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高速铣削加工技术在汽车模具制造中的应用

更新日期:2007-10-21  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

与仿型铣削平均加工精度为0.6mm相比,数控铣削加工精度较高,可以控制在0.2mm以内。淘汰仿型加工和模具涂色配刮,还可以防止产生累积误差。例如单是温度的变化,就能够在大的样件上造成大于0.1mm的尺寸变动。再如当成品模型或其零件损坏后不可修复需要更换时,对连接表面的加工精度要求在5μm之内,只能通过直接数控铣削获得。实际经验表明,这样生成的表面,需要的人工后加工工作量可以减少50%。这些实在的优点,对于模具制造具有决定性意义。因此,越来越多厂家完全直接应用数字控制技术,来制造全部模具。

经过努力开发,象三轴联动数控一样,在现代模具制造中五轴联动NC系统也允许操作者通过控制台旋钮让机床超速进给,以便尽可能提高刀具的移动速度。面对用户的抱怨,即经由CAD数据、CAM处理器、NC处理器和后处理器正常生成NC加工程序时,后继编辑和补偿所需的数据在机床控制系统中已经不复存在,控制系统制造厂家正在改变方法,把全部CAD数据直接传送到CNC系统中提供利用。这样一来,尽管NC加工程序中并未包含例如同切削点法向矢量有关的信息数据,NC系统仍然能够进行三维的刀具补偿。此外,还允许直接在机床旁方便地改变例如加工策略、刀路、使用的刀具、工件位置等工艺内容。仅仅这一项技术改进,可以成倍提高数控加工整个过程的运行速度。

针对NC编程语言影响过程运行的速度和精度的问题,有制造厂家把改进目标放到要让NC系统能够较为直接地处理曲面的CAD描述上,也即不经过NC编程语言中间搭桥。其结果,使NC系统处理程序块的正常时间降低到2ms,最短时间可达到0.5ms。这样一来,NC系统的速度不再是瓶颈,需要拖带沉重工件即汽车模具的进给驱动系统转而变为薄弱环节。

由于CAD数据经常存在缺陷或不完整,还有NC系统制造厂家便想方设法方便用户介入CAM过程,去发现和修正不正确的数据,但刀具补偿还是由NC系统完成。此时除了补偿刀具长度,还可以在狭小的公差范围内补偿小的、重磨的刀具的半径,并且不需要改编刀路。以上这些制造厂家目前提供的NC系统,都可以对五轴联动铣削加工补偿刀具长度和工件位置。

另外,对模具制造具有重要意义的速度预控制(前瞻)功能,已经成为现代CNC系统的一个标准特征。这一功能的设立,可以使NC系统预先处理多个即将到来的程序块,以便进给加速度和刀路速度与被铣削的工件轮廓相适应,不让进给速度在每一程序块终结时降低到零。在模具制造中常见的自由表面,往往要求加工时密布中间插值点,这时利用前瞻功能可以控制机床产生平滑的轨迹运动,同时保持很高的刀路速度。有制造厂家进一步开发成功具有适应前瞻功能的NC系统,能够在运行过程中作机床误差补偿。另一方面,由于需要的计算量太大,目前机床控制系统还不能够通过在线计算发现加工干涉情况,需要在今后继续努力改进。

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