为模具加工选择加工中心摘要!本文针对模具数控加工的特点提出了选用加工中心时应考虑的若干方面以保证加工质量和提高生产效率!关键词!模具$加工中心$选型!前言模具是目前应用数控加工最为广泛的行业之一!随着市场对模具产品质量要求的不断提高将有更多的企业选用加工中心!加工中心的性能将直接影响模具的加工工艺#加工质量和生产效率!加工中心综合应用了机械技术#电子技术#计算机技术#电气技术#液压技术#光学技术具有先进性#复杂性#发展的迅速性以及品种型号和档次的多样性而且价格相对比较昂贵因此加工中心的选用是一项重要而复杂的工作要慎重进行!文献/01/21/31/41提出了加工中心选用的一般原则和方法本文主要探讨现代模具制造行业加工中心的具体选型要求!加工中心的选用原则与程序加工中心的初期投资及维修等费用较昂贵要求管理及操作人员的素质较高!用户要根据自身的经济实力和技术实力以满足需要为前提进行选用!565确定典型加工工件的形状尺寸根据企业在模具市场的定位确定模具生产的种类#结构和形状尺寸范围然后采用成组技术把典型模板进行归类再来选择合适的加工中心!562机床市场调研与订货加工中心的种类繁多价格较昂贵!加工中心的选用不仅是以数控机床技术#加工工艺技术为基础的综合应用技术而且是一种受自身经济实力和技术实力约束的综合管理技术!在加工中心初选技术方案出台后要货比三家与机床生产厂家深入沟通要询问并调研机床厂家提供的典型用户兼顾眼前需要与长远规划结合用户!78编程能力#数控机床操作和管理维修水平最终敲定性能价格比最好的加工中心型号与生产厂家!订货合同中要明确加工中心的验收标准#程序和验收期限编程操作维修培训要求机床专用检具#刀具#特殊附件和关键配件的供应是否要作综合性试件的切削精度检查付款方式及质量保证金等!#加工中心的选型265加工中心类型与规格的确定现代模具制造都采用专业化协作的生产方式模架#顶针等零件外购模具数控加工的零件通常有定模型腔#动模型芯#电极#镶块#滑块等!一般选立式加工中心加工定模型腔#铜电极#镶块#滑块等零件动模型芯既可选用立式加工中心加工也可考虑选择卧式加工中心加工!卧式加工中心的工艺性比较广泛但卧式加工中心比立式加工中心的价格要贵所需加工费也高用户要根据自身经济实力选配!加工模具型面若有空间曲面要考虑选择多轴联动的加工中心9:1!如果是用于大型模具加工往往要选择龙门加工中心!在确定加工中心规格时应根据模具模板大小考虑工作台尺寸及各坐标行程!首先按模板尺寸初定加工中心工作台尺寸再考虑模具的装夹方式以便留出安装夹具所需的空间然后再核算加工中心!轴#轴行程以满足模具的实际加工范围!对大型模具还要考虑工作台的最大承载重量!立式加工中心要考虑主轴端面到工作台面的距离!卧式加工中心要考虑主轴端面到工作台中心的距离!鉴于模具材料硬度较高模具粗加工工作量大在考虑主轴功率及扭矩时在同等规格尺寸时一定要选用主轴功率#扭矩都较大的机床以提高切削效率!有实力的企业可考虑选用主轴转速/000#12(+以上的高速加工中心3/4356以提升加工中心对模具材料硬度的适应性扩大加工中心的加工工艺范围进一步提高加工效率和加工质量!模具电极常用材料为纯铜或石墨如要加工石墨电极786优选防尘性能好的高速加工中心!9:9加工中心精度的选择模具按制品材料可粗分为五金模和塑料模!一般地说五金模具的零件加工精度高于塑料模具的零件加工精度!根据模具定模型腔和动模型芯关键部位的配合精度考虑加工中心的精度等级!国产加工中心分为普通型和精密型其精度参见下表!由于数控技术的飞速发展普通型加工中心已可加工/;5级精度零件精密级加工中心可加工<;/级精度零件3=6!在考察加工中心的精度指标时要注意它采用的精度标准3>06!国际上常用的精度标准有*?@$国际标准%#A*?$日本标准%#B?CD$美国标准%#EF*$德国标准%#G?$英国标准%等!除A*?标准采用测量一次的极差法计算加工中心精度其他标准均采用多点多次测定的数理统计法计算加工中心精度!就同一台机床而言用不同的精度检测标准其检测的数值数理统计法约为极差法的9;H倍!9:H加工中心的刚性与精度保持性由于模具材料均较硬而加工中心技术参数说明中标出的精度是加工中心在无负载下的技术参数!在实际加工状态下的精度还与加工中心的刚性等因素有关!所以应对模具工业用加工中心的刚性予以特别关注!刚性是加工中心质量的一个重要特征但目前尚无对加工中心刚性评价的客观标准必要时选择相对模板尺寸大一档规格的加工中心!在选择加工中心时还要考虑机床的精度保持性!要分析机床的布局#机床刚性#导轨跨距及结构形式&要优选铸铁材料导轨#优选混凝土材料床身&主轴要带有循环冷却装置等等!刚性和精度保持性好的加工中心在机床’磨合(后会越用越好!笔者就见过不少模具加工企业有的因加工中心选型不当加工过程中机床振动和噪声较大使用一两年后机床精度已丧失&有的加工中心用了十几年机床精度仍然保持!9:I数控系统的选择7>>4所选数控系统的档次要与加工中心的档次相匹配!由于模具型面单工序加工的程序容量可达>JG以上加工时间可达几十小时以上一般要求数控系统的平均无故障时间$CKGL%大于>0000M运算速度快存储容量大于>CG系统快进速度大于9I212(+插补单位小插补功能较丰富网络通信能力强故障自诊断功能强具有在线诊断功能带交流驱动单元!如模具型面复杂数控系统最好具备进给速度前瞻控制和NOPG?曲面插补功能!现代数控系统具有许多功能有的属于基本功能有的属于选择功能!选择时一定要根据加工中心的具体用途而定!应对数控系统的性能和价格等作一个综合分析既不要求全也不要遗漏!模具数控加工基本上都是使用QBC软件自动编程数控系统的选择还要考虑与流行QBC软件的数据交换最好是QBC软件能直接支持该数控系统的后置处理!在多轴联动数控系统的选择上必须同时考虑多轴加工QBC软件的匹配3>963>H6!9:<加工中心台数估算对每个典型加工零件按照工艺分析可以初步确定工艺路线确定凸模#凹模#电极等的加工工序内容!用QBC模拟加工得到每道工序的切削时间!再考虑相应辅助时间$一般为>0R;90R!%与每次换刀时间$约为>0;90.%就可算出每道工序的加工工时!按一年H00个工作日两班制一天有效工作时间>I;><M计算可初估加工中心的年生产能力!根据生产要求或工序平衡要求决定加工中心的台数!选购加工中心要注意上下工序间的节拍协调一致还要注意外部设备的配置与编程#操作#维修等环节的匹配!在模具加工行业因等待加工程序而导致加工中心停机的现象时有发生!9:/自动换刀装置及刀柄的选择自动换刀装置$BKQ%是加工中心的基本特征!模具数控加工所需刀具不多对换刀时间也没有过高要求尽量选用结构简单#可靠性高#维修容易的自动换刀装置加工中心刀库容量一般选I;>/把!加工中心所用的刀具是由通用刀具和与主轴前端锥孔配套的刀柄等组成!刀柄及拉钉的标准有日本的GK标准#欧洲的*?@及F*N标准#美国的QBK1BN?*标准#中国的/01标准!各标准依据柄部直径又有各种大小的尺寸最常用的是23号及43号刀柄!但这类刀柄不适用于高速加工高速加工中心上要选用567系列短锥刀柄!可根据加工中心主轴前端锥孔直径选定刀柄号根据模具加工工艺方案选定刀柄的数量和适量的刀具!要注意查看加工中心所用的拉钉标准和机械手夹持部位标准!此外还需选配刀具预调仪!89:其他选择自动交换工作台的选择#由于模具的制造是单件生产一般毋须考虑选用多工作台!冷却装置$排屑装置$安全防护装置#由于模具加工余量大加工时间长要选用带有全防护罩的大流量的冷却装置快速可靠的排屑装置安全防护装置保护功能全面$可靠!加工中心附件的选择#选用加工中心除了认真考虑其基本功能及基本件外还要选用一些选择功能及附件如刀具状态监测仪等!要选择与生产要求相应的高可靠性的附件!加工中心的选用还要考虑品牌$可靠性%;<=>大于?33小时&关键配套件质量$维修服务网点$环保与安全认证等因素!!结束语根据模具加工的具体要求选择适用的加工中心将提高用户的投资效益提升模具加工能力和加工质量!参考文献@AB罗生梅等C加工中心的选型和订货@DE C制造技术与机床833F%A8&@8E赵葛霄等C加工中心的选型问题探讨@DE C机床与液压833A%4&@FE邢青松等C数控加工中心的选用策略@DE C盐城工学院学报8333%F&@2E张炳杰C谈加工中心的选型@DE C设备管理与维修AGG:%AA&@4E谭汝谋C加强多轴加工机床的研究与发展@HE C世界制造技术与装备市场8332%F&@?E张伯霖等C模具制造中的高速加工技术@HE C制造技术与机床833F%4&@:E周莉等C高速加工机床的合理选用@HE C制造技术与机床833F%F&@IE王成勇等C石墨电极的高速加工@DE C制造技术与机床8338%F&@GE盛伯浩等C数控机床的现状与发展@DE C制造技术与机床