量切屑。如果不能及时排除,势必会导致二次切削,造成机床结构件或工件表面温度升高。大型模具加工中心的工作台下通常有 18 个排屑孔,无论工作台移动到哪里,切屑都能可靠地排出。机床上有 4 条内置铰链式切屑输送带,可将切屑高速送至机床前端。

9.高压冷却液

在加工大型模具时,高压冷却液起着非常重要的作用。例如,在使用 2+3 轴加工方法钻斜孔时,需要使用压力为 1000psi(1psi=6890Pa)的冷却液才能有效清除切屑,实现更高精度的切削。如果没有这种高压冷却液,在加工斜孔时就需要增加额外的机床,需要二次安装,从而降低了加工精度,增加了加工周期成本。通过以上分析可以看出,大型模具的简单加工需要机床具备更多更好的功能。牧野公司新开发的 MCC2516VG 三轴卧式加工中心,主轴转速可达15000r/min,并采用了 "轴芯冷却 "方式和 "轴承内压润滑 "功能,确保主轴及其附属轴承能够得到及时有效的冷却。

此外,主轴不仅可以沿水平 X 轴、垂直 Y 轴和前后 Z 轴方向移动,还可以随 A 轴和 C 轴旋转。由于具有两个分度功能,它不仅可以减少调整工作量,还可以切割复杂的工件,如保险杠、仪表板和汽车前大灯透镜。