模具先进制造技术

《模具先进制造技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第10章模具先进制造技术10.1模具高速切削技术高速切削技术是基于德国物理学家CarlSalomon的切削实验得到的当切削速度增大某一值时，切削温度将随着切削速度的增加而降低这一结论，找到了降低切削力的物理基础。通常把切削速度比常规切削速度高5-10倍以上的切削称为高速切削。不同材料高速切削速度范围：铝合金为1000-7000m/min，铜为900-5000m/min，钢为500-2000m/min，灰铸铁为800-3000m/min，钛合金为100-1000m/min，镍合金为50-500m/min。不同加工方式高速切削速

2、度范围：车削为700-7000m/min，铣削为200-7000m/min，钻削为100-1000m/min，铰削为20-500m/min，拉削为30-75m/min，磨削为5000-10000m/min。与之相对应的进给速度一般为2-25m/min，高的可达60-80m/min。10.1.1高速切削优越性近年来，由于高速切削加工和常规切削加工相比，在提高生产率、减少热变形和切削力以及实现高精度、高质量零件加工方面具有显著的优越性，因此，高速切削加工越来越引起人们的关注。1．材料切除率高高速切削加工比常规切削加工单位时间材料

3、切除率可提高3-6倍，因而零件加工时间通常可缩减到原来的1/3，从而提高了生产率和设备利用率。2.切削力低和常规切削加工相比，高速切削力至少降低30%，这对于加工刚性较差的零件来说，可减少加工的变形，提高加工精度。同时，按高速切削单位功率比，材料切除率可提高40%以上，有利于延长刀具使用寿命，通常刀具耐用度可提高约70%。3.减少热变形高速切削加工过程，95%以上的切削过程所产生的热量将被切屑带离工件，工件集聚热量极少，零件不会由于温度导致翘曲或膨胀变形。因此，高速切削特别适合于加工容易发生热变形的零件。4.实现高精度加工应

4、用高主轴转速、高进给速度的高速切削加工，其激振频率特别高，已远远超出机床-工件-刀具系统的固有频率范围，使加工过程平稳、振动较小，可实现高精度、低粗糙加工。5.增加机床结构稳定性高速切削加工由于温升和单位切削力小，增加了机床结构稳定性，有利于提高加工精度和表面质量。6.良好的技术经济效益10.1.2高速切削的工业应用在航空工业部门，现代飞机都采用整体制造加工技术，要通过切削加工出高精度、232高质量的铝合金或钛合金构件。美国、德国、法国、英国的许多飞机及发动机制造厂已经采用高速切削加工来制造航空零部件产品。英国EHV公司采用

5、日本松浦公司制造的MC-800VDC-EX4高速切削加工机床应用于加工航空专用铝合金整体叶轮，该机床有两个主轴，转速40000r/min，但叶片加工精度可达5mm，总精度20mm。在模具工业，高速粗加工和淬硬后高速精加工也有发展前途，并有取代电火花（EDM）和抛光加工的趋势。德国Droop公司生产的FOG2500铣床，主轴转速为10000-40000r/min，可用于汽车车身冲压模具和塑料模具加工，加工零件表面粗糙度和精确度可达50mm，可取代电火花加工机床。10.2模具快速原型制造技术10.2.1快速成形技术的形成及发展随

6、着科学技术的进步，市场竞争日趋激烈，产品更新换代加速。缩短新产品的设计与试制周期，降低开发费用。是每个制造厂商面临的迫切问题。计算机技术在过去30年内已经成为各领域中强有力的工具。计算机用于产品设计，能显著提高设计效率与质量，但是CAD不能解决制造过程所面临的所有问题。在产品设计完成到批量生产阶段之间，往往还要制造产品的原型样品，以便尽早地对产品设计进行验证和改进，这是一项费时费力的工作，视为“瓶颈”。按常规方法制作产品原型，一般需采用多种机床加工或手工造型，时间长达几周或几个月，加工费用昂贵。另外，对于某些复杂形状的零件和

7、硬质合金材料，即使采用多轴CNC加工也还存在一些无法解决的问题。为解决上述问题，80年代中期以来，先后在美国、日本、西欧等国家出现了一种全新的造形技术—快速成形技术(RapidPrototypingManufacture．简称RPM)。RPM技术是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法。分层制造二维物体的思想雏形，最早出现在制造技术并不发达的19世纪。早在1892年，Blanther主张用分层方法制作三维地图模型。1979年东京大学的中川威雄教授，利用分层技术制造了金属冲裁模、成形模和注塑模。光刻技术的发展对现代RPM技术

8、的出现起到了催化作用。这是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控、激光技术和材料科学为一体的新型技术，它采用离散、堆积原理，自动而迅速地将所设计物体的CAD几何信息转化成实物原型。另外，还可根据不同要求，将RPM原型和铸造等传统工艺相结合，快速制造出实用零件。这项技术一产生就引起了学术和制造