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    冲压模具型面和修边刃口的精细化加工

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-09 18:38:21    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:610
    导读

    内容摘要:随着我们国家模具制造工业的飞速发展,特别是轿车工业的带动,轿车覆盖件模具的发展也进入了一个新的阶段,这个新阶段的含义有两个:第一,作为轿车模具的质量要求越来越高。第二,汽车行业的竞争决定着模具开发周期也越来越短。  型面加工  按

    随着我国模具制造业的快速发展,特别是在汽车工业的带动下,汽车覆盖件模具的发展进入了一个新的阶段。这个新阶段有两层含义:一是作为汽车模具的质量要求越来越高。其次,汽车行业的竞争决定了模具开发周期越来越短。按照传统的冲压模具制造方法,型材加工是:粗加工半精加工清根。装配后,钳工一般用砂轮机打磨,然后用粗油石打磨,最后用细油石打磨。这往往会导致两个问题。一个是型材损坏的问题。通常情况下,由于磨床磨削,轮廓有0.1 ~ 0.2毫米的误差是正常的。另一方面,钳工的修理和装配周期会更长。冲模刃口的加工冲模刃口的加工一般是先加工完,余量淬火,然后钳工逐个打磨,这样装配精度和周期都无法保证。还有一些因为打磨造成的尺寸差异,经常会造成间隙不均匀,切边毛刺大。型材精加工及修边介绍精加工工艺在继承传统加工方法的基础上有了很大的改进,型材质量有了很大的提高。零件无需研配即可压制,修边间隙合格率达到75%以上。减少装配工30% ~ 40%的装配和研究时间,大幅提高质量和效率。直接成本降低到548元/标准套(一个标准的外板拉延磨削模具就是一个标准套)。表面精细化工艺路线:粗洗503354粗洗503354半精洗323354半精洗323354精洗303354精洗203354精洗203354精洗163354精洗123354精洗103354精洗103354精洗83354精洗60。加工后可以直接压制零件,不需要打磨。加工实例:工件名称:汽车门板拉延冲头。工件材料:MoCr铸铁合金。硬度:HRC28左右。主轴转速:6000转/分。切割线速度:400米/分钟。进给速度:F=4000mm毫米/分钟。每齿进给量:FZ=0.5毫米/转。切削深度:Ap=0.2mm毫米步距。=0.4mm冷却方式:干式加工刀具:戴杰镜球刀具直径:30加工时间:12小时。经过12个小时的加工,可以看到表面粗糙度很好,不需要连接刀具。刀具的磨损通过检查只有0.015mm左右的磨损,而且还很锋利。模具表面摸起来很光滑。如果用户没有打磨型材的要求,可以不打磨直接拉零件。如果用户有要求。150#油石可以直接用来推光,型材可以达到镜面所需要的效果,可以节省钳工每标准套的工时(一个门板的拉丝模就是一个标准套,30 ~ 35小时左右)。而且与数字模型相比,轮廓精度最大误差为0.06mm(推光后检查)。切边模刃口的精加工切边的间隙和尺寸精度非常重要,由于间隙不合理和尺寸精度超差造成的刃口毛刺或使用寿命短往往会影响尺寸精度。这方面工艺路线如下:粗铣修边轮廓(余量=1mm留10mm精铣修边轮廓(余量=0.3mm)R角清角(余量=0.3mm)拆卸淬火装配20超硬刀加工16清角10清角8清角(一般, 设计中没有特别要求在加工过程中要在工艺圆角处留有R4,采用此加工路线后,修边间隙合格率可达75% ~ 80%。 如果转角设计合理,完全可以达到100%,=0.8mm以上的切边模完全可以达到100%。在这方面,刀具的选择非常关键,难点是淬火后的加工,这是整个工艺的关键部分。在这方面,有几种刀具可供选择:(1)超硬刀具;(2)戴杰达杰特整体硬质合金立铣刀;(3)日立整体超硬立铣刀的超硬涂层。

    在这个例子中,我们选择了日立整体超硬端铣刀,其参数如下:转速:1500rpm进给:2500mm/min。影响超精密加工尺寸精度和表面粗糙度的因素应该说对于数控加工来说,影响加工精度的因素有很多,可以归纳为以下几类:(1)设备的几何精度和直线精度,插补性能等。(2)机床的结构和刚度对加工的影响;(3)切削过程中的热变形;(4)加工余量的大小;(5)刀具材料和切削参数的选择;(6)环境温度变化的影响;(7)夹紧、二次找正、定位等。(8)经营者的责任。设备结构对超精加工的影响。首先,设备的结构决定了设备本身的重量,设备本身的质量根据加速度能量守恒定律直接转化为设备的动态响应能力:FT=MV,也就是直观的所谓伺服控制时间。一般要控制在4毫秒以内才能满足这个要求。其次,设备的结构决定了设备的刚性,设备的刚性决定了设备的满负荷运转,包括主轴装上手柄后整个转动范围是否会振动。往往轻型铣床或活动门桥刚性不好,转速=6000 ~ 8000转/分时经常振动。这种振动在模具中表现为我们所说的橘皮现象。设备的精度也很关键。根据国家行业标准,数控测试和棒材检验的精度必须满足要求。此外,对设备的定位精度、重复定位精度、反向间隙的要求极其严格,通常P0.015/L,max0.005/L mm,侧隙 0.006 (VDI 3441标准)(Tenpure 25 4)。如果达不到这个标准,整理效果就会缩水。我厂采用了两台日本奥库玛机床来实现这一操作。刀具的磨损对轮廓和外形都有很大的影响。在加工磨损轮廓的过程中,由于在刀尖处线速度从Vc=0逐渐增大到Vc=n/1000*m,侧面磨损较大。特别是侧壁容易产生切刀。我们用的镜球刀,用对刀,17小时内磨损。

    块和三座标测量后,磨损为0.015mm。不要小看这0.015mm,它的磨损过程是分三个阶段的。  第一阶段:急剧磨损阶段,这个阶段约持续20分钟左右;  第二阶段:恒定阶段,这个阶段刀具运行平稳;  第三阶段:为缓慢磨损阶段,以上两个阶段只是一种物理方面变化,而到第三阶段时,变性的化学变化,而且随着时间推移,这种磨损是加速度的,最后恶性循环,导致表面精粗糙度下降很快,手感为锉一样感觉,通常情况下这种变化是占主要的。  ★热变形对于超精加工的影响也是很大的,热的来源主要就是切削热。  切削热一般情况下存在于三个方面,工件约占20%,铁屑约占70%,刀具约占10%。对于超精加工来说,不要小看刀具带走的10%热量,在整个装夹系统里面,10%的热量能使刀具连同装夹系统伸长约0.015~0.02mm,如果切深在0.5mm以上,这个现象会非常明显,这也就是经常发现一把刀在换完刀片后,突然感觉型面较换刀前深了。  ★材质的情况、余量大小、切削参数的选择都非常关键。  被加工材料的材质、余量大小是非常重要的。材质不同,热处理手段不同,硬度不同,让刀量就不一样。余量大了,对于型面加工来说,特别是侧面的让刀会非常严重,通常情况下,如果侧面留量达到0.5mm,侧面让刀最超码要0.06~0.08mm左右。如果侧面余量为0.2mm,侧面的让刀在0.02~0.04mm。所以说,留量的大小很关键,参数的选择也相当关键。  ★环境温度的影响也至关重要。  从数控机床的工作原理来讲,半闭环(Semi Closed loop) 和(Closed loop)的记数方式是不一样的。(Semi Closed loop)的记数器是旋转编码器或圆光栅,而(Closed loop)的编码器是线性的光栅、磁栅、球栅等。由于温度的影响,线性光栅天有一个线长系数,也就是说随温度上升或降低的澎涨或收缩,以Heidenhain线性光栅尺为例,同一温度下的误差基本为重复性误差,但在不同温度下,它的误差就会很大,如没有恒温装置的车间,温度变化10℃,其定位精度的变化就是0.0807mm~0.11mm的变化量,特别对于修边刃口的影响很大,薄板料的修边间隙一般为5%~7%*δmm,所以说,这么大的一个误差其结果肯定是不准的,解决这个问题的关键就是:首先恒温,没有条件的应尽量的将凸模或凹模时的温差控制在1~3℃以内,如果超出这个范围,其结果必然是不符合要求、不合格的。  ★操作人员的责任心也是决定精细化加工能否达到要求的关键因素。  所谓操作人员的责任心,具体包括做三基准销孔时的质量等,装夹、找正的精密度、垫铁的多少、执行加工工艺时的严谨性等、对刀时的误差。  一般垫铁的布置:垫铁数为Δ=7+(L-1.5m)/1.5m×2。  刀具的选择是修边刃口精细化加工的关键所在,在加工过程中,我们选择了如下厂家的刀具。  这几种刀具的一个普遍特点就是加工硬度高,耐磨性好,精度高,以HITACHI刀具为例,φ20刀具为6齿,螺旋升角为40°,涂层为TINAI切削时刃口硬度可加工65°以上,进给1800~2500mm/min,转速S=2500rpm,切削侧刃0.3~0.5mm,但掌握原则余量越小,效果会越好。  通过精细化加工的实施,对于提高效率、提高质量,都起到很大的促进作用,我们相信,随着新技术、新工艺、新材料、新机床的出现,无钳工化模具制造已经为期不远了。

     
    (文/标准件之家)
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