1模具厂高速铣床现状
我们厂有一台Rambudi五轴联动的高速铣床,最大装夹刀具直径20mm,主轴功率12kw,最大进给10m/min,主轴转速1000到15000r/min,FIDIA系统,机床自动减速很好,每当曲率变化急剧时,自动减速,避免了高速时惯性对机床的损害,是比较典型的高速机床。
虽然高速铣床的转速可以达到15000转,但目前只是在准高速上运转,加工平缓铸铁零件的转速为7000到8000r/min,进给约6000mm/min,每齿进给0.3-0.4(mm/齿)左右,使用瓦尔特(瓦尔特官方网站,瓦尔特社区,瓦尔特产品一览,瓦尔特应用案例)SΦ20球刀:P3202-D20刀具材料:WXK15。根据瓦尔特提供的《切削参数》查得该刀具在8000r/min时已基本达到切削速度的上限。
2刀具切削分析
刀具的切削速度由刀具材料、被切削材料、还有刀具的参数如:前角、后角等共同决定,一旦选定了刀具,切削速度就确定了,但我们加工模具型面用的是球刀,转速恒定的情况下,刀具各点的线速度不同,刀尖速度为零,刀径处最大,汽车模具往往是复杂曲面,刀具切切削点随时在变化,所以切削速度的变化范围很大,这在很大程度上制约了汽车模具的高速加工。
目前,在个别企业高速加工参数已经用到步距0.1mm转速3万转,但对汽车模具来讲,高速加工只适合平坦的外板件加工,因为转速越高,刀具的线速度变化范围越大,而刀具允许的切削速度范围远小于这个值。解决这个问题的途径就是分片加工,将平缓区域隔离出来单独加工,为了避免刀具中心线速度为零的缺点,可以适当倾角加工。外板件比如发动机罩的拉延模,产品部分平缓,可以进行高速加工,工艺补充部分就不适合高速加工,内板件几乎除了压料面以外找不出平缓面,这里说的平缓面必须要大,如果太小会因分片太多而提刀多,刀具轨迹很短而频繁拐弯反而不利于高速加工。即便是外板件有些也分不出多少来,比如前围,外露面较少,平坦区域也就较少,拉延模凸模能分出来高速加工的区域不足20%,这20%可以提高效率30%,那么整个凸模提高效率在5%以上,象发动机罩车门等件还要高些有可以达到20%以上。如果一个零件只能分出一小片来高速加工,对整体而言不一定提高效率。