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          简单介绍 慈溪精密模具工艺流程

          发布日期:2017/3/18 14:46:49




          1,模具生产流程的简单的介绍;ESI(Earlier SupplierEvolvement 供应商早期参与):此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨,主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求,同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力,产品的工艺性能,从而做出更合理的设计。
          2,工艺流程:
          报价(Quotation):包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具的交货期。(更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)订单(Purchase Order):客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。
          模具生产计划及排工安排(Production Planning and ScheduleArrangement):此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。模具设计(Design):可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等.采购材料,模具加工(Machining):所涉及的工序大致有车、锣(铣)、热处理、磨、电脑锣(CNC)、电火花(EDM)、线切割(WEDM)、坐标磨(JIG GRINGING)、激光刻字、抛光等。模具装配(Assembly)模具试模(Trial Run)样板评估报告(SER)样板评估报告批核(SER Approval)
          3,流程简介:
          3.1.1 CNC备料

          CNC加工工艺流程安排
          1、底面加工,加工量保证;
          2、铸件毛坯基准找正,2D、3D型面余量检查;
          3、2D、3D型面粗加工,非安装非工作平面加工(包括安全平台面、缓冲器安装面、压板平面、侧基准面);
          4、半精加工前,侧基准面的找正确保精度;
          5、半精加工2D、3D型面,精加工各类安装工作面(包括限位块安装面及接触面、镶块安装面及靠背面、冲头安装面、废料切刀安装面及靠背面、弹簧安装面及接触面、各类行程限制工作面、斜楔安装面及靠背面),半精加工各类导向面、导向孔,留余量精加工工艺基准孔及高度基准面,并记录数据;
          6、检验复查加工精度;
          7、钳工镶作工序;
          8、精加工前,工艺基准孔基准面找正,镶块余量检查;
          9、精加工型面2D、3D,侧冲型面及孔位,精加工工艺基准孔及高度基准,精加工导向面及导向孔;
          10、检验复查加工精度。
          3.1.2 真空热处理

          热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。
          加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
          金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或?;て罩?、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行?;ぜ尤?。
          加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。

          冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬
          3.1.3 平面大水磨

          大水磨加工常见的问题:
          (1)精密大水磨加工钢铁铸件和能够处理热量的心轴,任何一台用来打磨大型部件的机器首要的设计就是大型的钢铁铸件和一根能够处理热量的心轴。在机器成型、增强硬度和降低热量等方面,钢铁铸件仍然是最稳定的材料。
          至于心轴,则必须采用内部技术来进行冷却,以确保心轴不会自燃或者由于高温产生误差。
          为了使大型模具的表面达到最好的质量要求,需要一台机器和工具来大幅度减少二次放电加工和手工抛光的时间。加工大型模具通常都需要几天的时间,由于在加工的时候,外部条件会发生变化,要达到必要的精确度,就必须考虑到这些变化。一台不是用来切割大型模具的机器在室温10摄氏度的情况下会改变6度机器圆柱的温度,也会导致轴心角平面发生0.070mm的改变。
          (2)热量稳定技术 ,从另一个方面来说,如果精密大水磨加工应用了热量稳定技术,相同的环境变化会导致3度柱体的温度变化,或者轴心角平面改变0.030mm。然而,机器的设计以包括了环境热量影响,避免外部空气影响部件的加工。如果选择的机器是热量恒定的,就会减少配料混合的难题,从而减少手工抛光的需要。
          (3)速度, 需要考虑的第二个特性就是速度。轴心的转速应该至少20,000rpm,金属更新的速度应该至少为30ipm.。例如,一台大型模具的加工中心的切割速率应为787ipm。
          (4)精确度 如果精密大水磨加工想要在同一台机器上完成大型模具的抛光和毛坯加工,精确度是很重要的。选择的加工中心必须能够进行类似的精确定位和小型机器的可重复性。
          3.1.4 细孔放电:


          细孔放电加工机床
          产品介绍
          细孔放电加工机床又叫电火花高速穿孔机,电火花小孔机,电火花打孔机。适用于加工不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等各种导电材料;加工孔径∮0.3-∮3.0mm,最大深径比能达200:1以上;加工速度每分钟最大可达成20-60mm;直接从斜面、曲面穿入直接使用自来水为工作液;工作台X、Y轴配有数显装置;工作台面采用精密花岗石,工作台X、Y轴配有数显装置;具有靠边定位功能??裳∽癦轴深度控制功能??筛菘突б蠖ㄖ苹驳母飨罟娓?。
          3.1.5 CNC精密线切割:

          根据电极丝的运行速度不同,电火花线切割机床通常分为两类:一类是慢走丝(也叫低速走丝电火花线切割机床)电极丝作低速单向运动,一般走丝速度低于0.2mm/s,精度达0.001mm级,表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用,工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好。而且采用先进的电源技术,实现了高速加工,最大生产率可达350mm2/min
          由于慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式,即线电极在运动过程中完成加工,因此即使线电极发生损耗,也能连续地予以补充,故能提高零件加工精度。慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通??纱锏絉a=0.8μm及以上,且慢走丝线切割机的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝线切割机好很多,所以在加工高精度零件时,慢走丝线切割机得到了广泛应用

          精度提高
          1.2 切割精度日益提高
          (1)多次切割技术
          多次切割技术是提高低速走丝电火花线切割加工精度及表面质量的根本手段。它是设计制造技术、数控技术、智能化技术、脉冲电源技术、精密传动及控制技术的科学整合。一般是通过一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面质量。原来为达到高质量的表面,多次切割的次数需高达7~9次,如今只需3~4 次。
          (2)拐角加工技术不断优化完善
          由于在切割拐角时电极丝的滞后,会造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度,研究人员采取了更多的动态拐角处理策略。如:改变走丝路径;改变加工速度(薄板);自动调节水压;控制加工能量等。
          通过采用综合的拐角控制策略,粗加工时角部形状误差减少70%,可一次切割达5靘的配合 精度。
          (3)采用提高平直度的技术
          高精度精加工回路都是提高平直度的技术,被认为对厚件加工意义重大。
          (4)机床结构更加精密
          为了保证高精度的加工,采用了许多技术措施来提高主机精度:①控制温度。采用水温冷却装置,使机床内部温度与水温相同,减小了机床的热变形。②采用直线电机。响应度高,精密定位可实现0.1μm当量的控制,进给无振动,无噪音,提高放电频率,保持稳定放电,两次切割Ry5 μm。③采用陶瓷、聚合物人造花岗岩制件,其热惯性比铸铁大25倍,降低温度变化对切割精度的影响。④采用固定工作台、立柱移动结构,提高工作台承重,不受浸水加工和工件重量变化的影响。⑤采用浸入式加工,降低工件热变形。⑥电机伺服,闭环电极丝张力控制。⑦高精度对刀:采用电压调制对刀电源。对刀精度可达±0.005 mm,不损伤工件,不论干湿。
          (5)细丝切割
          为了进行小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工,各制造企业都花大力气进行细丝切割技术的研究。世界主要电加工机的制造企业都可以采用0.02~0.03 mm的电极丝进行切割。
          效率提高
          1.3 加工效率明显提高
          (1)最高加工效率
          由于ns级大峰值电流脉冲电源技术及检测、控制、抗干扰技术的发展,低速走丝电火花线切割机的加工效率也在不断提高。苏州三光机床使用标准电极丝时,加工效率为 350 mm2/min。
          (2)较大厚度工件的加工效率
          日本三菱电机公司FA-V系列机床在切割300 mm厚的工件时,加工效率可达170 mm2/min。这是很有实际意义的技术提升。
          (3)厚度变化工件的加工效率
          自动检测加工件的厚度,自动调整加工参数,防止断丝,达到该状态的最高加工效率。
          2 低速走丝电火花线切割机开发生产情况
          台湾制造
          2.2 台湾制造的低速走丝电火花线切割机
          台湾的低速走丝电火花线切割机起步虽然较晚,但这几年来发展迅速。其关键的一个举措就是由若干家电加工机床制造企业共同出资,在有关部门一定限度的支持下,由台湾工业技术 研究院投入大量的人力、物力做关键技术的开发。经过10多年的攻关,在控制系统及电源等关键技术上取得了突破。
          台湾各企业制造的低速走丝电火花线切割机应属中档机的范围,销售价一般在50~60万元/台。这些机床一般都采用无电阻防电解电源具有锥度切割、浸入式加工等功能,庆鸿、徕通两家公司已掌握自动穿丝技术。
          台湾低速走丝电火花线切割机的最高加工效率在200 mm2/min左右,实用加工效率为100~ 120 mm2/min,切割表面粗糙度为Ra 0.5~0.8μm。一般认为台湾机的切割精度应在±0.005 mm左右。
          2004年国内销售
          3.1 2004年国内低速走丝电火花线切割机的销售情况
          2004年在中国大陆生产销售的低速走丝电火花线切割机约1 000台,总计约6亿元。
          据初步统计,2004年我国进口低速走丝电火花线切割机约824台。
          台湾2003年约生产600台低速走丝电火花线切割机,2004年估计在800台左右。据业内人士分析,约有40%在中国大陆销售,2004年预计为300余台。
          估计2004年中国大陆的低速走丝电火花线切割机的总销售量在1 800台左右,销售额在15亿元 左右。
          市场走势分析
          低速走丝电火花线切割机的增长速度相当快,如果依此种势头发展,估计未来5年中国大陆的低速走丝电火花线切割机市场可达3 000~4 500台/年,相当于高速走丝电火花线切割机总量的10%,但二者的销售额却可以相当,甚至低速走丝机的销售额会超过高速走丝机。
          低速走丝电火花线切割机的高速发展,除了与中国经济的快速增长密不可分之外,还有其特定的因素:
          (1)低速走丝电火花线切割机优异的加工性能具有不可替代性,找不到别的加工技术可以与之竞争。
          (2)低速走丝电火花线切割机主要应用领域是模具和航天航空制造业。我国模具制造企业有2万余家,模具制造业的年增长率都在20%左右,是我国GDP增长率的3倍。我国的航天航空制造业的高速发展也是有目共睹,国家的投资力度很大。
          (3)在过去相当长的一段时间里,许多企业不把低速走丝电火花线切割加工作为精密模具的最终加工手段,往往在模具型腔用低速走丝切割后,再用各种磨削的手段进行最终加工,这主要是由于当时低速走丝电火花线切割技术在加工表面质量、加工精度等方面还不能满足精密、长寿命模具的制造要求。但近年来,低速走丝电火花线切割加工技术发展迅速,各方面的加工性能指标都得到了明显的改善和提高,已被越来越广泛地作为最终加工手段,“以割代磨”的趋势越来越明显。
          (4)我国的高速走丝电火花线切割机据估计年产量已超过4万台,但由于模具制造精度及表面质量要求的不断提高,高速走丝线切割机已不能适应精密模具的制造要求,其市场必定会让出一块给低速走丝电火花线切割机。
          市场前景
          3.4 低速走丝电火花线切割机的技术含量高、市场前景好,可以获得较高的回报,是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。也可以说,谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术,谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。
          低速走丝电火花线切割机也很有可能是电加工行业最后一块也是最大的一块蛋糕。面对瑞士、日本、台湾品牌的强力竞争,国产低速走丝电火花线切割机的前景的确是?;刂?。
          3.1.6 数控电火花


          放电模具图展:


          3.1.7 JG坐标磨:


          “摩尔”座标磨床是高精度磨削设备,其 I工性能、
          加工精度大大高于一般的座标磨床,采用了先进的定位编码器,借助-于计算机控制,定
          位精度可达微米级。加工指令程序化,使之能连贯地完成一系列加工。独创的插磨式磨
          削可大 .:提高被加工工件 表面质量及磨削效率,可用于加工园柱孔、园锥 孔、园弧
          面、台阶面等等,槭便于加二T:高精度零件,特别.模具制造中复杂的级进模零部件 因
          此,合理地为其配置附属没备,科学地制定加工规准及使用方法,对充分发挥其作用是
          十分必要的。
          一 、 配置附属设备
          1、动力源
          “摩尔”磨床多数运动均需压缩空气驱动,气星、气压要求较大,一般应采用单独
          供气气源,以保证机床在稳定的气压下工作;同时,由于压缩空气通过主轴及床内许多
          精密部件,因此,对气体的质量要求较高,必须严格滤去水气及杂质,确?;簿懿?br /> 受损害。
          由于整机均由计算矾控制,电源电压必须稳定,即耍配置大于五十瓦的三相交流稳
          压器,以避免电压波动损坏电气线路及损失计算机存贮的数据、程序。
          2、量具及检查 .
          在安放工 时要找正,测量中必须有高精度的置具;如微米级 的块规、塞规、千
          分表等等。被加工工 -的座标检查,只能在三座标测量仪上进行,一般的检测仪器无法
          完成,因为其本身精度低于磨床的定位精度,一般来说,位置精度可由机床本身精度保
          证。
          另外还需要许多常用配置及要求,在此就不细叙_『。
          二、加工规准
          1、转速 ·
          机床附带的风动磨头有4万转./分、6万转/分、17。5万转/分,三种。要求较高的
          磨削表面质量,砂轮线速度应相应提童,由公式n=v./ d可以看出要保持一定的砂轮
          线速度、r,转速1"1与砂轮直径d成反 匕。当然; 际加工中,还需根据加1二性质、孔径大
          。小、材料,以及主轴往复运动快慢等 素进行调整。
          2、砂轮直径
          砂轮直径主要根据被加工孔径来选择,
          (1)孔径<5men时,应尽可能选择较大直径的砂轮。
          (2)孔径>20ram时,砂轮直径宜选为孔径的1/2~2/3。
          ,
          (3)介于5"-'20mm之间的孔径,砂轮可选为孔径的1/2--'4/5。
          (4)非孔磨削时,如底磨、卷磨等,可选用较大直径的砂轮。
          .-
          5、进给量
          进给景的选择十分重要。进给量小了 加工效率低,选择大了,会增加砂轮径向压
          力、轴柄弯曲,这样不仅影响加工质量,还会造成砂棒弯曲,甚至甩出,损伤机床精
          度,并可能产生危险 因此必须合理选择进给量。
          一 般磨削时,。进给量应不大于l0微米,砂轮 径较 时,进给量可略大,而用较细
          砂轮磨削时,进给量应控制在几个微米内。此外,进给 的选择应随砂轮种类、加工材
          质及表面质量的不同而有所改变。例如,用琥珀立方氮化硼粗磨削对,进给量可 大到
          0.3~ 0.5m埘。
          4、砂轮及其校验
          树脂砂轮由于其可修整性,可用于光洁度要求较高的工件终磨中。
          琥珀立方氮化硼砂轮是通过电镀附着制成的,可用于大进给量的粗加工中,且寿命
          很长。
          立方碳化硼和金钢石电镀砂轮则可用于各种粗精力¨工中,并可选用较高转速,如采
          用17.5万转/分的磨头。由于这种砂轮不能被修整,使用时必须注意检查轮轴径向跳
          动,一般在安装后用千分表检测。用于转动主轴,轮轴径跳应小于7.6微米。过大 的径
          跳,在使用时会引起不平衡,离心力会使砂棒甩出、弯曲或折断。因此使用时,应尽可
          能使砂棒心轴置于夹头内,并尽可能选用较大直径的砂轮。
          兰、定位找正
          由于此机床精度极高,为保证高精度的加工质量,必须尽量采取科学.方便的定位
          找正方法,才能充分发挥机床的优良性能。
          I、块规法
          在安装或加工工件过程中,经常需测定某一点的座标,进而求知工件的形位尺寸。
          我们可以在工作台上选择一处不常用的部位固定一块高精度的块规A,用安装在主
          轴t的千分表反复找正,确使 ,13面分别平行于Y车由、X轴,用另一块规B紧靠于13
          面反复旋转主轴180。,使千分表存A.B块规B面的示数相等。这样,讨算‘机显示屏X
          座标便是13面的X轴座标。圊理,可求出 面的Y轴座标,并将X、Y值存入计算机中。
          若想知道工件C上r面的X座标,可将机床主轴定位于存贮的座标位置,将主轴上
          的千分表触 靠于13面,记下千分表示效P;再将主轴移至r面附近,将千分表触头靠于
          r面;调整主轴X位置,使千分表示数仍为P,则此时计算机显示屏X座棕示数即为r面
          的X座标。同理,可求得工件上其它面的座标。进而可算出工r牛上备元素的形位尺寸。
          2、 轴
          对于工件 l二有孔的找正测量,可{}{助于心轴,在工{,}:A的孔a中插入芯轴,然后将

          装在主轴上的千分表触头靠在芯轴上,开启主轴旋转开关,使主轴带动触头同绕芯轴旋
          转。调整主轴位置,使得千分表旋转时示数不变,此时计算机显示屏座标系数 即为a:lL
          的座标,同样也可测出其它孔的座标。这样,便可求出各孔之间及孔与各边之间的位置
          关系。当然,对于较大孔径,也可直接在孔内壁上进行找正测量,而不必借助于芯轴。
          以上不过是两种定位找正方法,实际加工操作中,还可利用旋转工作台,网镜等许
          多手段进行定位找正。
          3.1.8 模具检测
          3.1.9 模具装配,试模,试样,样品评估
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