模具的生产流程

1)ESI(Earlier Supplier Evolvement 供应商早期参与):此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨,主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求,同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力,产品的工艺性能,从而做出更合理的设计。  

2)报价(Quotation):包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具的交货期。(更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)  3)订单(Purchase Order):客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。  

4)模具生产计划及排工安排(Production Planning and Schedule Arrangement):此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。  

5)模具设计(Design):可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等 

6)采购材料  

7)模具加工(Machining):所涉及的工序大致有车、锣(铣)、热处理、磨、电脑锣(CNC)、电火花(EDM)、线切割(WEDM)、座标磨(JIG GRINGING)、激光刻字、抛光等。  

8)模具装配(Assembly)  

9)模具试模(Trial Run)  

10)样板评估报告(SER)

11)样板评估报告批核(SER Approval)

模具材料选材的原则

(一)模具满足工作条件要求
     1、耐磨性
     坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
     硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
     2、强韧性
     模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。
     模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
     3、疲劳断裂性能
     模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
     模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
     4、高温性能
     当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
     5、耐冷热疲劳性能
     有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
     6、耐蚀性
     有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。

(二)模具满足工艺性能要求
     模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
     1、可锻性
     具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
     2、退火工艺性
     球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
     3、切削加工性
     切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
   4氧化、脱碳敏感性
     高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
     5、淬硬性
     淬火后具有均匀而高的表面硬度。
     6、淬透性
     淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
     7、淬火变形开裂倾向
     常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。
     8、可磨削性
     砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。

(三)模具满足经济性要求
     在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,首先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。
     另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买。

浅谈冲压模具的材料种类

    制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。

    a.碳素工具钢

    在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差,热处理变形大,承载能力较低。

    b.低合金工具钢

    低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。

    c. 高碳高铬工具钢

    常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2),它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。

    d. 高碳中铬工具钢
    用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它们的含铬量较低,共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。

    e. 高速钢
    高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻 ,以改善其碳化物分布 。

    f. 基体钢
    在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。

    g. 硬质合金和钢结硬质合金
    硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用含钴量较高的硬质合金。

    钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、 钼 、钨、钒等)做粘合剂,以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达 68 ~ 73HRC。

    h.新材料
    冲压模具使用的材料属于冷作模具钢,是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2(相当于我国Cr12MoV)性能基础上,分为两大分支:一种是降低含碳量和合金元素量,提高钢中碳化物分布均匀度,突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的,以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的320CrVMo13,等。

模具碰撞伤痕及消除方法

模具碰撞伤痕是一件制品某部分发亮的现象。

其消除方法如下:

①凸模表面发亮的地方是强烈碰撞的痕迹。可用砂轮打磨发亮部位予以消除。另外,如压花等棱线错乱并发亮,这是由于rp、rd之间交错,或者接触太紧所造成,需加修正。

②材料移动处发生的伤痕。

例如,侧壁等某部分发亮,这是由于某部分间隙太小或精加工不良所致,应对照制品发亮部分来修整模具。另外,如果凸缘的一部分发亮,这是由于凹模平面的接触不良,可用砂轮打磨。

锻模设计程序和一般要求

    锻模设计程序和一般要求:
  锻模设计是为了实现一定的变形工艺而进行的。因此,在生产中应首先根据零件的尺寸、形状、技术要求、生产批量大小和车间的具体情况确定变形工艺和模锻设备、然后再设计锻模。锻模设计的程序如下:

  1.分析成品的形状(研究成品的锻造工艺性);2.根据零件图设计锻件图;3.确定制造方法(一模几件)和设备种类,计算所需吨位;4.确定模锻工步和设计模膛,其顺序是先设计终锻模膛,然后设计预锻模膛和制坯模膛。5.设计锻模模体(或模具组合体);6.设计切边模和冲孔模;7.设计校正模(根据需要);8.确定模具材料。

  锻件图是生产中的基本技术文件,根据它设计模具、确定原毛坯的尺寸和验收锻件等,机械加工车间也是根据锻件图来设计工卡具的。

  锻件图制定的工作内容包括:

  (1).确定分模面的位置和形状;(2).确定余量、公差和余块;(3).确定模锻斜度;(4).确定锻件的圆角半径;(5).确定冲孔连皮的形状和尺寸;(6).确定辐板和筋的形状和尺寸;

  设计锻模时应满足以下要求:

  (1).保证获得满足尺寸精度要求的锻件;(2).锻模应有足够的强度和高的寿命;(3).锻模工作时应当稳定可靠;(4).锻模工作时应满足生产率的要求;(5).便于操作;(6).模具制造简单;(7).锻模安装、调整、维修简易;(8).在保证模具强度的前提下尽量节省锻模材料;(9).锻模的外廓尺寸等应符合设备的技术规格。

模具的序贯阀式浇口

    在汽车和其他领域,部件合并产生了几何形状更为复杂的大型部件。这些部件很难浇注,容易产生诸如局部装填过量以及制件发亮等问题。同时,这些复杂的大型部件还需满足更严格的表面质量的要求。与此同时,各种尺寸的系列产品则要求使用系列的模具。人们还需要用几种材料混用制成的制件,而对于薄壁制件则要求有更好的流动长度。
  传统阀式热流道存在的不足

  用传统的阀式热流道系统处理这些问题十分棘手。同时打开或关闭所有的阀浇口,必然会使控制接缝位置、残留气体、局部装填过量以及流动不平衡等现象的能力受到限制。幸运的是,现在出现了一种技术,可以自由控制从哪儿注料,何时注料以及以多快的速度注料等。这种技术被称为序贯阀式浇口或SVG系统。阀浇口的开闭按照程序的步骤来执行。虽然这并不是一种新技术,但制模商却正在逐渐了解这种技术技术解决问题的能力。例如,对于一个模腔几何尺寸复杂而另一个模腔简单的系列模具,或者是几何尺寸不对称的多浇口部件,或是某个区域较厚某个区域较薄的部件,或有加强筋、凸台或活铰链这样的部件,在模塑过程中将产生一些问题。用传统的阀式浇口系统,制模工需要特别使部件的某些部份装填过量,才能使其他部分完全填满。而装填过量的部分不仅浪费原材料,还容易使得这些部分产生粘结、翘曲以及产生冷却应力等问题。

  在接下来的上漆工序中,部件应力会导致表面倾斜或油漆粘结等问题。此外,装填过量也就意味着要求使用更大型的注射机,对夹具的要求也更高。

  从多个浇口同时注料也会导致其他一些装饰性的工序无法正常进行,如模内涂层等。插入模具中的纺织品或薄膜会因注射工艺不平衡而发生皱折或波纹。

  对于单模腔多浇口的部件,接缝位置和外观越来越重要。彩色制件的接缝将会格外明显,而玻璃纤维填充物制件上的接缝会影响美观和性能。如果接缝出现在关键的高应力区域,这将会影响制件的质量和性能。多阀式浇口产生的接缝有可能在上漆后仍能看见。

  人们尝试了许多种方法,包括在模具上添加滑动件来控制注料。有的制模商也许还采用过缩小喷嘴孔径和浇口来控制注料,以便减少装填过量、应力和接缝等现象,但更小的孔径会导致熔融料所受剪切力过大。如果加工的制件壁厚相同,产品都一样,这个方法还不错,但其加工能力却大大受到了局限。

  SVG有何好处

  在不能改变所用材料的粘度、压力或温度的情况下,使用SVG系统,即使材料或条件发生变化,制模商也可以控制注料情况以生产出高质量的产品。

  Mold flow是一家模塑模拟软件的供应商,该公司的产品负责人Murali Ammareddy说,较好的作法是改变流道的尺寸而不是浇口的尺寸。“这种方法人为地使流动达到平衡,适合于系列模具。Moldflow公司提供一种自动使流动达到平衡的程序,可以调整流道的尺寸。但是,这可能会导致流体产生不同的剪切力,从而影响到制件的质量。浇口尺寸变小有可能会使浇口堵死。Annareddy提醒说:“若进料系统是人为地达到平衡,那么它对工艺过程中的变化更为敏感。”

  在过去,这些问题迫使有的制模商在生产高精度制件时,避免使用多浇口和多模腔的作法,因为均匀紧密的制件很难达到要求的公差。

  SVG进入商业运作已有十年了,相对于传统的阀式浇口和热流道的方法,并且获得越来越多的认可。SVG正在向人们展示其前所未有的控制接缝的能力:它可以将接缝移到不重要的部分,甚至移到排气口。通过阀口的序贯动作,人们可以均匀地往系列模具中注料,以此减少注料过量和发亮。同理,如果多模腔模具中的某一个型腔损坏,可以将其封死而继续使用模具。使用浇口进行调整以期获得均匀的注料,而无需改变浇口和流道尺寸来实现。

  供应商还提到了其他一些好处:在同一时间通过几个浇口序贯注料相对通过所有浇口同时注料可以减小夹具的吨位达20%~30%。物料的装填可以更加精确,在需要的地方可以多注料。

  供应商加紧开发

  至少有8个热流道技术的供应商提供SVG技术,包括D-M-E, Incoe, Husky, Mold-Masters, Osco Systems, P,E.T.S.和Synventive公司。汽车行业是SVG系统的主要使用行业,尤其是用于生产大型部件如保险杠、防护板、车轮罩,档位面板、格栅、风扇、散热器、空气入口系统以及仪表盘等,还可用于生产光学部件如汽车灯玻璃。SVG在生产边缘要求较高的汽车部件方面也开辟了新的使用领域,如在模内涂层、插入装饰膜、共挤出、硬—软多物料模塑、气体辅助以及加入长玻纤组份等。

  Synventive公司销售、市场以及研发部门的付总裁Mark Moss引用了一个例子:“使用共挤出生产TPO汽车保险杠现在市场还不太大,但却进行得很成功。”用序贯法生产表面光滑的TPO保险杠,型芯可以重复使用,这可帮助汽车制造商们满足越来越多的“绿色”汽车的要求。按照Moss的说法,使用标准的阀式浇口系统无法生产出这样的部件。

  Incoe公司与位于Sheboygan Falls, Wis的Benis生产厂一起从事用SVG系统进行共挤出已有三、四年的时间了。当型芯材料不同时,可利用共挤出来生产。

  制造汽车部件的制模商还有一个减少成本的想法,他们想取消上漆这个步骤。供应商们认为SVG系统是发展装饰膜嵌入模制件的重要因素,而如果能在制件中嵌入装饰膜,则可替代在外部件如车门外部进行上漆这个步骤。

  Osco系统公司第一次将该技术用于解决汽车部件的装饰上。Osco销售部门的付总裁Peter Rebholz这样说:“至少在十年以前,我们为通用汽车公司在生产卡车和汽车格栅的数十个模具上进行试验,总是遇到接缝线的问题。现在我们使用SVG系统将接缝线从明显能看见的地方移到了沟缘处。”Rebholz说:“在同时期,我们开始从事在模件内进行装饰,通过SVG系统可将薄膜引入模件而在插入时不发生降解或吹胀。我们还开始利用SVG系统生产系列模具产品,在一个模具中既生产容器也生产出盖子。”

  Mold-Master公司的Dewar说:“在过去的十到十五年中,我们已经将SVG系统应用于电视机后盖的生产中,它使制模商可以生产不用上漆的大型部件。如汽车底盘,它用添加了30%玻璃纤维的尼龙来制成。接缝使制品表面变形,从结构的角度看,也会影响其结构性能。”

弯曲卸载后弯曲件的回弹

    常温下的塑性弯曲和其它塑性变形一样,在外力作用下产生的总变形由塑性变形和弹性变形两部分组成。当弯曲结束外力去除后,塑性变形留存下来,而弹性变形则完全消失,弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短,内侧因弹性恢复而伸长,产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲回弹(简称回弹)。

 

  在弯曲加载过程中,板料变形区内侧与外侧的应力应变性质相反,卸载时内侧与外侧的回弹变形性质也相反,而回弹的方向都是反向于弯曲变形方向的。另外综观整个坯料,不变形区占的比例比变形区大得多,大面积不变形区的惯性影响会加大变形区的回弹,这是弯曲回弹比其它成形工艺回弹严重的另一个原因。它们对弯曲件的形状和尺寸变化影响十分显著,使弯曲件的几何精度受到损害。

  弯曲件的回弹现象通常表现为两种形式:一是弯曲半径的改变,由回弹前弯曲半径r t变为回弹后的r 0。二是弯曲角度的改变,由回弹前弯曲中心角度αt(凸模的中心角度)变为回弹后的工件实际中心角度α0 。回弹值的确定主要考虑这两个因素。若弯曲中心角α两侧有直边,则应同时保证两侧直边之间的夹角θ(称作弯曲角)的精度。弯曲角θ与弯曲中心角度α之间的换算关系为:θ= 180 o-α,注意两者之间呈反比关系。

  一.材料的力学性能

  材料的屈服点σS愈高,弹性模量E愈小,弯曲变形的回弹也愈大。因为材料的屈服点σS愈高,材料在一定的变形程度下,其变形区断面内的应力也愈大,因而引起更大的弹性变形,所以回弹值也大。而弹性模量E愈大,则抵抗弹性变形的能力愈强,所以回弹值愈小。

  二.相对弯曲半径r / t

  相对弯曲半径r / t愈小,则回弹值愈小。因为相对弯曲半径r / t愈小,变形程度愈大,变形区总的切向变形程度增大,塑性变形在总变形中占的比例增大,而相应弹性变形的比例则减少,从而回弹值减少。反之,相对弯曲半径r / t愈大,则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的工件不易弯曲成形的原因。

  三.弯曲中心角α

  弯曲中心角α愈大,表示变形区的长度愈大,回弹累积值愈大,故回弹角愈大,但对曲率半径的回弹没有影响。

  四.模具间隙

  弯曲模具的间隙愈大,回弹也愈大。所以板料厚度允差愈大,回弹值愈不稳定。

  五.弯曲件形状

  U形件的回弹由于两边互受牵制而小于V形件。形状复杂的弯曲件一次弯成时,由于各部分相互牵制以及弯曲件表面与模具表面之间的摩擦影响,改变了弯曲件各部分的应力状态(一般可以增大弯曲变形区的拉应力),使回弹困难,因而回弹角减小。

制模中外观不良制品的补救方法

    制模中外观不良制品的补救方法包括:

  1、凹痕、溶合痕、光洁不良、擦伤等的外观不良,进行磨光处理。

  2、飞边时,用锉刀、小刀削掉,然后对削掉部分进行磨光,以保证光洁度。

  3、用布粘住磨光材料,对欠缺部分要先重后轻进行磨光以保证光洁度。

  4、为了体现光洁而加入石蜡时,有可能产生应力龟裂,所以必须慎重使用。

如何缩短模具制造周期

    生产厂为了使新生产尽快面市,总要求模具制造厂能尽量缩短交货周期。对模具制造厂来说,投入高技术并不一定能解决这个问题,关键是要采用适当技术来减少加工中的停顿时间与手工作业。

 

  从理论上讲,最快的加工过程是从客户处接受模具的电子化的CAD数据,将它输入CAD/CAM/CAE系统进行处理,输出NC程序去高速加工出一个三维立体模型的样品,将其与原先输出的数据相核对,然后产生出用于CNC EDM加工或机械加工的NC数据,接着就可以进行模具的实际加工

  实际上,除了最大的汽车与计算器OEM单位之外,很少用户能传递电子化CAD数据。许多模具制造厂购买最新的CAD/CAM系统是为了通过IGES,DXF和其它文件接受CAD数据。但其着重点仍然主要放在将标准的绘图数据或模型翻译成NC程序。因而一个对用户非常友好的CAM或C AD/CAM接口是很需要的。

  假如客户送来一个模型或样品,最快的技术是用激光进行扫描。例如,Sharnoa Corporation公司提供了一个用户花费了48小时来准备与铣削模具上、下模的事例。完成仿形铣削需要高度熟练的机械工人集中精力花费几个小时。一台Sharnoa的激光扫描数字化用6小时以每秒80点的速度扫描模型,产生转换成NC程序的电子化数据。大部份的机械加工是由一台立式加工中心在无人看管的情况下完成的。

  电子测头的数字化需要较长时间,但仍然比传统的液压扫描要快。专用的数字化系统往往比带有数字化测头的CMM工作得更快些。

  采用现代电子探测系统,其CNC又具有超前处理(Look-ahcad)功能的仿形铣削,只要机床配备得当,就能提供较快的无人看管加工的极大潜力。假如具有对刀具磨损的监控、检测刀具的测头以及在刀库中有安装备用刀具的容量,那么就能在单个或多个模具安装调整后进行多个小时的无人化加工。

  假如采用卧式加工中心,切屑能从模具型腔中更容易排除出去。将模具毛坯紧固在工作台或托盘的弯板上将会花费较多时间,但会得到不受干扰的几个小时无人看管加工要好处。

  刀具磨削也很重要,采用CNC刀具磨床以保持刀具尺寸、几何形状以及刀刃表面粗糙度的一致性,将会进一步保证稳定的无人化加工。

  由数字化得到的电子化数据在用于铣削模具之外,也能同时用来作为CNC铣削EDM粗、精加工用电极的NC程序,因而可以减少铣削加工与ED M之间的许多等待时间。

  当前世界性的趋势时采用铣削将模具尽可能多地切除掉加工部份,随后用石墨电极进行EDM的粗加工,并按照需要的加工质量和模具的复杂程度用铜电极进行EDM的精加工。

  EDM机床生产厂在EDM超精加工方面投入了许多研究开发工作,有些厂也在电解加工(ECM)的光整工序上下功夫。

  EDM成形加工是否必须有人看管?欧洲与日本等EDM机床生产厂提供了一些智能型脉冲发生器控制系统,它能持续不断地比较与调装火花间隙和相对于电蚀表面的电蚀率。“模糊逻辑”与“专家系统”使EDM循环中存在着某些“思维”过程。用户的好处是一个操作工能同时看管5台或更多的EDM机床,一旦将EDM床调整好,不用管它,就能完成精加工和得到要求的配合精度。

  高速铣削的主要益处在于对淬硬模具钢或铸铁模具的精加工。用高速铣削切除薄薄一层(例如切去0.3mm,这与先前加工后的粗糙度有关)能减少手工拋光的时间,有时,精铣的表面已能用于锻模与压力加工,精铣的压模经常只需在金属压延的表面上进行拋光。有些经过精铣的表面,只要其外形没有陡然变化,适宜于采用CNC拋光机。

  在采用3轴联动或5轴转动铣削方面,用球头铣刀与成形铣刀进行3轴联动铣削时,刀具轨迹之间的尖凸和成形铣刀留下的多余材料需要手工拋光去消除;而与轴联动铣削可以应用标准铣刀,并留下较少的拋光工作量。目前流行的CAD/CAM系统大都是面向2.5与3轴编程的,但是能提供用户非常友好的5轴软件的专业软件公司在增多,价格的差距也在很快缩小。

  那么,应该选择怎么样的5轴机床呢?以加工凹槽的拐角为例,如采用能倾斜的转台,刀具在凹槽近旁要移动一个长的路径,并留下刀具停顿的痕迹。如果采用能回转并摆动的铣头,或是能回转并倾斜的铣头,那么可以用较短的路径来完成同样的加工。分析工作轮廓外形的状态可以确定在一台5轴加工中心究竟以那个坐标轴可以倾斜为好。

  不管加工和CAD/CAM/CAE技术如何先进,有经验的模具制造者都同意究竟如何与何时使用它们才是最重要的。在这个问题上,关键在于使手工作业减至最少,而不是需要投入多少钱。

试模的必要原因和步骤分析

    大多数成型产品的缺陷是在塑化和注塑阶段造成的,但有时也与模具设计不当有关,可能的影响因素包括:模腔数,冷/热流道系统的设计,射入口的类型、位置和尺寸,以及产品本身的结构等。因此,为了避免由于模具设计而造成的产品缺陷,我们需要在制作模具的时候,对模具的设计和工艺参数进行分析。
    模具设计不当往往会造成最终产品出现这样或那样的缺陷。所以,在对模具进行修改之前,通常要先进行试模和评估,优化模具设计和工艺参数,这样才能避免不必要的误差,达到事半功倍的效果,同时满足批量生产的高质量要求。
为何一定要试模?
    在获得试模结果后,操作者通常需要对模具的具体情况进行评估,以免在对模具进行修改的过程中增加不必要的成本和时间。多数情况下,这种评估还包括对机器工艺参数的设定。也就是说,为了弥补模具设计中的不足,操作者可能会在不知情的情况下进行了不正确的设置。在这种情况下,设备的生产运作过程是不正常的,因为生产合格产品所需的参数设置范围非常小,一旦参数设置出现任何微小的偏差,可能会导致最终产品的质量远远超出所允许的误差范围,而由此产生的实际生产成本往往比事先进行模具优化所产生的费用高得多。
    试模的目的就是要找出优化的工艺参数和模具设计。这样,即便是材料、机器设定或者环境等因素发生了变化,依然能够确保稳定和不间断的批量生产环境,而不仅仅是为了获得一个好的样品。这一点非常重要。
    试模的基本步骤
步骤1.设置料桶的温度。
    这里需要注意的是,初始的料桶温度设置必须依据材料供应商的推荐。这是因为,不同厂家、不同牌号的相同材料可能具有相当大的差异,而材料供应商往往对自己的材料有着相当深入的研究和了解。用户可根据他们的推荐进行基本的设置,然后再根据具体的生产情况进行适当的微调。
    除此之外,还需要使用探测器测量熔体的实际温度。因为我们所设定的料桶温度往往由于环境、温度传感器的型号和位置深度不同等原因,并不能保证与熔体温度100%的一致。有时由于油污的存在或其他原因,熔体的实际温度和料桶的设置温度差别很大(以前,我们曾有过两者温差相差高达30℃的例子)。
步骤2.设置模具的温度。
    同样,初始的模具温度设置也必须根据材料供应商提供的推荐值。
    需要注意的是,我们所说的模具温度指的是模腔表面的温度,而不是模温控制器上显示的温度。很多时候,由于环境以及模温控制器的功率选择不当等原因,模温控制器上显示的温度与模腔表面的温度并不一致。因此,在正式试模之前,必须对模腔表面的温度进行测量和记录。同时,还应当对模具型腔内的不同位置进行测量,查看各点的温度是否平衡,并记录相应的结果,以为后续的模具优化提供参考数据。
步骤3.根据经验,初步设定塑化量、注射压力的限定值、注射速度、冷却时间以及螺杆转速等参数,并对其进行适当的优化。
步骤4.进行填充试验,找出转换点。转换点是指从注射阶段到保压阶段的切换点,它可以是螺杆位置、填充时间和填充压力等。这是注塑过程中最重要和最基本的参数之一。在实际的填充试验中,需要遵循以下几点:
(1)试验时的保压压力和保压时间通常设定为零;
(2)产品一般填充至,具体情况取决于壁厚和模具的结构设计;
(3)由于注射速度会影响转压点的位置,因此,在每次改变注射速度的同时,必须重新确认转压点。
    通过填充试验,用户可以看到材料在模腔里的流动路径,从而判断出模具在哪些地方容易困气,或者哪些地方需要改善排气等。
步骤5.找出注射压力的限定值。在此过程中,应当注意注射压力与注射速度的关系。对于液压系统,压力和速度是相互关联的。因此,无法同时设定这两个参数,使其同时满足所需的条件。
    在屏幕上设定的注射压力是实际注射压力的限定值,因此,应当将注射压力的限定值设定为始终    大于实际的注射压力。如果注射压力限定过低,使得实际注射压力接近或超过注射压力的限定值,那么,实际的注射速度就会因为受到动力限制而自动下降北京汉阳,从而影响注射时间和成型周期。
步骤6.找出优化的注射速度。这里所指的注射速度,是同时满足使填充时间尽量短,同时填充压力尽量小的注射速度。在这一过程中,需要注意以下几点:
(1)大部分产品的表面缺陷,特别是浇口附近的缺陷,都是由于注射速度引起的。
(2)多级注射只在一次注射不能满足工艺需求的情况下才使用,特别是在试模阶段。
(3)在模具完好、转压点设定正确,且注射速度足够的情况下,注射速度的快慢与飞边的产生没有直接关系。
步骤7.优化保压时间。
    保压时间也即是浇口的冷凝时间。一般,可以通过称重的方式确定浇口的冷凝时间,从而得到不同的保压时间,而最优化的保压时间则是使产品模重达到最大时的时间。
步骤8.优化其他参数,如保压压力和锁模力等。

最后,需要强调的是,试模的目的和重点在于优化模具和工艺,以满足批量生产的要求,而不仅仅是试验出好的产品试样。