提高模具加工精度和效率.doc

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1、提高模具加工精度和效率模具制造成本大致组成为：切削加工65%、模具材料20%、热处埋5%和装配调整10%。由此可知切削加工占成本的绝大多数，若这部分加工效率得到提高，不仅可以使总体成本下降，还可以缩短交货期，快速回收资金。一般降低切削加工成本有两条途径：一是提高刀具寿命，但刀具成本只占切削成本的2%~4%，若使刀具寿命提高50%，折算到总费用也就只能使零件加工成本下降1%;另一方面是提高加工效率，即使用先进刀具，增加切削速度、进给量和吃刀量，这三者的乘积即单位时间的金属切除量，若此量增加20%，则可使成本下降15%，这是非常具有吸引力

2、的。在具体的生产现场，机床等工艺装备是固定的不易更改，而刀具的更改相对更加容易。这里包括针对不同加工对象(材料及其硬度、形状等)，选用合适的刀具材料与合理的刀具几何形状和结构。模具中的主要部分都需要使用各类立铣刀来加工。用立铣刀直接加工淬硬钢立铣刀若能直接加工淬硬钢就可以省去耗时长、价格昂贵的磨削加工与手工研磨时间，大大提高加工效率。近年来，谈起以铣代磨加工淬硬钢，通常首先想到运用CBN(立方氮化硼)刀具材料，CBN其微粒硬度达HV8000~9000，其烧结体PCBN硬度可达HV4000~5000，耐热性高达1400~1500℃，在8

3、00℃时其硬度仍高于陶瓷与硬质合金的常温硬度，故能够以硬质合金3~5倍的切削速度进行切削，其化学稳定性很高，在1200~1300℃高温下它不与铁系材料发生化学反应，在2000℃才与碳发生反应。切削时与各种工件材料的粘结，高温时的扩散作用也比硬质合金少得多，因此特别适于加工钢铁材料。其导热性为硬质合金的20倍，仅次于金刚石，且导热性随温度的提高而增强。它与不同材料的摩擦系数仅为0.1~0.3(硬质合金为0.4~0.6)，并且随着切削速度的提高，摩擦系数还会进一步下降。例CBN材料的球头立铣刀球头半径为1mm，颈长为5mm，铣削HRC60

4、的SKC模具钢可以达20000r/min，1700mm/min的进给量，0.05的背吃刀量，切削800m后刀面仅磨损了0.03mm，若背吃刀量提高到0.1mm，也就是在较高的负荷下，切削了400m后刀面的磨损高度也仅为0.022mm。在切削淬硬模具钢时，若选择CBN材料，虽价格贵但因切削速度高，可以缩短加工时间，延长刀具使用寿命，提高产品质量，因此具有更好的经济性。划分加工工序模具加工工艺路线按工序性质不同，可划分成如下几个阶段;①粗加工：其主要任务是切除大部分加工余量;②半精加工：使主要表面消除粗加工留下的误差，达到一定的精度，留精

5、加工余量，为精加工做准备。③精加工：使各主要表面达到图纸技术要求。④光整加工：有更高精度和表面质量要求时可设之。划分加工阶段是因为;①粗加工、半精加工时切削余量大，切削力、热、功率消耗大，工件刀具机床受力、受热有一定的内应力和变形存在，不可能达到高的加工精度和光洁度。若有后续的精加工等应逐步减少切削用量，修正消除工件误差及毛坯留下的复映误差。画分工序后，各阶段的时间间隔有利于工件消除内应力，使变形充分，以便在后续工序中得以修正。②划分加工阶段便于合理使用机床，使用不同功能的刀具，如大型模具粗加工尽量使用可转位刀片，特别是带圆形刀片的立

6、铣刀，圆形刀片可在各个方向上切削，切削轨迹间过渡平滑，为半精加工留下小而较均匀的加工余量，圆形刀片比任何带角刀片的刀头强度都大，可承受大的切削负荷而不损伤。圆形刀片各点主偏角由0°~90°，切削负荷逐渐增大，可在各个方向和各种表面上加工，可转位次数多，经济性好。带可转位刀片的立铣刀一般精度不够高，其精度较高的可用它进行半精加工。精加工阶段可换用精度高的整体立铣刀，在加工中心上加工直接达到精密级要求，而免除了磨削。③便于热处理、中间检查等工序插入。使各工序各表面加工余量均等，即使得每个工序加工前后与模具最终形状尽可能相似，均布的余量可保

7、证加工过程高效且安全稳定，刀刃上切削力、热负荷变动少，寿命就可能提高，有利于实现无人加工，使机床负载恒定，并有利实现高速切削。模具的凹凸模的仿形加工通常用等高线加工和扫描线加工两法，等高线加工即沿模具形状一定高度的轮廓周缘仿形切削，扫描线加工则是沿模具垂直截面形状不同高度上下起伏切削。等高线法刀具路径、切削负荷和方向变化小，更易保证余量均匀，维持恒定切削速度，背向和侧刀吃刀量。以上各项变化少，就减少了刀具损伤，提高了它的寿命。在淬硬钢加工与高速铣削时，尤应采用此法。而扫描线仿形加工时，刀具不断进入退出，反复地顺铣逆铣，刀刃上热应力变化

8、，负荷变化急剧，刀具易损，加工表面质量也较差。高速切削运用及其注意事项高速切削并不一定是高转速，应尽量使用大直径立铣刀。刚性提高后，切削速度也不会降低，进给量可以提高，效率也可以提高。当背吃刀量ap小时，高速切削时要注意