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改进刀具与工艺 提升模具制造水平

改进刀具与工艺 提升模具制造水平

6 四 2011

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车冲压模具由于工作在重载、冲击条件下,因而具有很高的加工质量要求。其中,落料部分由于加工表面具有材料硬度高和抗磨损的特点,同时其加工精度对车身整体外观质量也有很大的影响。因此,该部分的加工一直是困扰加工者的技术难题之一(图1)。传统工艺下,由于刀具应用策略的不当以及刀具装夹次数过多等问题,而导致对该工件的加工时间过长,一般为10.5h左右。我公司模具应用中心的技术人员经过对该工艺的认真分析,从而提出了新的工艺方案,有效减少了空走刀行程,并且减少了一次装夹时间,最终将加工时间缩短为4h。

确定工艺改进方案

由于模具零件形状的复杂性及特殊性,在实践中,很难将其制造工艺按某种固定模式进行编制,各厂家因其设备状况、技术水平不同,所编制的工艺也完全不同,但工艺编制的原则及基本指导思想是大同小异的。如图2所示,在通常的加工过程中,制定先进的工艺方案需要经历以下过程。

1.详细了解客户需要

拜访客户是了解客户需求的主要方法,一般是通过为客户提供技术支持和在现场实践中解决疑难问题,而接触客户现有的生产工艺安排。在这样的过程中,技术人员很容易发现工艺安排中不合理或者不完善的环节,将这些信息搜集起来,并整理成《客户工艺分析报告》,为客户分析目前加工过程中的瓶颈和改进后预计达到的目标。

2.制定详细的项目规划

在客户了解到目前现有工艺中的瓶颈问题后,我们要和客户的技术人员共同研究解决问题的合理方案。因为新的加工工艺方案一定要尽量依托客户现有的生产条件,以期为客户带来最大的效益。

3.制定加工策略

在与客户技术人员讨论确定工艺改进方案后,我们将把项目带回模具应用中心,由应用工程师为改进工艺制定编程策略,由此来决定选择合适的刀具以及加工参数。

4.试验调试

将确定的加工方案进行试验,并将得到的加工结果和预期目标进行对比,由此对加工参数进行调试和优化,直至达到满意的加工效果,并生成相关书面报告。

5.实践检验

将制定好并经过应用中心验证的加工工艺方案移植到客户现场进行实际加工。由于生产条件的改变,加工过程中有时会出现一些问题,技术人员需要做进一步的调试,直至客户满意。

正确选择和使用刀具

刀具是表面切削的直接参与者,了解并熟悉刀具的加工状况是正确选择刀具的前提。在选择刀具时,除了要考虑刀具的自身因素,例如材质、涂层、槽型、长度和直径等以外,还需要充分考虑相关加工因素,例如加工材料、冷却方式、主轴刚性以及夹具稳定性等。该案例中我们使用了如图3所示的非标刀具,从而减少了一次工件装夹时间,降低了机床的非加工时间。同时又采用了我们最新的硬质合金刀具产品,大大提高了加工速度,从而大幅度降低了加工时间。

优化刀具走刀路径

在CAD/CAM集成系统中,数控加工的工艺设计决定了实际生产加工的质量和效率。而加工时刀具走刀路径的规划对工艺规程的编写和数控代码的生成都有重要影响,进而实际影响零件的加工精度、表面粗糙度和加工速度。因此,刀具路径是刀具的灵魂。使用专业的编程软件和先进的加工策略都有助于降低刀具的空走刀时间,同时使路径光滑过渡也有利于降低加工过程中加工速度的损失,从而提高加工速度,缩短加工周期。

正确选择冷却方式

随着绿色制造技术在切削加工中的应用,选用何种冷却方式更为恰当,则应根据不同的加工目的和被加工材料的特性仔细加以权衡,以获得最佳的加工效果。目前,在金属切削加工中,可供选择的冷却方式有很多种,比如切削液冷却、喷雾冷却和高压空气冷却等。本案例中,我们经过反复对比,最终选择空气油雾混合冷却的方式,不仅提高了刀具的加工参数,同时也避免了冷却液冷却使刀具激冷损害刀具寿命的不利影响,从而提高了刀具的使用寿命,降低了客户的加工成本。

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