對于有大量材料需求移除的工件,具有復雜結構或超薄結構的工件(如發(fā)動機機體、缸蓋,汽車覆蓋件模具等),傳統(tǒng)上需要花相當長的機動工時以及設計更快速、產品周期短的工件,通過高速加工中心加工均能顯示出高速切削所帶來的優(yōu)點。
汽車發(fā)動機及其配件的制造技術
用高速加工中心組成高效的柔性生產線具有小型化、柔性突出以及易于變更加工內容等顯著特點,為了發(fā)揮以車削加工中心和銑鏜類加工中心為代表的高速切削加工技術和自動換刀功能的優(yōu)勢,提高加工效率,對復雜工件的加工盡可能采用集中工序的原則,即要求再一次裝夾中實現(xiàn)多道工序的集中加工,淡化傳統(tǒng)的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限,充分發(fā)揮設備和刀具的高速切削功能。
同時,對刀具也提出了多功能的新要求,要求一種刀具能完成工件不同工序的加工,減少換刀次數(shù),節(jié)省時間,已減少刀具的數(shù)量和庫存量,有利于管理和降低制造成本。較常用的多功能車刀、銑刀、鏜銑刀、鉆、銑螺紋、倒角等刀具。在批量生產線上使用一些針對性的工藝策略,還需要開發(fā)專用刀具、以提高加工效率和精度,減少投資,專用刀具加工效率可將零件的加工時間降至原來的10%以下,效果十分顯著。
汽車覆蓋件及零件磨具的加工新技術
一種型號的汽車往往需要上千副零件模具,為了盡快適應新車型的需要,汽車內、外覆蓋件模具和其他成形模具等都必須縮短制作周期和降低生產成產。汽車的內外覆蓋件、儀表盤等大都采用注塑模具批量制造,而這些注塑模具一般都是復雜行腔和薄殼結構,普通的切削加工往往不能同時滿足表面粗糙度、彎曲度的精度要求,為此還需要以適當?shù)氖止ぞ藜庸?。因此,高速切削加工是此類模具加工制造的首選工藝方案。模具經過高速、少切削精加工后,鉗工修模工作量大為減少,模具制造周期可縮短40%.
1.高速銑削技術
高速銑削技術在加工三維曲面、超硬材料方面具有顯著優(yōu)勢。用高速銑削方法加工模具,不僅采用高轉速、大進給,且粗、精加工可以一次完成,大大提高了覆蓋件模具的加工效率。采用高速切削加工硬度60HRC以上,表面粗糙度Ra=0.6μm的淬硬鋼模具時,可以達到磨削加工的水平,效率比電加工高數(shù)倍,不僅節(jié)省了大量的修光時間,還可以代替絕大部分的電加工工序。
例如,汽車覆蓋件模具大多由各種自由曲面構成,高速銑削用高轉速、小切深、大進給的加工方法,能提高模具的制造精度,延長模具的使用壽命,從而提高注塑件的質量。而且在大進給速度條件下,高速銑削機床具有高精度定位功能和高精度插補功能,特別是圓弧高精度插補,又如,對于前圍擋板沖壓模具的精加工,主要應保證型面的質量。一般情況下,大面積精銑時要求銑削過程中不更換銑刀或刀刃,一次完成整個型面的銑削,這對銑刀的精度和耐用度要求相當高,利用高速切削的技術特征,選用高速切削速度、微進給量和多次切削的精加工工藝,可以滿足覆蓋件模具自由曲面加工的要求。為保證沖壓過程中容易進料應使用加工刀紋與沖壓材料進料方向一致,因此宜采取射狀走刀。
2.高速進給切削技術
作為提高生產效率的關鍵技術,除了高速切削,還有高速進給技術,在切削速度保持不變的前提下,提高進給速度可以成比例地提高切削效率。在切削深度比較淺的情況下,采用大的進給量進行切削加工時,刀具的刃口必須具有特定的形狀。
為了避免發(fā)生振動,進給分力在總切削力中所占的比例不得超過主切削力。在切削深度比較淺,而且工件材料經過適當熱處理的情況下,進給速度可以從380~500mm/min。提高到 540~620 mm/min。
高速進給技術的另一個特點是,在生產率相同的前提下可以減少機床載荷,相應的功率消耗也少,刀具磨損也會減少,但是采取高速進給切削技術也免不了必要的投資,也就是該機床的工作臺必須具有高速進給功能。
此外,高速進給加工技術的真正優(yōu)勢在于,在一次性的加工工序完成以后,不需要再使用其他工具進行后續(xù)加工,高速進給切削技術的推出,不僅提高了生產效率,而且提高了投資效益。
結語
汽車產品向節(jié)能化、小型化、電動化發(fā)展已成為必然趨勢,尤其是汽車產品的多樣化、車型覆蓋的寬領域、大批量生產的快節(jié)奏,這些特點對制造工藝和裝備提出了更高的要求。高速切削加工勢必引領汽車零部件加工的新趨勢。
濟南特瑞數(shù)控刀具有限公司
2014-04-27
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