在現代制造業中,精密模具的制造不僅需要高超的設計,還離不開先進的設備和創新技術。本文將帶您了解精密模具工廠的七大主流加工技術,每一項技術都在不斷提升模具制造的精度和效率。不管您是行業專家,還是對模具制造感興趣的讀者,這篇文章都將為您揭示這些技術如何為模具制造提供強大的驅動力。
01
銑削加工
銑削技術的進步是塑膠模具制造行業迅猛發展的關鍵因素之一。最初的普通銑床到三軸加工中心,再到如今的五軸高速銑削技術,銑削使得復雜的三維型面零件的加工成為可能。塑膠模具中的主要型腔和型面加工幾乎都依賴于銑削技術。
高速銑削加工采用小徑銑刀,配合高轉速與小周期進給量,使得生產效率顯著提高,加工精度可穩定在5μm以內。由于銑削力較低,工件熱變形減少,表面光潔度可達Ra<0.15 μm。高速銑削甚至可加工硬度高達60HRC的淬硬模具鋼件,這使得模具可以在熱處理后直接進行切削加工,簡化了制造工藝。
五軸加工技術在銑削中的應用,使得加工復雜曲面和多角度零件變得更加高效和精確。通過五個軸的聯動,刀具可以從更多角度接觸工件,減少了多次裝夾和位置調整的需求,大幅提升了加工效率和表面質量。這種技術特別適用于復雜模具的制造,能夠一次性完成復雜幾何形狀的加工,顯著優化了生產流程,降低了后續處理的工作量。
全球領先的銑削設備制造商包括瑞士GF加工方案(米克朗)、日本牧野、日本安田雅士達、日本山崎馬扎克、德國羅德斯、美國哈斯等。這些設備在精密模具加工中發揮了重要作用,確保了高質量與高效率的生產。
02慢走絲線割加工
慢走絲線割加工技術主要用于二維及三維直紋面零件的加工,尤其是在沖壓模具制造中占有重要地位。其在各類模具加工中扮演著不可替代的角色,如沖壓模的凸模、凸模固定板、凹模及卸料板的加工,注塑模的鑲件孔、頂針孔、斜頂孔、型腔清角及滑塊等加工。
慢走絲加工是一種高精度的加工方法,高端設備能夠達到小于3μm的加工精度,表面粗糙度可低至Ra0.05μm。技術進步使得慢走絲線割加工在模具制造中廣泛應用。
瑞士GF加工方案(阿奇夏米爾)、日本西部、日本三菱和日本沙迪克等公司生產的慢走絲線割設備,以其卓越的性能和穩定性,廣泛應用于模具制造業。
03電火花加工
電火花加工(EDM)是處理模具復雜形狀、窄縫、深腔等部位的理想選擇。當傳統切削工具無法接觸到復雜表面,或在長徑比特別高的情況下,電火花加工顯示出獨特的優勢。尤其是對于某些高技術要求的零件,通過銑削電極并進行放電加工,可以顯著提高加工成功率。
盡管高速銑削技術的進步對電火花加工帶來了一定的挑戰,但二者的結合也推動了電火花加工技術的進一步發展。例如,使用高速銑削制造電極,不僅減少了電極的數量,還提高了生產效率與電極的精度,從而進一步提升了電火花加工的精度。
先進的電火花加工設備可以實現鏡面電火花加工(Ra<0.1μm),并可實現5μm的清角水平。此類設備在微細零件的加工中,如連接器、IC模具等,發揮了重要作用,確保了高精度和高質量的加工結果。
全球知名的電火花加工設備制造商包括瑞士GF加工方案(阿奇夏米爾)、日本牧野、日本沙迪克、日本三菱等,他們的產品在精密模具加工領域具有廣泛的應用和良好的聲譽。
04磨床加工
磨床是模具制造中對零件表面進行精加工的關鍵設備,尤其適用于淬硬工件的加工。磨床主要分為平面磨床、萬能內外圓磨床和坐標磨床(PG光學曲線磨床)。
平面磨床廣泛用于加工小尺寸的模具零件,如精密鑲件、模仁和滑塊等?,F代平面磨床技術的發展,使得砂輪線速度和工作臺運動速度大幅提升,精度也進一步提高,最小垂直進給量可達0.1μm,表面粗糙度可低至Ra<0.05μm,加工精度可控制在1μm以內。國內精密模具廠大多使用日本的平面磨床,例如日本岡本磨床。
對于回轉體零件,尤其是高精度、光潔度要求高的零件,如瓶胚注塑模具的哈夫鑲塊,使用外圓磨床進行加工更為合適。瑞士斯圖特萬能內外圓磨床憑借其高精度、高穩定性,成為中型單一部件和批量工件磨削的理想選擇。
光學曲線磨床適用于高精度孔距和各種輪廓形狀的加工。通過光學投影技術,可精確加工鎢鋼件、硬質合金件等高硬度材料。瑞士HAUSER、美國MOORE、日本AMADA等品牌的光學曲線磨床,以其高精度和復雜形狀加工能力,在模具制造中占據了重要地位。
05車削加工
車削加工主要用于加工各種回轉體零件。隨著數控技術的發展,復雜的回轉體形狀通過編程變得更易實現,數控車床可以自動更換刀具,大幅提高了生產效率。
數控車床的加工精度和制造技術日益完善,使得某些加工場景中,車床甚至可以代替磨床,成為模具制造的重要工具。數控車床廣泛用于加工模具中的圓形鑲件、定位環等零件,特別是在筆模、瓶口模具中應用尤為廣泛。
此外,先進的數控車床功能已經超越了傳統的“車削”范圍,拓展為車銑復合一體機床。通過一臺設備完成復雜、多工序零件的全部加工,顯著提升了生產效率和精度。
全球領先的數控車削機床制造商包括日本山崎馬扎克、美國哈斯等,他們的設備在模具制造中廣泛應用,支持了高效精密的加工需求。
06測量技術
測量在模具制造的各個階段都扮演著重要角色,從模具設計初期的數字化測繪,到加工過程中的精密測量,再到成品驗收和后期修復,精密測量設備確保了模具的質量和精度。
三坐標測量機是檢驗工件精度的主要工具,通過采集空間點坐標和計算,三坐標測量機能夠精確測量工件的形位公差。探針與工件表面輕微接觸,獲得測量點的坐標,并將結果實時反饋給設計和生產部門,幫助改進產品設計或生產流程。三坐標測量有時也用于逆向工程設計。
影像測量儀則利用影像測頭采集工件的影像,通過數位圖像處理技術提取工件表面的坐標點,再利用坐標變換和數據處理技術計算出被測工件的實際尺寸、形狀和位置關系,適用于復雜工件的精密測量。
知名的測量設備制造商包括德國蔡司、瑞典海克斯康、日本三豐、日本尼康等,他們的產品在全球模具制造業中享有盛譽,為高精度測量提供了可靠保障。
07快速裝夾定位系統與自動化
模具制造通常涉及多道工藝,零件在不同設備上的裝夾與校正耗時較多,導致機床閑置,降低了生產效率。為應對這一挑戰,快速裝夾定位系統就能發揮顯著的作用,通過精確的基準實現了銑削、車削、測量和電火花加工的統一基準互換,使得電極的裝夾與找正時間縮短至一分鐘左右,重復定位精度控制在3μm以內,大幅度提高了設備的利用率。
快速裝夾定位系統為自動化生產奠定了基礎。現代化模具車間通過配備機器人與柔性系統管理軟件,形成了自動化的加工中心。這些系統能夠顯著縮短生產周期,提升生產效率。目前,雖然無人化的模具制造成套方案在一些復雜模具制造中尚未得到廣泛應用,但自動化已成為模具制造行業的發展趨勢。
領先的快速裝夾定位系統制造商包括瑞士GF加工方案的System 3R夾具和瑞士EROWA夾具等,這些系統在全球精密模具制造領域被廣泛應用,推動了模具加工的自動化進程。
上述七個方面的加工技術,是確保精密模具制造生產效率、高質量和高精度加工結果的關鍵。這些技術和設備的不斷創新,將推動模具制造行業的發展,為制造業帶來更多的可能性。
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