噴漆銅模在高速數(shù)控加工在模具制造中的應用：高速數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)是:高速主軸及高速進給驅(qū)動系統(tǒng)機床;高速加工刀具系統(tǒng);基于CAD/
CAM自動化數(shù)控編程[2]
。2.1 高速數(shù)控切削
主要是車削和銑削。一般高速數(shù)控切削的主軸轉(zhuǎn)速比普通數(shù)控切削轉(zhuǎn)速高1～10倍。高速數(shù)控切削的另一個內(nèi)涵是采用高的進給速度。維持切削力不變,提高轉(zhuǎn)速就能夠提高切削速度,減少切削時間;維持進給速度在普通切削水平,提高轉(zhuǎn)速就能夠減小切削力,可以加工較細或較薄的模具零件。高速主軸是高速數(shù)控切削的首要條件。目前主軸轉(zhuǎn)速可達100000轉(zhuǎn)/min,高速切削速度在5～100m/s。完全可以達到模具零件的鏡面車削和鏡面銑削。2.1.1 高速主軸有以下幾種漸變形式
采用液體靜壓軸承的高速電動主軸,主軸回轉(zhuǎn)
精度在0.2
μm以下,轉(zhuǎn)滾達到100000轉(zhuǎn)/min;還可以采用空氣靜壓軸承的高速電動主軸,主軸回轉(zhuǎn)精
度可在50nm以下,轉(zhuǎn)速可高達200000轉(zhuǎn)/min。正在開發(fā)之中。2.1.2 高速數(shù)控切削機床的結(jié)構(gòu)特征
進給驅(qū)動系統(tǒng)的高速化,即采用大導程滾珠絲杠和高速伺服電機、直線電機和精密直線導軌;進給速度可達60～120m/min;運動部件輕量化和伺服進給控制精密化;已研制出三、四、五軸聯(lián)動高速數(shù)控切削機床�？杉庸碗s型面的模具。2.1.3 高速數(shù)控切削刀具系統(tǒng)
刀具材料有鍍膜的和未鍍膜的硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、氧化鋁基和氧化硅基陶瓷、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼等,適合于高速數(shù)控加工;刀柄結(jié)構(gòu)要求具有很高的幾何精度和裝夾重復精度、很高的裝夾剛度和高速運轉(zhuǎn)時的完全可靠性;安裝刀具的模塊化要求有典型的HSK型刀柄及其連接結(jié)構(gòu)、液壓膨脹夾頭、TRIBOS力脹套夾頭等。2.2 高速數(shù)控磨削
高速主軸要求具有高速動平衡,可采用機電動平衡系統(tǒng)或電液動平衡系統(tǒng);高速數(shù)控磨床結(jié)構(gòu)要求組合多種磨削功能,具有高動態(tài)精度、高抗振、高穩(wěn)定性、高自動化和高可靠性;高速數(shù)控磨削砂輪要求整體具有很高的機械強度,高速時完全可靠,外觀鋒利,結(jié)合劑必須具有很高的結(jié)合強度和耐磨性以減少砂輪的磨損,高速砂輪采用等強度來設計優(yōu)化結(jié)構(gòu)和形狀;冷卻系統(tǒng)要求冷卻液具有較高的熱容量和熱傳導率以提高冷卻效率,有良好的過濾性、良好的防腐性和高附著力,有較高的穩(wěn)定性,不起泡,易于清洗,有利于環(huán)境保護。2.3 基于CAD/CAM自動化數(shù)控編程
高速數(shù)控加工作為模具加工的前沿技術(shù),關(guān)鍵技術(shù)之一就是采用先進的CAD/CAM集成設計和制造系統(tǒng),進行圖形交互的自動數(shù)控編程,這種方法速度快、精度高、直觀、使用簡便和便于檢查。
3 模具制造的發(fā)展要面向先進制造的
特種加工技術(shù)
面向先進制造的特種加工技術(shù)是在傳統(tǒng)的特種加工技術(shù)與材料技術(shù)、控制技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)緊密結(jié)合的基礎上,隨著快速響應市場需求而逐步發(fā)展起來的。
3.1基于分步制造思想,利用簡單工具實現(xiàn)三維成
型加工的去除型特種加工技術(shù)
包括數(shù)控電火花仿銑加工技術(shù)、數(shù)控電化學銑削加工技術(shù)和數(shù)控超聲波加工技術(shù)。普通的電火花、電化學、超聲波成形加工利用形狀復制原理將工具的形狀復制到工件上。要得到一定精度的模具三維形狀,就需要制作與其形狀相同、凸凹相反的工具,并嚴格控制工作液在加工間隙中的流淌分布。為節(jié)省大量的復雜形狀工具的制造費用和時間,簡化工作液的流動控制,可采用簡單形狀的工具,依照數(shù)控銑削那樣依靠機床的成形運動來加工出復雜的模具三維型面的新型加工工藝技術(shù)。這必須解決如下幾個技術(shù)難題:實現(xiàn)加工過程的穩(wěn)定控制;具有確定的材料去除規(guī)律及工具損耗規(guī)律;實現(xiàn)工藝過程建模;研制出相應的CAD/CAM軟件。為有效地簡化問題的復雜性,將采用類似快速成形的分層制造加工模式,并嚴格控制每一層的加工余量,確保工具只有底面實現(xiàn)加工,而側(cè)面不參與加工,從而使復雜的模具三維型面加工問題轉(zhuǎn)化為一系列平面加工問題
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