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注塑模具的九大特点

注塑加工中心:

1.铸铁床身结构,机床主轴具有散热功能

铸铁材料具有很高的刚性和散热特性,因此它是制造机床结构零件的最稳定的材料。对于用于铣削大型零件的任何机床,都必须具有非常坚固的铸铁结构并配备具有散热功能的主轴。

就机床的主轴而言,它必须采用内置冷却技术,从轴承外面来冷却主轴,保证在长时间加工过程中,主轴本身不会被烧坏或不会因热膨胀而造成精度损失。这些因素是非常重要的,因为大模具的加工需要消耗很长的时间,同时在重切削条件下,这会增加模具的热量和应力。所以,机床的结构部件必须具有良好的刚性和散热特性,这是加工出大型优质模具的前提。因此,必须最大程度地限制加工过程中机床的振动,并快速扩散加工过程中产生的热量。选择合适的加工机床和刀具可以实现成本和周期的双赢。

2.热稳定技术

由于注塑加工时间过长,环境温度的影响也是必须要考虑的。例如,在普通机床上加工大模具,当环境温度变化10℃时,将会导致机床立柱发生6℃的温度变化,从而引起主轴角板平行度发生0.07mm的变化。因此,机床的设计必须考虑到环境温度的效应,避免环境温度影响到加工零件的精度。

3.速度

对于一台行程能够快速移动的大模具加工中心来说,大模具加工机床的主轴转速应至少达到20000r/min,金属的切削速度应满足762~20000mm/min。

4.精度

精度控制始终贯穿于模具加工的各个阶段,如果需要在一台加工中心上实现对大模具的粗加工和精加工,那么必须严格控制机床的定位精度和重复定位精度。大模具专用的加工中心,一般其定位精度可以达到±1.5μm,重复定位精度应达到±1μm。同时,其节距精度应保持在5μm之内。

5.反馈解决方案

对于高精度曲面加工,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。在标准的1μm反馈分辨率下,通常获得的结果不是很令人满意。如果分辨率可以达到0.05μm,则其修整结果几乎没有缺陷。此外,通过控制机床分辨率,比例反馈和小螺距滚珠丝杠,可以进一步提高零件表面的加工质量。

6.主轴

注塑模具加工中心上使用的主轴必须达到进行粗加工、半精加工和高质量精加工的要求,而且作为一个参考标准,其能够实现的表面加工质量应该控制在2μm的水平。通常,对于模具闭合面和分型线部分的精加工十分重要,但在传统工艺下,许多模具制造商不得不采用手工抛光的方式,以弥补刀具加工精度不足的问题。因为,大型加工机床的造价昂贵,如果为此项工序购置多功能机床,显然是不切合实际的。

此外,合理的主轴设计必须能够最大程度地延长刀具的使用寿命,使其能够在加工周期内以低振动、低温升的状态持续工作。注塑模具加工上加工汽车仪表板模具时,如采用16mmCBN镶刀片精加工刀具,加工速度可以达到8m/min,使用寿命超过30h,可以将加工表面质量控制在0.336~3.2μm。由此可知,考虑到加工大模具时的刀具成本增加,采用专门设计的大模具加工机床,不仅可以延长刀具使用寿命,而且可以大量节约加工每付模具的刀具使用成本。

7.移动式多轴加工头

由于注塑模具加工尺寸和重量的限制,一般装夹工件需要花费很长的时间。因此,采用3轴联动加工中心不仅减少了工件的调试装夹次数,而且又不影响机床的加工精度,从而使车间加工大模具的生产能力大大提高。

可移动的多轴加工头可以用于加工结构特别复杂的大模具,按可变几何形状设计的加工头可允许3轴联动加工,仅需一次装夹工件,便可铣削加工型腔很深的模具和冷却孔,以及切削加工许多其他几何形状复杂的部位。例如,当主轴以最佳的角度倾斜时,可提高加工头对铣削加工点的接近程度,这样便可实现利用多轴加工头完成对斜孔的加工。

另外,由于多轴加工头对工件的表面进行加工,因此使用了刀具的半径来代替刀具的前端,因此可以提高表面粗糙度。

8.芯片管理

金属切削加工时会产生大量的切屑,如果不能及时排除,必然会导致二次切削,以及造成机床结构部件或者工件表面的温升。大模具加工中心的工作台下面通常具有18个排屑孔,不管工作台移动到什么位置,都能够可靠地排除切屑。机床上有4条内置铰链式切屑传送带,以很高的速度将切屑排送到机床前面。

9.高压冷却液

在注塑模具加工时,高压冷却液有着非常重要的作用。例如,在采用2+3轴的加工方法钻削斜孔时,需要压力为1000psi(1psi=6890Pa)的冷却液才能有效地排除切屑,并达到更高精度的切削。而如果没有这种高压冷却液,则在加工斜孔时,需要增添额外的机床,需要二次装卡,降低加工精度,而且增加周期成本。根据以上分析可以看出,实现对大模具的简单加工需要机床具有更多、更好的功能。

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