在現(xiàn)代制造業(yè)中,精密模具的制造不僅需要高超的設(shè)計,還離不開先進的設(shè)備和創(chuàng)新技術(shù)。本文將帶您了解精密模具工廠的七大主流加工技術(shù),每一項技術(shù)都在不斷提升模具制造的精度和效率。不管您是行業(yè)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(shù)如何為模具制造提供強大的驅(qū)動力。

01

銑削加工

銑削技術(shù)的進步是塑膠模具制造行業(yè)迅猛發(fā)展的關(guān)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(shù),銑削使得復(fù)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(shù)。

高速銑削加工采用小徑銑刀,配合高轉(zhuǎn)速與小周期進給量,使得生產(chǎn)效率顯著提高,加工精度可穩(wěn)定在5μm以內(nèi)。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(shù)在銑削中的應(yīng)用,使得加工復(fù)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(lián)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(diào)整的需求,大幅提升了加工效率和表面質(zhì)量。這種技術(shù)特別適用于復(fù)雜模具的制造,能夠一次性完成復(fù)雜幾何形狀的加工,顯著優(yōu)化了生產(chǎn)流程,降低了后續(xù)處理的工作量。

全球領(lǐng)先的銑削設(shè)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(shè)備在精密模具加工中發(fā)揮了重要作用,確保了高質(zhì)量與高效率的生產(chǎn)。

02慢走絲線割加工

慢走絲線割加工技術(shù)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(shè)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(shù)進步使得慢走絲線割加工在模具制造中廣泛應(yīng)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(chǎn)的慢走絲線割設(shè)備,以其卓越的性能和穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)。

03電火花加工

電火花加工(EDM)是處理模具復(fù)雜形狀、窄縫、深腔等部位的理想選擇。當(dāng)傳統(tǒng)切削工具無法接觸到復(fù)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(yōu)勢。尤其是對于某些高技術(shù)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(shù)的進步對電火花加工帶來了一定的挑戰(zhàn),但二者的結(jié)合也推動了電火花加工技術(shù)的進一步發(fā)展。例如,使用高速銑削制造電極,不僅減少了電極的數(shù)量,還提高了生產(chǎn)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(shè)備可以實現(xiàn)鏡面電火花加工(Ra<0.1μm),并可實現(xiàn)5μm的清角水平。此類設(shè)備在微細(xì)零件的加工中,如連接器、IC模具等,發(fā)揮了重要作用,確保了高精度和高質(zhì)量的加工結(jié)果。

全球知名的電火花加工設(shè)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(chǎn)品在精密模具加工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)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(guān)鍵設(shè)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(nèi)外圓磨床和坐標(biāo)磨床(PG光學(xué)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(xiàn)代平面磨床技術(shù)的發(fā)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(nèi)。國內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)外圓磨床憑借其高精度、高穩(wěn)定性,成為中型單一部件和批量工件磨削的理想選擇。

光學(xué)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(xué)投影技術(shù),可精確加工鎢鋼件、硬質(zhì)合金件等高硬度材料。瑞士HAUSER、美國MOORE、日本AMADA等品牌的光學(xué)曲線磨床,以其高精度和復(fù)雜形狀加工能力,在模具制造中占據(jù)了重要地位。

05車削加工

車削加工主要用于加工各種回轉(zhuǎn)體零件。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體形狀通過編程變得更易實現(xiàn),數(shù)控車床可以自動更換刀具,大幅提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)控車床的加工精度和制造技術(shù)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(shù)控車床廣泛用于加工模具中的圓形鑲件、定位環(huán)等零件,特別是在筆模、瓶口模具中應(yīng)用尤為廣泛。

此外,先進的數(shù)控車床功能已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的“車削”范圍,拓展為車銑復(fù)合一體機床。通過一臺設(shè)備完成復(fù)雜、多工序零件的全部加工,顯著提升了生產(chǎn)效率和精度。

全球領(lǐng)先的數(shù)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(shè)備在模具制造中廣泛應(yīng)用,支持了高效精密的加工需求。

06測量技術(shù)

測量在模具制造的各個階段都扮演著重要角色,從模具設(shè)計初期的數(shù)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(fù),精密測量設(shè)備確保了模具的質(zhì)量和精度。

三坐標(biāo)測量機是檢驗工件精度的主要工具,通過采集空間點坐標(biāo)和計算,三坐標(biāo)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(biāo),并將結(jié)果實時反饋給設(shè)計和生產(chǎn)部門,幫助改進產(chǎn)品設(shè)計或生產(chǎn)流程。三坐標(biāo)測量有時也用于逆向工程設(shè)計。

影像測量儀則利用影像測頭采集工件的影像,通過數(shù)位圖像處理技術(shù)提取工件表面的坐標(biāo)點,再利用坐標(biāo)變換和數(shù)據(jù)處理技術(shù)計算出被測工件的實際尺寸、形狀和位置關(guān)系,適用于復(fù)雜工件的精密測量。

知名的測量設(shè)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(chǎn)品在全球模具制造業(yè)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(tǒng)與自動化

模具制造通常涉及多道工藝,零件在不同設(shè)備上的裝夾與校正耗時較多,導(dǎo)致機床閑置,降低了生產(chǎn)效率。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),快速裝夾定位系統(tǒng)就能發(fā)揮顯著的作用,通過精確的基準(zhǔn)實現(xiàn)了銑削、車削、測量和電火花加工的統(tǒng)一基準(zhǔn)互換,使得電極的裝夾與找正時間縮短至一分鐘左右,重復(fù)定位精度控制在3μm以內(nèi),大幅度提高了設(shè)備的利用率。

快速裝夾定位系統(tǒng)為自動化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)代化模具車間通過配備機器人與柔性系統(tǒng)管理軟件,形成了自動化的加工中心。這些系統(tǒng)能夠顯著縮短生產(chǎn)周期,提升生產(chǎn)效率。目前,雖然無人化的模具制造成套方案在一些復(fù)雜模具制造中尚未得到廣泛應(yīng)用,但自動化已成為模具制造行業(yè)的發(fā)展趨勢。

領(lǐng)先的快速裝夾定位系統(tǒng)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(tǒng)在全球精密模具制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)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(shù),是確保精密模具制造生產(chǎn)效率、高質(zhì)量和高精度加工結(jié)果的關(guān)鍵。這些技術(shù)和設(shè)備的不斷創(chuàng)新,將推動模具制造行業(yè)的發(fā)展,為制造業(yè)帶來更多的可能性。