模具是目前應用數控加工*為廣泛的行業之一。隨著市場對模具產品質量要(yào)求的不斷提高(gāo),將有*多的企(qǐ)業選用(yòng)數控加工中心。數控加工中心的性能(néng)將(jiāng)直接影響模具的加工工藝、加工質(zhì)量和(hé)生產效率。本文主要探討模具數控加工中心的具體(tǐ)選型要求。
一、數控加工中心的選用(yòng)原則(zé)與程序
數控加工中心的初期投資及維修等費用較昂(áng)貴,要求管理及操作人員的索質較高。用戶要(yào)根據自身的經濟實(shí)力和技術實力,以滿足需要(yào)為前提進行(háng)選用。
1.1確定典型加工工件的形狀尺寸
根(gēn)據企業在模具市場的定位.確定模具(jù)生產的種類、結構和形狀尺寸範圍.然後采用成組技術把典(diǎn)型模板進行歸類,再來選擇合適的數控加工中心。
1.2機床市場(chǎng)調研與訂貨
數控加工中心的種類繁多,價(jià)格(gé)較昂貴。加工中心的選用(yòng)不僅是以數控機床技術、加工工藝技術為基礎的綜合應用技術,而且是一種受自身經濟實力和技術實力約束的綜合管理技術。在加工中心初選技(jì)術方案出台後,要貨(huò)比三家,與機床生產廠家深人溝通,要詢問並調(diào)研機床(chuáng)廠家(jiā)提供的典型用戶,兼顧眼(yǎn)前(qián)需要與(yǔ)長遠規劃,結合用戶CAM編程能力(lì)、數控機床操作(zuò)和管理維修水(shuǐ)平,*終敲定性能價格比*好(hǎo)的加工中心型號與生產(chǎn)廠家。訂(dìng)貨合同中要明確加工中心的驗收標(biāo)準、程序和驗收(shōu)期(qī)限.編程操作維修培訓要求,機床專用檢具(jù)、刀(dāo)具、特殊(shū)附(fù)件和關(guān)鍵配件的供應,是(shì)否要(yào)作綜合性試件的切削精度檢查,付軟方式及質量保證金等。
二、數控加工中心(xīn)的選型
2.1 數控加工(gōng)中心類型(xíng)與規格的確定
現代模具製造,都采用專業化(huà)協作的生產方式,模架、頂針等零件外購,模具(jù)數控加工的零件,通常有定模型腔、動模型芯、電(diàn)極、鑲塊、滑塊等。一般選立式加工(gōng)中心(xīn)加工(gōng)定模型腔、鋼電極、鑲塊、滑塊等零件,動模型芯既可選用立式加工中心加工也可考慮選擇臥式加工中心加工。臥式加工中心的工(gōng)藝性比(bǐ)較廣泛,但臥式加工中心比立(lì)式加工中心的價格要貴,所需加工(gōng)費也高,用戶要根據自身經濟實力(lì)選配。加工模具型麵若有空間曲麵,要考慮選擇多(duō)軸聯動的加工中心。如果是用於(yú)大型模具加(jiā)工,往往要選擇龍門加工中心。
在確定加工中心規格時,應根據模具模板大小考(kǎo)慮工作台尺寸及各坐標行程。首先按模板尺寸,初定(dìng)加工中心工作台尺寸,再考慮模具的裝夾方(fāng)式以便留出安裝(zhuāng)夾(jiá)具所需的(de)空間,然後再核算加工中心x軸、Y軸行程,以滿足(zú)模具的實際加工範圍。對大型模具還要考慮工作台的*大承(chéng)載重量。立式加工中心要考慮主軸端麵到工作台麵的距(jù)離。臥式加工中心要考(kǎo)慮主軸端麵到工作台中心的距離。
鑒於模具材料硬度較高,模具粗加工(gōng)工作益大,在考慮主軸功率及扭矩時,在同等規格尺寸時一定要選用(yòng)主軸功率、扭矩都較大的機(jī)床,以(yǐ)提高切削效率。
有實(shí)力的企業可考慮選用(yòng)主(zhǔ)軸轉速6000r/min以上的高速加工中心,以提升加工中心對模具材(cái)料硬度的(de)適應性,擴大加工中心的加工工(gōng)藝範圍,進一步提(tí)高加工效率和加工質量。
模具電極常用材料為純鋼或石墨,如要加工石墨電(diàn)極舊,優選防塵性(xìng)能好的高速加工中心。
2.2 數控加工中(zhōng)心精度的選擇
模具按製品材料可粗分為五金模和塑料模(mó)。一般(bān)地說,五金模具(jù)的零件加工精度(dù)高(gāo)於塑料模具的零件加工精度。
根據模(mó)具定模型腔和動(dòng)模型芯關鍵部位的配合(hé)精度(dù)考慮加工中心的精度等級。國產加(jiā)工中心(xīn)分為普通型和精(jīng)密型,由於數控技術的飛速發展,普通型(xíng)加工中心已可加工6-7級精度零件。精(jīng)密(mì)級加工中(zhōng)心(xīn)可加工5-6級精度零件。
2.3 數控(kòng)加工(gōng)中心的(de)剛性與精度保持性(xìng)
由(yóu)於模具(jù)材料均較(jiào)硬,而加工(gōng)中心技術(shù)參數說明中標出的(de)精度,是(shì)加工中心在無負(fù)載下的技術參數。在實際加工狀態下(xià)的精度(dù)還(hái)與加工中(zhōng)心的剛性等因(yīn)素有關。所以應對(duì)模具工業用加工中心的剛性予(yǔ)以特別關注。剛(gāng)性是加工中心質(zhì)量(liàng)的一個重要特征,但目前尚(shàng)無對加工中心剛性評價的客觀標準,必要時選擇相對(duì)模板尺寸大一檔規格(gé)的加工中心(xīn)。
在選擇加工中心時,還要考慮機床的精度保持性。要分析(xī)機(jī)床(chuáng)的布(bù)局、機床剛性、導軌跨距(jù)及結構形式;要優選鑄鐵材料導軌、優(yōu)選混凝(níng)土材料床身;主軸要(yào)帶有循環(huán)冷卻裝置等等。剛性和精度保待性好的加工中(zhōng)心,在機床“磨合”後.會越用(yòng)越好。筆者(zhě)就見過不少模具加工企業,有(yǒu)的因加工中(zhōng)心選型不當,加工過程(chéng)中機床振動和噪聲較大,使(shǐ)用一兩年後機床精度已喪失;有的加工中(zhōng)心用了十年,機床精度仍然保持。
2.4 數控係統(tǒng)的選擇
所選數控係統的檔次要與加工中心的檔次相匹配。由於(yú)模具(jù)型麵單工序加工的程序(xù)容址可達1GB以上(shàng),加工時間可達幾(jǐ)十小時以上,一般(bān)要求數控係統的平(píng)均無(wú)故障時間(MTBF)大於(yú)10000h,運算速度快(kuài),存儲容量大於1MB,係統快進速度大於24m/min,插補單(dān)位小,插補功能較豐富,網絡通信能力強,故障自診斷功能強,具有在線診斷功能,帶交流(liú)驅動(dòng)單元。如模具型麵複(fù)雜,數控係統*好具備進給(gěi)速度前瞻控製和NURBS曲麵插補功能。
現代數控係統(tǒng)具(jù)有許多(duō)功能,有的屬於基本功能(néng),有的屬於選擇功(gōng)能。選擇時一定要根據加工中心的具體(tǐ)用途而定。應對數控係(xì)統的性能和價格等作一(yī)個綜合分析,既不要求(qiú)全,也不要遺漏。
模具數控加工基本上都是使用CAM軟件自動(dòng)編程,數控係(xì)統的選擇還要考慮(lǜ)與流行CAM軟件的數據交換,*好是CAM軟(ruǎn)件能直接支持該數(shù)控(kòng)係統的後置處理。在多軸聯(lián)動數(shù)控係統的選擇上,必須同時考慮多軸加工CAM軟件(jiàn)的匹配。
2.5 數控加工中心台數估算
對睡個典型(xíng)加工零件,按照工藝分析可以初步確(què)定工藝路線(xiàn).確定凸模、凹模、電極等的加工工序內容。用CAM模擬加工得到每道工序的切(qiē)削時間:,再考慮相應輔助時間(一般為10%-20%t)與每次換刀時間(約為10-20s),就可算出每道工序的加工工時(shí)。按一年300個工作日,兩(liǎng)班製,一天有效工(gōng)作時間14-15h計算,可初(chū)估加工中心的(de)年生產能力。根據生產(chǎn)要求或工序平衡要(yào)求.決定加工中心的台數。
選(xuǎn)購加工中心(xīn)要注意上下工序間的節(jiē)拍協調一致,還要注意外部設備的配置,與編程、操作、維修等環節的匹配。在模具(jù)加工(gōng)行業,因等待加工程序而導致加工中心停機的現象時有發生。
2.6 自動換刀裝置及(jí)刀柄的選(xuǎn)擇
自動換刀裝置(ATC)是加工中心(xīn)的基本特征。模具數控加工所需刀具不多,對換刀(dāo)時間也沒有過高要求.盡量選用結構簡單、可靠性高(gāo)、維修容易的自(zì)動換刀(dāo)裝置,加工(gōng)中心刀庫容量一般選4-16把(bǎ)。加工中心所(suǒ)用的刀具是由通用刀(dāo)具和與主軸前端錐孔配套的刀(dāo)柄等組(zǔ)成。各標準依據柄部直徑又有各種大小的尺寸,*常用的是40號及50號刀柄。但這類刀柄(bǐng)不適用於高速加工,高速加工中心上要選用HSK係列短錐刀柄。
可根據(jù)加工中心主軸前端錐孔直徑選定刀(dāo)柄號,根據模具(jù)加工工藝方案選定刀柄的數(shù)量和適量的刀具。要(yào)注意查看加工中心所(suǒ)用的拉(lā)釘標準和機械手夾持部(bù)位標準。此外,還需選配刀具預調儀。
2.7 其他(tā)選擇
自動交換工作台的選擇:由於模具的製造是單件生產,一般毋須考慮選用多工作台。
冷卻裝(zhuāng)置、排屑(xiè)裝置、安全防護裝置:由於模具加工餘量大,加工時間長,要選用帶有(yǒu)全防護(hù)罩的大(dà)流量的冷(lěng)卻裝置,快速可靠的排屑裝置,安全防(fáng)護裝置保護功能全(quán)麵、可靠。
加工中心附(fù)件的選擇:選用加工中心,除了認真考慮其基本(běn)功能及基本件(jiàn)外,還要選用一些選擇(zé)功能及附件,如刀具狀態監測儀等。要選擇與生產要求(qiú)相應的高可靠性的附件。
加工中心(xīn)的選用(yòng),還要考慮品牌、可靠性(大於600小時),關鍵配套件質量、維(wéi)修(xiū)服(fú)務網點、環保與安全認(rèn)證(zhèng)等因素。
三、總結
根據模具(jù)加工的具體要求,選擇適用的數控加工中心,將提高用戶的投資(zī)效益,提升模具加工能力和加工質量。


