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      簡單介紹 慈溪精密模具工藝流程

      發布日期:2017/3/18 14:46:49




      1,模具生產流程的簡單的介紹;ESI(Earlier SupplierEvolvement 供應商早期參與):此階段主要是客戶與供應商之間進行的關于產品設計和模具開發等方面的技術探討,主要的目的是為了讓供應商清楚地領會到產品設計者的設計意圖及精度要求,同時也讓產品設計者更好地明白模具生產的能力,產品的工藝性能,從而做出更合理的設計。
      2,工藝流程:
      報價(Quotation):包括模具的價格、模具的壽命、周轉流程、機器要求噸數以及模具的交貨期。(更詳細的報價應該包括產品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)訂單(Purchase Order):客戶訂單、訂金的發出以及供應商訂單的接受。
      模具生產計劃及排工安排(Production Planning and ScheduleArrangement):此階段需要針對模具的交貨的具體日期向客戶作出回復。模具設計(Design):可能使用的設計軟件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等.采購材料,模具加工(Machining):所涉及的工序大致有車、鑼(銑)、熱處理、磨、電腦鑼(CNC)、電火花(EDM)、線切割(WEDM)、坐標磨(JIG GRINGING)、激光刻字、拋光等。模具裝配(Assembly)模具試模(Trial Run)樣板評估報告(SER)樣板評估報告批核(SER Approval)
      3,流程簡介:
      3.1.1 CNC備料

      CNC加工工藝流程安排
      1、底面加工,加工量保證;
      2、鑄件毛坯基準找正,2D、3D型面余量檢查;
      3、2D、3D型面粗加工,非安裝非工作平面加工(包括安全平臺面、緩沖器安裝面、壓板平面、側基準面);
      4、半精加工前,側基準面的找正確保精度;
      5、半精加工2D、3D型面,精加工各類安裝工作面(包括限位塊安裝面及接觸面、鑲塊安裝面及靠背面、沖頭安裝面、廢料切刀安裝面及靠背面、彈簧安裝面及接觸面、各類行程限制工作面、斜楔安裝面及靠背面),半精加工各類導向面、導向孔,留余量精加工工藝基準孔及高度基準面,并記錄數據;
      6、檢驗復查加工精度;
      7、鉗工鑲作工序;
      8、精加工前,工藝基準孔基準面找正,鑲塊余量檢查;
      9、精加工型面2D、3D,側沖型面及孔位,精加工工藝基準孔及高度基準,精加工導向面及導向孔;
      10、檢驗復查加工精度。
      3.1.2 真空熱處理

      熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。
      加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多,最早是采用木炭和煤作為熱源,近而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制,且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,以至浮動粒子進行間接加熱。
      金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。
      加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一,選擇和控制加熱溫度,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。

      冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬
      3.1.3 平面大水磨

      大水磨加工常見的問題:
      (1)精密大水磨加工鋼鐵鑄件和能夠處理熱量的心軸,任何一臺用來打磨大型部件的機器首要的設計就是大型的鋼鐵鑄件和一根能夠處理熱量的心軸。在機器成型、增強硬度和降低熱量等方面,鋼鐵鑄件仍然是最穩定的材料。
      至于心軸,則必須采用內部技術來進行冷卻,以確保心軸不會自燃或者由于高溫產生誤差。
      為了使大型模具的表面達到最好的質量要求,需要一臺機器和工具來大幅度減少二次放電加工和手工拋光的時間。加工大型模具通常都需要幾天的時間,由于在加工的時候,外部條件會發生變化,要達到必要的精確度,就必須考慮到這些變化。一臺不是用來切割大型模具的機器在室溫10攝氏度的情況下會改變6度機器圓柱的溫度,也會導致軸心角平面發生0.070mm的改變。
      (2)熱量穩定技術 ,從另一個方面來說,如果精密大水磨加工應用了熱量穩定技術,相同的環境變化會導致3度柱體的溫度變化,或者軸心角平面改變0.030mm。然而,機器的設計以包括了環境熱量影響,避免外部空氣影響部件的加工。如果選擇的機器是熱量恒定的,就會減少配料混合的難題,從而減少手工拋光的需要。
      (3)速度, 需要考慮的第二個特性就是速度。軸心的轉速應該至少20,000rpm,金屬更新的速度應該至少為30ipm.。例如,一臺大型模具的加工中心的切割速率應為787ipm。
      (4)精確度 如果精密大水磨加工想要在同一臺機器上完成大型模具的拋光和毛坯加工,精確度是很重要的。選擇的加工中心必須能夠進行類似的精確定位和小型機器的可重復性。
      3.1.4 細孔放電:


      細孔放電加工機床
      產品介紹
      細孔放電加工機床又叫電火花高速穿孔機,電火花小孔機,電火花打孔機。適用于加工不銹鋼、淬火鋼、硬質合金、銅、鋁等各種導電材料;加工孔徑∮0.3-∮3.0mm,最大深徑比能達200:1以上;加工速度每分鐘最大可達成20-60mm;直接從斜面、曲面穿入直接使用自來水為工作液;工作臺X、Y軸配有數顯裝置;工作臺面采用精密花崗石,工作臺X、Y軸配有數顯裝置;具有靠邊定位功能??蛇x裝Z軸深度控制功能??筛鶕蛻粢蠖ㄖ茩C床的各項規格。
      3.1.5 CNC精密線切割:

      根據電極絲的運行速度不同,電火花線切割機床通常分為兩類:一類是慢走絲(也叫低速走絲電火花線切割機床)電極絲作低速單向運動,一般走絲速度低于0.2mm/s,精度達0.001mm級,表面質量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用,工作平穩、均勻、抖動小、加工質量較好。而且采用先進的電源技術,實現了高速加工,最大生產率可達350mm2/min
      由于慢走絲線切割機是采取線電極連續供絲的方式,即線電極在運動過程中完成加工,因此即使線電極發生損耗,也能連續地予以補充,故能提高零件加工精度。慢走絲線切割機所加工的工件表面粗糙度通??蛇_到Ra=0.8μm及以上,且慢走絲線切割機的圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲線切割機好很多,所以在加工高精度零件時,慢走絲線切割機得到了廣泛應用

      精度提高
      1.2 切割精度日益提高
      (1)多次切割技術
      多次切割技術是提高低速走絲電火花線切割加工精度及表面質量的根本手段。它是設計制造技術、數控技術、智能化技術、脈沖電源技術、精密傳動及控制技術的科學整合。一般是通過一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面質量。原來為達到高質量的表面,多次切割的次數需高達7~9次,如今只需3~4 次。
      (2)拐角加工技術不斷優化完善
      由于在切割拐角時電極絲的滯后,會造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度,研究人員采取了更多的動態拐角處理策略。如:改變走絲路徑;改變加工速度(薄板);自動調節水壓;控制加工能量等。
      通過采用綜合的拐角控制策略,粗加工時角部形狀誤差減少70%,可一次切割達5靘的配合 精度。
      (3)采用提高平直度的技術
      高精度精加工回路都是提高平直度的技術,被認為對厚件加工意義重大。
      (4)機床結構更加精密
      為了保證高精度的加工,采用了許多技術措施來提高主機精度:①控制溫度。采用水溫冷卻裝置,使機床內部溫度與水溫相同,減小了機床的熱變形。②采用直線電機。響應度高,精密定位可實現0.1μm當量的控制,進給無振動,無噪音,提高放電頻率,保持穩定放電,兩次切割Ry5 μm。③采用陶瓷、聚合物人造花崗巖制件,其熱慣性比鑄鐵大25倍,降低溫度變化對切割精度的影響。④采用固定工作臺、立柱移動結構,提高工作臺承重,不受浸水加工和工件重量變化的影響。⑤采用浸入式加工,降低工件熱變形。⑥電機伺服,閉環電極絲張力控制。⑦高精度對刀:采用電壓調制對刀電源。對刀精度可達±0.005 mm,不損傷工件,不論干濕。
      (5)細絲切割
      為了進行小圓角、窄縫、窄槽及微細零件的微精加工,各制造企業都花大力氣進行細絲切割技術的研究。世界主要電加工機的制造企業都可以采用0.02~0.03 mm的電極絲進行切割。
      效率提高
      1.3 加工效率明顯提高
      (1)最高加工效率
      由于ns級大峰值電流脈沖電源技術及檢測、控制、抗干擾技術的發展,低速走絲電火花線切割機的加工效率也在不斷提高。蘇州三光機床使用標準電極絲時,加工效率為 350 mm2/min。
      (2)較大厚度工件的加工效率
      日本三菱電機公司FA-V系列機床在切割300 mm厚的工件時,加工效率可達170 mm2/min。這是很有實際意義的技術提升。
      (3)厚度變化工件的加工效率
      自動檢測加工件的厚度,自動調整加工參數,防止斷絲,達到該狀態的最高加工效率。
      2 低速走絲電火花線切割機開發生產情況
      臺灣制造
      2.2 臺灣制造的低速走絲電火花線切割機
      臺灣的低速走絲電火花線切割機起步雖然較晚,但這幾年來發展迅速。其關鍵的一個舉措就是由若干家電加工機床制造企業共同出資,在有關部門一定限度的支持下,由臺灣工業技術 研究院投入大量的人力、物力做關鍵技術的開發。經過10多年的攻關,在控制系統及電源等關鍵技術上取得了突破。
      臺灣各企業制造的低速走絲電火花線切割機應屬中檔機的范圍,銷售價一般在50~60萬元/臺。這些機床一般都采用無電阻防電解電源具有錐度切割、浸入式加工等功能,慶鴻、徠通兩家公司已掌握自動穿絲技術。
      臺灣低速走絲電火花線切割機的最高加工效率在200 mm2/min左右,實用加工效率為100~ 120 mm2/min,切割表面粗糙度為Ra 0.5~0.8μm。一般認為臺灣機的切割精度應在±0.005 mm左右。
      2004年國內銷售
      3.1 2004年國內低速走絲電火花線切割機的銷售情況
      2004年在中國大陸生產銷售的低速走絲電火花線切割機約1 000臺,總計約6億元。
      據初步統計,2004年我國進口低速走絲電火花線切割機約824臺。
      臺灣2003年約生產600臺低速走絲電火花線切割機,2004年估計在800臺左右。據業內人士分析,約有40%在中國大陸銷售,2004年預計為300余臺。
      估計2004年中國大陸的低速走絲電火花線切割機的總銷售量在1 800臺左右,銷售額在15億元 左右。
      市場走勢分析
      低速走絲電火花線切割機的增長速度相當快,如果依此種勢頭發展,估計未來5年中國大陸的低速走絲電火花線切割機市場可達3 000~4 500臺/年,相當于高速走絲電火花線切割機總量的10%,但二者的銷售額卻可以相當,甚至低速走絲機的銷售額會超過高速走絲機。
      低速走絲電火花線切割機的高速發展,除了與中國經濟的快速增長密不可分之外,還有其特定的因素:
      (1)低速走絲電火花線切割機優異的加工性能具有不可替代性,找不到別的加工技術可以與之競爭。
      (2)低速走絲電火花線切割機主要應用領域是模具和航天航空制造業。我國模具制造企業有2萬余家,模具制造業的年增長率都在20%左右,是我國GDP增長率的3倍。我國的航天航空制造業的高速發展也是有目共睹,國家的投資力度很大。
      (3)在過去相當長的一段時間里,許多企業不把低速走絲電火花線切割加工作為精密模具的最終加工手段,往往在模具型腔用低速走絲切割后,再用各種磨削的手段進行最終加工,這主要是由于當時低速走絲電火花線切割技術在加工表面質量、加工精度等方面還不能滿足精密、長壽命模具的制造要求。但近年來,低速走絲電火花線切割加工技術發展迅速,各方面的加工性能指標都得到了明顯的改善和提高,已被越來越廣泛地作為最終加工手段,“以割代磨”的趨勢越來越明顯。
      (4)我國的高速走絲電火花線切割機據估計年產量已超過4萬臺,但由于模具制造精度及表面質量要求的不斷提高,高速走絲線切割機已不能適應精密模具的制造要求,其市場必定會讓出一塊給低速走絲電火花線切割機。
      市場前景
      3.4 低速走絲電火花線切割機的技術含量高、市場前景好,可以獲得較高的回報,是電加工行業各個廠家的“必爭之地”、“戰略高地”。也可以說,誰掌握了低速走絲電火花線切割機的技術,誰就獲得了下一步企業發展壯大的機遇。
      低速走絲電火花線切割機也很有可能是電加工行業最后一塊也是最大的一塊蛋糕。面對瑞士、日本、臺灣品牌的強力競爭,國產低速走絲電火花線切割機的前景的確是危機重重。
      3.1.6 數控電火花


      放電模具圖展:


      3.1.7 JG坐標磨:


      “摩爾”座標磨床是高精度磨削設備,其 I工性能、
      加工精度大大高于一般的座標磨床,采用了先進的定位編碼器,借助-于計算機控制,定
      位精度可達微米級。加工指令程序化,使之能連貫地完成一系列加工。獨創的插磨式磨
      削可大 .:提高被加工工件 表面質量及磨削效率,可用于加工園柱孔、園錐 孔、園弧
      面、臺階面等等,槭便于加二T:高精度零件,特別.模具制造中復雜的級進模零部件 因
      此,合理地為其配置附屬沒備,科學地制定加工規準及使用方法,對充分發揮其作用是
      十分必要的。
      一 、 配置附屬設備
      1、動力源
      “摩爾”磨床多數運動均需壓縮空氣驅動,氣星、氣壓要求較大,一般應采用單獨
      供氣氣源,以保證機床在穩定的氣壓下工作;同時,由于壓縮空氣通過主軸及床內許多
      精密部件,因此,對氣體的質量要求較高,必須嚴格濾去水氣及雜質,確保機床精密不
      受損害。
      由于整機均由計算礬控制,電源電壓必須穩定,即耍配置大于五十瓦的三相交流穩
      壓器,以避免電壓波動損壞電氣線路及損失計算機存貯的數據、程序。
      2、量具及檢查 .
      在安放工 時要找正,測量中必須有高精度的置具;如微米級 的塊規、塞規、千
      分表等等。被加工工 -的座標檢查,只能在三座標測量儀上進行,一般的檢測儀器無法
      完成,因為其本身精度低于磨床的定位精度,一般來說,位置精度可由機床本身精度保
      證。
      另外還需要許多常用配置及要求,在此就不細敘_『。
      二、加工規準
      1、轉速 ·
      機床附帶的風動磨頭有4萬轉./分、6萬轉/分、17。5萬轉/分,三種。要求較高的
      磨削表面質量,砂輪線速度應相應提童,由公式n=v./ d可以看出要保持一定的砂輪
      線速度、r,轉速1"1與砂輪直徑d成反 匕。當然; 際加工中,還需根據加1二性質、孔徑大
      。小、材料,以及主軸往復運動快慢等 素進行調整。
      2、砂輪直徑
      砂輪直徑主要根據被加工孔徑來選擇,
      (1)孔徑<5men時,應盡可能選擇較大直徑的砂輪。
      (2)孔徑>20ram時,砂輪直徑宜選為孔徑的1/2~2/3。
      ,
      (3)介于5"-'20mm之間的孔徑,砂輪可選為孔徑的1/2--'4/5。
      (4)非孔磨削時,如底磨、卷磨等,可選用較大直徑的砂輪。
      .-
      5、進給量
      進給景的選擇十分重要。進給量小了 加工效率低,選擇大了,會增加砂輪徑向壓
      力、軸柄彎曲,這樣不僅影響加工質量,還會造成砂棒彎曲,甚至甩出,損傷機床精
      度,并可能產生危險 因此必須合理選擇進給量。
      一 般磨削時,。進給量應不大于l0微米,砂輪 徑較 時,進給量可略大,而用較細
      砂輪磨削時,進給量應控制在幾個微米內。此外,進給 的選擇應隨砂輪種類、加工材
      質及表面質量的不同而有所改變。例如,用琥珀立方氮化硼粗磨削對,進給量可 大到
      0.3~ 0.5m塒。
      4、砂輪及其校驗
      樹脂砂輪由于其可修整性,可用于光潔度要求較高的工件終磨中。
      琥珀立方氮化硼砂輪是通過電鍍附著制成的,可用于大進給量的粗加工中,且壽命
      很長。
      立方碳化硼和金鋼石電鍍砂輪則可用于各種粗精力¨工中,并可選用較高轉速,如采
      用17.5萬轉/分的磨頭。由于這種砂輪不能被修整,使用時必須注意檢查輪軸徑向跳
      動,一般在安裝后用千分表檢測。用于轉動主軸,輪軸徑跳應小于7.6微米。過大 的徑
      跳,在使用時會引起不平衡,離心力會使砂棒甩出、彎曲或折斷。因此使用時,應盡可
      能使砂棒心軸置于夾頭內,并盡可能選用較大直徑的砂輪。
      蘭、定位找正
      由于此機床精度極高,為保證高精度的加工質量,必須盡量采取科學.方便的定位
      找正方法,才能充分發揮機床的優良性能。
      I、塊規法
      在安裝或加工工件過程中,經常需測定某一點的座標,進而求知工件的形位尺寸。
      我們可以在工作臺上選擇一處不常用的部位固定一塊高精度的塊規A,用安裝在主
      軸t的千分表反復找正,確使 ,13面分別平行于Y車由、X軸,用另一塊規B緊靠于13
      面反復旋轉主軸180。,使千分表存A.B塊規B面的示數相等。這樣,討算‘機顯示屏X
      座標便是13面的X軸座標。圊理,可求出 面的Y軸座標,并將X、Y值存入計算機中。
      若想知道工件C上r面的X座標,可將機床主軸定位于存貯的座標位置,將主軸上
      的千分表觸 靠于13面,記下千分表示效P;再將主軸移至r面附近,將千分表觸頭靠于
      r面;調整主軸X位置,使千分表示數仍為P,則此時計算機顯示屏X座棕示數即為r面
      的X座標。同理,可求得工件上其它面的座標。進而可算出工r牛上備元素的形位尺寸。
      2、 軸
      對于工件 l二有孔的找正測量,可{}{助于心軸,在工{,}:A的孔a中插入芯軸,然后將

      裝在主軸上的千分表觸頭靠在芯軸上,開啟主軸旋轉開關,使主軸帶動觸頭同繞芯軸旋
      轉。調整主軸位置,使得千分表旋轉時示數不變,此時計算機顯示屏座標系數 即為a:lL
      的座標,同樣也可測出其它孔的座標。這樣,便可求出各孔之間及孔與各邊之間的位置
      關系。當然,對于較大孔徑,也可直接在孔內壁上進行找正測量,而不必借助于芯軸。
      以上不過是兩種定位找正方法,實際加工操作中,還可利用旋轉工作臺,網鏡等許
      多手段進行定位找正。
      3.1.8 模具檢測
      3.1.9 模具裝配,試模,試樣,樣品評估
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